不同钾效率水稻品种苗期的根系形态与生理指标

选用2个钾高效型和2个钾低效型水稻品种为试验材料,通过水培试验,研究了5 mg/L和40 mg/L两个钾水平下,水稻苗期根系形态与生理指标的差异及其与钾素利用率的相关性。分析表明,其根系干质量、根系体积、总吸收面积、α-NA氧化量,在相同的供钾水平下,钾高效水稻品种均大于钾低效型;在40 mg/L供钾水平下,不管是钾高效型还是钾低效型水稻品种,根系干质量、根系体积、总吸收面积、α-NA氧化量均大于5 mg/L供钾水平下的。相关性分析结果表明,水稻相对钾素利用效率与其相对根系干质量、相对活跃吸收面积比、相对比表面积相关性不显著,而与相对根冠比之间呈显著正相关,与相对根体积、相对α-NA氧化量、相对活跃吸收面积、相对总吸收面积呈极显著或显著的负相关关系。说明,良好的根系形态和根系活力是钾高效水稻品种的一种特征,相对根冠比、相对根体积、相对α-NA氧化量、相对活跃吸收面积、相对总吸收面积可以作为苗期钾高效水稻基因型的筛选指标。     

缺钾对不同基因型香蕉根系分泌物产生及土壤钾活化的影响

为了探讨低钾胁迫对香蕉幼苗生长和根系分泌物的影响,以及不同香蕉基因型对土壤钾活化差异。通过离位溶液培养法收集香蕉根分泌物,经低温冷冻干燥器浓缩后,进行土壤钾活化试验,利用高效液相色谱(HPLC)测定分泌物中有机酸成分及含量。结果表明,在低钾胁迫条件下,钾高效基因型香蕉幼苗鲜质量显著高于钾低效基因型。香蕉根系分泌物中的有机酸色谱图比较简单,钾低效基因型品种仅发现3种有机酸:草酸、酒石酸和柠檬酸,钾高效基因型品种发现了4种有机酸:是草酸、酒石酸、柠檬酸和琥珀酸。钾高效基因型根系有机酸、蛋白质和可溶性糖的分泌能力显著高于低效基因型,且含量变化与鲜质量变化趋势一致,总酚酸变化趋势正好相反。不同基因型香蕉根系分泌物对土壤钾素均有活化作用,其中广粉活化能力最强,各基因型间差异达极显著水平。低钾胁迫条件下,香蕉分泌大量有机物质,基因型之间差异较为明显,香蕉钾高效基因型根系有机酸的分泌能力和土壤钾的活化能力远高于低效基因型。     

低钾胁迫下两个不同钾效率棉花基因型的生长及营养特性研究

 【目的】研究钾高效高增产潜力基因型和钾低效低增产潜力基因型棉花对低钾胁迫反应的差异。【方法】以筛选获得的钾高效高增产潜力棉花基因型103和钾低效低增产潜力棉花基因型122为材料,在盆栽条件下,设置不施钾和施钾（0.4 g•kg-1）处理进行全生育期试验。【结果】钾胁迫条件下,103生长状况良好,只有下部叶有轻微缺钾症状,122下部到中、上部叶片均有缺钾症状;103干物较重大,缺钾和施钾时其根系干重分别为122的1.07倍和1.26倍。说明103的根系发育较好,为其具有较强的吸收能力提供了物质基础。103在缺钾和施钾时的主茎干重分别是122的1.13倍和1.07倍,说明103具有较强的运输功能。103干物质和钾素的分配主要供应棉桃,缺钾和施钾时103棉桃干重分别是122的2.58倍和1.90倍。缺钾时103棉桃钾素的积累量是122的1.98倍,施钾时122桃的钾积累量只有103的49.6%。而其它营养器官则相对较少,所以103对有机物和钾素的转运能力强、分配较为合理; 103钾素经济利用率高,是122的近2倍。【结论】钾高效高增产潜力棉花基因型103与钾低效低增产潜力棉花基因型122的差异主要表现在对钾素吸收、转运、分配和利用等方面的高效。     

