全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2010, 36(2): 354−360 http://www.chinacrops.org/zwxb/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由国家自然科学基金项目(30800674)和国家“十一五”科技支撑计划“粮食丰产科技工程”项目(2006BAD02A13-3-1)资助。
*
通讯作者(Corresponding author): 章秀福, E-mail: zhangxf169@sohu.com; Tel: 0571-63370584
第一作者联系方式: E-mail: wdanying@yahoo.com.cn
Received(收稿日期): 2009-09-27; Accepted(接受日期): 2009-10-09.
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2010.00354
不同时期三系杂交稻主栽品种对氮肥用量的响应
王丹英 1 徐春梅 1 袁 江 1,2 赵 锋 1,2 廖西元 1 章秀福 1,*
1中国水稻研究所, 浙江杭州 310006; 2南京农业大学 / 农业部南方作物生理生态重点开放实验室, 江苏南京 210095
摘 要: 以 16个不同时期三系杂交籼稻主栽品种(育成时间 1976—2006)为材料, 通过 0 kg hm−2 (CK)、135 kg hm−2 (N1)、
255 kg hm−2 (N2) 3种氮素水平试验, 研究施氮量对其氮素利用、积累和转运特性的影响。结果表明: (1) 早期 (1983年前
育成)和中期(1983—1993年育成)品种对氮肥反应比近期(1993年后育成)品种敏感。增施 135 kg hm−2 (N1)氮肥使早期品种
产量大幅提高, 而近期育成品种在施氮量 255 kg hm−2 (N2)时产量才明显增加。(2) 施用氮肥增加水稻植株的氮积累量, 增
施 135 kg hm−2 (N1)氮肥时各品种植株各部分含氮量的增幅相近; 增施 255 kg hm−2 (N2)氮肥时, 早期品种氮同化量的增加
主要在开花前, 而近期品种主要在花后至成熟期间, 施氮量对早期品种茎叶的氮转运率无影响, 却显著降低近期品种的氮
转运效率。(3) 当施氮量由 135 kg hm−2 (N1)上升到 255 kg hm−2 (N2)时, 早期品种的氮肥农学利用率、偏生产力、吸收利
用率和生理利用率均下降, 而近期品种氮肥的农学利用率、吸收利用率上升, 生理利用率基本保持不变。(4) 相关分析表
明, 氮的农学利用率、氮偏生产力、氮肥吸收效率均与杂交稻的生物量和产量极显著正相关。在施氮量为 135 kg hm−2 (N1)
时, 氮肥的农学利用率与生理利用率显著正相关, 而在施氮量 255 kg hm−2 (N2)时, 氮肥的农学利用率与氮肥的吸收效率、
生理利用率显著正相关。
关键词: 三系杂交稻; 品种育成时期; 氮肥利用效率
The Response of Indica Hybrid Rice Released at Different Periods to Nitrogen
Application Level
WANG Dan-Ying1, XU Chun-Mei1, YUAN Jiang1,2, ZHAO Feng1,2, LIAO Xi-Yuan1, and ZHANG Xiu-Fu1,*
1 China National Rice Research Institute, Hangzhou 310006, China; 2 Key Laboratory of Southern Crop Physiology and Ecology, Ministry of Agricul-
ture / Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China
Abstract: Nitrogen is one of the most important macro elements; nitrogen use efficiency is affected by variety, nitrogen application
level, application method and water management. In this paper, 16 three-line indica hybrid combinations released during 1976–2006
were widely planted in hybrid rice growing region with three nitrogen application levels in Fuyang, Zhejiang province. Yield and its
components, indexes of rice N accumulation and translocation, and N use efficiency were analyzed. The results were as follows: (1)
the former (released before 1985) and the middle (released between 1983 and 1993) combinations were more sensitive to nitrogen
than the latter varieties (released after 1993), the yield of the former combination increased largely when 135 kg ha−1 nitrogen was
applied, while the yield of the latter combination increased significantly till 255 kg ha−1 nitrogen was applied. (2) Nitrogen applica-
tion increased the amount of N accumulation in plant. When nitrogen was applied at 135 kg ha−1, the increase of N content in stem,
leaf and panicle is close to each other between combinations at different periods; when nitrogen was applied at 255 kg ha−1, N accu-
mulation amount increased largely before flowering in the former combinations, while after flowering in the latter combinations.
Nitrogen application did not affect the translocation rate in the former combinations, but dropped it largely in the latter combinations
when nitrogen was applied from 135 kg ha−1 to 255 kg ha−1. (3) Nitrogen agronomic efficiency (NAE), partial factor productivity of
applied N (PFP), nitrogen recovery efficiency (NRE) and physiological efficiency (NPE) decreased in the former combinations, when
nitrogen was applied from 135 kg ha−1 to 255 kg ha−1, while NAE and PFP increased, NPE changed little in the latter combinations.
(4) Correlation analysis showed AE, PFP positively corrected with plant nitrogen accumulation content, grain yield and biomass at
P<0.01, only NPE positively correlated with NAE at P<0.05 at 135 kg ha−1 nitrogen application level, while both NPE and NRE
positively correlated with NAE at P<0.05 at 255 kg ha−1 nitrogen application level.
Keywords: Three-line indica hybrid rice; Cultivar releasing period; Nitrogen use efficiency
第 2期 王丹英等: 不同时期三系杂交稻主栽品种对氮肥用量的响应 355


