克氏原螯虾的生理生态学研究 I.标准代谢

对克氏原螯虾(Procambrusclarkii)的耗氧率、二氧化碳排出率及氨氮排泄率进行了测定,并研究了能源物质的供能比。结果表明,体重(22.25±14.35)g的克氏原螯虾在水温(20.0±0.5)℃时,耗氧率为(0.191±0.081)mg·g-1·h-1,CO2排出率为(0.207±0 085)mg·g-1·h-1,NH3-N排泄率为(0.669±0.199)μg·g-1·h-1,能耗率为(2.94±1 19)J·g-1·h-1;试验虾代谢中蛋白质、碳水化合物和脂肪提供的能量比为2.7∶29.9∶67 4;耗氧率(R0)与体重(m)负相关,关系式为R0/(mg·g-1·h-1)=1.3565(m/g)-0.6882。     

铝毒和低磷胁迫对水稻幼苗生长·根系有机酸分泌的影响

[目的]为明确低磷、铝毒单独及复合胁迫下,不同水稻品种生理响应的差异。[方法]采用营养液培养试验,以秀水132(耐铝型)和甬优8号(铝敏感型)为材料,研究了各胁迫下幼苗干物质积累、光合能力和根系有机酸分泌量。[结果]低磷、铝毒胁迫下根系和地上部干重、叶绿素含量、光合速率、气孔导度和蒸腾速率均显著下降。低磷铝毒复合胁迫下幼苗干重及光合参数值均显著低于单一胁迫处理;酒石酸、苹果酸、柠檬酸和乙酸是根系各处理下分泌的主要有机酸。低磷、铝毒胁迫下根系乙酸、苹果酸和柠檬酸分泌量增加,复合胁迫时根系3种有机酸的分泌量高于单一胁迫处理。低磷、铝毒胁迫下水稻幼苗干重、光合能力及根系有机酸分泌存在显著的基因型差异。各胁迫下甬优8号植株干重和光合参数的下降幅度高于秀水132,而秀水132根系有机酸分泌量的增幅大于甬优8号。[结论]低磷铝毒复合胁迫引发水稻幼苗更严重的生理代谢抑制,以甬优8号表现更明显;复合胁迫下根系有机酸分泌量高于单一胁迫,以秀水132增幅更大。     

大豆根缘细胞对Al3+毒害的响应

【目的】研究大豆根缘细胞发育的生物学特性和对Al3+毒害的响应，为提高大豆的耐铝性提供理论依据。【方法】以浙春3号和辽鲜3号为材料，采用悬空气培法，研究大豆根缘细胞产生的数目、活性随根长的变化及Al3+毒胁迫下根缘细胞形成和释放的难易程度。【结果】大豆根冠周围新形成的根缘细胞呈圆形，随着生长逐渐发育成椭圆形或矩形或长条形。当根长为15～25 mm时，根缘细胞数目达最大值，浙春3号约3 000个，辽鲜3号约3 800个。去根缘细胞的大豆分别用100、200、300、400 µmol•L-1 Al3+溶液喷洒根尖，根缘细胞的数目和活性明显低于0 µmol•L-1Al3+溶液喷洒的处理，且Al3+浓度越高，根缘细胞数目和活性下降幅度越大。200 µmol•L-1 Al3+、300 µmol•L-1 Al3+处理4 h，两个大豆品种的PME活性明显升高，400 µmol•L-1Al3+处理后PME活性均有明显下降。这说明高浓度Al3+不利于根缘细胞的形成和释放，降低细胞活性和PME活性，辽鲜3号的根缘细胞对Al3+胁迫反应更为敏感。【结论】Al3+毒害时，维持较高根缘细胞的数目、活性及PME活性是抗性品种耐铝毒的重要途径。     