钾高效基因型马铃薯钾素利用效率机制研究

为探索马铃薯钾高效机制,利用营养液沙基盆栽方法,对比研究了不同钾处理下2个钾高效材料(‘HEK-1’和‘HEK-2’)和1个普通品种(‘合作88,)的单株鲜薯产量、植株各部位在不同生长时期的干物质和钾素积累量、根系分泌有机酸种类与含量以及根系分泌物对土壤中钾的活化能力等评价作物钾效率的相关指标.结果表明,与普通品种相比,低钾浓度下,‘HEK-1’保持较高的根系干物重,各生长时期地上茎中均保持较高的钾含量,成熟期植株钾利用效率高;‘HEK-2’低钾胁迫下根系分泌物中草酸含量较多,其根系分泌物活化土壤中钾的能力强.结论:不同基因型的钾高效材料耐低钾机制不同,提高植株钾利用效率或增加根系分泌物中的草酸含量以促进钾吸收都属于马铃薯应答低钾胁迫的有效方式.     

磷胁迫下不同基因型大豆苗期根系形态及生物量差异的研究

在磷胁迫[0mmol/L(P),砂培]条件下,对不同基因型大豆苗期在根系形态、生物量等方面的差异进行了研究,结果表明:磷高效基因型在两叶期并未发挥出其基因型潜力的优势;四叶期,磷高效基因型的侧根数、侧根长、根系吸收面积、茎叶干重等性状的受抑制程度均显著低于磷中、低效基因型,而地下干重、根冠比却受到了较中、低效基因型更强的诱导作用。综合评价表明,磷高效基因型的综合值(评价磷效率特性的综合指标)显著高于磷中、低效基因型,显示出了较强的抗磷胁迫能力,但磷高效基因型并非所有性状都表现突出;四叶期可作为大豆耐低磷胁迫的筛选期,根表面积和活跃吸收面积可作为衡量磷效率特性的特异性指标。     

苎麻施钾效应的研究

 施钾可提高土壤及苎麻地上部植株含钾量，适量钾可促进氮的吸收，提高苎麻抗旱性和抗花叶病能力，增加苎麻纤维产量和提高纤维品质；过量钾可致使钾的奢侈吸收，体内K/Ca、K/Na吸收比例严重失调，对苎麻生长发育产生不利影响。钾改善纤维支数的作用，与供氮水平密切相关，低氮条件下对纤维支数具有明显改良作用，而高氮条件下纤维品质（纤维支数）的决定性因素是供氮水平高低，钾对纤维品质的改良作用较小。推荐氮、钾肥施用适当配比[N/K#-(2)O]为3:1 ～ 3:2，全年每亩钾肥施用量[K#-（2）O计]为20 ～ 30kg。     

苎麻不同基因型的吸钾能力及其与根系参数的关系

根据大田微区试验初步结果,采用土培及液培试验进一步探寻不同苎麻基因型的吸钾能力及其与苎麻根系形态、根系生理等的关系,揭示苎麻钾营养基因型差异的机制。结果表明：吸钾能力强的基因型具有的特点是根量多,特别是细根多;根系总吸收面积及活跃吸收面积大;根系的吸收容量阳离子交换量ＣＥＣ较高;钾吸收动力学最大吸钾速率Ｖｍａｘ较高,而米氏常数Ｋｍ相对较小。     

不同基因型烤烟品种吸收钾差异的根系特性研究

以4个烤烟品种为试验材料,研究了不同基因型烤烟苗期根系形态学和生理学特性。采用植株钾含量、钾积累量和植株钾利用率等指标,把烤烟品种分成钾高效积累型和钾高效利用型,并从根系形态和生理方面分析了两种类型的差异。结果表明,苗期烤烟不同类型间根系还原力、根系阳离子交换量(CEC)、活跃吸收面积和总吸收面积差异显著,钾高效积累型烤烟品种的活跃吸收面积、总吸收面积、根系阳离子交换量(CEC)和根系还原力显著大于钾高效利用型品种,而类型内各品种间的差异不显著;不同类型间根系鲜重、根体积、地上部干重和总干重等指标差异不显著。     

