荞麦抗旱性研究进展

荞麦是一种珍贵的药食同源作物,随着人们对健康饮食的逐渐重视,荞麦及其加工产品在人们生活中的地位越发重要。中国拥有丰富的荞麦资源,多种植在干旱或半干旱的冷凉高原山区及边远山区。干旱严重影响荞麦的产量和品质,提高荞麦抗旱性在荞麦生产中起着重要的作用。为此,从干旱对荞麦形态特征、抗旱性的生理生化基础、干旱对荞麦产量及品质的影响等方面阐述了荞麦抗旱性的研究进展,并对荞麦抗旱分子机理方面的研究进行了展望。     

不同苦荞品种花和籽粒空间分布特征及差异分析

以8个苦荞品种为试验材料,研究不同苦荞品种花和籽粒在植株不同部位的分布特征及差异。结果表明,不同苦荞品种花和籽粒总数存在显著差异,其中川荞2号总花数、总籽粒数最高,分别为3 046.6和1 367.8,而川荞1号最少,分别为1 017.6和487.2,品种间总花数和总籽粒数变异系数分别为34.8%、29.0%。不同苦荞品种花和籽粒空间分布呈现相同趋势,均主要分布于分枝上,分别占整株的76.3%和74.2%以上,且均显著高于主茎,分别高68.7%~87.0%和65.2%~84.5%。生产上可通过调控分枝的有效籽粒数来提高苦荞产量。     

两种三熟套作体系中的氮素转移及吸收利用

 【目的】探讨“小麦/玉米/大豆”(以下简称麦/玉/豆)和“小麦/玉米/甘薯”(以下简称麦/玉/薯)两种三熟套作体系的氮素种间竞争促进作用和高效吸收利用特性。【方法】采用根系分隔盆栽试验和15N土壤稀释标记法,研究两种三熟套作体系的氮素转移及吸收利用情况。【结果】不分隔与分隔相比,两种体系中小麦的15N总吸收量和15N作物回收率提高,土壤残留15N%丰度及总N含量降低。“麦/玉/豆”中玉米的15N总吸收量、籽粒15N吸收量、15N作物回收率、土壤残留15N%丰度及总N含量提高17.62%、24.52%、17.63%、13.9%和10.1%,“麦/玉/薯”则降低50.19%、42.58%、33.42%、29.6%和5.2%;降低了大豆的15N总吸收量、籽粒15N吸收量和15N作物回收率,但土壤总N含量提高6.06%;提高了甘薯的15N总吸收量和15N作物回收率,但土壤残留15N%丰度和总N含量降低0.9%和4.95%。【结论】两种体系均存在氮素种间竞争促进作用和氮素转移,“麦/玉/豆”较“麦/玉/薯”更有利于肥料氮的吸收、土壤肥力的保持和周年作物的可持续生产。     

后熟对苦荞子粒营养品质的影响

以西荞1号和黑丰1号为材料,研究了采收后后熟对苦荞子粒千粒重、单株粒重、黄酮类化合物及主要贮藏物质含量的影响。研究表明:随后熟时间的延长,苦荞子粒的千粒重和单株粒重呈现先上升后降低的趋势,2个品种均以后熟21d最高。同时,黄酮类物质(总黄酮、芦丁、槲皮素、山奈酚)含量有类似的变化趋势,但品种间存在差异。在苦荞种子的主要贮藏物质中,可溶性糖的含量在后熟7d时达到最高,后期逐步下降;淀粉含量先下降后上升,且在14d时达到最低。西荞1号和黑丰1号子粒粗脂肪含量随后熟时间的延长呈逐渐降低的变化趋势。后熟对苦荞蛋白质含量无显著影响。     

种植密度对苦荞麦抗倒伏特性及产量的影响

为了明确苦荞麦抗倒伏特性和适宜的种植密度,提高产量,以‘西荞1号’苦荞麦为材料,研究了不同种植密度对苦荞麦抗倒伏特性及产量的影响。结果表明：种植密度大小显著影响茎秆和根系形态,随着种植密度的增大,田间透光率降低,株高和节间长度增加,主根长、一级侧根数和根体积减少,倒伏率增加,产量呈先升高后降低的变化趋势。相关分析发现,苦荞麦茎秆和根系的特征与植株的抗倒伏特性密切相关。株高和节间长度与茎秆强度呈显著的负相关关系,与倒伏率则呈显著的正相关关系。适宜的种植密度（9×10⁵~12×10⁵株/hm²）能够减少荞麦倒伏的发生,提高抗倒能力,增加群体产量,值得推广应用。     

磷钾营养对套作大豆茎秆形态和抗倒性的影响

以贡选1号大豆品种为材料,采用两因素随机区组设计,研究了磷钾营养对套作大豆茎秆形态和抗倒性的影响。结果表明,施用磷钾显著影响套作大豆茎秆的抗倒能力。茎秆基部节间粗度、C/N比、细胞壁纤维素、木质素含量、机械强度、抗倒指数(SLRI)均随施钾量的增加而增加,随施磷量的增加呈现出先增后降的趋势,而基部节间长度、主茎高、倒伏率均随磷钾施用量的增加而降低。SLRI与基部第1、2节间粗度、茎秆木质素、纤维素含量、机械强度及C/N比呈显著正相关,与基部节间长度、主茎长、实际倒伏率呈极显著负相关。适宜的磷钾水平(P2O517kg/hm2,K2O 112.5kg/hm2)能提高套作大豆SLRI,降低其倒伏率。     