低钾胁迫下不同大豆品种钾吸收利用效率的差异分析

探讨低钾胁迫下不同大豆品种钾吸收利用效率的差异,为培育钾高效率基因型大豆品种提供理论依据。以钾不敏感型大豆品种沈农6号、GD1617和钾敏感型大豆品系铁95079-2、铁95068-5为供试材料,设低钾和高钾2个处理,测定各生育时期干物质重和各器官的含钾量,比较不同大豆品种不同处理间的差异。结果表明:在低钾条件下,低钾不敏感型大豆沈农6号和GD1617植株地上部和根系的含钾量在各生育时期均表现为与高钾处理的植株比较接近,且成熟期无论是籽粒、荚皮,还是茎秆,均表现了相对较高的含钾量,分别为籽粒1.12%和1.01%、荚皮0.84%和0.76%、茎秆0.62%和0.56%,钾利用效率(64.8 g.g-1和65.8 g.g-1)和钾经济效率比(78.3 g.g-1和79.9g.g-1)亦均较高;而低钾敏感型大豆铁95079-2和铁95068-5各指标则表现相反,两品种含钾量分别为籽粒0.76%和0.88%、荚皮0.33%和0.38%、茎秆0.23%和0.16%,钾利用效率分别为57.8 g.g-1和61.9 g.g-1,钾经济效率比分别为68.2 g.g-1和70.6 g.g-1。说明低钾不敏感型大豆对钾肥的吸收利用效率较高,而低钾敏感型大豆较低。     

丛枝菌根真菌和根瘤菌对蚕豆吸收磷和氮的促进作用

以有机磷为磷源 ,采用盆栽试验研究了接种根瘤菌、AM真菌和双接种对蚕豆 (ViciafabaL .)吸收磷和氮的影响。双接种和单接AM真菌蚕豆株高、叶绿素含量、根瘤数和根瘤质量显著增加 ,生物量比对照增加 2 1 5 %和 2 0 7% ;双接种比单接AM真菌蚕豆菌根侵染率提高 12 0 % ;相对于对照 ,双接种使根际土壤酸性和碱性磷酸酶活性分别由 0 6 9和 0 39增加到 1 30和 0 5 4 μmol·g-1·h-1,磷和氮吸收速率提高 5 0 9%和 2 2 0 % ,吸收有机磷和氮分别增加 6 3 9%和 4 4 8% ,高于单接AM真菌。菌根真菌和固氮微生物双接种对改善作物生长有重要意义。     

高光效大豆品种光合作用的日变化

 以高产大豆品种黑农 37为对照 ,观察高光效大豆品种黑农 4 0、黑农 4 1光合作用的日变化 ,发现 :(1)在饱和光强、适宜温度条件下 ,高光效大豆品种和高产品种的光合速率和暗呼吸存在明显差异。高光效品种的光合速率 (Pn)大于高产品种 ,高产品种的暗呼吸 (DR)强于高光效品种 ;(2 )高光效品种和高产品种的光补偿点差异不大 ,光合速率接近零时 (光补偿点 )的光子通量密度 (PFD)均在 36 0 μmol·m-2 ·s-1左右 ;(3)在PFD >190 0的饱和光强下 ,高光效品种和高产品种均出现光抑制现象 ,光合速率日变化表现为双峰曲线 ;(4)高光效品种比高产品种光抑制作用弱 ,高光效品种出现光抑制的临界温度高于高产品种     

克氏原螯虾的生理生态学研究

对克氏原螯虾(Procambrus clarkii)的耗氧率、二氧化碳排出率及氨氮排泄率进行了测定,并研究了能源物质的供能比.结果表明,体重(22.25±14.35) g的克氏原螯虾在水温(20.0±0.5) ℃时,耗氧率为(0.191±0.081) mg*g-1*h-1,CO2排出率为(0.207±0.085) mg*g-1*h-1,NH3-N排泄率为(0.669±0.199) μg*g-1*h-1,能耗率为(2.94±1.19) J*g-1*h-1;试验虾代谢中蛋白质、碳水化合物和脂肪提供的能量比为2.7∶29.9∶67.4;耗氧率(R0)与体重(m)负相关,关系式为R0/( mg*g-1*h-1)=1.356 5(m/g)-0.688 2.     