氮素是水稻生长必需的大量营养元素之一, 对水稻
产量潜力的发挥具有重要作用 , 其施用不仅影响稻作生
产成本, 而且由于挥发、流失、渗漏等作用, 对生态环境
也构成严重影响[1-2]。在水稻高产稳产、降低生产成本和
优化稻田生态环境研究上 , 氮肥利用率一直是热点和难
点。
目前有关水稻氮利用效率的评价指标很多, 侧重点
和名称也不相同 , 较常见的有氮肥吸收效率(N recovery
efficiency, NRE)、氮肥生理利用效率 (N physiological
efficiency, NPE)、氮肥农学利用率(N agronomic efficiency,
NAE)和氮肥偏生产力(partial factor productivity of applied
N, PFP)[1-3]。作物品种、氮肥用量、施用方法和水分管理
等都对氮肥的利用效率产生影响[4-9], 有研究认为杂交稻
氮素的生产效率、农艺效率、回收效率和收获指数较常规
稻高[4], 高产品种氮收获指数和氮肥利用率高于一般品种[5],
水稻氮素利用效率随着氮肥用量的增长明显下降[9]。
虽然前人在水稻氮利用效率方面做了大量研究, 但
多数涉及不同品种类型和不同产量类型的比较 , 或施用
量和施用方法对氮肥利用效率的影响 , 有关不同时期水
稻品种氮利用效率比较的报道相对较少。有研究表明, 国
际水稻研究所(IRRI)于 1995 年培育的水稻品种每吸收 1
kg 氮素可生产稻谷 55 kg, 比 1965 年培育的水稻品种高
35%[10], 但也有研究表明, 现代育成品种分蘖期的氮素干
物质生产效率比地方品种还低, 张云桥等[11]发现在 90 份
不同类型水稻材料中 , 古老地方品种的氮利用效率比现
代育成品种高 24.3%。上述结论的不一致, 可能是因为品
种选择、施肥习惯等方面的较大差异。本研究以不同时期
三系杂交籼稻主栽品种(育成时间 1976—2006)为材料, 研
究其不同氮肥用量下的物质积累、氮素同化和转运特性,
以期为水稻因种、因土合理施用氮肥提供一定的理论依据
和技术指导 , 并为研究我国水稻品种演变过程中氮利用
效率的变化提供借鉴。
1 材料与方法
1.1 试验设计
试验于 2007 年在浙江省富阳市拔山乡进行, 试验田
土壤为壤土, 含有机质 36.9 g kg−1、全氮 2.73 g kg−1、全
磷 0.6 g kg−1、全钾 20.1 g kg−1、碱解氮 232 mg kg−1、铵
态氮 9.7 mg kg−1、速效磷 25.2 mg kg−1、速效钾 65 mg kg−1。
根据 1985—2004年全国农作物主要品种推广情况统
计表(全国农业技术推广服务中心), 选择我国历代杂交中
籼主栽品种 15 个, 加上近年育成的杂交稻内 2 优 6 号共
16个水稻品种为材料(表 1)。这些品种在长江中下游稻区
有很大的推广面积, 在浙江均可作为杂交中籼正常生长,
因而品种间具可比性。在品种描述时人为地将 1983 年前
育成的品种称为早期品种 , 1983—1993 年育成的称为中
期品种, 1993年后育成的品种称为近期品种。
2006 年冬季于海南种植各杂交亲本, 2007 年春季各
组合配组产生杂交稻种子, 以此为材料, 2007年稻作季进
行氮肥用量试验, 设纯氮 0 (N0)、135 (N1)、255 (N2) kg
hm−2 3个氮肥水平, 以施氮量为主区, 面积 5.0 m × 23.0
m, 品种为裂区, 面积 2.3 m × 2.8 m, 3次重复。主、副区
间作埂隔离, 并用塑料薄膜覆盖埂体, 保证单独排灌; 于
2007年 5月 25日播种各品种, 6月 20日移栽, 各主区的

