西南麦区小麦苗期氮高效品种筛选及指标体系构建

【目的】评价西南麦区不同基因型小麦苗期氮素吸收利用差异性,探究氮高效小麦品种苗期评价指标体系,并筛选出氮高效型小麦品种。【方法】以西南麦区34个小麦品种为材料,采用水培法,分析小麦品种在高氮（15 mmol/L）和低氮（2.5 mmol/L）水平下小麦苗期氮效率相关性状差异,通过隶属函数法和系统聚类分析相结合开展综合评价。【结果】两种氮处理下小麦品种间苗期形态生理指标均存在极显著差异。在10个评价指标中,根冠比、叶面积、全氮积累量、叶绿素含量、根系面积、根部干重和茎叶干重在两种氮素处理水平下变异系数均高于20.5%,可将其作为小麦苗期氮高效筛选指标。采用隶属函数法和系统聚类分析相结合的综合评价方法,筛选出“云麦53”“西科麦8号”等4个品种是低氮高效型品种,“绵麦1419”“西科麦8号”等6个是高氮高效型品种。低氮处理下氮高效小麦品种具有较高的全氮积累量、茎叶干重、根系扫描面积、根部干重和叶面积,高氮处理下氮高效小麦品种具有较高的根部干重、茎叶干重、全氮积累量、叶绿素含量、叶面积和根系扫描面积,在低氮胁迫或高氮处理下,氮高效小麦品种比氮低效小麦品种能够形成更强大的根系系统和健壮的地上部...     

菏泽市抗逆高产高效小麦品种筛选

研究了不同水处理条件下矮抗58等8个小麦品种的产量、灌浆速率、产量三要素、产量性状的表现,筛选出抗逆高产高效小麦品种矮抗58、菏麦17、泰农18,为菏泽小麦生产品种选用提供了参考。     

不同基因型小麦苗期耐低氮性评价及筛选

氮素作为重要的营养元素,限制着小麦的生长发育和经济产量,筛选和培育耐低氮小麦品种是提高氮素利用率、降低生产成本的有效途径。以118份不同基因型小麦为材料,在低氮(0.1 mmol·L^-1)和正常氮(5 mmol·L^-1)条件下苗期水培,测定根干重、茎叶干重、根冠比、植株干重、最大根长、初生根数和二级初生根数等相关指标,采用模糊隶属函数法、主成分分析以及聚类分析法综合评价小麦品种的耐低氮性。结果表明,在低氮胁迫下小麦幼苗的根干重、根冠比和初生根数目显著提高,茎叶干重、植株干重和最大根长不同程度的降低,7个苗期性状指标在两个氮水平下均存在显著性差异。主成分分析提取3个主成分,贡献率分别为 43.575%、22.904%和17.873%,累积贡献率达 84.351%。以耐低氮性综合评价D值进行聚类分析,将118份小麦品种划分为强耐低氮型、耐低氮型、中间型、较敏感型和敏感型5类。筛选出3份耐低氮型小麦（齐大195、金丰7183和天民198）和2份强耐低氮型小麦（山农0917和鲁麦8号）。不同小麦品种的耐低氮机制不同,研究结果为小麦耐低氮品种的选育提供理论依据和材料基础。     

不同基因型水稻氮效率的差异机理研究

以27份不同基因型水稻为供试材料,从中筛选出5个氮高效基因型和8个氮低效基因型,通过对氮高效基因型和氮低效基因型的氮素吸收效率和生理利用效率的对比,发现氮高效基因型的氮素吸收效率远远高于氮低效基因型的,而氮素生理利用效率则没有明显的规律性,因此,认为影响水稻氮效率高低的主要因素是其氮素吸收效率。     

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。     

黑龙江玉米主产区不同基因型玉米氮素利用效率分析

为选育氮高效品种,减少氮肥施用量,试验以黑龙江省24个不同基因型玉米品种为材料,采用盆栽方式,在N200 kg·hm~(-2)氮水平下研究抽雄期玉米品种干物质积累、总氮含量、氮素干物质生产效率、氮吸收速率、氮肥利用效率,分析各玉米品种干物质积累及氮利用率特性,为黑龙江省氮高效玉米品种选育和栽培提供理论依据。根据聚类分析结果,将24个不同基因型品种分为低氮高效型(Ⅰ)、低氮中效型(Ⅱ)和低氮低效型(Ⅲ),分别占12.5%,37.5%和50.0%。Ⅰ型品种各项指标均显著高于其他品种。相关分析表明,氮素干物质生产效率与总干重、总氮含量、氮吸收速率呈极显著正相关,与氮肥利用效率呈显著正相关;通径分析表明,氮素干物质生产效率与总干重呈显著相关,总干重对氮素干物质生产效率贡献较大。     

