黄淮麦区小麦成株期磷高效基因型的鉴定和筛选

为快速筛选磷高效基因型小麦品种,以黄淮麦区112份小麦品种(系)为材料,设置正常磷和低磷2个磷处理,通过大田池栽试验,对小麦成株期19个与产量及磷效率相关性状进行分析,并以济麦22为对照,筛选磷效率和产量均表现优异的磷高效基因型。结果表明,与正常磷处理相比,低磷条件下,小麦的8个产量相关指标(单株穗数、千粒重、株高、穗长、可育小穗数、穗粒数、单株粒重和地上部干重)和3个磷积累量指标(单株籽粒、秸秆和地上部总磷积累量)均显著下降,而3个磷利用效率指标(单株籽粒、秸秆和地上部总磷利用效率)均显著增加,说明低磷胁迫使小麦成株期的产量和磷积累量大大降低,但明显提高磷利用效率。相关性分析发现,株高、可育小穗数和单株粒重与秸秆和地上部单株含磷量、3个磷积累量指标均呈显著正相关,与2个磷利用效率指标(单株秸秆和地上部总磷利用效率)呈显著负相关(P≤0.01),可以作为磷效率的初步快评指标。正常磷处理下,筛选出17个磷高效基因型,其中,旱选H28、2010品4891和周麦28的单株粒重比济麦22分别高36.07%、31.96%和37.44%,地上部总磷利用效率比济麦22分别高出49.34%、49.42%和33.05%;低磷处理下,筛选出10份磷高效基因型,其中,河农826的单株粒重和地上部总磷利用效率分别比济麦22高37.69%和20.42%;旱选H23、旱选H28和徐麦856在正常磷和低磷处理下均被鉴定为磷高效基因型,可能具有较高的育种价值。     

磷素处理对不同磷效率基因型大豆根系性状的影响

大豆的耐低磷能力与根系性状密切相关.以磷高效基因型大豆锦豆33和磷低效基因型大豆铁丰3号为试材,采用沙培的方法,设5个磷浓度,研究了不同生育时期磷效率基因型大豆的主根长、根冠比、根体积、根系活性和根系比表面积对磷素处理的反应.结果表明:不同生育时期磷效率基因型大豆根系性状对磷浓度的反应比较复杂.幼苗期,不同磷浓度处理下主根长度和根冠比磷高效基因型品种均显著高于磷低效基因型品种;在有些磷浓度处理下根体积、根系活力和根系比表面积等指标基因型间差异达到显著水平,指标值的大小随磷浓度的变化没有一致的规律性.分枝期,不同磷效率基因型品种间和不同磷浓度处理间主根长度都没有显著差异.开花期,不同磷浓度处理下主根长度和根冠比存在显著的基因型间差异,表现为磷高效品种显著大于磷低效品种.结荚期,根系活力和根体积在不同磷浓度处理下均表现出显著的基因型间差异.在各磷浓度下,磷高效品种的根系活力都显著大于磷低效品种的.在O.5、1.O、1.5和2 mmol·L-1的磷浓度下,磷高效品种的根体积显著大于磷低效品种.     

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。     

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。     

磷水平对不同铁效率大豆生长和生理特性的影响

为探明磷水平与大豆铁效率之间的关系,以铁效率差异显著的大豆品种为试验材料,采用水培方式和裂区设计对地上部和根系性状分别进行主成分分析,利用Logistic方程动态模拟地上部和根系的干物质积累过程,综合评价磷元素的生理作用,进一步探讨磷水平与大豆铁效率之间的关系。结果表明:通过主成分分析将11个地上部指标和10个根系指标分别综合为4种因子;磷元素主要是通过光合效率和根系发达水平来发挥其生理作用。Logistic方程结果表明基因型以及磷供应水平影响干物质的积累为:在高磷条件下,铁高效品种地上部和根系的干物质积累能力均强于铁低效品种;铁高效品种在无磷、低磷和高磷3种供磷条件下地上部干物质积累量差异不很明显;高磷并不能使铁低效品种地上部干物质积累量提高。在高磷条件下,铁高效品种根系干物质积累能力强于铁低效品种;无磷胁迫激发铁高效品种和铁低效品种根系干物质迅速累积,其中铁低效品种根系干物质积累能力强于铁高效品种。以上结果表明大豆体内存在复杂的磷铁互作关系,且过量施磷无益于产量增加。     

大豆耐低磷鉴定指标研究

选用8个磷营养利用效率有差异的不同基因型大豆品种,设计0,0.5,1.0,1.5,2.0 mmol·L-15种磷元素浓度进行全生育期水培试验,研究了磷对大豆主要农艺性状的影响.结果表明:不同磷营养水平对大豆株高、底荚高、分枝数和主茎节数的影响不显著,对单株荚数、单株粒数、单株产量及盛花期叶面积的影响极显著,对百粒重的影响显著.单株荚数、单株粒数、单株产量、盛花期叶面积、百粒重与磷水平显著相关,初步认为,这些受磷影响显著且与磷显著相关的性状可作为耐低磷鉴定的指标.     

