番茄氮肥利用效率的基因型差异研究

为明确番茄的氮肥利用特性,从而为因种施肥和提高氮肥利用效率提供依据。以吉林省市场上常见的25个番茄品种为试材,对其氮肥吸收利用率(RE)、氮肥生理利用率(PE)、氮肥农学利用率(AE)和氮肥偏生产力(PFP)的差异进行比较。结果表明,不同番茄品种的RE、PE、AE、PFP均存在显著差异。聚类分析显示,产量和氮肥利用效率(NUE)较高的番茄品种有朝研219、佳粉19、倍盈、赛欧1号和瑞琦1号。相关分析表明,提高氮收获指数,有利于产量和NUE的提高。     

不同基因型玉米硫素吸收利用效率的研究 Ⅱ.硫素吸收利用的基因型差异

在两个硫素供应水平下,研究34个玉米不同基因型的硫素吸收利用情况,通过相关分析和聚类分析,对玉米硫素利用类型进行鉴定。研究结果表明,不同基因型玉米的籽粒产量、硫素吸收和利用效率指标都存在很大差异,根据这些指标,通过聚类分析将参试基因型划分为4类。自交系和甜玉米的有关指标均低,与普通玉米杂交种有很大区别     

不同氮肥利用效率水稻基因型剑叶光合特性

选用氮肥利用高效型和低效型具有代表性的12个粳稻品种,研究225 kg hm^-2施氮条件下水稻剑叶光合特性的差异及其与氮肥利用效率、水稻结实性的相互关系。结果表明,齐穗后,氮高效基因型水稻的叶绿素含量、叶片含氮量、净光合速率、光合功能期和叶绿素荧光动力学参数中的最大光化学效率(F_v/F_m)、PS II的潜在活性(F_v/F_o)、实际光化学效率(Φ_PSII)、光化学猝灭系数(q_P)和非光化学猝灭系数(q_N)均显著高于氮低效基因型。相关性分析表明,齐穗后不同时期,剑叶中叶绿素含量、叶片含氮量、净光合速率、剑叶的光合功能期和叶绿素荧光动力学参数值(F_v/F_m、F_v/F_o、Φ_PSII、q_P、q_N)与水稻的氮肥利用效率、结实性均呈极显著的正相关。由此说明,与氮低效基因型相比,氮高效基因型水稻生育后期具有较好的光合特性,较长的光合功能期;同时,其PSII反应中心更加稳定,具有更大的光能转化为电化学能的潜力,非光化学猝灭对光合机构也有更好的保护作用。因而,其在促进植株光合物质积累,提高结实性的同时能通过地上部与地下部的调节反馈增强植株对氮肥的吸收利用。     

不同基因型亚麻钾利用效率差异分析

为了评价不同亚麻品种(系)的钾利用效率差异,筛选出钾高效利用种质资源,在大田条件下,以22份亚麻品种(系)为试验材料,设置不施钾肥(K0)和施钾肥(K25)2个处理,分析亚麻株高、工艺长度、原茎产量、纤维产量、全麻率及其与钾利用效率的相关性。结果表明,施用钾肥有利于提高亚麻工艺长度、全麻率和纤维产量;经聚类分析,K0条件下,筛选出钾高效利用种质资源4份:双亚10、原2012-306、原2012-295和sxy130;K25条件下,筛选出钾高效利用种质资源2份:sxy130和原2012-306;K0条件下,钾利用效率与株高和全麻率极显著正相关,与工艺长度显著正相关,K25条件下,钾利用效率与株高、工艺长度和全麻率显著正相关。该研究可为亚麻钾高效利用机理研究及钾高效利用品种选育提供理论基础和试验材料。     

