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2022年西北植物学报编辑部_西北农业学报植物病理学报编辑委员会 植物病理学报 编辑委员会 主 编 ） 彭友 良（ （ ： ） 副主 编 ） 以姓氏笔划为序） （ （ ： 于嘉 林 （ ） 刘 杏忠 （ ） 张忠 军（ 何 朝 族 （ ） ）李 毅（ ） 国立耘 （ ） 郭泽建 （ ） 编 委 ） 以姓氏笔划为序） （ （ ： 王锡锋 （ ） 王 中康 （ ）陈 万权 （ ） 王 晓鸣 （ ） 冯 兰香 （ ） 陈保 善 （ ） 王 宗华 （ ）朱 水芳 （ ） 陈 捷 （ ） 张力群 （ ） 李 多川（ ） 周 明国（ ） 姜 道宏 （ ） 董金 皋 （ ） 何 月秋 （ ） 杨 宝君 （ ） 周 雪平 （ ） 康振 生 （ ） 彭德 良（ ） 李洪连 （ ） 郑 小波 （ ） 范在 丰 （ ） 董 汉松 （ ） 潘 庆华 （ ） ： 责 任编辑 （ ） ：于金 枝 （ ） 曾晓 葳 （ ） 植 物病 理 学报 （ 月刊 ） 双 第 年 卷 第 期 （ 年 创 刊 ） ） （ ） 编 辑 植物病理学报 编辑部 （ 地址 ： 中国农业大学植 保楼 室 北 京 ） （ ， ， ） 电话 ： 传 真 ： ： 网 址 ： ： （ ， ， ） 主 编 彭 友 良 主 主管 中 国科 学技 术 协 会 力 中 国植 物 病 理 学 会 、 曲 胁 加 。 。量 （ 址： 地 中国 农 业 大 学 植 保 楼 室 出 印 苎三三 北 京 ） 三三 吕 寸 版 中 国植 物 病 理 学 会 刷 北 京 北 林 印 刷 厂 国 内发 行 北 京 市 报 刊 发 行 局 国外 发 行 中 国 国际 图书 贸 易 公 司 （ ） ） 。 （ ， ） ） ， （ ： 国 内外公 开发 行 国 内邮发 代 号 国外 刊 号 国 内 定价 ： 元 西北植物学报1维普资讯 西 北 植 物 学 报 ， ： （ ） 一 文章 编号 ： （ 一 ： ） 一 不 ？ 小麦 品种 收 利 用 氮 素 效 率 的 吸差 异 及 有 关 机 理 研 究 吸 收 和 利 用 效 率 对 产 量 的影 响 童依 平 李 继 云 李振 声 ， ， 国 学 生 环 薪 中 吾 瞻研 所 北 中 科 院 态 蠢 宄 京 苗 孚 矗 究 京 ） ： 摘 要： 用盐 栽试 验研 究 了 个 冬小麦 品种 （ 在 低 、 ） 高氯条 件 下 的籽粒 产 量差异 ， 及吸 收和利用 氯素 的效率 对其 影响 。结果 证 明在低 氯处 理 中吸 收效率 和利 用效 率 （ 的共 同影 响导致 了产 量差异 ） 但利 用效率 的影 响更 大 ； 高氯 处理 则 主要是 吸 收效 率 的 影 响 ， 用效 率 的影 响较 小 。 利 研究 还发现 能高 效吸 收或利 用 氯素 的品种 多 为矮秆 品种 ， 因此 高 产 品种 多 为矮秆 。在 低氯处 理中 的高产 品种 具有 高效 吸收 或高 效利用 的特 点 ； 高氯 处理 中的 高产 品种 主要具 有高 效吸收 的特 点， 用效 率并 不高 。 利 在所 有品种 中 ， 只有 低氯 条件 下 的太核 兼 具高 效吸 收和 高 效利 用 的优 点 ， 明多 数 品种 的 吸 收 、 用效 率 有待 提 高 ， 充分 发 说 利 以 ， ， （ ， 。 ） ： ， 收 稿 日期 ： 基 金珥 目： 国家 自然科 学基金重 大项 目（ ） 作者 简介 ； 依平 ， ， 月出生 士， 童 男 年 礤 助理 研究员 维普资讯 期 童依 平等 ： 同小 麦品 种吸 收利用 氮素 效率 的差 异及有 关 机理研 究 不 （ ） ； ， ： · ， ， ： （ ） ； ； ； ； ； 我 国耕 地 面积 逐 年 减 少 和 人 口 日益增 加决 定 了解 决 粮食 闻题 的根 本 出 路 是 提 高单 位 面 积 产 量 。