作物学报 ›› 2014, Vol. 40 ›› Issue (07): 1235-1244.doi: 10.3724/SP.J.1006.2014.01235
王亚江,魏海燕*,颜希亭,葛梦婕,孟天瑶,张洪程,戴其根,霍中洋,许轲,费新茹
WANG Ya-Jiang,WEI Hai-Yan*,YAN Xi-Ting,GE Meng-Jie,MENG Tian-Yao,ZHANG Hong-Cheng,DAI Qi-Gen,HUO Zhong-Yang,XU Ke,FEI Xin-Ru
摘要:
大田条件下以超级粳稻南粳44和宁粳3号为材料, 设置2种氮肥水平(N10: 150 kg hm-2, N20: 300 kg hm-2)和3种遮光处理(L1: 不遮光, L2: 抽穗前遮光20 d, L3: 抽穗后遮光20 d), 研究光、氮及其互作对超级粳稻产量和氮、磷、钾吸收的影响。结果表明, 同一氮肥水平下产量呈现L1>L3>L2。其中, L2使植株在拔节至抽穗阶段及抽穗期的氮、磷、钾积累量显著下降, 主要由于L2显著降低了抽穗前期的根系α-NA氧化量及根干重, 导致根系吸收养分能力下降, 最终产量显著低于L1, 达30.58%~35.26%。L3使植株在抽穗至成熟阶段及成熟期的氮、磷、钾积累量显著下降, 主要由于L3显著降低了抽穗后期的根系α-NA氧化量及根干重。尽管在抽穗后随着植株根系逐渐衰老及机能下降, L3对根系、养分吸收及最终产量的影响要小于L2, 但最终产量依然显著低于L1, 达10.91%~18.47%。L2和L3条件下, 随着氮肥水平增加, 植株根系α-NA氧化量及根干重显著增加, 导致拔节至成熟期各阶段的氮、磷、钾积累量显著增加, 最终产量及氮肥利用率显著提高。由此可见氮肥施用能部分弥补弱光逆境对超级粳稻氮、磷、钾吸收及产量的影响。
| [1]闵绍楷, 程式华, 朱旭东, 朱德峰. 提高杂交水稻产量潜力的育种策略. 见: 中国农学会等编. 21世纪水稻遗传育种展望——水稻遗传育种国际讨论会文集. 北京: 中国农业科技出版社, 1999. pp 40–45Min S K, Cheng S H, Zhu X D, Zhu D F. Breeding strategies for increasing yield potential in rice. In: China Association of Agricultural Science Societies, eds. Prospects of Rice Genetics and Breeding for 21st Century. Beijing: China Agricultural Science and Technology Press, 1999. pp 40–45 (in Chinese)[2]程式华, 廖西元, 闵绍楷. 中国超级稻研究: 背景、目标和有关问题的思考. 中国稻米, 1998, (1): 3–5Cheng S H, Liao X Y, Min S K. Study on super rice in China: the thought of background aim and relative problems. China Rice, 1998, (1): 3–5 (in Chinese)[3]青先国, 王学华. 超级稻研究的背景与进展. 农业现代化研究, 2001, 22(2): 99–102Qing X G, Wang X H. View of super-paddy’s researches: background and progress. Agric Modern Res, 2001, 22(2): 99–102 (in Chinese with English abstract)[4]池再香, 龙先菊, 杨桂兰, 史勋凤. 黔东南州生态气候条件对准两优527超级稻产量的影响. 中国农业气象, 2009, 30: 219–222Chi Z X, Long X J, Yang G L, Shi X F. Effects of ecological and climatic conditions on super rice yields of Zhunliangyou 527 in Southeast Guizhou. Chin J Agrometeorol, 2009, 30: 219–222 (in Chinese with English abstract)[5]朱萍, 杨世民, 马均, 李树杏, 陈宇. 遮光对杂交水稻组合生育后期光合特性和产量的影响. 作物学报, 2008, 34: 2003–2009Zhu P, Yang S M, Ma J, Li S X, Chen Y. Effect of shading on the photosynthetic characteristics and yield at later growth stage of hybrid rice combination. Acta Agron Sin, 2008, 34: 2003–2009 (in Chinese with English abstract)[6]张洪程, 王秀芹, 戴其根, 霍中洋, 许轲. 施氮量对杂交稻两优培九产量、品质及吸氮特性的影响. 中国农业科学, 2003, 36: 800–806Zhang H C, Wang X Q, Dai Q G, Huo Z Y, Xu K. Effects of N-application rate on yield, quality and characters of nitrogen uptake of hybrid rice variety Liangyoupeijiu. Sci Agric Sin, 2003, 36: 800–806 (in Chinese with English abstract)[7]李世峰, 刘蓉蓉, 朱从海, 吴九林, 陈慧. 