为探究缓/控释肥在不同水分条件下提高氮素利用率及增产机制。本研究以杂交中稻F优498为试验材料,在180 kg hm–2施氮量基础上,采用两因素裂区设计,主区设控灌、干湿交替灌溉、传统灌水灌溉3种水分管理方式,副区设尿素全部底施、尿素常...为探究缓/控释肥在不同水分条件下提高氮素利用率及增产机制。本研究以杂交中稻F优498为试验材料,在180 kg hm–2施氮量基础上,采用两因素裂区设计,主区设控灌、干湿交替灌溉、传统灌水灌溉3种水分管理方式,副区设尿素全部底施、尿素常规运筹、硫包膜缓释肥、树脂包膜控释肥4种氮肥种类,研究缓/控释肥和水分管理方式对水稻干物质量和氮素吸收、运转、分配和产量的影响及其互作效应。结果表明,缓/控释肥和水分管理方式对水稻主要生育期干物质量和氮吸收、转运、分配及产量具显著影响及互作效应,产量构成因素与氮素在结实期转运总量及其分配呈显著正相关。干湿交替灌溉和缓/控释肥均能提高干物质量、氮素吸收及产量并表现出显著互作效应,施用缓/控释肥氮素表观利用率达42%～53%,相较于尿素全部底施和传统的尿素常规运筹,氮肥偏生产力提高6%～23%,氮素农学利用率提高26%～71%,增产8%～19%。控灌条件下,缓/控释肥处理氮素有效性高,保证足穗、促进重穗;干湿交替灌溉条件下缓/控释肥处理能保持氮素的高效释放,有利于高产群体的形成,从而提高稻株氮素积累、协调氮素分配;淹水灌溉条件下,缓/控释肥处理无效分蘖减少,氮素入渗、淋溶降低,成穗率提高。综合产量与氮素吸收、运转的表现,干湿交替灌溉条件下施用缓控释肥为本试验最佳处理,能有效提高氮素利用率,促进高产形成。展开更多
【目的】水稻籽粒灌浆是光合同化产物向籽粒运输并合成淀粉的生理过程,决定水稻结实率、粒重高低及品质优劣。籽粒灌浆过程不仅受遗传因素的影响,而且受到温度和水分等环境因子的调节。灌溉是水稻生产上一项重要的技术,对水稻产量的形...【目的】水稻籽粒灌浆是光合同化产物向籽粒运输并合成淀粉的生理过程,决定水稻结实率、粒重高低及品质优劣。籽粒灌浆过程不仅受遗传因素的影响,而且受到温度和水分等环境因子的调节。灌溉是水稻生产上一项重要的技术,对水稻产量的形成有重要调控作用。但有关花后灌溉方式对水稻籽粒淀粉合成相关基因表达的影响,缺乏研究。本研究旨在探讨花后干湿交替灌溉对水稻籽粒灌浆的影响并阐明其分子机理。【方法】2012—2013年以两优培九(两系杂交籼稻)和扬粳4038(杂交粳稻)为材料种植于土培池,自抽穗(50%穗伸出剑叶叶鞘)至成熟设置3种灌溉方式处理:(1)常规灌溉(conventional irrigation,CI),保持浅水层,收获前一周断水;(2)轻干-湿交替灌溉(alternate wetting and moderate soil drying,WMD),自浅水层自然落干至土壤水势达-20 k Pa时,灌水1—2 cm,再自然落干至土壤水势为-20 k Pa,再上浅层水,如此循环;(3)重干-湿交替灌溉(alternate wetting and severe soil drying,WSD),自浅水层自然落干至土壤水势达-40 k Pa时,灌水1—2 cm,再自然落干至土壤水势为-40 k Pa,再上浅层水,如此循环。观察花后干湿交替灌溉对水稻强、弱势粒灌浆速率、粒重和淀粉合成相关酶活性的影响,并应用实时荧光定量PCR技术测定编码这些酶基因的相对表达量。