不同磷水平下玉米自交系根系形态及吸收氮、钾差异研究

通过盆栽试验,研究4个自交系玉米在低磷和正常供磷2个磷水平下的磷效率差异、根系形态与磷效率的相关性及吸收氮、钾营养的差异。结果表明:在土培条件下,玉米的磷效率与吸磷量存在极显著正相关关系,根体积、根半径与磷效率之间均呈显著正相关,说明在缺磷条件下吸收效率高的基因型磷效率较高,且有较大根体积和根半径。同时,缺磷也导致玉米对氮、钾吸收的降低。     

不同氮效率基因型玉米根系对低铁胁迫的响应

[目的]揭示不同基因型玉米根系对低铁胁迫的响应,为玉米铁营养研究提供理论依据。[方法]采用营养液培养的方法,研究2种不同氮效率的玉米基因型(ZD958和XY335)在低铁(5μmol/L)和高铁(200μmol/L)条件下生物量累积和分配、根系形态和养分吸收的变化。[结果]低铁胁迫下,2种基因型玉米的苗干重、根干重、总根长、根体积和根表面积均有不同程度的降低,ZD958的苗干重、根干重、根体积、根表面积比XY335分别高45.00%、28.33%、21.27%、16.41%,但2个品种在低铁处理下根质量比与平均根直径明显增加;在低铁胁迫下,ZD958的氮累积量、磷累积量、钾累积量和铁累积量比XY335分别高36.80%、48.12%、45.08%和47.19%。[结论]氮低效的玉米基因型ZD958较氮高效玉米基因型XY335对低铁胁迫更为敏感。     

钾水平对甘蔗氮、磷、钾养分吸收利用的影响

采用水培试验方法,研究不同钾水平对两个甘蔗品种(BC2-32和YT55)氮、磷、钾养分吸收利用的影响。结果表明:施钾使两品种的总干重显著增加,根冠比降低;不同钾处理下,BC2-32的根干重,根冠比均比YT55高,地上部则相反;随着钾浓度的升高,BC2-32的总干重增长幅度比YT55大;施钾显著提高了两品种的各器官氮、磷含量以及全株氮、磷积累量和利用效率,BC2-32的地上部氮、磷积累量分别占全株氮、磷积累量的比例以及氮利用效率在各钾处理下均比YT55低,而磷利用效率在较低钾处理下低于YT55,在较高钾处理下则相反;施钾显著提高了两品种的全株钾积累量,降低了钾利用效率,在不同钾处理下,BC2-32的钾素利用效率都高于YT55。     

缺磷对不同基因型玉米苗期生长及氮磷钾吸收的影响

采用营养液培养方法,研究了缺磷对9个玉米品种苗期的生长发育、根系形态、根系活性、氮磷钾吸收和转运率的影响。结果表明:缺磷减少玉米的叶片数、株高、根系活跃吸收面积、植株干重、氮磷钾吸收量和磷钾转运率,增加玉米的总根长、根表面积、根体积、总吸收面积和根冠比。品种间比较,缺磷条件下以‘蠡玉16’的干重最多,相对生物量最高为95.6%,原因是该品种有较大的根系表面积、活跃吸收面积、氮磷钾吸收量、氮磷转运率和磷钾根效比。     

不同基因型甜糯玉米耐低磷能力的评价

采用盆栽试验,在不施磷和施磷条件下,对广东省广泛种植的18个甜糯玉米品种进行比较研究,旨在筛选耐低磷的甜糯玉米品种,合理布局甜糯玉米种植,提高土壤中磷利用效率。结果表明:不同基因型甜糯玉米耐低磷能力存在明显的差异,根冠比、根干重、冠干重和植物磷积累量可作为甜糯玉米耐低磷筛选的重要指标。初步筛选出3个耐低磷甜糯玉米品种花糯一号、孺子牛269号和红帅。     

