不同耐旱型大豆生理特性对不同降雨条件的响应

为明确不同耐旱基因型大豆生理性状对不同降雨气候条件的响应,田间条件下,以耐旱型品种辽豆14和干旱敏感型品种辽豆21为研究对象,探讨半干旱地区阜新和湿润半湿润地区沈阳对两品种生理特性及产量的影响。分别比较大豆植株V4、R2、R4和R6时期的叶绿素含量、株高、植株各部位鲜重、干重。结果表明:一般而言,在湿润半湿润地区沈阳种植的大豆植株的叶绿素含量高于半干旱地区阜新。一般情况下,植株根、茎、叶、叶柄和豆荚的含水量均表现为,同一时期,同一品种,沈阳的值高于阜新,但部分取样时期处理间未达显著差异水平;品种对根含水量的影响则因取样时期和地点的不同而表现出差异;大豆植株茎、叶、叶柄、豆荚的含水量均表现为,同一时期,同一地点,耐旱品种辽豆14的值高于干旱敏感型品种辽豆21,但多数情况下处理间未达到显著差异水平。植株各部位器官生物量的变化表现为,除R4期植株的根生物量和茎生物量、R6期的豆荚生物量表现为,同一品种辽豆14阜新种植高于沈阳种植,且差异不显著外;其它各时期各器官的生物量均表现为,同一品种辽豆14或者辽豆21,沈阳种植均高于阜新种植。成熟期大豆植株的器官分配比例表现为:子粒荚皮根、茎。子粒的分配比例为,辽豆14辽豆21;而荚皮、根、茎的分配比例则为,辽豆21辽豆14。大豆单株荚数与产量变化相一致。干旱胁迫降低了单株荚数、每荚粒数、单株产量和小区产量却提高了百粒重。辽豆14的单株荚数、每荚粒数、单株产量和小区产量均高于辽豆21,但百粒重却低于辽豆21。本研究结果明确了耐旱型大豆应答干旱胁迫的生理优势,丰富了辽宁省大豆抗逆栽培的理论知识。     

水钾耦合对大豆产量及品质的影响

采用盆栽试验，研究了不同供钾水平下不同生育时期水分状况对大豆产量及品质的影响。结果表明：除营养生长期涝害能一定程度上增加蛋白质含量外，开花期和结荚期土壤干旱或涝害胁迫均降低了蛋白质及脂肪的含量；钾肥有提高大豆脂肪、降低蛋白质含量的趋势，但只有在水分供应适宜时，钾肥效果才显著。各生育时期土壤干旱或涝害胁迫均影响大豆产量的形成，但干旱引起的减产程度要大于涝害。干旱胁迫对各生育时期引起的减产程度表现为：结荚期>开花期> 营养生长期；而涝害胁迫对各生育时期所引起的减产程度则是相近的。无论何生育时期控水，本试验中产量最优的处理是W2K3(适宜水分+0.136 g K2O kg-1土)，而经济系数最优的处理是CK（适宜水分+0.068 g K2O kg-1土）。钾肥能促进大豆子粒产量的形成，但本研究发现，只有在营养生长期控水条件下，钾肥才显著地影响大豆产量的形成，而开花期、结荚期控水，钾肥的产量效应并不显著；开花期、结荚期控水条件下，水钾互作都显著地影响大豆子粒产量的形成，但营养生长期控水条件下水钾互作对大豆产量的影响未达到显著差异。     

不同土壤水分下大豆根冠互作对产量和农艺性状的影响

为明确不同土壤水分下大豆根冠互作对产量和农艺性状的影响,为大豆抗旱育种提供理论依据,利用耐旱型品种辽豆14与干旱敏感型品种辽豆21进行相互嫁接,在结荚期设置正常供水(80%田间持水量)和水分胁迫(50%田间持水量,持续20 d)处理,成熟期测定主要农艺性状。试验结果表明,大豆地上部农艺性状和产量主要由地上部基因型决定,但水分胁迫下也会受到根系基因型的影响。正常供水与水分胁迫下,与辽豆21相比,辽豆14接穗的株高平均提高24.3%和14.8%,主茎节数分别平均提高19.6%和15.3%,分枝数分别平均提高60.2%和90.6%,单株生物量平均提高57.1%和87.1%,单株荚数平均提高70.0%和92.3%,分枝荚数平均提高159.9%和197.9%,分枝瘪荚率平均降低57.8%和60.4%,最终单株粒重平均提高19.9%和54.9%。与辽豆21自身嫁接植株相比,水分胁迫下,嫁接辽豆14砧木使单株荚重、单株荚数、单株粒数、百粒重和单株粒重分别显著提高了45.8%、27.4%、21.7%、5.2%和20.4%,产量性状的提高与主茎第9～15节位间有效荚数的提高有关。因此,通过地上部与根系的协同改良是提高大豆抗旱性的重要途径。     

灌溉对不同耐旱型大豆生理特性及产量的影响

田间条件下,在半干旱地区,通过对不同耐旱型大豆品种进行灌溉,探讨品种和灌溉对大豆生理性状及产量的影响。结果表明:灌溉提高了同一品种的LAI、株高、地上部生物产量、叶绿素含量,但却降低了根冠比值。同一处理,各时期地上部生物量表现为:R6R4R2,根冠比值表现为:R2R4R6。灌溉与品种均显著影响大豆产量的形成,且灌溉效应大于品种效应。灌溉提高了同一大豆品种的产量,但辽豆21产量提高的更多。同一灌溉条件下,辽豆14产量优于辽豆21。灌溉提高了大豆植株的株高、主茎节数、节间长度。同一灌溉条件下,辽豆14的株高、主茎节数高于辽豆21,但节间长度却低于辽豆21。     

