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水稻根系分泌物对氮素吸收利用的影响研究进展

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杂交水稻 2024年第4期39卷 9-15页

作者：顾嘉怡吕欣平周宇琨孟庆好王琛张瑛张耗扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室/江苏省作物栽培生理重点实验室/江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心江苏扬州225009

氮作为植株生长发育的必需营养元素,其有效吸收与利用对于提高水稻产量和资源利用效率以及环境保护至关重要。根系分泌物是植物根系在吸收水分和养分的同时向周围释放的化合物的总称,其在土壤中会产生根际效应,这与植物的氮素吸收利用... 详细信息

氮作为植株生长发育的必需营养元素,其有效吸收与利用对于提高水稻产量和资源利用效率以及环境保护至关重要。根系分泌物是植物根系在吸收水分和养分的同时向周围释放的化合物的总称,其在土壤中会产生根际效应,这与植物的氮素吸收利用密切相关。概述了水稻根系分泌物的种类、功能和产生途径,分析了土壤根际环境及微生物群落结构与组成对氮素吸收与利用的作用,解析了主要根系分泌物对氮素吸收利用的影响,指出了目前存在的问题并对未来的研究进行了展望。

关键词：水稻根系分泌物氮素吸收微生物

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水稻对干旱复水过程的响应机制研究进展

山东农业大学学报（自然科学版） 2024年第2期55卷 137-145页

作者：王琛张瑛顾汉柱吴昊景文疆肖治林张耗扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室/江苏省作物栽培生理重点实验室/江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心江苏扬州225009

水稻(Oryza sativa L.)是世界主粮作物之一,同时也是农业第一用水大户。农业灌溉用水的日益短缺严重制约着水稻生产的可持续发展。目前,大部分水稻节水灌溉技术或体系的一个共同特点是稻田要多次经历由水层到适度干旱,再到复水的循环过... 详细信息

水稻(Oryza sativa L.)是世界主粮作物之一,同时也是农业第一用水大户。农业灌溉用水的日益短缺严重制约着水稻生产的可持续发展。目前,大部分水稻节水灌溉技术或体系的一个共同特点是稻田要多次经历由水层到适度干旱,再到复水的循环过程。有关水稻植株从土壤适度干旱状态到复水状态转变过程中的响应机制缺乏系统总结。本文系统综述了水稻的主要节水灌溉技术、水稻响应干旱复水过程中的品种间差异、地上部农艺和生理特征、根系形态和生理特征及水稻对干旱复水响应的分子机制等方面的研究进展,提出了目前的挑战和未来的研究趋势,旨在为选育高产节水水稻品种和高效节水栽培技术提供参考。

关键词：水稻节水灌溉干旱复水品种

栽培优化对长江下游水稻灌浆期根系特征和稻米淀粉特性的影响

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作物学报 2024年第2期50卷 478-492页

作者：吴昊张瑛王琛顾汉柱周天阳张伟杨顾骏飞刘立军杨建昌张耗扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室/江苏省作物栽培生理重点实验室/江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心江苏扬州225009

为研究不同栽培管理技术下长江下游水稻灌浆期根系特征与稻米淀粉特性的关系,以甬优2640、武运粳24号、扬稻6号和金香玉1号品种为材料进行大田试验,设置氮空白区(0N)、当地常规(对照)、增密减氮、干湿交替灌溉和增施饼肥5种栽培模式处... 详细信息

