全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2012, 38(5): 887−895 http://www.chinacrops.org/zwxb/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由教育部“新世纪优秀人才支持计划”项目(NCET-08-0465)，西北农林科技大学“创新团队建设计划”(2010-1)和西北农林科技大
学“青年学术骨干支持计划”(2007)项目资助。
* 通讯作者(Corresponding author): 高亚军, E-mail: yajungao@nwsuaf.edu.cn
第一作者联系方式: E-mail: lanqincao@yahoo.com.cn
Received(收稿日期): 2011-09-06; Accepted(接受日期): 2012-01-19; Published online(网络出版日期): 2012-03-05.
URL: http://www.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20120305.1039.012.html
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2012.00887
不同氮吸收效率品种油菜氮素营养特性的差异
曹兰芹1,2 伍晓明2 杨 睿1 田阳阳1 陈鲜妮1 陈碧云2 李亚军1
高亚军1,3,*
1 西北农林科技大学资源环境学院, 陕西杨凌 712100; 2 中国农业科学院油料作物研究所, 湖北武汉 430062; 3 农业部西北植物营养与
农业环境重点实验室, 陕西杨凌 712100
摘 要: 采用土培盆栽试验, 在不同供氮水平下对 50 份甘蓝型油菜进行氮吸收效率筛选, 并比较其不同品种的氮素
营养特性。结果表明, 油菜的氮素营养特性表现出一定的品种差异, 其中根系氮累积量及其占总吸氮量的百分比变异
系数最大, 超过 50%, 而生长前期植株含氮量的变异系数最小。不论氮素供应水平高低, 油菜氮高效品种的总吸氮量
和各器官的氮素累积量均显著高于氮低效品种, 其中根系氮素累积量的差异最大, 而果荚氮素累积量的差异最小;
氮高效品种根系中累积的氮素比例均显著高于氮低效品种, 而果荚中累积的氮素比例均显著低于氮低效品种; 氮高
效品种营养生长阶段地上部的含氮量与氮低效品种的差异不显著, 而地上部的氮素累积量显著高于氮低效品种; 营
养生长阶段功能叶片的 SPAD 值也显著高于氮低效品种。随着供氮水平的改变, 氮高效品种各器官的含氮量、氮素
累积量和氮素分配比例的变化幅度均显著高于氮低效品种。不同品种油菜氮素营养指标的显著差异为通过遗传改良
途径培育作物新品种和提高作物氮肥利用效率提供了基础。
关键词: 油菜(Brassica napus L.); 氮吸收效率; 品种; 含氮量; 氮素累积量; SPAD
Differences of Nitrogen Status between Different N-Uptake-Efficiency Rape-
seed (Brassica napus L.) Cultivars
CAO Lan-Qin1,2, WU Xiao-Ming2, YANG Rui1, TIAN Yang-Yang1, CHEN Xian-Ni1, CHEN Bi-Yun2, LI
Ya-Jun1, and GAO Ya-Jun1,3,*
1 College of Resources and Environment, Northwest A&F University, Yangling 712100, China; 2 Institute of Oil Crop Research, Chinese Academy of
Agricultural Sciences, Wuhan 430062, China; 3 Key Laboratory of Plant Nutrition and the Agri-environment in Northwest China, Ministry of Agri-
culture, Yangling 712100, China
Abstract: A pot experiment was conducted to test nitrogen (N) uptake efficiency (NUE) of 50 rapeseed cultivars at two N appli-
cation levels. The differences of N status indexes between high-nitrogen-efficiency-genotype (HNEG) and low-nitrogen-effi-
ciency- genotype (LNEG) were analyzed. The results showed that N status varied dramatically among different genotypes. The
greatest variance was found on N accumulation in root and ratio of N accumulation in root to total N uptake (>50%) while the
least variance was found on N content of aboveground part of rapeseed during vegetative stage. At both N application levels,
HNEG had significantly greater total N uptake and N accumulation in different parts of plant than LNEG. The maximum
difference of N accumulation was found in root between HNEG and LNEG while the minimum difference of N accumulation was
found in silique husk. The ratio of N accumulation in root to total N uptake for HNEG was higher than that for LNEG. The ratio of
N accumulation in silique to total N uptake was higher for LNEG than for HNEG. During vegetative stage, no significant differ-
ence of N content of aboveground parts was found between HNEG and LNEG. However, HNEG had remarkable higher N
accumulation in aboveground parts and higher SPAD value of leaves than LNEG. Changes of N supply level led to the greater
changes of N content, N accumulation and the ratio of N accumulation in any part to total N uptake for HNEG than those for
LNEG. Significant differences of nitrogen status between different rapeseed cultivars provide a basis to create new crop varieties
for increase nitrogen use efficiency.
Keywords: Rape seed; Nitrogen uptake efficiency; Cultivars; N content; N accumulation; SPAD
888 作 物 学 报 第 38卷

