磷转运蛋白基因TaPht1;4的染色体定位及其在低磷下与小麦吸磷能力的关系

【目的】植株对介质中磷素的吸收及磷素在体内器官组织间的转运,是通过位于细胞质膜上的磷转运蛋白(PT)介导完成的。高亲和PT在介导植物对低磷逆境下的磷素吸收中发挥重要作用。本研究以小麦中国春遗传背景的整套B染色体双端体为材料,对小麦高亲和PT基因TaPht1;4的染色体定位特征及其与低磷下小麦品种磷效率的联系进行系统研究,旨在为今后小麦品种磷效率分子鉴定和磷高效遗传改良提供依据。【方法】采用水培法培养中国春(CS)及其遗传背景B染色体组双端体幼苗。三叶期时收获各供试材料根系,提取各材料基因组DNA,通过PCR特异扩增TaPht1;4,鉴定TaPht1;4在染色体上定位。通过对各供试材料三叶期幼苗进行24 h低磷胁迫获取丰缺磷处理根叶样本,采用半定量RT-PCR及实时定量PCR分析TaPht1;4在丰缺磷下的表达。采用上述幼苗培养、丰缺磷处理和基因表达分析技术,研究不同磷吸收效率小麦品种磷效率参数和TaPht1;4表达特征。【结果】1)与CS及其他双端体材料能特异扩增目标基因不同,在3BS中未扩增到目标基因TaPht1;4;采用半定量RT-PCR和qPCR对丰、缺磷下CS和各双端体根、叶中TaPht1;4的表达研究表明,丰磷下各供试材料根、叶中均检测不到TaPht1;4表达,缺磷下各供试材料叶片中也均未检测到TaPht1;4表达,但在根中除3BS未检测到TaPht1;4表达外,CS和其他双端体均具有较高的TaPht1;4表达水平。表明TaPht1;4定位在3B染色体长臂,呈低磷诱导和根系特异表达特征。2)丰磷下,3BS单株干重与CS没有差异;缺磷下,与CS相比,3BS单株干重显著降低。表明缺少TaPht1;4及所在3B染色体长臂后,植株干物质生产能力受到较大影响,这可能与因缺乏该染色体臂丧失TaPht1;4造成低磷下植株的磷素吸收能力降低密切相关。3)对丰、缺磷下不同磷吸收效率6个小麦品种TaPht1;4的表达水平以及单株干重、全磷含量、磷累积量和磷效率研究表明,缺磷下各小麦品种表现为随品种磷吸收效率提高,TaPht1;4表达水平也随之增高。表明TaPht1;4表达水平与低磷下小麦品种磷素吸收能力和干物质积累具有紧密联系。【结论】小麦高亲和PT基因TaPht1;4定位在3B长臂。低磷条件下,3BS的单株干重和磷累积量较CS显著降低。丰、缺磷下,不同磷吸收效率小麦品种TaPht1;4表达水平与植株干重和单株磷累积量密切相关。TaPht1;4能显著增强小麦在低磷下磷素吸收能力,可作为小麦品种耐低磷能力的参考分子评价指标。     

水稻钾离子通道基因OsKAT1．17的克隆、表达载体的构建及其电生理功能

K^＋通道是植物高效吸收和体内运输K^＋的载体,对保证植物的钾素营养和增强抗逆性具有重要意义。水稻生长在淹水环境中,其U通道在长期适应物种立地条件的进化过程中可能形成了有别于拟南芥等模式植物的独特功能特征和作用机制。本研究克隆了一个水稻KAT型科通道基因OsKAT1．1,并利用电生理技术探讨其电生理功能。研究结果表明,通过一系列亚克隆过程,我们成功构建了适用于双电极电压钳和膜片钳电生理研究的表达载体pCI．OsKAT1．1和pTracer．CMV3-OsKAT1．1。进一步的电生理试验结果验证了构建过程的准确性,并表明水稻OsKAT1．1是一个由膜电位控制的吸收型艮通道。     