表 1 供试品种及其推广情况
Table 1 Indica hybrid combinations used in the study and their extension area
No. 杂交稻品种
Indica hybrid combination
育成时间
Combination approval
time
生育期
Growth period
(d)
占 1985−2004年累计推广面积比例
Percentage of extending area of 1985–2004
(%)
1 南优 2号 Nanyou 2 1976 119
2 汕优 2号 Shanyou 2 1977 125 1.4
3 汕优 3号 Shanyou 3 1977 125
4 四优 3号 Siyou 3 1978 125
5 汕优 63 Shanyou 63 1984 138 23.5
6 威优 64 Weiyou 64 1985 118 4.4
7 汕优 64 Shanyou 64 1986 118 6.3
8 威优 46 Weiyou 46 1988 125 1.4
9 汕优桂 99 Shanyougui 99 1989 125 1.4
10 II优 63 II you 63 1990 140 0.9
11 汕优 10号 Shanyou 10 1990 125 2.0
12 协优 46 Xieyou 46 1990 140 1.0
13 汕优多系 1号 Shanyouduoxi 1 1993 125 1.0
14 威优 77 Weiyou 77 1994 119 0.9
15 金优 207 Jinyou 207 1998 118 1.0
16 内 2优 6号 Nei 2 you 6 2006 140

356 作 物 学 报 第 36卷

基肥(插秧前 1 d)与分蘖肥(插秧后 10 d)统一施用, 裂区的
穗肥则根据品种的生育期不同时间施用。以尿素为 N 肥,
钙镁磷肥为 P肥, 氯化钾为 K肥, N肥按基肥∶分蘖肥∶
穗肥 = 5∶3∶2分 3次施入, P、K施用量为 P2O5 75 kg
hm−2、K2O 180 kg hm−2, 其中 P肥为底肥一次施入, K肥
按基、蘖肥各 50%分 2次施入。种植密度为 33 cm × 33 cm,
双本插, 其他栽培管理措施同一般大田。
1.2 测定项目
1.2.1 含氮量测定 齐穗期和成熟期每处理调查 30丛
有效穗数, 按平均有效穗数每处理随机取样 12 丛, 做 3
次重复, 将植株分为穗、茎、叶 3 部分, 烘干后用用凯氏
定氮仪 UDK152 (意大利 VELP /香港)测定其含氮量。
1.2.1 产量构成分析 成熟期每处理按平均有效穗数
随机取样 5丛用于考种, 考查有效穗数、每穗粒数、千粒
重, 3次重复, 各小区实收计产(成熟期考种样计入产量)并
折合为 1 hm2的产量。
1.2.3 氮营养特性及氮肥利用效率的指标及计算 氮
积累量 = 干物重 × 氮含量; 植株总氮积累量 = 地上
部各器官氮积累量之和; 开花前氮同化量 = 开花时各器
官氮积累量之和; 开花后氮同化量 = 成熟期总氮积累量
− 开花前氮同化量; 开花后氮转运量 = 开花时叶、茎、
穗部氮的总和 − 成熟期叶、茎、穗部(不含籽粒)氮的总
和; 氮肥吸收利用率(%) = 施肥区与无肥区水稻地上部
氮积累量之差 /施肥量×100; 氮肥生理利用率 (kg Grain
kg−1) = 施肥区与无肥区稻谷产量之差/施肥区与无肥区
水稻地上部氮积累量之差 ; 氮肥农学利用率 (kg Grain
kg−1) = 施肥区与无肥区稻谷产量之差/施肥量; 氮肥偏生
产力(kg Grain kg−1) = 施肥区稻谷产量/施肥量。
1.3 数据分析
用 Microsoft Excel、SPSS 11.0软件分析和处理数据。
2 结果与分析
2.1 不同时期杂交稻主栽品种产量及其构成因素对氮肥
用量的响应
从产量看 , 早期育成品种对氮肥反应较敏感 , 在
本试验土壤肥力条件下 , 增施 135 kg hm−2 (N1)的氮肥
后产量大幅提高 , 而近期育成品种的产量增幅相对较
小 ; 但当施氮量从 N1增加到 N2时 , 近期育成品种的产
量增幅大于早、中期品种。进一步从产量构成分析 : ①
有效穗数 , 在 N0 水平 , 除内 2 优 6 号(育成时间 2006
年 )较少外 , 不同时期杂交稻品种相差不大 , 但随施氮
量的增加 , 早中期育成品种的增幅明显大于近期育成
品种 ; ②千粒重 , 随品种育成时间的推移持续增加 , 以
近期育成品种最大。施氮量对千粒重的影响较小。③每
穗粒数 , 当施氮量从 N0 增加到 N1 时 , 各品种均增加 ,
且增幅相近 ; 当施氮量增加到 N2 时 , 1983—1993 年育
成的 9个品种中有 6个下降 , 而 1980年以前和 1993年
以后育成的多数主推品种上升。