目前油菜生产中氮肥施用量较高[1-2], 但利用率
较低[3]。通过新品种选育来提高油菜的氮肥利用率
是一条新的途径, 而氮高效品种油菜的筛选及不同
氮效率品种的差异研究是基础。华中农业大学利用
大规模苗期试验筛选油菜氮高效种质, 并利用水培
试验对氮高效和氮低效种质的差异做了分析[4]。湖
南农业大学重点研究目前一些推广品种氮效率差异
的生理机制[5-8]。刘代平等[9]研究表明, 油菜氮高效
品种叶绿素含量、可溶性糖含量及总量较高, 硝酸
还原酶活性较强, 硝酸盐含量低于低效品种。宋海
星等 [10]报道, 施氮条件下, 氮高效品种具有较多的
一级侧根数 , 较长的根长 , 较高的最大吸收速率 ,
根系活力影响较小。另有研究表明, 油菜氮高效品
种向籽粒再分配的氮素量及其比例大, 植株体氮素
损失量及其比例小[4,11]。总之, 油菜氮效率研究大多
关注氮素利用效率, 对氮吸收效率的品种差异研究
少见报道。然而, 在某些情况下氮吸收效率对氮效
率的贡献可能更大[12-13]。本试验前期研究[16]已经通
过对 50 个甘蓝型油菜品种氮吸收效率的评价筛选出
氮素供应充足和低氮胁迫条件下的氮高效品种和氮
低效品种。本文在对 50个甘蓝型油菜氮吸收效率筛
选的基础上, 重点比较了不同氮吸收效率品种的氮
素营养特性的差异 ; 由于SPAD值高低反映作物叶
片的叶绿素含量[14], 与作物叶片含氮量具有显著线
性相关[15], 因此, 对不同品种的SPAD值差异也做了
分析。
1 材料与方法
1.1 供试土壤
红油土含有机质 7.48 g kg–1、全氮 0.72 g kg–1、
碱解氮 21.4 mg kg–1、全磷 0.50 g kg–1、速效磷 7.6
mg kg–1、全钾 19.5 g kg–1、速效钾 73.1 mg kg–1, pH 7.7。
1.2 试验设计
试验包括施氮量和油菜品种 2 个因素。设低氮
(0.1 g N kg–1土)和高氮(0.3 g N kg–1土) 2个施氮水平,
与土混匀后一次性施入; 50 个甘蓝型油菜品种, 编
号 1~50, 名称与来源见曹兰芹等[16], 种子由中国农
业科学院油料作物研究所提供, 试验采用完全随机
区组排列, 重复 3次, 共 100个处理。
于 2007—2008 年在西北农林科技大学农作一
站玻璃温室中进行盆栽试验, 每盆装风干土 9 kg。
2007年 11月 1日播种, 11月 15日定苗, 每盆定植 8
株, 抽薹期后每盆只留 1株。以P肥(P2O5 0.2 g kg–1
土)、K肥(K2O 0.3 g kg–1土)作为底肥, 苗期随水施入
B肥(1.0 mg B kg–1土), 抽薹期和花期喷施Fe肥和Zn
肥。采用重量法灌水, 保持土壤含水量为 60%~75%
的田间持水量。
1.3 测定项目和方法
在开花以前分 3次(五叶期: 12月 29日; 现蕾期:
2月 29日; 抽薹期: 3月 14日)采集地上部样品, 称
鲜重和干重, 并测定其含氮量; 成熟期分器官测定
籽粒、果荚(即果壳、角果皮, 下同)、茎叶和根系部
分的鲜重、干重及其氮含量。植株全氮采用H2SO4-
H2O2消煮-奈氏比色法测定[17]。氮素累积量=干物质
量×含氮量, 氮素吸收效率=植株总吸氮量/施氮量。
用 SPAD-502 型叶绿素计(Konica, 日本)测定
SPAD值。选择各植株中部完全展开的功能叶, 测定
叶片中部, 部位保持一致并避开叶脉, 每个品种每
个重复测定 6 次, 取其平均值。测定时间为天气状
况相近的晴朗午后, 分别于五叶期、现蕾期、抽薹
期测定。
1.4 统计分析
用 SAS 8.0软件统计分析试验数据。
2 结果与分析
2.1 氮素吸收高效型和低效型油菜的筛选
不论供氮水平高低, 氮素吸收效率均表现出一
定的品种变异(图 1)。同一品种油菜在高氮条件下的
氮素吸收效率均低于低氮条件下的氮素吸收效率。
多重比较结果表明, 氮素供应水平较高时(高氮
处理), 26、44、25、27、12、13、23、42、17和 37
号等 10 个品种氮素吸收效率最高, 平均达到 0.55
(0.48~0.70), 而 33、47、3、11、8、40、18、41、7
和 4等 10个品种的氮素吸收效率最低, 平均为 0.24
(0.18~0.28)。10 个氮吸收效率最高品种的平均值是
10个氮吸收效率最低品种平均值的 2.3 倍, 其差异
达到极显著水平(1%)。氮吸收效率最大相差 4.0 倍,
变异系数为 28% (表 1)。
氮素供应水平较低时(低氮处理), 27、26、23、
12、44、13、35、16、34和 38号等 10个品种氮素
吸收效率最高, 平均达到 1.11 (1.03~1.19), 而 3、6、
8、47、40、7、11、18、41 和 4 号等 10 个品种的
氮素吸收效率最低, 平均为 0.69 (0.25~0.83)。10个
氮吸收效率最高品种的平均值是 10 个氮吸收效率
最低品种平均值的 1.7 倍, 其差异达到极显著水平
(1%)。氮吸收效率最大相差 2.6倍, 变异系数为 16%
第 5期 曹兰芹等: 不同氮吸收效率品种油菜氮素营养特性的差异 889


