秈粳雜交稻甬優(yōu)2640氮素吸收利用特點

袁銳 周群 王志琴 張耗 顧駿飛 劉立軍 張偉楊, * 楊建昌, *

秈粳雜交稻甬優(yōu)2640氮素吸收利用特點

袁銳1, 2周群1, 2王志琴1, 2張耗1, 2顧駿飛1, 2劉立軍1, 2張偉楊1, 2, *楊建昌1, 2, *

(1江蘇省作物遺傳生理重點實驗室/江蘇省作物栽培生理重點實驗室/揚州大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，江蘇 揚州 225009；2揚州大學(xué) 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，江蘇 揚州 225009;*通信聯(lián)系人，E-mail：wyz@yzu.edu.cn; jcyang@yzu.edu.cn)

【】探明秈粳雜交稻甬優(yōu)2640的氮素吸收利用特點。秈粳雜交稻甬優(yōu)2640、常規(guī)粳稻連粳7號和常規(guī)秈稻揚稻6號種植于大田，設(shè)置6種施氮量處理(0、100、200、300、400、500 kg/hm2)和15N示蹤微區(qū)試驗。在0～400 N kg/hm2范圍內(nèi)，甬優(yōu)2640的稻谷產(chǎn)量隨施氮量的增加而提高；連粳7號和揚稻6號的產(chǎn)量則是先增加后降低，在施氮量300 kg/hm2時產(chǎn)量最高；相同施氮量下，甬優(yōu)2640的產(chǎn)量均高于連粳7號和揚稻6號。甬優(yōu)2640產(chǎn)量較高，這得益于地上部較高的干物質(zhì)量和庫容量(總穎花量)。適量增施氮肥提高了籽粒中15N積累量，但其在籽粒中的分配比例卻隨施氮量的增加而降低。甬優(yōu)2640穗中的15N分配比例高于連粳7號和揚稻6號。高施氮量降低水稻氮收獲指數(shù)。增施氮肥明顯提高3個水稻品種穗分化期、抽穗期和灌漿中期葉片的硝酸還原酶、谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合酶活性；相同施氮量下，甬優(yōu)2640的各種酶活性顯著高于連粳7號和揚稻6號。秈粳雜交稻甬優(yōu)2640較常規(guī)水稻品種具有更強的氮素吸收與利用能力。

水稻；15N示蹤技術(shù)；施氮量；吸收分配

水稻(L.)是世界上最主要的糧食作物之一，為35億以上的人口提供了近60%的飲食熱量[1, 2]。水稻是我國最主要的口糧作物，稻谷產(chǎn)量約占糧食總產(chǎn)量的1/3，全國有2/3人口以稻米為主食，持續(xù)提高水稻產(chǎn)量對保障我國乃至世界糧食安全和人民生活水平具有極其重要的意義[3, 4]。通過合理利用遺傳資源選育具有高產(chǎn)潛力的品種，結(jié)合相應(yīng)的高產(chǎn)高效栽培措施，是提高水稻產(chǎn)量的重要途徑[5-7]。近年來，在中國長江中下游稻區(qū)，秈粳亞種間雜種優(yōu)勢利用得到充分重視，培育出一批高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)秈粳雜交稻品種[8]。其中，以甬優(yōu)系列為代表的秈粳雜交稻在生產(chǎn)上應(yīng)用面積大，增產(chǎn)明顯[9, 10]。

氮素是水稻生產(chǎn)中的關(guān)鍵因子，也是水稻生產(chǎn)成本投入的重要部分。氮素在營養(yǎng)器官和生殖器官中的積累和分配是決定產(chǎn)量的重要因素。現(xiàn)有秈粳雜交稻的氮肥管理多是基于常規(guī)稻品種的管理措施，在一定程度上限制了產(chǎn)量潛力。有研究表明，不同類型水稻品種對氮素的吸收利用率存在明顯差異，品種的氮素吸收利用能力以及氮素生產(chǎn)干物質(zhì)能力很大程度上決定了氮肥利用效率[11-14]。然而，有關(guān)秈粳雜交稻特別是甬優(yōu)系列雜交稻的氮素吸收利用特點及其機理還不清楚。