图 1 不同施氮量下杂交稻主栽品种的产量及其产量构成因素
Fig. 1 Grain yield and its components of indica hybrid combinations at different nitrogen application levels

不同时期杂交稻主栽品种生物量随氮肥用量的变化
与产量有类似之处(图 2), 随施氮量的增加而增加 , 当施
氮量从 N0 增加到 N1 时, 早中期育成品种的增幅略大于
近期品种, 但当施氮量由N1增加到N2时, 则近期育成品
种的增幅大于早中期品种。
2.2 不同时期杂交籼稻主栽品种氮素积累与转移特性对
氮肥用量的响应
水稻植株的含氮量随着施氮量的增加而提高, 齐穗
第 2期 王丹英等: 不同时期三系杂交稻主栽品种对氮肥用量的响应 357


期和成熟期水稻植株各部位的含氮量均是 N2>N1>N0 (图
3)。从生育期看, 茎秆和叶片的含氮量均是齐穗期高于成
熟期, 齐穗期叶片的含氮量在 1.9%~3.5%, 成熟期叶片的
含氮量为 0.5%~1.2%, 成熟期叶片的含氮量仅为齐穗期的
30%左右, 成熟期茎鞘含氮量仅为齐穗期的 60%左右, 说
明在水稻灌浆成熟过程中有氮素从水稻茎秆和叶片输出。
从品种上看: ①茎鞘含氮量, 在 N0 水平各品种在齐穗期
和成熟期接近, 当施氮量增加到 N1 时, 各品种间增幅无
明显差异, 但当施氮量从N1增加到N2时, 在齐穗期早期
品种的增幅大于近期品种 , 而在成熟期近期品种大于早
期品种。因此, 相对于早期推广品种, 近代杂交稻主推品
种齐穗期茎秆的含氮量较低, 抽穗后茎秆的含氮量较高。
②叶片的含氮量, 齐穗期中期育成品种略低, 成熟期不同
品种间接近, 增施氮肥增加叶片的含氮量, 但各品种的增
幅无显著差异。③穗部的含氮量, 成熟期各品种相近, 差
异并不明显, 增施氮肥后增加, 各品种增幅相近。

图 2 不同施氮量下杂交稻主栽品种的生物量
Fig. 2 Biomass of indica hybrid combinations at different nitrogen
application levels

图 3 不同施氮量下杂交籼稻主栽品种在齐穗期和成熟期的植株含氮量
Fig. 3 Nitrogen content of indica hybrid combinations at full heading stage and mature stage at different nitrogen application levels
A: 齐穗期茎的含氮量; B: 齐穗期叶的含氮量; C: 成熟期穗的含氮量; D: 成熟期茎的含氮量; E: 成熟期叶的含氮量。
A: stem nitrogen content at full heading stage; B: leaf nitrogen content at full heading stage; C: panicle nitrogen content at mature stage;
D: stem nitrogen content at mature stage; E: leaf nitrogen content at mature stage.