小麦耐低钾性状的全基因组关联分析

  【目的】  筛选与小麦耐低钾性状相关的标记,为揭示小麦耐低钾性状的遗传机理奠定基础。  【方法】  本研究以198份中国黄淮南片麦区的小麦品种 (系) 作为供试群体。小麦种子发芽后,幼苗在正常钾营养液中生长4天,然后在低钾 (0.01 mmol/L) 和正常钾 (2 mmol/L) 营养液中生长25天。调查生物量,分析地上部和根部钾含量,计算小麦7个性状的相对值,利用小麦35K SNP芯片结合Q + K混合线性模型 (mixed linear model,MLM) 对7个耐低钾性状进行全基因组关联 (genome-wide association study,GWAS) 分析,筛选位于显著关联位点上的候选基因并进行功能注释,对显著关联位点进行等位变异分析,发掘优异等位变异。  【结果】  低钾胁迫条件下,地上部、根部、全株钾累积量和钾累积量根冠比显著降低,地上部、根部、全株钾利用指数显著升高。群体结构分析和PCA分析均将供试群体分为2个亚群。通过GWAS分析,共检测到75个显著关联单核苷酸多态性 (single nucleotide polymorphism,SNP) 标记 (P < 0.001),分布在除1A、3B、3D、4D和6A染色体外的16条染色体上。通过候选基因搜寻及注释,共筛选出13个可能与小麦耐低钾胁迫相关的候选基因。等位变异分析共挖掘了 14 个优异等位变异,其中 6 个优异等位变异在供试群体中出现的频率较大。  【结论】  7个耐低钾性状均具有明显的数量性状特征,变异系数范围为20.66%～30.44%。40%的SNP标记分布在2B、5B和6B染色体上,21个SNP位点与多个耐低钾性状显著关联,单个SNP标记解释的表型贡献率的变异范围为5.78%～11.22%。TraesCS4A02G335400、TraesCS2B02G306000、TraesCS5B02G260000可能参与物质转运过程,TraesCS1D02G350600和TraesCSU02G105300可能参与逆境胁迫响应等生理过程,TraesCS2A02G000200可能参与逆境胁迫下的信号转导过程。     

不同品种小麦耐低钾特性研究

利用盆栽试验,连续两年对33个小麦品种进行全生育期培养,研究两种供肥水平下不同品种小麦相对经济产量、相对钾素积累量和相对钾素利用效率相关性,结果发现,研究不同品种小麦的钾效率遗传机理时,相对钾素利用效率指标要优于相对经济产量、相对钾素积累量指标。     

耐低钾小麦品种筛选及其吸钾特性的研究

1993～1995年在缺钾土壤上进行田间微区和小区试验,筛选耐低钾小麦品种并研究其吸钾特性。试验结果表明,在缺钾土壤上不同小麦品种的产量存在显著差异。以耐低钾力和品种适应性及分级指标进行评定,在微区试验的45份供试小麦品种中耐低钾能力强(1级)的占4.4％,耐性很差(7～9级)的占37.8％,其余介于二者之间(3～5级)的占与57.8％。川麦23和898耐性强的特点在小区试验中得到进一步验证。它们在缺钾条件下比敏感品种能够吸收较多的钾素,且有较多钾在成熟期转移到子粒中,因而在不施钾肥的条件下可获较高产量。     

巴西橡胶树K~＋通道蛋白基因HbKCO1的克隆与表达分析

本研究采用RT-PCR结合RACE技术,成功地克隆了一个新的巴西橡胶树(Hevea brasiliensis)K+通道蛋白基因并分析了其结构和表达特征.结果表明,该基因cDNA全长1482 bp,拥有1059 bp的开放阅读框(ORE),编码353个氨基酸残基.同源性和聚类分析证实,该基因属于植物KCO家族,命名为HbKCO1(GenBank登录号为EU827609).半定量RT-PCR分析结果显示,HbKCOl在巴西橡胶树不同器官中均有表达,但叶片中表达量最高,茎次之,根、胶乳和树皮中的表达量最低;高钾、盐胁迫(NaC1)和Ca~(2+)可以促进叶片中HbKCOl的表达,钾饥饿和ABA则起到抑制作用;胶乳中HbKCOl的表达几乎不受乙烯利(ET)和茉莉酸(JA)的影响.     

