论文摘要
试验采用不同氮效率基因型水稻两优培九(LYP9)、培矮64s(PA64)、扬稻6号(YD6)、汕优63(SY63)、珍汕97(ZS97)、明恢63(MH63)、武育粳3号(WYJ3)、Lemont、Ceysvonic为供试材料，进行土培试验，分别设置施氮量为0kgN／ha(NO)、125kgN／ha(N125)和208 kgN／ha(N208)的三种氮水平，研究不同氮水平对不同基因型水稻光呼吸、氮素积累量、乙醇酸氧化酶(GO)活性、谷氨酰胺合成酶(GS)活性、叶绿素含量等生理特性的影响，探讨了水稻植株光呼吸与氮素利用效率的关系。结果表明：1．同一生育期不同基因型水稻光呼吸速率和净光合速率存在显著差异。光呼吸速率随生育期而变化，不同基因型变化的幅度不同。在生育前期不同基因型水稻光呼吸速率大致相当，均随生育进程的推移而逐渐上升，但在生育后期逐渐下降。在本试验条件下，施氮量为125kgN／ha和208kgN／ha的处理间光呼吸速率并无显著影响。不同基因型水稻的净光合速率均随生育期的推移而下降，但不同基因型间下降的幅度不同。N125处理与N208处理在移栽初期净光合速率没有显著差异，但施氮在一定程度上延长了净光合速率高值持续期；在生育后期净光合速率的下降幅度不同，N208水平净光合速率的下降幅度比N125水平小。光呼吸与光合速率的比值，即相对光呼吸随生育期推延而升高，但各基因型增加的幅度存在差异。在供试的9个基因型中，珍汕97有较高的光呼吸速率和净光合速率；Ceysvonic有较高的光呼吸速率和相对光呼吸，净光合速率较小；Lemont的光呼吸速率较低，相对光呼吸和净光合速率并不高；武育粳3号有较高的相对光呼吸，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、净光合速率和相对光呼吸表现不同。2．在不同时期，不同基因型水稻地上部干物质积累量和成熟期产量及其构成因子存在显著差异。氮处理对不同基因型水稻地上部的生物量和籽粒产量有极显著影响。在本试验条件下，增加施氮量有利于地上部的生物量、籽粒产量和穗数的提高。在试验选用的基因型中，两优培九和汕优63生物量较高，武育粳3号生物量较低；而且，两优培九和汕优63籽粒产量也较高，Lemont和Ceysvonic籽粒产量较低。3．在不同基因型水稻各器官中，氮浓度均随着施氮量的增加而升高。在施氮量相同时，不同基因型间各器官的氮浓度存在显著差异。氮素在水稻各器官中的分配比例存在明显差异；不同氮水平下，不同基因型水稻各器官氮积累量在总氮中所占的比例并不一致。在3种氮水平下，Ceysvonic籽粒中氮积累量占植株总氮积累量的百分数(氮收获指数，NHI)最低；其余基因型在不同氮水平下的NHI表现不同。在施氮量为125kgN／ha和208kgN／ha时，汕优63的NHI最高；而不施氮时，扬稻6号的NHI最高。对氮素总积累量进行比较，结果表明，两优培九、汕优63、珍汕97氮素积累量较高，武育粳3号、Lemont氮素积累量较低；总体趋势表现为籼稻＞常规粳稻)广亲和品种。4．以氮素干物质生产效率、氮素籽粒生产效率、氮收获指数、农学利用率、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产力为指标，对9个基因型水稻进行聚类分析，可分为3种不同的类型。第1类：氮素利用率较高，包括两优培九、汕优63、扬稻6号、明恢63；第2类：氮素利用率较低，包括培矮64s、Ceysvonic、珍汕97；第3类：氮素利用率介于氮高效与氮低效之间，包括武育粳3号、Lemont。3种氮效率类型水稻全生育期的平均光呼吸速率和相对光呼吸存在极显著差异，但平均净光合速率在3种氮效率类型的水稻中差异不显著。从整个生育期看，氮利用效率高的水稻光呼吸速率较低，其相对光呼吸较小；氮利用效率低的水稻光呼吸速率较高，其相对光呼吸较大。5．不同基因型水稻的叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素和总叶绿素的含量均随生育进程的推移而逐步下降，以上各类光合色素含量在不同基因型间存在显著差异，并且这种趋势在全生育期中稳定一致。在施氮量为125kgN／ha和208kgN／ha处理间，叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素和总的叶绿素含量无显著差异；但是，增加施氮量在一定程度上延缓了叶绿素的降解。水稻上三片功能叶SPAD值均随生育期的推移而变化，不同基因型的变化幅度不同。顶1叶变幅最小，生育前期SPAD值有升有降，呈波动变化，抽穗后SPAD值逐渐下降。顶3叶SPAD值在全生育期中逐渐下降，生育后期下降幅度更大，不同基因型表现不同。顶2叶SPAD值的变化趋势介于顶1叶和顶3叶之间。在生育后期，施氮量为208kgN／ha时水稻上三片功能叶SPAD值下降的程度明显比施氮量为125kgN／ha时小，增加施氮量在一定程度上维持了较高的SPAD值。在不同生育时期，水稻叶面积不同基因型间与不同氮处理间均存在显著差异。施氮量对叶面积有极显著影响，在生育后期施氮量为208kgN／ha时叶面积下降的幅度比施氮量为125kgN／ha时小。供试的9个基因型中，明恢63、汕优63、两优培九、扬稻6号拥有较大的叶面积，而珍汕97和武育粳3号的叶面积较小且相近。6．在不同生育时期，不同基因型水稻乙醇酸氧化酶活性、谷氨酰胺合成酶活性存在显著差异；但是，两种氮处理间同一基因型的酶活性差异不显著。整体上，乙醇酸氧化酶活性随生育期推移而呈下降趋势，这与光呼吸在生育后期呈下降趋势的表现相一致。在生育后期，水稻氮利用效率高的基因型谷氨酰胺合成酶活性较高，水稻氮利用效率低的基因型谷氨酰胺合成酶活性较低。