(表 1)。
在氮吸收效率排名前 10的品种中, 26、44、27、
12、13 和 23 号品种在不同氮素供应水平下都表现
为较高的氮素吸收效率; 氮吸收效率排名后 10的品
种中, 4、7、41、18、40、8、11、3和 47号品种在
不同氮素供应水平下都表现为较低的氮素吸收效率。
根据氮素吸收效率的排名, 将排名前 10位和后
10位的品种分别作为氮吸收高效和氮吸收低效的初
选材料, 后文中分别用 10个品种的平均值代表氮吸
收高效品种和氮吸收低效品种的指标。



图 1 不同供氮水平下 50个品种油菜的氮素吸收效率
Fig. 1 N-uptake-efficiency of 50 rapeseed cultivars at different N levels

表 1 不同品种油菜氮素吸收效率的差异
Table 1 Differences of N-uptake-efficiency among 50 rapeseed cultivars
供氮水平
N level
品种
Cultivar
品种数
No. of cultivars
氮素吸收效率
N-uptake-efficiency
标准差
Standard deviation
变异系数
CV (%)
全部品种 All cultivars 50 0.43 0.12 28
氮高效品种 High efficiency cultivars 10 0.55 0.07 13
高氮处理
High N
氮低效品种 Low efficiency cultivars 10 0.24 0.04 17
全部品种 All cultivars 50 0.89 0.14 16
氮高效品种 High efficiency cultivars 10 1.11 0.05 5
低氮处理
Low N
氮低效品种 Low efficiency cultivars 10 0.69 0.17 25

