施氮量对籼粳杂交稻甬优1540产量和氮肥利用效率的影响及其机制

旨在探讨施氮量对籼粳杂交稻甬优1540产量和氮肥利用效率的影响及其相关生理基础.本研究以浙江省大面积推广应用的籼粳杂交稻品种甬优1540为材料,设置4个施氮量,即全生育期不施用氮肥(N0)、全生育期施用纯氮80 kg hm–2(N1)、160 kg hm–2(N2)以及240 kg hm–2(N3).研究结果表明,(1)施氮量对水稻产量与氮肥利用效率影响显著.在0～160 kg hm–2范围内,水稻产量随施氮量的增加而增加,产量的增加主要得益于总颖花量的增加;超过此范围产量则不再增加,主要是由于结实率降低,且氮收获指数与氮肥利用效率(氮肥农学利用率、氮肥吸收利用率、氮肥偏生产力以及产谷利用率)也显著降低.(2)施氮量对水稻地上部生长发育影响显著.在0～240 kg hm–2范围内,随着施氮量的增加,拔节期、齐穗期以及成熟期水稻地上部干物重显著增加,但收获指数则显著降低;在0～160 kg hm–2范围内,灌浆中、后期水稻剑叶净光合速率、剑叶中Z+ZR含量以及籽粒中蔗糖-淀粉代谢途径关键酶活性随施氮量的增加而增加,超过此范围则不再增加,甚至会有所降低.(3)施氮量对水稻根系形态生理特征影响显著.在0～160 kg hm–2范围内,拔节期、齐穗期以及成熟期水稻根干重、0～10 cm土层根干重、10～20 cm土层根干重、总根长、根长密度、比根长以及灌浆中、后期水稻根系氧化力、根系与根系伤流液中Z+ZR浓度水平等根系形态与生理指标均随施氮量的增加而增加,但进一步将施氮量提高至240 kg hm–2时,上述指标中仅根干重、0～10 cm土层根干重、总根长以及根长密度有所增加.(4)相关分析表明,灌浆期水稻根系氧化力、根系中Z+ZR含量以及根系伤流液中Z+ZR浓度与剑叶净光合速率、剑叶中Z+ZR含量以及籽粒中蔗糖-淀粉代谢途径关键酶活性呈极显著正相关关系.以上结果表明,适宜的施氮量可以优化甬优1540的根系形态与生理特征,促进地上部生长发育,提高灌浆中、后期植株生理活性,进而实现高产与氮肥高效利用.