油菜氮高效的生理机制研究

论文摘要

通过提高作物的氮效率来增加作物产量、节约资源和改善环境,是实现我国农业高效可持续发展的需要,也是农业资源利用与环境等学科领域亟待解决的重大基础科学问题。植物的氮效率是植物在长期的生长过程中所形成的对土壤氮素营养条件的一种适应能力,它包括氮素吸收效率和利用效率两个方面,是受多基因控制的数量性状,所以其必然要通过一系列的形态、生理、生化特征表现出来。而对其生理机制的研究一直是植物营养学研究的热点。本试验于2006-2007年度在湖南农业大学实验基地玻璃房进行,采用砂培方法在两个氮水平条件下（正常供氮与1/2正常供氮）研究3个油菜品种氮素高效吸收与高效利用的生理机制,主要结果如下:1对不同油菜品种氮高效的生理机制研究结果发现,同一基因型品种的氮素吸收效率和利用效率在两种氮水平条件下的表现都不相同,在氮胁迫条件下,氮高效品种A13的吸收效率和利用效率都最高,因而吸收效率和利用效率对油菜氮效率的贡献都较大,在正常供氮条件下不同品种氮素吸收效率之间差异不显著,氮素利用效率品种间差异较大,并且其变化趋势与氮效率变化趋势一致,因而只有利用效率对油菜氮效率的贡献较大。2对不同油菜品种高效吸收氮素的生理机制研究结果表明,在氮胁迫条件下,氮高效吸收型品种具有较大的根系干重、较多的一级侧根数、较长的总根长以及较强的根系活力;在正常供氮条件下,氮高效吸收型品种具有较大的根系干重、较多的一级侧根数和较长的总根长以及开花期具有较强的根系活力。3对不同油菜品种高效利用氮素的生理机制研究结果表明,在氮胁迫条件下,氮素高效利用型品种具有较高的籽粒产量、苗期和角果发育期叶片具有较大的光合速率,叶、茎、根中氮素在生长中后期的减少量及其比例和各个生育期吸收的氮素向籽粒的转运量及其比例也较大,各个生育期到收获期氮素损失量及其比例相对较小;在正常供氮条件下,氮素高效利用型品种具有较高的籽粒产量和干物质累积量、苗期和角果发育期叶片具有较大的光合速率、体内硝态氮具有较大的再利用量、生长中后期叶片中氮素的减少量及其比例较大、生长前期茎和根中氮素的减少量及其比例较大、而从苗期到收获期的氮素损失量及其比例较小。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1 研究的目的和意义
• 1.1 油菜的用途
• 1.2 我国氮肥利用现状及相关问题
• 1.3 作物氮效率基因型差异与氮水平的相关性
• 2 国内外研究进展
• 2.1 氮效率的定义
• 2.2 植物高效吸收氮素的生理机制研究进展
• 2.2.1 与植物氮素吸收效率相关的根系形态及生理特性
• 2.2.2 与植物氮素吸收效率相关的地上部物质生产
• 2.3 植物高效利用氮素的生理机制研究进展
• 2.3.1 与植物氮素利用效率相关的酶及其活性
• 2.3.2 与植物氮素利用效率相关的叶绿素含量
• 2.3.3 与植物氮素利用效率相关的叶片光合速率
• 2.3.4 与植物氮素利用效率相关的叶绿素含量
• 2.3.5 植株体内氮素含量与氮素利用效率的关系
• 2.3.6 植株体内氮素损失与氮素利用效率的关系
• 3 植物高效利用氮素的生理机制研究的发展趋势
• 第二章 材料与方法
• 1 供试品种、试验设计与管理
• 1.1 供试油菜品种
• 1.2 试验设计与管理
• 2 取样及测定方法
• 2.1 取样
• 2.2 测定项目与方法
• 2.2.1 一级侧根数和根长的测定
• 2.2.2 根系活力的测定
• 2.2.2.1 标准曲线的的制作
• 2.2.2.2 测定方法
• 2.2.2.3 计算
• 2.2.3 根系总吸收表面积和活跃吸收面积的测定
• 2.2.3.1 标准曲线的制作
• 2.2.3.2 测定方法
• 2.2.3.3 计算
• 2.2.4 植株干重测定
• 2.2.5 硝态氮的测定
• 2.2.6 含氮量的测定
• 2.2.7 同位素测定
• 2.2.8 叶片光合速率的测定
• 3 数处据理和相关参数的计算
• 第三章 结果与分析
• 1 不同油菜品种高效吸收氮素的生理机制
• 1.1 不同油菜品种氮素吸收能力的差异
• 1.1.1 不同油菜品种氮素吸收效率的差异
• 1.1.2 不同油菜品种植株含氮量的差异
• 1.1.3 不同油菜品种氮素累积量的差异
• 1.2 油菜根系形态特性对氮素吸收的影响
• 1.2.1 根系干重对氮素吸收的影响
• 1.2.2 不同油菜品种一级侧根数和根长对氮素吸收的影响
• 1.3 油菜根系生理特性对氮素吸收的影响
• 1.3.1 根系活力对氮素吸收的影响
• 1.3.2 根系吸收面积对氮素吸收的影响
• 2 不同油菜品种高效利用氮素的生理机制
• 2.1 不同油菜品种氮素利用能力的差异
• 2.1.1 不同油菜品种氮素利用效率的差异
• 2.1.2 不同油菜品种植株干物质累积量的差异
• 2.1.3 不同油菜品种籽粒产量的差异
• 2.2 不同油菜品种叶片光合速率对氮素利用效率的影响
• 2.3 不同油菜品种茎叶硝态氮累积利用量对氮素利用效率的影响
• 2.4 营养器官氮素的再利用对氮素利用效率的影响
• 2.4.1 叶片中氮素的减少量及其比例
• 2.4.2 茎中氮素的减少量及其比例
• 2.4.3 根中氮素的减少量及其比例
• 2.5 不同油菜品种氮素向籽粒的转运量及其比例
• 2.6 不同油菜品种氮素损失量及其比例
• 第四章 讨论
• 1 讨论
• 1.1 氮素吸收效率和利用效率对氮效率的贡献
• 1.2 与油菜氮吸收效率有关的地上部及根系特性
• 1.3 油菜体内氮素的再利用对氮素利用效率的影响
• 1.3.1 硝态氮的再利用
• 1.3.2 生长后期氮素再利用
• 1.4 油菜叶片光合速率对氮素利用效率的影响
• 1.5 油菜氮素利用效率及其体内氮素损失
• 2 创新点
• 3 问题与展望
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介