15N示蹤技術(shù)被廣泛應(yīng)用于作物對氮素的吸收、分配及氮肥利用率等方面研究[15-17]。該方法可以直觀地顯示氮素被吸收后在植株內(nèi)的分布以及在不同生育時期、不同部位的分配情況[16, 17]；有關(guān)用15N示蹤方法研究氮素在甬優(yōu)系列秈粳雜交稻的氮素吸收、分布和分配情況，鮮有報道。

本研究以秈粳雜交稻甬優(yōu)2640為材料，以常規(guī)秈、粳稻品種為對照，比較分析了在不同施氮量條件下氮素在秈粳雜交稻植株中的吸收、轉(zhuǎn)運與分配情況，旨在揭示秈粳雜交稻品種甬優(yōu)2640的氮素吸收與分配規(guī)律，為秈粳雜交稻的高產(chǎn)高效栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料和栽培概況

試驗于2019年在揚州大學(xué)實驗農(nóng)場進行。前茬為小麥。土壤為砂壤土，有機質(zhì)24.4 g/kg，堿解氮105 mg/kg，速效磷34.3 mg/kg，速效鉀68.2 mg/kg。試驗品種為秈粳雜交稻品種甬優(yōu)2640、常規(guī)粳稻品種連粳7號和常規(guī)秈稻品種揚稻6號。甬優(yōu)2640是由寧波市種子有限公司選育的三系秈粳交早熟晚稻(生育期135 d左右)；連粳7號是由連云港農(nóng)業(yè)科學(xué)院選育的常規(guī)粳稻(生育期153 d左右)；揚稻6號是由江蘇揚州里下河地區(qū)農(nóng)科所選育的常規(guī)秈稻(生育期145 d左右)。5月15日播種，6月10日移栽，株行距15 cm×25 cm，每穴2苗。

1.2 試驗設(shè)計

試驗為施氮量和品種兩因素裂區(qū)設(shè)計，施氮量為主區(qū)，品種為副區(qū)(小區(qū))。設(shè)置6種施氮量，全生育期施用尿素(折合純氮)0、100、200、300、400、500 kg/hm2。按基肥∶分蘗肥∶促花肥∶?；ǚ? 4∶2∶2∶2施用。小區(qū)面積為7 m×2.4 m，隨機區(qū)組排列，重復(fù)3次。移栽前1天一次性施用磷肥(折合純磷)30 kg/hm2的過磷酸鈣，施用鉀肥(折合純鉀)40 kg/hm2的氯化鉀。灌溉等其余管理方式同當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)栽培。

1.3 15N示蹤實驗

在各小區(qū)內(nèi)設(shè)置15N同位素示蹤微區(qū)試驗。采用高0.4 m、長和寬均為1 m、上下均敞開的不銹鋼材質(zhì)鐵框?qū)⑽^(qū)與大田隔離。挖深度為0.4 m、面積為1 m2的坑，用塑料薄膜覆蓋底部和四壁，再用鐵框固定，填回挖出土壤。采用15N同位素示蹤技術(shù)，標(biāo)記同位素15N為尿素(豐度10.1%，上?；ぱ芯吭荷a(chǎn))，15N標(biāo)記尿素與常規(guī)尿素1∶1混合施入，在100、200、300、400、500 N kg/hm2施氮量處理中，各微區(qū)(1 m2)分別施入15N標(biāo)記尿素9.8、19.6、29.4、39.2和49 g/m2，按基肥∶分蘗肥∶促花肥∶?；ǚ? 4∶2∶2∶2施用。

1.4 測定項目

1.4.1 干物質(zhì)量、植株含氮量和氮代謝關(guān)鍵酶活性測定

在分蘗中期、穗分化始期、抽穗期和成熟期，每個小區(qū)和微區(qū)取代表性水稻樣品5穴，按照葉、莖、穗(抽穗以后)等不同器官分開，放于烘箱中105℃下殺青1 h后，75 ℃下烘干至恒重，測定干物質(zhì)量。取部分烘干樣品用凱氏定氮儀測定植株含氮量。氮肥利用效率按以下公式計算：