2.2 不同供氮条件下油菜氮素营养特性的品种
差异
由表 2 可以看出, 无论是高氮处理还是低氮处
理, 油菜的氮素营养性状和 SPAD 值均表现出一定
的品种差异, 且各指标的差异幅度较大: 根系氮累
积量及其占总吸氮量的百分比变异系数最大, 均超
过 50%, 而生长前期植株含氮量的变异系数最小 ,
大部分不超过 10%。
氮素累积量的差异程度普遍高于含氮量的差异
程度。在各器官含氮量指标中, 茎叶的差异最大, 根
系次之, 籽粒的差异最小; 在各器官氮累积量及其
占总吸氮量比例指标中, 根系的差异均最大, 这与
其生物量差异很大有关 [16], 籽粒的差异仍然最小 ;
不同生育阶段的含氮量和氮素累积量的变异系数随
着生育阶段发展有降低的趋势 ; 而不同生育阶段
SPAD的变异系数则随着生育阶段发展有增大的趋
势(表 2)。
高氮处理成熟期各器官含氮量有低于低氮处理
的趋势, 而不同生育阶段 SPAD 值的变异系数则有
相反的趋势: 高氮处理高于低氮处理(表 2)。
2.3 不同氮吸收效率油菜成熟期氮营养特性的
差异
在氮素供应水平较高的情况下, 氮高效品种地
上部各器官含氮量均略高于氮低效品种, 根系含氮
量则为前者略低于后者; 在氮素供应水平较低的情
况下, 趋势则相反: 氮高效品种地上部各器官含氮
量均低于氮低效品种, 其中茎叶和果荚含氮量的差
异达到显著水平(5%), 根系含氮量则为前者略高于
后者(图 2)。
与高氮处理相比, 低氮处理氮高效品种含氮量
890 作 物 学 报 第 38卷

表 2 不同供氮条件下氮素指标和 SPAD的品种差异
Table 2 Difference of N indexes and SPAD value among 50 rapeseed cultivars at different N levels
高氮处理 High N level 低氮处理 Low N level 指标
Index 变幅
Range
平均值
Average
变异系数
CV (%)
变幅
Range
平均值
Average
变异系数
CV (%)
籽粒含氮量
N content in grain (%)
3.97–5.67 4.71 7 3.50–5.29 4.33 9
果荚含氮量
N content in silique husk (%)
1.73–3.45 2.39 13 0.67–2.21 1.36 27
茎叶含氮量
N content in stem and leaf (%)
0.91–2.35 1.41 22 0.54–1.99 0.91 30
根系含氮量
N content in root (%)
0.91–1.88 1.29 19 0.70–1.95 1.19 22
籽粒氮累积量
Grain N accumulation per plant (g)
0.14–0.56 0.35 29 0.08–0.55 0.31 28
果荚氮累积量
Silique husk N accumulation per plant (g)
0.10–0.33 0.19 29 0.04–0.20 0.09 34
茎叶氮累积量
Stem and leaf N accumulation per plant (g)
0.04–0.46 0.15 59 0.04–0.16 0.07 35
根系氮累积量
Root N accumulation per plant (g)
0.01–0.17 0.04 80 0.01–0.11 0.03 80
籽粒氮占植株总吸氮量的百分比
Ratio of N in grain to N in whole plant (%)
27.00–61.50 46.90 18 30.50–73.20 60.80 15
果荚氮占植株总吸氮量的百分比
Ratio of N in silique husk to N in whole plant (%)
15.20–41.20 27.20 23 6.90–41.20 19.30 36
茎叶氮占植株总吸氮量的百分比
Ratio of N in stem and leaf to N in whole plant (%)
10.60–40.00 20.70 34 7.20–24.20 14.10 32
根系氮占植株总吸氮量的百分比
Ratio of N in root to N in whole plant (%)
2.00–13.50 5.20 53 2.00–19.80 5.80 68
五叶期地上部含氮量
Shoot N content at five leaf stage (%)
2.38–3.60 3.08 8 2.33–3.60 2.94 10
现蕾期地上部含氮量
Shoot N content at squaring stage (%)
2.37–3.24 2.76 6 2.29–3.03 2.65 7
抽薹期地上部含氮量
Shoot N content at stem elongation stage (%)
4.54–6.20 5.43 6 4.43–8.45 5.10 11
五叶期地上部吸氮量
Shoot N accumulation per plant at five leaf stage (mg)
1.42–15.05 6.49 45 0.98–13.89 7.18 47
现蕾期地上部吸氮量
Shoot N accumulation per plant at squaring stage (mg)
2.48–21.26 8.31 44 3.75–28.28 10.75 43
抽薹期地上部吸氮量
Shoot N accumulation per plant at stem elongation stage (mg)
25.69–128.62 73.83 36 31.13–132.02 87.71 27
五叶期叶片 SPAD值
SPAD value at five leaf stage
26.60–61.80 50.10 13 38.20–59.50 49.50 11
现蕾期叶片 SPAD值
SPAD value at squaring stage
27.40–55.60 43.30 15 28.70–53.80 43.90 12
抽薹期叶片 SPAD值
SPAD value at stem elongation stage
29.40–62.20 42.00 15 27.30–55.20 38.80 15

