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氮素穗肥对水稻灌浆存在显著影响，明确氮素穗肥对水稻颖花分化、开花和灌浆结实的影响及其与植株碳氮平衡的关系，具有重要的理论和实践意义，本研究以穗型不同品种汕优63、Ⅱ优107，武育粳3＃和武2401为试验材料，研究了氮素穗肥对水稻颖花分化和开花的影响及其与植株碳氮平衡的关系，并进一步探讨了氮素穗肥对不同开花日序颖果和整穗颖果淀粉合成关键酶活性和4中主要内源激素含量的影响，及其与颖果灌浆启动和结实的关系。明确了氮素穗肥对水稻灌浆启动和灌浆结实的生理调控作用，为水稻的高产栽培提供了理论基础.主要研究结果如下：
1.明确了氮素稳肥对水稻穗分化期和抽穗期碳氮代谢的影响.112.5 kg N/ha的氮素穗肥可以显著提高水稻氮(N)含量，促进水稻非结构性碳水化合物(NSC)含量的增加，碳氮比(C/N)大小适宜，碳氮代谢协调.而168.75 kg N/ha的氮素穗肥虽显著提高水稻N含量，但影响了水稻NSC含量的增加，氮代谢旺盛，碳代谢较弱，碳氮代谢失调。
2.明确了氮素穗肥对水稻颖花分化的影响.穗肥水平为112.5 kgN/ha时，显著促进水稻每穗颖花分化数和每穗颖花现存数的增加；穗肥水平增至168.75kgN/ha时，促进作用显著下降.颖花退化率随穗肥水平的增加逐渐增加，成花率则随穗肥水平的增加而逐渐降低。本试验中，植株C/N较小时，虽促进颖花分化，但颖花成花率显著降低，影响每穗颖花现存数的增加：植株C/N较大时，虽提高颖花成花率，但颖花分化数显著减少，影响每穗颖花现存数的增加；植株C/N大小适中时，植株碳氮平衡，碳氮水平均较适宜，可以促进颖花的分化和成花，显著提高颖花现存数.因此表明，适量的氮素穗肥通过促进水稻碳氮平衡，满足颖花分化和成花的需求，促进每穗颖花数的增加，为水稻大穗的形成提供保证.
3.明确了氮素穗肥对水稻颖花开花的影响.CK处理四水稻品种整穗颖花开花历期分别为：4d、4d、3d和4d.随穗肥水平的增加，颖花开花历期增长，最长分别增至6d，6d、5d、和6d，开花分散.氮素穗肥水平为112.5kg N/ha时，盛花期历期与CK处理相同，均为3d，氮素穗肥水平增至168.75kgN/ha时，盛花期历期增为4d.与CK相比，适量氮素穗肥可以提高开花日序较早颖花数和颖花比率，氮素穗肥水平过高则提高开花日序较晚颖花数和颖花比率.随抽穗期植林C/N水平的升高，颖花开花历期和盛花期历期逐渐缩短，提高颖花开花的集中性，抽穗期植株C/N为21.3-25.7时，植株碳氮水平均较适宜，碳氮平衡，可以提高开花日序较早颖花数和颖花比率，促进颖花开花和提高颖花开花集中性.由此表明，氮素穗肥对水稻颖花开花存在显著影响，适量的氮素穗肥通过对抽穗期植株碳氮平衡的调节而促进水稻颖花集中早开花.
4.明确了氮素穗肥对水稻籽粒灌浆启动和结实的影响.不同开花日序颖果灌浆启动和灌浆结实存在显著差异.开花日序早，颖果长度、宽度和胚乳细胞数的增加启动时间早、启动势大，颖果最终库容显著增大，提高颖果灌浆潜力.而且可以促进可溶性糖向淀粉的转化，促进颖果淀粉和干物质的积累，提高水稻粒重.颖果开花日序晚，则胚乳发育和胚乳充实启动时间晚，启动势小，降低颖果灌浆结实。氮素稳肥对颖果灌浆启动和结实存在显著影响。随穗肥水平的增加，颖果推迟灌浆启动时间和降低灌浆启动势，降低颖果的灌浆结实，且不同开花日序颖果灌浆启动和灌浆结实的差异性逐渐增大.适宜水平的氮素穗肥则通过促进不同开花日序颖果灌浆结实和减小不同开花日序颖果灌浆结实差异性而提高整穗颖果的灌浆结实。
5.明确了氮素穗肥对颖果灌浆过程中淀粉合成关键酶活性的的影响及其与颖果灌浆启动和结实的关系，氮素穗肥显著影响与淀粉合成相关的3个关键酶(SS、ADPGppase和SSS)的活性大小及峰值高低。4水稻品种氮素穗肥水平为112.5 kg N/ha时，穗肥水平较适宜，SS、ADPGppase和SSS活性增加强度最大，峰值最高，且显著增大灌浆前、中期颖果中SS、ADPGppase和SSS活性。而且不同开花日序颖果中SS、ADPGppase和SSS活性大小及峰值高低的差异性较小.灌浆启动期，颖果中SS、ADPGppase和SSS活性与颖果胚乳发育和胚乳充实的启动存在显著或极显著正相关关系.灌浆期，颖果中ADPGppase和SSS活性与水稻结实率和千粒重均存在极显著正相关关系，SS活性与结实率相关不显著，但与千粒重存在显著正相关关系，表明，适宜水平的氮素穗肥可以通过增大灌浆期颖果中淀粉合成关键酶活性和减小不同开花日序颖果中淀粉合成关键酶活性的差异性而促进水稻的灌浆启动和结实.
6.明确了氮素穗肥对颖果灌浆过程中4种主要内源激素含量的影响及其与颖果灌浆启动和结实的关系.氮素穗肥显著影响颖果中Z+ZR、IAA、ABA和GAs含量.4水稻品种氮素穗肥为112.5 kg N/ha时，穗肥水平较适宜，可以提高灌浆期颖果中Z+ZR、IAA、ABA和GA,含量，尤其是显著提高灌浆前、中期颖果中4种激素的含量.而且不同开花日序颖果中Z+ZR，IAA、ABA和GA,含量差异性较小.灌浆启动期，颖果中Z+ZR、IAA、ABA和GAs,含量与颖果灌浆启动的关系密切.Z+ZR含量与胚乳发育的启动呈极显著正相关关系，而IAA、ABA和GA含量与胚乳发育的启动和胚乳充实的启动均存在极显著正相关关系.灌浆期，颖果中IAA，ABA和GA,含量对水稻结实率和粒重均存在显著或极显著影响，而Z+ZR仅对水稻千粒重存在显著影响.由此表明，抽穗期适宜的氮素穗肥水平可以通过提高灌浆期颖果中Z+ZR、IAA、ABA和GAs,含量，尤其是显著提高灌浆前、中期4种激素的含量和减小不同开花日序颖果中激素含量的差异性而促进水稻的灌浆启动和结实.