氮肥農(nóng)學(xué)利用率(kg/kg)=(施氮區(qū)產(chǎn)量?空白區(qū)產(chǎn)量)/施氮量；

氮肥吸收利用率(%)=(施氮區(qū)地上部分含氮量?空白區(qū)地上部含氮量)/施氮量×100%；

氮肥生理利用率(kg/kg)=(施氮區(qū)產(chǎn)量?空白區(qū)產(chǎn)量)/(施氮區(qū)地上部分含氮量?空白區(qū)地上部含氮量)；

氮肥偏生產(chǎn)力(kg/kg)=施氮區(qū)產(chǎn)量/施氮量；

表1 施氮量對水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

表中數(shù)據(jù)為平均數(shù)(=3)；同一欄內(nèi)標(biāo)以不同字母表示在0.05水平差異顯著。

Data are shown as mean(=3); Different letters indicate significant difference at 0.05 probability level within a column.

氮肥產(chǎn)谷利用率(kg/kg)=產(chǎn)量/地上部含氮量；

收獲指數(shù)=產(chǎn)量/地上部總干物質(zhì)量。

于穗分化始期、抽穗期和灌漿中期，各小區(qū)隨機取植株最上展開葉10片，混合后參照李合生[18]的方法測定硝酸還原酶(NR)、谷氨酰胺合酶(GS)和谷氨酸合成酶(GOGAT)活性。

1.4.2 植株同位素15N豐度值測定

取微區(qū)試驗部分烘干樣品，經(jīng)小型植物粉樣機粉碎后準(zhǔn)確稱取樣品，使用穩(wěn)定同位素比例質(zhì)譜儀(Isoprime 100, Elementar, 英國)測定15N豐度值。按下式計算：

15N原子百分超=樣品或15N標(biāo)記肥料的15N豐度?15N天然豐度；

水稻吸收的氮素主要來源于肥料的氮素和土壤的氮素(不考慮干濕沉降和灌溉)。植物樣品的肥料氮比例[dff(%), The percentage of N drived from15N fertilizer]是植株氮素積累量中來自15N肥料的百分比，可以反映標(biāo)記氮肥的施肥效應(yīng)。dff計算公式如下：

dff(%)=樣品的15N原子百分超/標(biāo)記肥料的15N原子百分超×100；

某一植株組織或器官的15N累積量=該組織或器官全氮量×該組織或器官的dff。式中,dff為植株體內(nèi)的氮素來自標(biāo)記15N肥料的百分比。

15N轉(zhuǎn)運量＝抽穗期莖、葉、鞘中15N累積量?成熟期莖、葉、鞘中15N累積量；

15N轉(zhuǎn)運率(%)=(抽穗期莖、葉、鞘中15N累積量?成熟期莖、葉、鞘中15N累積量)/抽穗期莖、葉、鞘中15N累積量×100；

15N對籽粒氮貢獻率(%)=(抽穗期莖、葉、鞘中15N累積量?成熟期莖、葉、鞘中15N累積量)/成熟期籽粒中15N累積量×100。

1.4.3 考種計產(chǎn)和數(shù)據(jù)處理

于成熟期每小區(qū)取10穴(重復(fù)3次)，考查單位面積穗數(shù)、每穗穎花數(shù)、結(jié)實率和千粒重，各小區(qū)實收6 m2計產(chǎn)。用Microsoft Excel 2016和SPSS軟件對測定數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析以及繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量和地上部干物質(zhì)分配

三個品種的籽粒產(chǎn)量均隨著施氮量的增加呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢，但在品種間有差異(表1)。甬優(yōu)2640獲得最高產(chǎn)量的施氮量高于連粳7號以及揚稻6號。在相同施氮量下，甬優(yōu)2640的產(chǎn)量顯著高于連粳7號和揚稻6號。甬優(yōu)2640較高的產(chǎn)量主要在于每穗穎花數(shù)多，總穎花量高。結(jié)實率在3個品種間差異較小，甬優(yōu)2640的千粒重明顯低于其他兩個品種(表1)。

圖1 施氮量對水稻成熟期地上部分各器官干物質(zhì)量及地上部氮素積累的影響

Fig. 1. Effects of nitrogen application rates on dry matter and harvest index of aboveground parts of rice plants.