为研究不同栽培管理技术下长江下游水稻灌浆期根系特征与稻米淀粉特性的关系,以甬优2640、武运粳24号、扬稻6号和金香玉1号品种为材料进行大田试验,设置氮空白区(0N)、当地常规(对照)、增密减氮、干湿交替灌溉和增施饼肥5种栽培模式处理。结果表明,与当地常规处理(对照)相比,甬优2640在增密减氮、干湿交替灌溉和增施饼肥处理下的产量增幅分别为6.49%、11.06%和12.72%,武运粳24号分别增加1.92%、11.10%和17.05%,扬稻6号增幅分别为9.30%、18.50%和22.89%,金香玉1号产量增幅分别为6.92%、14.72%和17.89%。同时我们也观察到随着栽培技术的集成和优化,根系形态生理特征(根干重、根长、根直径、根系氧化力、根系伤流强度、根系和根系伤流液中玉米素+玉米素核苷含量和根系分泌物中有机酸总量)以及籽粒淀粉合成关键酶(可溶性淀粉合成酶和颗粒结合型淀粉合成酶)活性、淀粉峰值黏度、热浆黏度、崩解值、最终黏度、溶解度和膨胀度逐渐提高。相关分析表明,灌浆期根系形态生理特征与产量和稻米淀粉特性关系密切。表明栽培技术的集成和优化可能通过调节地下部根系生长来改善稻米品质,最终实现高产优质高效的目标。

关键词：水稻栽培策略产量米质根系特性

不同栽培措施下水稻基肥氮素利用率的15N示踪分析

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作物杂志 2024年第1期 90-96页

作者：谢昊薛张逸束晨晨张伟杨张耗刘立军王志琴杨建昌顾骏飞扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室/江苏省作物栽培生理重点实验室江苏扬州225009 江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心/扬州大学农学院江苏扬州225009

通过15N示踪分析研究基肥氮素去向,旨在为水稻氮肥高效栽培提供理论和实践依据。以武运粳24号为试验材料,采用2年田间定点试验,通过增密减氮、前氮后移、轻干湿交替灌溉、增施饼肥等栽培措施,设置5种处理(氮空白区、当地常规栽培、综合... 详细信息

通过15N示踪分析研究基肥氮素去向,旨在为水稻氮肥高效栽培提供理论和实践依据。以武运粳24号为试验材料,采用2年田间定点试验,通过增密减氮、前氮后移、轻干湿交替灌溉、增施饼肥等栽培措施,设置5种处理(氮空白区、当地常规栽培、综合管理措施1~3),研究不同栽培措施对水稻基肥氮素利用率的影响。结果表明,25.76%基肥氮素被植株吸收,24.46%残留在土壤中,49.78%损失到环境中。与当地常规栽培相比,综合管理措施能够显著提高作物对基肥氮的吸收比例(38.8%~61.3%),降低土壤中的残留比例(10.3%~24.8%),减少基肥氮向环境中的损失比例(1.8%~18.1%)。与当地常规栽培措施相比,综合管理措施在各生育期皆具有较高的氮素积累量;显著提升了植株对基肥氮素的吸收,减少了氮素损失,显著增加了氮素向籽粒中转运,且综合管理措施能改善土壤质量,具有较高的土壤脲酶及过氧化氢酶活性。综合研究结果表明,通过优化栽培措施能够显著提高植株对氮素的吸收,改善土壤质量,增加土壤氮素库容,提高基肥氮素利用率,增加作物产量。

关键词：水稻基肥氮素产量氮肥利用率

控释氮肥施用策略对稻茬小麦产量和氮肥吸收利用的影响

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麦类作物学报 2024年第4期44卷 472-484页

作者：肖治林王琛张瑛景文疆张伟杨顾骏飞刘立军王志琴杨建昌张耗扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室/江苏省作物栽培生理重点实验室/江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心江苏扬州225009

为探究控释氮肥施用策略对稻茬小麦产量和氮肥吸收利用的影响,在大田条件下,以小麦品种扬麦16和扬麦20为材料,设置不施氮(T1)、常规速效氮肥分次施用(T2,对照)、常规控释氮肥一次性基施(T3)、速效氮肥减量分次施用(T4)、控释氮肥减量一... 详细信息