不同氮效率基因型玉米根系对低铁胁迫的响应

[目的]揭示不同基因型玉米根系对低铁胁迫的响应,为玉米铁营养研究提供理论依据。[方法]采用营养液培养的方法,研究2种不同氮效率的玉米基因型(ZD958和XY335)在低铁(5μmol/L)和高铁(200μmol/L)条件下生物量累积和分配、根系形态和养分吸收的变化。[结果]低铁胁迫下,2种基因型玉米的苗干重、根干重、总根长、根体积和根表面积均有不同程度的降低,ZD958的苗干重、根干重、根体积、根表面积比XY335分别高45.00%、28.33%、21.27%、16.41%,但2个品种在低铁处理下根质量比与平均根直径明显增加;在低铁胁迫下,ZD958的氮累积量、磷累积量、钾累积量和铁累积量比XY335分别高36.80%、48.12%、45.08%和47.19%。[结论]氮低效的玉米基因型ZD958较氮高效玉米基因型XY335对低铁胁迫更为敏感。     

钾水平对不同基因型斑茅生长和钾营养特性的影响

[目的]探讨不同钾水平下3个基因型斑茅根系形态和钾营养特性的差异,为培育钾高效甘蔗品种提供优异种质和理论依据.[方法]以钾钝感斑茅材料云南82-85和钾敏感斑茅材料海南92-109、广西87-3为供试材料,采用高钾(3mmol·L-1,HK)和低钾(0.1 mmol·L-1,LK)2个营养液培养方法,研究钾素对不同基因型斑茅生长、根系形态、钾素累积和利用效率的影响.[结果]在低钾处理下,云南82-85地上部和根系干质量均低于高钾处理;海南92-109和广西87-3则不同,地上部干质量均低于高钾处理,分别为高钾处理的69.20％和76.76％,而根系干质量则高于高钾处理,分别为高钾处理的1.22和1.06倍.云南82-85在低钾和高钾处理下根系形态参数和根冠比均无显著差异,而海南92-109和广西87-3在低钾处理下根系总长、表面积、体积和根冠比均显著高于高钾处理.表明低钾胁迫促进了钾敏感材料海南92-109和广西87-3根系生长,增大了吸收面积.此外,广西87-3和海南92-109在低钾和高钾处理下,其根系钾含量均低于云南82-85,而地上部钾含量在高钾处理下显著高于云南82-85,分别高出1.2和1.3倍,达显著水平;在高钾和低钾处理下,这两个材料地上部和植株钾累积量均显著高于云南82-85.与钾敏感斑茅材料海南92-109和广西87-3相比,钾钝感斑茅材料云南82-85的钾素吸收、转运和利用效率均较低.[结论]在低钾胁迫条件下,钾敏感斑茅材料以较为发达的根系和更高效的钾素转运能力适应低钾胁迫.     

Assessment on Phosphorus Efficiency Characteristics of Soybean Genotypes in Phosphorus-Deficient Soils