不同时期水分胁迫对御旱基因型大豆光合特性的影响

盆栽条件下,以御旱型辽豆14和干旱敏感型辽豆21为研究对象,设置干旱、轻度干旱和适宜水分三个处理,探讨不同生长时期控水条件下,御旱型大豆植株光合特性和叶绿素荧光特性变化的特征和规律,以期揭示御旱基因型大豆抗旱的光合调控机理。结果表明：各个时期控水,土壤水分都显著影响大豆植株的净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）;干旱限制了植株的Pn、Tr、Gs、胞间CO₂浓度（Ci）,辽豆21的蒸腾速率平均值高于辽豆14。随着土壤含水量的增加,植株Ci浓度逐步提高。土壤干旱条件下的初始荧光（F₀ ）值最大,结荚期（R3-R5）控水时F₀ 值最低。干旱胁迫降低了植株的最大光化学效率（Fv/Fm）、电子传递效率（ETR）和实际光化学效率（Φ_PSⅡ ）。同一时期控水,御旱基因型辽豆14的最大荧光产量（Fm）和Fv/Fm高于辽豆21的值。干旱胁迫下,御旱基因型辽豆14能够维持较低的蒸腾速率,较高的Fm和Fv/Fm值,这可能是御旱型辽豆14抗旱的重要原因。     

不同降雨条件对不同耐旱型大豆根系的影响

为了明确耐旱型大豆根构型的特异性,田间条件下,以不同耐旱型大豆为研究对象,探讨不同降雨条件对大豆根系特性的影响。结果表明:干旱胁迫降低了各时期大豆植株的根和地上部生物量;同一地点,R2和R4期取样,辽豆14的根和地上部生物量高于辽豆21。随着生育进程的推进,根冠比值逐渐增大;一般而言,V4~R4期,干旱胁迫提高了植株的根冠比。苗期干旱胁迫显著提高了大豆根长,但结荚期和鼓粒期干旱胁迫均降低了大豆根长、根表面积。大豆根长占比以细根为主,平均根直径≤2.5 mm的根长比例均在90%以上。根表面积占比也主要以细根为主,但大豆根体积分配比例较高的却主要是根系直径2.5 mm的粗根。研究结果进一步丰富了耐旱基因型大豆根器官应答干旱胁迫的理论知识,对大豆抗旱生产栽培具有重要的理论价值和实践意义。     

野生大豆蛋白质优异基因源种间杂交遗传规律及其应用研究进展

野生大豆是栽培大豆品种改良的基因来源。野生大豆与栽培大豆杂交是未来大豆新种质增加的有效途径。野生大豆具有高蛋白、多花多荚和抗逆性强等优良特性。研究证明大豆育种上通过种间杂交方法创造出具有野生血缘的育种中间材料,可以选育出高蛋白大豆新品种。深入探索野生大豆高蛋白资源在大豆种间杂交后代的遗传规律,可以为大豆特异种质创新提供理论依据。     

不同生育时期干旱胁迫对大豆根系特性及产量的影响

盆栽试验条件下,以辽豆18为材料,分别在V2～R1,R1～R5,R5～R7期设置3个控水处理,控水结束后取样测定根系性状,成熟后测定产量。结果表明:干旱影响大豆产量的形成,干旱(W1)胁迫引起产量下降的程度要高于轻度干旱(W2)。不同时期干旱(W1)引起产量下降程度为:鼓粒期>花荚期>营养生长期。干旱胁迫(W1)主要通过降低大豆的单株荚数从而降低单株产量。大豆的根长比例和根表面积比例主要为根系直径为0～1.0 mm的细根,分别约占总根长的90%和总根表面积的60%。大豆根体积的分配比例主要是根系直径大于4.5 mm的粗根,其根体积所占比例在48%以上。R1～R5和R5～R7控水大豆细根(根系直径为0～1.0 mm)的根长和根表面积分配比例较V2～R1控水时增加。干旱降低了植株中直径大于4.5 mm粗根的根长比例、根表面积比例和根体积比例。随着生育进程的推进,根生物量密度逐渐增加,土壤干旱胁迫降低了根生物量密度。     

水钾耦合对大豆光合特性及其产物积累运转的影响

盆栽条件下,研究了不同生育时期水钾耦合对大豆光合特性及水分利用效率的影响,并对光合速率与各器官干物重进行相关分析。结果表明：苗期与花期控水时,土壤水分及水钾互作极显著影响光合速率（Pn）;结荚期控水时,水分极显著影响Pn。花期与荚期控水后测定的Pn要高于苗期的Pn。水钾耦合对光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）和气孔导度（Gs）的影响趋势相似,即水分效应要优于钾肥,且一般而言同一钾肥水平下,土壤水分的影响表现为：W4>W3、W5>W2>W1。只有当土壤水分供应适宜（W3）时,钾肥的施用提高了植株的Pn、Tr和Gs。水分对植株水分利用效率（WUE）的影响要优于钾肥,且水分为正效应。苗期及开花期控水条件下,植株的Pn与根、茎、叶干物重呈极显著正相关（p<0.01）,且Pn与各器官的相关程度表现为茎>叶>根;结荚期植株Pn与根、茎、叶干物重仍呈极显著正相关（p<0.01）,与荚粒干物重呈显著正相关（p<0.05）。     

大豆钾营养研究进展

从钾肥促进大豆对水分、养分的吸收利用,提高植株的抗旱、抗病虫害、抗倒伏等抗逆性进行综述,并阐述了钾肥对大豆生理特性及产昔品质的影响,总结了大豆的需钾特性,为钾肥在大豆生产上的应用提供理论依据.