从 台 理 利 用 氮 肥 考虑 ， 果 不 采 取 有效 措施 提 高 农 作 物 对 土 壤 氮 素 的吸 收 、 如 利 用效 率 （ 单位 面积 产 量 与土 壤 供 氮 水 平 之 比 以下 简 称 氮 效 率 ）就 需 大 量 增 加 氮肥 投人 才 能提 高单 产 ， 就 会 导 致 以下 后 果 ： 这 第一 随着施氮量提高 ， 氮肥 的增产效果递减 。现在每公斤纯养分 （ 括氮肥） 包 只能增 产 粮食 ， 于联 合 国 工业 发展 组 织 （ 处 所 提 出 的 的下 限口 。氮 肥 的 ） 产 出 与 投人 比下 降 既 增 加 粮 食 生产 成 本 ， 降低 农 民增施 肥料 的积 极 · 也 陛。 第 二 ， 国氮 肥 施 用 水 平 已很 高 年 达 到 每 公 顷 播 种 面积 或 每 公 顷耕 我 ， 地 面 积 而 一 些 高 产 省 区 的 施 用 量 更 高 黄 淮 海 平 原 的北 京 、 北 、 东 、 ； 如 河 山 安 徽、 河南 等五省 市 的施 氮量达 到每 公 顷播 种 面积 或每 公 顷耕 地 面积 ， 。在 此 基础 上 再 大 量 增施 氮肥 将 会 引起 严重 的环 境 闽 题 ， 氧 化 亚 氮 等 温 室 气 体 排放 如 基 于 上 述 考 虑 ， 高氮 效率 不仅 是 增 加 粮 食 单 产 、 决 我 国 粮 食 问题 的必 然 途 径 之 提 解量 的增 加 、 表 水 富 营养 化 、 下 水 硝 态 氮 含 量 超 标 等 。 地 地 一，而且 还可降低 农业生产成本 和保 护生态环境 ， 促进 农业可持续发展 。提高氮效 率的常 用方法是改进肥料 品质和施用技术 ， 目前愈来愈多的科学家重视采 用生物技术 ， 但 如选育 能高效吸收利用氮素的农作物新 品种（ 简称 氮高效 品种 ） 。一些发达 国家早 已开始 此 项 研究， 而我 国却还处 于起步 阶段 鉴于品种 、 环境 因素、 氮效率之问存在相互作 用， 有必 要 在 我 国 广 泛 开 展 此 类 研 究 。 为 此 者 在 田间 试 验 的基 础 上 ， 选 出一 些 小 麦 品种 进 行 作 初盆栽 试验， 以查 明不 同品种对 氮素 吸收 、 利用的差异 ， 及其对籽粒产量 的影响 。 材 料 与 方 法 供试材料 为 个冬 小 麦 品 种 ， 中 个 选 自 其 年 度 太 田 预试 验 中氮 索 吸 维普资讯 西北植物学报 卷 收 和 利 用效 率 等 性 状有 较 大 差 异 的 品种 ， 括烟 中 、 核 包 、 京 鉴 、 抗 号 、 丰 冀 麦 、 ） 京 太核 ， （一 、 、 其中京 为北 京郊区的主要 推广 品种 另 个 是 近 年 来 在 北京 市 、 河北 、 南 等 省 市 表 现 优 异 的小 偃 、 、 。还 有 一 品 河 种是在小麦育种中被 广泛 用作 亲本的洛夫林 号 供 试 土壤 为壤 质 潮 土 ， 解 氮 含 量 为 ， 态 氮 为 为 碱 硝 ， 。 验 设 低 氮 和 高氮 两 个 处 理 ， 重 复 盆 装 风 干 土 。 氮处 理施 试 次 每 低 土（ 尿素） 高氮处理 施 ， 土 其 它底肥 施用量 为 土 （ 三料 磷 肥 ） 土 （ 化 钾 ） 土 （ ） 、 氯 、 、 土 （ 、 · ） 土 （ · ）。 每盆种植小麦 。在拔节和开花期每盆各 采 株 株 调查其生长发 育的差异 。在成 熟期采余下 的 株 ， 以研 究 不 同 品种 吸 收 、 用 氮 素 的差 异 。 利 植 物样 品均 用 瑞 典 公 司 生 产 的 测 定 还 原 态 氮 含 量 。