磷转运蛋白基因TaPht1;4 的染色体定位及其与在低磷下与小麦吸磷能力的关系

【目的】植株对介质中磷素的吸收及磷素在体内器官组织间的转运,是通过位于细胞质膜上的磷转运蛋白（PT）介导完成的。高亲和PT在介导植物对低磷逆境下的磷素吸收中发挥重要作用。本研究以小麦中国春遗传背景的整套B染色体双端体为材料,对小麦高亲和PT基因TaPht1; 4的染色体定位特征及其与低磷下小麦品种磷效率的联系进行系统研究,旨在为今后小麦品种磷效率分子鉴定和磷高效遗传改良提供依据。【方法】采用水培法培养中国春（CS）及其遗传背景B染色体组双端体幼苗。三叶期时收获各供试材料根系,提取各材料基因组DNA,通过PCR特异扩增TaPht1; 4,鉴定TaPht1; 4在染色体上定位。通过对各供试材料三叶期幼苗进行24 h低磷胁迫获取丰缺磷处理根叶样本,采用半定量RT-PCR及实时定量PCR分析TaPht1; 4在丰缺磷下的表达。采用上述幼苗培养、 丰缺磷处理和基因表达分析技术,研究不同磷吸收效率小麦品种磷效率参数和TaPht1; 4表达特征。【结果】 1）与CS及其他双端体材料能特异扩增目标基因不同,在3BS中未扩增到目标基因TaPht1; 4; 采用半定量RT-PCR和qPCR对丰、 缺磷下CS和各双端体根、 叶中TaPht1; 4的表达研究表明,丰磷下各供试材料根、 叶中均检测不到TaPht1; 4 表达,缺磷下各供试材料叶片中也均未检测到TaPht1; 4表达,但在根中除3BS未检测到TaPht1; 4 表达外,CS和其他双端体均具有较高的TaPht1; 4表达水平。表明TaPht1; 4定位在3B染色体长臂,呈低磷诱导和根系特异表达特征。2）丰磷下,3BS单株干重与CS没有差异; 缺磷下,与CS相比,3BS单株干重显著降低。表明缺少TaPht1; 4及所在3B染色体长臂后,植株干物质生产能力受到较大影响,这可能与因缺乏该染色体臂丧失TaPht1; 4造成低磷下植株的磷素吸收能力降低密切相关。3）对丰、 缺磷下不同磷吸收效率6个小麦品种TaPht1; 4 的表达水平以及单株干重、 全磷含量、 磷累积量和磷效率研究表明,缺磷下各小麦品种表现为随品种磷吸收效率提高,TaPht1; 4表达水平也随之增高。表明TaPht1; 4 表达水平与低磷下小麦品种磷素吸收能力和干物质积累具有紧密联系。【结论】小麦高亲和PT基因TaPht1; 4 定位在3B长臂。低磷条件下,3BS的单株干重和磷累积量较CS显著降低。丰、 缺磷下,不同磷吸收效率小麦品种TaPht1; 4 表达水平与植株干重和单株磷累积量密切相关。TaPht1; 4 能显著增强小麦在低磷下磷素吸收能力,可作为小麦品种耐低磷能力的参考分子评价指标。     

低钾胁迫下水稻钾高效基因型若干生长特性和营养特性的研究

采用溶液培养筛选,结合田间试验,提出了采用低钾胁迫下水稻体内钾利用效率作为衡量水稻钾利用效率的指标;探讨了钾高效基因型水稻的若干生长特性和营养特性;指出低钾胁迫导致水稻生物量减少,植株生长缓慢,分蘖能力差,根系生长受到抑制,根系吸收的钠增加。水稻钾高效基因型低钾胁迫下仍具有较强的生长势(相对干重、相对株高、相对根长较大),其地上部钾/钠比值高而根部钾/钠比值较低,地上部和根部钾/氮吸收量比值较低。     

大豆和小麦对矿物钾的活化作用研究

大豆、春小麦均能有效地活化利用白云母、钾长石中的结构性钾,结构钾释放量为19.53mg kg-1~45.46mg kg-1。春小麦和大豆根系分泌的有机酸主要为草酸、酒石酸和柠檬酸,其次为乳酸、乙酸和苹果酸。草酸溶液酸性较强,络合能力也强,其活化钾的能力最强。苹果酸、酒石酸、柠檬酸、乙酸和乳酸亦可有效地促进白云母和钾长石的分解,但活化土壤钾的能力比较低。低分子量有机酸作用下矿物钾的释放是酸性水解和络合溶解双重作用的结果。草酸、酒石酸、柠檬酸是影响大豆、春小麦吸收利用矿物钾的主要低分子量有机酸。     

