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水稻是世界上重要的三大粮食作物之一。黑龙江省为保障我国的粮食安全做出了巨大贡献。直播操作简单、节约成本。氮代谢是植物重要的生命活动过程之一,在作物生长发育、产量形成等方面有着重要影响。水稻的生长发育需要大量的水分,中国人均水资源占有量仅占世界的1/4。因此,为明确不同灌溉方式下寒地直播稻氮代谢及产量的影响,本试验以绥粳18和龙庆稻21为试验材料设置常规灌溉(W1)、轻干湿交替灌溉(W2)、重干湿交替灌溉(W3)、干旱管理(W4)4种灌溉方式,研究灌溉方式对寒地直播稻氮代谢关键酶活性、氮素积累转运分配、籽粒蛋白组分及产量的影响,揭示不同灌溉方式下寒地直播稻氮代谢及产量的变化规律,明确寒地直播稻的最佳灌溉方式,为寒地直播稻节水灌溉技术的制定提供依据。本试验主要研究结果如下:(1)随生育进程推进根系及功能叶片硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGAT)谷氨酸脱氢酶(GDH)、谷草转氨酶(GOT)、谷丙转氨酶(GPT)活性均呈先升高后降低的趋势,除根系GDH外,其他根系及功能叶片氮代谢关键酶活性均在抽穗期达到峰值。W2处理下的根系NR活性显著低于W1,功能叶片NR活性与W1差异不显著,根系及功能叶片GS、GOGAT、GOT、GPT活性均在W2处理下高于W1。W3、W4处理下的根系及功能叶片GS、GOGAT、GOT、GPT活性均显著低于W1,且随水势降低而降低。两个品种根系及功能叶片GS、GOGAT、GOT、GPT活性差异不显著。与W1相比,W2处理根系及功能叶片GDH活性降低,W3、W4处理升高且水势越低,活性越大,抽穗期绥粳18根系GDH活性显著低于龙庆稻21。(2)籽粒GS、GOGAT、GOT、GPT活性随齐穗后天数的增加逐渐减少,齐穗后10天最大,GDH活性变化则相反,随时间的增加而增加。W2处理下的GS、GOGAT、GOT、GPT活性与W1相比显著升高,GDH活性显著下降,两个品种各处理间籽粒GS、GOGAT、GOT、GPT、GDH活性差异不显著。W3、W4处理下的籽粒GS、GOGAT、GOT、GPT低于W1,GDH活性与W1相比升高。(3)随生育时期的推进,水稻植株氮素积累量逐渐增大。W2处理根系氮素积累量与W1差异不显著,叶片和茎鞘氮素积累量显著上升,籽粒氮素积累量显著低于W1;W3、W4各器官氮素积累量均显著低于W1,且随水势降低而减少。根系、叶片、茎鞘氮素分配比例随生育时期呈先升高后降低的趋势,抽穗期最大,之后氮素转运到籽粒中,籽粒氮素积累量随生育时期逐渐增多,分配比例也逐渐增大。随水势降低,营养器官氮素输出率和转运贡献率升高,氮素稻谷生产效率却降低。与W1相比,W2处理营养器官氮素输出率、转运贡献率及氮素稻谷生产效率差异不显著。(4)W2处理下的籽粒蛋白质含量显著高于W1,绥粳18 W3、W4处理间差异不显著,但两处理均低于W1,龙庆稻21在W3处理下的籽粒蛋白质含量高于W1,W4处理低于W1。W2处理籽粒蛋白组分(清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白、谷蛋白)均高于W1,但两处理差异不显著。W3、W4处理籽粒蛋白组分低于W1且随水势降低而降低。绥粳18 W3、W4处理间差异不显著,龙庆稻21在W3处理下的蛋白组分显著高于W4。各处理谷蛋白与其他3种蛋白组分相比含量最大。相同处理下绥粳18籽粒蛋白组分显著高于龙庆稻21。(5)随水势降低产量下降。绥粳18各处理产量与W1相比降幅分别为2.80%、28.46%、41.38%,与W1相比,W2处理产量下降不显著。龙庆稻21各处理间差异显著,降幅分别为9.87%、32.15%、43.34%。从可持续发展来看,轻干湿交替灌溉综合优势最大。