A glasshouse study compared the growth and phosphorus （P） efficiency of 96 genotypes of soybean [Glycine max （L.） Merrill] in a P-deficient soil. The soybean genotypes differed greatly in growth, nodulation and P uptake after growing in the soil for 45 days, with shoot biomass ranging from 0.91 to 1.75 g per plant. The application of P improved biomass production, nodulation and P uptake and decreased root to shoot ratio, root length and surface area and P utilization efficiency. The 96 soybean genotypes were divided into 3 categories in P efficiency using the principal component analysis and cluster analysis, and 4 categories according to F values in combination with growth potentials. The Pefficient genotypes were associated with high biomass production, root to shoot ratio, root length and surface area and P uptake but low shoot to root P concentration ratio under P deficiency. The results indicate that there is a substantial genotypic variation in P efficiency in existing germplasm, and that P efficiency was correlated positively with dry weights of shoots and roots, ratio of root to shoot dry weight, root length and surface area, root P content and total P uptake. The shoot dry weight under P deficiency and relative shoot dry weight （deficient P/adequate P supply） are effective and simple indicators for screening P-efficient genotypes at the seedling stage.     

不同氮效率基因型小麦根系吸收特性与氮素利用差异的分析

【目的】通过研究分析不同基因型小麦根系吸收特性与地上部氮素利用的差异,明确不同氮效率基因型小麦氮素吸收利用的生理机制,为氮高效小麦品种的选育和高效栽培提供理论依据。【方法】2012-2015年采用大田试验和盆栽试验相结合的方法,在不同氮效率品种筛选的基础上,以氮高效品种周麦27、郑麦366和氮低效品种周麦28、开麦20为试验材料,在不同氮素水平条件下研究其根冠关系、根系生物量、根系吸收面积、根系活跃吸收面积、根系活力以及地上、地下部氮素转运分配能力的差异。【结果】两类品种小麦拔节期前根系特性无明显差异,拔节期之后氮高效品种周麦27、郑麦366和氮低效品种周麦28根系生物量、根冠比、根系总吸收面积和根系活跃吸收面积均显著高于氮低效品种开麦20。氮高效品种周麦27、郑麦366根系活力显著高于氮低效品种周麦28和开麦20。氮高效品种周麦27、郑麦366和氮低效品种周麦28氮素积累量和花后氮素吸收量也显著高于氮低效品种开麦20。氮高效品种周麦27、郑麦366籽粒产量、植株氮素利用效率、氮肥生理利用率、花前氮素转运量、氮素籽粒分配比例均显著高于氮低效品种周麦28、开麦20。与常规供氮水平相比,降低供氮量,4个基因型小麦根系生物量、根系总吸收面积、根系活跃吸收面积、根系活力、成熟氮素积累量、花前氮素转运量和产量降低,根冠比、氮素吸收效率、植株氮素利用效率和氮肥生理利用效率升高。增加供氮量,根系生物量表现为周麦27、郑麦366、开麦20降低而周麦28增加。4个基因型小麦根系总吸收面积、根系活跃吸收面积、根系活力、成熟期氮素积累量、花前氮素转运量和产量均显著升高,而根冠比、氮素吸收效率、植株氮素利用效率和氮肥生理利用率降低。【结论】氮高效品种周麦27、郑麦366较高的根系生物量、根系活力、根系总吸收面积和根系活跃吸收面积促进了其对氮素的吸收,是氮高效的基础。较高的氮素转运、氮素籽粒分配能力和合理的根冠比促进了其对氮素的高效利用,是氮高效的关键。氮低效品种周麦28虽然也有较强的氮素吸收能力,但其氮素转运能力过低、生育后期根冠比过大限制了植株对氮素的合理利用,不利于氮效率的提高。氮低效品种开麦20氮素吸收能力不足,不能满足地上部生长的需要,限制了氮效率的提高。     