除根系无明显差异外, 其余各器官均显著降低, 降
幅达 12.3%~47.4%; 而氮低效品种果荚含氮量降低
22.9%, 茎叶含氮量降低 11.0%, 籽粒和根系含氮量
均略有下降(图 2)。这表明, 相对于氮低效品种, 氮高
效品种含氮量对氮素反应更敏感; 无论是氮高效品
种还是氮低效品种, 其茎叶和果荚含氮量对氮素反
应更敏感。
在氮素供应水平较高时, 氮高效品种单株总吸
氮量为 1.04 g, 是氮低效品种单株总吸氮量(0.44 g)
的 2.4 倍; 氮高效品种籽粒氮素累积量平均值是氮
低效品种的 2.1 倍; 茎叶氮素累积量是 3.5 倍; 果荚
氮素累积量是 1.9 倍; 根系氮素累积量是 4.7 倍(图
3)。在氮素供应水平较低的情况下, 氮高效品种单株
总吸氮量为 0.59 g, 是氮低效品种单株总吸氮量
(0.38 g)的 1.6 倍; 氮高效品种籽粒氮素累积量是氮
低效品种的 1.7 倍; 茎叶氮素累积量是 1.5 倍; 根系
氮素累积量是 4.8 倍; 而果荚氮素累积量则比氮低
效品种降低了 20% (图 3)。不论氮素供应水平高低,
油菜氮高效品种和氮低效品种的根系氮素累积量的
差异最大, 而果荚氮素累积量的差异最小。
第 5期 曹兰芹等: 不同氮吸收效率品种油菜氮素营养特性的差异 891




图 2 成熟期不同氮吸收效率油菜各器官的含氮量
Fig. 2 N contents in different organs of different N-uptake-efficiency rapeseed cultivars at the mature stage
同一器官的图柱上不同字母表示品种之间的差异显著(5%)。
Bars superscribed by different letters for the same organ are significantly different at 5% probability level among cultivars.