小麦胁迫响应转录因子基因TaSNAC1的克隆与表达分析

胁迫响应NAC转录因子参与植物非生物胁迫过程,过表达水稻(Oryza sativa)SNAC1可显著提高植株耐旱、耐冷和抗盐性。本研究同源克隆了小麦(Tricum aestivum)TaSNAC1基因(GenBank登录号No.JN621240),分析了其表达产物的亚细胞定位,并利用实时定量RT-PCR分析了其在不同组织、PEG和NaCl胁迫下的表达。该基因包含一个内含子,编码329个氨基酸残基的蛋白产物。TaSNAC1与其他禾本科植物SNAC1蛋白高度相似,其与大麦(Hordeum vulgare)、二穗短柄草(Brachypodium distachyon)、水稻、玉米(Zea mays)和高粱(Sorghum bicolor)SNAC1序列相似性依次为97.3%、86.3%、81.1%、79.1%和79.2%。TaSNAC1可能以二聚体形式存在,包含核定位信号和典型的NAM结构域,100~107位的"WKATGXDK100-107"核心基序处于一段β折叠中,其弯曲产生的凹面可能直接参与DNA结合。瞬时转化拟南芥(Arabidopsis thaliana)叶肉细胞原生质体的实验表明,TaSNAC1特异定位于细胞核中。盐胁迫条件下,叶和根中TaSNAC1的表达量均升高,且表达模式相似,但根中响应更显著;PEG胁迫下,根中TaSNAC1对胁迫的响应较快且幅度较大,而叶中响应较慢且幅度较小。研究结果提示,TaSNAC1参与小麦的非生物胁迫响应过程,在耐旱、抗盐遗传改良中具有潜在应用价值。     

转EdHP1(氢离子焦磷酸化酶)基因小麦的钾利用特征研究*

由于农业生产对地力的掠夺加剧了土壤的钾素亏缺,严重影响了农业的可持续发展。本文通过根箱试验对比研究K0(不施钾)、K1(施KCl 186 kg·hm-2)和K2(施KCl 805 kg·hm-2)3个施钾水平下,转披碱草EdHP1(氢离子焦磷酸化酶)基因小麦和野生型小麦根系对土壤钾的吸收利用、根际钾素动态及土壤酶活性等的影响,探讨转基因技术对提高小麦钾素的吸收和利用效率的潜力。结果表明:在不同施钾水平下,转基因小麦根际土壤速效钾含量均低于野生型小麦。在K1施钾水平下,转基因小麦根际土壤速效钾含量比野生型小麦分别低8.30%(30 d)、15.02%(60 d)和12.53%(75 d)。由于转基因小麦对根际土壤钾的吸收较大,导致在试验中有非根际土壤速效钾向根际迁移的过程。在K0、K1和K2钾水平下,转基因小麦钾生物利用指数比野生型小麦分别提高了22.39%、136.21%和14.03%,地上部钾含量分别提高了225.97%、18.77%和17.28%,根系阳离子交换量(CEC)分别提高了55.19%、33.16%和30.44%。不同钾水平下的转基因小麦根际土壤过氧化氢酶和脲酶活性均显著高于野生型小麦。因此,披碱草根系EdHP1基因的引入,能有效提高根系阳离子交换量,创造适于钾吸收的根际环境,显著提高了小麦对钾素的吸收和利用效率。     

