筛选氮磷高效水稻品种对于提高肥料利用率、降低肥料施用量、减少环境污染具有重要的战略意义。本研究于2022-2023在扬州大学农学院循环流动式大型水培池进行，以适宜江苏省种植的62个水稻品种为材料，在常规施氮施磷基础上，设置减氮30%、减磷50%、减氮30%+减磷50% 共4个肥料处理，进行氮磷高效品种的筛选，并探究氮磷高效水稻品种的农艺性状及生理特征。主要研究结果如下： 1. 产量、氮磷养分积累的品种差异。各个水稻品种产量、氮磷积累量以及氮磷生产效率上存在较大差异。产量方面，常规稻在对照、减氮、减磷和氮磷双减处理下最高产品种比最低产品种 2022 年分别高出 67.92%、71.49%、72.61%、62.80%，2023年分别高出70.02%、75.30%、74.04%、65.32%；籼粳杂交稻在对照、减氮、减磷和氮磷双减处理下最高产品种比最低产品种 2022 年分别高出42.01%、37.69%、45.57%、48.58%，2023年分别高出47.59%、44.47%、42.65%、43.69%。与对照相比，减氮、减磷和氮磷双减处理下水稻产量均显著下降，在2022年和2023年分别下降了25.88%、15.95%、14.77%和23.41%、15.59%、21.60%。籼粳杂交稻2022年和2023年分别下降了6.86%、3.72%、7.63%和16.23%、9.25%、13.35%，与对照相比，减氮、减磷和氮磷双减处理下籼粳杂交稻产量2022年下降不显著，2023年在减氮和氮磷双减处理后显著下降。在氮磷养分效率上，减氮处理显著降低了水稻品种氮素积累量、氮素干物质生产效率和氮素籽粒生产效率；减磷处理显著降低了水稻磷素积累量，但磷素干物质生产效率和磷素籽粒生产效率显著提高；氮磷双减处理显著降低了氮、磷积累量，氮、磷干物质生产效率和氮、磷籽粒生产效率。 2. 高产氮、磷高效水稻品种筛选。以绝对产量和相对产量为指标对减氮、减磷、氮磷双减处理下各水稻品种分别进行分类分析，两年分类结果品种重合度达79%以上，表明两年筛选具有较好的稳定性和可靠性。进一步通过模糊熵权函数法对2023年各水稻品种产量、干物质积累量、氮磷积累量、氮磷干物质生产效率、氮磷籽粒生产效率指标进行综合得分分析，并依据得分高低将供试品种在减氮、减磷、氮磷双减处理下分别划分为三类（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ），并对三个类型的产量，氮磷积累量，氮磷干物质生产效率和籽粒生产效率进行分析发现，三个类型之间均存在显著差异，且表现为类型Ⅰgt;类型Ⅱgt;类型Ⅲ，表明类型Ⅰ为高产高效类型，类型Ⅱ为中产中效类型，类型Ⅲ为低产低效类型。最终筛选出高产氮高效水稻有中垦稻920、扬粳5118、武运粳31、甬优1540等16个品种；高产磷高效水稻有南粳5718、淮稻5号、扬农粳1030、甬优1540等17个品种；高产氮磷高效水稻有武育671、泗稻405、南粳46、甬优1540等12个品种。在减氮、减磷、氮磷双减处理下均高产高效的水稻品种有中垦稻920、扬粳5118、武育671、南粳5718、金香玉1号、扬农粳1030、甬优1540、甬优6711。在对三个类型的产量构成因素进行分析发现，高产高效型水稻品种在减氮、减磷、氮磷双减处理下均能保持较高的穗数和穗粒数，且与低产低效类型具有显著差异；与低产低效品种相比，高产高效品种主要表现出生物量大、氮磷积累量大以及氮磷生产效率高等特征。 