氮肥后移对不同氮效率水稻花后碳氮代谢的影响

以氮高效品种(德香4103)和氮低效品种(宜香3724)为材料,利用13C和15N双同位素示踪技术和生理生化分析方法,采用盆栽及大田试验,在施氮量180 kg hm–2条件下,设置3种氮肥运筹方式,基肥:蘖肥:穗肥比例分别为5:3:2(N1)、3:3:4(N2)、3:1:6(N3),以及不施氮(N0)处理;研究其对不同氮效率水稻花后氮碳代谢的影响,并探讨氮肥后移下花后光合同化物及氮素累积、转运、分配的共性响应机制及其与产量的关系.结果表明,品种、氮肥运筹对花后氮素利用特征、光合同化物分配、生理特性及产量均存在显著影响.氮高效品种与氮肥后移量占总施氮量的40%、氮素穗肥运筹以倒四、倒二叶龄期等量追施相配套(N2处理),能促进花后氮素累积,提高剑叶光合速率和1,5-二磷酸核酮糖羧化酶、谷氨酰胺合成酶等碳氮代谢关键酶活性,促进叶片、茎鞘、根系、穗各营养器官光合同化物及氮素累积与转运,进而提高产量及氮肥利用率,为本试验氮高效品种配套的氮肥运筹优化模式.花后不同氮肥运筹下,氮高效品种光合同化物、氮素的累积与转运,分别较氮低效品种高7.78~12.75 mg13C株–1、15.14~18.78 mg15N株–1;且叶片转运量分别较氮低效品种高1.70~2.93 mg13C株–1、2.21~4.55 mg15N株–1,茎鞘转运量分别较氮低效品种高1.70~2.93 mg13C株–1、0.05~1.14 mg15N株–1;而穗部氮高效与氮低效品种13C同化物分别增加31.04~44.68 mg13C株–1(占13C总量的42.04%~46.38%)、24.94~34.26 mg13C株–1(占13C总量的36.45%~41.36%),15N则分别增加35.56~46.58 mg15N株–1(占15N总量的61.82%~82.93%)、27.37~31.57 mg15N株–1(占15N总量的58.04%~68.31%).氮高效品种花后具有强光合碳同化、氮素的协同吸收转运特征,以及碳氮代谢能力,来满足籽粒灌浆期对光合同化物及氮素的利用,是氮高效品种相对于氮低效品种高产、氮高效利用的重要原因.此外,从花后不同器官碳氮比(C/N)变化值综合两品种高产及氮肥高效利用来看,N2处理下,齐穗至成熟期叶片、穗部C/N提高幅度与该时期茎鞘、根系C/N降低幅度一致,据此可将C/N作为水稻高产及氮肥高效利用同步提高的评价指标,这具有重要的参考价值.