同时 还 分 析 了样 品 中硝 态氮 含量 。 态 氮 含量 的测 定 方 法 如 下 ： 硝 称 过 筛 的 烘 干样 品 ， 去 离 子 水 加 ， 温水 浴加 热 ， 于 恒 冷却 后过 滤 取 滤液 加 入 试 管 中 ， 入 含 （ ） 杨 酸 的 浓 硫 酸 ， 冷 却 后 加 入 加 水 待 的 溶 液 。冷却 后 于 处 比色 。 氮 含 量等 于 还 原 态 氮 与 硝 态 全 氮含量之和 。 一些性状指标的计算方法如下： （） 吸氮量 ： 地上部各器官中含氮量之和 ； 以生物量 为基础的利用效 率 （ ）地 （） ： 上部 干物 量 与 吸 氮 量 的 比值 ； 以籽 粒 产 量 为基 础 的 利 用 效 率 （ ： 粒 产 量 与 吸 （） ）籽氮量 的 比值 ； 收 获 系 数 ： （） 籽粒 产 量 与地 上 部 干 物 量 的 比 值 ； 氮 素收 获指 数 ： 粒 氮 含 （） 籽 量 与 吸 氮量 的 比值 结 果与分 析 籽粒 产量的差异 低 氯 处 理 中籽 粒 产 量 的 差异 各 品种 的籽 粒 产 量 在 之 问 ， 低 株 高相 差 （ 。其 中 太核 、 、 中 洛 夫林 表 ） 烟 、 、 号 这 个 品 种 的 产量 较高 ， 株 ， 为 比北 京 地 区 主栽 品种 京 的产 量 高 ， 属 高 产 品 种 。 个 品 种 中 ， 个 品种 （ 核 、 、 中 的产 量 高 于 或 等 这 有 太 烟 ） 于 高 氮 处 理 的 乎 均 产 量 （ ， 太核 表 ）且 接 近 高 氮处 理 的 高产 水 乎 ， 明 通 过 品 种 选 说 育确 有 可 能 到 达 少 施 氮 肥 多增 产 的 目的 。 高氯 处理 中籽粒 产量 的差异 高 氮处 理 的籽粒 产量 平 均增 加 左 右 ， 到 达 ， 株 高低相差 （ 。 表 ） 品种问产量 的高低趋势 与低氮处理 基本 相同， 原来 的 个高 产品种的产量仍较高 ， 在 株之问 ； 除小偃 升人高产范 围外 ， 其他 品种的产量仍较低 。这 个高产品种 的产量 比京 个 高 维普资讯 期 童依 平等 ： 同小麦 品种 吸 收利 用氮素 救率 的差 异及 有关 机 理研 究 不表 低 氮处 理各 品种 的性 状 低 氮或高氮处 理的高产 品种均具有 高于物量 的特点 ， 收获系数普 遍较 高。 且除洛夫林 号外 ， 其余 为矮秆 品种 。洛夫林 号 的收获 系数 偏低 ， 但在两个处理 中生物量均为最 大， 因此 产 量 高 。 它 高秆 品 种 （ 麦 、 核 其 冀 京 鉴 、 和 丰 抗 号 ） 、 的生 物量 较 低 ， 加 之 收获 系数 小 ， 此 产 量 低 。矮秆 品种 京 北 京 地 区 的 主 栽 品 种 ， 大 田条 件 下 的 因 是 在产量较高 ， 但在本次盆栽试验 中， 由于后期青干 ， 响了它 的产量 。 影 吸 氮 和 利 用效 率 （ ） 差异 的 吸 氮 在 低 氮 处 理 （ 中 和 太 核 表 ） 的 吸 氮 量 较 高 ， 于 大 ， 株 属高效 吸收型 。 洛夫林 、 和 （ 一 号 、 ）的吸氮量 不到 ， 株 前两个为高秆 品种 。高氮处理 （ 的吸氮量平均增加 了 ， 表 ） 品种间的差异更大 ， 高 最的洛夫林 号 （ ） 株 比最 低 的 丰抗 号 （ ） 。其 中 洛 夫 株 高 林 号 、 偃 、 中 和 太 核 小 烟 、 这 个 品 种 的 吸 氮 量 显 著 高 于 其 他 个 维普资讯 西北植物学报 卷 品种 ， 高效 吸收 型 。 为 低 氮处 理 的吸氨 量 与 于 物 量 、 浓 度 的 相 关 系数 分 别 为 和 高氨 处 理 分 氮 ， 别 为 ） 说 明 在各 处 理 中 于 物 量 对 吸氨 量 的 影 响 比氨 浓度 的影 响 （ 和 ， 大 。