不同氮效率油菜种质苗期氮吸收转运与利用差异研究

氮效率研究是油菜营养性状遗传改良的前提,为探究不同氮效率油菜种质苗期氮吸收、转运和利用的异同,以2个氮效率差异油菜种质H6（氮高效）和L18（氮低效）为供试材料,利用水培营养液设置正常氮（CK）和低氮（LN）2个氮浓度处理,培养14d后检测植株氮含量,计算氮累积量、氮转运系数和氮利用效率。结果显示,不同氮浓度处理对油菜苗期氮的吸收、转运和利用效率影响的差异达到极显著水平（P＜0.01）。与CK相比,LN处理的油菜生物量、氮含量和氮累积量均显著降低,而氮利用效率和根冠比显著提高;氮高效油菜种质H6的生物量、氮累积量、氮转运系数和氮生理利用效率均显著大于氮低效种质L18,分别为L18的2.07、1.42、3.23和1.56倍。从氮的吸收、转运和利用3个方面探讨了低氮胁迫处理下油菜种质苗期氮效率差异的原因,对深入开展油菜氮高效机理研究及油菜品种氮效率改良具有一定的指导意义。     

青海东部地区春油菜需肥规律的研究

[目的]寻找最适合青海东部地区春油菜生长的施肥比例。[方法]采用4＋X试验设计方案研究油菜在不同N、P、K肥施用量组合下各生物学性状与施肥的关系,并对所设5个处理进行对比,寻找出最优施肥量组合。[结果]春油菜在相同时期对N、P、K的需求呈现出一定的规律性,苗期养分吸收为N〉K〉P,抽薹期至盛花期对养分的吸收为N≈K〉P,结荚期对养分的吸收为K〉N〉P,成熟期对养分的吸收为N〉K〉P。因此,根据油菜的需肥规律,在苗期、抽薹期、花期和成熟期均应注重施用N肥,花期、结荚期和成熟期加强P、K肥的配合施用。[结论]青海东部地区春油菜生长的施肥最佳N∶P2O5∶K2O配比为1.00∶0.14∶0.94。     

不同氮效率油菜苗期碳氮代谢差异

为探究氮高效的机制,研究油菜苗期碳氮代谢规律,以两个氮效率差异显著的油菜种质（氮高效种质A294和氮低效种质A364）为材料,通过设置正常（CK, 9.5 mmol/L）和低氮（LN, 0.475 mmol/L）两个处理,比较不同氮效率油菜在根系形态、氮吸收转运同化、光合碳代谢生理指标以及碳氮代谢相关基因表达等方面的差异。结果表明,氮高效的A294在低氮胁迫下根系发达,植株生物量和氮累积量显著高于A364,前者根系吸收及向地上部转运氮的能力较强,而氮同化关键酶硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性在两个种质间无显著差异;同时,A294叶片SPAD值、光合色素含量、净光合速率及磷酸蔗糖合酶基因BnaSPS的表达均更高。进一步分析发现,低氮胁迫下A294根系中硝酸盐转运蛋白基因BnaNPF7.3的表达显著高于A364,而BnaNPF7.2b在A364根系的表达则显著高于A294;此外,A364可溶性糖含量的根叶比及根系中蔗糖合酶基因BnaSUS表达高于A294,说明低氮胁迫下氮高效油菜A294可以将更多的营养元素（氮）分配至地上部,使叶片保持较高的光合速率,为生物体构建提供保障;而氮低效油菜种质A364则倾向于将有限的营养元素（氮）分配在根系并维持其生长发育,同时其根系可溶性糖消耗占比高于A294,导致其根冠比高于A294。由此认为,油菜在响应外界氮缺乏胁迫时,氮素与能量物质（可溶性糖）的分配与消耗差异会影响叶片碳代谢（光合作用、蔗糖合成）速率,最终导致油菜苗期氮效率的差异。     

秸秆还田配施氮肥对冬小麦产量及氮素调控的影响

以周麦23为供试材料,采用裂区设计的大田试验研究了关中地区秸秆还田配施不同氮肥水平对冬小麦产量及氮素调控的影响。结果表明：相较于单施氮肥处理,秸秆还田配施氮肥处理冬小麦产量在低施氮量处理时有降低的趋势,在高施氮量处理时有增加的趋势,但两者间的差异不显著;秸秆还田配施氮肥能有效提高冬小麦的氮素利用效率,冬小麦的氮肥表观利用率提高了1．6％～9．1％;秸秆还田措施配施适量的氮肥有降低冬小麦百公斤籽粒需氮量的趋势。综合考虑到生产成本及潜在环境污染的可能性因素,在秸秆还田条件下,试验地区冬小麦施氮量以252～321 kg·hm-2为宜。     

