甬優(yōu)中熟秈粳雜交稻栽后植株氮素積累模型與特征

孟天瑤 葛佳琳 張徐彬 韋還和 陸 鈺 李心月 陶 源 丁恩浩 周桂生,* 戴其根,*

研究簡(jiǎn)報(bào)

甬優(yōu)中熟秈粳雜交稻栽后植株氮素積累模型與特征

孟天瑤1葛佳琳2張徐彬2韋還和2陸 鈺2李心月2陶 源2丁恩浩2周桂生1,*戴其根2,*

1揚(yáng)州大學(xué)教育部農(nóng)業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品安全國(guó)際合作聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室 / 揚(yáng)州大學(xué)農(nóng)業(yè)科技發(fā)展研究院 / 揚(yáng)州大學(xué), 江蘇揚(yáng)州 225009;2江蘇省作物遺傳生理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 / 江蘇省作物栽培生理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 / 江蘇省糧食作物現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心 / 揚(yáng)州大學(xué)農(nóng)學(xué)院, 江蘇揚(yáng)州 225009

旨在定量描述甬優(yōu)中熟秈粳雜交稻栽后植株氮素養(yǎng)分積累動(dòng)態(tài)變化, 基于模型分析方法從氮素營(yíng)養(yǎng)層面闡明甬優(yōu)中熟秈粳雜交稻高產(chǎn)形成機(jī)制。2015—2016年, 以甬優(yōu)中熟秈粳雜交稻甬優(yōu)2640和甬優(yōu)1640、常規(guī)粳稻揚(yáng)粳4038和揚(yáng)粳4227、雜交秈稻新兩優(yōu)6380和揚(yáng)兩優(yōu)6號(hào)為試材, 比較研究其栽后植株氮素積累特征差異。秈粳雜交稻兩年平均產(chǎn)量達(dá)11.65 t hm–2, 顯著高于常規(guī)粳稻(10.74 t hm–2)和雜交秈稻(10.01 t hm–2)。成熟期植株氮素吸收量和百千克籽粒吸氮量亦高于常規(guī)粳稻和雜交秈稻。成熟期植株各器官氮素吸收量及其所占比例, 秈粳雜交稻以穗部最多, 葉片其次, 莖鞘最少; 常規(guī)粳稻和雜交秈稻則均以穗部最多, 莖鞘其次, 葉片最少。與常規(guī)粳稻和雜交秈稻相比, 秈粳雜交稻成熟期葉片氮素吸收量占植株總吸氮量的比例較高, 穗部氮素吸收量所占比例則較低。不同類型品種栽后植株氮素積累動(dòng)態(tài)均以Gompertz方程擬合效果較好, 擬合系數(shù)一般在0.995左右。與常規(guī)粳稻和雜交秈稻相比, 甬優(yōu)中熟秈粳雜交稻在各階段氮素積累量均具優(yōu)勢(shì), 在快增期是由于其較高的持續(xù)天數(shù)和氮素積累速率, 漸增期和緩增期是由于其較高的氮素積累速率。本文提出了符合不同類型水稻栽后植株群體氮素積累動(dòng)態(tài)變化特征的Gompertz模型, 并采用該模型分析了甬優(yōu)中熟秈粳雜交稻栽后植株氮素積累優(yōu)勢(shì)。

