【研究背景】大麦作为粮食作物和加工原料作物,具有抗逆性强的特点,是改良与利用盐渍土、提高土地生产力的先锋作物。中国啤酒大麦对外依存度高,35～85%依赖于进口,近年来一直是世界啤酒大麦最大进口国。江苏作为中国大麦最大生产区域,大麦种植面积的95%为啤酒大麦。江苏大麦种植区域集中于沿海地区,虽然江苏海岸线绵长,滩涂资源丰富,但土壤盐分浓度高,成为该区啤酒大麦生产的重要限制因素之一。前人对于盐分胁迫对大麦萌发期和幼苗期的影响研究较多,氮肥对大麦产量与品质形成的影响亦有较多报道,但相关研究多在非盐化土上进行。【材料与方法】以啤酒大麦扬农啤5号为材料,将盆栽与大田试验相结合,盆栽试验采用二因素裂区设计,设施氮量180 kg hm、225 kg hm和270kg hm,土壤盐分浓度按NaC10 g kg、1 g kg、2 g kg、3 g kg和4 g kg加入土壤;大田试验在沿海地区选取土壤盐分相对较低的区域,分别划区施氮肥180 kg hm hm、225 kg hm和270 kg hm,大麦收获时按土壤中实际盐分浓度划分为非盐化土(<1.0 g kg)、轻度盐化土(1.0～2.0 g kg)、中度盐化土(2.0～3.0 g kg)。研究不同土壤盐分条件下氮肥对啤酒大麦籽粒产量及其构成、植株性状和花后叶片衰老的影响,比较盐土和非盐土下啤酒大麦产量形成差异。【结果与分析】盆栽条件下,啤酒大麦在盐分低于1.25 g kg时能正常生长,产量与非盐土无显著差异;盐分为2.00～2.75 g kg时能够生长,但产量显著下降;当土壤盐分超过3.25 g kg时,植株几乎不能生长。大田条件下,啤酒大麦盐分低于2.0 g kg时能够生长,产量可达5056.10 kg hm,盐分为2.0～3.0 g kg时,产量仅为3094.01 kg hm。随着土壤盐分浓度的增加,穗数、每穗粒数和千粒重均下降,在高盐土下穗数的下降是引起产量下降的主要原因。在相同盐浓度土壤上,产量随施氮量增加而增加。盐分和施氨量的互作效应显著,低盐土下,增加施氮量有利于籽粒产量的提高,但中、高盐土下,增加施氮量,增产效果不显著。随土壤盐分的增加,植株茎蘖数、干物质积累量下降,叶面积减小,POD活性降低,叶片SPAD值、MDA含量升高。【结论】氮肥能在一定程度上缓解土壤盐分对啤酒大麦生长的抑制作用。低盐条件下,增加施氮量可促进啤酒大麦改善群体质量、延缓后期叶片衰老和增加光合物质积累,提高籽粒产量,但高盐条件下施氮效果不明显。
【研究背景】植物根系不仅是水分和养分吸收的主要器官,而且可以通过调节根系构型、合成或分泌激素、有机酸和酶等物质来适应多变的土壤环境,调节根系对水分和养分的吸收、根系和地上植株的生长。土壤结构和养分与水分等条件、根际微生物种类和数量等也可以影响根系生长发育、形态分布、分泌物的种类和数量及其对水分养分的吸收。因此,水稻根系的形态与生理特征必然影响氮素的吸收与利用,从而影响水稻产量和氮肥利用效率,但目前关于水稻根系形态生理特征与氮肥利用效率之间的关系研究仍然较少。在高产条件下,氮肥利用效率不同的水稻品种根系形态生理有何差异仍缺乏研究。【材料与方法】本试验以籼稻天优华占、两优培九和粳稻陵香优18、宁粳1号为材料,研究了不同水稻品种产量对施氮量的响应以及高产条件下水稻根系形态生理特征的品种间差异。【结果与分析】结果表明,水稻产量对施氮量的反应存在明显的品种间差异。上述四个水稻品种在获得最高产量(10.1～10.3 t hm)时,天优华占和陵香优18所需施氮量为242.5～255.5kg hm,明显低于两优培九和宁粳1号的327.3～328.0 kg hm。天优华占和陵香优18的氮肥农学利用率和氮肥偏生产力均明显高于两优培九和宁粳1号,表明天优华占和陵香优18产量对氮肥的反应较两优培九和宁粳1号敏感。在高产(10.5～10.9 t hm)条件下,天优华占和陵香优18主要生育期（分蘖中期、穗分化期、抽穗期和成熟期）根系的重量、长度和总吸收表面积低于两优培九和宁粳1号,而根系活跃吸收表面积及其占总吸收表面积的比例、根系伤流量以及根系活力则显著高于两优培九和宁粳1号。【结论】水稻产量对施氮量的反应存在明显的品种间差异。氮肥高效利用品种在根系形态生理上具有根系活跃吸收表面积、根系伤流量和根系活力高的特点。耐肥高产品种存在根系冗余生长现象。通过选育或选用根系活跃吸收表面积、根系伤流量和根系活力高的水稻品种、或通过栽培措施提高水稻根系活力,将有望在获得水稻高产的同时,降低水稻施氮量和提高氮肥利用效率。
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