不同氮肥吸收利用效率水稻基因型叶片衰老特性

选用氮肥利用高效型和低效型具有代表性的12个粳稻品种,研究225kghm-2施氮条件下其氮素吸收积累特性。与氮低效基因型相比,氮高效基因型水稻在拔节至抽穗、抽穗至成熟阶段的氮素吸收速率、氮素积累量和积累比例均具有明显优势,其中以抽穗至成熟阶段的优势尤为显著。该阶段水稻各器官逐渐衰老,植株各项生理功能逐渐衰退,为明了水稻衰老与植株中后期氮素吸收与积累、氮肥吸收利用效率的相互关系,相继研究了花后各基因型水稻的衰老特性。结果表明,齐穗后的不同时期,氮高效基因型水稻的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性均显著高于氮低效基因型,而膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)的含量却要显著低于氮低效基因型水稻。相关性分析表明,水稻的氮肥利用效率与齐穗后剑叶中的SOD、POD和CAT活性呈极显著正相关,而与其剑叶中的MDA含量呈极显著负相关。由此说明,与氮低效基因型相比,氮高效基因型水稻生育后期剑叶中用于清除活性氧自由基的SOD、POD、CAT活性较高,能有效阻止高浓度氧的积累和膜脂过氧化作用,降低MDA的含量,因而降低叶片的衰老进程,在维持较长光合功能期的同时能增强物质积累,促进植株对氮肥的吸收和利用。     

不同基因型玉米品种产量、抗旱性及水分利用效率差异研究

为了充分挖掘和提高作物抗旱性及水分利用效率,通过选用新品种是最有效且易行的技术措施,以期解决品种应用盲目和抗旱应对被动的问题。本研究在山西晋中盆地大田条件下,以生产上推广应用的11个不同基因型玉米新品种为试材,于拔节期设置3种不同水分处理,分析了其产量、抗旱性及水分利用效率的差异。结果表明：不同水分条件下,各品种产量、抗旱性排序不同,其中‘大丰30’、‘迪卡M753’的丰产性、稳产性和抗旱性综合表现最好,正常供水下,其产量分别可达13634 kg/hm²和14478 kg/hm²,抗旱指数分别达0.999和1.029;同时在分析水分利用效率和水分生产效率后,得出在拔节期补充灌溉45 mm时,既可获得较高的水分利用效率,同时灌溉水分生产效率也最高,分别为29.77 kg/(mm·hm²)和30.92 kg/(mm·hm²)。因此,‘大丰30’和‘迪卡M753’可作为主干型品种在该区域进一步验证和应用,且在该区域运用非充分灌溉,对保护水资源和发展有机旱作农业具有重要意义。     

不同年代中籼水稻品种的产量与氮肥利用效率

本研究旨在探明中籼水稻在品种改良过程中产量与氮肥利用效率的变化特点。以江苏省近70年来不同年代在生产上广泛应用的12个代表性中籼水稻品种(含杂交稻组合)为材料,依据应用年代将其分为20世纪40—50年代、60—70年代、80—90年代和2000年以后4个类型,设置0 N(全生育期不施氮)、MN(全生育期施氮210 kg hm–2)和HN(全生育期施氮300 kg hm–2)3个施氮量处理,研究其产量、氮肥利用效率及其生理特性。结果表明,随品种应用年代的演进,不同年代中籼水稻品种的产量和氮肥利用效率均获得较大提高。2000年以后的品种(超级稻)产量和氮肥利用效率较高,根系性状和叶片光合特性以及氮代谢相关酶活性强是其重要生理基础。超级稻抽穗后根系氧化力和剑叶光合速率下降的幅度较大可能是导致超级稻结实率较低的一个重要原因。提高灌浆中后期超级稻的根系氧化力和剑叶光合速率,有望提高超级稻的结实率。     