钾对病毒侵染后烟草叶片内源保护酶活性的影响

本研究以不同钾水平的烟株为材料 ,通过病毒侵染后叶片内源保护酶活性的变化 ,探讨了烟叶含钾量提高后对烟株抗病性增强的原因。1　材料与方法1 .1　试验材料用烤烟栽培种 NC89作为供试品种。采用盆栽试验 ,供试的塑料盆装入过筛 (孔径为3mm)后的土壤 1 kg。试验土壤为粘盘黄棕壤 :有机质含量 0 .89% ,碱解氮 72 .2 μg·g- 1 ,有效磷 ( P2 O5) 1 8μg· g- 1 ,速效钾 ( K2 O) 1 40 μg· g- 1。 K处理 :按每公斤土 0 .1 g N;0 .2 gP2 O5 和 0 .2 g K2 O比例拌入硝酸铵、过磷酸钙和硫酸钾 ;-K处理 :氮、磷用量相同 ,不施钾肥。每盆植…     

种植夏季豆科作物对旱地氧化亚氮排放贡献的研究

 就大田条件下种植夏季豆科作物对农田土壤氧化亚氮 (N2 O)排放影响的研究表明 ,以N2 O N的平均排放通量表示 ,花生处理为 2 5 .9μg·m-2 ·h-1,显著高于大豆处理的 2 1.2 μg·m-2 ·h-1,以非豆科作物旱稻处理最低 ,只有 18.4μg·m-2 ·h-1;以N2 O N的季节排放量表示 ,大豆处理显著高于花生 ,二者又都极显著高于旱稻 ,分别为0 .77、0 .70和 0 .5 5kg/ha。结果还表明 ,以N2 O的排放量占施用氮肥的百分比表示 ,大豆、花生和旱稻分别为0 .6 5 %、0 .33%和 0 .13%。豆科作物N2 O的排放量显著高于非豆科作物 ,豆科作物是农田N2 O排放的重要来源之一。     

缺磷对紫云英根系分泌物产生及难溶性磷活化的影响

【目的】探讨紫云英根分泌物对难溶性磷活化、吸收能力,以及不同紫云英基因型对难溶性磷活化差异。【方法】采用Hoagland营养液培养并收集紫云英根分泌物,经旋转蒸发仪减压、浓缩后,进行难溶性磷活化试验,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】缺磷胁迫下,不同基因型紫云英根半径减少,而根冠比和根比表面积较供磷有显著提高。紫云英根系分泌的有机酸有草酸、酒石酸、柠檬酸、苹果酸等,但主要为草酸;缺磷条件下,不同基因型紫云英分泌草酸存在显著差异,且各有机酸分泌量显著高于供磷时的分泌量。闽紫1号、浙紫5号和闽紫6号分泌的各种有机酸量明显高于余江大叶和弋江籽分泌的量。缺磷和供磷下,紫云英根系分泌物对难溶性Al-P和Fe-P都具有一定的活化能力,其活化值（P）分别为36.40-157.39 μg•g-1、32.20-139.42 μg•g-1,缺磷根系分泌物对难溶性磷的活化量高于供磷处理,而且Al-P的活化能力略高于Fe-P。通过活化模拟试验,也证实不同有机酸可活化难溶性Al-P、Fe-P且差异显著。【结论】缺磷胁迫能促进紫云英分泌有机酸,显著增加对难溶性磷的活化效果;基因型之间紫云英对磷的活化效果差异较为明显,显现出紫云英品种间的差异性;栽培紫云英有利于改善南方红壤地区缺磷土壤磷素养分循环。然而科学地评价有机酸对Al-P和Fe-P的活化能力还有待于进一步研究。     