小麦种质资源成株期氮效率评价及筛选

【目的】建立小麦成株期氮效率评价方法,挖掘和筛选氮高效种质资源,为小麦氮效率的生理机制研究和氮高效品种的选育提供理论依据和材料基础。【方法】2018—2020年,以108份不同基因型小麦品种为材料,采用大田试验,设置4个氮肥处理水平（0、180、240和360 kg·hm^-2）,调查不同氮水平下小麦株高、穗长、旗叶长、旗叶宽、茎粗、可育小穗数、穗粒数、千粒重、粒长、粒宽和单穗产量11个农艺及产量性状,利用模糊隶属函数法、主成分分析法以及聚类分析法对小麦品种进行耐氮性评价和基因型差异分类。【结果】连续2年的数据结果显示,在低氮胁迫下,株高、穗长、旗叶长、旗叶宽、茎粗、可育小穗数、穗粒数和单穗产量8个性状均受到不同程度的抑制,其中,旗叶长对氮胁迫的敏感程度最大。主成分分析提取4个主成分,贡献率分别为39.766%、16.661%、9.361%和9.275%,累积贡献率达75.064%。以耐低氮性综合评价D值进行聚类分析,将供试小麦品种划分为强耐低氮型、耐低氮型、中间型、较敏感型和敏感型5类。筛选出耐低氮型小麦品种5份,温麦19、西农529、石4185、陇麦212和丰抗2,强耐低氮型小麦品种2份,中麦875和西农158。与低氮胁迫不同,高氮胁迫仅抑制茎粗、千粒重、粒长、粒宽和单穗产量5个性状,株高、穗长、旗叶长、旗叶宽、可育小穗数和穗粒数6个性状值随施氮量上升而增加。4个主成分的贡献率分别为31.348%、20.387%、12.452%和9.850%,累积贡献率达74.037%。依据耐高氮性综合评价D值,将供试小麦品种划分为耐高氮型、中间型、高氮较敏感型和高氮敏感型4类。鉴定出耐高氮型小麦品种9份,包括兰考矮早8、良星99、农大179、豫农9901、兰考926和郑农46等。基于籽粒产量和氮综合评价D值,将108份小麦品种划分为4种氮效率类型,双高效型（西农158和陇麦212等）、低氮高效型（西农585和石4185等）、高氮高效型（长丰1号和中种麦10号等）和双低效型（金丰7183和泛麦5号等）。【结论】供氮水平对小麦产量相关性状指标有显著影响,基于小麦种质间氮吸收与利用效率的差异,结合3种分析方法,可以准确评价小麦种质资源成株期氮效率状况。     

不同基因型小麦品种根系形态对低氮胁迫的响应

以8个不同基因型的小麦品种为材料,在4个不同供氮水平(0,0.05,0.1,2 mmol·L~(-1))下,研究了不同根系形态参数对氮素的响应情况。结果表明,根据不同品种的根系性状对低氮胁迫的响应情况,可以将8个供试小麦品种分为3类:第1类品种以辛石麦和跃进5号为代表,不同根系形态参数对低氮响应较好,但地上部生物量随氮素水平的降低而降低;第2类品种以西农979和陕优225为代表,根系形态参数对低氮响应较差,且地上部生物量随着氮素水平的降低而降低;第3类品种以孟县4号为代表,地上部生物量与根系形态参数均对低氮响应差。     

水稻氮高效基因型及其评价指标的筛选

以48份不同水稻基因型为供试材料,研究了它们的氮素吸收和利用率,及其与主要农艺性状之间的关系。结果表明,水稻基因型在氮素吸收利用率方面间存在明显差异,从现有的材料中可筛选出氮高效基因型。长伦占不论在低氮处理还是高氮处理均表现出氮高效利用特性,为典型的氮高效基因型。此外,还筛选了适于低氮条件种植的广恢128和茉莉占选;适于高氮条件种植的97香、2466和银花占。低氮高效型适合在贫瘠地区种植,而高氮高效型适合在肥沃地区种植。结果表明,水稻氮素利用率与抽穗期及乳熟期倒2、倒3叶的叶绿素含量呈显著或极显著负相关;与收获指数、稻谷产量和穗数之间均呈极显著正相关,它们可作为水稻氮素利用效率的评价指标。但是水稻氮素吸收率与利用率之间存在极显著负相关,因此,如何协调二者关系,既能提高稻谷产量和氮素利用率,又减少施氮量是急需解决的问题。     