实地氮肥管理提高水稻氮肥利用效率

以籼型杂交稻汕优63和粳稻武育粳3号为材料进行田间小区试验,对实时氮肥管理（RTNM）和实地氮肥管理（SSNM）的农艺表现和氮肥利用效率进行了评价。结果表明,氮空白区的水稻产量为5.5~7.4 t/hm²,说明试验田背景氮颇高。与农民习惯施肥法（FFP）相比,RTNM和SSNM分别增产-4.4％~7.0%和0.2％~9.3%,氮素产谷率分别提高195.7％~297.0%和169.6％~276.4%。2003—2004年在江苏省无锡市两村共计20户稻田中进行水稻SSNM试验示范。2年FFP的氮素产谷率、吸氮利用率和生理氮转化率分别仅有2.8～6.7 kg稻谷/kg N、33.7％～34.7％和8.4～18.6 kg稻谷/kg N;SSNM的施氮量较FFP降低38.7％～41.3％,产量提高2.5％～3.5％,氮素产谷率、吸氮利用率和生理氮转化率分别提高88.3％～117.7％、34.0％～39.5％和46.1％～61.6％。在江苏省大面积推广也取得了类似结果。证明采用SSNM在不降低水稻产量的前提下,提高水稻氮肥利用率是可能的。试验也发现,农户稻田SSNM的氮素产谷率和生理氮转化率的数值依然很低。对水稻氮肥利用率低的原因及提高途径进行了讨论。     

不同施肥条件下夏玉米的干物质积累、产量及氮肥利用效率

针对我国华北地区夏玉米生产中所面临的氮素污染和秸秆资源严重浪费等问题，中国农业大学和德国霍恩海姆大学(Hohenheim University of Germany)自1999以来开展了中德国际合作项目“华北平原作物高产高生产力条件下环境可承受的持续农业研究”。研究表明：在同一时期，优化施肥、秸秆还田优化施肥与传统施肥夏玉米干物质积累量无显著性差异。拔节到吐丝，优化施肥的干物质日增长量和干物质积累量并不低于传统施肥，吐丝到灌浆，略低于传统施肥；秸秆还田优化施肥两阶段的干物质日增长量和干物质积累量最高。3处理间夏玉米产量无显著性差异。优化施肥和秸秆还田优化施肥条件下，氮肥当季利用率显著高于传统施肥。     

施氮量对酒用糯高粱品种红缨子产量及氮素吸收利用的影响

为探明贵州地区糯高粱氮肥高效利用的施肥技术,以品种红缨子为研究对象,设置0（N0）、120（N120）、240（N240）、360（N360）、480（N480）、和600kg/hm2（N600）6个施氮水平,研究了糯高粱的产量和氮素吸收利用特征。结果表明,糯高粱产量、干物质积累总量和氮素积累总量随氮素水平的提高呈先升高后降低的趋势,增施氮素较不施氮素能够显著提高糯高粱的产量、干物质积累总量和氮素积累总量,其中以N240处理增幅最大,较N0处理分别增加28.87%、35.83%和49.62%。随着施氮量的增加,糯高粱氮素表观回收率、氮肥农学利用率、氮肥利用率、氮肥偏生产力和产投比呈下降趋势。利用二次多项式和平方根模型分别拟合糯高粱产量和效益的施氮效应,当施氮量分别为294.5和252.6kg/hm2时产量最高,施氮量分别为168.2和132.7kg/hm2时效益最大。兼顾产量、效益及氮肥利用效率,120~240kg/hm2的氮肥施用量是适宜的。     

海藻提取物对甜玉米产量、品质及氮素利用的影响

以正甜68甜玉米品种为试验材料,通过一年两季田间试验研究海藻提取物对甜玉米产量、品质及氮素利用率的影响。试验设置5个处理：常规施肥（T1）、常规施肥+海藻提取物（T2）、常规施肥减氮20%（T3）、常规施肥减氮20%+海藻提取物（T4）、不施氮（T0）。结果表明,T2处理的甜玉米获得最高产量,两季产量比T1处理分别提高7.11%和8.24%,T4处理的甜玉米产量与T1处理无显著差异。T4处理的春、秋两季玉米籽粒可溶性糖含量分别比T1处理提高5.29%和5.36%。T4处理的甜玉米氮素利用率最高,显著高于T1和T2处理。同时,T2处理的甜玉米氮素利用率显著高于T1处理。T2和T4处理的甜玉米氮肥农学效率分别显著高于其对应不施用海藻提取物的处理。T4处理的甜玉米氮肥偏生产力显著高于T1处理。春秋两季甜玉米每公顷净收益分别比T1处理提高11.71%和13.64%。T4处理的甜玉米两季净收益分别比T3处理提高6.18%和5.99%。     

