CN108254507A - 一种水稻氮高效品种苗期鉴定方法 - Google Patents

一种水稻氮高效品种苗期鉴定方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种水稻氮高效品种苗期鉴定方法。其包括以下步骤：选取健康饱满供试品种，25‑35℃浸种2天，40℃催芽1天半，催芽后种子播于洗净的不添加任何营养物质的沙土中培养至2叶1心；取生长均匀一致的幼苗，清水洗净后转移到无氮培养液，培养1周后转移到对照培养液和N反馈培养液中进行培养，培养后测定水稻叶片叶面积LA及对应干物质重LDW、根重RW、根数RN；测定氮生理反馈值，苗期氮反馈指数越高说明该水稻氮利用率越高，从而确定该水稻是否为氮高效品种。本发明通过构建特定水培体系，通过测定苗蘖期水稻叶片、根系指标，构建苗期氮反馈指数，从而快速高效评估水稻氮高效利用特性。

Description

一种水稻氮高效品种苗期鉴定方法
技术领域
本发明涉及一种水稻氮高效品种苗期鉴定方法。
背景技术
氮肥利用率低一直是困扰我国农业生产的一个突出问题，尽管大量研究表明，在水稻种质资源库中，存在大量可供利用的与氮高效利用的遗传资源。但是由于氮素的吸收利用与产量形成关系密切，且易受环境作用影响；另一方面，氮高效评估与筛选指标往往要通过观测整个生育期才能最终得到结果，以这种方式筛选氮高效资源和品种，存在周期长、工作量大等缺陷，而且存在大量的不确定因素，如气候、土壤环境、病害等。因此科研与生产上关于氮高效品种的鉴定与筛选的简化方法往往涉及较少。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于设计提供一种水稻氮高效品种苗期鉴定方法的技术方案。
所述的一种水稻氮高效品种苗期鉴定方法，其特征在于包括以下步骤：
1）选取健康饱满供试品种，25-35℃浸种2天，40℃催芽1天半，催芽后种子播于洗净的不添加任何营养物质的沙土中培养至2叶1心；
2）取生长均匀一致的幼苗，清水洗净后转移到无氮培养液，培养1周后转移到对照培养液和N反馈培养液中进行培养，每3-5 d更换1次营养液，秧苗行株距均为5 cm，每穴1苗；
3）培养2周后，取样测定指标，每个重复取5-10个亚重复，测定水稻叶片叶面积LA及对应干物质重LDW、根重RW、根数RN；
4）通过以下公式测定氮生理反馈值
△SLA=（SLARS-SLACK）/ SLACK*100；
△RW=（RWRS-RWCK）/ RWCK*100；
△RN=（RNRS-RNCK）/ RNCK*100；
其中SLA=LA/LDW；RS为反馈营养液培养下植株参数；CK为对照营养液培养下植株参数；根据下表查询生理参数对应的系数；
通过生理参数对应的系数得到苗期氮反馈指数NR-index=INDEXSLA+ INDEXRW+INDEXRN；
苗期氮反馈指数越高说明该水稻氮利用率越高，从而确定该水稻是否为氮高效品种。
所述的一种水稻氮高效品种苗期鉴定方法，其特征在于所述的无氮培养液配方如下：
0.32 mmol NaH2PO4•2H2O、 1.0mmol K2SO4、1.0mmol CaCl2、1.7mmol MgSO4•7H2O、9.1×10-3mmol MnCl2•4H2O、5.2×10-4mmol (NH4)6MoO24•4H2O；1.8×10-2mmol H3BO3、1.5×10- 4mmol ZnSO4•7H2O、1.6×10-4mmol CuSO4•5H2O、 3.6×10-2mmol FeCl3•6H2O。
所述的一种水稻氮高效品种苗期鉴定方法，其特征在于所述的对照培养液配方如下：
0.29 mmol NH4NO3、0.32 mmol NaH2PO4•2H2O、 1.0mmol K2SO4、1.0mmol CaCl2、1.7mmol MgSO4•7H2O、9.1×10-3mmol MnCl2•4H2O、5.2×10-4mmol (NH4)6MoO24•4H2O；1.8×10-2mmol H3BO3、1.5×10-4mmol ZnSO4•7H2O、1.6×10-4mmol CuSO4•5H2O、 3.6×10-2mmolFeCl3•6H2O。
所述的一种水稻氮高效品种苗期鉴定方法，其特征在于所述的N反馈培养液配方如下：2.9 mmol NH4NO3、0.32 mmol NaH2PO4•2H2O、 1.0mmol K2SO4、1.0mmol CaCl2、1.7mmolMgSO4•7H2O、9.1×10-3mmol MnCl2•4H2O、5.2×10-4mmol (NH4)6MoO24•4H2O；1.8×10-2mmolH3BO3、1.5×10-4mmol ZnSO4•7H2O、1.6×10-4mmol CuSO4•5H2O、 3.6×10-2mmol FeCl3•6H2O。
本发明通过构建特定水培体系，通过测定苗蘖期水稻叶片、根系指标，构建苗期氮反馈指数，从而快速高效评估水稻氮高效利用特性。
附图说明