种植密度和种植方式对超高产大豆根系形态和活力的影响

【目的】比较种植密度和单播、混播种植方式对大豆超高产品种和普通品种根系形态和活力的影响。【方法】于2012和2013年在盆栽条件下,研究不同种植密度和单混种植处理对超高产品种辽豆14、中黄35和普通品种辽豆11根系形态、根系活力和伤流成分的影响。采用随机区组试验设计,种植密度设3个水平（3株/盆、6株/盆和9株/盆）,2个种植类型（单一种植方式：各品种单播;混合种植方式：同一盆中各品种按1﹕1种植）。在大豆的开花期 （R2）、鼓粒中期（R6）和生理成熟期（R8）取样,将根系从土中取出,反复冲洗, 利用根系扫描仪WinRhizo Program（Re．gent Instruments Inc．Canada）对样根进行扫描测量,测定单株总根长、根表面积和根体积;根系活力用TTC法（甲醇浸泡法）测定;伤流液用重量法收取;伤流液中的磷用钼酸铵比色法测定（UV-2450）,钾用火焰光度计（PEAA800）测定,可溶性糖用蒽酮法测定;由超高产品种在混播、单播处理下根系性状的比值除以普通品种在混播、单播处理下根系性状的比值得到超高产品种相对于普通品种的根系竞争比率（RCR）,RCR＞1表示超高产品种比普通品种的根系竞争力强。【结果】超高产品种和普通品种大豆的根系形态性状、根系活力和伤流成分在密度和种植方式间均存在显著差异。整个生育期,不同品种大豆的根系形态性状和根系活力均在鼓粒期达到最大,伤流量和伤流成分的最高值则出现在开花期。鼓粒期至成熟期,超高产品种的单株根长、根体积普遍高于普通品种,单播和混播处理下,分别较普通品种高出8.2%、10.4%和53.9%、34.6%。超高产品种的根系活力较强,而且具有较高的伤流量和伤流成分,3种密度水平下,超高产品种的平均伤流量分别高出普通品种16.9%、42.0%和49.1%。超高产品种的根系竞争比率普遍高于普通品种。随密度的增加,超高产品种和普通品种的单株根表面积和根体积下降,其中普通品种的下降幅度更大,达50.9%和50.7%。混播时超高产品种与普通品种的根系活力差异随密度的增加而增大;超高产品种相对于普通品种的根系竞争比率也提高,由平均1.00增至1.63,其中6株/盆处理下根系竞争比率增幅达到显著水平。6株/盆和9株/盆的种植密度下,超高产品种的单株籽粒产量高于普通品种,混播时差异达显著水平;随密度的增加,超高产品种和普通品种的单株生物量和籽粒产量下降,其中普通品种的下降幅度更大,达62.5%和60.0%;大豆根系形态性状、根系活力与单株生物量和籽粒产量呈显著或极显著正相关。【结论】超高产品种在密植条件下根系更发达,具有较强的根系吸收能力、竞争力和较高的物质生产力。     

低磷胁迫下不同番茄品种苗期根系生理适应性研究

采用液培方法研究了不同番茄品种在低磷胁迫下根系及生理学的适应特征。结果表明：低磷胁迫导致植株根，冠比增加．不同番茄品种的磷营养效率的差异主要表现在磷的吸收能力，而不是磷素分配和利用率。低磷胁迫下，耐低磷番茄品种的侧根平均长度要高于低磷敏感品种；不同番茄品种在低磷胁迫下酸性磷酸酶活性上升幅度存在显著差异，随着磷胁迫强度的增强，耐低磷品种的酸性磷酸酶的上升幅度高于低磷敏感品种；耐低磷番茄品种在低磷胁迫下具有小的Km和Cmin，说明这两个指标是番茄在磷胁迫下较为敏感的生理指标。     

不同根构型大豆对低磷的适应性变化及其与磷效率的关系

 【目的】探讨土壤低磷胁迫下大豆的根形态、构型适应性变化的基因型差异及其与大豆生长和磷效率的关系。【方法】采用具有不同根构型和磷效率的51个大豆品种,分别在广东省博罗县和英德县两个试验点的酸性缺磷红壤上,分春播和夏播两个季节进行田间试验,测定低磷、高磷处理下根形态、构型的差异及其与大豆生长和磷效率的关系。【结果】低磷处理下供试大豆基因型间生物量和产量具有极显著的基因型差异;供试大豆基因型的根形态、构型与磷效率密切相关,浅根型大豆根系具有合理的三维空间分布和较长的总根长,其磷效率和产量最高;低磷条件下,浅根构型和深根构型的大豆基因型根构型可塑性最小,中间根构型的大豆供试材料根构型最不稳定,可塑性最大。【结论】缺磷是供试酸性红壤上大豆生长的主要限制因子之一,大豆具有适应低磷土壤的遗传潜力;土壤中磷的有效性等环境因素对根构型具有调节作用;具有较好根形态构型的大豆基因型有利于从耕层土壤中吸收有效磷和其它养分,其产量和磷效率均较高。     

一种更有效的根构型研究纸培系统

在原有营养袋纸培系统的基础上,改进了磷供应方式,研究了介质磷空间有效性对大豆根构型的调控及基因型差异.结果表明:1)改进后的分层磷处理导致的介质磷空间有效模拟了农业生产系统中有效磷的分布,能够更高效地调控大豆根构型.在上层高磷下层低磷的分层磷处理中,大豆总根长和总根表面积增加、平均基根生长角度变小、根系分布变浅、植株磷吸收和生物量提高.2)改进后的分层磷处理导致的介质磷空间有效性对大豆根构型的调控基因型间差异显著.磷高效大豆基因型HN89比磷低效基因型HN112对磷空间有效性变化的反应更快,总根长和总根表面积的变幅更大,磷含量和生物量更高.     

