甘薯耐低钾基因型苗期筛选及综合评价

为建立甘薯苗期耐低钾能力评价体系,筛选耐低钾和低钾敏感型甘薯材料,通过水培试验设置了低钾胁迫(0 mmol L^-1 K₂O)和正常钾处理(10 mmol L^-1 K₂O),对来自国内外不同薯区的214份甘薯品种(系)材料进行培养,收集生物量、钾积累量、钾含量、钾利用效率等11个性状表征值,计算各指标耐低钾胁迫指数。利用综合隶属函数法,进行主成分分析、回归分析和聚类分析,综合评价各甘薯材料耐低钾能力。结果表明,不同甘薯材料在2个钾水平下的生物量和钾吸收利用特征均有明显差异;低钾胁迫下地上部干重(SB)、地上部干物质增加量(SBI)、根系干物质增加量(RBI)、总干物质增加量(PBI)、地上部钾积累量(KAS)、根钾积累量(KAR)、总钾积累量(KAP)、地上部钾含量(KCS)和根系钾含量(KCR)等9个指标与正常钾处理相比均降低29%以上,而根冠比(RSR)和钾生理利用效率(KUE)分别提高29.63%和120.56%。低钾胁迫下,不同甘薯材料的SB、SBI、PBI、KAS、KAP、KCS、KCR和K...     

不同基因型亚麻钾利用效率差异分析

为了评价不同亚麻品种(系)的钾利用效率差异,筛选出钾高效利用种质资源,在大田条件下,以22份亚麻品种(系)为试验材料,设置不施钾肥(K0)和施钾肥(K25)2个处理,分析亚麻株高、工艺长度、原茎产量、纤维产量、全麻率及其与钾利用效率的相关性。结果表明,施用钾肥有利于提高亚麻工艺长度、全麻率和纤维产量;经聚类分析,K0条件下,筛选出钾高效利用种质资源4份:双亚10、原2012-306、原2012-295和sxy130;K25条件下,筛选出钾高效利用种质资源2份:sxy130和原2012-306;K0条件下,钾利用效率与株高和全麻率极显著正相关,与工艺长度显著正相关,K25条件下,钾利用效率与株高、工艺长度和全麻率显著正相关。该研究可为亚麻钾高效利用机理研究及钾高效利用品种选育提供理论基础和试验材料。     

施钾量对紫甘薯产量及养分利用的影响

为了探明不同施钾量对紫甘薯产量及养分利用的影响,为紫甘薯合理施用钾肥提供理论与实践依据。采用随机区组试验设计、田间试验与化学分析相结合的方法,研究不同施钾量对低肥力土壤上紫甘薯干物质积累、产量及其构成因子、氮磷钾素积累、钾素利用效率的影响。结果表明,在甘薯整个生育期,施钾处理紫甘薯块根干物质积累量高于K0处理,在施钾量为180 kg/hm~2时块根干物质积累量达到最大值。施钾可提高地下部干物质分配比率,增加单株结薯数和单块薯质量,从而提高紫甘薯产量,以施钾量为180 kg/hm~2时增产幅度最大,与不施钾处理相比,2016,2017年分别增产20. 78%,26. 19%,且差异显著(P 0. 05)。与K0处理相比,施钾可促进紫甘薯对氮素和磷素的吸收,并显著提高收获期整株氮磷累积量,以K3处理增幅最大;块根和整株氮累积量分别增加75. 38%,65. 75%,磷累积量分别增加45. 24%,60. 28%,且差异显著(P 0. 05)。施钾处理显著提高钾肥表观利用率和农学利用率,与K0处理相比,K3处理表观利用率和农学利用率分别增加了47. 82百分点,158. 11%,且差异显著(P 0. 05)。因此,在该试验条件下,紫甘薯最适施钾量为180 kg/hm~2。     

籼稻不同品种(系)钾素积累动态变化的微区试验

本研究用微区试验探索了两个钾高效品种(系), 湘早糯1号和湘矮早9号; 一个钾中效品种(系), 89-642和一个钾低效品种(系), P3299F4-78-1B-1在田间条件下钾素积累动态变化和钾素经济利用效率的遗传差异。 这4种典型品种(系)是经液培方法从256种品种(系)中筛选得到的。 结果表明, 在低钾条件下, 钾高效品种(系)的钾素经济     