播 种 一 节 、 节 一 花 、 花 一 熟 期 这 几 个 生 育 阶 段 中 ， 长 效 率 与 吸 收 效 率 均有 显 拔 拔 开 开 成 生 著 的 正相 关 ， 此 表 现 出 干 物量 与 吸 氮量 的相 关 性 较 好 。 将 在 此 后 的 系 列 报 道 中详 细 讨 因 这论 表 高 氮处 理各 品种 的性状 利 用效 率 （ ） 在低 氨 处 理 （ 中 ， 种 问 差 异 较 大 ， 高值 大 于 最 表 ） 品 最 低 值 有 个 品 种 （ 夫 林 洛 号 、 、 核 、 中 小 偃 ） 太 烟 、 的 高 于 粒 为 高 效 利 用 型 。在 高 氮处 理 （ 中 ， 品 种 的 均 明 显 籽 ， 表 ） 各 下降 ， 差异 也相对较小 ， 最高 的 和最低的丰抗 除 号外 ， 其它 个 品种的差 维普资讯 期 童 依平 等 ： 同小 麦 品种吸 收利 用氟 素效 率的差 异及 有关 机理 研究 不 异不大 ， 均在 籽粒 之问 。因此只有 被划分 为高效利 用型 。 可 以分 解 为 和 收 获 系 数 的乘 积 ， 氮 素 收 获 系 数 与籽 粒 氮 浓 度 的 比值 。 或 的这 个 构 成 因 子 对 它 的影 响 是 不 同 的 。从 表 的 数 据 看 出 ， 与 收 获 系 数 、 呈 显 著 或 极 显 著 正 相 关 ， 与籽 粒 氮 浓 度 呈 极 显 著负 相 关 ， 氮 索 收 获 系 数 的 相 关 性 与 较 差 。说 明 收获 系 数 、 和 籽 粒 氮 浓 度 的 影 响 导 致 了 品 种 问 的差 异 ， 时 也 说 同明 了 高的品种具有 品质差 的缺点 这亦启示我们不能用 降低 籽粒氮浓 度的方法来 提 高 （ 为 我 国 已 益 重 视小 麦 品 质 ， 质差 的 品 种 在 推广 应 用 上 越 来 越 困难 ） 而 因 品 ， 是 应该 提高单位 吸氮量形成千物 质的能力 （ 即提高 和收获指数 。 ） 在 此 值 得 提 出 的 是 ， 些 能 高 效 吸 收 或 利 用 氮 素 的 品 种 中除 洛 夫 林 那 号 外 ， 余 均 其 为矮秆 品种 。 研究还发现低氮处理 中吸收效率最 高的 最 高的洛夫林 ， 号和 高氮处理 中吸收效率最高 的洛夫林 号和 小偃 ， 最高的 ； ， 些 品 种 均 有来 自于 黑 麦 或偃 麦 草 的 基 因 。洛 夫 林 这 号 是 黑 麦 和 普 通 小 麦 的 杂 交 后 代， 偃 小 是 长 穗 偃 麦 草 和 普 通 小 麦 的 杂 交 后 代 小 偃 六 号 经 系 统 选 育 而 成 ， 和 有八倍 体小偃麦作 为远缘亲本 说 明了利用小 麦近缘种属 、 拓宽遗传基础 在 氮 高 效 育种 中 的重 要 性 。 暇氮量和 对籽粒 产的影响 吸氮 量 和 的乘 积 即 为籽 粒 产 量 相关 分 析 （ 证 明 ， 两 个 因素 对 产 量 的影 表 ） 这响 在 不 同处 理是 不 同的 。低 氮 处 理 中 是 影 响籽 粒 产量 的 主要 因素 吸 氮 量 与籽 粒 产 量 的相 关 系数 虽 然 达 到 显 著 水 平 ， 明显 低 于 与产 量 的相 关 系 数 ， 明吸 氮 量 对 但 说 产 量 影 响相 对 较小 。因 此在 土壤 供氮 水 平 较低 时 ， 比较有 利 于 高 的 品 种 获得 高 产 。 如 该 处 理 中 个 高 的 品 种 洛 夫 林 号 、 、 桉 、 中 小 偃 太 烟 、 · 个 达 到 高 产 ， 偃 前 小 的 产 量 亦 接 近 平 均 水 平 。 即 使 是 吸 氮 量 低 的 品 种 要 只 高 也 可 获 得 高 产 ， 洛 夫林 如 号 。 