氮肥运筹对超级稻生长和产量的影响. 安徽农业科学, 2009, 37(2): 705–707Li S F, Liu R R, Zhu C H, Wu J L, Chen H. Effects of nitrogen application on growth and yield of super rice. J Anhui Agric Sci, 2009, 37(2): 705–707 (in Chinese with English abstract)[8]罗连光, 田昌, 颜应成, 刘朝晖. 无机肥配施生物有机肥对超级稻Y两优1号产量及碳氮代谢的影响. 杂交水稻, 2011, 26(1): 61–64Luo L G, Tian C, Yan Y C, Liu C H. Effects of combined application of inorganic fertilizers with bio-organic fertilizers on grain yield and carbon and nitrogen metabolism of super hybrid rice Y Liangyou 1. Hybrid Rice, 2011, 26(1): 61–64 (in Chinese with English abstract)[9]王亚江, 葛梦婕, 颜希亭, 魏海燕, 张洪程, 戴其根, 霍中洋, 许轲. 光、氮及其互作对超级粳稻产量和物质生产特征的影响. 作物学报, 2014, 40: 154–165Wang Y J, Ge M J, Yan X T, Wei H Y, Zhang H C, Dai Q G, Huo Z Y, Xu K. Effects of light, nitrogen and their interaction on grain yield and matter production characteristics of japonica super rice. Acta Agron Sin, 2014, 40: 154–165 (in Chinese with English abstract)[10]王忠. 植物生理学. 北京: 中国农业出版社, 2000. pp 84–86Wang Z. Plant Physiology. Beijing: China Agriculture Press, 2000. pp 84–86 (in Chinese)[11]敖和军, 王淑红, 邹应斌, 彭少兵, 程兆伟, 刘武, 唐启源. 不同施肥水平下超级杂交稻对氮、磷、钾的吸收累积. 中国农业科学, 2008, 41: 3123–3132Ao H J, Wang S H, Zhou Y B, Peng S B, Cheng Z W, Liu W, Tang Q Y. Characteristics of nutrient uptake and utilization of super hybrid rice under different fertilizer application rates. Sci Agric Sin, 2008, 41: 3123–3132 (in Chinese with English abstract)[12]周江明, 余华波, 周海鹏, 俞乒乒, 王晓东, 章秀福. 不同地力条件下不同养分水平对超级稻产量及养分利用率的影响. 华北农学报, 2008, 23: 267–273Zhou J M, Yu H B, Zhou H P, Yu P P, Wang X D, Zhang X F. Effects of different nutrient levels in different fertility soils on super rice yields and nutrient use efficiency. Acta Agric Boreali-Sin, 2008, 23: 267–273 (in Chinese with English abstract)[13]邹长明, 秦道珠, 徐明岗, 申华平, 王伯仁. 水稻的氮磷钾养分吸收特性及其与产量的关系. 南京农业大学学报, 2002, 25(4): 6–10Zou C M, Qin D Z, Xu M G, Shen H P, Wang B R. Nitrogen, phosphorous and potassium uptake characteristics of rice and its relationship with grain yield. J Nanjing Agric Univ, 2002, 25(4): 6–10 (in Chinese with English abstract)[14]徐富贤, 熊洪, 张林, 郭晓艺, 朱永川, 周兴兵, 刘茂. 西南稻区不同地域和施氮水平对杂交中稻氮、磷、钾吸收累积的影响. 作物学报, 2011, 37: 882–894Xu F X, Xiong H, Zhang L, Guo X Y, Zhu Y C, Zhou X B, Liu M. Characteristics of nutrient uptake and utilization of mid-season hybrid rice under different nitrogen application rates in different locations of Southwest China. Acta Agron Sin, 2011, 37: 882–894 (in Chinese with English abstract)[15]蔡昆争, 骆世明. 