追施不同形态氮肥对不同钾效率基因型棉花生长及产量品质的影响

【目的】探讨高、低供钾水平下,追施氮肥形态对棉花生长、钾素吸收利用以及产量、品质的影响。【方法】选择钾高效棉花品种辽棉18、冀棉958和钾低效棉花品种新棉99B为材料,进行营养钵培养试验,设置38.01mg·kg~(-1)和152.24 mg·kg~(-1)两个供钾水平,追施铵态氮肥(硫酸铵)和硝态氮肥(硝酸钙)两种形态氮素肥料。【结果】供钾不足会降低棉花果枝始节和单株成铃数,高钾处理棉花干物质积累量、钾累积量、钾利用指数以及产量显著高于低钾处理;与追施硝态氮肥相比,追施铵态氮肥会降低棉株高度、果枝数和单株成铃数,减少籽棉产量和总干物质积累量;追施铵态氮肥处理棉花对钾素的吸收和利用显著低于追施硝态氮肥处理。【结论】钾低效基因型品种棉花在钾素供应不足时对追施铵态氮肥更敏感,且棉花成熟越晚受到追施肥料氮素形态影响越大。     

棉花苗期钾营养效率的基因型分类及钾营养特性差异分析

采用营养钵砂培法,将相对生物量及与之存在显著或极显著相关的6个养分相关辅助指标作为棉花苗期钾营养效率差异评价指标。并基于上述指标,利用SAS软件对38个品种(系)的钾营养效率进行聚类分析,最后综合归纳,将其划分为4种钾效率类型,分别为耐低钾型、较耐低钾型、中间型及低钾敏感型,各包括3个、4个、26个及5个品种,总体呈现出中间多两头少的正态型分布,表明这些指标能较好地反映各品种间钾营养效率的差异。此外,对两极端钾效率类型间的营养特性进行了差异比较与分析,结果表明耐低钾基因型的相对生物量高,具有在低钾下对钾素吸收积累能力强和利用指数高的特点,且二者缺一不可;而低钾敏感型恰恰相反,表现为低钾下相对生物量低,对钾吸收积累能力差、利用指数低的特点。     

不同玉米品种吸钾能力的研究

通过耗竭试验用供钾水平很低的沙土对不同玉米品种吸钾能力进行了研究.结果表明,不同基因型玉米品种在低钾土壤上吸钾量的多少和钾素利用效率的大小有显著差异,不同基因型玉米品种吸收土壤中不同形态钾的比例各不相同.通过幼苗耗竭试验筛选和判定吸钾能力强的玉米基因型,用其吸钾量的多少比钾利用效率的大小直接、优越和科学,不同基因型玉米品种吸收土壤矿物钾的多少和比例也是判定其吸钾能力强弱的重要标准.     

富钾基因型烤烟的钾积累及根系生理特性

采用室内营养液培养(钾浓度为3 mmol L^-1)的方法, 以富钾基因型烤烟农大202与2个一般型品种净叶黄、NC89为材料, 研究富钾基因型烤烟钾积累及根系生理特性。结果表明, 3个烤烟品种根和茎中钾积累量无显著差异, 但农大202的叶片钾积累量、根系活力和根系总活力、根系H⁺分泌量、根系阳离子交换量(CEC)、根系可溶性蛋白含量和ATPase活性均极显著高于另两个品种。净叶黄、NC89间除根系活力和根系H⁺分泌量差异达显著水平外, 其他根系生理特性差异均不显著。根系钾吸收动力学参数结果显示,农大202苗期钾离子最大吸收速率(V_max)较高而米氏常数(K_m)和钾离子吸收临界浓度(C_min)较低, 而旺长期的V_max、K_m及C_min均较高, 说明其根系具有较高的钾吸收速率, 但旺长期后耐低钾能力较差。     

水稻品种钾素敏感基因型的筛选

以27个不同基因型水稻品种为材料进行田间试验,研究了低钾、中钾和高钾3种施钾水平下,不同水稻品种的分蘖数、乳熟期的SPAD值.根据这些品种对施钾反应的敏感程度,按快速聚类法对27个不同水稻品种进行了系统分类.结果表明:施钾对水稻上述指标均有较大的影响,但不同基因型水稻品种时施钾反应的敏感程度存在明显的差异.根据27个供试水稻品种对施钾反应的差异最终可将其分为钾素敏感型、施钾反应中间型和钾素钝感型3种类型.     

