不同钾效率棉花基因型对低钾胁迫的反应

采用盆栽试验,对通过苗期筛选获得的4个(103、122、163、165)钾效率不同的棉花基因型进行全生育期试验,主要研究在不施钾(K2O 0 g.kg-1)与施钾(K2O 0.80 g.kg-1)条件下各部位钾含量、农艺性状、产量和纤维品质的反应。高效高潜基因型103结桃数最多,而脱落率最低;它的衣分高而子指较低,说明其能把较多养分转移到皮棉,以获得较高的经济产量;其单株皮棉产量在缺钾和施钾条件下分别是低效低潜基因型122的2.57倍和1.83倍;低效低潜基因型122的脱落率在各个时期均最高,结桃数最少,单铃重、子指、单株皮棉产量都是最小。103各个部位钾含量较低,122的钾含量则较高,说明103以较低的钾含量即能维持其正常的生长,这或许是其钾高效的因素之一;施钾显著提高了各个基因型的纤维整齐度、比强度、纤维长度和麦克隆值,但降低了伸长率;103衣分最高,纤维长度、整齐度、比强度、伸长率中等,麦克隆值施钾和缺钾分别是A1和C2级。122纤维长度为最高,衣分、整齐度、比强度中等,其伸长率最低,麦克隆值B1级。高效低潜基因型163、165的产量和纤维品质等表现中低水平。     

甘蓝型油菜不同磷效率品种苗期根系生长及磷营养的差异

对甘蓝型油菜磷高效品种 970 81和磷低效品种 97029苗期根系生长状况和体内无机磷含量及酸性磷酸酯酶活性进行了比较。结果表明 ,磷高效品种的主根长 ,根体积、根 /冠比及根系活力受缺磷影响均比低效品种降低9 3、2 1.9、10 .9、7.8个百分点 ,表现出根系良好的适应性。在缺磷条件下 ,2个品种各部位无机磷含量都有所降低 ,而酸性磷酸酯酶活性则增加。其中磷低效品种 970 2 9各部位无机磷含量降低幅度较大 ,酶活性增长较快 ,表明其根系吸收能力较差 ,体内有机磷分解的程度高 ,苗期即需通过再利用来维持其基本生长 ,使后期的生长失去保障。磷高效品种 970 81各部位无机磷所受影响较小 ,酶活性增长较少 ,根系衰老较慢 ,再利用程度小 ,后期生长潜力大。     

不同基因型棉花苗期钾效率差异及其机制的研究

用营养液培养研究了103、138、163、1651、22和169等6个棉花基因型苗期钾效率差异及其初步机制。根据不同基因型钾效率系数和增长潜力的差异,区分为高效高潜(103、138)、高效低潜(163、165)、低效高潜(122)和低效低潜(169)基因型。在钾胁迫时,1031、38长势较好,单株干物重最大,而钾含量最低,它们能以较低钾含量构建较多的生物量,因此对钾的利用率大;由于其干物质冠根比大,因而能使较少的根系物质维持较多的地上部生长;与此相应,其单株钾积累量较大,且地上部钾积累量占较大比重,表明其吸收和转运钾素的能力较强;其叶绿素含量是上部叶高于下部叶,且二者差值较大,从而较好地促进上部叶的生理功能。而122、169则正好相反,缺钾时它们具有较高的钾含量,干物重却最小,其中169干物重仅为103的43.93%,因而钾积累量也最少,其吸收、积累和利用钾的能力弱。163、165的单株干物重、增长潜力以及地上部钾积累量比重均较低,其吸收和转运钾的能力属中低水平。     

硼、磷缺乏对甘蓝型油菜不同硼效率基因型苗期生长的影响

营养液培养条件下,以甘蓝型油菜硼高效品种青油10号和偏高效品种宁油7号(DH系),硼低效品种Bakow和Tapidor(DH系)为材料,研究不同硼效率基因型苗期对硼、磷缺乏的反应.试验结果表明:缺磷条件下,青油10号和宁油7号长势显著好于Bakow和Tapidor,并且前者磷的含量和积累量显著高于后者;青油10号和宁油7号磷效率系数分别为0.480和0.497,显著大于Bakow(0.243)和Tapidor(0.287).苗期硼高效品种表现磷高效性状;硼低效品种表现磷低效性状.硼高效和磷高效苗期具有一定的相关性.缺硼对硼低效品种地上部生长的影响显著大于缺磷对硼低效品种的影响.     

植物体内磷转运子的研究进展

近年来，人们对植物营养的遗传背景有了不断深入的了解，特别是磷营养。这一领域的研究工作开展得较早，而且随着分子生物学的快速发展已深入到分子水平，其中关于植物磷转运子的报道特别多。笔者对其结构、功能及表达调控方面的研究进展作一综述。     

甘蓝型油菜不同品种磷运转和再利用差异的研究

采用土壤盆栽试验定量测定并计算4个有代表性的甘蓝型油菜品种（97029、97073、97081、97105）在苗期、蕾期、花期、结角期和成熟期的磷运转和再利用情况，以期揭示磷高效的营养机制。结果表明，所有参试品种在磷的运转和再分配方面都体现了“顶端优势”，磷向生长中心运转和再分配最为活跃，但不同品种在不同生育时期存在明显的阶段性差异。苗期缺磷对地上部的影响比对地下部大，磷高效品种97081苗期和蕾期根系具有较强的磷吸收能力，磷累积量大，但输出率较小，对磷的再利用程度较小；花期耐低磷的适应性反应转为增强再利用，养分开始向生长中心运转；结角期叶片贮备养分比例较大，生长后劲足；成熟期养分向生长中心转移彻底，使有限的磷发挥了最大效能。     

