不同施氮量下水稻灌浆期氮磷钾的积累与氮素籽粒生产效率_王慧

上海农业学报　2009,25(2):29-35Acta Agriculturae Shanghai文章编号:1000-3924(2009)02-29-07不同施氮量下水稻灌浆期氮磷钾的积累与氮素籽粒生产效率王　慧1,李茂柏2,李培德3,张建明2,朱春梅4,张志奇1,Jung-Ro Lee5,朴钟泽1,2＊(1安徽农业大学农学院,合肥230036;2上海市农业科学院作物育种栽培研究所,上海201106;3湖北省农业科学院院粮食作物研究所,武汉430064;4上海海丰农场,江苏224100;5韩国农村振兴厅农业生命工学研究院,韩国水原,441707)摘　要:选用10个氮素利用效率不同的粳稻品种,研究在3个氮素处理水平下水稻灌浆期营养物质积累的动态变化及与氮素利用效率的关系。

结果表明:鞘叶和茎中氮的含量均以灌浆前期最高,以后逐渐降低,穗部氮素总积累量在整个籽粒灌浆时期均呈增加的趋势,N10、N20处理更有利于促进植株对氮的吸收及含量的提高。

施氮后灌浆前期能够促进籽粒中增加磷、钾的积累,后期能加快磷、钾的转移速度。

鞘叶和茎秆的氮素积累量与成熟期氮素籽粒生产效率在灌浆后期均呈负相关,鞘叶的N0和N20处理达到极显著水平,N10处理达到显著水平;3种处理水平下氮素在穗中的分配比率与成熟期氮素籽粒生产效率均达到极显著正相关,氮素在鞘叶和茎秆的分配率与成熟期氮素籽粒生产效率在灌浆后期呈负相关,所有处理中鞘叶部分达到极显著的负相关。

关键词:水稻;氮素;氮素积累;灌浆期;氮素籽粒生产效率中图分类号:S511.06 文献标识码:AStudy on N,P and K accumulations at rice grain filling stageand nitrogen efficiency of grain productionunder different nitrogen fertilizer ratesWANG H ui1,LI Mao-bai2,LI Pei-de3,ZH ANG Jian-ming2ZH U Chun-mei4,ZH ANG Zhi-qi1,Jung-Ro Lee5,PIAO Zhong-ze1,2＊(1Department of Agronomy,Anhui Agricultural University,Hef ei230036,China;2Crop Breeding and Cultivation Research I nstitute,S A AS,Shanghai201106,China;3Food Crops Institute,H ubei Academy of A gricultural Sciences,Wuhan430064,China;4H ai feng Farm o f S hanghai,J iangsu224100, China;5National Institute of A gricultural Biotechnology,Rural Development Adm inistration,S uwon441707,Republic of Korea)A bstract:Ten keng rice cultivars different in nitrogen use efficiency were used as test materials and the changes of nitrogen,phosphorus and potassium accumulations at grain filling stage and their relations to nitrogen efficincy of grain production were studied under3different nitrogen fertilizer rates.The results show ed that the N contents of sheath leaf and stem reached the highest at the early filling stage and then decreased gradually,but the N accumulation of panicle increased in the w hole filling stage.The N10and N20treatments w ere more bene-ficial to the plants'absorbing N and increasing N content.The application of nitrogen fertilizer could promote P and K accumulation of grains at early filling stage and accelerate P and K transfer at later filling stage.The a-mount of N accumulation in the sheath leaf and stem at later filling stage was negatively correlated to the nitro-gen efficiency of grain production and the correlation w as very significant in the N0and N20treatments and sig-nificant in the N10treatment.The nitrogen efficiency of grain production was very positively correlated to the distribution ratio of N in the ear and very negatively co rrelated to the distribution ratios of N in the sheath leaf收稿日期:2008-10-15初稿;2009-04-15二改稿基金项目:国际科技合作项目“氮肥高效利用水稻新品种的引进及利用研究”(2006DFA32990);上海市基础研究重点项目“水稻氮高效有关性状Q TLs定位及辅助选择效果分析”(04JC14088)资助作者简介:王　慧(1983-),女,在读硕士研究生,主要从事水稻种质创新及分子育种研究　＊通讯作者3025卷　王慧,等:不同施氮量下水稻灌浆期氮磷钾的积累与氮素籽粒生产效率and stem at later filling stage in all3treatments.The results above showed that the nutrient abso rption and ac-cumulation at rice grain filling stage w ere quite different,nitrogen fertilizer rate should be determined according to different growth stages,and it was feasible to reduce fertilizer w aste and its environmental pollution under en-suring normal growth and development of rice.Key w or ds:Rice;Nitrogen;Nitrogen accumulation;Filling stage;Nitrogen efficienc y of grain production近年来,随着人们环保意识的增强,提高土壤氮素的利用效率和氮高效水稻品种的选育等研究已受到科研人员的广泛关注。