【结果】强势粒的平均灌浆速率、粒重、淀粉合成有关的蔗糖合酶(Su S)、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGP)、淀粉合酶(St S)和淀粉分支酶(SBE)等相关酶活性以及蔗糖合酶基因Su S2、Su S4,腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶基因AGPL1、AGPL2、AGPL3、AGPS2,淀粉合酶基因SSI、SSIIa、SSIIc、SSIIIa和淀粉分支酶基因SBEI、SBEIIb的相对表达量在3种灌溉方式处理间没有显著差异。与常规灌溉相比,轻干-湿交替灌溉处理显著增加了弱势粒的平均灌浆速率、粒重、4种籽粒淀粉合成相关酶展开更多
干湿交替灌溉耦合施氮量对水稻根系生长和产量形成有重要影响,但其对籽粒灌浆生理的影响,以及与根系生理的关系尚不明确。为探讨干湿交替灌溉和施氮量对水稻籽粒灌浆、籽粒淀粉合成相关酶活性和激素含量变化及其根系生理的影响,以超级...干湿交替灌溉耦合施氮量对水稻根系生长和产量形成有重要影响,但其对籽粒灌浆生理的影响,以及与根系生理的关系尚不明确。为探讨干湿交替灌溉和施氮量对水稻籽粒灌浆、籽粒淀粉合成相关酶活性和激素含量变化及其根系生理的影响,以超级稻品种南粳9108为材料,大田种植,设置常规灌溉(conventional irrigation,CI)和干湿交替灌溉(alternate wetting and drying,AWD)2种灌溉方式及5个施氮水平,全生育期不施氮肥(0N)、全生育期施氮肥90 kg hm^(-2)(90N)、全生育期施氮肥180 kg hm^(-2)(180N)、全生育期施氮肥270 kg hm^(-2)(270N)和全生育期施氮肥360 kg hm^(-2)(360N)。结果表明:灌溉方式与施氮量存在显著的互作效应,干湿交替灌溉增加了南粳9108籽粒最大灌浆速率和平均灌浆速率,提高了籽粒中蔗糖合成酶、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶、淀粉合成酶、淀粉分枝酶的活性和玉米素+玉米素核苷、3-吲哚乙酸、脱落酸的含量,增加了花后根系氧化力和根系中玉米素+玉米素核苷含量,促进水稻生育前期茎鞘中储存的NSC向籽粒的运转,且与270N耦合后产量最高,为本试验最佳水氮耦合模式。表明通过适宜的水肥调控发挥水氮耦合效应,可以提高水稻根系生理性能和籽粒灌浆生理活性,实现水稻高产。展开更多
以水稻品种‘连粳7号’为试验材料进行盆栽试验,设置不施氮(0N,0 kg?hm-2)、中氮(MN,240 kg?hm-2)和高氮(HN,360 kg?hm-2)3种施氮水平及浅水层灌溉(0 k Pa)、轻度干湿交替灌溉(-20 k Pa)和重度干湿交替灌溉(-40 k Pa)3种灌溉方式,研究...以水稻品种‘连粳7号’为试验材料进行盆栽试验,设置不施氮(0N,0 kg?hm-2)、中氮(MN,240 kg?hm-2)和高氮(HN,360 kg?hm-2)3种施氮水平及浅水层灌溉(0 k Pa)、轻度干湿交替灌溉(-20 k Pa)和重度干湿交替灌溉(-40 k Pa)3种灌溉方式,研究不同水氮处理对水稻抽穗期根系分泌有机酸总量和组分变化、氨基酸含量及水稻氮肥农学利用率与偏生产力的影响及其耦合效应,探索水氮耦合机理,为水稻氮素高效利用及根际生态提供理论及科学依据。结果表明:轻度干湿交替灌溉增加了水稻根系酒石酸、柠檬酸、草酸、苹果酸、琥珀酸、总有机酸、氨基酸分泌量,分别较浅水层灌溉增加13.2%、8.7%、27.3%、40.0%、6.7%、6.3%及6.4%,水稻氮肥农学利用效率及偏生产力分别增加4.1%及1.7%,显著提高根系分泌有机酸及氨基酸含量;重度干湿交替灌溉减少水稻根系酒石酸、柠檬酸、草酸、苹果酸、琥珀酸的分泌量,显著降低根系分泌有机酸总量、氨基酸含量及水稻的氮肥利用效率。