油菜籽粒中钾素积累过程的初步研究

通过定期测定甘蓝型双低油菜扬油6号籽粒的钾素含量，研究了籽粒中钾素积累动态，结果表明：（1）籽粒含钾率前期较高，随着籽粒的充实逐渐减小。（2）籽粒中钾素积累动态可用Richards方程拟合（R2=0.9963**～0.9981**）。（3）前期钾素积累的持续时间最长，约占55%；中期K素积累速率最大，积累量最大，所占比例也最大，均在50%以上，前期积累比例略少于40%，后期13%左右。（4）施用K肥籽粒K素积累时间和最终积累量有所增加，但总体来说影响不大。     

氮素水平对油菜根茎叶氮素输出 及角果中氮素积累的影响

通过测定不同施N条件下油菜各器官的N素含量,研究了油菜后期根、茎枝、叶片等营养器官中N素的 输出和角果中N素的积累。其主要结果如下: (1)根、茎枝、叶片中N素积累量的变化呈先增后减的趋势,一般在 开花期前后达最大值;角果中N素总量随角果的生长逐渐增加。增施N肥明显增加各器官的N素积累量,推迟最 大值出现的时间。(2)根系、茎枝、叶片中的N素向外输出的比例随施N量的增加而下降,分别占其最大值的20% ～35%、35%～65%、55%～70%。(3)角果中的N素有30%左右来自叶片中N素的再利用,受施肥量的变化影响 较小; 35% ～10%来自茎枝的N素的再利用,随施N量的增加而减少;来自根系中N素的再利用不足5%;来自开 花后从土壤中吸收的N素约为30% ～60% ,随施N量的增加而增加。     

减氮对半冬性中筋小麦产量、NUE及氮代谢关键酶活性的影响

为了研究半冬性中筋小麦在减氮条件下籽粒产量、氮效率(NUE)及氮代谢关键酶活性的差异与调控效应,于2012年-2013年以半冬性中筋小麦徐麦30、保麦1号为供试品种进行池栽试验。研究表明,施用氮肥增加了穗数和粒数,扩大了小麦库容(公顷粒数),而粒重却有所下降,但穗数和粒数的增加幅度大于粒重的降低幅度,从而提高了单位面积籽粒产量。施氮量从270 kg·hm-2降至225kg·hm-2,籽粒谷丙转氨酶(GPT)活性略有提升,而单株氮素积累量、花后剑叶硝酸还原酶(NR)和谷氨酰胺合成酶(GS)、籽粒GS活性均呈下降趋势,籽粒产量有所降低,但差异未达显著水平。减氮影响了植株对氮素的吸收,对氮肥表观利用率(RE)有降低效应,但增强了氮肥偏生产力(PFP)和氮素生理效率(PE),对NHI影响较小。在兼顾生产成本、生态和效益的条件下,将氮肥用量从270 kg·hm-2减少至225 kg·hm-2,更有利于半冬性中筋小麦的可持续高效生产。本研究为小麦合理施氮及提高氮肥利用效率提供科学依据。     

春性和半冬性小麦苗期氮肥吸收效率的差异及其与根系性状的关系

为探明半冬性与春性小麦苗期氮肥吸收效率的差异及其与根系形态与生理性状之间的相关性,在盆栽条件下,选用半冬性、春性小麦品种各3个,研究了不同氮源(NH_4~+-N、NO_3~--N、NH_4~+-N+NO_3~--N三种类型)供应条件下小麦苗期(6叶期)根系性状的差异及其与氮素吸收能力的关系。结果表明,不同生态类型小麦苗期氮素吸收能力存在显著差异,植株总吸氮量和氮肥吸收效率表现为半冬性类型显著高于春性类型,不同氮源处理变化趋势基本一致。根系性状中,平均根长、根系总长、根系总吸收面积表现为半冬性类型高于春性类型,而根系活跃吸收面积和比表面积表现为半冬性类型低于春性类型,根系重量、氧化力则因供应的氮源不同,生态类型间存在差异。根干重、根系氮积累量与氮肥吸收效率显著相关,其他性状与氮肥吸收效率的相关性不显著。     

小麦籽粒不同部位铝的积累及其对氮素的响应

在小麦孕穗期进行施氮处理,采用环境扫描电子显微镜结合能谱仪元素分析技术,对8个品种小麦籽粒的外胚乳、内胚乳、糊粉层和果皮4个部位铝含量进行测定,分析施氮处理对小麦籽粒中铝含量的影响。结果表明:铝在小麦籽粒不同部位的含量存在明显的差异,含量由高到低依次为内胚乳、外胚乳、果皮、糊粉层;不同品种小麦籽粒中铝的积累量存在遗传差异,籽粒不同部位铝的积累量也不同;孕穗期施氮处理显著提高小麦籽粒不同部位中铝含量,同时也提高小麦籽粒不同部位铝含量的相关系数。这一研究显示,小麦籽粒不同部位对铝的积累量不同,同时对氮素的响应程度也存在明显差异。     

氮肥对扬麦20茎秆性状和抗倒性能的影响

为了解施氮对小麦茎秆性状及抗倒性能的调节作用,以中筋小麦品种扬麦20为材料,设置3个施氮水平(180、225和270kg·hm-2)和3个氮肥运筹比例(基肥∶壮蘖肥∶拔节肥∶孕穗肥分别为7∶1∶2∶0、5∶1∶2∶2和3∶1∶3∶3),研究氮肥施用量及运筹比例对小麦产量及茎秆形态、力学结构、化学成分等抗倒性状的影响。结果表明,小麦产量随氮肥施用量的增加呈先增后减的趋势;施氮量相同时,5∶1∶2∶2氮肥运筹比例的产量均最高。随着氮肥用量及基施比例的增加,茎秆基部节间变长变细,充实度降低,茎秆强度降低,田间发生倒伏的可能性及危害增加。在高肥条件下适度减少氮肥用量和氮肥合理后移能够有效提高茎秆质量,增加抗倒性能,并获得较高的产量,以施氮225kg·hm-2、氮肥运筹比例5∶1∶2∶2处理效果最好,能有效缓解高产与倒伏之间的矛盾。     