不同生育期遮光对水稻生长发育和产量形成的影响. 应用生态学报, 1999, 10: 193–196Cai K Z, Luo S M. Effect of shading on growth, development and yield formation of rice. Chin J App Ecol, 1999, 10: 193–196 (in Chinese with English abstract)[16]凌启鸿, 张洪程, 苏祖芳, 郭文善, 陈德华, 陆卫平, 冷锁虎, 凌励, 杨建昌, 丁艳锋, 吴云康, 曹显祖, 朱庆森, 朱耕如. 作物群体质量. 上海科学技术出版社, 2000. pp 154–196Ling Q H, Zhang H C, Su Z F, Guo W S, Chen D H, Lu W P, Leng S H, Ling L, Yang J C, Ding Y F, Wu Y K, Cao X Z, Zhu Q S, Zhu G R. Quality of Crop Population. Shanghai: Shanghai Scientific and Technical Publisher, 2000. pp 154–196 (in Chinese)[17]李敏, 张洪程, 杨雄, 葛梦婕, 马群, 魏海燕, 戴其根, 霍中洋, 许轲, 曹利强, 吴浩. 水稻高产氮高效型品种的根系形态生理特征. 作物学报, 2012, 38: 648−656Li M, Zhang H C, Yang X, Ge M J, Ma Q, Wei H Y, Dai Q G, Huo Z Y, Xu K, Cao L Q, Wu H. Root morphological and physiological characteristics of rice cultivars with high yield and high nitrogen use efficiency. Acta Agron Sin, 2012, 38: 648−656 (in Chinese with English abstract)[18]魏海燕, 张洪程, 张胜飞, 杭杰, 戴其根, 霍中洋, 许轲, 马群, 张庆, 刘艳阳. 不同氮利用效率水稻基因型的根系形态与生理指标的研究. 作物学报, 2008, 34: 429−436Wei H Y, Zhang H C, Zhang S F, Hang J, Dai Q G, Huo Z Y, Xu K, Ma Q, Zhang Q, Liu Y Y. Root morphological and physiological characteristics in rice genotypes with different N use efficiencies. Acta Agron Sin, 2008, 34: 429−436 (in Chinese with English abstract)[19]戢 林, 李廷轩, 张锡洲, 余海英. 氮高效利用基因型水稻根系形态和活力特征. 中国农业科学, 2012, 45: 4770–4781Ji L, Li T X, Zhang X Z, Yu H Y. Root morphological and activity characteristics of rice genotype with high nitrogen utilization efficiency. Sci Agric Sin, 2012, 45: 4770–4781 (in Chinese with English abstract)[20]李 锋, 曲雪艳, 潘晓华, 姚锋先, 杨福孙. 不同水稻品种对难溶性磷利用能力的初步研究. 植物营养与肥料学报, 2003, 9: 420–424Li F, Qu X Y, Pan X H, Yao F X, Yang F S. Preliminary study on the utilization ability of insoluble phosphate in various rice cultivars. Plant Nutr Fert Sci, 2003, 9: 420–424 (in Chinese with English abstract)[21]郭玉春, 林文雄, 石秋梅, 梁义元, 何华勤, 陈芳育. 低磷胁迫下不同磷效率水稻苗期根系的生理适应性研究. 应用生态学报, 2003, 14: 61–65Guo Y C, Lin W X, Shi Q M, Liang Y Y, He H Q, Chen F Y. Physiological adaptability of seeding rice genotypes with different P uptake effciency under low P-deficient stress. Chin J App Ecol, 2003, 14: 61–65 (in Chinese with English abstract)[22]刘建祥, 杨肖娥, 杨玉爱, 吴良欢. 低钾胁迫下水稻钾高效基因型若干生长特性和营养特性的研究. 