甬優(yōu)秈粳雜交稻; 中熟系列; 氮素積累; Gompertz方程

合理施氮是提高水稻產(chǎn)量的重要措施, 明確不同類型品種的氮素吸收、積累與利用特征, 可為其生產(chǎn)上氮肥合理運(yùn)籌提供重要依據(jù)[1-3]。當(dāng)前, 就不同類型水稻品種的氮素吸收與積累差異已有相關(guān)研究報(bào)道[4-6]。龔金龍等[4]研究表明, 與秈型超級(jí)稻相比, 粳型超級(jí)稻在穩(wěn)定生育前期氮素吸收的基礎(chǔ)上, 大幅提高生育中、后期的氮素吸收速率和氮素積累量, 是其穩(wěn)定形成較高的氮素吸收總量及高產(chǎn)的關(guān)鍵。張?jiān)婪嫉萚5]總結(jié)出高氮素累積量類型秈稻品種的氮素吸收與分配特點(diǎn), 即抽穗前、后植株吸氮量大, 抽穗后吸收的氮素比例較高; 抽穗期氮素在根系中的分配比例低、莖鞘葉中的分配比例高; 成熟期植株含氮率高, 成熟期氮素在根系和穗部的分配比例較低, 莖鞘葉中的分配比例較高。前人就不同類型水稻品種氮素吸收與積累差異的研究以常規(guī)粳稻和雜交秈稻為主, 有關(guān)秈粳雜交稻的氮素吸收與積累研究較少, 尤其對(duì)目前在生產(chǎn)上有較高產(chǎn)量表現(xiàn)的甬優(yōu)中熟秈粳雜交稻[7-8]更是缺乏相關(guān)系統(tǒng)研究。

當(dāng)前, 作物生長(zhǎng)模型在擬合分析作物干物質(zhì)積累[9-11]、籽粒灌漿[12-13]等方面已有較好的研究基礎(chǔ), 在作物養(yǎng)分積累方面亦有較多研究[14-17]。紀(jì)洪亭等[14]采用Gompertz方程擬合超級(jí)雜交稻氮、磷、鉀養(yǎng)分積累動(dòng)態(tài), 指出超級(jí)雜交稻養(yǎng)分積累優(yōu)勢(shì)主要在于快速增長(zhǎng)期持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng), 中后期的養(yǎng)分積累速率較快。韋還和等[15]采用Richards方程擬合分析甬優(yōu)538花后植株氮素積累特征表明, 與常規(guī)粳稻和雜交秈稻相比, 甬優(yōu)538花后植株氮素積累量?jī)?yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在快增期。當(dāng)前, 利用作物生長(zhǎng)模型分析甬優(yōu)中熟秈粳雜交稻栽后植株氮素吸收與積累的研究相對(duì)較少。本研究基于模型分析方法對(duì)水稻栽后植株氮素積累量與栽后天數(shù)進(jìn)行擬合, 并利用推導(dǎo)出的特征參數(shù)定量分析甬優(yōu)中熟秈粳雜交稻群體氮素積累特征, 旨在基于模型分析方法從氮素營(yíng)養(yǎng)層面闡明甬優(yōu)中熟秈粳雜交稻高產(chǎn)形成機(jī)制。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與栽培管理

以甬優(yōu)中熟秈粳雜交稻甬優(yōu)2640和甬優(yōu)1640、常規(guī)粳稻揚(yáng)粳4038和揚(yáng)粳4227、雜交秈稻新兩優(yōu)6380和揚(yáng)兩優(yōu)6號(hào)為試材。各參試品種的主要生育期及生育階段天數(shù)見(jiàn)表1。

表1 各品種主要生育期及生育階段天數(shù)

MJIH: medium-maturity type ofhybrids; JC:conventional rice; IH:hybrid rice.

試驗(yàn)于2015—2016年在揚(yáng)州大學(xué)農(nóng)學(xué)院試驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行。土壤類型為沙壤土, 含全氮0.13%、堿解氮88.2 mg kg–1、速效磷33.2 mg kg–1、速效鉀87.4 mg kg–1。采取完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì), 小區(qū)面積25 m2, 2次重復(fù)。小區(qū)間作埂隔離, 并用塑料薄膜覆蓋埂體, 保證單獨(dú)排灌。毯苗育秧, 秧齡20 d, 栽插株行距為30.0 cm × 13.2 cm。秈粳雜交稻和雜交秈稻每穴2苗栽插, 常規(guī)粳稻每穴4株苗栽插。秈粳雜交稻、常規(guī)粳稻、雜交秈稻施純氮262.5 kg hm–2, 按基蘗肥∶穗粒肥 = 5∶5施用。各小區(qū)磷、鉀肥施用量一致, 基施過(guò)磷酸鈣(含12% P2O5) 1125 kg hm–2。按基蘗肥∶穗粒肥 = 5∶5施氯化鉀(含60% K2O) 450 kg hm–2。移栽后以濕潤(rùn)灌溉為主, 建立淺水層; 群體達(dá)到目標(biāo)穗數(shù)的80%時(shí)擱田, 控制無(wú)效分蘗發(fā)生; 抽穗揚(yáng)花期田間保持3 cm水層, 灌漿結(jié)實(shí)期間歇灌溉, 干濕交替, 收割前7 d斷水?dāng)R田。按常規(guī)高產(chǎn)栽培要求防治病蟲害。