小麦/玉米/大豆三熟套作体系中小麦根系分泌特性及氮素吸收研究

为探讨小麦/玉米/大豆多熟套作体系下小麦根系分泌物的分泌特性及其对根系生长环境和植株氮素吸收的影响,2006-2008年连续两个生长季采用田间定位试验,研究了小麦-大豆、小麦-甘薯、小麦/玉米/大豆和小麦/玉米/甘薯4种种植模式下小麦根系分泌物的数量与种类、小麦根系生长、土壤水分、土壤氮含量及植株吸氮量的变化特性。结果表明,与小麦-大豆和小麦-甘薯两种净作模式及小麦/玉米/甘薯套作模式相比,小麦/玉米/大豆套作降低了开花期和成熟期小麦生长区的土壤湿度、pH值及NO₃^--N和NH₄⁺-N的含量,提高了小麦植株地上部总吸氮量、根系活力、根干重及土壤总氮含量,并且,开花期小麦根系分泌有机酸总量和可溶性糖含量增加,表现为套作>净作,大豆茬口>甘薯茬口,边行>中行,其中以小麦边行处理的分泌量最高。拔节期根系分泌的有机酸,净作处理以乙酸含量较高,占总量的47.8%~51.6%,套作处理以柠檬酸含量较高,占总量的31.7%~55.1%;开花期根系分泌的有机酸,净作和套作处理均以乙酸含量较高,占总量的33.3%~78.3%。小麦/玉米/大豆套作对小麦根系分泌有机酸和可溶性糖有促进作用,从而改善了根系生长环境,提高了小麦对氮素的吸收。     

不同肥料类型对苦荞生长及产量的影响

以苦荞品种‘西荞1号'为材料,研究了不同类型肥料处理对苦荞生长及产量的影响。结果表明:与不施肥相比,各处理均能显著增加苦荞株高和第一节间长,以A4处理的第一节间长最长,为2.1 cm,显著高于其他处理(A2除外)。除A3外,其他施肥处理均能显著增加苦荞的茎粗,但各施肥处理间差异不显著。不同的肥料处理对苦荞主茎节数没有明显的影响。除A1和A3处理外,其他施肥处理均能显著增加苦荞的总干物重,但苦荞干物质在各器官的积累量存在明显的差异。各施肥处理均能显著增加苦荞的产量,以A4处理最高,为2 508.4 kg/hm~2,显著高于A5、A6和CK处理。不同的肥料处理对单株粒数、有效株数和产量有明显的影响,但对千粒重影响不显著。     

适宜机播深度及覆土厚度提高苦荞幼苗素质

为探索西南丘陵山区苦荞机械播种的可行性和提高机械播种质量的农艺措施,该试验研究了播深(2,4,6 cm)和覆土(不覆土为对照)对苦荞幼苗性状的影响。结果表明,播种深度对苦荞幼苗性状影响最大,4 cm播深有利于培育苦荞壮苗,播深2 cm时表现为出苗率差、基本苗和成苗率低,根系活力、茎粗小、干物质量、单株叶面积及叶绿素含量下降,而播深6 cm时地中茎过长导致出苗率下降,株高、干物质量、单株叶面积、茎粗和叶绿素含量均降低;覆土有利于提高苦荞的出苗率和根系活力,干物质量增加,地中茎适度增长,幼苗素质较不覆土高。苦荞幼苗各性状主成分分析表明,各播深处理条件下苦荞幼苗性状差异较大,覆土加剧了各处理间的分异程度。在机械播种后进行苦荞幼苗素质评价时,应选择株高、根系活力、总干物质量、根干物质量、茎粗、单株叶面积、地中茎长度适中和子叶节长度等指标,能够准确地反映苦荞幼苗素质。综合可知,采用4 cm播深和覆土最有利于提高苦荞幼苗的素质。     

小麦/玉米/大豆和小麦/玉米/甘薯套作对土壤氮素含量及氮素转移的影响

为探讨小麦/玉米/大豆套作对氮素营养的种间促进机制, 采用叶片¹⁵N富积标记法研究了小麦/玉米/大豆(A1)和小麦/玉米/甘薯(A2) 2种套作系统中不同施氮水平下的土壤培肥效果和氮素转移规律。结果表明,施氮可以提高小麦、玉米的土壤总氮含量,以施纯氮150~300 kg hm^-2处理最高;大豆较甘薯更有利于保持土壤肥力,施氮0、150、300和450 kg hm^-2水平下种植大豆后的土壤总氮含量比种植大豆前(小麦收获后)高38.6%、20.2%、9.4%和16.7%,而种植甘薯则降低总氮含量3.1%、1.8%、14.0%和3.8%。A1系统中小麦和玉米季土壤中NO₃-N含量低于A2系统,且随施氮量的增加而增加;大豆季土壤中NO₃-N含量高于甘薯季。A1和A2系统均存在¹⁵N的双向转移,¹⁵N转移量随施氮量的增加而降低,且A1的¹⁵N净转移量和转移强度高于A2;A1系统中小麦、玉米和大豆的¹⁵N净转移量比A2系统的¹⁵N净转移量分别高3.3%~12.1%、27.0%~166.2%和26.2%~78.7%。玉米与小麦之间的¹⁵N净转移方向为从玉米向小麦,玉米与大豆之间的¹⁵N净转移方向为从大豆向玉米,玉米与甘薯之间的¹⁵N净转移方向为从玉米向甘薯。