高肥力土壤氮钾配施对鲜食型甘薯产量及品质的影响

为了探明高肥力土壤氮钾配施对烟薯25产量和品质的影响,采用二因素三水平完全随机区组试验设计,分别设3个N处理(0,45,90 kg/hm~2)和3个K_2O处理(0,75,150 kg/hm~2),共计9个氮钾组合处理,分别于收获期调查甘薯地上部性状,测定块根干鲜质量、Vc、淀粉、蛋白质、蔗糖、葡萄糖、果糖、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn含量。结果表明:高肥力土壤上施用氮肥可增加甘薯蔓长、茎叶鲜质量、T/R值,并提高甘薯块根内蛋白质、葡萄糖和蔗糖的含量,高肥力土壤上施用氮肥情况下,块根干鲜质量、淀粉和果糖含量有所降低。施用钾肥能显著提高块根干鲜质量、薯干率及淀粉和葡萄糖的含量;促进了甘薯对Mg的吸收,降低了甘薯对Ca的吸收。在氮钾互作条件下,甘薯分枝数、结薯数及Vc、蛋白质、蔗糖、葡萄糖、果糖含量与不施肥处理相比均有所提高;鲜薯产量与氮肥、钾肥的施用存在交互作用,即在不施N、施K_2O 150 kg/hm~2时,甘薯产量达到最高,较不施肥处理增产10 825.5 kg/hm~2,增幅为29.2%。同时在施N 90 kg/hm~2、不施K_2O时,甘薯产量最低,较不施肥处理减产1 435.5 kg/hm~2,降幅为3.9%。因此,在高肥力土壤,应不施或少施氮肥并配施适量钾肥以期获得鲜食型甘薯的高产优质。     

甘薯源库关系建立、发展和平衡对氮肥用量的响应

以盆栽、田间微区和田间裂区试验分析不同氮肥用量对苏薯16(半直立株型)和苏薯11(匍匐株型)生长前期(0~30 d)、中期(30~60 d)和后期(60~120 d)根系形态、单株薯数、叶面积指数、茎叶生物量、根生物量和T/R值的影响。结果表明,在全生育期内,施氮对甘薯茎叶生长均有显著促进作用,但对根生长的影响各不相同。生长前期,低量施氮对根系生长和分化有促进作用,而适量和高量施氮则表现显著抑制作用,并使30 d时单株薯数显著降低29.3%~36.6%或1.3~2.0个(P0.05),但同一甘薯品种、不同施氮处理的单株薯数在生长中期之后又趋于一致。生长中期,适量和过量施氮可显著促进源库规模的发展,并使甘薯茎叶生物量增加量分别显著提高35.5%~48.9%和73.4%~79.8%(P0.05),叶面积指数迅速达到4左右,而对根生物量增加量无显著影响(P0.05)。生长后期,施氮过多时(N32处理)茎叶鲜重持续增加,到收获时叶面积指数和蔓薯比分别达4.9~5.6和1.50~1.51,显著高于适量施氮处理时的3.3~3.5和0.58~0.64(P0.05);施氮过少时(N30处理)则反之,收获时不施氮处理的叶面积指数和蔓薯比分别为1.6~1.9和0.36~0.42,其中叶面积指数显著低于适量施氮处理(P0.05);不同施氮处理的单个薯重差异越来越大,适量施氮处理的单个薯重(218~345 g)显著高于不施氮(181~262 g)和过量施氮处理(160~285 g,P0.05),所以适量施氮处理的最终单株块根产量(1.02~1.20 kg)也高于不施氮处理(0.88~0.91 kg)和过量施氮处理(0.79~0.87 kg,P0.05)。表明,移栽前一次性基施氮的条件下,不施或少施氮有利于甘薯生长前期源库关系的提早建立,适量或过量施氮有利于甘薯生长中期源库关系的发展,而仅有适量施氮有利于维持甘薯生长后期的源库平衡。     