钾肥施用量和施用方式对棉花生长及产量和品质的影响

为了找出合理的钾肥施用量和施钾方式,在提高棉花产量与品质的同时实现钾肥优化管理,以国审‘华杂棉H318’为试验材料,在鄂州路口农场大田研究钾肥施用量和施用方式对棉花生物量、产量和纤维品质的影响。试验设计5个梯度钾肥施用量,分别是0、60、120、180、240 kg/hm2;2种钾肥施肥方式,钾肥作为基肥一次施入和钾肥两次施入（1/2基施和1/2初花肥）。结果表明,施K2O量0~120 kg/hm2范围内,生物量和产量随着K2O施用量的增加而增加,施钾量对纤维品质的影响不显著。分次施肥的植株生物量产量性状优于一次施肥。施K2O量120 kg/hm2且分次施用时籽棉产量最高,为4395.97 kg/hm2。一次施肥时,不同施钾量对子指、中层纤维的各品质指标（除纤维上半部平均长度外）都有显著影响。分次施肥时,施钾量对生物量、各产量构成因素（单铃重和衣分除外）以及下层纤维的整齐度指数、马克隆值、断裂比强度有显著影响。     

氮胁迫下高效玉米基因型的筛选研究

[目的]为了研究玉米杂交种在氮胁迫下的生长反应,为玉米氮高效基因型的筛选提供一些参考。[方法]以玉米苗期地上部植株干重的相对量(W-N/W+N)作为筛选氮素效率的标准,相对干重大于0.50的玉米基因型称为氮高效基因型,相对干重小于0.10的玉米基因型称为低效基因型。通过水培法研究不同玉米基因型对氮素胁迫的适应性差异。[结果]氮高效玉米基因型、氮低效玉米基因型在-N和+N处理下的平均株高、根冠比分别为68.4 cm和83.4 cm4、8.6 cm和88.5 cm,0.471、0.847和0.256、0.214。在氮磷钾正常供应条件下,氮高效玉米基因型比低效玉米基因型的产量降低14.69%;在氮素缺乏条件下,氮高效玉米基因型比低效玉米基因型的产量提高2.26%;在缺氮条件下,高效玉米基因型比氮磷钾正常供应时增产7.55%,而低效玉米基因型比氮磷钾正常供应时减产10.28%。[结论]苗期生物量可以作为高效玉米基因型筛选的指标之一。     

苎麻低位分枝扦插苗生长发育特性研究

以高产优质苎麻品种中苎一号为材料,研究了扦插苗打顶处理对苎麻低位分枝苗生长发育特性的影响。结果表明:嫩梢扦插打顶处理可明显增加根系干重和根系体积,减少主茎高度和主茎干重,增加主茎粗度、单株叶片数和叶面积;同时可影响分枝的生长发育,培育出相对较低最低分枝位、最高分枝位和较短分枝位长,促进分枝数、分枝平均长度和分枝干重明显增加。就扦插苗打顶时间而言,扦插时打顶处理明显要优于插后1周打顶处理。     

施钾量对花生根系和根瘤特性、养分吸收及产量的影响

【目的】针对辽宁省花生产地速效钾含量偏低,钾肥施用量不足的现状,探究不同钾水平对花生根系、根瘤特性、主要养分吸收速率以及产量的影响,以期明确最佳的钾肥施用量,为当地的花生生产提供理论依据和参考。【方法】本试验于2018—2019年在沈阳农业大学进行,以农花9号为试材,设0（CK）、112.5 kg·hm^-2（T1）、225 kg·hm^-2（T2）和337.5 kg·hm^-2（T3）4个钾肥处理,采用大田随机区组试验,研究了不同施钾量对花生根系干物质积累、根系形态、根瘤特性、植株养分吸收和产量的影响。【结果】2年试验结果表明,施钾对花生根系干重影响不大,各处理的根系干物质积累量无显著差异;与未施钾肥的CK相比,T2处理的施钾量可显著增加花生的总根长、总根表面积和总根体积;根瘤对钾素较敏感,在施钾量为112.5 kg·hm^-2时,根瘤数量及干重在各时期均达到最大,钾素的施入促进了根瘤在花生结荚期的衰老;增施钾肥提高了植株氮、磷、钾素的最大积累速率、平均积累速率和最大积累量,延长了氮和钾的活跃积累期;施钾225 kg·hm^-2时单株荚果数等产量构成因素及产量均高于其他处理。【结论】施钾量为225 kg·hm^-2（T2）时,最有利于花生根系生长和养分吸收,增产效果最好;在施钾量为112.5 kg·hm^-2（T1）时,最有利于根瘤的生长,增产效果次之。     