1.2 測(cè)定項(xiàng)目與方法

2015年, 于參試品種拔節(jié)、抽穗、抽穗后20 d和成熟期, 按每小區(qū)的平均莖蘗數(shù)取樣, 每次取5穴植株。將樣株分成葉、莖鞘、穗3個(gè)部分, 105℃殺青30 min, 75℃烘干至恒重, 測(cè)定干物重。用半微量凱氏定氮法測(cè)定植株中的氮素含量。

2016年, 栽后每隔10 d按每小區(qū)的平均莖蘗數(shù)取樣,每次取5穴植株。將樣株分成葉、莖鞘、穗3個(gè)部分, 105℃殺青30 min, 75℃烘干至恒重, 測(cè)定干物重。用半微量凱氏定氮法測(cè)定植株中的氮素含量。

于成熟期, 調(diào)查每小區(qū)100穴, 計(jì)算有效穗數(shù), 取20穴調(diào)查每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和測(cè)定千粒重; 每小區(qū)實(shí)產(chǎn)收割面積8 m2, 脫粒后晾曬, 并稱重。

1.3 計(jì)算方法與數(shù)據(jù)處理

氮素籽粒生產(chǎn)率(kg grain kg–1) = 籽粒產(chǎn)量/成熟期植株氮素吸收量

百千克籽粒吸氮量(kg grain kg–1) = 成熟期植株氮素吸收量×100 /籽粒產(chǎn)量

2 結(jié)果與分析

2.1 不同類型品種產(chǎn)量、成熟期氮素吸收量及氮素利用率

由表2可知, 秈粳雜交稻兩年平均產(chǎn)量達(dá)11.65 t hm–2, 顯著高于常規(guī)粳稻(10.74 t hm–2)和雜交秈稻(10.01 t hm–2)。秈粳雜交稻、常規(guī)粳稻和雜交秈稻成熟期植株氮素吸收量?jī)赡昶骄鶠?51.8、213.9、201.3 kg hm–2, 秈粳雜交稻成熟期氮素吸收量較常規(guī)粳稻和雜交秈稻分別高17.7%和25.1%。秈粳雜交稻百千克籽粒吸氮量(kg grain kg–1)兩年平均為2.17, 顯著高于常規(guī)粳稻(1.99)和雜交秈稻(2.02)。

表2 各品種產(chǎn)量、成熟期氮素吸收量及氮素利用率

標(biāo)以不同小寫字母的值在同一年份5%水平差異顯著。

Values followed by different small letters are significantly different at the 5% probability level in the same year. MJIH: medium-maturity type ofhybrids; JC:conventional rice; IH:hybrid rice.

2.2 不同類型品種成熟期各器官氮素吸收量

兩年中, 秈粳雜交稻成熟期各器官氮素吸收量以穗部最多, 葉片其次, 莖鞘最少; 常規(guī)粳稻和雜交秈稻則以穗部最多, 莖鞘其次, 葉片最少。秈粳雜交稻成熟期葉片吸氮量顯著高于常規(guī)粳稻和雜交秈稻; 莖鞘吸氮量則介于常規(guī)粳稻與雜交秈稻之間; 穗部吸氮量與雜交秈稻持平, 高于常規(guī)粳稻(表3)。

