钾对不同基因型玉米生长、体内钾循环和分配的影响

钾素循环和再利用对维持植物生长和提高钾利用效率非常重要。本文以杂交玉米豫玉23和兴农998为供试作物,采用供应高钾（1.85 mmol/L）和低钾（0.1 mmol/L）营养液的石英砂培养方法,研究不同基因型玉米各器官干重和钾积累及分配、 体内钾在木质部和韧皮部中的循环、 流动及钾效率等。结果表明,低钾处理10 d后,与高钾处理相比,低钾降低两玉米品种各器官干重净增量、 钾浓度、 钾积累量、 钾吸收效率和木质部中钾的运输量,增加钾利用效率和源叶中韧皮部输出的钾,提高钾通过韧皮部的再循环量及占木质部运输总量的比例。低钾处理的豫玉23和兴农998上部叶均为钾库,钾积累量的38.5%和70.3%是由各自中、 下部叶韧皮部输出的钾供给,但体内光合产物和钾向上部叶的运输是不完全同步的过程。两品种比较,低钾处理下的豫玉23较兴农998干重净增量提高,在于前者具有较大根量、 较高钾吸收速率和较多钾素吸收量,木质部中有更多的钾通过叶片韧皮部输出进行循环运输进入上部叶;但豫玉23对介质中钾的吸收大于体内钾的再利用。钾营养高效基因型玉米应该具有较强的吸收和利用体内钾的能力。     

不同供磷水平对玉米干物质和磷动态积累及分配的影响

采用田间试验研究了不同供磷水平对玉米干物质和磷动态积累、分配规律及磷肥效率的影响。结果表明,施磷增加玉米茎、叶、穗轴、子粒和整株干重及磷含量,降低磷肥表观利用率、农学效率和生理利用率。随生长推进,不同供磷水平的子粒和整株干重及磷含量不断增加直到成熟,其余器官干重和磷积累峰值出现时间早晚不同;生长后期,子粒成为唯一的库器官,茎、叶、根,甚至穗轴均成为源,有一部分光合产物和磷输出,被重新分配到子粒。出苗后79～100 d,各供磷水平下的子粒干重净增量是相应出苗后58～79 d的0.75～1.02倍;前者子粒磷净增量是相应后者的1.56～2.39倍,说明光合产物和磷向子粒中运输不是同步的过程。同一取样时期,随施磷量增加,各器官的干重和磷含量增加,以施P2O5 90 kg/hm2最好,产量达11231.6 kg/hm2,原因是该处理的玉米穗长、行粒数和单株粒重显著增加,禿尖长度显著减少。     

供磷水平对不同磷效率玉米氮、钾素吸收和分配的影响

在砂培条件下,以磷高效利用型玉米(KH5)和磷低效利用型玉米(西502)为材料,研究了低磷(Pi25μmol/L,LP)和正常供磷(Pi2mmol/L,NP)2个供磷水平对其氮、钾素吸收和分配的影响。结果表明,磷高效利用型玉米氮钾素吸收和干物质积累受低磷处理的影响较小,表现出对氮、钾的高效吸收。正常供磷水平下,磷低效利用型玉米氮、钾素吸收量和干物质积累量显著高于磷高效利用型,但其氮、钾吸收和干物质生产能力远低于后者。低磷处理使玉米干物质和氮钾营养向根系分配的比例增加,磷低效利用型玉米这种趋势更为明显,反映其耐低磷能力较弱。     

不同施肥对春玉米源库特征及其关系的影响

采用田间小区试验方法研究了不同氮、磷、钾肥用量对春玉米源、库特征及源库关系的影响。试验设氮、磷、钾肥处理各4个(氮、磷、钾肥用量分别为:N:0、120、240、360kghm-2;P2O5:0、75、150、225kghm-2;K2O:0、120、240、360kghm-2)。研究结果表明,当N用量为240kghm-2、P2O5用量为150kghm-2、K2O用量为240kghm-2时,春玉米的叶绿素含量、叶面积指数、干物质积累量等源特性和穗粒数、百粒重、产量、经济系数等库特性均高于其它处理;表征源库关系的茎鞘物质输出率处于相对较低的水平,粒叶比最低。因此在N、P2O5、K2O用量分别为240kghm-2、150kghm-2、240kghm-2时既可以保持较高的叶源性能,又能促进籽粒库容的增大,能够获得协调的源库关系。     