同一水分条件下,施氮显著促进根系酒石酸、乙酸、苹果酸、琥珀酸的分泌,降低了草酸和柠檬酸的分泌量。根系分泌的酒石酸和琥珀酸含量在MN与HN间差异较小。分析表明,根系分泌有机酸总量、氨基酸、苹果酸及琥珀酸的供氮效应为正效应,轻度干湿交替灌溉效应及与供氮的耦合效应为正效应,而重度干湿交替灌溉效应及其与供氮的耦合效应则为负效应。根系分泌的柠檬酸、草酸与氮肥利用率呈显著与极显著正相关,乙酸与氮肥利用间呈显著负相关。结果表明通过轻度干湿交替灌溉与中等施氮调控发挥水肥耦合效应,可以促进水稻根系酒石酸、苹果酸、琥珀酸及氨基酸分泌,提高氮肥利用效率,从而促进水稻高产。展开更多
【目的】进一步揭示干湿交替灌溉对水稻籽粒灌浆影响的机制。【方法】两优培九(两系杂交籼稻)和扬粳4038(粳稻)种植于土培池,自抽穗至成熟设置常规灌溉(conventional irrigation,CI)、轻干-湿交替灌溉(alternate wetting and moderate d...【目的】进一步揭示干湿交替灌溉对水稻籽粒灌浆影响的机制。【方法】两优培九(两系杂交籼稻)和扬粳4038(粳稻)种植于土培池,自抽穗至成熟设置常规灌溉(conventional irrigation,CI)、轻干-湿交替灌溉(alternate wetting and moderate drying irrigation,WMD)和重干-湿交替灌溉(alternate wetting and severe drying irrigation,WSD)3种土壤水分处理,运用双向电泳技术测定水稻强、弱势粒蛋白质表达量。【结果】与CI相比,WMD和WSD对强势粒的灌浆速率和粒重无显著影响;WMD显著增加了弱势粒的灌浆速率和粒重,WSD则显著降低了弱势粒的灌浆速率和粒重。WMD和WSD对强势粒蛋白质表达无显著影响,但WMD上调了弱势粒中丙酮酸磷酸双激酶、甘油醛-3-磷酸脱氢酶、5-甲基四氢叶酸-同型高半胱氨酸甲基转移酶、S-腺苷甲硫氨酸合酶、乙二醛酶I和锰超氧化物歧化酶等蛋白质的表达,WSD则下调了弱势粒中上述蛋白质的表达。WSD还上调了抑制信号传导和能量代谢等有关蛋白的表达。两品种结果趋势一致。【结论】说明在WMD或WSD条件下,弱势粒中多种与灌浆相关蛋白质表达的差异是其灌浆速率和粒重增加或降低的重要原因。展开更多
文摘为探究缓/控释肥在不同水分条件下提高氮素利用率及增产机制。本研究以杂交中稻F优498为试验材料,在180 kg hm–2施氮量基础上,采用两因素裂区设计,主区设控灌、干湿交替灌溉、传统灌水灌溉3种水分管理方式,副区设尿素全部底施、尿素常规运筹、硫包膜缓释肥、树脂包膜控释肥4种氮肥种类,研究缓/控释肥和水分管理方式对水稻干物质量和氮素吸收、运转、分配和产量的影响及其互作效应。结果表明,缓/控释肥和水分管理方式对水稻主要生育期干物质量和氮吸收、转运、分配及产量具显著影响及互作效应,产量构成因素与氮素在结实期转运总量及其分配呈显著正相关。干湿交替灌溉和缓/控释肥均能提高干物质量、氮素吸收及产量并表现出显著互作效应,施用缓/控释肥氮素表观利用率达42%～53%,相较于尿素全部底施和传统的尿素常规运筹,氮肥偏生产力提高6%～23%,氮素农学利用率提高26%～71%,增产8%～19%。控灌条件下,缓/控释肥处理氮素有效性高,保证足穗、促进重穗;干湿交替灌溉条件下缓/控释肥处理能保持氮素的高效释放,有利于高产群体的形成,从而提高稻株氮素积累、协调氮素分配;淹水灌溉条件下,缓/控释肥处理无效分蘖减少,氮素入渗、淋溶降低,成穗率提高。综合产量与氮素吸收、运转的表现,干湿交替灌溉条件下施用缓控释肥为本试验最佳处理,能有效提高氮素利用率,促进高产形成。
