低氮胁迫对不同基因型玉米根部性状的影响

By using pot cultivation,an elite hybrid Nongda 108 and its parents as well as its three F2:4 family lines were grown under nitrogen applied(N+) and no N applied(N-) conditions to analyze the root traits of maize with variance genotypes on different stages.The results showed that significant or highly significant differences existed in the 4 root traits among genotypes at elongation stage,flowering stage and grain filling stage.Beside for the hybrid Nongda108 appearing obviously heterosis,the inbred line Xu178 was higher or significant higher in the 4 root traits than any other lines which ranked unstably in the root traits over stages,such as the line 2 was the poorest in root activity among the 5 lines,but its root volume was more larger,only smaller than that of Xu178,also the inbreed line Huang C was small in root volume but with more main root numbers.Obviously,keeping co-regulation among the root traits was the key for Xu178 to maintain excellence.The root traits appeared more higher over the 3 stages under N+ than N-condition,while the increasing rate varied with genotypes,Nongda108 and Xu178 with little increasing rates which referred that Xu178 was insensitive to low nitrogen stress,and was a high nitrogen using efficiency genotype under low nitrogen condition and also which was the genetic basis for Nongda108 to be a high nitrogen using efficiency hybrid.     

氮胁迫和非胁迫对春玉米产量和品质的影响

以农大108、四单19、龙单26、丰禾10和东农250为材料,在施氮(N⁺)和不施氮(N0)两种条件下对参试品种的干物质、产量和品质性状变化进行了分析。结果表明:与氮胁迫相比,施氮能明显提高玉米干物质生产量、子粒产量、子粒粗蛋白含量和淀粉含量,但品种间存在明显的差异。农大108和四单19干物质积累能力强,但农大108没有表现出产量优势。     

低氮胁迫对不同氮效率玉米品种苗期叶片碳氮代谢的影响

研究低氮胁迫对不同氮效率玉米品种幼苗生长及叶片碳氮代谢的影响,分析比较不同氮效率玉米品种对低氮胁迫响应的差异。采用水培方法,以氮高效品种郑单958、正红311和氮低效品种川单428、先玉508为试验材料,在低氮胁迫(0.04 mmol/L)、正常氮(4 mmol/L)和低氮恢复处理3个氮水平下,分别测定苗期干物质积累量、叶片碳氮代谢产物含量及碳氮代谢相关酶活性,比较不同氮效率品种间的差异。结果表明,低氮胁迫显著降低玉米叶片和整株干物质重量、叶片氮代谢指标(硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性、可溶性蛋白和游离氨基酸含量),提高根系干重、根冠比、叶片碳代谢指标(蔗糖合成酶和蔗糖磷酸合成酶活性、可溶性总糖和淀粉含量)。不同品种间各指标的变化幅度随着时间的延长表现出不同规律,氮高效品种在氮素胁迫下对碳氮代谢的平衡能力更强,受低氮环境影响较小,植株的恢复能力较强,对胁迫环境具有更强的耐性和适应性。     

水氮胁迫对玉米产量和氮素吸收和运移的影响

2011~2012年在吉林公主岭试验区可移动防雨棚内进行两年微区试验,探讨水氮胁迫对玉米产量及氮素的吸收和分配的影响。结果表明,全生育期灌水300 mm情况下,玉米产量随施氮量的增加而增加;水分胁迫(灌水100 mm)情况下,玉米产量随施氮量的增加而减少。植株氮积累总量成熟期最高,氮素在营养器官中的比例最高时期是拔节期,生殖器官含氮比例最高在吐丝期,子粒的含氮百分比最高时期是吐丝后15 d。水氮胁迫条件下,氮素转运率、贡献率均下降,仅氮胁迫转运率和贡献率增加。相同灌水量情况下,子粒吸收氮素量与施氮量显著正相关;水分胁迫条件下,表观土壤水分利用效率随施氮量的增加而下降,正常供水则相反;水分胁迫下的土壤水分利用效率极显著高于正常供水。     