秈粳雜交稻成熟期各器官氮素吸收量占總吸氮量的比例呈穗部>葉片>莖鞘; 常規(guī)粳稻和雜交秈稻則呈穗部>莖鞘>葉片。秈粳雜交稻成熟期植株葉片氮素吸收量所占比例(%)兩年平均為21.9, 高于常規(guī)粳稻(16.5)和雜交秈稻(5.9); 成熟期莖鞘氮素吸收量所占比例以常規(guī)粳稻顯著高于秈粳雜交稻和雜交秈稻; 雜交秈稻穗部氮素吸收量所占比例近82%, 而秈粳雜交稻和常規(guī)粳稻穗部氮素吸收量所占比例較為接近, 為65%~ 67% (表3)。

表3 不同類型品種成熟期各器官氮素吸收量

標(biāo)以不同小寫字母的值在同一年份5%水平差異顯著。

Values followed by different small letters are significantly different at the 5% probability level in the same year. MJIH: medium-maturity type ofhybrids; JC:conventional rice; IH:hybrid rice.

2.3 水稻植株氮素積累動(dòng)態(tài)模型方程的建立、檢驗(yàn)及應(yīng)用

2.3.1 水稻植株氮素積累動(dòng)態(tài)模型方程的建立 秈粳雜交稻自栽后30 d起植株氮素吸收量均高于常規(guī)粳稻和雜交秈稻。不同類型水稻品種全生育期氮素積累動(dòng)態(tài)基本一致, 呈漸增、快增、緩增的趨勢(shì)(圖1)。

以各品種栽后天數(shù)為自變量, 群體氮素積累量為因變量, 利用Curve Expert 1.3軟件對(duì)各品種栽后天數(shù)和群體氮素吸收量之間的關(guān)系進(jìn)行擬合, 以甬優(yōu)2640為例得到了包括Gompertz、Richards、Logistic等在內(nèi)的14個(gè)方程, 取模擬效果較好的6個(gè)(相關(guān)系數(shù)均達(dá)0.980以上)列于表4。

圖1 水稻生長(zhǎng)期間各類品種氮素積累動(dòng)態(tài)(2016)

利用2016年各品種栽后群體氮素積累量數(shù)據(jù), 建立基于Gompertz方程的水稻栽后群體氮素積累量動(dòng)態(tài)模型(表5)。由表5可知, 不同類型品種氮素積累動(dòng)態(tài)均以Gompertz方程擬合的效果較好, 擬合系數(shù)一般都在0.995左右。

2.3.2 水稻植株氮素積累動(dòng)態(tài)模型方程的檢驗(yàn) 利用2015年各品種拔節(jié)、抽穗、抽穗后20 d和成熟期植株群體氮素積累數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)。對(duì)參試的6個(gè)水稻品種關(guān)鍵生育時(shí)期的氮素積累量的模擬值與實(shí)測(cè)值進(jìn)行=的線性回歸分析表明, 甬優(yōu)2640、甬優(yōu)1640、揚(yáng)粳4038、揚(yáng)粳4227、揚(yáng)兩優(yōu)6號(hào)和新兩優(yōu)6380模擬的準(zhǔn)確度(以表示)分別為1.027、0.954、1.015、0.927、0.974和1.020, 且參試品種栽后主要生育時(shí)期的氮素積累量模型值與實(shí)測(cè)值相關(guān)性均達(dá)極顯著水平, 表明Gompertz方程可較好地?cái)M合不同水稻品種栽后群體氮素積累動(dòng)態(tài)特征(圖2)。

2.3.3 水稻植株氮素積累動(dòng)態(tài)模型方程的應(yīng)用 通過(guò)對(duì)Gompertz模型的分析, 可推導(dǎo)出一些具有生物學(xué)意義的特征參數(shù)。參照紀(jì)洪亭等[14]的方法, 最大氮素積累速率(kg hm–2d–1) =/e, 到達(dá)最大氮素積累速率的時(shí)間(d) =/。秈粳雜交稻栽后植株最大氮素積累速率顯著高于常規(guī)粳稻和雜交秈稻。就最大氮素積累速率出現(xiàn)時(shí)間而言, 常規(guī)粳稻出現(xiàn)時(shí)間最晚(大致在栽后43~44 d)、秈粳雜交稻其次、雜交秈稻再其次(表6)。