施锌对不同筋力型小麦产量、氮素积累量和子粒蛋白质含量的影响

为明确施锌对不同筋力型小麦产量、氮素积累量及蛋白质含量的影响,选用强筋品种郑麦9023、中筋品种矮抗58和弱筋品种郑麦004,设置5个(0,5,10,20,40 mg·kg-1)锌肥水平进行盆栽试验。结果表明,施锌显著影响3种筋力型小麦的产量、氮积累量和子粒蛋白质含量。郑麦9023和矮抗58在锌质量分数为10 mg·kg-1时,产量、子粒蛋白质含量达到最大,郑麦004在锌质量分数为5 mg·kg-1时,产量达到最大,锌质量分数为10mg·kg-1时,子粒氮积累量和蛋白质含量达到最大。由此得出,施用锌肥能够提高不同筋力型小麦产量、氮积累量及蛋白质含量,且不同品质类型小麦对锌的需求量不一样。     

施用不同形态的氮素对小麦产量及锰素积累的影响

采用盆栽试验的方法,研究了施用不同形态的氮素对小麦产量及锰素积累的影响。结果表明:铵态氮与锰配施可以提高矮抗58的产量及其构成因子,但显著地降低郑麦366的有效穗数和产量;硝态氮与锰配施可以显著地促进矮抗58和郑麦366千粒重的提高。矮抗58施用铵态氮可以促进锰素的积累,而施用硝态氮能促进锰素向籽粒的转移。不同形态的氮素与锰配施可以显著地促进郑麦366各部位对锰素的积累。     

不同小麦品种的抗倒伏能力研究

[目的]以安徽省沿淮地区8个小麦（Triticum aestivum Linn．）主栽品种为材料,分析不同小麦品种茎秆抗倒性能的差异。[方法]4个半冬性品种分别为矮抗58、良星66、济麦22和烟农19,4个弱春性品种分别为安农0305、皖麦29、偃展4110、新麦20。[结果]从株高和节间长度来看,半冬性品种中矮抗58较好,弱春性品种中偃展4110较好;从壁厚和节间粗度来看,半冬性品种中济麦22和矮抗58较好,弱春性品种中偃展4110和安农0305较好;从重心高度、机械强度和抗倒伏指数来看,半冬性品种中矮抗58和济麦22相对较好,弱春性品种中偃展4110相对较好。[结论]沿淮地区抗倒伏能力较好的半冬性品种为矮抗58和济麦22,弱春性品种为偃展4110。     

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。     

氮胁迫下不同效率玉米基因型的生理特性

在室内控制光照条件下,采用水培方法,对不同氮效率玉米基因型的根分泌物含量和叶片硝酸还原酶活性进行了比较研究.结果表明:氮胁迫条件下,不同氮效率玉米基因型根分泌物中可溶性总糖、氨基酸、酚类物质含量及叶片硝酸还原酶活性等差异极显著.在氮营养缺乏时,高效玉米基因型根系能比低效玉米基因型提供更多的分泌物.不同玉米基因型间硝酸还原酶的活性与氮营养效率呈现显著正相关关系.     

小麦籽粒灌浆速率与穗叶绿素的相关性分析

以高群体小麦品种百农矮抗58为材料,研究了小麦籽粒灌浆速率与颖壳及籽粒叶绿素含量之间的关系。结果表明:籽粒灌浆速率的变化趋势与穗叶绿素含量的变化趋势相似,强势籽粒的颖壳及籽粒的叶绿素含量变化与籽粒灌浆的速率之间的相关系数达到0.8。弱势籽粒受到强势籽粒及空间位置的影响,其灌浆速率与颖壳及籽粒的叶绿素含量变化之间没有明显的相关性。     

高密度下不同小麦品种干物质积累及产量构成分析

[目的]研究不同小麦品种主茎和分蘖的干物质积累状况以及产量和产量构成的差异。[方法]采用随机区组试验设计,对8个不同小麦品种主茎和分蘖的干物质积累及产量构成因素进行分析。[结果]皖麦36和洛麦23主茎和分蘖的干物质积累量总体较多。洛麦23主茎和分蘖的单穗重均较高,其产量最高;泰农18主茎和分蘖的单穗重均较低,其产量最低。供试8个小麦品种中,洛麦23的产量最高,淮麦35、良星99、邯6712和矮抗58的产量也相对较高,泰农18的产量最低。[结论]在高密度下洛麦23较适合大面积应用,淮麦35、良星99、邯6712和矮抗58 4个小麦品种也可以在生产中应用。     

