增密对少分枝大豆品种光合特性和产量形成的影响

为深入分析在农业机械水平提高、精量播种技术提升背景下应运而生的少分枝大豆品种对密度增加的响应情况,探讨其最适播种密度,优化大豆栽培模式,以2个不同分枝类型的品种(少分枝中作XA12938和多分枝中黄13)为供试材料,于2018-2019年,设置6个种植密度(13.5万,18.0万,22.5万,27.0万,31.5万和36.0万株·hm-2),研究增密种植条件下不同分枝类型品种光合特性变化和产量差异.结果 表明:(1)冠层光截获率随种植密度的增加而增加,增至27万株·hm-2时趋于稳定,与中黄13相比,中作XA12938关键时期冠层光截获率提高4.90％.(2)SPAD随密度的增加而增大,且高密度处理(31.5万和36.0万株·hm-2)下SPAD最大值可提前至R3期出现,此外,与中黄13相比,中作XA12938 SPAD高值持续期较长.(3)Fv/Fm随种植密度的增加而降低,中黄13高密度处理降低幅度(5.10％)大于中作XA12938(3.51％).被动耗散占比y(NO)中作XA12938与中黄13相比,处理间随密度增大而增加幅度较小,极值出现晚.(4)中作XA12938和中黄13最大净光合速率分别为30.46和24.34 μmol·m-2·s-1,且随种植密度增加,中作XA12938净光合速率降幅(17.73％)小于中黄13(22.51％),各密度条件下中作XA12938净光合速率表现均存在优势.(5)随种植密度增加大豆产量总体先增加后趋平,当种植密度大于18.0万株·hm-2时即可达到增产效果.中作XA12938产量潜力更高,且耐密植能力更强.综合分析说明,增加种植密度有利于提高大豆光能利用效率,尽管大豆单株光合能力下降,但少分枝品种单株净光合速率和Fv/Fm在增密条件下降幅更小且稳定性较强.少分枝品种中作XA12938产量潜力较高,且密植条件下叶片持绿性强,冠层光能截获率和叶片净光合能力增强,被动耗散占比增幅较小,有利于光能资源利用,可在高密度种植条件下稳定增产.因此,生产中可选用密植时光合特性较稳定的少分枝品种,通过适当增加种植密度提高产量、增加效益.     

黑龙江省克拜地区大豆救灾补种品种的选择

克拜地区位于黑龙江省西部,是东北北部重要的大豆产区.该地区春季干旱、低温等自然灾害频发,常导致大豆迟播或补种,正确选择适宜迟播的品种对该地区大豆生产具有重要意义.本研究选用分属MG 000、MG 00和MG 0生育期组的14个大豆品种,设置5个播期(5月11日、5月21日、6月2日、6月11日、6月22日),分析不同播期条件下大豆生育期、农艺性状及产量的变化情况,筛选适合克拜地区迟播补种的大豆品种.结果 表明,随着播期的推迟,大豆播种至出苗、出苗至开花、开花至成熟等生育阶段及全生育期均呈缩短趋势.除正常播期(5月11日)外,参试品种的株高、主茎节数随播期推后而增加,而百粒重则下降.其中,黑河35百粒重反应较敏感,每迟播1d百粒重降低0.15g.产量与播期的关系较为复杂,7个品种在5月11日播种时产量最高,而包括当地主栽品种克山1号在内的7个品种在6月上、中旬播种产量较高;华疆4号(MG-0.2)和克山1号(MG-0.3)在5月下旬至6月中旬播种产量较高且稳定,可作为克拜地区救灾补种的优先选择品种;华疆2号(MG-0.5)、黑河51(MG-0.5)产量亦较稳定,可作为该期救灾补种的备选品种;如播期延迟至6月下旬,可选择黑河35 (MG-1.1)、黑河49(MG-1.2)等超早熟品种.降水是影响克拜地区大豆产量的主要环境因素,品种和播期选择均应做到"花雨相遇".     

植物激素在豆科植物根瘤形成和发育过程中的调控作用

豆科植物能够利用与根瘤菌形成的共生系统高效地固定氮素养分.根瘤形成过程包括表皮细胞中侵染线形成和皮层细胞根瘤原基形成2个阶段.豆科植物根瘤的形成和发育存在严格的调控机制,综述了多种激素正向(如细胞分裂素、生长素、赤霉素等)或负向(乙烯、逆境激素等)或协同调控根瘤的形成和发育的研究进展.并提出对激素调控结瘤机制的深入研究,将有助于提高豆科作物的产量,减缓氮肥过度使用造成的环境问题.     

不同密度条件下甜菜叶片光合速率与块根产量关系的研究

在田间５种密度条件下研究了甜菜叶片光合速率、叶面积指数等生理因子的变化及其与块根产量的关系．结果表明，甜菜叶片光合速率和叶面积指数与密度在整个生育期内分别存在着显著的负相关和正相关关系。甜菜叶片光合速率和块根产量之间的关系困种植密度大小而不同，在低密度条件下呈负相关关系，在高密度条件下呈正相关关系．尽管根产量与叶片光合速率间关系较之杂，但与生育中后期叶片光合速率和叶面积指数之积（相当于群体光合速率）存在着显著的正相关关系。     

转γ-生育酚甲基转移酶基因大豆的获得

以大豆子叶节为外植体,利用γ-生育酚甲基转移酶基因(γ-TMT)的种子特异性表达载体p7S-TMTL,通过农杆菌介导法转化大豆,获得26株抗卡那霉素再生植株.PCR检测结果表明其中4株为阳性,初步证明γ-TMT已整合到这4株大豆的基因组中.     