从不同生育阶段氮素的积累量看(图 4), 在 N0 水平,
开花前、后各时期杂交稻主栽品种的氮素积累量相近; 当
施氮量增加至 N1 水平时, 植株开花前、后的氮素积累量
均增加, 且前期育成品种略高于近期育成的品种; 在 N2
水平, 开花前的氮素积累量前期品种大于后期品种, 而开
花后的氮素积累量近期品种大于前期品种。在整个生育期,
不同年代杂交稻主栽品种的氮素积累量相近。
从开花后茎叶的氮素转移特性看(图 5), 在 N0 水平
各品种无明显差异, 在 N1 水平随品种育成年代的推移略
有下降, 但不明显, 到 N2 水平, 这种下降趋势趋于明显,

图 4 不同年代杂交稻主栽品种氮素积累量的变化
Fig. 4 Nitrogen accumulations of indica hybrid combinations released in different years
A: 齐穗期; B: 开花后; C: 整个生育期。
A: full heading stage; B: after flower; C: whole growth period.
358 作 物 学 报 第 36卷


图 5 不同时期杂交稻主栽品种在不同氮肥水平下的氮素转运效率
Fig. 5 Nitrogen translocation percent of indica hybrid combinations at different nitrogen application levels

早代品种大于近代品种。即施氮量对不同时期杂交稻主栽
品种氮素转运的影响不同, 对早代品种影响不大, 而近代
品种随施氮量的增加而下降, 即 N2>N1>N0。
2.3 不同施氮量下杂交稻主栽品种的氮肥利用效率
由图 6 可见 , 氮肥用量对不同时期水稻品种氮肥
利用效率的影响不同 : (1) 氮肥农学利用率 , 近代品种
在高肥(N2)水平高于 N1水平 , 而早期品种 N1和 N2无
明显差异 ; (2) 氮肥的偏生产力 , N1 水平大于 N2 水平 ,
N2 平均比 N1 低 33.2%, 当施氮量从 N1 增加到 N2 时 ,
早期和中期品种分别降低 35.6%和 34.9%, 而近期品种
降低 22.2%; (3) N 肥吸收效率 , 增施氮肥使早期品种略
有下降 , 近期品种上升 , 其中内 2优 6号表现尤其明显 ;
(4) 氮肥生理利用率 , 早期品种 N1>N2, 近代品种则
N1 与 N2 水平相近。

图 6 不同时期杂交稻主栽品种在不同氮肥水平下的氮肥利用效率
Fig. 6 NUE of indica hybrid combinations at different nitrogen application levels

2.4 相关分析
结果表明, 在施氮量为 135 kg hm−2 (N1)时, 氮肥的
农学利用率与生理利用率显著正相关(r = 0.662**), 而在
施氮量 255 kg hm−2 (N2)时, 既与氮肥的吸收效率显著正
相关(r = 0.631*), 又与氮肥的生理利用率显著正相关(r =
0.583*)。说明在低氮情况下, 氮肥的生理利用率对氮肥增
产的作用较大, 而在高氮情况下, N肥的吸收能力对 N肥
增产作用的影响加大。
氮肥的农学利用率与氮的同化量有关, 在 N1水平与
开花后氮同化量显著正相关(r = 0.606*), 在 N2水平与开
花前氮同化量(r = 0.528*)显著正相关, 而氮肥偏生产力和
氮肥的吸收效率在 2个氮肥水平均与开花前、后的氮同化
量显著正相关。
在不同氮肥用量下, 氮的生理利用率与植株各部分
的含氮量、开花前后氮的同化量多呈负相关关系 , 其中
N2 水平氮的生理利用率与成熟期穗的含氮量显著负相关
(r = −0.590*)。
3 讨论
3.1 不同时期三系杂交稻品种对氮肥敏感性的差异
植物的氮营养效率是植物在长期生存过程中所形成
的对土壤氮素营养条件的一种适应能力。据俞海等[12]调查,
第 2期 王丹英等: 不同时期三系杂交稻主栽品种对氮肥用量的响应 359