文摘【目的】水稻籽粒灌浆是光合同化产物向籽粒运输并合成淀粉的生理过程,决定水稻结实率、粒重高低及品质优劣。籽粒灌浆过程不仅受遗传因素的影响,而且受到温度和水分等环境因子的调节。灌溉是水稻生产上一项重要的技术,对水稻产量的形成有重要调控作用。但有关花后灌溉方式对水稻籽粒淀粉合成相关基因表达的影响,缺乏研究。本研究旨在探讨花后干湿交替灌溉对水稻籽粒灌浆的影响并阐明其分子机理。【方法】2012—2013年以两优培九(两系杂交籼稻)和扬粳4038(杂交粳稻)为材料种植于土培池,自抽穗(50%穗伸出剑叶叶鞘)至成熟设置3种灌溉方式处理:(1)常规灌溉(conventional irrigation,CI),保持浅水层,收获前一周断水;(2)轻干-湿交替灌溉(alternate wetting and moderate soil drying,WMD),自浅水层自然落干至土壤水势达-20 k Pa时,灌水1—2 cm,再自然落干至土壤水势为-20 k Pa,再上浅层水,如此循环;(3)重干-湿交替灌溉(alternate wetting and severe soil drying,WSD),自浅水层自然落干至土壤水势达-40 k Pa时,灌水1—2 cm,再自然落干至土壤水势为-40 k Pa,再上浅层水,如此循环。观察花后干湿交替灌溉对水稻强、弱势粒灌浆速率、粒重和淀粉合成相关酶活性的影响,并应用实时荧光定量PCR技术测定编码这些酶基因的相对表达量。【结果】强势粒的平均灌浆速率、粒重、淀粉合成有关的蔗糖合酶(Su S)、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGP)、淀粉合酶(St S)和淀粉分支酶(SBE)等相关酶活性以及蔗糖合酶基因Su S2、Su S4,腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶基因AGPL1、AGPL2、AGPL3、AGPS2,淀粉合酶基因SSI、SSIIa、SSIIc、SSIIIa和淀粉分支酶基因SBEI、SBEIIb的相对表达量在3种灌溉方式处理间没有显著差异。与常规灌溉相比,轻干-湿交替灌溉处理显著增加了弱势粒的平均灌浆速率、粒重、4种籽粒淀粉合成相关酶
文摘干湿交替灌溉耦合施氮量对水稻根系生长和产量形成有重要影响,但其对籽粒灌浆生理的影响,以及与根系生理的关系尚不明确。为探讨干湿交替灌溉和施氮量对水稻籽粒灌浆、籽粒淀粉合成相关酶活性和激素含量变化及其根系生理的影响,以超级稻品种南粳9108为材料,大田种植,设置常规灌溉(conventional irrigation,CI)和干湿交替灌溉(alternate wetting and drying,AWD)2种灌溉方式及5个施氮水平,全生育期不施氮肥(0N)、全生育期施氮肥90 kg hm^(-2)(90N)、全生育期施氮肥180 kg hm^(-2)(180N)、全生育期施氮肥270 kg hm^(-2)(270N)和全生育期施氮肥360 kg hm^(-2)(360N)。结果表明:灌溉方式与施氮量存在显著的互作效应,干湿交替灌溉增加了南粳9108籽粒最大灌浆速率和平均灌浆速率,提高了籽粒中蔗糖合成酶、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶、淀粉合成酶、淀粉分枝酶的活性和玉米素+玉米素核苷、3-吲哚乙酸、脱落酸的含量,增加了花后根系氧化力和根系中玉米素+玉米素核苷含量,促进水稻生育前期茎鞘中储存的NSC向籽粒的运转,且与270N耦合后产量最高,为本试验最佳水氮耦合模式。表明通过适宜的水肥调控发挥水氮耦合效应,可以提高水稻根系生理性能和籽粒灌浆生理活性,实现水稻高产。