表4 甬優(yōu)2640栽后群體氮素積累動(dòng)態(tài)模型(2016)

表5 各品種全生育期氮素積累的擬合方程(2016)

MJIH: medium-maturity type ofhybrids; JC:conventional rice; IH:hybrid rice.

圖2 各類品種氮素積累模擬值與實(shí)測(cè)值的關(guān)系

**表示在1%水平差異顯著。**represents significantly different at the 1% probability level.

表6 各品種栽后植株氮素積累參數(shù)(2016)

標(biāo)以不同小寫字母的值在同一年份5%水平差異顯著。

Values followed by different small letters are significantly different at the 5% probability level in the same year. MJIH: medium-maturity type ofhybrids; JC:conventional rice; IH:hybrid rice.

水稻栽后植株群體氮素積累動(dòng)態(tài)的Gompertz模型呈明顯的三階段增長(zhǎng)趨勢(shì), 即氮素積累階段的漸增期為(0-1), 快增期為(1-2), 緩增期為(2-成熟期), 其中1(d) = (– 0.9614)/,2(d) = (+ 0.9614)/。秈粳雜交稻在這三期氮素積累量均顯著高于常規(guī)粳稻和雜交秈稻。與常規(guī)粳稻和雜交秈稻相比, 秈粳雜交稻在快增期較高的氮素積累量是由于其較高的持續(xù)天數(shù)和氮素積累速率; 漸增期和緩增期較高的氮素積累量主要是由于其較高的氮素積累速率(表7)。

3 討論

3.1 甬優(yōu)中熟類型秈粳雜交稻氮素積累與利用效率

不同類型水稻品種氮素積累量差異較大[2,4,18-19]。吳文革等[18]研究表明, 超級(jí)中秈雜交稻氮素積累總量達(dá)196.5 kg hm–2, 較對(duì)照汕優(yōu)63的176.5 kg hm–2增加20.0 kg hm–2。龔金龍等[4]研究表明, 粳型超級(jí)稻氮素積累總量達(dá)224.5 kg hm–2, 較秈型超級(jí)稻高32.7%。本試驗(yàn)條件下, 兩年中秈粳雜交稻產(chǎn)量和植株氮素積累總量分別為11.65 t hm–2和251.8 kg hm–2, 均顯著高于常規(guī)粳稻和雜交秈稻。就不同類型水稻品種氮素吸收利用效率方面也有較多研究報(bào)道[3-4,20-22]。如葛夢(mèng)婕等[3]研究表明, 粳型超級(jí)稻較粳型非超級(jí)稻更耐肥, 在高肥條件下增產(chǎn)優(yōu)勢(shì)明顯, 且對(duì)應(yīng)的氮肥利用率也較高。龔金龍等[4]研究表明, 粳型超級(jí)稻產(chǎn)量顯著高于秈型超級(jí)稻; 氮素利用方面, 粳型超級(jí)稻氮素吸收利用率和農(nóng)學(xué)利用率略高于秈稻, 但氮素籽粒生產(chǎn)效率和氮肥偏生產(chǎn)力顯著或極顯著低于秈稻。當(dāng)前,比較甬優(yōu)中熟秈粳雜交稻、常規(guī)粳稻和雜交秈稻3類型品種間的氮素利用效率的相關(guān)報(bào)道較少。本試驗(yàn)條件下, 與常規(guī)粳稻和雜交秈稻相比, 秈粳雜交稻產(chǎn)量較高, 但氮素籽粒生產(chǎn)率較低, 表明甬優(yōu)中熟秈粳雜交稻在保持較高產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)的同時(shí), 仍需注重其氮素利用效率的提高。

表7 各品種栽后氮素積累漸增、快增、緩增3個(gè)階段的特征(2016)

標(biāo)以不同小寫字母的值在同一年份5%水平差異顯著。

Values followed by different small letters are significantly different at the 5% probability level in the same year. MJIH: medium-maturity type ofhybrids; JC:conventional rice; IH:hybrid rice. ARNA: average rate of nitrogen accumulation; NAA: nitrogen accumulation amount.