施氮量对迟播油菜氮素利用和产量品质的影响

【目的】长江流域多熟制模式下,油菜播种推迟,引起产量低、品质差。为探究施氮量对迟播油菜氮素利用和产量、品质的影响,本研究通过测定不同施氮量下迟播油菜产量构成、农艺性状、养分积累、籽粒品质,以期探明迟播油菜最佳施氮量。【方法】以甘蓝型油菜品种中油杂19为材料,在湖北应城、黄冈进行大田裂区试验,设置2个播期（常规播期S1,10月10日;迟播S2, 11月10日）为主区,4个施氮量（N0：不施氮肥;N1：120 kg·hm^-2;N2：240 kg·hm^-2;N3：360 kg·hm^-2）为副区。【结果】（1）迟播（S2）显著降低油菜籽粒产量,增加氮肥施用量,不同播期油菜单株角果数、每角果粒数及千粒重均有显著上升趋势,与N0相比,在N1、N2和N3处理下,籽粒产量在常规播期下两地平均增加31.9%、68.6%和79.8%,在迟播下两地平均增长36.0%、82.3%和87.3%;（2）播期推迟,油菜根颈粗、株高、分枝起点高度和根系干重均显著下降,地上部干重增加,根冠比下降。增加氮肥施用量,不同播期油菜根颈粗、株高及分枝起点高度增加,地上及根系干重均上升,但根冠比呈现下降趋势;此外,与N0相比,在N1、N2和N3下,倒伏角度在正常播期下两地平均增加162.7%、254.7%和374.7%,在迟播下两地平均增长105.5%、208.7%和303.1%,即增施氮肥加重了倒伏的发生;（3）推迟播期,油菜根系氮含量和氮积累量均下降;籽粒氮含量上升而氮积累量下降、含油率下降;茎秆、角果壳氮含量变化不显著,但氮积累量显著上升。增加氮肥施用量,各部位氮含量和氮积累量增加,含油率下降,但产油量呈上升趋势,在240 kg·hm^-2施氮量水平时,产油量在两个播期下均达最大,应城分别为1 830.5和1 534.5 kg·hm^-2,黄冈分别为1 535.1和1 220.0 kg·hm^-2。籽粒氮素利用率也达最高,应城分别为34.88%和31.14%,黄冈分别为27.95%和25.48%。籽粒氮素利用率与籽粒产量和产油量呈极显著正相关,与倒伏角度不相关,因此可以通过提高籽粒氮素利用率提高籽粒产量和产油量,同时不加重倒伏发生。【结论】增加氮肥施用可提高迟播油菜产量,但氮肥施用应控制在240 kg·hm^-2左右,以控制倒伏进一步加剧,并获得最大产油量。     

丹江口库区不同土地利用方式土壤团聚体稳定性及分形特征

为分析南水北调(中线)丹江口库区不同土地利用方式土壤团聚体稳定性及其分形特征,揭示人类活动对土壤结构的影响,以库区内不同土地利用方式(水田、旱地、果园、人工林地、自然林地)土壤为研究对象,经干筛和湿筛法测定团聚体组成,以土壤团聚体稳定性指标(大团聚体含量(R0.25)和团聚体破坏率(PAD))、土壤团聚体直径指标(平均质量直径(MWD)和几何均重直径(GMD))以及分形维数(D)作为评价指标,对比分析丹江口库区不同土地利用方式下土壤团聚体组成及其稳定性。结果表明,对土壤团聚体组成的测定,湿筛法相对干筛法重现性更好,能更真实反映土壤团聚体组成及其稳定性。各土地利用方式总体上表现为林地(人工林和自然林)土壤稳定性和抗蚀性更好,其MWD和GMD值相对较高,D值相对较低;相反,旱作农地(果园和旱地)土壤团聚结构及其稳定性较弱,其MWD和GMD值相对较低,D值相对较高。说明各团聚体稳定性指标均能从不同角度反映不同土地利用方式对土壤团聚体稳定性的影响。相关性分析表明,土壤团聚体MWD、GMD值和D值与各粒径团聚体含量呈明显线性关系,在土壤团聚化过程中,土壤团聚体从微团聚体(0.25 mm)—中等团聚体(0.25~5 mm)—大团聚体(5 mm)的转化中,0.25,1,5mm粒级是较为关键的临界点。     

不同供镁浓度对芝麻生长及养分累积的影响

 为促进芝麻高产营养与栽培,探讨不同镁浓度对芝麻生长和养分累积的影响。以品种中芝13为材料,设置5个供镁浓度处理（0、50、100、500和1 000μmol/L）,30d后测定不同处理芝麻生物量、根系形态参数、氮磷钾含量等指标。结果显示：不同供镁浓度对芝麻生长有着不同程度的影响,镁在100μmol/L及以下时,芝麻出现缺素症状,表现为植株矮小、老叶失绿黄化,根系生长受阻。芝麻植株生物量随着供镁浓度增加而增加,根系生长对镁浓度的变化尤为敏感,缺镁抑制根系生长。与1 000μmol/L相比,3个缺镁浓度（0、50和100μmol/L）处理下根系干重分别减少97.83%、93.88%和86.65%,且侧根长、侧根数、根表面积、根体积以及根平均直径显著降低。同时,随着镁浓度增加,芝麻叶片和根系中氮、磷、钾累积量显著上升,说明适宜供镁有利于芝麻生长和养分累积。此外,与供镁浓度500μmol/L相比,1 000μmol/L处理下的芝麻植株,叶片与根系中钙的积累量均显著降低,暗示芝麻在钙和镁吸收方面可能存在拮抗关系     