长江下游土壤全氮含量从 20世纪 80 年代初到 2000年增
长了 17.4%。在我国南方灌溉稻田, 稻田土壤供氮量可达
每季 50~116 kg hm−2[13]。土壤背景氮在水稻产量形成中具
有重要作用 [14], 我国无氮对照区的水稻产量达到 5~6 t
hm−2, 其他产稻国一般为 2~4 t hm−2 [3]。与低土壤背景氮
相比, 高土壤背景氮下水稻产量对氮肥的反应明显降低,
氮肥农学利用率、生理利用率和氮收获指数均不同程度下
降 [15], 与此同时 , 土壤背景氮对氮肥利用效率的影响也
与肥料氮的施用水平有关。
土壤背景氮的提高必然在不知不觉中导致不同年代
水稻品种氮利用效率的变化 , 而人为的品种选育过程可
能在不断地强化这种变化。因为, 为充分发挥品种的产量
潜力 , 育种家往往在高背景氮的育种田选择抗倒的耐肥
品种 , 而充足的氮素供应往往会掩盖作物对氮肥吸收和
积累性状方面的遗传差异, 降低水稻对氮肥的敏感性。同
时, 高产品种依赖于高氮投入的观点深入人心, 当农民应
用这些新品种或组合时 , 通常会施用更多的氮肥以获得
高产, 导致施氮量的增加和土壤背景氮的提高。如此循环,
必将影响不同时期育成品种的氮利用效率[3]。
本试验结果在一定程度上证明了这种观点, 从产量
上看, 早期育成的品种对氮肥反应较敏感, 在本试验土壤
肥力条件下, 增施 135 kg hm−2 (N1)的氮肥后产量大幅提
高, 而少量施用氮肥对近期育成品种的增产作用不大, 在
施氮量 255 kg hm−2 (N2)时产量才明显增加。当施氮量由
135 kg hm−2 (N1)上升到 255 kg hm−2时, 早期品种的氮肥
农学利用率、偏生产力、吸收利用率和生理利用率均下降,
而近期品种氮肥的农学利用率、吸收利用率上升, 生理利
用率基本保持不变 , 说明近代育成的杂交稻品种更适合
在高氮环境下生长。
本试验结果同时表明, 氮肥利用效率与施氮量有关,
不同时期品种对氮肥用量的敏感性不同 , 单纯从一个氮
肥水平研究不同时期品种的氮肥利用效率的变化意义不
大, 而这也可能是 IRRI[10]和张云桥等[11]研究结果不一致
的原因。
3.2 不同时期三系杂交稻品种氮利用效率差异原因分析
植株的氮利用效率是受多基因控制的数量性状, 必
然从一系列形态、生理生化特征表现出来。研究表明, 氮
利用效率的差异主要与品种的氮素吸收能力和利用氮素
生产干物质的能力有关。根系的形态、分布和生理生化特
性对氮素吸收有明显影响 [16], 根系对氮的吸收同时与地
上部的物质生产密切相关 , 叶片中氮素还原和同化作用
的酶活力越高, 其根系吸收氮素的能力越强。RuBP 羧化
酶和谷氨酰胺合成酶(GS)是水稻体内与氮代谢有关的重
要酶, 氮高效品种的 Rubisco 和 GS 活性较高; 水稻氮效
率与光合存在密切关系 , 齐穗期氮高效基因型的光合速
率和单位叶绿素光合速率高于氮低效基因型[16-18]。此外,
氮素的生理利用效率还与其体内的氮素营养水平有关 ,
植株体内含氮率高时, 氮素利用效率较低[19]。
综上所述, 水稻品种氮利用效率与氮素的吸收积累、
利用氮素生产干物质的能力、氮素的转移特性有关。只有
氮的吸收效率高, 地上部利用氮素生产干物质的能力强,
氮的生理利用率高的品种, 才是真正氮高效的品种。
本试验结果表明, 杂交稻氮肥的农学利用率、偏生产
力和吸收效率与抽穗前、后和整个生育期的氮积累量、产
量、生物量显著正相关, 即要提高杂交水稻的氮素利用效