图1为苗期N反馈指数与不同年份农学氮素利用率相关性（10个早籼稻品种）。
具体实施方式
以下结合实施例来进一步说明本发明。
实施例1：一种水稻氮高效品种苗期鉴定方法
1）选取健康饱满供试品种，25-35℃浸种2天，40℃催芽1天半，催芽后种子播于洗净的不添加任何营养物质的沙土中培养至2叶1心；
2）取生长均匀一致的幼苗，清水洗净后转移到无氮培养液（配方如下：0.32 mmolNaH2PO4•2H2O、 1.0mmol K2SO4、1.0mmol CaCl2、1.7mmol MgSO4•7H2O、9.1×10-3mmol MnCl2•4H2O、5.2×10-4mmol (NH4)6MoO24•4H2O；1.8×10-2mmol H3BO3、1.5×10-4mmol ZnSO4•7H2O、1.6×10-4mmol CuSO4•5H2O、 3.6×10-2mmol FeCl3•6H2O），培养1周后转移到对照培养液（配方如下：0.29 mmol NH4NO3、0.32 mmol NaH2PO4•2H2O、 1.0mmol K2SO4、1.0mmol CaCl2、1.7mmol MgSO4•7H2O、9.1×10-3mmol MnCl2•4H2O、5.2×10-4mmol (NH4)6MoO24•4H2O；1.8×10-2mmol H3BO3、1.5×10-4mmol ZnSO4•7H2O、1.6×10-4mmol CuSO4•5H2O、 3.6×10-2mmolFeCl3•6H2O）和N反馈培养液（配方如下：2.9 mmol NH4NO3、0.32 mmol NaH2PO4•2H2O、1.0mmol K2SO4、1.0mmol CaCl2、1.7mmol MgSO4•7H2O、9.1×10-3mmol MnCl2•4H2O、5.2×10- 4mmol (NH4)6MoO24•4H2O；1.8×10-2mmol H3BO3、1.5×10-4mmol ZnSO4•7H2O、1.6×10-4mmolCuSO4•5H2O、 3.6×10-2mmol FeCl3•6H2O）中进行培养，每3-5 d更换1次营养液，秧苗行株距均为5 cm，每穴1苗；
3）培养2周后，取样测定指标，每个重复取5-10个亚重复，测定水稻叶片叶面积LA及对应干物质重LDW、根重RW、根数RN；
4）通过以下公式测定氮生理反馈值
△SLA=（SLARS-SLACK）/ SLACK*100；
△RW=（RWRS-RWCK）/ RWCK*100；
△RN=（RNRS-RNCK）/ RNCK*100；
其中SLA=LA/LDW；RS为反馈营养液培养下植株参数；CK为对照营养液培养下植株参数；根据下表查询生理参数对应的系数；
通过生理参数对应的系数得到苗期氮反馈指数NR-index=INDEXSLA+ INDEXRW+INDEXRN；
苗期氮反馈指数越高说明该水稻氮利用率越高，从而确定该水稻是否为氮高效品种。
试验例
以农学氮素利用率为指标，分别选择10个早籼稻品种，（庆丰矮、二九青、浙繁98-9、朝阳1号、中318、矮双青、E 840、浙947、嘉育67、嘉早9708）分别于2015年和2016年在田间种植，试验为双因子随机区组试验，主区为氮肥处理，设置两个N肥处理，0N和150 kg N/ha，品种为副区。小区面积25m2，三次田间重复。早稻于3月中下旬播种，4月底移栽，种植密度为25cm*13.3cm，水分管理、病虫草害管理同当地高产栽培。产量测定：成熟期，小区内随机取5m2，取样后，晒干脱粒，测定产量与相应含水量；
农学氮素利用效率NAE=（YieldN150-YieldN0）/150 （kg grain/kg N），其中YieldN150，YieldN0分别为在150 和0 kg N/ha处理下水稻产量。
以实施例1所描述的方法，培养、测定苗期氮反馈值（表1），并构建苗期氮反馈指数，结果如图1 所示。本次测定的NAE值2015和2016年分别6.08～50.36和5.0～31.7 kggrain/kg N。通过实施例1构建的苗期氮生理反馈指标，表现为SLA和RN反馈随着NAE提高而提高，RW则刚好相反；利用其相关性构建的苗期N反馈指数在为0～15之间，图1表明，苗期氮反馈指数与NAE成线性正相关（2015，R2=0.87，p<0.001；2016，R2=0.87，p<0.001）。说明苗期氮反馈指数能够很好的描述品种间的NAE差异。另一面方面，本发明构建的氮反馈指数越高，其NAE效率越高，例如嘉早9708、嘉育67这样的品种，两年NAE均值达到30 kg grain/kgN以上，而其氮反馈指数为13-15，可以认为其为NAE高效品种；而庆丰矮和二九青，其NAE为5.0-13.5之间，其苗期氮反馈指数为5-7之间，可以鉴定为NAE低效品种。
表1 不同品种N反馈生理参数
由于NAE的测定与水稻产量密切相关，而产量的形成过程受多因素影响。本发明中的苗期因素仅从苗期特性影响产量性状，其相关性仅作为NAE品种筛选的预选方案。