水稻不同基因型吸收利用土壤钾素的差异

利用特制的淹水培养装置,选取耐低钾和缺钾敏感的两个水稻基因型,研究它们吸收利用土壤钾素的差异.结果表明,在低钾条件下,耐性基因型辐简稻地上部生长未受明显抑制,而根干重略有增大.供钾充足时,根际及近根土壤中4种形态钾的亏缺程度都是缺钾敏感基因型81394大于耐低钾基因型辐简稻,这与81394生物量大,需钾量大的遗传特性有关.缺钾条件下,辐简稻距根2 mm内根际土壤易交换态速效钾和可交换态速效钾的平均亏缺率分别为96%和84%,而81394分别为93.7%和66%;在辐简稻近根10 mm土壤中,两形态钾亏缺率仍为83%和84%,而81394分别减小至53%和44%.易释放态缓效钾在两基因型间差异不显著.辐简稻距根3 mm内根际土壤难释放态缓效钾的平均亏缺率为56.6%,显著高于81394.研究发现,辐简稻根际土壤pH的降低程度大于81394,这可能是辐简稻根系适应低钾胁迫分泌更多质子的结果及促进难释放态缓效钾向速效态钾转化的原因.     

不同类型玉米品种耐低磷评价

设置3个磷水平,测试农大108、墨西哥类玉米、甜玉米、玉米草1、玉米草2在不同磷水平下的反应,比较其耐低磷性的差异.结果表明,玉米苗初期不同水平下各玉米品种的株高差异不显著,表明经短期低磷处理玉米生长不受其影响.但出苗后30 d各品种不同磷水平下的株高差异显著.在不同时期的低磷水平下,类玉米的株高均最小,表明其生长受低磷胁迫影响较大.而处理48 d后,不同磷水平下的地上部干重、根系干重、根长、根表面积等均存在差异,但各个品种的差异程度,不同品种间也存在明显差异(α=0.05).类玉米在各项指标测试中均表现为磷敏感性,但其与普通玉米、甜玉米的杂交F1代有较好的耐低磷特性.特别是玉米草2,其根长相对值、根表面积相对值、地上部和根系干重相对值均最大,与其他品种差异显著,表明其有较高的磷吸收效率.杂交品种同时具有类玉米的分蘖能力.低磷水平下,农大108、墨西哥类玉米、普通玉米及玉米草2出现紫叶现象.玉米草2在中磷水平下叶片也有紫斑出现,因此认为紫叶现象与其品种特性和受低磷胁迫均有关.玉米草1株高、地上部干重、根干重、根长、根表面积具有超亲遗传现象,而玉米草2具有中亲或低亲遗传现象;在低磷、中磷和高磷处理下,玉米草1的干重分别是类玉米干重的3.55、2.42和1.64倍,类玉米是生产上推广的玉米草品种,该研究结果表明,玉米草1的产量明显高于类玉米,具有更大的推广潜力.     

光、氮对水稻根系特征和碳代谢的影响

以杂交水稻的两个品种为试验材料,研究两种光强和4个氮水平对水稻苗期根系特征及碳代谢的影响.结果表明,强光条件下随氮水平的增加,两个品种光照务件下的总根长、根数、根表面积、根体积、根干重、冠部干重和总干重均呈先升后降趋势,遮光务件下,两优培九(V1)与光照下变化趋势一致,汕优63(V2)逐渐降低;两个品种在两种光照条件下...     

不同品种烤烟干物质积累及氮、磷、钾积累的动态变化规律

在相同的水、肥供应条件下,研究了4个品种烤烟干物质积累和氮、磷、钾积累的变化动态。结果表明,4个品种烤烟的不同器官及整株干物质及氮、磷、钾积累量随生育期延长而持续增加,变化规律均呈"S"型曲线。NC 71叶片和整株对干物质及氮素的积累表现出前期积累速率慢、后期快的变化趋势,最终的干物质和氮素积累量最大。中烟100烟株和不同器官对钾素的积累速率均最大,钾素积累最多。中烟205烟株和不同器官对干物质、氮、磷、钾的积累速率和积累量均最小。不同烤烟品种对干物质和氮、磷、钾的积累速率大小均表现为干物质氮钾磷,积累速率在不同器官间表现为叶茎根。烟株对氮、磷、钾最大积累速率出现的时间,氮稍早于钾,磷最晚;氮又早于干物质最大积累速率出现时间。干物质和氮、磷、钾最大积累速率出现时间及最大积累速率在不同品种、同一品种的不同器官间存在一定的差异。     