率必须提高其干物质积累、氮素积累量。同时, 相关分析
表明 , 植株各部分的含氮量与氮肥的生理利用率多呈负
相关, 其中穗部的含氮量与 N2 的生理利用率达显著负相
关。
由于水稻对氮素的吸收包括土壤氮和肥料氮, 氮的
生理利用涉及氮的同化、转化、分配等复杂生理生化过程,
纯粹以产量增加幅度来计算的氮肥生理利用率比较适用
于对肥料或施肥技术的评价研究 , 因此很难对氮肥吸收
利用率和生理利用率的关系进行一个清晰的解释。
本研究结果表明 , 在低氮条件下 , 氮肥的增产作用
主要决定于氮肥的生理利用率, 而在高氮下, 氮肥的吸收
利用率的影响在加大。这与 Moll 等[20]的结果相似, 他认
为低氮下氮分配效率是导致产量差异的主要原因 , 在高
氮条件下氮吸收效率对产量的影响较大。不同时期品种对
氮肥响应的差异可能在于 , 目前水稻育种中非常强调耐
肥抗倒伏, 因此近期育成的杂交稻品种具有茎秆粗壮、生
育后期(抽穗至成熟期)保持较旺盛的生长、不早衰等特点,
抽穗后的物质积累较多 [21], 茎鞘含氮量高 , 氮肥的吸收
量大于早期品种 , 因此在高肥条件下具有比早期品种高
的氮肥农学利用率。由于氮素的吸收与水稻根系氮的吸收
动力学、根系形态、吸收时间有关, 因此, 今后可进一步
研究不同时期杂交稻品种在不同氮素浓度下的根系生长
特性。
References
[1] Cassman K G, Gines G C, Dizon M A, Samson M I, Alcantara J
M. Nitrogen-use efficiency in tropical lowland rice systems: Con-
tributions from indigenous and applied nitrogen. Field Crops Res,
1996, 47: 1−12
[2] Fageria N K, Baligar V C. Enhancing nitrogen use efficiency in
crop plants. Adv Agron, 2005, 88: 97−185
[3] Peng S-B(彭少兵), Huang J-L(黄见良), Zhong X-H(钟旭华),
Yang J-C(杨建昌), Wang G-H(王光火), Zou Y-B(邹应斌),
Zhang F-S(张福锁), Zhu Q-S(朱庆森), Roland B, Christian W.
Research strategy in improving fertilizer-nitrogen use efficiency
of irrigated rice in China. Sci Agric Sin (中国农业科学), 2002,
35(9): 1095−1103 (in Chinese with English abstract)
[4] Jiang L-G(江立庚), Dai T-B(戴廷波), Wei S-Q(韦善清), Gan
X-Q(甘秀芹), Xu J-Y(徐建云), Cao W-X(曹卫星). Genotypic
differences and valuation in nitrogen uptake and utilization effi-
ciency in rice. Acta Phytoecol Sin (植物生态学报), 2003, 27(4):
466−471 (in Chinese with English abstract)
360 作 物 学 报 第 36卷

