施氮水平对不同氮效率水稻品种光合特性及产量形成的影响

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氮素作为水稻生长发育必须的三大营养元素之一,对水稻的生长具有重要作用。前人关于施氮水平对水稻生长发育、光合特性、干物质积累和分配转运、籽粒灌浆特性及产量形成等的报道有很多,但是以不同氮效率寒地粳稻为试验材料研究不同施氮水平条件下水稻生长发育及光合特性、干物质积累分配转运、籽粒灌浆动态等研究较少。本试验以氮低效品种农丰1705和氮高效品种松粳21为试验材料,设置5个氮肥施用水平:N0(0kg/hm~2)、N1(75kg/hm~2)、N2(150kg/hm~2)、N3(225kg/hm~2)、N4(300kg/hm~2),研究氮肥施用水平对不同氮效率水稻品种生长发育、光合特性、干物质积累分配转运、籽粒灌浆动态、产量及其构成因素的影响,明确施氮水平对水稻生长发育、光合特性、干物质积累与分配、产量形成的调控效应及品种间差异,确定最适氮肥施用水平,充分发挥不同氮效率水稻品种的生产潜力,为黑龙江省粳稻合理施肥提供理论依据和技术支撑。本试验主要研究结果如下:(1)两品种株高在N4水平下达到最大,农丰1705高于松粳21。农丰1705最终分蘖数在N3水平下达到最大,松粳21最终分蘖数在N4水平下达到最大。蜡熟期以前,两品种叶面积指数均在N3水平下达到最大。蜡熟期和完熟期,两品种叶面积指数在N4水平下达到最大。随生育进程推进叶面积指数先升高后降低,在抽穗期达到最大。(2)两品种叶绿素含量随施氮水平提高而增加。随生育进程推进两品种叶绿素含量先升高后降低,在抽穗期达到最大。松粳21的叶绿素含量始终高于农丰1705。蜡熟期以前两品种Fv/Fm和Fv/Fo在N3水平下达到最大,蜡熟期和完熟期在N4水平下达到最大值。两品种Ru BP羧化酶活性和PEPC羧化酶活性在抽穗期达到最大。蜡熟期以前两品种Ru BP羧化酶活性和PEPC羧化酶活性在N3水平下达到最大值,蜡熟期和完熟期在N4水平下达到最大值。松粳21的Ru BP羧化酶活性和PEPC羧化酶活性高于农丰1705。两品种净光合速率在抽穗期达到最大。蜡熟期以前在N3水平下达到最大,蜡熟期和完熟期在N4水平下达到最大。两品种蒸腾速率、胞间CO2浓度随生育进程推进逐渐下降,蜡熟期以前蒸腾速率和胞间CO2浓在N3水平下达到最大,蜡熟期和完熟期在N4水平下达到最大值。两品种冠层幅宽随施氮水平提高而增加,在抽穗期达到最大值。透光率随施氮水平增加而降低,在抽穗期达到最小值。消光系数随施氮水平提高而增加,在抽穗期达到最大。光合势在拔节期-抽穗期达到最大。(3)分蘖期和拔节期,两品种地上部总干物质积累量在N4水平下达到最大值,茎、叶和穗部干物质积累量与抽穗期后的地上部总干物质积累量在N3水平下达到最大。农丰1705茎叶物质表观输出量、茎叶物质表观输出率在N3水平下达到最大。松粳21的茎叶物质表观输出量、茎叶物质表观输出率在N4水平下达到最大值。两品种粒叶比在抽穗期和灌浆期随施氮水平提高而增加,乳熟期至完熟期随施氮水平的增加逐渐减小。两品种比叶重分蘖期至抽穗期在N4水平下达到最大值,灌浆期后随施氮水平提高呈先增后减的趋势,完熟期均在N1水平下达到最大。农丰1705和松粳21在分蘖期-拔节期、蜡熟期-完熟期群体生长率(CGR)随施氮水平的提高而增加,其余各生育时期均在N3水平下达到最大。(4)两品种强势粒GRmean、Grmax随施氮水平增加而减小,弱势粒GRmean、Grmax均随施氮水平增加而增大。强、弱势粒Tmax、D(活跃灌浆期)随施氮水平提高而增加。农丰1705强、弱势粒GRmean、Grmax均比松粳21高,而Tmax和D均低于松粳21。(5)两品种产量、千粒重、穗长、一次枝梗数、二次枝梗数、一次枝梗粒数、二次枝梗粒数、有效穗数、穗粒数在N3水平达到最大。枝梗退化数、空瘪粒数、退化粒数随施氮水平提高而增加。结实率随施氮水平提高而降低。农丰1705穗长、枝梗退化数和退化粒数较松粳21高,上述其余指标较松粳21低。
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