不同磷水平条件下玉米自交系苗期差异的研究

在溶液培养的条件下，对经大田和盆栽试验筛选出的两种利用磷素有显著差异的玉米自交系品种进行试验，研究其在吸收磷和磷在地上部和根部的分配以及根形态的差异。结果表明：低磷条件下，两自交系玉米根体积都比正常供磷条件下变小。而KH12在低磷浓度下的根体积明显大于忻9005；随着供磷水平的下降。两自交系玉米的地上部及根部的干重随之下降，而根冠比增加，但低磷条件下．KH12地上部和根部吸磷量都比忻9005低。说明磷高效基因型KH12能以较少的磷产生一定的干物质。即磷的利用效率较高。     

玉米杂交种对缺磷反应的生理机制及基因型差异

【目的】揭示玉米杂交种对缺磷反应的生理机制,为高产高效品种的大面积推广应用提供科学依据。【方法】以蠡玉16、冀单28和宽诚10杂交玉米为供试作物,通过供磷和缺磷营养液培养研究缺磷对不同基因型玉米生长发育,根系形态、活性和生理特性的影响,并比较基因型间差异。【结果】与供磷比,缺磷的3个品种株高、地上部和整株干重及磷增长量均降低,根干重和根冠比均增加;根长依次增加61%、62%和18%,根半径降低19%、29%和4%,根表面积增加31%、18%和13%;总吸收面积和比表面积降低;pH降低1.3、0.8和0.7个单位;吸收H2PO4?和耐低磷能力提高;根组织中酸性磷酸酶活性提高。不同基因型间存在显著差异。【结论】缺磷时,蠡玉16干重增长最大,原因是其有较大的根长和根表面积,较活跃的根系吸收活性,较多的质子分泌,较强的耐低磷能力,较大的吸收速率和根内酸性磷酸酶活性。     

间作对玉米根系形态特征及其氮磷养分吸收的影响

【目的】探索间作种植模式中玉米根系形态的变化与玉米氮磷养分吸收的关系,为玉米间作体系氮磷养分的优化管理提供理论依据。【方法】通过玉米/大豆间作田间试验,设玉米单作与玉米/大豆间作2种种植方式,对玉米根长、根表面积、根体积、平均根直径及根尖数5个指标进行定量分析,并测定植株全磷和全氮含量,计算植株氮磷吸收量。【结果】在小...     

淹水胁迫下不同玉米品种根结构及呼吸代谢差异

【目的】研究不同玉米品种幼苗根显微结构及呼吸代谢对淹水胁迫的响应差异。【方法】以耐涝性不同的玉米品种浚单20（耐涝性强）和登海662（耐涝性弱）为试材,设CK、淹水2、4、6、8 d共5个处理,比较淹水胁迫下不同玉米品种苗期根结构及呼吸代谢差异。【结果】淹水后,两品种幼苗的根干重、根总长度、根系活力均明显下降,随着淹水天数增加,下降幅度增大,两品种间表现为登海662各指标下降幅度显著高于浚单20。其中淹水8 d时,登海662和浚单20根干重分别比对照降低29.7%和12.1%,根系活力分别比对照降低30.6%和8.7%。淹水增加了两品种玉米根气腔面积和根孔积率,平均比对照增加3.9倍和2.8倍,且随着淹水时间延长而增大。淹水使玉米根系的乙醇脱氢酶（ADH）、丙酮酸脱羧酶（PDC）和乳酸脱氢酶（LDH）活性比对照平均增加27.7%、55.0%和2.6倍,其中登海662的增加幅度大于浚单20,且差异显著。【结论】不同玉米品种根系对淹水胁迫的响应不同,耐涝品种具有完整根结构、较高的根系活力、大面积较发达的通气组织、适度的无氧呼吸代谢,因而能够更好地适应淹水胁迫,提高干物质生产能力。     