3. 不同产量效率类型水稻根系形态及生理特征。相较于低产低效类型，高产高效类型水稻品种根系更为发达。在减氮、减磷和氮磷双减处理下，类型Ⅰ根系形态指标（根长、根表面积、根体积、平均根直径）均显著高于类型Ⅱ和Ⅲ。类型Ⅰ总根长在减氮、减磷、氮磷双减处理下变化率分别为16.9%、8.7%、21.4%，根表面积变化率分别为19.2%、10.9%、20.7%，总根体积和平均根直径变化率分别为14.5%、3.5%、23.9%和8.7%、7.0%、2.3%；类型Ⅱ总根长在减氮、减磷、氮磷双减处理下变化率分别为 7.8%、4.9%、9.0%，根表面积变化率分别为 5.3%、5.6%、7.2%、总根体积和平均根直径变化率分别为10.1%、5.2%、9.6%和-0.1%、5.3%、3.7%；类型Ⅲ总根长在减氮、减磷、氮磷双减处理下变化率分别为-25.1%、0.5%、-10.5%，根表面积变化率分别为-19.7%、-2.0%、-15.9%；总根体积和平均根直径变化率分别为-20.4%、0.7%、-13.3%和-2.8%， -0.5%，、-5.9%。相较于低产低效型，高产高效水稻品种能在较低的养分条件下维持其产量下降较少。根系氧化还原力在减氮、减磷、氮磷双减处理下均显著上升；在根系吸收面积和活跃吸收面积上，类型Ⅰ显著高于类型Ⅱ和Ⅲ，类型Ⅰ和Ⅱ在减氮、减磷和减氮磷处理下显著提高，类型Ⅲ只在减氮磷处理下略有上升。以上结果表明，相较于低产低效品种，高产高效水稻品种具有较发达的根系以及较高的根系吸收能力，且能在减氮、减磷、氮磷双减处理下保持相对较大的增长量以适应低养分状态。 4. 不同产量效率类型水稻叶片光合及酶活特点。在剑叶光合特性上，高产高效水稻类型与低产低效存在显著差异，减氮、减氮磷会使三个类型水稻剑叶光合速率显著下降，在减磷后，类型Ⅰ虽有下降，但差异不显著。表明高产高效水稻品种具有较大的叶片净光合速率，且能在减肥处理下保持较好的光合能力。在氮代谢关键酶活上，不同产量效率类型水稻植株叶片谷氨酰胺合成酶、硝酸还原酶、谷氨酸合成酶活性具有显著基因型差异。三个酶活性均表现为高产高效水稻品种显著高于中产中效和低产低效。在减氮、减磷、氮磷双减条件下三个氮代谢关键酶活性总体呈现下降趋势，三个酶活的降幅均表现为类型Ⅲgt;Ⅱgt;Ⅰ。谷氨酰胺合成酶、硝酸还原酶下降幅度表现为氮磷双减gt;减氮gt;减磷，谷氨酸合成酶表现为减氮gt;氮磷双减gt;减磷。在酸性磷酸酶活性上，三个类型之间同样表现为Ⅰgt;Ⅱgt;Ⅲ，但减氮、减磷、氮磷双减会导致酸性磷酸酶活性上升，上升幅度在氮磷双减处理下最大，减氮处理下最小。在减磷和氮磷双减处理下三个类型的上升幅度表现为类型Ⅰgt;Ⅱgt;Ⅲ，在减氮处理下表现为类型Ⅱgt;Ⅰgt;Ⅲ。表明高产高效类型水稻品种拥有较大的酸性磷酸酶活性，且能在减少磷肥的施用下保持较大的增长量 综合以上结果，在减氮条件下筛选出氮高产高效水稻品种16个，在减磷条件下筛选出高产磷高效品种17个，在氮磷双减条件下筛选出高产氮磷高效水稻品种12个。该类型水稻品种在产量、氮磷养分积累量、农艺指标、叶片光合及酶活、根系形态及生理上均具有显著优势。这类品种能在减少氮磷施用量的条件下，保持稳产高产，实现氮磷养分利用效率和产量协同。
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