缺铁条件下磷素水平对不同磷效率大豆农艺性状的影响

为给缺铁地区磷肥的合理施用提供理论依据,以磷高效和磷低效基因型大豆为材料,采用砂培方式研究不同磷/铁处理对不同磷效率大豆生物学性状的影响,分析农艺性状与大豆植株磷、铁性状的关系,以及磷、铁性状对单株粒重的影响,并利用因子得分综合评价磷高效和磷低效基因型对不同磷/铁处理的响应.结果表明:磷高效基因型大豆在R5期的株高、茎粗、单株叶面积、叶片干重、茎干重、荚干重、地上部干重和根系干重的最高值均出现在磷/铁为300:30处理下.典型相关分析表明,磷高效基因型大豆R5期的地上部干重与R8期籽粒铁/磷浓度比呈正相关关系;磷低效基因型大豆R5期的地上部干重与R3期叶片磷浓度呈正相关关系.磷高效和磷低效基因型的单株粒重均与R8期籽粒铁浓度有关,但R8期籽粒铁浓度对两种基因型的作用相反,表明R8期籽粒铁浓度是影响低铁条件下不同品种单株粒重差异的重要指标.利用因子得分综合评价发现,磷/铁为1～10时,随着磷/铁比值的增大,磷高效基因型大豆的ACE值随之升高,而磷低效基因型大豆的ACE值随之下降.综上,缺铁胁迫下,磷高效基因型大豆在磷/铁为300∶30处理下的综合表现最好,磷低效基因型大豆在磷/铁为30:30处理下的综合表现最好.     

水磷互作对不同磷效率基因型大豆苗期生理生化指标的影响

以不同磷效率基因型大豆黑河27、黑河29为试验材料,通过盆栽试验,在控制水磷的条件下,研究了不同磷效率基因型大豆的细胞膜透性、丙二醛积累、保护酶活性(SOD、POD)、水分状况以及根系活力等差异.结果表明,在磷和水分供应充足的情况下,2个基因型大豆生理活性表现极强.低磷和干旱胁迫下,黑河27以较高的根系活力、SOD和POD酶的生理活性,大幅度降低细胞膜透性来抑制和减少低磷和干旱胁迫所造成的不利影响,从而提高磷素营养和水分利用效率,而黑河29主要通过增加根系面积等形态变化来适应低磷和干旱胁迫,这就决定其适应在供磷充分条件下生长.磷高效基因型改善了大豆体内水分状况,提高了大豆的耐旱能力.     

河北大豆地方品种耐低磷种质筛选

对97份河北省大豆地方品种在2个磷梯度下的苗期耐低磷特性分析表明,植株总生物量、地下部生物量、地上部生物量、地下部磷含量、地上部磷含量、总磷含量和根冠比7个指标的相对值存在较大的基因型差异.经相关分析和逐步回归分析发现,相对总生物量和总磷含量与其它指标问存在显著相关关系,二者比值(植株磷效率)可作为磷胁迫下耐低磷大豆品种的筛选指标.以相对植株磷效率为指标进行聚类分析,将材料分为耐低磷、中间类型和不耐低磷3类,并筛选出"皮狐狸"和"本地黑"2个高耐低磷大豆品种.     

供磷水平对不同磷效率基因型大豆生物量积累及分配影响

以高磷效和低磷效基因型品种为材料,采用土壤盆栽法,研究了不同供磷水平对大豆生物量积累及分配的影响。结果表明:苗期磷高效基因型品种地上部(茎、叶)的生物量在施磷处理P640达到最高,磷低效基因型品种地上部(茎、叶)的生物量随着施磷量的增加而显著增加。随着供磷水平的提高,磷高效基因型大豆品种的根冠比值大于磷低效基因型大豆品种;花期磷高效基因型品种茎、叶、根干重在施磷处理P320达到最高,磷低效基因型品种茎、叶、根的干重随着施磷量的增加而显著增加;结荚期磷高效基因型品种的叶干重在施磷处理P640达到最高,根干重在施磷水平P320达到最高,茎干重随着施磷水平的提高而显著升高。磷低效基因型品种的茎、叶、根干重随着施磷量的增加而增加,荚干重在处理P640处达到了最高值,不同磷效基因型品种随着施磷量的增加根冠比值大体呈现降低趋势;鼓粒期不同磷效基因型品种随着施磷量的增加荚干重、叶干重、茎干重均有所增加。磷高效基因型品种相同施磷水平下生物量呈现荚≥茎≥根≥叶。磷低效基因型品种在高磷处理下叶干重大于根干重,并且根冠比值较低磷处理时显著降低。     