部分春性和半冬性小麦品种氮效率差异分析

为了解小麦冬春性与氮素利用的关系,在大田条件下,以江苏省主栽的15个小麦品种为材料,比较了半冬性和春性小麦的氮效率差异。结果表明,相同施氮条件下,半冬性小麦的平均氮肥吸收效率(NUEa)和氮肥生产效率(NGPE)分别比春性小麦高12.19%和9.64%,差异均达显著水平。其中,NUEa和NGPE最高的半冬性小麦品种均为济麦22,春性小麦两个指标最高的品种均为扬麦15。半冬性小麦的平均氮肥表观利用率(NUR)、氮肥农学效率(NAE)、氮素生理效率(NPE)及氮收获指数亦高于春性小麦,但差异均不显著。半冬性或春性类型小麦中各指标都存在氮高效和氮低效的品种,且品种间差异均极显著;不同品种氮效率高或低的机制不同,使得对氮肥的吸收、利用、转运的能力存在差异,生产中应根据不同品种氮效率机制特点采用不同的施肥应对策略。     

氮肥运筹对不同筋型小麦产量和品质的影响

为筛选不同筋型小麦高产优质栽培的适宜施氮量和施氮比例(基肥∶分蘖肥∶拔节肥∶孕穗肥),以强筋小麦济麦20、中筋小麦保麦1号和弱筋小麦扬麦15为材料,在高产栽培条件下研究了施氮量及施氮比例对不同筋型小麦产量和品质的影响。结果表明,适当增加施氮量或提高小麦生育中后期施氮比例,均能提高三种筋型小麦产量、蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值、面团形成时间和稳定时间。三种筋型小麦采用适宜的氮肥运筹均可协同提高产量和改善品质。本试验条件下,强筋小麦济麦20达到高产优质的最优组合为施氮量225kg·hm-2、施氮比例3∶1∶3∶3;中筋小麦保麦1号为施氮量270kg·hm-2、施氮比例3∶1∶3∶3;弱筋小麦扬麦15为施氮量180kg·hm-2、施氮比例5∶1∶2∶2或施氮量225kg·hm-2、施氮比例7∶1∶2∶0。     

春性和半冬性小麦花后旗叶和籽粒氮代谢关键酶活性的差异

为探明不同生态类型小麦氮效率（NUE）差异的生理特征,选用不同半冬性小麦品种(2012-2013年6个,2013-2014年3个)和春性小麦品种（2012-2013年9个,2013-2014年3个)为材料,研究了春性和半冬性小麦花后旗叶和籽粒氮代谢关键酶活性的差异,分析了酶活性与氮效率的相关性。结果表明,在施氮量相同条件下,半冬性小麦灌浆期旗叶及籽粒的平均硝酸还原酶（NR）、谷氨酸合成酶（GOGAT）、谷氨酰胺合成酶（GS）的活性均高于春性小麦;籽粒谷丙转氨酶（GPT）活性在灌浆中前期高于春性小麦。在半冬性小麦品种中,旗叶和籽粒GS活性与氮素生理效率（NPE）呈显著或极显著正相关,与氮肥农学效率（NAE）、氮收获指数（NHI）相关性也较高;春性品种中,旗叶和籽粒GS活性与NPE、NHI呈显著或极显著相关,籽粒GS活性与NAE显著相关,说明叶片和籽粒中GS活性可以作为两种类型小麦筛选NPE、NAE、NHI等性状的共性选择指标。半冬性小麦品种NR活性与氮肥吸收效率（NUEa）、氮肥表观利用率（NUR）显著相关;春性品种NR活性与氮肥农学效率（NAE）、氮肥生产效率（NGPE）显著或极显著相关,春性小麦品种籽粒GPT活性与NAE、NPEG活性呈极显著正相关,说明不同生态小麦品种氮效率还可通过其他不同的生理指标进行评价。     

两个不同类型彩色棉品种纤维发育的生理特征

选择天然棕色棉品种湘彩棉2号和绿色棉品种皖棉39,研究其纤维发育相关生理特征。结果表明,与常规白色陆地棉苏棉9号(对照)相比,湘彩棉2号和皖棉39纤维中纤维素含量较低,并且纤维中纤维素积累随花后天数增加的S型曲线符合Richards方程,拟合系数达0.999以上,其纤维素积累最大值、累积速率参数、最大增长速率明显低于对照普通白棉,且绿色棉又低于棕色棉。天然彩色棉叶片中SPAD值、可溶性糖含量、蔗糖转化酶活性,铃壳和纤维中腺苷三磷酸(ATP)酶活性、蔗糖合酶(SS)活性和尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)焦磷酸化酶活性低于普通白棉,导致彩色棉纤维发育过程中无法获得充足的养分,最终影响其纤维品质。这也解释了彩色棉Richards方程模拟纤维素积累速率较慢的结果。相关分析进一步表明,彩色棉开花后40 d纤维中SS活性、UDPG焦磷酸化酶活性和GA₃含量与成熟期纤维成熟度、纤维比强度均呈显著线性正相关关系(r＝0.884^*, r＝0.895^*, r＝0.914^*, r＝0.935^*, r＝0990^*, r＝0.988^*),说明天然彩色棉纤维中代谢物质和关键酶活性低,影响了其最终纤维品质。