磷对不同基因型玉米生长及氮磷钾吸收的影响

采用田间试验法,在高磷和低磷土壤上分别设置施磷和不施磷处理,研究磷对9个玉米基因型生物量、产量、氮磷钾养分吸收量的影响及其各基因型间的异同,为磷肥合理施用提供科学依据。结果表明,在高磷土壤上,不施磷对各玉米基因型的生物量、产量、产量构成因素和多数玉米基因型的氮磷钾吸收量影响不大;在低磷土壤上,不施磷降低各玉米基因型的生物量、穗粒数、产量及氮磷钾吸收量。两个磷水平下,均以蠡玉16的生物量和产量最大,冀单28最小,这与前者具有较多的养分吸收量有关。不同玉米基因型间有明显差异,在玉米生产中应该因地制宜合理施用磷肥。     

施磷量对不同磷效率小麦氮、磷、钾积累与分配的影响

在土培盆栽条件下,以磷高效小麦(CD1158-7、省A3宜03-4)和磷低效小麦(渝02321)为材料,研究了不施磷、施磷(P)10、20和30mg/kg对小麦不同生育时期生物量、籽粒产量及氮、磷、钾的积累与分配的影响。结果表明:(1)随施磷量的减少,不同磷效率品种小麦籽粒产量和生物量均减少;同一施磷处理,磷高效品种籽粒产量和生物产量高于磷低效基因型。不施磷、施磷10mg/kg,高效品种CD1158-7、省A3宜03-4的籽粒产量为低效品种渝02321 的1.84 倍和1.74倍、1.64倍和1.27倍。(2)低磷处理,磷高效品种小麦植株能够积累较多的氮素;扬花期之前,磷高效品种氮素积累量占小麦全生育期积累量的比例高于低效品种。拔节期、孕穗期氮素分配比例为叶>茎>根,扬花期为叶>茎>穗>根,而成熟期为籽粒、颖壳>茎>叶>根。拔节期和孕穗期磷高效品种根的氮素分配比例高于低效品种,而扬花期和成熟期磷高效品种穗(籽粒)氮素分配比例较高。(3)小麦植株磷素积累量主要集中在拔节期以后的生育时期,占全生育期的82.32%~94.23%。低磷处理,高效品种在拔节期和孕穗期磷素积累量高于低效品种,孕穗期尤为突出。扬花期之前,不施磷处理下,磷高效品种根的磷素分配比例较高。(4)不同施磷处理下,拔节期、孕穗期及扬花期,磷高效品种小麦的钾积累量高于低效品种。不同器官钾素分配比例拔节期和孕穗期均为叶>茎>根,扬花期为茎>叶>穗>根,成熟期为茎>叶>籽粒、颖壳>根。磷高效品种在颖壳和籽粒的钾素分配比例高于低效品种。     

不同供钾水平下烤烟体内钾的循环、累积和分配

在营养液培养条件下 ,利用Jeschke等人建立的模型 ,定量研究了不同供钾水平下烤烟体内钾的循环、累积和分配。结果表明 ,供钾水平对烤烟干物重影响不显著 ;供钾水平提高能显著提高烤烟叶片以及根和茎的含钾量 ,增加烤烟体内钾素累积。不同供钾水平下的烤烟 ,在打顶后 10天内 ,体内都有大量钾离子沿韧皮部由地上部回流到根中 ,回流到根中的钾量占由根运输到地上部的钾量的比例大约在 50 %以上。供钾水平低时 ,该比例明显降低 ,供钾水平提高 ,钾循环量增加。不同供钾水平下 ,烤烟体内钾分配比例都是叶片最高 ,根和茎较低 ;打顶后 10天内烤烟叶片中钾分配减少 ,根中钾分配增加     

基于优先分配的玉米单个籽粒生长模拟

精确预测作物产量对于作物生产、栽培措施优化等具有重要意义。玉米单个籽粒的质量差异对玉米产量有显著影响,并且雌穗不同位置的籽粒获取同化物的能力不同。当前的玉米模型中由于缺乏基于单个籽粒生长机制的模拟过程,从而限制了其在更广泛环境下对产量的模拟精度和预测能力。为了量化雌穗不同位置籽粒对于同化物的竞争能力,基于源库理论建立了玉米单个籽粒灌浆过程的模型,并引入“优先权”方程量化雌穗一列籽粒中每个籽粒获取同化物的“优先”能力,整合进入潜在籽粒生长需求计算新的籽粒库强。通过多年多源库水平的玉米田间试验数据对模型的有效性进行系统评估。结果表明,引入“优先权”后明显提高不同位置籽粒的干质量的模拟精度。这为理解单个籽粒的生长发育过程、玉米产量形成过程提供基础依据。     