低磷胁迫对大豆根系生长特性及分泌 H+和有机酸的影响

以不同基因型大豆nf37和冀黄13为材料,水培法研究大豆根系周围的酸化现象,并通过对大豆根干重、根冠比以及植株中磷含量的测定来探讨不同基因型大豆对枸溶性磷肥的利用效率。结果表明,低磷胁迫下,不同基因型大豆的根系均能主动向外界环境分泌H+;经HPLC分析得出,柠檬酸、草酸、酒石酸和苹果酸是主要分泌的有机酸;当向培养介质中添加枸溶性磷肥后,不同基因型大豆均可有效利用这一难溶性磷肥。无论是H+分泌量、有机酸分泌量还是对枸溶性磷肥的利用效率,耐低磷基因型大豆（nf37）都显著高于磷敏感基因型大豆（冀黄13）。表明,低磷胁迫均导致不同基因型大豆根系向介质中分泌H+和有机酸,同时还诱导大豆根系的加速生长,各项指标在耐低磷和磷敏感大豆基因型之间表现出显著差异,这可能是不同基因型大豆对枸溶性磷肥吸收、利用效率不同的原因。     

不同磷效率大豆干物质积累、光合生理特性及产量的研究

利用不同磷效率基因型大豆品种,采用盆栽控制磷供应量,探讨其同化物积累及光合生理特性与产量性状的差异。结果表明:磷高效品种在低高磷处理下,相对干物质量比较高,能达0.9左右,而磷低效品种多在0.6左右;在低磷处理下,磷高效品种的净光合速率Pn均大于高磷处理,磷低效品种则小于高磷处理;高磷处理使气孔导度Cond、胞间CO2浓度(C i)、蒸腾速率(Tr)增加;低磷处理加强大豆叶片水分利用率(WUE);磷高效品种低高磷处理下产量比在0.9左右,磷低效品种仅为0.62。因此,可以将低高磷下干物质量比和产量比作为筛选不同磷效率基因型大豆的指标。     

不同供钾水平下春大豆的磷积累和利用

试验研究了不同供钾水平下9个春大豆基因型的磷积累和利用特性，结果表明，R7期植株各器官磷浓度和磷积累量皆以种子为最高，其次为叶片和茎秆。施钾可提高叶片和茎秆的磷浓度，增加所有地上部器官的磷积累量，其中茎秆的磷积累量达到显著水平。不同基因型间各器官磷浓度的差异均达显著或极显著。施钾可使植株地上部磷效率比略增，但降低种子磷效率比及显著地降低磷收获指数。不同基因型问磷利用效率参数的差异均达极显著。本研究提出了在低钾条件下采用种子磷效率比和磷收获指数作为高养分利用率筛选标准的观点。     

二氢茉莉酸丙酯浸种对大豆磷吸收和同化效率的影响

以磷高效大豆BX10和磷低效大豆BD2为材料进行水培,比较了品种间磷的吸收和同化效率差异以及二氢茉莉酸丙酯浸种（PDJ）对磷的吸收和同化的调控效果。低磷减少大豆干物质和P的积累,BD2减幅大于BX10;低磷通过增加根系活跃吸收面积、Imax和α值,减小Km、Cmin和β值来提高磷的吸收和运输能力,不论在正常和低磷条件下,BX10都比BD2具有更强的P吸收能力,BX10比BD2根系活跃面积大,但吸收动力学参数并没有优势。低磷胁迫增强了P同化到干物质,BX10增幅大于BD2。低磷胁迫下,PDJ预处理促进大豆干物质和P的积累,对根系的效果好于地上部,对BD2的效果好于BX10。PDJ预处理增加了低磷胁迫大豆根系活跃吸收面积,但吸收动力学参数并没有改善,对磷的同化效率影响也不大。二氢荣莉酸丙酯浸种可以增加低磷胁迫大豆根系活跃吸收面积、同步增强磷吸收进而增加干物质积累。     

