【摘 要】
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冬油菜主要分布在我国的长江流域,其种植过程中氮肥过量施用的现象十分常见,不但增加了农户的生产成本,而且对环境造成污染。如今在农业绿色可持续发展的背景下,怎样去保障粮食安全,实现农作物绿色高效生产,是我们本世纪面临的最严峻挑战之一。首先,在稳产甚至增产的同时制定合理的氮肥施用量,减少氮肥过量施用现象,在一定程度上能够提高氮肥利用效率和降低生态环境风险;除此之外,筛选区域内相应的氮高效品种,并且尝试去
【基金项目】
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国家重点研发计划项目（2018YFD0200900）； 陕西省重点研发计划项目（2020ZDLNY04-04）；
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冬油菜主要分布在我国的长江流域,其种植过程中氮肥过量施用的现象十分常见,不但增加了农户的生产成本,而且对环境造成污染。如今在农业绿色可持续发展的背景下,怎样去保障粮食安全,实现农作物绿色高效生产,是我们本世纪面临的最严峻挑战之一。首先,在稳产甚至增产的同时制定合理的氮肥施用量,减少氮肥过量施用现象,在一定程度上能够提高氮肥利用效率和降低生态环境风险;除此之外,筛选区域内相应的氮高效品种,并且尝试去揭示不同氮效率品种差异的生理和农艺学特性,进一步去指导未来的育种工作,可以最大限度的解决自然资源严重消耗和氮肥投入过量带来的一系列问题,以此来实现农业的可持续发展。本研究位于长江上游冬油菜主产区陕西省汉中市,田间试验为裂区设计,主处理为不同施氮量,包括设置不施氮处理（N0）、氮肥减施处理（N180）和农户模式处理（N231）;副处理选取5个当地主栽培油菜品种:陕油28（SY28）、秦优28（QY28）、沣油737（FY737）、秦优10号（QY10）和中油杂19（ZYZ19）。主要研究结果如下:（1）相比于不施氮处理,施氮显著的提高了冬油菜苗期、开花前和盛花期叶片SPAD值、绿叶数、叶面积、净光合速率、根长、根茎粗、硝酸还原酶活性和谷氨酰胺合成酶活性,当地农户模式处理（N231）和氮肥减施处理（N180）之间并无明显差异,不同时期油菜地上部氮素吸收量和冬油菜产量以及主要品质指标在进行氮肥减施后均无显著差异。（2）氮肥减施后冬油菜不同时期土壤剖面中的硝态氮储量分布情况只在收获后的地表土层中（0～20cm）存在显著差异。此外,氮肥减施条件下冬油菜的氮肥回收效率、氮肥偏生产力以及氮素利用效率分别提高了4%～7%、4～5kg kg-1、2.5～3.0 kg kg-1。（3）氮素高效利用型冬油菜品种（耐低氮品种QY28和氮高效品种FY737）相比于氮素低效利用型品种（氮双低品种QY10）,苗期以前的氮素吸收量并未发现明显差异,开花前后和收获时总的氮素吸收量是导致品种间氮效率差异的主要原因之一。（4）通过测定花后叶片转录组发现,氮素高效利用型品种相比于氮素低效利用品种,硝酸盐转运蛋白家族（NRT）的基因成员、铵转运蛋白家族（AMT）的基因成员以及氮同化途径中关键酶的基因表达量均显著发生了上调,这说明氮素高效利用型品种在开花后叶片氮素吸收代谢方面拥有着更强的活性。（5）氮素高效利用型冬油菜品种在开花时分配到花序以及收获时分配到籽粒的氮素比例明显要高于氮素低效利用型冬油菜品种。冬油菜的单株角果数、产量、收获指数和氮素收获指数与油菜氮素利用效率之间关系紧密,可以作为筛选氮素高效利用型油菜品种的主要指标,除此之外,我们的研究还发现籽粒氮含量和株高与油菜的氮效率之间存在着负相关关系。综上所述,将该地区冬油菜种植体系中的农户施氮量231kg ha-1减少至180 kg ha-1是可行的;品种秦优28为当地的耐低氮品种,在不施氮条件下拥有较高的产量和氮效率,品种沣油737为当地的氮高效品种,在高氮条件下拥有着最高的产量和氮效率,品种秦优10为当地的氮双低品种,在所有施氮处理下的产量和氮效率均最低;在氮素吸收代谢方面,氮素高效利用型冬油菜品种（耐低氮品种QY28和氮高效品种FY737）相比于氮素低效利用型品种（氮双低品种QY10）,开花前后有着较高的氮素吸收量和氮代谢活性;在农艺学特征方面,较高的单株角果数、收获指数和氮素收获指数以及较低的株高和的籽粒氮含量可以作为氮素高效利用品种的辅助筛选指标。
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