镉胁迫对不同基因型玉米生长和镉吸收分配的影响

为比较玉米不同类型及其基因型对重金属镉富集特性的差异,筛选出具有镉(Cd)低积累潜力的玉米品种,通过盆栽模拟试验,研究3种玉米类型(普通玉米、甜性玉米和糯性玉米)的6个基因型(掖单13、郑单-958、苏玉糯-2、沪玉糯-2、金珠蜜超甜和申甜-1)在镉中度污染胁迫(3 mg·kg^-1)与轻度污染胁迫(1 mg·kg^-1)下植株生长及镉吸收分配特征。结果表明,轻度镉胁迫(Cd1)能够促进所有玉米基因型的生长,而中度镉胁迫(Cd3)降低了掖单-13、苏玉糯-2和沪玉糯-2基因型的生物量,同一镉水平下植株的生物量表现为普通玉米>甜玉米>糯玉米。随着土壤镉含量的提高,镉在普通玉米基因型根中的分配量大于甜型玉米和糯型玉米,但同一镉水平下普通玉米茎、叶和籽粒中的镉含量显著低于甜性玉米和糯性玉米。参试6个玉米基因型中普通玉米郑单-958基因型对镉的生物富集和转运能力最小。依据我国食品中污染物限量标准(GB2762-2017)和饲料卫生标准(GB13078-2017),郑单-958基因型在土壤轻度镉污染(Cd1)下籽粒中镉含量为0.083 mg·kg^-1,未超过国家食品安全标准(≤0.1 mg·kg^-1),2个普通玉米基因型和2个甜玉米基因型籽粒中的镉含量在土壤中度(Cd3)、轻度(Cd1)镉污染下均未超过国家饲料卫生标准(≤0.5 mg·kg^-1)。本研究结果为中、轻度镉污染耕地进行玉米安全生产提供了理论依据。     

不同磷水平土壤上磷启动肥对玉米生长效应的研究

探究不同磷水平土壤施用磷启动肥对玉米生长和磷吸收的影响,为玉米生产中合理施用磷启动肥提供理论依据。通过两因素盆栽试验,人工设置3个土壤磷肥力水平,分别为低磷土壤(LP,P 2.47     

磷胁迫下AMF对玉米生长的影响

研究在低磷的南方酸性红壤中,3种磷水平(20、40、60 m g/kg)下,接种丛枝菌根真菌G.m osseae和G lom us versif orm e对玉米营养生长的影响。结果表明,菌根的形成可使玉米的株高、鲜重增加,促进玉米的营养生长;在低磷水平下,菌根侵染率最高,玉米的株高、鲜重增加也最显著,其中接种G.m osseae的处理其株高和茎叶鲜重的增加达到极显著水平。     

磷肥减施对玉米根系生长及根际土壤磷组分的影响

【目的】 我国农业过量和不合理施用磷肥现象普遍存在,导致磷资源的浪费,对环境也造成潜在威胁。研究减少磷肥用量对玉米产量、根系形态及根际中磷转化特征的影响,为集约化农业生产体系中磷肥合理施用提供技术基础。 【方法】 在河北省衡水小麦玉米轮作体系下连续三年进行了田间试验,在冬小麦季设置4个P₂O₅用量处理:0、112.5、150.0、187.5 kg/hm2,收获后在原处理小区免耕播种夏玉米。利用WinRHIZO根系分析系统分析获取根长、直径等数据,测定玉米籽粒产量、生物量和地上部磷含量及根际土壤中磷形态等指标。 【结果】 与农民习惯磷肥用量(P₂O₅187.5 kg/hm2)相比,3年磷肥用量减施20%~40%处理(P₂O₅150和112.5 kg/hm2),玉米籽粒产量、根系长度与直径和土壤有效磷含量尚未发生明显变化。但3年不施磷处理,根际土壤有效形态磷含量和玉米籽粒产量开始出现下降趋势。2009年和2010年玉米收获期,不施磷肥处理根际土壤有机磷含量低于非根际土壤。2008年玉米苗期和收获期土壤有机磷分组中,中等活性有机磷含量最高;磷肥减施20%~40%处理苗期根际中中等活性有机磷含量显著低于非根际土壤。土壤无机磷形态分组研究发现:从玉米苗期到收获期,各磷肥处理根际和非根际土壤中Ca₂-P下降明显;而不同磷肥处理间土壤中Ca₁₀-P、Ca₈-P、O-P (闭蓄态磷)、Al-P和Fe-P含量差异不显著。减施磷肥处理2008年玉米苗期根际土壤微生物量P含量较非根际土壤高;与习惯施肥量相比,磷肥减施未明显降低根际土壤微生物量磷。 【结论】 在华北小麦玉米轮作种植体系下,在土壤肥力水平较高地区,连续3年将小麦季磷肥的习惯用量减少20%~40%,对夏玉米产量、根系形态以及根际土壤无机磷、有机磷、微生物量磷含量影响尚不明显,因此,该地区磷肥施用量可从习惯用量的P₂O₅180 kg/hm2减至112.5 kg/hm2。     