与高氮处理相比, 低氮处理氮高效品种各器官
氮素累积量均显著降低; 氮低效品种除籽粒氮素累
积量无明显变化外, 其他各器官氮素累积量也显著
降低(图 3)。总的来说, 氮素供应水平对氮高效品种
氮素吸收的影响比对氮低效品种的影响更显著。而
无论是氮高效品种还是氮低效品种 , 氮素不足时 ,
茎叶和果荚的氮素累积量均显著降低, 而籽粒和根
系的氮素累积量降低不明显。
在氮素供应水平较高的条件下, 氮高效品种籽
粒和果荚氮素累积量占总吸氮量的比例均低于氮低
效品种; 而氮高效品种茎叶和根系氮素累积量占总
吸氮量的比例分别是氮低效品种茎叶的 1.5倍和 2.2
倍。在氮素供应水平较低的条件下, 氮高效品种根
系氮素累积量占总吸氮量的比例是氮低效品种的
3.1倍, 而果荚吸氮量所占比例则显著降低了 46.4%,
籽粒和茎叶吸氮量变化不大(图 4)。不论供氮水平高
低, 氮高效品种根系中累积的氮素比例均显著高于
氮低效品种, 而氮高效品种果荚中累积的氮素比例
均显著低于氮低效品种。
供氮水平降低时, 无论氮高效品种还是氮低效
品种, 籽粒氮素累积量占总吸氮量的比例均显著提
高, 而果荚氮素累积量占总吸氮量的比例则显著降
低(图 4)。
2.4 不同氮吸收效率油菜营养生长阶段氮营养
特性的差异
无论氮素供应水平高低, 氮高效品种营养生长
阶段地上部的含氮量与氮低效品种的差异均不显著
(图 5)。与高氮处理相比, 低氮处理氮高效品种地上
部含氮量在五叶期和现蕾期均略有降低, 在抽薹期
降低显著; 低氮处理氮低效品种含氮量在整个营养
生长阶段也有降低趋势(图 5)。
在氮素供应水平较高时, 氮高效品种的地上部



图 3 不同氮吸收效率品种各器官的氮素累积量`
Fig. 3 N accumulation in different organs of different N-uptake-efficiency rapeseed cultivars
同一器官的图柱上不同字母表示品种之间的差异显著(5%)。
Bars superscribed by different letters for the same organ are significantly different at 5% probability level among cultivars.
892 作 物 学 报 第 38卷



图 4 不同氮吸收效率油菜各器官吸氮量占植株总吸氮量的比例
Fig. 4 Ratio of N accumulation in different organs to total N uptake of different N-uptake-efficiency rapeseed cultivars



图 5 营养生长阶段不同氮吸收效率油菜地上部含氮量
Fig. 5 N contents in aboveground part of different N-uptake-efficiency rapeseed cultivars during the vegetative stages
同一器官的图柱上不同字母表示品种之间的差异显著(5%)。
Bars superscribed by different letters for the same organ are significantly different at 5% probability level among cultivars.

吸氮量在五叶期、现蕾期、抽薹期和成熟期分别是
氮低效品种的 1.6、1.7、2.1和 2.3倍(表 3), 差异有
随着生育期而增大的趋势。在氮素供应水平较低的
情况下, 氮高效品种的地上部吸氮量在五叶期、现
蕾期、抽薹期和成熟期分别是氮低效品种的 1.6、1.7、
1.7和 1.4倍, 差异随生育期没有显著变化。
无论氮高效品种还是氮低效品种, 供氮水平降
低时油菜营养生长阶段地上部吸氮量均呈升高的趋
势, 这与其较高的生物量有关 [16], 表明营养生长阶
段氮素过多时不利于油菜的干物质形成和氮素累
积。然而成熟期高氮处理的吸氮量却显著高于低氮
处理, 这表明在油菜生长后期, 高氮处理的氮素累
第 5期 曹兰芹等: 不同氮吸收效率品种油菜氮素营养特性的差异 893