NaCl胁迫对不同耐盐黄瓜品种根系分泌物主要成分的影响

【目的】探究NaCl胁迫与根系分泌物成分的关系。【方法】以耐盐和盐敏感两个黄瓜品种为研究对象,NaCl浓度分别为0、100、200和300 mmol•L-1,研究两个黄瓜品种在不同生育期根系分泌物中可溶性糖、氨基酸种类与含量以及其它化合物种类的变化。【结果】定植后50 d,除300 mmol NaCl•L-1处理外,耐盐品种根系分泌物中的可溶性糖含量高于盐敏感品种。从黄瓜根系分泌物中共检测出16种游离氨基酸,定植前耐盐品种的氨基酸种类和含量均高于盐敏感品种;定植后30 d,盐敏感品种在NaCl胁迫下和耐盐品种在100、200 mmol NaCl•L-1 浓度下氨基酸总含量低于非NaCl胁迫;各处理氨基酸的种类和总含量在定植后50 d高于定植后30 d,在200、300 mmol NaCl•L-1处理下,盐敏感品种氨基酸总含量高于耐盐品种,其它处理为盐敏感品种的氨基酸总含量低于耐盐品种;定植后70 d,氨基酸总含量高于其它两个时期,除300 mmol NaCl•L-1处理,盐敏感品种氨基酸总含量高于耐盐品种。盐敏感品种同一处理的根系分泌物中苏氨酸、丝氨酸、甘氨酸的含量低于耐盐品种,而半胱氨酸的含量高于耐盐品种。GC-MS检测发现,黄瓜根系分泌物中可能存在65种化合物,化合物种类在定植后30 d有高于其它两个时期的趋势,而总含量在定植后50 d有高于其它两个时期的趋势。300 mmol NaCl•L-1处理的盐敏感品种根系分泌物中的化合物总含量在3个取样时期均高于耐盐品种。【结论】根系分泌物中可溶性糖含量的高低受盐胁迫程度以及黄瓜生长时期的影响,盐敏感品种的可溶性糖含量相对较高。盐胁迫可以增加根系分泌物中氨基酸的种类和含量。随着盐胁迫浓度的增加和黄瓜生长时间的延长,各处理GC-MS检出的化合物种类和总含量呈减少的趋势。     

氮高效利用基因型水稻根系形态和活力特征

【目的】研究水稻（Oryza sativa）氮高效利用基因型根系形态和活力变化,为根系的栽培调控和育种改良提供理论依据和技术参考。【方法】选择前期筛选出的水稻氮利用效率高低不一的基因型为试验材料,在比较氮利用效率基因型差异的基础上,采用水培试验,利用根系分析系统提取苗期至抽穗期不定根、粗分枝根和细分枝根的长度、表面积和体积等形态指标数据,探讨各类根形态与氮吸收的关系,同时分析氮高效利用基因型中典型材料不同供氮水平下根系活力变化。【结果】（1）水稻产量和氮利用效率呈现极显著的基因型差异,氮高效利用基因型籽粒产量、籽粒氮积累量、氮素干物质生产效率、氮素籽粒生产效率和氮素收获指数比低效基因型高50.20%、34.20%、11.48%、26.01%和12.50%。拔节期和抽穗期水稻干物质量、氮积累量与籽粒产量、氮素籽粒生产效率、氮素收获指数均呈现显著或极显著正相关,抽穗前（特别是拔节期和抽穗期）的物质积累和氮的吸收显著影响水稻产量和氮利用效率的提高。（2）低氮水平下,氮高、低利用效率基因型间的根系形态指标差异显著。细分枝根根长占水稻总根长的比重最大,为73.40%,且高效基因型在苗期、分蘖期、拔节期和抽穗期比低效基因型分别高32.09%、14.66%、14.40%和12.69%;粗分枝根表面积和体积分别占水稻总表面积和总体积29.81%和43.50%,其中高效基因型粗分枝根表面积在拔节期和抽穗期比低效基因型分别高94.70%和64.38%,体积分别高90.24%和58.18%;不定根根长、表面积和体积分别占水稻总根长、总表面积和总体积19.68%、36.66%和41.19%,且高效基因型不定根根长、表面积和体积在拔节期比低效基因型高40.84%、44.90%和51.02%,差异最大。（3）氮高效利用基因型根系吸收面积和还原力随着氮水平的提高显著降低,而氧化力变化不大。相同氮水平下,氮高效利用基因型拔节后总吸收面积、活跃吸收面积、氧化力、还原力分别为低效基因型的1.3-2.1倍、1.1-3.2倍、1.0-3.0倍、1.4-2.2倍。（4）低氮水平下,粗分枝根的根长、表面积和体积对氮积累量影响程度最大,为47.1%-78.4%。粗分枝根的发育情况直接影响氮的吸收,从而影响水稻产量和氮利用效率。【结论】低氮条件下良好的根系形态和生理活性是水稻氮高效利用的重要特征。培育氮高效利用基因型,可对水稻营养生长期根系形态和活性加以遗传改良,尤其是提高粗分枝根的比例,以期塑造良好的根系构型。     