低磷胁迫下不同基因型玉米内源激素的动态变化

用高效液相色谱法测定在低磷胁迫下不同基因型玉米生育进程中叶片和根系内源激素含量的动态变化。结果表明,不同基因型玉米叶片和根系内源激素含量除ABA含量为磷低效自交系>磷高效自交系>F₁外,ZT、GA₃和IAA含量均为F₁>磷高效自交系>磷低效自交系。低磷胁迫下,除ZT含量较正常供磷水平减少外,GA₃、IAA和ABA含量均较正常供磷水平增加。ZT和ABA的变幅表现为磷低效自交系大于磷高效自交系和F₁,GA₃和IAA的变幅表现为磷高效自交系和F₁大于磷低效自交系。此外,低磷胁迫下磷高效自交系与磷低效自交系间同一内源激素最值出现时期不同。说明低磷胁迫下不同磷利用效率自交系内源激素表现出规律性变化,因此可将内源激素作为鉴定和选育玉米磷高效基因型的参考指标。     

低氮胁迫下我国不同年代玉米品种产量及产量构成因子变化趋势研究

试验以我国不同年代的35个玉米品种为材料,在施氮肥和不施氮肥两个水平下对产量、穗长、穗粗、穗粒数、秃尖长、轴粗、百粒重共7个农艺性状进行考查比较。结果表明,除轴粗以外,其余几个农艺性状不同年代间差异均达到显著或极显著水平,随年代变化玉米品种产量显著提高,氮胁迫压力下不同年代玉米品种产量均下降。正常施氮条件下,各年代玉米品种的穗长、穗粗、穗粒数呈上升趋势,低氮胁迫降低了穗长、穗粗、穗粒数及百粒重,而对轴粗无明显影响。研究还表明,1950年以来我国玉米品种的耐低氮能力没有明显提高。育种工作要在自交系选育中重视低氮条件,为进一步培育耐低氮杂交种奠定基础。     

玉米自交系耐低磷胁迫的基因型差异

土壤缺磷是农业生产中普遍存在的限制因素,植物在磷的吸收利用方面存在着基因型差异.我国玉米种质资源丰富,但我国玉米自交系的磷吸收利用效率性状的差异报道较少.本研究利用磷肥长期定位田,通过两年试验,鉴定了100份自交系对低磷胁迫的反应,以产量和苗期缺素症为指标,选出部分磷高效玉米自交系,其中早熟型的有45(小白磁)、90(97-42-1)、46(早27)、33(陕综3号)和24(原黄81),中熟的有15(原引1号)、14(许1)和87(齐205).同时,初步探讨了玉米自交系成熟期、株型和耐低磷的关系。     

耐旱和低氮胁迫玉米种质筛选技术

耐旱和低氮胁迫玉米种质的筛选是提高产量、保护自然资源及实现农业可持续发展的重要手段.本文总结了国际玉米小麦研究中心在此方面的经验,便于我们借鉴.     

河北省夏玉米耐低氮基因型筛选及其评价

选用20个玉米品种为供试材料,设置低氮和高氮2个氮水平(0、240 kg/hm~2),测定其农艺性状和产量性状等,利用模糊隶属函数和主成分分析法评价20个玉米品种的耐低氮特性。结果表明,根据两个氮水平下相对值变异系数大小,筛选出相对秃尖长、相对保绿度、相对ASI、相对SPAD值和相对单穗粒重5个性状作为玉米耐低氮能力的主要筛选指标。根据子粒产量和耐低氮综合指数散点分析图结果,筛选出5个高产耐低氮基因型,4个高产低氮敏感基因型,6个低产低氮敏感基因型。确定先玉335、先玉688、郑单958、蠡玉86和伟科966为高产耐低氮基因型;蠡玉68、华农887、华农138、京英NK971、极峰2号、极峰30为低产低氮敏感基因型。     