文摘以水稻品种‘连粳7号’为试验材料进行盆栽试验,设置不施氮(0N,0 kg?hm-2)、中氮(MN,240 kg?hm-2)和高氮(HN,360 kg?hm-2)3种施氮水平及浅水层灌溉(0 k Pa)、轻度干湿交替灌溉(-20 k Pa)和重度干湿交替灌溉(-40 k Pa)3种灌溉方式,研究不同水氮处理对水稻抽穗期根系分泌有机酸总量和组分变化、氨基酸含量及水稻氮肥农学利用率与偏生产力的影响及其耦合效应,探索水氮耦合机理,为水稻氮素高效利用及根际生态提供理论及科学依据。结果表明:轻度干湿交替灌溉增加了水稻根系酒石酸、柠檬酸、草酸、苹果酸、琥珀酸、总有机酸、氨基酸分泌量,分别较浅水层灌溉增加13.2%、8.7%、27.3%、40.0%、6.7%、6.3%及6.4%,水稻氮肥农学利用效率及偏生产力分别增加4.1%及1.7%,显著提高根系分泌有机酸及氨基酸含量;重度干湿交替灌溉减少水稻根系酒石酸、柠檬酸、草酸、苹果酸、琥珀酸的分泌量,显著降低根系分泌有机酸总量、氨基酸含量及水稻的氮肥利用效率。同一水分条件下,施氮显著促进根系酒石酸、乙酸、苹果酸、琥珀酸的分泌,降低了草酸和柠檬酸的分泌量。根系分泌的酒石酸和琥珀酸含量在MN与HN间差异较小。分析表明,根系分泌有机酸总量、氨基酸、苹果酸及琥珀酸的供氮效应为正效应,轻度干湿交替灌溉效应及与供氮的耦合效应为正效应,而重度干湿交替灌溉效应及其与供氮的耦合效应则为负效应。根系分泌的柠檬酸、草酸与氮肥利用率呈显著与极显著正相关,乙酸与氮肥利用间呈显著负相关。结果表明通过轻度干湿交替灌溉与中等施氮调控发挥水肥耦合效应,可以促进水稻根系酒石酸、苹果酸、琥珀酸及氨基酸分泌,提高氮肥利用效率,从而促进水稻高产。
文摘【目的】进一步揭示干湿交替灌溉对水稻籽粒灌浆影响的机制。【方法】两优培九(两系杂交籼稻)和扬粳4038(粳稻)种植于土培池,自抽穗至成熟设置常规灌溉(conventional irrigation,CI)、轻干-湿交替灌溉(alternate wetting and moderate drying irrigation,WMD)和重干-湿交替灌溉(alternate wetting and severe drying irrigation,WSD)3种土壤水分处理,运用双向电泳技术测定水稻强、弱势粒蛋白质表达量。【结果】与CI相比,WMD和WSD对强势粒的灌浆速率和粒重无显著影响;WMD显著增加了弱势粒的灌浆速率和粒重,WSD则显著降低了弱势粒的灌浆速率和粒重。WMD和WSD对强势粒蛋白质表达无显著影响,但WMD上调了弱势粒中丙酮酸磷酸双激酶、甘油醛-3-磷酸脱氢酶、5-甲基四氢叶酸-同型高半胱氨酸甲基转移酶、S-腺苷甲硫氨酸合酶、乙二醛酶I和锰超氧化物歧化酶等蛋白质的表达,WSD则下调了弱势粒中上述蛋白质的表达。WSD还上调了抑制信号传导和能量代谢等有关蛋白的表达。两品种结果趋势一致。【结论】说明在WMD或WSD条件下,弱势粒中多种与灌浆相关蛋白质表达的差异是其灌浆速率和粒重增加或降低的重要原因。