小麦生长素响应因子TaARF6转基因烟草植株分子鉴定

【目的】生长素响应因子(ARF)在介导生长素信号传递和调控下游生长素响应基因的表达中发挥着重要功能。本文旨在以在富集丰磷特异表达基因的小麦根系cDNA差减文库中鉴定的1个ARF类别的家族成员TaARF6为基础,对该基因cDNA序列、分子特征、不同供磷水平下该基因在根、叶中表达模式及遗传转化TaARF6对丰磷和缺磷条件下植株形态的影响进行较全面研究,阐明该小麦生长素响应因子基因介导不同供磷水平下对植株生长特性的影响。【方法】采用生物信息学工具预测TaARF6编码蛋白特征; 采用溶液培养法培养丰、缺磷处理小麦幼苗,采用半定量RT-PCR技术鉴定TaARF6在丰、缺磷处理下的表达特征。采用DNA重组技术构建将TaARF6编码阅读框融合至表达载体中的表达质粒,利用农杆菌介导的遗传转化法建立超表达TaARF6转基因烟草植株。采用琼脂培养和溶液培养法,培养丰、缺磷不同供磷水平下野生型植株和转基因烟草植株,进而利用常规分析方法鉴定不同磷水平下植株长势、根系和茎叶生物量和植株根叶形态及性状。【结果】1)TaARF6编码生长素响应因子(ARF)型转录因子,编码蛋白中含有ARF家族成员具有的保守结构域。该基因在氨基酸水平上与源于短柄草BdARF6和源于水稻的OsARF6具有高度同源特征。表达分析表明,TaARF6在根、叶中均呈典型低磷下表达下调、复磷后表达再度回升模式,表明该基因表达受到外界供磷水平的调节。2)遗传转化结果表明,在正常生长和低磷逆境下,与野生型植株相比,转基因烟草株系幼苗和植株形态明显增大。3)丰、缺磷不同供磷水平下,与未转化的野生型(WT)对照植株相比,转基因系(Line 3 和Line 5)植株幼苗和植株根系、茎叶和单株鲜、干重均较野生型显著增加。此外,与WT相比,转基因系植株根系数量增多、主侧根长度、根体积、叶面积和根冠比增加。【结论】TaARF6编码典型的生长素响应因子,其编码蛋白具有生长素响应因子特有结构域。TaARF6对环境中的低磷胁迫逆境能产生明显应答。上调表达TaARF6基因,具有增加植株根、叶鲜、干重和改善根叶及植株形态的生物学功能。本研究表明,通过对植株体内生长素响应基因的转录调控,TaARF6在介导植株不同供磷水平下的根叶形态建成和干物质累积过程中发挥着重要作用。     

毛叶苕子磷饥饿响应基因VvPHR1的克隆及功能研究

【目的】磷饥饿响应因子PHR (phosphate starvation response)在植物根系发育和磷养分吸收中起重要作用,本研究主要阐明毛叶苕子VvPHR1基因生物学功能,为培育磷高效型绿肥作物提供理论依据。【方法】通过转录组测序获得毛叶苕子VvPHR1基因序列。采用酵母单杂交方法验证VvPHR1基因的转录激活功能,构建其过表达载体,利用花粉管通道法分别遗传转化野生型和突变体(Atphr1)拟南芥,获得超量表达VvPHR1基因和突变体功能回补转基因材料。对正常磷(1 mmol/L Pi)和低磷(1μmol/L Pi)的培养基中生长30天的拟南芥取样,采用实时荧光定量PCR对野生型和转基因拟南芥中VvPHR1及下游磷转运基因的表达进行分析,并对转基因材料进行表型分析,测定其主根长、鲜重、总磷及无机磷(phosphate,Pi)含量。【结果】毛叶苕子转录组中有13个PHR基因,转录本129590、96227、120424与拟南芥的PHR1相似度最高,其中转录本120424在低磷诱导下表达量最高,将该转录本命名为VvPHR1基因。该基因cDNA全长1008 bp,编码335个氨基酸...     

植物氮素吸收利用相关NPF基因家族研究进展

氮(N)是植物生长发育需要量最大的矿质营养元素,也是作物产量的限制因子。硝态氮(NO₃^--N)是植物吸收利用氮素的主要形态之一。目前,植物中已报道4个基因家族(NPF、NRT2、CLC和SLAC1/SLAH)参与硝态氮的吸收和利用,其中NPF基因家族成员数量众多且功能多样化,近年来获得较多关注和深入研究。模式植物拟南芥和主要粮食作物水稻、玉米和小麦中,分别含有53、93、79和331个NPF基因。拟南芥NPF家族中已有超过一半成员(31/53)的生物学功能被解析,粮食作物水稻中NPF基因功能亦有较多报道。研究表明,NPF基因广泛参与了植物对氮素的吸收及其调控、转运、分配/再分配等过程,一些成员对于改良和提高作物氮素利用率(nitrogen use efficiency, NUE)具有重要作用。因此,从氮素进入植物体及其在植物体内流动的层面出发,发掘具有重要功能的候选NPF基因,对于解析植物利用氮素的分子机制及其遗传改良具有重要意义。本文综述了模式植物拟南芥以及粮食作物中已报道的NPF基因在氮素吸收和利用中的生物学功能。目前粮食作物玉米中仅有4...     