甘薯块根硬度与干物质含量的相关性

分别采用硬度测定法和烘干法,测试129份甘薯品种(系)块根不同部位的硬度值与干物质含量,构建甘薯各部位硬度与干物质含量的线性回归方程,以探讨甘薯硬度与干物质含量的关系,以及甘薯硬度与干物质含量分级标准。结果表明,129份甘薯材料的块根干物质含量与硬度均可划分为服从正态分布的5级,其平均分布频率为10.00%、19.12%、40.88%、20.88%和9.12%;甘薯不同部位硬度之间存在显著差异;其硬度值表现为径向切割心部径向切割中部轴向切割尾部轴向切割头部轴向切割心部轴向切割中部;甘薯硬度与干物质含量呈极显著正相关,以径向切割心部与径向切割中部硬度的平均值建立甘薯干物质含量与硬度间的回归方程为y=0.6743x+3.6184(20≤x≤60,R2=0.712192);用该回归方程验证20个样品集,计算所得干物质含量值与测定值相对误差为0.2%,表明该回归方程可用于准确、快速、低消耗测定甘薯块根干物质含量,指导甘薯育种实践。     

不同产量水平甘薯品种光合产物分配差异及其原因

选取我国北方薯区主栽的食用型甘薯品种龙薯9号、红香蕉、泰中6号、苏薯8号、遗字138和北京553,于2011—2012年2个生长季在山东农业大学农学试验站进行大田试验,研究不同产量水平甘薯品种光合产物的分配差异及其原因。在甘薯主要生长时期测定茎蔓各部位蔗糖含量和基部茎粗、在块根膨大过程中对功能叶进行13C标记,探索不同品种13C同化物分配特点,同时研究上述项目与收获指数和块根产量的关系。结果表明,高产品种龙薯9号、红香蕉、泰中6号和苏薯8号产块根均在60 t hm–2左右,而中、低产品种遗字138和北京553产块根在50 t hm–2以下。高产品种的收获指数显著高于中、低产品种。在块根膨大前期高产品种的块根成为光合产物的分配中心,而中、低产品种的块根则在块根膨大后期成为分配中心;在块根膨大前、中期,高产品种13C同化物在块根中的分配比例显著高于中、低产品种,即高产品种光合产物由功能叶向块根的转运能力强于中、低产品种。供试品种茎蔓基部的蔗糖含量均高于顶部,且中、低产品种的蔗糖浓度差大于高产品种;随着甘薯生长发育,中、低产品种茎蔓基部增粗速率高于高产品种。相关分析表明,块根产量与收获指数呈极显著正相关(r=0.98**,2011;r=0.93**,2012);块根13C分配率与块根产量和收获指数均呈显著正相关(0.87*和0.91**,2011;0.92**和0.99**,2012);生长中后期,基部茎粗与块根产量和收获指数均呈显著负相关(–0.78*和–0.83*;–0.88**和–0.95**)。块根成为光合产物分配中心的时间早、光合产物由功能叶向块根的转运能力强是高产品种收获指数显著提高的主要原因,而中、低产品种光合产物由叶片向块根转运能力差的主要原因是块根中光合产物卸载不畅。     