探讨品种间差异改良作物水分利用效率

提高水分利用效率是缓解水资源危机实现作物可持续生产的重要策略。本文对叶片尺度的瞬时WUE和单株尺度WUE的品种间差异,瞬时WUE到田间尺度WUE的尺度转换,以及瞬时WUE与产量之间的关系进行了讨论。瞬时WUE具有较大的遗传变异性,在亏水条件下品种间差异更显著。在禾谷类作物上,气孔导度与瞬时WUE密切相关。单株尺度WUE在亏水条件下品种间差异显著,足水条件下差异相对较小。气孔导度是影响单株尺度WUE的重要性状,品种之间气孔对水分亏缺的敏感性差异较大。瞬时WUE向田间尺度WUE的尺度转换不仅受到冠层阻力和边界层阻力的制约,还受土壤蒸发与作物蒸腾比率以及同化物分配模式的影响。瞬时WUE与产量的关系决定于环境的水分条件,在作物生长发育主要依靠土壤中储存水分的干旱条件下,瞬时WUE高对获得高产有利。相反,在水分条件较适宜的地区,高瞬时WUE性状不利于高产。     

施氮量对糯玉米产量及土壤氮动态的影响

研究了不同氮肥用量对糯玉米产量、氮肥利用率、铵态氮和硝态氮累积及其土壤剖面分布的影响。结果表明:适量施氮可提高作物产量,过量施氮未表现出增产效果,氮肥利用率降低,糯玉米的氮肥效应方程:Y=13189+28.50X-0.11X2。施氮量可显著影响土壤中硝态氮的累积和分布,但对铵态氮的影响较小。当施氮(N)量达到270kg/hm2水平时,土壤硝态氮累积量远高于其他施氮水平,增加了土壤硝态氮的残留,同时,因降雨或灌溉的作用而向下层土壤移动,造成硝态氮的淋失,对环境造成潜在威胁。     

糯玉米淀粉RVA黏度的杂种优势分析

以糯玉米10个自交系为材料应用p+q+2pq交配设计组配了50个杂种,研究了淀粉RVA的7个黏度性状的杂种优势表现,结果表明,（1）淀粉RVA各性状均存在广泛的变异,其中以回落值的变异最大,最高的杂种达249 cP,最低的仅为122.33 cP;变异最小的是糊化温度,最高的为79.5℃,最低的为76.92℃;（2）所有性状之间的差异均杂种大于亲本,且峰值黏度、沉降值、回落值3个性状杂种平均数高于亲本;（3）沉降值存在显著的超中亲优势,峰值黏度和回落值仅存在极显著的超低亲优势,而谷值黏度、终值黏度、糊化温度和糊化时间均无杂种优势;（4）杂种与双亲淀粉RVA黏度性状之间的关系因性状而异,其中在峰值黏度、谷值黏度、沉降值、回落值四个性状上,杂种与母本、中亲值RVA参数均达到了极显著的正相关,而其余三个性状则因组合的不同而异,相关关系未达显著水平。     

不同肥水组合对夏玉米水分利用效率及经济效益的影响

利用大型防雨设施池栽,设置施肥和灌水二因素三水平,就其不同肥水组合对夏玉米水分利用效率及经济效益的影响进行了研究。结果表明,高肥低水、中肥低水及低肥低水水分利用效率低,经济效益差,中肥中水及低肥中水水分利用效率较高,是中、低肥量条件下稳产高效益的最佳组合;高肥中水水分利用效率最高,耗水系数最低,是高产节水的最佳组合;高肥高水互高水互作效应大,产量水平达１３５００kg/hm^2以上,水分利用效率高,经济效益大,是实现夏玉米超高产的最佳肥水组合。     

