氮肥对粳稻抗倒伏性状的影响及形态学机制开题报告

本课题的意义、国内外研究概况、应用前景等（列出主要参考文献）

本课题意义：

水稻是我国主要粮食作物，约有60%的人口以水稻为主食。保证我国粮食安全，水稻起着至关重要的作用。近年来，随着我国人口的逐年增加，耕地面积的日益减少和人民生活水平的不断提高，提高水稻单产，改进稻米品质和增强抗性是水稻生产和育种的重要课题。然而，水稻倒伏却是限制水稻产量、品质的一个重要因素，而且还不便于机收。前人就水稻倒伏问题已进行了大量研究。从遗传角度讲，我国水稻经历了60年代的矮化育种和70年代的杂交稻育种，使水稻株高经历了高秆矮秆中高秆的变化。可是这种由高秆到矮秆再到中秆、高秆的回归，又重新带来倒伏的风险。因此，寻找植株矮化以外的抗倒伏因素，就成为水稻进一步高产的重要研究内容。例如氮素对水稻倒伏的影响就是重要的研究内容之一。

因此，本课题通过探讨氮肥对粳稻茎秆抗倒伏能力影响，从茎秆力学特征，形态生理方面，解析氮素降低粳稻抗倒伏能力的生理机制提供理论依据。

国内外研究概况：

有关水稻抗倒伏性的研究,国内外报道很多。马均、Yoshida S.等认为株高是水稻倒伏的重要影响因子。张秋英、Cokawa T.等从生物力学角度分析,认为水稻茎秆结构与倒伏关系密切。郭玉华等从生理生化角度分析,认为水稻茎秆中物质含量的多少直接影响茎秆的抗倒性。肖应辉等认为,光合生产特性对水稻抗倒伏性可能起着重要作用。Kashiwagi等也从遗传学角度对水稻基部抗倒伏能力进行了QTL分析,发现位于第6染色体C 1428-R 2171区间的QTL贡献率最大。李红娇等在不同穗型粳稻品种抗倒伏性的比较中得出的结论是在北方稻区直立、半直立穗型品种茎秆基部节间抗倒性的平均表现要优于弯曲穗型品种。分析其原因是北方直立、半直立穗型品种由于其株型紧凑,田间通风透光性好,叶片净光合速率高,下部节间衰老减缓,后期茎秆物质再积累量多,所以其基部节间充实度好,粗壮坚韧,对抗倒伏比较有利。但是,就单个品种而言,弯曲穗型品种内也存在抗倒性强的品种,而半直立穗型品种内也有抗倒性较弱的个体。因此,不能单纯以穗型来评价品种抗倒性,应综合考虑品种的地域性及品种自身的特性。

氮是水稻生产投入最多的营养元素，占总肥量的67%。众多研究表明，施氮量是影响水稻群体倒伏的主要外因之一。施氮量增加导致株高增加而增加倒伏的风险。李敏等认为，随着氮肥群体最高生产力递增，总 花量不断增加，而结实率和千粒重变化不明显。随着氮肥群体最高生产力递增，够苗期，抽穗期和成熟期的氮素积累量逐渐增加，而拔节期无显著差异。较之中、低生产力类型，高生产力类型水稻品种具有够苗前氮素积累快，够苗至拔节积累少，拔节至抽穗积累稳，抽穗至成熟积累多，且抽穗后氮素向籽粒转移量大但不过量特点。杨世民等则认为由于生态条件不同，水稻茎秆抗倒能力受氮肥水平影响的程度存在一定差异。施氮对水稻倒伏的影响有生理

学方面的原因。过量施氮使基部节间长度和株高增加，茎粗和茎秆强度、壁厚、单位茎秆长度的干物质重和NSC等降低，从而增加倒伏的风险。然而，一些研究指出适量施氮有助于增加茎秆直径、提高水稻茎杆NSC含量、延长水稻后期叶片功能期，从而提高抗倒能力。氮肥施用量过多或几种前期施用容易引起水稻倒伏。这些研究表明氮肥施用的时间对水稻抗倒性状有影响。对其作用机理，尚需深入研究。

应用前景：

随着人们生活水平的提高，粮食消费结构发生了巨大变化，粳稻消费区域呈扩大趋势。为了确保国家的粮食安全，我国育种家先后进行了超级稻育种工作。而倒伏导致的水稻产量与品质的下降给我国粮食安全问题带来极大的隐患。因此，本课题通过探讨氮肥对粳稻茎秆抗倒伏能力影响，从茎秆力学特征，形态生理方面，解析氮素降低粳稻抗倒伏能力的生理机制来提高水稻产量。

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