磷素对不同磷效率基因型大豆根系养分吸收特性的影响

以两类不同磷效率基因型大豆(磷高效品种锦豆33和辽豆13,磷低效品种铁丰3号和锦8-14)为试验材料,设3个磷浓度用量(0,82.5,165 kg·hm-2),测定大豆根系氮、磷和钾的百分含量和积累量,考察磷素对不同类型大豆根系养分吸收特性的影响和磷高效基因型大豆根系N、P、K吸收动态特征。结果表明:在低磷处理下,鼓粒期和始熟期磷高效品种根系氮的百分含量显著高于磷低效品种;除分枝期外其它生育时期磷高效品种的根系磷的百分含量均高于磷低效品种的,平均高41.4%;整个生育期磷高效品种根系钾的百分含量均高于磷低效品种的,平均高84.8%。磷高效品种的磷和钾的积累量也均高于磷低效品种的(平均高73.3.7%和122.9%)。与低磷相比,中磷和高磷处理能显著增加磷低效品种的根系氮、磷和钾的积累量,而磷高效品种则相对变化较小,即使在较低的磷浓度下其根系也能吸收较多的氮、磷和钾。     

磷素营养变化对大豆磷素积累及产量和品质的影响

以黑农48大豆品种为供试材料,采用砂培法,通过大豆生育期间淋浇不同的磷素水平营养液,研究了磷素营养水平变化对大豆植株磷素积累量及产量和品质的影响。结果表明:全生育期低磷处理(P1)的大豆植株中磷素积累总量(391.5 mg·盆-1)明显低于高磷处理(P31)(988.2 mg·盆-1),其它处理无论是先高磷后低磷还是先低磷后高磷全株磷积累量都与高磷处理的时间成正比。R1~R5期是植株磷积累最敏感的时期;籽粒磷素积累量占全株磷素总量的比例,比其它器官所占比例都要高。高磷时间越长磷素分配到籽粒中的比例就越低,磷营养不足时植株会优先满足籽粒对磷的需求。R1期以前磷营养水平决定株高和节数。大豆粒数、百粒重、产量以及大豆籽粒中蛋白质和脂肪的含量会随着高磷时间的增加而增加。V3~R1期高磷对产量的提升作用最大,R1~R5期是低磷胁迫最为敏感的时期。大豆前期磷素营养充足对后期产量形成有后效,前期磷素营养不足,后期施充足的磷素对产量形成有一定的补偿作用。     

巴西大豆资源及其在华南地区衍生品种的磷效率评价

南方酸性红壤中有效磷含量低是限制大豆生产的不利因素之一,选育磷高效品种是最有效的途径。采用高、低磷土壤盆栽试验,利用冠干重、根干重、冠磷含量、根磷含量、植株磷吸收量、根长、根表面积、根体积、磷利用效率和磷吸收效率等10个性状对5个巴西大豆和11个由其与桂早1号育成品种的磷效率进行了评价,进一步利用主成分和隶属函数对19个大豆品种的磷效率做综合分析,结果发现,除巴西13号和巴西9号外,其他巴西大豆资源磷效率性状均优于桂早1号。由巴西大豆与桂早1号衍生育成的品种华夏5号、桂夏豆2号也优于其双亲,表现正向超亲遗传;衍生育成的品种华夏1号和华夏3号介于其双亲间;其余衍生育成的品种低于双亲,表现负向超亲遗传。结果表明大部分巴西大豆资源在磷效率性状方面存在明显优势,可在改良华南地区大豆品种的磷效率方面发挥作用。         