植物营养与肥料学报, 2003, 9: 190–195Liu J X, Yang X E, Yang Y A, Wu L H. Some agronomic and nutritional characteristics for potassium efficient rice genotypes under low potassium stress. Plant Nutr Fert Sci, 2003, 9: 190–195 (in Chinese with English abstract)[23]台德卫, 张效忠, 苏泽胜, 王元垒, 罗彦长, 夏家发. 全球水稻分子育种核心种质资源耐低钾品种的苗期筛选. 植物遗传资源学报, 2004, 5: 356–359Tai D W, Zhang X Z, Su Z S, Wang Y L, Luo Y C, Xia J F. Screening for low-kalium tolerance varieties at seedling stage from the core germplasm of integrated international rice. J Plant Genet Resour, 2004, 5: 356–359 (in Chinese with English abstract)[24]褚光, 杨凯鹏, 王静超, 张耗. 水稻根系形态与生理研究进展. 安徽农业科学, 2012, 40: 5097–5101Zhu G, Yang K P, Wang J C, Zhang H. Research progress on root morphology and physiology of rice. J Anhui Agric Sci, 2012, 40: 5097–5101 (in Chinese with English abstract) |
| [1] | 胡川, 赵凯男, 黄修利, 吴金芝, 任开明, 王贺正, 付国占, 黄明, 李友军. 一次灌溉下耕作方式和氮肥用量对旱地小麦产量和品质的影响[J]. 作物学报, 2026, 52(6): 1830-1846. |
| [2] | 马胜乾, 王志平, 陈浩天, 窦淑贤, 张燕, 邓艾兴, 张卫建, 原向阳, 宋振伟. 秸秆还田下耕作方式与氮肥施用量对东北玉米产量及土壤团聚体的影响[J]. 作物学报, 2026, 52(6): 1802-1816. |
| [3] | 张思思, 赵向辉, 周洋, 姚云凤, 朱荣昱, 董元杰, 胡国庆, 徐通, 刘兆新. 冬闲期翻耕和绿肥还田对连作花生田土壤理化性质和产量的影响[J]. 作物学报, 2026, 52(5): 1472-1486. |
| [4] | 张宁宁, 滕雨菲, 任娜娜, 魏兴卓, 闫书豪, 樊可心, 王永宏, 陈文康, 张兴华, 朱万超, 徐淑兔, 薛吉全. 201份玉米自交系抗旱表型评价及可塑性分析[J]. 作物学报, 2026, 52(5): 1309-1325. |
| [5] | 张鸿蓉, 王菲儿, 李盼, 仇海龙, 朱静, 赵连豪, 南运有, 何蔚, 樊志龙, 胡发龙, 柴强, 殷文. 减量20%灌水与25%有机肥替代化肥提高青贮玉米产量的光合特性[J]. 作物学报, 2026, 52(5): 1487-1500. |
| [6] | 王宇诚, 张露, 刘阿康, 黄见良, 彭少兵, 袁珅. 基于产量差的作物大面积单产提升策略与展望[J]. 作物学报, 2026, 52(5): 1279-1290. |
| [7] | 赵佳雪, 周龙昊, 郭岂源, 尚伦霄, 王涵, 刘志涛, 陈曦, 张晓佩, 宋宪亮, 毛丽丽. 长期秸秆还田与深松通过改善土壤环境与棉花光合特性提高滨海盐碱地棉花产量[J]. 作物学报, 2026, 52(5): 1548-1560. |
| [8] | 郭星宇, 胡丹, 林苏期, 王梦凯, 谭文峰, 黄传琴. 生物炭配施化肥提高玉米‖大豆下玉米产量和土壤生态系统多功能性[J]. 作物学报, 2026, 52(5): 1536-1547. |
| [9] | 张振, 冯连杰, 石玉, 于振文, 张永丽. 节水补灌下不同穗型小麦产量形成差异研究[J]. 作物学报, 2026, 52(5): 1522-1535. |
| [10] | 闫安, 蒋昆炜, 王蓉圆, 田林, 张璐, 王韵, 徐建龙. 水稻剑叶小维管束数基因SVN7的鉴定与克隆[J]. 作物学报, 2026, 52(5): 1364-1372. |
| [11] | 刘昕萌, 任昊, 张继波, 张吉旺, 赵斌, 任佰朝, 刘鹏, 王洪章. 茉莉酸甲酯(MeJA)缓解高温影响玉米雌穗分化的生理机制[J]. 作物学报, 2026, 52(5): 1561-1572. |
| [12] | 王壮壮, 武紫君, 张永新, 张芯源, 袁丽雪, 陈如雪, 刘世举, 段剑钊, 冯伟, 王同朝, 王永华. 豫东南黏壤潮土区水氮优化协同提高冬小麦产量和氮素利用效率[J]. 作物学报, 2026, 52(5): 1501-1521. |
| [13] | 蔡宏玮, 于爱忠, 姜科强, 王鹏飞, 王玉珑, 霍建喆, 庞小能, 尹波, 尚永盼. 干旱灌区有机肥替代部分化肥促进甜玉米产量提升的关键机制[J]. 作物学报, 2026, 52(4): 1166-1180. |
| [14] | 崔雪梅, 柳妍娣, 刘景辉, 米俊珍, 武俊英, 赵宝平. 不同基因型燕麦强弱势粒生理特性与产量关系研究[J]. 作物学报, 2026, 52(4): 1220-1235. |
| [15] | 杨锐, 陈敬东, 黄郢, 张学昆, 周登文, 刘清云, 徐劲松, 谢伶俐, 许本波. 长江下游冬油菜区应对气候变化的育种和栽培策略研究[J]. 作物学报, 2026, 52(4): 1153-1165. |
|
||