扁茎大豆的花序形态受光周期的调控研究

以扁茎大豆、正常圆茎大豆、扁茎大豆与正常圆茎大豆杂交选育的高代品系为材料,分别进行短日照(12h)和长日照(16h)处理,观察光周期对扁茎大豆及正常圆茎大豆发育速度和形态特征的影响.结果表明,光周期不仅明显影响大豆的开花期、成熟期,而且调控顶端花序的形态.在长日照下,供试大豆品种生殖发育明显受到抑制,开花期延迟,在北京夏播条件下不能正常成熟;扁茎大豆、扁茎大豆与正常圆茎大豆杂交选育的高代品系植株顶端花序轴伸长,部分材料的花序轴上产生侧生花序,但均未象在原产地一样出现扁平、加宽的花序.在短日照条件下,不论是扁茎大豆还是正常圆茎大豆,发育速度均加快,植株顶端为典型的总状花序,花序轴较短,扁茎大豆也未出现扁茎及顶端花序簇集的现象.本实验的结果说明扁茎大豆植株顶端的茎秆扁化、花荚簇集的性状可因光周期等环境因素的变化而变化,是不稳定的性状.对扁茎性状形成和变化的原因亦进行了分析.     

大豆光周期反应试验系统研究进展

自通过分期播种和人工控制光照长度发现植物的光周期现象以来,大豆一直是该领域研究的重要模式植物,许多关于植物光周期反应的重要发现是以大豆为材料获得的,对植物发育生理学研究产生了重要的推动作用。对大豆光周期反应研究相关的试验系统及其应用进行了综述,以期进一步完善大豆光周期反应试验系统,推动大豆光周期反应相关研究的不断深化。     

对大豆耐萎蔫材料PO471938根系和地上部的性状鉴定、QTL定位

PI471938是从美国引进的大豆耐萎蔫抗旱种质资源。为更好了解和利用该材料,分别在灌水和干旱胁迫条件下比较PI471938与普通大豆品种Dare、丰收黄根系及地上部性状的差异,并配制杂交组合,构建分离群体,利用主基因-多基因混合遗传模型分析杂交后代根系性状的遗传规律。结果表明,在正常灌水和干旱处理条件下,PI471938的根干重、根体积、主根长均显著高于Dare和丰收黄(P<0.01),说明根系发达是PI471938耐萎蔫的重要原因。供试亲本和各世代材料的株高、地上部干重均与根干重及根体积显著正相关,可作为对根系性状进行间接选择的指标。在Dare×PI471938杂交组合的F₂代,不论在灌水还是干旱条件下,根干重均以微效多基因控制为主,主基因遗传率较低;根体积在灌水条件下表现多基因遗传,而在干旱条件下则由2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因控制,主基因遗传率为54.63%。在干旱条件下,丰收黄 × PI471938组合的根干重、根体积均以多基因控制为主。以在干旱条件下种植的Dare×PI471938组合的F₂代群体为材料,采用SSR标记对大豆根系及地上部性状进行QTL定位,检测到位于3个不同连锁群的5个主效QTL,表型贡献率在16.07%~38.44%之间。     

开花后不同光周期条件下大豆农艺性状和品质性状的QTL分析

以开花期相近的181个大豆重组自交系(RIL)为材料,研究开花后不同光照长度对大豆主要农艺性状的影响,并在利用SSR标记构建大豆遗传图谱的基础上,分别在长日(16 h)和短日(12 h)条件下检测与主要农艺性状及其光周期敏感度(PS)相关的QTL。结果表明,开花后光照处理对大豆农艺性状和品质性状有较大影响,不同性状的光周期敏感度差异明显,株高＞主茎节数＞蛋白质含量、脂肪含量＞百粒重＞单株荚数＞蛋白质和脂肪总量。利用复合区间作图法检测到12个与株高、主茎节数、单株荚数、百粒重、蛋白质和脂肪总量等性状及各性状对开花后光周期处理的敏感度相关的QTL,分别定位于A1、A2、B1、B2、C1、D1a、F、L等8个连锁群上。其中,在短日条件下检测到4个QTL,可解释的遗传变异范围在11.37%~26.63%之间;在长日条件下检测到3个QTL,可解释的遗传变异范围在11.84%~27.85%之间;检测到5个与不同性状光周期敏感度有关的QTL,可解释相对应性状表型变异的范围在6.15%~21.44%之间。针对同一性状,未检测到在长日和短日条件下均起作用的主效QTL, 说明开花后光周期对大豆产量和品质性状相关基因的表达有较大影响。     

不同播种方式对麦茬夏大豆保苗和生产效益的影响

目前,黄淮海地区麦茬大豆播种方式费时费工,投入较高,效益较差。简化栽培程序,实现大豆生产的轻简便捷和节本增效是今后大豆生产发展的必由之路。本研究在大田试验条件下,以常规机械条播为对照,研究了免耕覆秸精量播种方式对麦茬大豆播种质量、出苗和生产效益的影响。结果表明,与常规机械条播方式相比,免耕覆秸精量播种方式下,田间表层土壤平均温度降低了6.5%,平均湿度提高了12.7%。同时,通过免耕覆秸精量播种技术播种大豆可使大豆播种均匀度和出苗率分别提高64.8%和32.2%。此外,免耕覆秸精量播种技术简化了大豆生产环节、减少了农耗,使生产投入显著降低了41.0%,大豆生产效益显著提高28.2%。本研究表明,通过免耕覆秸精量播种技术可解决麦茬大豆播种难、出苗质量差和用工投入多等问题,降低了大豆生产成本,提高了大豆种植效益,本技术可作为一项重要的简化栽培措施在黄淮海麦茬大豆生产区推广。