不同類型品種在氮素積累分配上存在較大差異[4,23-24]。如董桂春等[24]研究表明, 與小庫(kù)容量類型品種相比, 大庫(kù)容量類型品種吸氮能力特別是抽穗后的吸氮能力強(qiáng), 成熟期氮素在營(yíng)養(yǎng)器官中比例小、穗中比例大, 結(jié)實(shí)期莖鞘葉氮素運(yùn)轉(zhuǎn)量大。本試驗(yàn)條件下, 秈粳雜交稻成熟期葉片含氮量所占比例顯著高于常規(guī)粳稻和雜交秈稻; 莖鞘含氮量所占比例與雜交秈稻持平, 低于常規(guī)粳稻; 穗部含氮量所占比例則低于常規(guī)粳稻和雜交秈稻。與常規(guī)粳稻和雜交秈稻相比, 具有更大庫(kù)容量的秈粳雜交稻成熟期植株氮素在營(yíng)養(yǎng)器官中比例較大、穗部比例較小, 這與董桂春等[24]研究結(jié)果相反, 這可能與試驗(yàn)材料差異有關(guān)。此前, 較多的研究表明[25-26], 與常規(guī)粳稻和雜交秈稻相比, 秈粳雜交稻在花后灌漿階段具有更高的葉面積指數(shù)和光合勢(shì)、更多的單莖綠葉數(shù)以及較高的光合速率等, 這種較好的持綠特性使得秈粳雜交稻在成熟期植株氮素在營(yíng)養(yǎng)器官中分配比例較高, 穗部則相對(duì)較低。

3.2 甬優(yōu)中熟類型秈粳雜交稻植株氮素積累模型的建立及特征參數(shù)

因各稻作區(qū)生態(tài)以及試材品種差異, 眾多作物生長(zhǎng)模型被用于分析擬合水稻植株氮素吸收與積累特征[14-16,27], 如紀(jì)洪亭等[14]采用Gompertz方程擬合西南地區(qū)超級(jí)雜交稻氮、磷、鉀養(yǎng)分積累動(dòng)態(tài)。此外, 一些學(xué)者也采用Richards[15]、Logistic[16,25]方程對(duì)水稻植株氮素養(yǎng)分積累動(dòng)態(tài)進(jìn)行了定量模擬分析。本研究中, 就不同類型水稻品種栽后植株群體氮素積累動(dòng)態(tài)的模擬而言, Gompertz模型的參數(shù)在不同品種間變異較小, 而Richards模型的參數(shù)和在不同品種間變異較大; 此外, Gompertz模型較Logistic模型擬合的效果更好。與此同時(shí), 本研究也利用2015年各品種關(guān)鍵生育期植株氮素積累對(duì)Gompertz模型進(jìn)行檢驗(yàn)。因此, 本研究選擇Gompertz模型來(lái)描述不同類型品種栽后植株氮素積累動(dòng)態(tài)特征。

紀(jì)洪亭等[14]指出超級(jí)雜交稻養(yǎng)分積累優(yōu)勢(shì)主要在于快速增長(zhǎng)期持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng), 中后期的養(yǎng)分積累速率較快。韋還和等[15]研究表明, 與常規(guī)粳稻和雜交秈稻相比, 甬優(yōu)538花后氮素積累量?jī)?yōu)勢(shì)體現(xiàn)在快增期, 甬優(yōu)538在此期較強(qiáng)的氮素積累能力主要由于較長(zhǎng)的持續(xù)天數(shù)。本試驗(yàn)條件下, 與常規(guī)粳稻和雜交秈稻相比, 秈粳雜交稻成熟期植株氮素積累總量高, 其在漸增期、快增期和緩增期氮素積累量均較高; 秈粳雜交稻在快增期較高的氮素積累量在于其較高的持續(xù)天數(shù)和氮素積累速率, 漸增期和緩增期較高的氮素積累量主要在于其較高的氮素積累速率。