三個品種在成熟期的莖、葉干物質(zhì)量和地上部總干物質(zhì)量隨著施氮量的增加而提高(圖1)。在相同施氮量下，甬優(yōu)2640地上部干物質(zhì)量顯著高于連粳7號和揚稻6號。各品種的收獲指數(shù)在不同施氮量處理下存在明顯差異。在高施氮量下(大于300 kg /hm2)，甬優(yōu)2640的收獲指數(shù)高于揚稻6號和連粳7號。

2.2 水稻成熟期地上部氮素累積量

各品種成熟期莖、葉的氮素積累量以及甬優(yōu)2640籽粒中氮積累量隨施氮量的增加而提高(圖1)。當(dāng)施氮量超過最高產(chǎn)量的施氮量(300 kg/hm2)后，連粳7號和揚稻6號籽粒氮素累積量增加不顯著。在相同施氮量下，甬優(yōu)2640的籽粒和地上部總的氮素積累量顯著高于連粳7號和揚稻6號，莖中氮素積累量小于連粳7號和揚稻6號(圖1)。

2.3 水稻氮肥利用效率

三個水稻品種的吸氮量隨著施氮量的增加而增加，但在超過最高產(chǎn)量施氮量后(甬優(yōu)2640為400 kg/hm2，連粳7號和揚稻6號為300 kg/hm2)，各品種的吸氮量增加不顯著；相同氮肥處理下，甬優(yōu)2640的吸氮量高于揚稻6號和連粳7號。三個品種的氮素產(chǎn)谷利用率、氮肥偏生產(chǎn)力、氮肥生理利用率、吸收利用率和氮肥農(nóng)學(xué)利用率與吸氮量的變化趨勢相反，隨施氮量的增加呈現(xiàn)下降趨勢。相同氮肥處理下，甬優(yōu)2640的氮肥偏生產(chǎn)力、氮肥吸收利用率和氮肥農(nóng)學(xué)利用率高于連粳7號和揚稻6號。甬優(yōu)2640的氮肥生理利用率在低氮肥處理下(100、200 kg/hm2)低于連粳7號，高于揚稻6號，在高氮肥處理下(300、400、500 kg/hm2)高于連粳7號和揚稻6號。

2.4 成熟期地上部15N吸收、轉(zhuǎn)運和分配

甬優(yōu)2640、連粳7號和揚稻6號在成熟期莖鞘、葉和穗中的15N積累量均隨著施氮量的增加而增加(表3)。在相同施氮量下，甬優(yōu)2640在成熟期莖、鞘中的15N積累顯著低于連粳7號以及揚稻6號。甬優(yōu)2640成熟期穗中15N積累量顯著高于連粳7號和揚稻6號(表3)。

三個品種在成熟期的15N主要分配在稻穗中，其次是莖與鞘中，再次是葉中。隨著施氮量的增加，三個品種稻穗中15N的分配率隨之降低，莖鞘和葉中的15N分配率隨之升高。在相同施氮量下，甬優(yōu)2640莖、鞘和葉的15N積累量與分配率均顯著低于連粳7號和揚稻6號，稻穗中15N積累量和分配率均顯著高于連粳7號和揚稻6號(表3)。

表2 不同氮肥處理下水稻的吸氮量和氮肥利用效率

表中數(shù)據(jù)為平均數(shù)(=3)；同一欄內(nèi)標(biāo)以不同字母表示在0.05水平差異顯著。

Data are shown as mean(=3); Different letters indicate significant difference at 0.05 probability level within a column. IEN, Internal nitrogen efficiency; PFPN, Nitrogen partial factor productivity; PEN, Physiological nitrogen efficiency; REN, Apparent recovery efficiency of nitrogen fertilizer; AEN, Agronomic nitrogen use efficiency.