研究水稻氮素积累、转移特性的差异及其与氮素利用效率的相互关系,通过各种途径提高氮素的利用效率,降低氮肥的施用量,以期达到保护环境的目的[1-9]。

抽穗后干物质积累量是水稻群体质量的核心指标,水稻品种的产量与其体内氮、磷、钾等养分状态关系密切,不同氮源对氮钾营养吸收、积累的影响程度与钾营养状况及水稻品种有关[10],杂交水稻对硝态氮的营养特性比常规稻有明显优势,硝态氮营养可有效地促进杂交稻钾的吸收、积累,且其营养特性与父母本密切相关[7]。

氮素是影响水稻产量的主要因素,氮、磷、钾和有机肥的合理施用对水稻产量及其构成因子有非常显著的影响[11]。

研究表明,结实期氮素胁迫明显降低了水稻的根系活力和各种有机酸、氨基酸及离子的分泌量,加速了根系的衰老;磷胁迫显著增加了根系有机酸、氨基酸及各种离子的分泌[12]。

江立庚等[13]研究表明,水稻干物质积累总量随N、P、K和Si积累总量的增加呈直线增加,其相关系数早季和晚季均达极显著水平;N、P、K、Si积累的平衡有利于干物质积累,干物质积累量随NBI(养分平衡指数)直线增加,随NDI(养分偏离指数)直线下降。

氮磷的含量能影响到植株内矿质元素的代谢,氮、磷、锌浓度处理对籽粒植酸含量有一定影响[14]。

但是对水稻籽粒灌浆过程这一关键时期中氮、磷、钾动态积累研究及其与氮素利用效率相互关系还未见报道。

籽粒灌浆过程中需要消耗大量的营养物质,这些营养物质有植株在灌浆以前积累后期转移到穗部,也有在灌浆过程中植株吸收后直接输送到穗部,但是在灌浆过程营养物质吸收、转运和积累情况及不同施氮条件对营养物质在植物体内吸收、转运和积累的影响情况目前都还未见报道。

本研究选用10个氮素利用效率不同的粳稻品种,分析了不同氮素处理水平水稻灌浆期内氮素的含量和积累量的具体变化;以及在不同施氮条件下对磷、钾吸收和积累情况,综合分析粳稻品种的营养物质吸收、转运和积累情况,以期为达到水稻养分平衡进行精确施肥,减少因农业化肥的过度施用对环境造成的污染提供理论依据。

1　材料与方法1.1　材　料本试验于2005-2006年在上海市农业科学院实验农场完成,供试材料为金丰、丙9513、春江26、华粳2号、早丰九号、武育粳3号、盐粳七号、银月、武2401、中粳3号10个不同类型的粳稻品种。

试验田土壤主要理化特性为:pH6.02,有机质31.1g kg,碱解氮143.2mg kg,有效磷12.3mg kg,速效钾71.3mg kg。

裂区试验设计:施氮水平为主区,品种为副区,主区内各品种随机排列,重复2次。

施氮水平设N0(N-P2O5-K2O:0-300-300kg hm2)、N10(N-P2O5-K2O:150-300-300kg hm2)、N20(N-P2O5-K2O: 300-300-300kg hm2)3个处理。