Claims (4)

1.一种水稻氮高效品种苗期鉴定方法，其特征在于包括以下步骤：
1）选取健康饱满供试品种，25-35℃浸种2天，40℃催芽1天半，催芽后种子播于洗净的不添加任何营养物质的沙土中培养至2叶1心；
2）取生长均匀一致的幼苗，清水洗净后转移到无氮培养液，培养1周后转移到对照培养液和N反馈培养液中进行培养，每3-5 d更换1次营养液，秧苗行株距均为5 cm，每穴1苗；
3）培养2周后，取样测定指标，每个重复取5-10个亚重复，测定水稻叶片叶面积LA及对应干物质重LDW、根重RW、根数RN；
4）通过以下公式测定氮生理反馈值
△SLA=（SLARS-SLACK）/ SLACK*100；
△RW=（RWRS-RWCK）/ RWCK*100；
△RN=（RNRS-RNCK）/ RNCK*100；
其中SLA=LA/LDW；RS为反馈营养液培养下植株参数；CK为对照营养液培养下植株参数；根据下表查询生理参数对应的系数；
通过生理参数对应的系数得到苗期氮反馈指数NR-index=INDEXSLA+ INDEXRW+ INDEXRN；
苗期氮反馈指数越高说明该水稻氮利用率越高，从而确定该水稻是否为氮高效品种。
2.如权利要求1所述的一种水稻氮高效品种苗期鉴定方法，其特征在于所述的无氮培养液配方如下：
0.32 mmol NaH2PO4•2H2O、 1.0mmol K2SO4、1.0mmol CaCl2、1.7mmol MgSO4•7H2O、9.1×10-3mmol MnCl2•4H2O、5.2×10-4mmol (NH4)6MoO24•4H2O；1.8×10-2mmol H3BO3、1.5×10- 4mmol ZnSO4•7H2O、1.6×10-4mmol CuSO4•5H2O、 3.6×10-2mmol FeCl3•6H2O。
3.如权利要求1所述的一种水稻氮高效品种苗期鉴定方法，其特征在于所述的对照培养液配方如下：
0.29 mmol NH4NO3、0.32 mmol NaH2PO4•2H2O、 1.0mmol K2SO4、1.0mmol CaCl2、1.7mmolMgSO4•7H2O、9.1×10-3mmol MnCl2•4H2O、5.2×10-4mmol (NH4)6MoO24•4H2O；1.8×10-2mmolH3BO3、1.5×10-4mmol ZnSO4•7H2O、1.6×10-4mmol CuSO4•5H2O、 3.6×10-2mmol FeCl3•6H2O。
4.如权利要求1所述的一种水稻氮高效品种苗期鉴定方法，其特征在于所述的N反馈培养液配方如下：
2.9 mmol NH4NO3、0.32 mmol NaH2PO4•2H2O、 1.0mmol K2SO4、1.0mmol CaCl2、1.7mmolMgSO4•7H2O、9.1×10-3mmol MnCl2•4H2O、5.2×10-4mmol (NH4)6MoO24•4H2O；1.8×10-2mmolH3BO3、1.5×10-4mmol ZnSO4•7H2O、1.6×10-4mmol CuSO4•5H2O、 3.6×10-2mmol FeCl3•6H2O。
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