不同氮素利用效率型小麦品种的生理差异分析

以不同氮素利用效率型小麦品种（2个氮高效、2个氮低效和2个中间型）为材料,分别在灌溉及雨养条件下测定其花后旗叶氮素同化及转运相关酶等生理性状的动态变化,同时在开花期和成熟期测定氮素积累及转运相关性状。结果表明,氮高效型品种晋麦54和晋麦66具有更高的植株氮素积累总量、氮素籽粒生产效率、氮素干物质生产效率、花后氮素转运量、花后氮素转运效率和单株产量,以及更低的花前氮素转运量和花前对籽粒氮积累的贡献率。同时,氮高效型品种的各酶活性及可溶性蛋白质含量高于其他4个品种,而中间型品种晋麦73和泰麦269又高于氮低效型品种晋麦61和泰农18。相关性分析结果显示,参试小麦品种多数关键酶活性与氮素籽粒生产效率、氮素干物质生产效率、花后氮素转运量、花后氮素转运效率、花后对籽粒氮积累的贡献率和单株产量呈显著正相关;与花前对籽粒氮积累的贡献率和花前氮素转运量呈显著负相关。     

施氮量与花期水分胁迫对不同氮效率油菜产量性能及氮肥利用效率的影响

为了明确花期水分胁迫下施氮对油菜产量形成、产量性能及氮肥利用效率的影响,以2个氮高效基因型(Monty和湘油15)和2个氮低效基因型(R210和Bin270)为供试材料,在不同氮水平(低氮0.05 g/kg,中氮0.2 g/kg,高氮0.4 g/kg),研究了花期水分胁迫下氮肥对不同氮效率基因型油菜产量、产量性能及氮肥利用效率的影响。结果表明,水分胁迫明显抑制了油菜的产量、产量性能和氮素吸收利用能力;就不同施氮量看,少量或过量施氮影响油菜产量及产量性能,所有供试材料的单株角果数、干物质量、收获指数和产量在中氮(0.2 g/kg)处理效果表现最好;水分对油菜生长发育的影响大于氮素养分,氮高效基因型对水分胁迫具有一定的减缓作用;适量供氮能够减轻水分胁迫对油菜生长发育的影响,氮高效基因型较氮低效基因型对水分和氮素胁迫具有更强的适应性。     

氮肥一次性基施对夏播鲜食甜玉米产量、品质和氮素利用效率的影响

通过2年田间试验,研究了氮肥一次性基施对夏播鲜食甜玉米产量、品质及氮素吸收利用的影响,为鲜食甜玉米轻简化栽培技术提供科学依据。设置不施氮（N0）、普通尿素分次施用（CU_S）、普通尿素一次性基施（CU_B）和控释尿素一次性基施（CRU_B）4个处理。结果表明,氮肥施用可以增加鲜食甜玉米的穗长、穗粗、行粒数和穗粒数,并显著提高鲜穗产量。与N₀处理相比,施氮处理的鲜穗产量2年分别显著增加17.14%~22.03%和17.77%~26.39%,2年均是CRU_B处理的增幅最大,CU_S处理次之,CU_B处理最低。CRU_B与CU_S处理间2年的鲜穗产量均无显著差异,2017年2个处理的鲜穗产量显著高于CU_B处理,增幅分别为7.32%和6.96%。CRU_B处理2年的植株氮素积累量显著高于CU_B及CU_S处理,并且2年的氮肥偏生产力、氮肥农学利用率、氮肥表观利用率及经济效益均最高。鲜籽粒品质分析结果显示,不同施氮处理仅对鲜籽粒中的可溶性蛋白质含量有显著影响,对皮渣率、可溶性糖、还原糖和维生素C含量的影响不显著。CRU_B处理2017年籽粒可溶性蛋白质含量显著高于CU_B和CU_S处理。综上,控释尿素一次性基施可以减少施肥次数,保障鲜食甜玉米鲜穗产量和籽粒品质,并提高氮肥利用率和增加农民收入。本研究可为湖北东部及相似生态地区的夏播鲜食甜玉米轻简化生产中氮素的管理提供参考依据。