摘要
近几十年，为了提高水稻的产量，人们越来越多地增加肥料的投入，特别是氮肥的投入。氮肥在水稻生产中的用量不断增加，已造成很大的环境污染和资源浪费。可以说水稻依赖于施用氮素化肥所获得的增产实际上是以消耗能源和污染环境为代价所取得的。结果既提高了水稻生产成本，也招致水土严重污染破坏生态平衡，阻碍水稻生产的可持续发展。不合理的氮肥施用方法更加剧了氮肥的投入量和资源的浪费以及水土污染。为此，本试验选用寒地穗数型中晚熟高产品种松粳6号号和穗重型晚熟超级稻品种松粳9号号，在统一施氮量不同施肥方式条件下，比较分析水稻产量构成因素、分蘖基因表达特性，水稻根系形态和活力、茎秆抗倒性状等变化动态，旨在明确氮肥施用方法与上述诸多性状变化间的关系，为确立寒地水稻高产高效减氮环保型栽培技术提供理论依据。研究结果表明: 水稻生育前期和后期施肥比例过高均不利于水稻的产量提升，当前后期施肥比例为3∶2时，可达到比较适中的比例，既有利于前期的分蘖发生和生物量积累，在后期也可以保障比较好的灌浆程度。对于穗重型品种来说，前期的分蘖肥更有利于其高产，而穗数型品种则是后期的肥料比较很重要。但对于产量构成因素，不同类型水稻品种对不同N肥施用方法反应不同，穗数型品种松粳6号的每株穗数受N肥影响大，而穗重型品种松粳9号的千粒重受N肥影响较大。 分蘖相关基因mRNA表达量在分蘖过程中基本呈单峰曲线变化趋势，OsD3和OsD27基因不同施肥方法会使各处理达到峰值表达日期不同。抑制独脚金内酯合成的OsTB1基因的表达量在6月20至6月25日之间会突然地大幅提升，而此时也正好是有效分蘖转为无效分蘖的时段。前期不同的施肥量会对部分分蘖基因的表达量产生影响，高施肥量会提高水稻中促进分蘖的OsD3基因在各个时期的表达量，切会是OsD27基因表达量提前达到峰值。 根系的形态和活力表现为，适当减少前期氮肥施用量，并增加后期的氮肥施用量会使水稻下层根系更为发达，拥有更好的根系分布状态。不同施肥处理对总伤流液和平均单茎伤流液量的影响略有不同，水稻产量与总伤流液量有关，且总伤流液与水稻的穗粒数和结实率呈显著正相关关系。 水稻生育前期的施肥量对第一节间茎秆长度有影响，而生育后期施肥会显著影响水稻第二节间茎秆的抗折力和长度。各施肥处理对水稻第一节间茎秆直径产生显著影响，但并未对第二节间直径产生显著影响。本试验设置的四种施肥方法对水稻第一、二节间茎秆抗折力均产生了显著影响，水稻茎秆抗折力受后期N肥施用量影响，但同时也受前期N肥施用量影响，前期N肥施用量过大会大幅降低水稻茎秆抗折力。在水稻生育后期施用大量N肥会使水稻茎秆中含N量大幅提升。前后期N肥比例在3∶2时水稻的产量构成因素和抗倒特性等优于其他处理表现。
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