种植密度和氮肥水平对小麦矮抗58籽粒灌浆特性的影响

分析了小麦矮抗58籽粒灌浆特性及不同栽培措施对其灌浆特性的影响,结果表明:正常条件下矮抗58的灌浆渐增期短,快增期长,缓增期较长;种植密度和氮肥水平对该品种的灌浆特性有明显影响。在该试验条件下,最佳播量是187.5万基本苗/hm2,最佳施纯N量是2512.5kg/hm2。     

Screening of diverse cassava genotypes based on nitrogen uptake efficiency and yield

As one of the top three tuber crops of the world, cassava is a staple food and feed crop for tropical and subtropical regions. Because of its high drought resistance and tolerance to nutrient deficiency, cassava is usually cultivated on hilly areas that are nutrient-poor. Nitrogen(N) is one of the significant factors affecting cassava yield. A double factorial(N level×genotypes) split-plot field experiment was conducted to analyze differences in yield and N accumulation of 25 cassava genotypes under low-N conditions to screen for cassava genotypes with high-N efficiency. The two-year field experiment showed that cassava yield and N accumulation are determined by specific genotypes, soil N levels, and year. Among these factors, soil N levels are the main factors that are responsible for differences in cassava yield. When yield and relative N accumulation under low-N conditions were used as screening markers, we identified an efficient and responsive genotype(SC10), and two inefficient and non-responsive genotypes(SC205 and GR5). The efficient and responsive genotype and the inefficient and non-responsive genotype can be used as study materials to further reveal the mechanisms for high-N efficiency in cassava.     

施氮量对间作小麦蚕豆根系分泌槲皮素和橙皮素的影响

【目的】系统探讨间作条件下,不同施氮水平不同生育期小麦和蚕豆根系分泌槲皮素和橙皮素的动态变化及累积特征,为进一步探明间作增产控病机制提供依据。【方法】通过盆栽试验,采用小麦与蚕豆根系尼龙分隔(MB)和塑料分隔(PB)两种间作种植模式,测定间作小麦蚕豆不同氮水平(低氮1/2N:常规施氮量的一半;常规施氮N;高氮3/2N:常规施氮量的1.5倍)条件下,不同生育期根系分泌槲皮素和橙皮素数量。【结果】施氮水平和间作体系根系不同分隔方式影响作物生物量和根冠比。随着施氮量增加,小麦和蚕豆生物量增加45%—62.5%和3.2%—18.9%,根冠比降低33.8%—47.3%和11.8%—26.9%;与塑料分隔相比,相同施氮水平条件下,作物生长60 d时,尼龙分隔小麦和蚕豆生物量分别提高4.2%—25%、19%—38.6%,随生长天数增加差异逐渐不显著。间作根系不同分隔方式和施氮量均能影响小麦蚕豆根系槲皮素和橙皮素的分泌量。随施氮量增加,小麦蚕豆槲皮素和橙皮素分泌量减少,与低氮条件相比,常规施氮和高氮条件下,小麦槲皮素分泌量减少了23.4%和62.3%,橙皮素分泌量减少了32.2%和64.5%;蚕豆槲皮素分泌量减少了35.4%和44.1%,橙皮素减少了11.9%和23.9%。相同氮水平条件下,尼龙分隔小麦蚕豆槲皮素和橙皮素分泌量高于塑料分隔,低氮和常规施氮条件下,尼龙分隔小麦槲皮素的分泌量分别高于塑料分隔15.3%和27.1%,橙皮素的分泌量分别高于塑料分隔21%和13.7%;蚕豆根系尼龙分隔槲皮素分泌量高于塑料分隔34.6%和56.6%,橙皮素高于塑料分隔16.9%和5.1%;高氮条件下两种根系分隔方式之间差异不显著。【结论】间作根系不同分隔方式影响小麦和蚕豆根系槲皮素和橙皮素的分泌,但这种影响受施氮水平的调控,低氮和常规施氮条件下,尼龙分隔小麦和蚕豆根系槲皮素和橙皮素分泌量高于塑料分隔,高氮条件下差异不显著。