不同基因型玉米氮素吸收利用效率研究进展

玉米氮效率的评价方法与指标不尽一致,导致对玉米基因型不同的分类结果。玉米氮效率研究主要集中于根系对氮素的吸收、叶片对氮素的还原同化、氮素在植株体内的积累和分配以及地上部生长势与氮效率的关系方面。以子粒为主要收获对象的玉米,穗、子粒发育状况对玉米产量起着关键作用,有关穗、子粒发育对玉米氮效率贡献率的大小、不同氮效率基因型玉米穗、子粒发育的差异以及内在生理生化机制研究较少。对不同氮效率基因型玉米子粒发育与氮效率之间关系、子粒发育尤其是顶部子粒的早期发育(决定穗粒数的形成)对氮素的反应、氮高效品种顶部子粒的早期发育是否优于氮低效型、氮素对不同氮效率基因型玉米子粒发育的影响机制等问题有待进一步研究。     

水分胁迫条件下氮素营养对不同冬小麦基因型的生理效应

为给旱地小麦高产栽培和氮素高效利用提供依据,以水氮高效型品种小偃22和水氮低效型品种小偃6号为供试材料,通过水培试验,研究了水分胁迫下介质氮素营养对冬小麦幼苗根系和冠层干重、叶片相对含水量、根系活力、叶片叶绿素含量(SPAD值)等生理指标的影响.结果表明,水分胁迫和介质氮素供应对小麦幼苗各生理指标均有显著影响.水分胁迫下,介质供氮显著提高冠层干重、叶片相对含水量、根系活力及叶片叶绿素含量,降低根干重.而在供氮条件下.水分胁迫导致小偃22根系和冠层干重均明显降低,而小偃6号根系和冠层干重均明显增加,两个品种的叶片相对含水量(P<0.05)和根系活力(P>0.05)显著降低,培养阶段前期的叶片叶绿素含量提高.在介质缺氮条件下,水分胁迫使小偃22和小偃6号冠层干重分别增加和下降,两个品种根干重和叶片叶绿素含量均明显下降,叶片相对含水量和根系活力均增加.说明改善介质氮素营养可增强水分胁迫下小麦抗旱能力,促进冠层干物质积累,同时也增大小偃22根、苗干物质积累和两个品种叶片相对含水量对水分胁迫的敏感性,而降低了小偃6号根系和冠层干物质积累及两个品种根系活力和叶绿素含量对水分胁迫的敏感性.     

不同基因型玉米吸钾特性和耐低钾机理研究

通过低钾土壤钾素耗竭实验、盆栽土培实验系统地对12个不同基因型玉米进行了吸钾特性研究。幼苗耗竭实验结果表明：农大86吸钾能力最强,钾积累量最大;甜玉米吸钾能力弱,钾积累量少;吸钾能力强的基因型吸收矿物钾的比例也大。土培试验结果表明：在低钾土壤条件下,农大86吸钾能力强,甜玉米和聊玉18钾素利用效率高;在高钾条件下,登海9号增产率大,钾肥利用率高。钠对钾替代作用的研究表明,不同基因型玉米钾效率虽然不同,但对钠的吸收差异不显著。不同基因型玉米无论高钾还是低钾条件,对钠的吸收没有明显的差异,钾高效、耐低钾基因型玉米不存在钠、钾替代现象。     

不同基因型小麦的氮吸收特征与农田归还率研究

为以控制农业面源污染为目标的高氮吸收小麦品种的选择与利用提供理论依据,研究了不同基因型小麦品种植株氮素吸收量及其在各部位的分布与归还特征。结果表明,不同基因型小麦品种植株氮吸收量存在不同程度的差异;32个小麦品种中7个品种属于高氮积累类型,平均氮吸收量为228.4kg·hm-2;小麦籽粒产量与植株氮吸收量呈显著正相关;小麦穗部氮吸收量最适于植株总吸氮量的估测,其估算方程为y=0.865x-1.843。秸秆不还田条件下,高吸氮量类型小麦品种收获后植株残体返回到农田的氮量为19.3kg·hm-2,占植株氮吸收量的9.4%;而在秸秆还田条件下,高吸氮量类型小麦品种植株残体返回到农田的氮量为46.1kkg·hm-2,占植株氮吸收量的20.9%。试验说明,高氮吸收小麦可以同时兼顾高产和农业生态环境保护;确定下茬作物的农田施氮量,除了考虑土壤地力和下茬作物养分需求因素外,还应该考虑还田作物含氮量。     