为探究控释氮肥施用策略对稻茬小麦产量和氮肥吸收利用的影响,在大田条件下,以小麦品种扬麦16和扬麦20为材料,设置不施氮(T1)、常规速效氮肥分次施用(T2,对照)、常规控释氮肥一次性基施(T3)、速效氮肥减量分次施用(T4)、控释氮肥减量一次性基施(T5)、控释+速效氮肥一次性基施(T6)、控释+速效氮肥配合分次施用(T7)共7种氮肥处理,比较分析了不同处理下稻茬小麦产量、叶面积指数(LAI)、叶绿素相对值(SPAD值)、干物质积累量、氮素积累量、根系吸收面积和根系氧化力等性状的差异。结果表明,两个品种的产量均表现为T6>T7>T3>T5>T2>T4>T1。与T2处理相比,两个品种的平均产量在T3、T6和T7处理下分别增加17.9%、30.3%和25.1%,平均氮肥农学效率(AE)分别增加40.0%、84.8%和72.4%,平均氮肥偏生产力(PFP)分别增加22.2%、52.3%和45.6%。与单一施用速效氮肥(T2、T4)或控释氮肥(T3、T5)处理相比,在控释氮肥与速效氮肥配施(T6、T7)处理下两个品种的地上部农艺性状(干物质积累量、LAI和SPAD值)显著改善,氮素积累量、根干重、根冠比、根系氧化力、根系总吸收表面积和活跃吸收表面积均显著增加。因此,控释氮肥配施速效氮肥策略可以同步促进稻茬小麦地上部与地下部生长,最终实现高产与氮肥高效吸收利用。

关键词：小麦产量控释氮肥速效氮肥根系特性

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高产高效水稻冠层光能利用特征研究进展

中国稻米 2022年第4期28卷 30-34页

作者：肖治林顾汉柱张耗扬州大学/江苏省作物遗传生理重点实验室/江苏省作物栽培生理重点实验室/江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心江苏扬州225009

通过挖掘作物的生物学潜力,而非过分依赖水肥的大量投入,是实现作物产量和资源利用效率协同提高(高产高效)的重要途径。水稻产量主要来自抽穗后的光合作用,因此要实现水稻的高产高效,提高冠层光能利用率(RUE)具有重要意义。本文综述了... 详细信息

通过挖掘作物的生物学潜力,而非过分依赖水肥的大量投入,是实现作物产量和资源利用效率协同提高(高产高效)的重要途径。水稻产量主要来自抽穗后的光合作用,因此要实现水稻的高产高效,提高冠层光能利用率(RUE)具有重要意义。本文综述了水稻高产高效的叶面积和冠层光能利用特征以及物质积累与运转特点,分析了目前存在的问题和对未来研究的展望。

关键词：水稻光能利用率高产高效冠层

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水稻茎秆抗倒伏评价及其生理机制研究进展

江苏农业科学 2023年第21期51卷 1-7页

作者：顾汉柱王琛张瑛吴昊肖治林景文疆张耗扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室/江苏省作物栽培生理重点实验室/江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心江苏扬州225009

倒伏是严重影响水稻产量和品质的重要因素之一,随着水稻群体数量和产量的进一步提高,增加了倒伏的潜在风险,水稻高产与倒伏的矛盾日益突出。茎秆作为水稻抗倒伏的主要研究对象,在水稻抗倒伏方面发挥着主要作用,因此,理解茎秆抗倒性的生... 详细信息

倒伏是严重影响水稻产量和品质的重要因素之一,随着水稻群体数量和产量的进一步提高,增加了倒伏的潜在风险,水稻高产与倒伏的矛盾日益突出。茎秆作为水稻抗倒伏的主要研究对象,在水稻抗倒伏方面发挥着主要作用,因此,理解茎秆抗倒性的生理机制是进一步改善高产品种抗倒伏能力的重要环节。本文阐述了水稻倒伏的类型和评价方法,并依据前人研究梳理了水稻茎秆的力学特性、形态学特性(株高、节间长度、秆壁厚和茎秆直径)、生理特性(非结构性碳水化合物、木质素生物合成、植物激素)、品种差异、水分管理及肥料管理在水稻抗倒伏方面的研究进展,最后提出了目前存在的问题以及今后的研究方向,旨在为提高水稻抗倒伏能力,实现水稻高产稳产优质目标提供参考和指导。