影响粳稻品种吸氮能力的根系性状

 【目的】研究不同吸氮量类型粳稻品种根系性状的演变趋势与差异,明确吸氮量大的粳稻品种根系性状的特征,为粳稻品种根系性状的遗传改良提供参考依据。【方法】2008—2009年,在群体水培条件下,以国内、外不同年代育成的94个常规粳稻品种为供试材料,测定根系形态、根系活性、植株各器官干物重和含氮量、产量构成因素等,采用组内最小平方和的动态聚类方法将供试品种按吸氮量的大小从低到高依次分为A、B、C、D、E、F 等6类,研究各类品种根系等性状的差异,分析影响氮素高效吸收的主要根系性状。【结果】供试品种间吸氮量的差异很大,吸氮量最大品种为最小品种的2.94倍（2008年）和2.59倍（2009年）;吸氮量大的品种平均产量极显著高于吸氮量小的品种;生育期、吸氮强度均是影响吸氮量的重要因素,吸氮强度对吸氮量的影响大于生育期对吸氮量的影响;不同吸氮量类型粳稻品种间单株根干重、单株不定根总长、单株总吸收面积、单株活跃吸收面积差异显著,单株根数、单株根系活力的差异因年而异。吸氮量大的品种单株不定根数、单株根干重、单株不定根总长、单株根系总吸收面积、单株根系活跃吸收面积优于吸氮量小的品种;改良根干重、冠根比、单株不定根总长、单条不定根重等性状能显著提高水稻的吸氮量。【结论】供试粳稻品种间吸氮量的差异很大。吸氮强度大是粳稻品种吸氮量大的重要因素。吸氮量大的品种单株根数、单株根干重、单株不定根总长、单株总吸收面积、单株活跃吸收面积、单株根系活力优于吸氮量小的品种,根干重、冠根比、单株不定根总长、单条不定根重是影响粳稻品种吸氮能力的主要根系性状。     

外源甜菜碱对NaCl胁迫下玉米幼苗生长和叶绿素含量的影响

以玉米(Zea mays L.)幼苗为材料,通过水培试验,研究了不同浓度的外源甜菜碱对NaCl胁迫下玉米幼苗地上部、根系生长和叶绿素含量的影响。结果表明,在150 mmol/L NaCl胁迫下,不同浓度甜菜碱处理均能缓解NaCl胁迫对玉米幼苗的伤害,促进其生长,其中1.00 mmol/L甜菜碱处理的各项指标均优于其他浓度处理,与NaCl胁迫对照相比,其幼苗的株高、地上鲜重、根鲜重、地上干重和根干重分别提高了16.59%、14.35%、26.41%、32.63%和69.43%,叶绿素含量增加了24.27%,幼苗的总根长、总表面积、根体积、总分支数、总交叉数和根系活力分别提高了118.70%、71.38%、28.25%、176.15%、169.15%和63.99%,根系直径降低了30.25%。说明外源甜菜碱可通过促进幼苗的生长、增强根的吸收能力来缓解NaCl胁迫对玉米幼苗生长的抑制,且以1.00 mmol/L甜菜碱处理的缓解效果最好。     

上部根区水分胁迫对玉米幼苗根系及地上部生长的影响

以郑单958为材料,采用营养液培养的方法,研究了玉米幼苗上部根系(以玉米幼苗节根发生部位为上端,0～3.5cm为上部根系,3.5cm以下为下部根系)在不同的水分胁迫下[(露置在空气中,模拟水分胁迫(W1);露置在空气中与浸没于营养液中循环进行,模拟干湿交替(W2);浸没于营养液中,模拟正常水分供应(CK)]对玉米不同根区的根系及其地上部生长发育的影响。结果表明:玉米幼苗上部根区持续性的水分胁迫或周期性的水分胁迫可以明显促进其根系生长及功能的提高。在根系干质量、初生根长度、次生根长度和根系活力上,各处理均表现为W1>W2>CK,其中W1处理分别比CK增加了120.6%、76.1%、35.8%、13.6%,W2处理分别比CK增加了47.4%、32.9%、14.2%、8.1%。而地上部干质量和整株干质量各处理之间则表现为W1相似文献   