[5] Zhang C-S(张传胜), Long Y-C(龙银成), Zhou J(周娟), Dong
G-C(董桂春), Wang Y-L(王余龙). Study on nitrogen uptake and
use efficiency in different grain yield types of indica rice (Oryza
sativa L.) varieties. J Yangzhou Univ (Agric & Life Sci) (扬州大
学学报·农业与生命科学版), 2004, 25(2): 17−21 (in Chinese
with English abstract)
[6] Samonte S O P B, Wilson L T, Medley J C, Pinson S R M,
McClung A M, Lales J S. Nitrogen utilization efficiency: Rela-
tionships with grain yield, grain protein, and yield-related traits in
rice. Agron J, 2006, 98: 168−176
[7] Ling Q-H(凌启鸿), Zhang H-C(张洪程), Dai Q-G(戴其根), Ding
Y-F(丁艳锋), Ling L(凌励), Su Z-F(苏祖芳), Xu M(徐茂), Que
J-H(阙金华), Wang S-H(王绍华). Study on precise and quantita-
tive n application in rice. Sci Agric Sin (中国农业科学), 2005,
38(12): 2457−2467 (in Chinese with English abstract)
[8] Wang S-H(王绍华), Cao W-X(曹卫星), Ding Y-F(丁艳锋), Tian
Y-C(田永超), Jiang D(姜东). Interactions of water management
and nitrogen fertilizer on nitrogen absorption and utilization in
rice. Sci Agric Sin (中国农业科学), 2004, 37(4): 497−501 (in
Chinese with English abstract)
[9] Ye Q-B(叶全宝), Zhang H-C(张洪程), Wei H-Y(魏海燕), Zhang
Y(张瑛), Wang B-F(汪本福), Xia K(夏科), Huo Z-Y(霍中洋),
Dai Q-G(戴其根), Xu K(许轲). Effects of nitrogen fertilizer on
nitrogen use efficiency and yield of rice under different soil con-
ditions. Acta Agron Sin (作物学报), 2005, 31(11): 1422−1428 (in
Chinese with English abstract)
[10] Fischer K S. Towards increasing nutrient-use efficiency in rice
cropping systems: The next generation of technology. Field
Crops Res, 1998, 56: 1−6
[11] Zhang Y-Q(张云桥), Wu R-S(吴荣生), Jiang N(蒋宁), Liu
G-H(刘桂华). Relationship between the efficiency of utilization
of nitrogen and types of variety of rice. Plant Physiol Commun
(植物生理学通讯), 1989, (2): 45−47 (in Chinese)
[12] Yu H(俞海), Huang J-K( 焜黄季 ), Rozelle S, Brandt L. Soil fer-
tility changes of cultivated land in Eastern China. Geogr Res (地
理研究), 2003, 22(3): 380−388 (in Chinese with English ab-
stract)
[13] Jing Q, Bouman B A M, Hengsdijk H, Keulen H Van, Cao W. Ex-
ploring options to combine high yields with high nitrogen use effi-
ciencies in irrigated rice in China. Eur J Agron, 2007, 26: 166−177
[14] Haefele S M, Wopereis M C S, Ndiaye M K, Barro S E, Isselmou
M O. Internal nutrient efficiencies, fertilizer recovery rates and
indigenous nutrient supply of irrigated lowland rice in Sahelian
West Africa. Field Crops Res, 2003, 80: 19−30
[15] Liu L-J(刘立军), Xu W(徐伟), Tang C(唐成), Wang Z-Q(王志
琴), Yang J-C(杨建昌). Effect of indigenous nitrogen supply of
soil on the grain yield and fertilizer-N use efficiency in rice. Chin
J Rice Sci (中国水稻科学), 2005, 19(4): 343−349 (in Chinese
with English abstract)
[16] Yang X-E(杨肖娥), Sun X(孙羲). Varietal difference of rice
plants in response to N and its mechanisms. Acta Pedol Sin (土壤
学报), 1992, 29(1): 73−79 (in Chinese with English abstract)
[17] Ghannoum O, Evans J R, Chow W S. Faster Rubisco is the key to
superior nitrogen-use efficiency in NADP-Malic enzyme relative
to NAD-Malic enzyme C4 grasses. Plant Physiol, 2005, 137:
638−650
[18] Zeng J-M(曾建敏), Cui K-H(崔克辉), Huang J-L(黄见良), He
F(贺帆), Peng S-B(彭少兵). Responses of physio-biochemical
properties to N-fertilizer application and its relationship with ni-
trogen use efficiency in rice. Acta Agron Sin (作物学报), 2007,
33(7): 1168−1176 (in Chinese with English abstract)
[19] Jiang L-G(江立庚), Cao W-X(曹卫星). Physiological mechanism
and approaches for efficient nitrogen utilization in rice. Chin J
Rice Sci (中国水稻科学), 2002, 16(3): 261−264 (in Chinese with
English abstract)
[20] Moll R H, Kamprath E J, Jackson W A. Analysis and interpreta-
tion of factors which contribute to efficiency of nitrogen utiliza-
tion. Agron J, 1982, 74: 562−564
[21] Jiang L-G(江立庚), Wang W-J(王维金), Xu Z-S(徐竹生). Stu-
dies on developing law of dry matter production and yield of
indica rice varieties. J Huazhong Agric (华中农业学报), 1995,
14(6): 549−554 (in Chinese with English abstract)