不同基因型水稻光呼吸與氮素利用效率關(guān)系的研究.pdf

1、本文采用不同氮效率基因型水稻兩優(yōu)培九(LYP9)、培矮64s(PA64)、揚(yáng)稻6號(hào)(YD6)、汕優(yōu)63(SY63)、珍汕97(ZS97)、明恢63(MH63)、武育粳3號(hào)(WYJ3)、Lemont、Ceysvonic為供試材料，進(jìn)行土培試驗(yàn)，分別設(shè)置施氮量為0kgN/ha(NO)、125kgN/ha(N125)和208 kgN/ha(N208)的三種氮水平，研究不同氮水平對(duì)不同基因型水稻光呼吸、氮素積累量、乙醇酸氧化酶(GO)活性、谷氨

2、酰胺合成酶(GS)活性、葉綠素含量等生理特性的影響，探討了水稻植株光呼吸與氮素利用效率的關(guān)系。結(jié)果表明： 1.同一生育期不同基因型水稻光呼吸速率和凈光合速率存在顯著差異。光呼吸速率隨生育期而變化，不同基因型變化的幅度不同。在生育前期不同基因型水稻光呼吸速率大致相當(dāng)，均隨生育進(jìn)程的推移而逐漸上升，但在生育后期逐漸下降。在本試驗(yàn)條件下，施氮量為125kgN/ha和208kgN/ha的處理間光呼吸速率并無顯著影響。 不同基因型

3、水稻的凈光合速率均隨生育期的推移而下降，但不同基因型間下降的幅度不同。N125處理與N208處理在移栽初期凈光合速率沒有顯著差異，但施氮在一定程度上延長(zhǎng)了凈光合速率高值持續(xù)期；在生育后期凈光合速率的下降幅度不同，N208水平凈光合速率的下降幅度比N125水平小。 光呼吸與光合速率的比值，即相對(duì)光呼吸隨生育期推延而升高，但各基因型增加的幅度存在差異。在供試的9個(gè)基因型中，珍汕97有較高的光呼吸速率和凈光合速率；Ceysvonic有

4、較高的光呼吸速率和相對(duì)光呼吸，凈光合速率較??；Lemont的光呼吸速率較低，相對(duì)光呼吸和凈光合速率并不高；武育粳3號(hào)有較高的相對(duì)光呼吸，光呼吸速率和光合速率并不高；其余基因型在不同氮水平下光呼吸速率、凈光合速率和相對(duì)光呼吸表現(xiàn)不同。 2.在不同時(shí)期，不同基因型水稻地上部干物質(zhì)積累量和成熟期產(chǎn)量及其構(gòu)成因子存在顯著差異。氮處理對(duì)不同基因型水稻地上部的生物量和籽粒產(chǎn)量有極顯著影響。在本試驗(yàn)條件下，增加施氮量有利于地上部的生物量、籽粒

5、產(chǎn)量和穗數(shù)的提高。 在試驗(yàn)選用的基因型中，兩優(yōu)培九和汕優(yōu)63生物量較高，武育粳3號(hào)生物量較低；而且，兩優(yōu)培九和汕優(yōu)63籽粒產(chǎn)量也較高，Lemom和Ceysvomc籽粒產(chǎn)量較低。 3.在不同基因型水稻各器官中，氮濃度均隨著施氮量的增加而升高。在施氮量相同時(shí)，不同基因型間各器官的氮濃度存在顯著差異。氮素在水稻各器官中的分配比例存在明顯差異；不同氮水平下，不同基因型水稻各器官氮積累量在總氮中所占的比例并不一致。在3種氮水平下，

6、Ceysvomc籽粒中氮積累量占植株總氮積累量的百分?jǐn)?shù)(氮收獲指數(shù)，NHI)最低；其余基因型在不同氮水平下的NHI表現(xiàn)不同。在施氮量為125kgN/ha和208kgN/ha時(shí)，汕優(yōu)63的NHI最高；而不施氮時(shí)，揚(yáng)稻6號(hào)的NHI最高。對(duì)氮素總積累量進(jìn)行比較，結(jié)果表明，兩優(yōu)培九、汕優(yōu)63、珍汕97氮素積累量較高，武育粳3號(hào)、Lemont氮素積累量較低：總體趨勢(shì)表現(xiàn)為秈稻>常規(guī)粳稻)廣親和品種。 4.以氮素干物質(zhì)生產(chǎn)效率、氮素籽粒生產(chǎn)

7、效率、氮收獲指數(shù)、農(nóng)學(xué)利用率、氮素回收率、籽粒生理利用率、生物量生理利用率和氮肥偏生產(chǎn)力為指標(biāo)，對(duì)9個(gè)基因型水稻進(jìn)行聚類分析，可分為3種不同的類型。第1類：氮素利用率較高，包括兩優(yōu)培九、汕優(yōu)63、揚(yáng)稻6號(hào)、明恢63；第2類：氮素利用率較低，包括培矮64s、Ceysvonic、珍汕97；第3類：氮素利用率介于氮高效與氮低效之間，包括武育粳3號(hào)、Lemont。 三種氮效率類型水稻全生育期的平均光呼吸速率和相對(duì)光呼吸存在極顯著差異，但

8、平均凈光合速率在3種氮效率類型的水稻中差異不顯著。從整個(gè)生育期看，氮利用效率高的水稻光呼吸速率較低，其相對(duì)光呼吸較??；氮利用效率低的水稻光呼吸速率較高，其相對(duì)光呼吸較大。 5.不同基因型水稻的葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素和總?cè)~綠素的含量均隨生育進(jìn)程的推移而逐步下降，以上各類光合色素含量在不同基因型間存在顯著差異，并且這種趨勢(shì)在全生育期中穩(wěn)定一致。在施氮量為125kgN/ha和208kgN&a處理間，葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜

9、素和總的葉綠素含量無顯著差異；但是，增加施氮量在一定程度上延緩了葉綠素的降解。 水稻上三片功能葉SPAD值均隨生育期的推移而變化，不同基因型的變化幅度不同。頂1葉變幅最小，生育前期SPAD值有升有降，呈波動(dòng)變化，抽穗后SPAD值逐漸下降。頂3葉SPAD值在全生育期中逐漸下降，生育后期下降幅度更大，不同基因型表現(xiàn)不同。頂2葉SPAD值的變化趨勢(shì)介于頂1葉和頂3葉之間。在生育后期，施氮量為208kgN/ha時(shí)水稻上三片功能葉SPAD

10、值下降的程度明顯比施氮量為125kgN/ha時(shí)小，增加施氮量在一定程度上維持了較高的SPAD值。 在不同生育時(shí)期，水稻葉面積不同基因型間與不同氮處理間均存在顯著差異。施氮量對(duì)葉面積有極顯著影響，在生育后期施氮量為208kgN/ha時(shí)葉面積下降的幅度比施氮量為125kgN/ha時(shí)小。供試的9個(gè)基因型中，明恢63、汕優(yōu)63、兩優(yōu)培九、揚(yáng)稻6號(hào)擁有較大的葉面積，而珍汕97和武育粳3號(hào)的葉面積較小且相近。 6.在不同生育時(shí)期，不