【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及农业信息，具体涉及一种15n同位素田间原位标记计算植物体内氮素转运的方法。
技术介绍
1、氮素是作物生长和粮食生产的重要营养元素，现代集约化农业高度依赖外源氮肥，例如尿素，但是，农业氮肥利用效率仅为30％～40％，导致了资源浪费和生态健康威胁。因此，定量植物体内氮素转运对作物产量与氮肥利用效率协同提高至关重要。
2、当前，针对植物体内氮素转运的研究，多采用差减法或称黑箱分析法，该方法是将植物各器官视为黑箱，以不同生育时期各器官含氮量的差值为净转运量，间接推算植物体内氮素转运。例如，将植物营养器官和生殖器官视为两个相互联系的黑箱，通过测定植物营养生长末期和成熟期的器官含氮量，并计算两者间的差值，间接推算氮素从营养器官向生殖器官的净转运量、籽粒氮素来源及比例。其中，对于玉米、小麦、水稻等禾本科作物而言，植物营养生长末期为开花期。然而，该方法不仅受限于当地的土壤和气候条件，且不同地点结果的可比性较差；且通常只能分析营养生长末期到成熟期之间的氮素转运。同时，由于生殖器官中的氮素来源可以分为：从营养器官向生殖器官转运的氮素以及从土壤中吸收的氮素。黑箱分析法低估了从营养器官向生殖器官的氮素转运量；而且不同营养器官的低估程度不同，例如，对叶片的低估程度大于对茎秆的低估程度。因此，黑箱分析法无法准确定量植物的生殖器官中氮素的来源，对指导品种选育和氮肥运筹有较大误差。因此亟需一种不受环境条件限制，能够准确定量植物体内氮素转运的方法。
技术实现思路
1、为了解决现有方法存在的
2、为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下。
3、本专利技术第一方面提供一种15n同位素田间原位标记计算植物体内氮素转运的方法，包括以下步骤：
4、在基施或追施氮肥时，施加15n同位素标记的氮肥；获取从开花前14天到成熟期之间的任意两个生长时期植物的营养器官和生殖器官的所有氮素积累量和15n积累量，并比较植物的营养器官在两个生长时期内所有氮素积累量和15n积累量的差异率，以计算两个生长时期内植物的各营养器官向生殖器官转运的氮素转运量；通过比较两个生长时期内植物的营养器官的所有氮素积累量的变化值，并与两个生长时期内植物的营养器官向生殖器官转运的氮素转运量进行求和计算，得到两个生长时期内植物吸收氮素在各营养器官中的积累量；同时，通过比较两个生长时期内植物的生殖器官的所有氮素积累量的差值，并与两个生长时期内所有营养器官向生殖器官转运的氮素转运量之和进行差值计算，得到两个生长时期内植物吸收的氮素在生殖器官中的积累量，用于评估植物的生殖器官中氮素的来源。
5、本专利技术的目的是定量或区分各生殖器官中来自两个生长时期内植物从土壤中吸收的氮的氮素来源；以及来自多个营养器官的氮素来源。
6、本专利技术利用15n同位素田间原位标记，定量生殖生长阶段氮素在营养器官中的积累量，进而准确计算植物各营养器官向生殖器官转运的氮素转运量和植物吸收氮素在生殖器官中的积累量，避免试验环境条件引起的随机误差和黑箱分析法固有的系统误差，解决了现有方法存在的定量植物体内氮素转运的准确度偏低、无法准确判断植物的生殖器官中氮素的来源，对指导品种选育和氮肥运筹有较大误差的问题。解决现有方法存在的定量植物体内氮素转运的准确度偏低、无法准确判断植物的生殖器官中氮素的来源，对指导品种选育和氮肥运筹有较大误差的问题。
7、优选的，两个生长时期内植物的各营养器官向生殖器官转运的氮素转运量的计算公式为：
8、nr＝(15nc1-15nc2)/15nc1×nc1；
9、其中，nr表示两个生长时期内植物的营养器官向生殖器官转运的氮素转运量；15nc1表示前一生长时期植物的营养器官的15n积累量；15nc2表示后一生长时期植物的营养器官的15n积累量；nc1表示前一生长时期植物的营养器官的所有氮素积累量。
10、本专利技术是利用每一个营养器官的数据来计算此营养器官向生殖器官的氮素转运量。其中，生殖器官只有一个，营养器官根据实验目的可以分为一至多个。
11、优选的，两个生长时期内植物吸收氮素在一个营养器官中的积累量的计算公式为：
12、n1v＝nc2v-nc1v+nr；
13、其中，n1v表示两个生长时期内植物吸收氮素在一个营养器官中的积累量；nc2v表示后一生长时期植物的一个营养器官的所有氮素积累量；nc1v表示前一生长时期植物的一个营养器官的所有氮素积累量。
14、优选的，两个生长时期内植物吸收氮素在一个生殖器官中的积累量的计算公式为：
15、n1r＝nc2r-nc1r-∑nr；
16、其中，n1r表示两个生长时期内植物吸收氮素在生殖器官中的积累量；nc2r表示后一生长时期生殖器官的所有氮素积累量；nc1r表示前一生长时期生殖器官的所有氮素积累量；∑nr表示两个生长时期内所有营养器官向生殖器官转运的氮素转运量之和。