表3 施氮量對水稻成熟期地上部15N吸收和分配的影響

表中數(shù)據(jù)為平均數(shù)(=3)；同一欄內(nèi)標(biāo)以不同字母表示在0.05水平差異顯著。

Data are shown as mean(=3); Different letters indicate significant difference at 0.05 probability level within the same column.

甬優(yōu)2640、連粳7號和揚稻6號的15N運轉(zhuǎn)量和對籽粒氮的貢獻率均隨著施氮量的提高而增加。15N運轉(zhuǎn)率的變化趨勢與之相反，即隨施氮量的增加而降低。在相同施氮量下，甬優(yōu)2640的15N運轉(zhuǎn)量、運轉(zhuǎn)率和對籽粒的貢獻率均大于連粳7號和揚稻6號(表4)。

表4 不同施氮量下水稻吸收的15N運轉(zhuǎn)量、運轉(zhuǎn)率和對籽粒氮的貢獻率

表中數(shù)據(jù)為平均數(shù)(=3)；同一欄內(nèi)標(biāo)以不同字母表示在0.05水平差異顯著。

Data are shown as mean(=3); Different letters indicate significant difference at 0.05 probability level within the same column.

表5 不同處理水稻植株體內(nèi)氮素來自標(biāo)記的15N肥料的百分比

表中數(shù)據(jù)為平均數(shù)(=3)；同一欄內(nèi)標(biāo)以不同字母表示在0.05水平差異顯著。

Data are shown as mean(=3); Different letters indicate significant difference at 0.05 probability level within the same column.

2.5 植株中氮素來自標(biāo)記的15N肥料的百分比

由表5可見，水稻植株各部位吸氮量來自標(biāo)記的15N肥料的百分比隨著施肥量的增加而顯著增加。表明隨著肥料氮素的增加，植株從吸收土壤氮更易轉(zhuǎn)向吸收肥料氮素。但在相同施氮量下，甬優(yōu)2640從肥料氮吸收的比例并不比揚稻6號或連粳7號高(表5)。

2.6 葉片中氮代謝相關(guān)酶活性

甬優(yōu)2640、連粳7號和揚稻6號不同生育期葉片中NR、GS和GOGAT活性變化趨勢基本一致，即隨著生育進程，酶活性逐漸降低(圖2)。在同一生育時期，3種酶活性均隨著施氮量的增加呈現(xiàn)增強趨勢。在相同施氮量下，甬優(yōu)2640的葉片中NR、GS和GOGAT活性均顯著高于連粳7號和揚稻6號(圖2)。

圖2 施氮量對水稻葉片中硝酸還原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸合酶(GOGAT)活性的影響

Fig. 2. Effects of nitrogen application rates on activities of nitrate reductase (NR), glutamine synthetase (GS) and glutamate synthase (GOGAT) in rice leaves.

3 討論

施氮量與水稻產(chǎn)量的關(guān)系通常為開口向下的拋物線，在獲得最高產(chǎn)量時存在最適施氮量[19,20]。本研究觀察到，獲得最高產(chǎn)量的施氮量在品種間存在差異。秈粳雜交稻品種甬優(yōu)2640在施氮量為400 kg/hm2時最高，常規(guī)水稻品種(連粳7號和揚稻6號）在施氮量300 kg/hm2時最高，表明秈粳雜交稻品種甬優(yōu)2640比常規(guī)水稻品種(連粳7號和揚稻6號)對氮肥的耐受性更強，且具有更高產(chǎn)量潛力。