甘蓝型油菜不同基因型幼苗磷营养差异的研究

以对低磷敏感性不同的甘蓝型油菜进行营养液培养，研究施磷和不施磷条件下不同基因型油菜苗期生长及磷营养等方面的差异。结果表明，在不同施磷处理中，不同基因型油菜外部形态，生物量和根冠比存在明显差异；磷营养影响不同基因型油菜的磷吸收和分配，以及地上部氮，钾，钙，镁的吸收。     

磷胁迫下大豆叶片及根系酸性磷酸酯酶酶谱的研究

通过营养液栽培试验,研究了低磷胁迫下4种不同磷效率基因型大豆叶片和根系的酸性磷酸酯酶(APase)同工酶的酶谱和活性变化.结果表明,大豆叶片和根系APase同工酶含量在低磷处理第10 d、20 d、30 d均比对照高,酶谱染色加深和谱带条数的增加,说明低磷胁迫增加该酶活性,磷高效基因型酶活性升高的幅度大于磷低效基因型.     

苗期甘蔗氮高效基因型评价指标的筛选

本研究通过低氮压力选择,筛选出甘蔗氮高效种质,分析影响甘蔗氮高效的重要指标,为甘蔗氮高效育种及栽培提供理论依据。以58份甘蔗种质资源为材料,在苗期采用正常供氮（2 mmol/L N）和低氮（0.2 mmol/L N）处理,分析甘蔗植株形态、干重及氮素在各器官中累积分配的特征。通过主成分分析方法筛选影响甘蔗氮高效利用的重要指标,通过聚类分析对58份种质进行聚类。结果表明,低氮（0.2 mmol/L N）处理可以明显从植物形态区分不同种质的氮利用差异,58份种质低氮条件下的干重范围为0.64~14.75 g/株,氮累积量为5.53~63.00 mg/株,氮利用率范围为115.40~279.30 g/g。对低氮压力下甘蔗干重及氮累积等25个指标进行主成分分析后,提取出4个主要成分,总贡献率为92.35%。通过高、低氮条件下与氮利用效率有关的氮转移系数及基因潜力等19个指标分析后提取出5个主成分,总贡献率为82.21%。影响甘蔗氮高效的重要指标有甘蔗的干重（全株、叶、根）、氮累积量（全株、叶、茎）、氮利用率（全株、叶）、叶的相对氮利用率、茎的基因潜力、茎的相对干物质量和茎的相对氮累积量。经聚类分析后初步将58份甘蔗种质分为氮高效基因型、偏氮高效基因型、偏氮低效基因型和氮低效基因型。     

不同基因型大豆磷镁养分互作效应初探

为了探究不同大豆基因型对磷和镁互作的响应，从而在养分缺乏条件下，指导磷和镁肥施用，提高大豆产量，通过盆栽试验，对磷高效大豆基因型HN89和磷低效大豆基因型HN112进行了高低磷（高磷500μmol/L，低磷25μmol/L KH2PO4）处理以及高低镁（高镁1 000μmol/L，低镁0μmol/L MgSO4·7H2O）处理，分析了大豆的生长情况和根系形态指标的变化，并且测定了植株对磷、镁、钾和钙的吸收情况。结果表明，磷是限制大豆生长的主要因素，增加磷的施用，能改善大豆的生长状况，增加生物量，磷处理显著影响大豆的地上部镁含量、钾含量和钙含量；而镁处理显著影响大豆对镁和钙的吸收，但对钾的吸收没有影响。同时，磷和镁处理对大豆镁吸收的影响存在显著的交互作用，低镁处理下，增加磷的供应只能够显著增加磷高效基因型植株体内镁含量，而在高镁处理下，增加磷的供应，无论磷高效还是磷低效大豆基因型的植株体内镁含量均显著增加。相关性分析结果表明，磷低效大豆HN112地上部镁含量与磷含量存在显著的正相关关系，表明磷能促进镁的吸收，磷镁存在互作；并且地上部的镁含量与钾和钙含量之间也只在磷低效大豆HN112中呈显著正相关关系，表明，镁与磷、钾、钙的互作受大豆基因型的影响。因此，在农业生产中，选择适宜的大豆品种，并进行磷、镁肥的合理配合施用，更有利于大豆高产高效的栽培。     