积比低氮处理要快很多(表 3)。
2.5 不同氮吸收效率油菜叶片 SPAD值的差异
在氮素供应水平较高时, 氮高效品种营养生长
阶段不同生育期功能叶片的 SPAD 值均显著高于氮
低效品种, 在五叶期氮高效品种是氮低效品种的 1.3
倍, 在现蕾期是 1.4 倍, 在抽薹期是 1.3 倍。在氮素
供应水平较低时有相同的趋势。供氮水平对不同品
种油菜营养生长阶段 SPAD 值的影响均不显著(图
6)。
由表 4 可知 , 不论供氮水平高低 , 在五叶期 ,
SPAD 值与植株含氮量呈显著负相关; 在五叶期和
现蕾期, SPAD 值均与植株吸氮量呈极显著正相关,
说明在五叶期和现蕾期叶片 SPAD 值可以反映植株
氮素水平进而指导施肥。而在抽薹期, SPAD值与植
株含氮量和吸氮量的关系不显著, 这可能是因为抽
薹期部分功能叶片已经开始脱落, 造成氮素损失。
不论供氮水平高低, 3个时期油菜叶片 SPAD值均与
氮素吸收效率有极显著的正相关关系。

表 3 不同氮吸收效率油菜不同生育阶段地上部氮素累积量的差异
Table 3 N accumulation in shoot of different N-uptake-efficiency rapeseed cultivars at different growth stages
不同生育时期吸氮量 N accumulation per plant at different growth stages (mg) 供氮水平
N level
品种
Cultivar 五叶期
Five leaf stage
现蕾期
Squaring stage
抽薹期
Stem elongation stage
成熟期
Mature stage
氮高效品种 High N efficiency cultivars 7.72±2.70 10.85±5.17 103.21±16.98 964.00±113.76 高氮
High N 氮低效品种 Low N efficiency cultivars 4.94±2.40 6.45±3.05 48.40±15.19 423.45±52.10
氮高效品种 High N efficiency cultivars 9.50±3.06 13.60±6.06 106.88 ±15.88 525.87±79.86 低氮
Low N 氮低效品种 Low N efficiency cultivars 5.97±3.31 8.00±3.42 61.73±17.57 361.67±110.97



图 6 营养生长阶段不同氮吸收效率油菜叶片的 SPAD
Fig. 6 SPAD value of rapeseed leaves of different N-uptake-efficiency cultivars during the vegetation stages
同一器官的图柱上不同字母表示品种之间的差异显著(5%)。
Bars superscribed by different letters for the same organ are significantly different at 5% probability level among cultivars.

表 4 不同生育期 SPAD值与植株含氮量、吸氮量和氮素吸收效率的相关性分析
Table 4 Correlation between SPAD, N content, N accumulation, and N-uptake-efficiency at different growth stages
SPAD value 供氮水平
N level
氮指标
N index 五叶期
Five leaf stage
现蕾期
Squaring stage
抽薹期
Stem elongation stage
含氮量 N content –0.2804* –0.0178 0.2141
吸氮量 N accumulation 0.4996** 0.4194** 0.2705
高氮处理
High N
氮素吸收效率 NUE 0.6122** 0.6456** 0.4563**
含氮量 N content –0.3352* –0.0409 0.2642
吸氮量 N accumulation 0.4576** 0.4320** 0.3232*
低氮处理
Low N
氮素吸收效率 NUE 0.4870** 0.6884** 0.3772**
*代表显著相关(P<0.05); **代表极显著相关(P<0.01)。
* Significant at the 0.05 probability level; ** Significant at the 0.01 probability level.
894 作 物 学 报 第 38卷