水稻產(chǎn)量主要取決于總穎花量和結(jié)實率，但單位面積上的穎花數(shù)與結(jié)實率通常呈顯著負相關(guān)[21, 22]。本研究觀察到，在低氮(施氮量不高于300 kg/hm2)時，三個供試品種的結(jié)實率與總穎花量均呈現(xiàn)此消彼長的關(guān)系；但在高氮條件下(施氮量高于300 kg /hm2)條件下，常規(guī)水稻品種(連粳7號和揚稻6號)的結(jié)實率與總穎花量均隨著施氮量的增加而降低；盡管秈粳雜交稻品種甬優(yōu)2640的的結(jié)實率也會隨著施氮量的增加而降低，但其總穎花量仍能隨著施氮量的增加而增加。由此可見，氮肥施用量過高不僅不利于結(jié)實率的提高，還會導(dǎo)致庫容(單位面積穎花量)下降，這在常規(guī)水稻品種(連粳7號和揚稻6號)上尤為明顯，秈粳雜交稻品種甬優(yōu)2640在高氮條件下仍能獲得更大的庫容量是其具有更強氮肥耐受性和更高產(chǎn)量潛力的重要原因。

一般認為，提高水稻抽穗至成熟期干物質(zhì)的積累有利于籽粒灌漿，進而實現(xiàn)增產(chǎn)[23]。本研究觀察到，秈粳雜交稻品種甬優(yōu)2640在施氮量為100～400 kg/hm2，地上部干物質(zhì)量和收獲指數(shù)均隨施氮量的增加而提高；常規(guī)水稻品種(連粳7號和揚稻6號)的干物質(zhì)量雖隨施氮量的增加而增加，但收獲指數(shù)隨施氮量的增加先升高后降低。產(chǎn)量是干物質(zhì)量和收獲指數(shù)的函數(shù)，提高收獲指數(shù)是提高產(chǎn)量和氮肥利用效率的重要途徑[24-29]。由此可見，無論是在低氮或高施氮量條件下秈粳雜交稻品種甬優(yōu)2640較常規(guī)水稻品種(連粳7號和揚稻6號)均具有更高的物質(zhì)生產(chǎn)效率與收獲指數(shù)，這是其氮肥耐受性強、產(chǎn)量潛力大的另一個重要原因。

氮素的吸收積累、轉(zhuǎn)運與分配狀況與作物氮素利用效率密切相關(guān)。NR、GS、GOGAT在植物氮同化過程中發(fā)揮著重要作用，提高NR、GS和GOGAT活性，有利于氮的吸收和利用[30-33]。本研究觀察到，增施氮肥明顯提高了穗分化期、抽穗期和灌漿中期三個水稻品種葉片中NR、GS和GOGAT活性以及營養(yǎng)器官(莖、葉)中氮素積累量，并且在相同施氮量下，秈粳雜交稻甬優(yōu)2640的NR、GS和GOGAT酶活性顯著高于常規(guī)水稻品種(連粳7號和揚稻6號)。適量增施氮肥可以增加甬優(yōu)2640、連粳7號和揚稻6號的成熟期籽粒氮素積累量，但當(dāng)施氮量超過最高產(chǎn)量施氮量后，三個供試水稻品種籽粒的氮素累積量均不顯著增加，但莖葉的氮素積累量顯著增加。另一方面，三個供試品種籽粒中的15N分配比例均隨施氮量的增加逐漸降低，莖葉中的分配率相應(yīng)上升。這些結(jié)果表明，增施氮肥會提高氮素在水稻營養(yǎng)器官中的積累與分配比例，不利于氮素往籽粒中分配。

因此，促進營養(yǎng)器官中氮素繼續(xù)向籽粒中運轉(zhuǎn)是進一步提高氮收獲指數(shù)與氮肥利用效率的關(guān)鍵[34, 35]。本研究進一步觀察到，15N在水稻各器官分配表現(xiàn)為穗>莖鞘>葉；15N在甬優(yōu)2640籽粒中的分配比例要高于連粳7號和揚稻6號，在莖鞘和葉中低于連粳7號和揚稻6號。此外，在相同施氮量下，甬優(yōu)2640從肥料氮中吸收的比例并不高于揚稻6號或連粳7號。這些結(jié)果表明，與常規(guī)水稻品種(連粳7號和揚稻6號)相比，不論在低氮或高氮條件下，秈粳雜交稻品種甬優(yōu)2640對氮素(尤其是來源于土壤中的氮素)的吸收能力和氮素的再分配效率(氮從營養(yǎng)器官往籽粒中運轉(zhuǎn)的能力)更強，這也是甬優(yōu)2640無論是在低氮還是高氮條件下均具有較高產(chǎn)量和較高的氮肥利用效率的又一個重要原因。