光、氮及其互作对超级粳稻产量和氮、磷、钾吸收的影响

大田条件下以超级粳稻南粳44和宁粳3号为材料, 设置2种氮肥水平(N10: 150 kg hm^-2, N20: 300 kg hm^-2)和3种遮光处理(L1: 不遮光, L2: 抽穗前遮光20 d, L3: 抽穗后遮光20 d), 研究光、氮及其互作对超级粳稻产量和氮、磷、钾吸收的影响。结果表明, 同一氮肥水平下产量呈现L1>L3>L2。其中, L2使植株在拔节至抽穗阶段及抽穗期的氮、磷、钾积累量显著下降, 主要由于L2显著降低了抽穗前期的根系α-NA氧化量及根干重, 导致根系吸收养分能力下降, 最终产量显著低于L1, 达30.58%~35.26%。L3使植株在抽穗至成熟阶段及成熟期的氮、磷、钾积累量显著下降, 主要由于L3显著降低了抽穗后期的根系α-NA氧化量及根干重。尽管在抽穗后随着植株根系逐渐衰老及机能下降, L3对根系、养分吸收及最终产量的影响要小于L2, 但最终产量依然显著低于L1, 达10.91%~18.47%。L2和L3条件下, 随着氮肥水平增加, 植株根系α-NA氧化量及根干重显著增加, 导致拔节至成熟期各阶段的氮、磷、钾积累量显著增加, 最终产量及氮肥利用率显著提高。由此可见氮肥施用能部分弥补弱光逆境对超级粳稻氮、磷、钾吸收及产量的影响。     

杂交大豆生殖生长期冠层生理及产量构成特征

以吉林省审定的杂交豆1号、杂交豆2号2个杂交大豆品种和同熟期常规品种吉育72和吉林30为材料,探讨生殖生长期杂交大豆高产冠层生理,分析产量构成特性,明确杂交大豆增产部分生理机制。结果表明,2010-2011年,杂交大豆比常规品种分别增产13.9%和16.7%。杂交大豆R6期以后叶片叶绿素含量,R2(始花期)~R7(成熟初期)期光合速率和R2~R4 (盛荚期)期叶面积指数均显著高于常规品种,2010年杂交豆1号和杂交豆2号最大叶面积指数分别为8.09和8.30,远高于常规大豆最大适宜叶面积指数,且生育后期叶面积指数没有陡然下降。杂交大豆品种R2~R7期生物产量均显著或极显著高于常规品种,生物产量平均积累速度和最大积累速度分别比常规品种高0.06 g d^–1和0.20 g d^–1,干物质积累速率加快时间和积累速率开始减缓时间分别比常规品种提前3.09 d和5.85 d,干物质积累早发优势显著。杂交大豆百粒重、主茎荚、粒重与常规大豆差异不显著,但分枝荚、粒重极显著增加。而杂交大豆R7期籽粒占生物产量比例和粒茎比与常规品种差异不显著。表明强大的冠层优势,快速的干物质积累和较高生物产量,是杂交大豆高产的生物学基础。     

氮磷钾硼肥施用对长江流域油菜产量及经济效益的影响

2006—2007年在长江流域10个冬油菜主产省(市)布置32个田间试验, 研究氮、磷、钾及硼肥施用对油菜籽产量的影响, 并对施肥经济效益进行了分析。结果表明, 氮磷钾硼肥配合施用处理(NPKB)平均产量为2 590 kg hm^-2, 与PKB、NKB、NPB、NPK及FFP(农民习惯)处理相比, 平均每公顷分别增收油菜籽1 055、727、253、337和639 kg;施用磷、钾及硼肥的增产幅度随土壤有效磷、钾及硼含量的升高呈现下降趋势;按试验年份的物价计算, 扣除肥料成本后, 施用NPKB效益达到7 274元 hm^-2, 与PKB、NKB、NPB及NPK处理相比, 每公顷经济效益分别增加2 868、2 139、434和1 076元, 其中施用氮、磷、钾肥产投比>2.0的试验数分别占总数的87.5%、87.5%和50.0%。研究结果显示, 长江流域冬油菜施用氮磷钾硼肥增产、增收效果显著, 氮磷钾硼配合施用技术可以进行大面积推广应用。     

Screening Wheat (Triticum spp.) Genotypes for Root Length under Contrasting Water Regimes: Potential Sources of Variability for Drought Resistance Breeding

