以长江中下游近几十年育成或引用的代表性水稻品种及种质材料为研究对象,揭示水稻氮素利用的基因型差异及其生理机制,并以此为主要依据,建立水稻基因型氮素利用效率的综合评价标准,对现有品种和种质材料进行评价与分类,鉴定出氮高效型品种或种质资源。这对从水稻基因型开发利用的角度拓建提高氮肥利用效率、减轻环境氮污染的途径有十分重要的意义。
通过对我国长江中下游地区单季籼、粳稻有代表性的120个品种(系)在4种 (0、低、中、高)N素水平下N素吸收利用的研究,得到如下重要结果。 (1)揭示与阐明了不同施N条件下,水稻N素吸收利用、P与K素积累量、物质生产量、稻谷产量、稻米品质性状等方面的基因型差异。 (2)通过对120个品种(系)不同施N水平下基因型差异的综合比较与评价,创立了以施N水平为基础和以品种(系)最高产量为基础的两种水稻N素利用效率基因型差异的评价体系与分类方法。依据此方法,已筛选出不同生育类型的N高效高产品种(系),如中熟中粳镇稻88、3优18,迟熟中粳9优418,早熟晚粳武粳15、武香粳14,中熟晚粳常优1号、常优2号等,并作为N高效品种推荐在生产上扩大应用。 (3)从地上部干物质生产、N素积累、氮代谢关键酶活力与地下部根系生理特性等方面揭示了水稻N素利用效率基因型差异的机理。 (4)试验通过在0氮条件下考察水稻各基因型的氮素积累量,在不同施氮条件下考察各基因型的氮素利用效率,从而为应用斯坦福方程时土壤氮素供应量、目标产量需N量及施用氮肥当季利用率这三个参数的求取提供了重要的参考依据。