4 結(jié)論

在相同施氮量水平條件下，秈粳雜交稻品種甬優(yōu)2640在肥料氮素吸收、分配利用及產(chǎn)量均優(yōu)于常規(guī)粳稻品種連粳7號和常規(guī)秈稻品種揚稻6號，這種優(yōu)勢在低氮(施氮量低于100 kg/hm2)或超高氮水平(施氮量高于400 kg/hm2)條件下表現(xiàn)更為明顯。較大的庫容水平(總穎花量)、較高的物質(zhì)生產(chǎn)效率與收獲指數(shù)以及較強的氮素吸收和運轉(zhuǎn)能力是秈粳雜交稻品種甬優(yōu)2640實現(xiàn)高產(chǎn)與氮肥高效利用的重要基礎(chǔ)。

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Characteristics of Nitrogen Absorption and Utilization of anHybrid Rice, Yongyou 2640

YUAN Rui1, 2, ZHOU Qun1, 2, WANG Zhiqin1, 2, ZHANG Hao1, 2, GU Junfei1, 2, LIU Lijun1, 2, ZHANG Weiyang1, 2,*, YANG Jianchang1, 2,*

( Jiangsu Key Laboratory of Crop Genetics and Physiology / Jiangsu Key Laboratory of Crop Cultivation and Physiology/Agricultural College of Yangzhou University, Yangzhou 225009, China; Jiangsu Co-Innovation Center for Modern Production Technology of Grain Crops, Yangzhou University, Yangzhou 225009, China; Corresponding author, E-mail: )

【】It is very important to elucidate the characteristics and mechanism of nitrogen (N) uptake and utilization inhybrid rice. 【】Anhybrid rice combination Yongyou 2640 and two inbred rice cultivars of Lianjing 7 () and Yangdao 6 () were field-grown, and six N application rates (0, 100, 200, 300, 400, 500 kg/hm2) and a15N tracer micro-area experiment were designed. 【】With increasing N rates (from 0 to 400 kg/hm2), the grain yield of Yongyou 2640 increased, and that of Lianjing 7 and Yangdao 6 increased first and then decreased, and the highest grain yield was found at the N rate of 300 kg/hm2. At the same N rate, grain yield of Yongyou 2640 was higher than that of Lianjing 7 or Yangdao 6. A higher grain yield of Yongyou 2640 was mainly attributed to the higher above-ground dry matter and total amount of spikelets. The accumulation of15N in grains increased, whereas the distribution ratio of15N in grain decreased gradually correspondingly with increasing N application rates. A high N rate caused a drop in N harvest index. The distribution ratio of15N in grains of Yongyou 2640 was higher than that of Lianjing 7 or Yangdao 6, while lower than that of the two control cultivars in the stems, sheaths and leaves of Yongyou 2640. The activities of nitrate reductase, glutamine syntetase and glutamate synthase in leaves of the three rice cultivars were enhanced with increasing N rates. At the same nitrogen rate, the activities of above enzymes in Yongyou 2640 were significantly higher than those of Lianjing 7 or Yangdao 6.【】 Thehybrid rice Yongyou 2640 is characterized by stronger nitrogen uptake and utilization capacity as compared with inbredrice cultivar (Lianjing 7) orrice cultivar (Yangdao 6).

rice;15N tracer technique; nitrogen rate; uptake and distribution

10.16819/j.1001-7216.2022.210310

2021-03-21；

2021-05-26。

國家重點研發(fā)計劃資助項目(2018YFD0300800; 2016YFD0300206-4)；江蘇高校優(yōu)勢學(xué)科建設(shè)工程資助項目(PAPD-1)。