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。     

甘蔗磷效率基因型差异及磷高效基因型筛选研究

以120个不同地域或具有不同遗传背景的甘蔗品种(系)为材料,通过田间试验研究甘蔗不同基因型间的磷效率差异并筛选出甘蔗磷高、低效基因型。结果发现:低磷胁迫下,甘蔗幼苗期地上部生物量、苗高、磷累积量、磷素利用效率、叶片(+5)磷含量均受到显著影响;幼苗期地上部生物量与磷累积量、磷素利用效率呈显著相关,与其他性状相关不显著。以幼苗期地上部生物量、磷累积量、磷素利用效率等为参数进行聚类分析,结果表明:供试品种(系)可分为低产磷低效、较低产磷较低效、高产磷低效、低产磷高效和高产磷高效5大类型。综合幼苗期效率相关性状和成熟期蔗茎产量相关性状,筛选出5个磷素高效基因型和5个磷素低效基因型。磷素高效基因型为福农91-21、闽糖01-77,桂糖97-69、云瑞06-8270、云瑞06-8362;磷素低效基因型为Co285、台引14、云瑞05-782、云瑞05-784、云瑞06-2414。该研究结果为甘蔗磷高效选育及机制研究提供了基础。     

低磷和干旱胁迫对不同基因型大豆光合生理特性的影响

采用盆栽培养的方法,研究了缺磷和干旱对鼓粒期磷高效基因型大豆黑河27,磷中效基因型大豆黑农43和磷低效基因型大豆黑河29的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Cs)、胞间CO2浓度(Ci)、气孔限制值(Ls)、水分利用率等光合生理性状的影响.结果表明:低磷和干旱胁迫降低了3个基因型大豆叶片的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和气孔限制值;相反,胞问CO2浓度呈卜升趋势,说明光合速率的降低受非气孔因素的限制;低磷和干旱胁迫处理降低了大豆叶面积、叶绿素含量,变化为磷低效基因型＞磷中效基因型＞磷高效基因型,说明缺磷和长期干旱能使大豆叶而积降低,叶绿素降解,减少了光合叶而积和光能吸收,影响光合作用.与磷低效大豆相比,磷高效大豆具有在干旱条件下对CO2的同化和水分利川能力上的优势.磷高效大豆在水分逆境下叶片能保持较高的光合速率并提高对水分的利用效率,显示其对干旱有较强的耐受性.     

石灰性土壤上大豆耐低铁品种的鉴定指标研究

采用盆栽试验,研究了45个不同铁效率品种生育期间新叶的叶绿素含量变化及收获后株高、单株荚重、单株粒重、单株生物量、百粒重、籽粒铁含量,以总结石灰性土壤上不同铁效率大豆品种叶片的黄化规律,确定不同铁效率大豆品种的鉴定指标。结果表明:根据叶片黄化规律,可将品种分为1级、2级、3级、4级。V2~V4期不同品种新叶平均叶绿素含量1级2级3级4级,差异达极显著水平;至R1期时,2级品种新叶已经复绿,而4级品种的植株已全部死亡;R1~R6期,1级与2级品种新叶平均叶绿素含量差异不显著,但2级3级4级,差异达极显著水平。不同铁效率类型品种平均株高、单株荚重、单株粒重、单株生物量均存在显著差异,1级、2级品种平均百粒重、籽粒Fe含量差异不显著;2级、3级、4级品种以上各性状平均值均达极显著差异。说明苗期为大豆叶片缺铁黄化的敏感时期,可将苗期和生殖生长期的叶绿素含量共同作为大豆铁效率鉴定指标,株高、单株荚重、单株粒重和单株生物量可作辅助鉴定指标。     

水稻根表铁膜对磷的富集作用及其与水稻磷吸收的关系

采用溶液培养方法,使铁毒耐性不同的两个基因型水稻根表分别形成有铁膜和无铁膜的根系,研究水稻根表铁膜对磷的富集作用及其与水稻磷吸收的关系。不同基因型水稻根表形成的铁膜厚度存在显著差异,对介质中磷的富集能力也有显著差异。根表形成的铁膜越厚,对介质中磷的富集作用也越大,即根表铁膜数量与铁膜对磷的富集量呈显著正相关。铁膜对磷的富集作用是一个化学过程,吸附可在0.5~1.0 h内达到饱和。根表铁膜明显促进水稻对磷的吸收,表明在淹水降低土壤磷有效性时,水稻根表铁膜富集的磷可作为磷库,保证水稻能正常吸收利用磷。     

磷胁迫下豆科作物的基因调控

磷胁迫是全球耕地面临的共性问题.自然资源的局限限制了磷肥的生产,因此植物如何高效利用磷素已经成为研究热点.从基因调控的角度,包括磷胁迫诱导的EST、磷胁迫响应的转录因子、磷胁迫响应的MICRORNA以及植物激素等,综述了植物高效吸收利用磷素的机制.     