17、优选的，15n同位素标记的氮肥是用原子丰度为10.21％的15n同位素标记氮肥得到；15n同位素标记的氮肥的施用量为60～180kg n/ha。
18、优选的，所述氮肥为尿素；所述植物为玉米、小麦、水稻、高粱和燕麦中的任意一种。
19、优选的，两个生长时期是从开花前14天到成熟期之间的两个生长时期；从开花前14天到成熟期之间的生长时期包括开花前14天、开花期、开花后14天和成熟期。
20、优选的，一个生长时期植物的相应器官的所有氮素积累量的计算公式为：
21、nc＝植物的相应器官的氮素浓度×植物的相应器官的干重；其中，nc表示一个生长时期植物的相应器官的所有氮素积累量，植物的相应器官为植物的一个营养器官或生殖器官。
22、优选的，还包括：在基施或追施氮肥时，施加普通氮肥；
23、以施用15n同位素标记尿素的植物作为处理组；以施用普通尿素的植物作为对照组；通过将处理组样品的15n同位素丰度与对照组样品的15n同位素丰度进行差值计算，并将得到的计算差值与植物的相应器官的氮素积累量进行乘积，以计算得到从开花期到成熟期之间的一个生长时期植物的相应器官的15n积累量；所述样品包括茎、上部叶片、中部叶片、下部叶片和雌穗；上部叶片为玉米穗位以上第二片叶及上部叶片；中部叶片为玉米穗位叶及上下各一片叶；下部叶片为玉米穗位以下第二片叶及下部叶片；雌穗为生殖器官。
24、优选的，一个生长时期植物的相应器官的15n积累量的计算公式为：
25、15nc＝nc×(δ15nt-δ15nck)；
26、其中，15nc表示一个生长时期植物的相应器官的15n积累量；nc表示一个生长时期植物的相应器官的所有氮素积累量；δ15nt表示施用15n同位素标本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种15N同位素田间原位标记计算植物体内氮素转运的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的15N同位素田间原位标记计算植物体内氮素转运的方法，其特征在于，两个生长时期内植物的各营养器官向生殖器官转运的氮素转运量的计算公式为：
3.根据权利要求2所述的15N同位素田间原位标记计算植物体内氮素转运的方法，其特征在于，两个生长时期内植物吸收氮素在一个营养器官中的积累量的计算公式为：
4.根据权利要求2所述的15N同位素田间原位标记计算植物体内氮素转运的方法，其特征在于，两个生长时期内植物吸收氮素在一个生殖器官中的积累量的计算公式为：
5.根据权利要求1所述的15N同位素田间原位标记计算植物体内氮素转运的方法，其特征在于，15N同位素标记的氮肥是用原子丰度为10.21％的15N同位素标记氮肥得到；15N同位素标记的氮肥的施用量为60～180kg N/ha。
6.根据权利要求1所述的15N同位素田间原位标记计算植物体内氮素转运的方法，其特征在于，所述氮肥为尿素；所述植物为玉米、小麦、水稻、高粱和燕麦中的任意一
7.根据权利要求1所述的15N同位素田间原位标记计算植物体内氮素转运的方法，其特征在于，从开花前14天到成熟期之间的生长时期包括开花前14天、开花期、开花后14天和成熟期。
8.根据权利要求1所述的15N同位素田间原位标记计算植物体内氮素转运的方法，其特征在于，一个生长时期植物的相应器官的所有氮素积累量的计算公式为：
9.根据权利要求8所述的15N同位素田间原位标记计算植物体内氮素转运的方法，其特征在于，一个生长时期植物的相应器官的15N积累量的计算公式为：
...【技术特征摘要】
1.一种15n同位素田间原位标记计算植物体内氮素转运的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的15n同位素田间原位标记计算植物体内氮素转运的方法，其特征在于，两个生长时期内植物的各营养器官向生殖器官转运的氮素转运量的计算公式为：
3.根据权利要求2所述的15n同位素田间原位标记计算植物体内氮素转运的方法，其特征在于，两个生长时期内植物吸收氮素在一个营养器官中的积累量的计算公式为：
4.根据权利要求2所述的15n同位素田间原位标记计算植物体内氮素转运的方法，其特征在于，两个生长时期内植物吸收氮素在一个生殖器官中的积累量的计算公式为：
5.根据权利要求1所述的15n同位素田间原位标记计算植物体内氮素转运的方法，其特征在于，15n同位素标记的氮肥是用原子丰度为10.21％的15n同...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘正，李从锋，周宝元，丁在松，王新兵，
申请(专利权)人：中国农业科学院作物科学研究所，
类型：发明
国别省市：
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