高 氮 处 理 中 品种 问 的 差 异 较 小 ， 与籽 粒 产 量 的 相 关 性 也 差 ， 此 它对 产 量 的 影 因 响 也小 。而 吸氮量 与 产 量 的 相 关 系 数 高 达 ） 表 明 它是 影 响 产 量 的 主 要 因 （ ， 素 。 可 见在 土壤 供 氮 水 平 较 高 时 ， 利 于 高效 吸 收型 品种 获 得 高 产 ， 该处 理 中 个 高 效 有 如 吸 收型 品种 （ 夫林 洛 号 、 偃 、 中 和 太 核 ） 为 高 产 。 小 烟 、 均 前 述 对 的性 状分 解 中 可 知 ， 它是 包 括 、 物 质 转 运 到 籽 粒 的 能 力 （ 获 干 收 系数 ） 因素在 内的一个综合性状 等 因此在 低氮处 理中 对产量有重 要影响 的根 本原 因是 与 干 物 量 呈 极 显 著 正相 关 ， 干 物 量 又 与 产 量 呈 极 显 著 正 相 关 。 同 理 ， 高氮 而 在 处 理 中 对 产量 的影 响 小 是 因 为 对 干物 量 的影 响 小 （ 的相 关分 析 ） 表 。高 氮 处理 的施 氮量 比低 氮 处 理高 两倍 ， 吸氮量 平 均增 加 了 ， 降低 了 但 ， 以致增 产率 只有 。 明在高氮处理 中， 说 虽然 对 品种问的产量 差异影 响 较小 ， 由于它 的降低 而使氮 肥不 能充分发 挥增产作用 。 但 高产 品种 吸收 、 利用氮素等的性 状特 征 籽粒产量是 吸收和 利用效率的综合 体现 ， 高产品种 的性状 特征进行分 析有助 于 了 对 解 应在哪 方面对其进行 改 良， 以进一步提高氮效率。 根据 表 和表 中的标 准对 高产 品种 的 各 性 状 的 评 价 结 果 （ 表 是 （ ） 氮 处 理 的 高 产 品种 具 有 高 效 吸 收 或 高 效 利 用 见 ） 低维普资讯 西北植物学报 卷 （ 和 的特点 一 只有太核 兼有这两个 特点（ ） 但 称为双高效 型） 因此 它的产 量最高 ， 接近高氮处理 的高 产水平 。对其它 品种而 言， 且 个 应提高高效吸收 型的利用效 率和高效利用型 的吸 收效率 ， 以成 为双高效 品种和获得更高 产 （ ） 在高氮 处理 中主要具 有高效吸 收的特 征， 利用效率并 不高 。因此提 高它们 的利 用效 率是 达到 双高 效的关 键 （） 矮秆 、 高于物量 、 和高效转运碳 （ 收获系数高） 氮 （ 、 氮素 收获 系数 高） 低氮 、 是 和高氮处 理 中高 产 品 种 的 共 同特 征 。 襄 一些 性状之 间的 相关 分析 注 ： 。衰 高产 品种的性状 特 征 维普资讯 期 童依 平等 ： 同小 麦 品种 吸收利 用氮 素效 率 的差异 及有 关机 理研 究 不 结论 不同小 麦品种的籽粒产量有显著差异 ， 这与它们 吸收、 利用氮素 的效率不 同有关 。这 两 种 效 率 对产 量 的 影 响 因供 氮 水 平不 同 而 异 氮 条 件 下 是 吸 收 效 率 和 利 用效 率 的共 同 低 影响导致 了产量 差异 ， 以利 用效 率为主 ； 高氮条件 下主要是 吸收效率 ， 但 在 而利 用效率 的 影 响较小 。 因此在 缺氮 条件下 一般利用效率 高的品种产量 就高 ， 在氮素供应充足 时有利于 高效 吸收型品种获得高产 。 然而遗憾 的是兼有高效吸收 和利 用特性 的双 高效 品种太 少（ 只有太核 在低 氮处 理具有这 一优 点） 因此有待对多 数品种进行遗传改 良， 提高 吸收或利用效率 ， 。 充分发挥 氮肥 的增产作 用， 达到少施氮肥多 增产、 保护环境 的 目的。 在研究 中还发现 ， 能高效吸收或利用氮索的品种多为矮秆品种 ， 因此高 产品种多 为矮 秆 因此我们可 从众多矮秆