The Chemistry and Agronomic Effectiveness of Phosphate Fertilizers

Summary

Plants take up P from soil solution, so water-soluble P fertilizers are generally more effective than poorly soluble forms. The original sources of P used for agriculture were poorly soluble materials, including manures, bones, guano and phosphate rock. In contrast, highly soluble monocalcium phosphate, monoammonium phosphate and diammonium phosphate are the major compounds present in modern, manufactured solid fertilizers containing water-soluble P. This paper describes how the water-soluble P fertilizers are made, the dissolution of P in the granules of the fertilizers, the reactions of the fertilizer solution with the soil as P moves out of the granule into the soil, the agronomic effectiveness of the fertilizer in the year of application, and in the years after application (residual value).     

磷酸二铵添加增效剂对小麦-花生轮作系统作物产量和磷肥吸收利用的影响

为明确增值磷肥（磷酸二铵添加增效剂）在小麦-花生轮作体系中的施用效果，采用2年盆栽试验，研究了磷酸二铵（DAP）添加不同增效剂（腐殖酸HA、氨基酸aa和海藻寡糖AOS）对作物产量和磷肥吸收利用的影响。结果表明，与DAP单施处理相比，DAP添加增效剂处理的小麦平均产量显著增加(8.22%～ 16.57%)，DAP+aa和DAP+AOS处理的小麦磷累积量显著增加(14.12%和10.59%)，但DAP+AOS处理的花生平均产量和磷累积量均显著下降(14.82%和10.59%)。DAP添加增效剂处理的小麦平均磷素农学效率显著增加（24.26%～48.88%），磷素累积利用率也有不同程度增加，但DAP+AOS处理的花生磷素平均农学效率和累积利用率均显著下降（42.45%和4.91%）。2年小麦-花生轮作后，不施磷土壤中的磷素累积亏缺和有效磷含量分别为0.99 g·pot^-1和1.59 mg·kg^-1；DAP处理分别为3.05 g·pot^-1和3.06 mg·kg^-1，DAP+aa和DAP+AOS处理土壤的有效磷含量较DAP处理下降14.34%和11.82%，但土壤磷盈余量无显著变化。施磷后平均每1 g·pot^-1的磷盈余可使土壤有效磷含量提高0.328 7 mg·kg^-1。本试验条件下，两种作物对DAP添加增效剂后的响应存在明显差异，和DAP单施处理相比，DAP添加增效剂处理均可提高小麦的产量和磷肥利用效率，但DAP+AOS处理的花生产量、磷累积量、磷素平均农学效率和累积利用效率均显著下降。     

不同基因型大豆对难溶性磷胁迫的生理响应

阐明大豆适应难溶性磷胁迫的生理反应,对筛选和培育磷高效基因型大豆工作具有重要意义。采用砂培和水培试验研究了大豆利用难溶性磷源的基因型差异及其生理指标的变化。结果表明:难溶性磷处理下大豆植株磷浓度和含磷量都显著低于高磷处理(P<0.05),不同基因型大豆的磷浓度和含磷量表现出较大的差异。难溶性磷诱导下,大豆叶片酸性磷酸酶增加;在处理后期,叶片丙二醛(MDA)含量远高于高磷对照;Ca-P和Fe-P处理下,植株磷浓度与叶片酸性磷酸酶呈极显著负相关。     

江汉平原玉米施用磷肥效果研究

在江汉平原布置3个玉米磷肥用量试验,以确定该地区种植玉米施磷效果和适宜的磷肥用量.结果表明,施用磷肥能明显增加玉米叶片数和株高,在不同磷肥用量时3个试验点的子粒最大增产幅度分别为15.4%、18.8%和39.9%,磷增产效果显著.结果还显示,磷肥对子粒的增产作用大于其它部分,足量磷肥施用有助于子粒产量的形成.磷肥施用能有效地提高经济收益,施磷处理的产投比均＞2.0,表明江汉平原玉米施磷是增加收入的有效措施.磷肥用量结果表明,第一个和第三个试验点在施磷(P₂O₅)     

磷矿粉在农业中直接施用标准初探

磷矿粉在农业上的合理利用对推进磷矿产资源综合利用、降低水体富营养化风险、实现农业可持续发展具有重要的意义。对于活性高的磷矿粉可以采用直接施用的方法,其肥效甚至可以和水溶性磷肥相当。磷矿粉直接施用在热带地区特定植物及有机农业上有着很好的应用前景。本文简要介绍了国外磷矿粉直接施用标准的制定方法、指导原则及标准现状,分析了我国制定磷矿粉直接施用标准的重要性,并提出了制定磷矿粉直接施用标准相应的对策及需注意的问题,以期为磷矿粉直接施用标准的建立提供辅助。