不同栽培模式对夏玉米根系性能及产量和氮素利用的影响

【目的】研究不同栽培模式对夏玉米根系性能、籽粒产量形成以及氮素吸收利用的影响,探明不同栽培模式下玉米根系形态特征与产量形成、氮素吸收能力的关系,为促进玉米根系生长发育、增强根系吸收性能、优化施肥量,促进玉米高产高效生产提供理论依据。【方法】在定位试验条件下,选用郑单958为试验材料,在两种地力条件下,以不施氮肥处理为对照(CK),设置超高产玉米栽培模式(SH)、高产高效栽培管理模式(HH)、农民习惯栽培管理(FP)3种栽培模式,比较分析不同栽培模式夏玉米根系特性对产量形成和氮素吸收利用的调控效应。【结果】不同栽培模式间夏玉米产量存在显著差异,与HH、FP和CK模式相比较,高地力和低地力田块SH模式的两年平均产量分别提高3.54%、17.50%、30.12%和3.16%、18.45%、27.72%,统计分析表明地力和栽培模式均对夏玉米产量有极显著影响,两种因素综合影响因年份变化有所差异。两种地力条件下,夏玉米各时期群体生物量均表现为SHHHFPCK。在抽雄期(VT)和完熟期(R6),SH处理的植株氮素积累总量显著高于其他处理,氮肥利用效率和氮肥农学利用效率均高于FP模式,HH模式的氮肥农学利用效率、氮肥利用效率和氮收获指数均最高,氮肥偏生产力低于FP模式,但仍高于SH模式。在不同地力基础上夏玉米不同栽培模式的根系指标变化趋势基本一致,在大喇叭口期(V12)、抽雄期(VT)、乳熟期(R3)的根系干重密度、根长密度和根表面积密度均为SHHHFPCK,从V12到VT期,SH和HH模式的根长密度、根干重密度和根表面积密度增幅均显著高于FP模式,从VT到R3期,降幅均显著低于FP模式,SH和HH模式VT期根系活跃吸收面积比例显著高于FP模式。不同栽培模式各时期根长密度、根表面积密度和根干重密度与产量和氮肥利用效率均呈显著正相关。【结论】高产高效栽培模式可以有效地促进根系发育、延缓根系衰老、提高氮肥利用效率,有助于实现夏玉米高产高效的目标。     

不同基因型烤烟的根系特性及其对根际土壤钾含量的影响研究

为了探究不同烤烟基因型的根系特性及其对根际土壤钾素形态变化的影响,通过盆栽试验,设置无外源钾(NK)和正常供钾(UK)2个处理,测定了4个不同烤烟基因型农大202、NC628、云烟87和NC89的根系形态指标、根系分泌物及根际土壤钾素活化状况。结果表明：烤烟根系分泌物化学组成上有机酸种类最多,但具有基因型差异;UK处理下农大202根际有机酸含量最高,是NC89的1.36倍,土壤缓效钾向速效钾的转化最多,并且烟叶钾含量最高。UK处理下农大202具有庞大的根系和旺盛的根系生理活动,其总根长、总表面积、根系活力、根系ATP酶活性是NC89的1.49~1.90倍;NK处理下,农大202的总根长、总表面积、根系活力、根系ATP酶活性较UK处理均下降30%以上。UK处理下,中部叶钾含量与根际有机酸、根系活力、根系总长、根总表面积的相关系数分别都达到0.837~0.942,根际有机酸含量、根系活力、ATP酶活性与根总长、总表面积均有0.6以上的相关性。因此,根系总长较长、总表面积较大的基因型很可能是根系分泌有机酸量大、根系活力高、叶高钾含量的基因型,可作为高钾烤烟基因型评价的重要参考。