难溶性无机磷酸盐对大豆苗期根系生长的影响

为了研究不同难溶性磷(钙磷,铝磷和铁磷)与大豆根系生长的关系,以田间筛选试验为基础,采用室内砂培与水培相结合的栽培方法,分别对磷高效基因型(东农44和东大1号)和磷低效基因型(黑河13和黑河24)大豆苗期根系生长进行比较。结果表明:4个基因型大豆利用难溶性磷酸盐的能力存在显著差异。难溶性磷源条件下,各基因型大豆的根干重、根冠比、总根长、根总表面积比对照处理均有显著增加,而根系全磷浓度、磷含量和平均半径均减小。磷高效基因型大豆在各处理下的根长和根表面积均大于磷低效基因型,但磷高效基因型部分性状的适应性未表现出优势。     

新疆冬小麦苗期耐低磷指标的筛选

为了筛选快速评价冬小麦苗期耐低磷性的指标,测定了两种磷素水平下15个冬小麦品种苗期的株高、根长、根数、根干重、茎干重、植株磷积累量等6项生理指标.相关分析和通径分析表明,茎干重和根干重对植株磷积累量有极显著的直接作用,茎干重是影响植株磷积累量的最重要的性状;通过主成分分析可将6个单项生理指标综合成3个相互独立的综合指标,小麦在低磷条件下的适应性与植株干物质特征最为密切.本研究结果表明,植株磷积累量、茎干重、根干重、根数可以作为小麦苗期耐低磷基因型快速筛选的指标.     

Screening and identification of soybean varieties with high phosphorus efficiency at seedling stage

In order to simplify the workload and find a reliable method for screening soybeans with different phosphorus(P)efficiencies,47 soybean varieties were screened from 90 varieties according to yield under normal phosphorus,and 10 indicators including root phenotype,phosphorus utilization efficiency at the seedling stage and yield were measured.Through single-index cluster analysis,the performance value and relative value of the abovementioned indexes under low-phosphorus conditions were analyzed,and then,the combined indexes were analyzed by principal components method.The membership function method and the cluster analysis method was used to calculate and analyze the comprehensive score value.Three indexes of root P utilization efficiency(X₁),relative value of root P utilization efficiency(X₂),and root volume(X₃)under low P at the seedling stage were selected as the most consistent with the yield screening results under low P condition,and the mathematical model of the comprehensive score value was obtained:D=1.218X₁t 0.320X₂t 0.007X₃-0.664(P=0.000,R²=1.000).The comprehensive score can screen and identify the P efficiency of soybeans with fewer indexes in the early growth stages,which provides a more rapid and reliable mathematical model for screening and identifying a larger number of germplasm resources for P efficiency.     

低分子量有机酸对大豆根系形态和磷素吸收积累的影响

采用砂培试验研究了几种低分子量有机酸(柠檬酸、草酸、苹果酸和三种酸的混合)对根系形态和磷素吸收积累的影响.结果表明:不同有机酸处理均显著降低了大豆根系生物量和根冠比,同时使根长、根表面积和根体积均显著降低,而且随着有机酸浓度的增加抑制作用加强,几种有机酸混合后,抑制作用也相对增强,表明不同有机酸处理均抑制了大豆根系的生长,同时使大豆根系的竞争能力降低.几种有机酸处理均降低了大豆对磷素的吸收积累,从而降低了大豆对磷素的吸收效率,但磷利用效率增加.     

油菜不同类型品种磷效率特性研究

在鄂东南有效磷缺乏的红黄壤稻田土壤条件下，以我国1508份油菜品种资源预选核心品为材料，研究磷营养水平对不同类型油菜生长发育和产量的影响。试验结果表明，低磷条件下不同类型油菜品种苗期植株生长量和籽粒产量差异较大，甘蓝型、白菜型和芥菜型油菜分别只有48％、43％和15％的品种能正常生育获得种籽，50％以上的品种于苗期和生长期死亡或不能正常开花结实。施磷处理的油菜能正常生长收获种籽，但不同类型和不同品种的苗期干物重及籽粒产量差异较大。