植物硼营养高效的分子调控途径

植物体内的硼主要存在于细胞壁中,对稳定细胞壁结构和促进生长发育起重要作用。双子叶植物需硼多,对缺硼敏感,但不同物种及不同品种对缺硼的抗性存在极显著的基因型差异。华中农业大学王运华教授在1990年代带领团队开展甘蓝型油菜硼高效品种的筛选,从此开启了我国植物硼营养高效利用的遗传与分子机制研究。近10多年的研究结果表明,植物响应缺硼胁迫提高硼效率存在2条不同的分子调控途径。（1）依赖硼转运基因的途径。在这条途径中,NIPs和BORs家族基因受缺硼诱导表达增强根系对土壤硼的吸收和体内硼的转运分配,实现硼的高效吸收和转运,进而提高植物对缺硼胁迫的抗性或适应性;（2）独立于硼转运基因的途径。该途径中,植物通过影响激素信号和细胞壁合成代谢相关基因的表达,调节根系生长发育和细胞壁组分结构等方式,提高体内硼的利用效率,进而增强植物对缺硼的抗性。在硼被确定为植物必需营养元素的百年纪念之际,我们对这一工作进行综述归纳,以飨读者。同时,在王运华先生逝世1周年之际,深切缅怀先生在开启华中农业大学作物硼营养遗传研究领域中所做的奠基性贡献。     

丹江口库区湖北水源区农业面源污染现状调查及评价

采用综合调查的方法,对丹江口库区湖北水源区31个乡镇的农业面源污染现状进行调查,用产污系数法、排污系数法测算区域内各类农业污染源产生与排放污染物的总量,并引入等标污染负荷法分析和评价该区域农业面源污染现状.结果表明,在该区域内,农业面源主要污染物TN、TP和COD的产生量分别为2 066.93、240.93和16 540.18 t,排放量分别为1 432.28、161.83和4 546.65 t;种植业源为该区域农业面源的主要污染源,其等标污染负荷占所有农业面源等标污染总负荷(1 196.78 t PO43-)的57.79％,水产养殖业源、农村生活源和畜禽养殖业源所占比例分别为14.91％、14.25％和13.05％;TN、TP为该区域农业面源的主要污染物,其等标污染负荷分别占所有农业面源等标污染总负荷的50.26％和41.38％,COD只占8.36％;种植业源的TN和TP等标污染负荷量分别占所有农业面源等标污染负荷总量的36.08％和21.71％,是区域内水体富营养化风险的主要构成因子,也是农业面源污染防控的重点.     

氮锌配施对水稻生长、产量和养分吸收分配的影响

为研究氮锌配施对水稻生长、产量和养分吸收分配的影响,采用大田小区试验,以籼型杂交稻品种广两优35和常规粳稻品种日本晴为研究材料,设置3个锌水平和4个氮水平的交互处理,分析了各生育期水稻的生物量,成熟期产量及构成因素,各部位氮和锌的含量、累积量和分配比例。结果表明,氮锌配施对水稻早期的生长和后期的产量形成均具有协同增效效应,这种效应在不同水稻品种中具有一定的差异性。氮锌配施对水稻每公顷穗数具有极显著的正向交互效应,每公顷穗数的显著增加是氮锌配施下水稻产量提高的主要原因。氮锌配施不仅提高了水稻植株中的氮和锌含量,同时还促进了氮和锌向生殖器官(小穗)中分配,这可能是水稻产量提高的主要生理机制之一。     

氮肥用量和密度对双季稻产量及氮肥利用率的影响

【目的】高量化肥投入不仅不能使作物产量进一步增加,相反还会造成肥料资源的浪费并威胁到生态环境安全,同时导致肥料吸收利用率、农学效率等不断降低。为了明确氮肥用量和移栽密度的相互作用,在田间试验条件下研究了不同氮肥用量和移栽密度组合对江西双季稻产量、产量构成要素及氮肥利用率的影响,以期为双季稻的高产高效栽培技术提供理论基础。【方法】采用裂区试验设计,以氮肥施用量为主区,密度为副区,设4个施氮水平(N 0、135、180和225 kg/hm2,以N0、N135、N180和N225表示)和4种移栽密度(21×104、27×104、33×104、39×104hole/hm2,以D21、D27、D33和D39表示)组合,在水稻成熟期对产量以及产量构成要素进行测定,并分析其吸氮量和氮肥利用率、氮收获指数等指标。【结果】施氮水平和移栽密度对水稻产量具有显著影响;增加移栽密度有助于提高单位面积水稻的有效穗数、稻谷产量和地上部吸氮量;在高施氮量下,水稻氮素积累总量增加,而氮素吸收利用率(REN)、氮素偏生产力(PFPN)、氮素生理利用率(PEN)、氮素内在养分效率(IEN)和氮素收获指数(NHI)降低;氮素农学效率(AEN)则是先升高后降低,而产量并未增加。与其它处理组合相比,施氮量为180 kg/hm2和39×104hole/hm2密度的组合产量最高,早稻和晚稻分别为9823.0和11354.7 kg/hm2,此时早稻和晚稻的氮素吸收率分别为42.4%和47.5%。当施氮量超过180 kg/hm2时产量则不再增加,但产量随着移栽密度的增加而显著增加。【结论】合理氮肥用量和移栽密度可以显著增加水稻单位面积的有效穗数和氮累积量,进而增加水稻产量和氮肥利用率,建议在江西双季稻栽培中采用施氮量为N 180 kg/hm2,栽培密度39×104hole/hm2的组合。