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A dynamic model and its characteristics for nitrogen accumulation after transplanting in medium-maturity types of Yongyouhybrids

MENG Tian-Yao1, GE Jia-Lin2, ZHANG Xu-Bin2, WEI Huan-He2, LU Yu2, LI Xin-Yue2, TAO Yuan2, DING En-Hao2, ZHOU Gui-Sheng1,*, and DAI Qi-Gen2,*

1Joint International Research Laboratory of Agriculture and Agro-product Safety, Ministry of Education / Institute of Agricultural Science and Technological Development, Yangzhou University, Yangzhou 225009, Jiangsu, China;2Jiangsu Key Laboratory of Crop Genetics and Physiology / Jiangsu Key Laboratory of Crop Cultivation and Physiology / Jiangsu Co-innovation Center for Modern Production Technology of Grain Crops / Agricultural College of Yangzhou University, Yangzhou 225009, Jiangsu, China

In order to quantitatively describe the dynamics of nitrogen accumulation after transplanting of medium-maturity types of Yongyouhybrids (MJIH), and to elucidate the mechanism of high yield based on modelling methods, MJIH Yongyou 2640 and Yongyou 1640,conventional rice (JC) Yangjing 4038 and Yangjing 4227, andhybrid rice (IH) Xinliangyou 6380 and Yangliangyou 6 were used to compare the differences in nitrogen uptake characteristics after transplanting in 2015 and 2016. Grain yield of MJIH averaged 11.65 t hm–2across two years, significantly higher than JC (10.74 t hm–2) and IH (10.01 t hm–2). Similar trends were also observed in nitrogen accumulation amount at maturity and nitrogen accumulation per 100 kg grain. For MJIH, the nitrogen accumulation and its ratio to total nitrogen accumulation at maturity was the highest in panicle, the medium in leaf, and lower in stem. For JC and IH, the nitrogen accumulation and its ratio to total nitrogen accumulation at maturity was the highest in panicle, the medium in stem, and lower in leaf. Compared with JC and IH, MJIH had higher ratio of leaf nitrogen accumulation, while lower ratio of panicle nitrogen accumulation to total nitrogen accumulation at maturity. There was a good fitness between Gompertz equation and dynamics of nitrogen accumulation of rice varieties in our study. Compared with JC and IH, MJIH had higher nitrogen accumulation amount in the early, middle and late nitrogen accumulation stages, which was due to long time of accumulation and higher accumulation rate in the middle stage, and higher nitrogen accumulation rate in the early and late stages. This study applied Gompertz equation to simulate the dynamics in nitrogen accumulation after transplanting of different rice varietal groups, and analyze the superiority of nitrogen accumulation of MJIH based on Gompertz equation.

Yongyouhybrids; medium-maturity types; nitrogen accumulation; Gompertz equation

10.3724/SP.J.1006.2020.92046

本研究由國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31901448), 江蘇省高等學(xué)校自然科學(xué)研究面上項(xiàng)目(19KJB210004)和江蘇高校優(yōu)勢(shì)學(xué)科建設(shè)工程項(xiàng)目資助。

This study was supported by the National Natural Science Foundation of China (31901448), the Natural Science Foundation of the Jiangsu Higher Education Institutions of China (19KJB210004), and the Priority Academic Program Development of Jiangsu Higher Education Institutions.

周桂生, E-mail: gszhou@yzu.edu.cn; 戴其根, E-mail: qgdai@yzu.edu.cn;

E-mail: 516060030@qq.com

2019-08-29;

2020-01-15;

2020-01-24.

URL: http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20200123.2228.016.html