关键词：水稻抗倒伏生理机制水氮管理

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水稻根系与氮肥高效吸收利用关系研究进展

江苏农业科学 2023年第20期51卷 9-14页

作者：吴昊顾汉柱王琛张瑛肖治林景文疆张耗扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室/江苏省作物栽培生理重点实验室/江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心江苏扬州225009

氮素是关系水稻生长发育及产量品质形成的重要因素,过度施用氮肥不仅不会使水稻增产,还会造成环境问题。因此,实现氮肥的高效利用是农业绿色发展的必由之路。植物根系是养分吸收的重要器官,在氮素吸收利用方面发挥着重要作用,因此充分... 详细信息

氮素是关系水稻生长发育及产量品质形成的重要因素,过度施用氮肥不仅不会使水稻增产,还会造成环境问题。因此,实现氮肥的高效利用是农业绿色发展的必由之路。植物根系是养分吸收的重要器官,在氮素吸收利用方面发挥着重要作用,因此充分挖掘根系的生物学潜力是提高植物氮素吸收与利用的重要途径。本文主要概述了水稻氮肥利用效率等评价指标,并根据前人研究结果梳理了能够高效吸收利用氮肥的水稻根系形态特征(根长、根系表面积、根体积、根尖超微结构)和生理特征(根系氧化力、根系伤流液、根系分泌物、根系酶活性和根系激素),针对不同氮肥类型、施用时期与比例、施肥方式等,总结了不同氮肥运筹模式对水稻氮肥高效吸收利用的影响,最后提出目前存在的问题及今后研究的重点,旨在为实现水稻优质高效高产目标提供参考和指导。

关键词：水稻氮肥利用效率根系特性氮肥运筹

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籼粳杂交稻甬优2640氮素吸收利用特点

中国水稻科学 2022年第1期36卷 77-86页

作者：袁锐周群王志琴张耗顾骏飞刘立军张伟杨杨建昌江苏省作物遗传生理重点实验室/江苏省作物栽培生理重点实验室/扬州大学农学院江苏扬州225009 扬州大学江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心江苏扬州225009

【目的】探明籼粳杂交稻甬优2640的氮素吸收利用特点。【方法】籼粳杂交稻甬优2640、常规粳稻连粳7号和常规籼稻扬稻6号种植于大田,设置6种施氮量处理(0、100、200、300、400、500 kg/hm^(2))和^(15)N示踪微区试验。【结果】在0~400 N k... 详细信息

【目的】探明籼粳杂交稻甬优2640的氮素吸收利用特点。【方法】籼粳杂交稻甬优2640、常规粳稻连粳7号和常规籼稻扬稻6号种植于大田,设置6种施氮量处理(0、100、200、300、400、500 kg/hm^(2))和^(15)N示踪微区试验。【结果】在0~400 N kg/hm^(2)范围内,甬优2640的稻谷产量随施氮量的增加而提高;连粳7号和扬稻6号的产量则是先增加后降低,在施氮量300 kg/hm^(2)时产量最高;相同施氮量下,甬优2640的产量均高于连粳7号和扬稻6号。甬优2640产量较高,这得益于地上部较高的干物质量和库容量(总颖花量)。适量增施氮肥提高了籽粒中^(15)N积累量,但其在籽粒中的分配比例却随施氮量的增加而降低。甬优2640穗中的^(15)N分配比例高于连粳7号和扬稻6号。高施氮量降低水稻氮收获指数。增施氮肥明显提高3个水稻品种穗分化期、抽穗期和灌浆中期叶片的硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合酶活性;相同施氮量下,甬优2640的各种酶活性显著高于连粳7号和扬稻6号。【结论】籼粳杂交稻甬优2640较常规水稻品种具有更强的氮素吸收与利用能力。

关键词：水稻 ^(15)N示踪技术施氮量吸收分配