3 讨论
本文是在不同的供氮水平下, 将 50份材料的氮
素吸收效率排序, 将排名前 10 位和后 10 位的品种
分别作为氮高效和氮低效的初选材料, 然后分别用
10个品种的平均值代表氮高效品种和氮低效品种的
指标, 而不是只用排名第 1 和倒数第 1 品种的指标
作为依据进行分析。这样做一方面是因为从统计分
析结果看, 这些品种(前 10 个材料或后 10 个材料)的
氮效率差异大都没有达到极显著水平; 另一方面用
10个品种的平均值可以大大降低误判的几率, 比如,
个别材料的氮吸收效率本来不是太高或太低, 但可
能在试验中由于某种原因表现特别高或特别低, 从
而有可能被误作氮高效或氮低效材料。
本研究结果表明, 在油菜的氮素指标中, 营养
生长阶段地上部植株含氮量的变异系数最小, 而且
无论氮素供应水平高低, 氮高效品种营养生长阶段
地上部的含氮量与氮低效品种的差异均不显著。这
表明油菜生育前期植株含氮量不宜作为氮吸收效率
品种筛选的指标。
无论氮素供应水平高低, 氮高效品种营养生长
阶段不同生育期功能叶片的SPAD值均显著高于氮
低效品种, SPAD值与氮素吸收效率有极显著的正相
关关系, 而且, SPAD值的测定简单易行, 因此, 油
菜生育前期叶片SPAD值可以作为氮吸收效率品种
筛选的指标之一。SPAD值高低反映作物叶片的叶绿
素含量[14], 叶绿素水平直接影响作物的干物质生产
过程, 多数研究结果认为, 叶片叶绿素含量高有利
于提高氮素利用效率 [9], 本研究结果表明 , 油菜叶
片叶绿素含量高也有利于提高氮素吸收效率。
无论氮高效品种还是氮低效品种, 供氮水平降
低时, 成熟期地上部氮素累积量显著降低, 但营养
生长阶段氮素累积量反而呈升高的趋势。因为含氮
量有降低趋势, 所以氮素累积量的升高应该与干物
质的增加有关[14]。这表明, 油菜生育前期较高的供
氮水平不利于地上部干物质的形成和氮素的累积 ,
但生长后期充足的氮素供应必不可少。因此, 在油
菜生产中, 氮肥施用方法应采取“前轻后重”的用量
分配原则, 播前一次性施用氮肥的方式绝对不可取。
无论氮素供应水平高低, 氮高效品种与氮低效
品种的根系含氮量均相差不大。然而, 氮高效品种
根系氮素累积量是氮低效品种的 4.7 倍(高氮处理)
和 4.8倍(低氮处理), 在各器官氮素累积量中差异最
大。相对来说, 氮高效品种氮素在籽粒、果荚和茎
叶中的分配比例与氮低效品种间的差异都较小, 而
在根系内的分配比例, 氮高效品种是氮低效品种的
2.2倍(高氮处理)和 3.1倍(低氮处理)。能够在根部累
积大量氮素而同时维持根部氮浓度与氮低效品种相
当, 这可能是氮高效品种高效吸收氮素的根本所在。
这一点与氮高效品种的根系发育特点密切相关[11,18]。
作物籽粒中的氮素一方面来自生育后期根部的
吸收, 另一方面来自营养体中氮素的重新分配, 后
者对保证作物生殖生长阶段和生育后期的氮素需要
至关重要[19]。本研究发现, 无论是从含氮量、氮素
累积量, 还是从各器官氮素累积量占全株吸氮量的
比例来说, 油菜成熟期籽粒中的氮素显著多于其他
器官。供氮水平较低时籽粒中分配的氮素比例更高,
但果荚中氮素的分配比例则显著降低, 这表明氮素
胁迫可促进氮素从果荚向籽粒的重新分配。
4 结论
油菜的氮素营养参数具一定品种差异, 生育前
期植株含氮量不宜作为筛选氮吸收效率品种的指标;
而生育前期叶片 SPAD 值可以作为筛选氮吸收效率
品种的指标之一。不论氮素供应水平高低, 油菜氮
高效品种的总吸氮量和各器官的氮素累积量均显著
高于氮低效品种, 其中根系氮素累积量的差异最大,
而果荚氮素累积量的差异最小; 氮高效品种根系中
累积的氮素比例均显著高于氮低效品种, 而果荚中
累积的氮素比例均显著低于氮低效品种; 氮高效品
种营养生长阶段地上部的含氮量与氮低效品种的差
异不显著, 而地上部的氮素累积量显著高于氮低效
品种; 营养生长阶段功能叶片的 SPAD 值也显著高
于氮低效品种。随着供氮水平的改变, 氮高效品种
各器官的含氮量、氮素累积量和氮素分配比例的变
化幅度均显著高于氮低效品种。
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