不同大豆品种根系分泌物中有机酸和酚酸的比较研究

采用室内砂培方法,对3个大豆品种的根系分泌物进行了收集、浓缩,对比其有机酸和酚酸物质种类和数量的差异。结果表明,感病大豆品种合丰25号根系分泌物中的主要有机酸种类丰富,含量高;抗病品种绥农10号和抗线2号根系分泌物中主要有机酸种类单一,含量低。随着生育期的变化,感病品种合丰25号的有机酸总量在花期达到最高,以后逐渐下降;绥农10号的有机酸变化趋势与之相似;抗线2号在花期达到最高,苗期最低。感病大豆品种合丰25号在苗期根系分泌物中发现对羟基苯甲酸和香草酸两种酚酸,对羟基苯甲酸含量在鼓粒期最高,其次是苗期和花期,成熟期最低。两个抗病大豆品种成熟期前的根系分泌物中仅检测到对羟基苯甲酸,其含量以花期或鼓粒期最高,苗期和成熟期最低。     

不同磷效率小麦对磷的吸收及根际土壤磷组分特征差异

【目的】研究不同磷效率小麦根际土壤磷组分特征及磷高效小麦对土壤中不同形态磷素的活化利用特征,以探明磷高效小麦高效吸收利用磷素机理。【方法】在土培盆栽条件下,以小麦磷高效品种CD1158-7、省A3宜03-4和低效品种渝02321为材料,研究每kg土中施磷0、10、20和30 mg（表示为0、10、20、30 mg•kg-1）条件下其生物量、磷素积累量、根际与非根际土壤水溶性磷、无机磷组分、有机磷组分的浓度差异。【结果】不同磷效率小麦生物量、磷素积累量随着施磷量增加均有不同程度的增加,且高效品种显著高于低效品种。不同施磷处理,根际土壤水溶性磷浓度均低于非根际土壤。在低磷处理（不施磷、施磷10、20 mg•kg-1）条件下,高效品种根际土壤水溶性磷出现了亏缺,而施磷量较高（施磷30 mg•kg-1）时,其根际土壤水溶性磷则出现了富集。根际与非根际土壤无机磷组分浓度为Ca10-P＞O-P、Fe-P＞Al-P＞Ca8-P＞Ca2-P,且Ca10-P浓度占无机磷总量的50%以上。不施磷、施磷10 mg•kg-1,高效品种根际土壤中Ca2-P浓度是低效品种的1.22和1.23倍、1.31和1.59倍。低效品种根际土壤Al-P浓度在不施磷处理下是高效品种1.13和1.23倍。施磷量减少,不同磷效率小麦根际土壤均表现出O-P、Fe-P的减少。根际与非根际土壤4种有机磷组分中,以中活性有机磷浓度最高,其次为中稳性有机磷和高稳性有机磷,而活性有机磷的浓度最低。不施磷和施磷10 mg•kg-1处理,低效品种渝02321根际土壤活性有机磷浓度是高效品种CD1158-7和省A3宜03-4的2.00与1.76倍、1.68与1.63倍。【结论】磷高效小麦具有较强的磷素积累、物质生产和水溶性磷吸收能力。低磷胁迫下,磷高效品种活化吸收Al-P、Ca-P、活性有机磷能力强于低效品种。     

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。