臭氧污染对不同品种小麦磷素吸收与分配的影响

利用中国稻麦轮作O3-FACE（Free air O3 concentration enrichment）试验平台,研究了小麦（Tritcium aestivum L.）品种的物质积累、磷素的吸收与分配对大气臭氧浓度增加的响应。结果显示,大气臭氧浓度增加50%对供试小麦根和地上部的生物量积累影响差异较大,显著降低了扬麦16、烟农19和嘉兴002的产量,降幅为13.2%-35.7%,但对扬麦15和扬幅麦2号的产量无显著影响。臭氧增加导致5种小麦根系和地上部植株中磷含量呈下降趋势,而籽粒中磷含量却无显著变化。臭氧污染降低了磷在小麦根和籽粒中的积累量,促使小麦植株中磷由根部向地上部转移,增加了籽粒中磷所占比重。高臭氧浓度下扬麦16、烟农19和嘉兴002的磷偏生产力降低9.0-23.8（kg/kg, P2O5）, 磷素利用率显著降低8.2%-20.2%,但扬麦15和扬幅麦2号的磷素偏生产力与利用效率变化不明显。以上结果表明,臭氧污染具有改变小麦物质分配, 影响土壤磷素在土壤-植物系统周转的潜在风险。     

水磷互作对潮土玉米苗期生长及磷素积累的影响

利用温室盆栽试验研究了水磷互作对潮土玉米苗期生长及磷素积累的影响。结果表明,水、磷能显著影响玉米株高与叶面积状况。水分胁迫条件下,适度施磷处理比对照玉米株高和叶面积分别增加69.7%和33.6%;而适水条件下分别增加38.3%和48.0%。适度施磷条件下,水分胁迫促进了玉米根系发育,根干重与根冠比均高于适水处理。水磷配合能提高了玉米干物质积累量,表现出显著正交互效应。适度施磷范围内,适水处理能显著提高植株体磷素吸收积累总量,但对植株磷含量影响不大;适水处理下,过量施磷会导致植株对磷素奢侈吸收,而在水分胁迫下反而降低对磷素的吸收积累。水磷适度配合表现出较好的耦合效果,达到“以水促磷”与“以磷促水”的目的。     

磷水平对不同基因型玉米苗期磷吸收利用的影响

以齐319(对照)和来源于齐319的耐低磷突变体99037和99106为材料,在1mol/L和1000mol/L.KH2PO4两个磷水平下,通过水培实验研究了磷水平对不同基因型玉米磷吸收、利用和酸性磷酸酶活性的影响。结果表明,低磷条件下三个自交系的根冠比均显著增加,植株磷含量明显降低,生物量显著减小,磷利用效率和酸性磷酸酶活性大大提高。但不同基因型间存在显著差异,自交系99037与齐319相比具有植株磷浓度低、磷素再利用能力强、磷利用效率和净吸收量高等特征,是自交系99037磷高效的可能机理。     

超高产栽培下磷肥运筹对春玉米根系特性的影响

以金山27为供试品种,研究了超高产栽培下不同施磷量（P2O5 0、100、150和200 kg/hm2）和施用方式（传统施磷和分层施磷）对春玉米根系特征及产量的影响。结果表明,根重、4060 cm土层根幅及根系活力均随施磷量的增加而增加,根系SOD和POD活性随施磷量的增加而提高,MDA含量则随施磷量的提高而降低。同一施磷水平下,分层施磷不仅能促进春玉米根重的增加和下层土壤中根条数的增多; 同时能延缓生育后期不同土层中根系活力下降,提高根系SOD和POD活性,降低MDA含量。在100 kg/hm2施磷量下,分层施磷较传统施磷增产7.1%,产量差异达到5%显著水平; 在150 kg/hm2和200 kg/hm2施磷量条件下,分层施磷与传统施磷的产量差异不显著。