培土厚度对玉米根系特性的影响

为探明培土厚度对玉米根系特性的影响,在田间试验条件下,设不培土、培土5 cm、培土10 cm、培土15 cm和培土20 cm 5个处理,测定了各处理气生根数、气生根干重、气生根层数以及地下根干重4个指标。试验结果表明,培土10 cm单株气生根数最多、气生根干重最重。培土厚度与气生根数和气生根干重呈负相关,与气生根层数达到极显著负相关,与地下根干重呈极显著正相关,气生根层数与地下根干重呈极显著负相关。     

节水灌溉与施磷量对玉米磷累积和分配的影响

【目的】研究不同灌溉方式改变土壤的湿润区域和程度,调控根系水肥吸收能力,提高作物水肥耦合效率。【方法】采用盆栽培养方法,研究分根交替灌溉(Partial root-zoon drying,PRD)和亏缺灌溉(Deficit irrigation,DI)2种灌溉方式与不同施磷量下,玉米植株各部分干物质量、磷积累量与分配率,以及相关酶活性的变化。【结果】DI灌溉高磷处理的玉米单株干物质总量、地上部干重和根干重最高,PRD灌溉低磷处理的根干重最低,PRD和DI灌溉高磷处理的根干重比率最低;中磷处理下,在玉米植株全磷量、地上部含磷量和根吸磷量方面,PRD灌溉处理显著高于DI处理,而DI灌溉的低中磷处理的玉米植株全磷量、地上部含磷量,以及PRD灌溉的低磷处理的玉米植株全磷量均为最低;所有水磷处理对玉米叶片酸性磷酸酶活性均无显著影响;根酸性磷酸酶活性,同一种灌溉方式下不同磷水平处理几乎都无显著差异,而DI灌溉的中磷处理显著高于PRD灌溉的中高磷处理;玉米植株SOD活性,除PRD灌溉低磷处理的最低外,其他处理间无显著差异,PRD灌溉高磷处理和DI灌溉的低、高磷处理显著高于PRD灌溉低磷处理。【结论】亏缺灌溉灌溉的高磷处理可显著提高玉米生物量,其低磷磷处理则可显著提高根部磷素分配率,而分根交替灌溉灌溉配施适量的磷肥可有效改善植株的磷素养分状况,可更有效的应对干旱胁迫。     

玉米苗期耐镉胁迫的基因型差异

为了确定适宜的玉米耐镉(Cd)基因型筛选指标,采用营养液培养的方法系统评价12个不同基因型玉米苗期耐Cd胁迫的基因型差异。结果表明,Cd胁迫下不同基因型玉米生长及抗氧化系统的活性等指标存在显著的品种间差异。主成分分析表明,植物株高、地上部干物质质量、根部干物质质量、根叶比、叶片SPAD值、叶片POD、CAT活性及叶片MDA质量摩尔浓度的耐Cd指数在3个主成分中占较大比重。相关性分析表明,地上部干物质质量和叶片SPAD值的耐Cd指数除分别与叶中SOD活性和根叶比的耐Cd指数未达显著相关外,与其他指标耐Cd指数的相关性均达到显著或极显著水平;同时,不同玉米品种间地上部植株干物质质量和叶片SPAD值耐Cd指数的变异系数均大于15%。因此,植株地上部干质量和叶片SPAD值的耐Cd指数适合作为耐Cd基因型筛选的指标。12个品种通过聚类分析分为3类:Cd敏感型、中间型、Cd耐受型。