Screening for root traits has been one of the most difficult areas to practise over large number of genotypes. Hydroponic systems enable easy access to roots while high‐molecular weight polyethylene glycol (PEG) is used to induce water stress. A total of 838 genotypes were evaluated for root length in a hydroponic trial under PEG‐induced stress and non‐stress growing conditions. Augmented complete block design with seven blocks and six standard control varieties was used. Root length differences were highly significant (P < 0.01) under both stress and non‐stress growing conditions among genotypes. Osmotic stress has caused an average reduction of 54 % in root length. Among the genotypes, root length ranged from 1.4 to 13.3 cm under stress, and 4.4 to 23.3 cm under non‐stress conditions, respectively. The best control variety for drought resistance was significantly (P < 0.05) outperformed by four new entries namely Colotana 296‐52, Compare, Santa Elena and Tammarin Rock, while the shortest roots were measured on genotypes Aus 16356, Elia, Camm, Portugal 3, and Sentinel. Differences among ploidy levels, domesticated and wild forms were also significant (P < 0.05). Hexaploid wheat showed significantly longer roots in both growing conditions while wild tetraploids showed the shortest roots under stress. There was a change in the ranking of genotypes under the two water regimes, which indicates the difficulty of selecting drought resistant varieties under optimum environments.     

在铀尾渣污染土中壤添加磷对植物生长及积累重金属的影响

在重金属污染土壤中添加化学稳定剂,可降低重金属的生物有效性,阻控重金属进入食物链。设计盆栽试验,在铀尾渣污染土壤中添加不同浓度的磷肥(0、30、60、120、240和480 mg kg^-1),调查磷对芥菜型油菜(Brassica juncea)和甘蓝型油菜(B. napus)的生长及植株积累重金属铀、镉、锌和铅含量的状况,分析添加磷肥前后植株内磷含量和土壤重金属DTPA提取态含量的变化。结果表明,添加磷肥前,铀尾渣污染土壤总氮、总磷、总钾和有机质的含量低,铀、镉、锌和铅的含量高,对两种油菜的生长有抑制作用;添加磷肥后,两种油菜体内磷含量增加,污染土壤中的铀、镉、锌和铅的DTPA提取态含量显著降低,其降幅分别为17.1%~70.5%、24.0%~57.6%、8.9%~32.4%和8.6%~55.8%;大幅度降低两种油菜体内的铀、镉、锌和铅含量,其含量与土壤中这些重金属DTPA提取态含量显著正相关;显著增加两种油菜的干重、株高、根长和叶绿素含量,显著降低其体内的SOD活性和MDA含量。因此在铀尾渣污染土壤中添加磷可有效减少重金属在油菜体内积累,降低重金属沿食物链传递的风险。     

减少化肥配施有机肥对滴灌棉花N、P吸收和产量的影响

施用有机肥是作物增产和提升地力的有效途径。本试验在连续定位施肥的第3年,研究了常规单施化肥(CF)和化肥减量20%~40%、配施3000~6000 kg·hm-2不同种类的有机类肥料对棉株干物质质量,产量,氮、磷吸收量,土壤保水性以及养分利用率的影响。结果表明,与单施化肥相比,减化肥配施有机肥各处理的生物量在蕾期、铃期和吐絮期分别增加4.3%~30.0%、16.8%~35.1%和18.5%~38.8%;棉花产量在第3年提高了6.9%~18.5%,其中施用6000 kg·hm-2生物有机肥获得最高产,子棉产量为7578 kg·hm-2。施用有机肥能增加棉株对氮、磷养分的吸收,且显著提高了氮肥利用率(P0.05)以及田间持水量,生物有机肥对磷肥利用率的提高优于普通有机肥。     

木薯物质累积特征及其施肥效应研究

以传统品种华南205及新育品种华南5号为材料,通过田间试验,研究了木薯生物量与产量累积规律,探讨了品种改良及施肥措施对木薯物质形成规律的影响。结果表明,不同品种生物量累积动态相似,生长前期生物量累积缓慢,且以地上部分为主,到8月中下旬块根快速生长,物质累积速率迅速提高,累积重心由地上部逐渐转移到地下部; 不同品种间物质累积速率及分配比例有所差异,分枝早且多、茎叶生长旺盛的大株型品种(华南5号)物质累积速率大于小株型品种(华南205),但地上部分生物量比例相对较高,降低了收获指数。氮素是木薯物质形成累积的主要养分限制因子,其次是钾素,磷素影响最小。氮、磷、钾配合施用(1.0∶0.4∶1.0)可显著提高木薯物质累积速率及产量,不同木薯品种物质累积对施肥依赖程度不同,可能与品种的营养需求量、根系发达程度有关。