低温胁迫下不同类型玉米品种萌发的生理响应

以耐低温玉米品种吉单89与低温敏感型玉米品种吉单50为材料,研究在适温(25℃)与低温(10℃)条件下,种子萌发过程中内源激素、淀粉代谢以及氧化代谢和抗氧化酶活性的变化。结果表明,低温胁迫下,吉单89与吉单50发芽势较适温条件下分别降低3.6%和83.3%,萌发过程中丙二醛含量显著高于适温处理。不同类型品种比较发现,耐低温品种吉单89中GA含量、GA/ABA值以及α-淀粉酶和β-淀粉酶活性显著高于低温敏感型品种吉单50,MDA含量显著低于吉单50,抗氧化酶SOD、POD活性显著高于吉单50。耐低温玉米品种可以通过内源激素调节以及提高淀粉分解代谢共同提高低温萌发能力。     

氮高效玉米基因型氮素生产效率研究

通过田间试验,在高氮和低氮条件下对不同氮效率的27个玉米自交系氮素生产效率进行研究。结果表明,高氮和低氮下,高产氮高效型自交系在吐丝期氮素干物质生产效率最高,分别为53.69、58.69 g/g,高产氮高效型自交系在吐丝期干物质量高于低产氮低效型自交系。施氮肥后氮素子粒生产效率和氮素干物质生产效率均有下降趋势。高氮和低氮下高产氮高效型自交系在生育后期植株氮积累量高于低产氮低效型自交系,低氮下二者差异显著,高产氮高效型自交系比低产氮低效型自交系高5.88%,氮积累量的差异主要来自于吐丝后氮的积累。高产氮高效型植株生育后期根系吸收能力强,子粒氮素利用效率高,施氮肥后高产氮高效型植株生育后期氮吸收积累能力增强。     

长期定位施肥玉米生育期内微生物量碳、氮和微生物数量的动态变化

对吉林省公主岭市国家黑土肥力和肥料效益长期定位试验(2014年土样)进行测定和分析,探讨长期定位施肥条件下黑土中微生物量碳、氮和微生物数量在玉米生育期内的动态变化。结果表明,长期不同定位施肥处理黑土中微生物量碳、氮在玉米生育期内呈大致相同的变化规律,从苗期至拔节期下降,拔节期至开花期上升并达到峰值,开花期至收获期下降。微生物数量在苗期至拔节期变化不明显,开花期微生物数量急剧上升,达到峰值,开花期至灌浆期明显下降,并趋于稳定。黑土中微生物量碳、氮和微生物数量在玉米生育期内的动态变化表现出较好的一致性,长期不同定位施肥处理之间相比,有机无机配施、秸秆还田、玉米与大豆轮作等施肥措施可提高土壤中微生物量碳、氮含量和微生物数量。     

干旱胁迫对不同基因型玉米产量及其构成因素的影响

以6个普通玉米品种为材料,在京郊大田条件下,采用裂区区组设计,分析干旱胁迫对不同基因型玉米产量及其构成因素的影响。结果表明,干旱胁迫显著影响了玉米产量(P0.01)、穗数(P0.05)、穗粒数(P0.05)和千粒重(P0.05),干旱胁迫对6个参试玉米品种产量影响存在显著差异(P0.05),其最终产量降低幅度为京农科728郑单958农华101MC703联创808登海618,其相应基因型穗数、穗粒数、千粒重等穗部性状与产量降低的趋势一致。