甘蓝型油菜苗期氮效率评价及基因型差异

为筛选氮高效油菜资源提供参考，本研究建立甘蓝型油菜苗期氮效率评价以及氮效率基因型差异的鉴别方法，以162份油菜育种品系为材料，设置正常氮供给（氮浓度为9 500μmol/L）和低氮胁迫（氮浓度为237.5 μmol/L）两个氮水平处理，采用营养液培养方法，研究不同氮水平下油菜苗期生物学性状及氮累积量，并对所有品系进行氮效率评价和基因型差异分类。两年试验结果显示，油菜生物量、主根长、侧根长、根冠比、氮累积量及氮吸收和利用效率在不同氮水平处理间差异极显著。不同氮水平下，油菜苗期生物量与氮累积量、氮利用指数、氮吸收效率极显著正相关，与侧根长显著正相关。低氮胁迫下油菜主根长、侧根长和根冠比增加，且根冠比与侧根长显著正相关，说明低氮胁迫下侧根伸长是油菜苗期适应低氮胁迫的重要途径之一。相比氮利用效率，氮吸收效率对油菜苗期生物量的形成影响更大，油菜苗期生物量与氮吸收效率存在极显著相关性，侧根长、氮累积量、氮利用指数与氮吸收效率存在显著正相关。因此，生物量可作为评价油菜苗期氮效率的主要指标，侧根长、氮积累量、氮利用指数可作为辅助指标。以不同氮水平下植株生物量的平均值为阈值，对162份供试油菜品系氮效率进行分类，其中双高效型油菜基因型23份、双低效型油菜基因型28份、中间型油菜基因型111份。进一步分析表明，双高效型油菜生物量、氮累积量、氮吸收效率均高于双低效型油菜，低氮胁迫下双高效型油菜在氮吸收累积方面更有优势。     

秸秆还田措施下施氮量对冬小麦产量及养分吸收的影响

【目的】研究关中地区秸秆还田措施下不同施氮量对冬小麦产量及养分吸收的影响,为相同区域秸秆还田条件下冬小麦氮肥的优化管理提供科学依据。【方法】以"周麦23"为供试材料,进行一季以5个氮肥用量(0,84,168,252,336kg/hm2)为主处理、秸秆还田与否为副处理的田间裂区试验,分析不同氮肥用量对秸秆还田措施下小麦产量、产量构成要素及地上部养分吸收的影响。【结果】与单施氮肥处理相比,在低施氮量(<168kg/hm2)下,氮肥配合秸秆还田处理的冬小麦产量有降低趋势,在高施氮量(>252kg/hm2)下,氮肥配合秸秆还田处理的冬小麦产量呈增加趋势,但两者差异不显著;氮肥表观利用率和氮肥农学效率均呈现为相同施氮量下,秸秆还田处理高于秸秆不还田处理,分别提高了3.29%~24.46%和15.04%~30.05%。秸秆还田条件下,冬小麦籽粒、茎叶和颖壳中的氮素含量及茎叶和颖壳中的钾素含量均随着施氮量的增加而显著增加,而颖壳磷素含量随着施氮量的增加有降低趋势,籽粒中钾素含量受施氮量的影响差异不显著。相同施氮量下,与单施氮肥处理相比,氮肥配合秸秆还田处理籽粒的磷素及钾素含量均呈增加趋势,但差异不显著。【结论】氮肥配合秸秆还田能提高冬小麦氮素利用效率。秸秆还田配施适量的氮肥有提高冬小麦产量的趋势,秸秆还田后氮肥施用量应高于非秸秆还田的田块,但考虑到生产成本及潜在环境污染的可能性因素,在秸秆还田条件下,关中地区冬小麦施氮量不宜高于336kg/hm2。     

秸秆还田配施氮肥对冬小麦产量及氮素调控的影响

以周麦23为供试材料,采用裂区设计的大田试验研究 了关中地区秸秆还田配施不同氮肥水平 对冬小麦产量及氮素调控的影响。结果表明：相较于单施氮肥处理,秸秆还田配施氮肥处理 冬小麦产量在低施氮量处理时有降低的趋势,在高施氮量处理时有增加的趋势,但两者间的 差异不显著;秸秆还田配施氮肥能有效提高冬小麦的氮素利用效率,冬小麦的氮肥表观利用 率提高了1.6%～9.1%;秸秆还田措施配施适量的氮肥有降低冬小麦百公斤籽粒需氮量的趋势 。综合考虑到生产成本及潜在环境污染的可能性因素,在秸秆还田条件下,试验地区冬小 麦施氮量以252～321 kg·hm^-2为宜。