小麦植株在麦田CH4交换中的作用及光照的影响

采用密闭箱/气相色谱法对中国科学院山东禹城实验站的麦田CH4通量进行观测,研究了土壤CH4通量、光照和遮光情况下的土壤-植物系统CH4通量,及植物、光照等因素对CH4通量的影响.试验采用小暗箱测定土壤CH4通量,采用暗箱和明箱测定土壤-植物系统CH4通量,同步观测了生物量、5 cm土壤温度、土壤水分及土壤NH4+含量.结果表明,麦田土壤和土壤-植物系统CH4通量均无明显的日变化,但季节变化显著;小麦的存在使土壤-植物系统CH4通量的季节波动加剧;小麦植株和光照促进麦田土壤-植物系统对CH4的吸收.此外,本研究发现在野外观测中,采用明箱覆盖土壤以及植物进行观测更能真实反映有植被覆盖的地表CH4通量状况.     

转Lj-POLLUX和Lj-NFR1-NFR5基因的水稻对AM真菌侵染的影响

丛枝菌根(Arbuscular mycorrhiza,AM)真菌是一种古老的植物共生真菌,与植物约有4亿多年的共生史[1-2],能与80％以上的陆生植物形成共生体一丛枝菌根.它能促进宿主植物吸收土壤中矿质元素,增加植物的抗逆性,提高作物产量,调节宿主的代谢活动,促进植物生长,改善作物品质等[3-4].     

Molecular characterization of two novel Glu-D1-encoded subunits from Chinese wheat (Triticum aestivum L.) landrace and functional properties of flours possessing the two novel subunits

The high molecular weight glutenin subunits (HMW-GS) can be used for wheat quality improvement. Two novel alleles (designated 1Dx1.5* and 1Dy12.2*, respectively) at the Glu-D1 locus were identified in the Chinese wheat landrace variety ‘Jiuquanjinbaoyin’ by comparison of subunit mobility with that previously identified in several standard hexaploid wheats. The 1Dx1.5* and 1Dy12.2* genes were isolated using the allele-specific PCR primers and the complete open reading frames (ORFs) were obtained. Allele 1Dx1.5* consists of 2487 bp encoding a mature protein of 827 amino acid residues, whereas 1Dy12.2* consists 1980 bp encoding 658 residues. Comparisons of amino acid sequences analysis showed that 1Dx1.5* had higher similarity with the HMW-GS isolated from the wheat related species (Aegilops tauchi Coss.) than from the bread wheat varieties (Triticum aestivum L.). The 1Dy12.2* amino acid sequence showed a generally similar to the 1Dy12* isolated from Chinese endemic wheats. Meanwhile, the dough properties of the lines expressing (null, 7+8, 1.5*+10), (null, 7+8, 2+12.2*) and (null, 7+8, 2+12), respectively, were measured by a Mixograph, which demonstrates that the alleles 1.5*+10 can be considered as having positive impact on dough strength when compared with the alleles 2+12. In addition, the subunits 2+12.2* also showed a greater impact on dough strength than 2+12.     

山西褐土长期施钾和秸秆还田对冬小麦产量和钾素平衡的影响

在山西石灰性褐土一年一作条件下,通过16年的田间定位试验,研究了长期施钾和秸秆还田对小麦产量和土壤钾素平衡的影响。结果表明,只施用氮、磷肥,冬小麦年平均产量5.5 t/hm2,土壤钾素养分严重亏缺,年平均亏缺104.3 kg/hm2,与试验前的初始值比较,土壤速效钾和缓效钾含量分别下降23.6%和14.3%。在施用氮、磷肥的基础上每年施用钾肥(K2O 150 kg/hm2),平均增产10.2%以上;小麦秸秆还田平均增产6.6%以上,二者配合平均增产17.6%,年平均吸钾量提高32.0 kg/hm2。与试验初始值比较,土壤速效钾、缓效钾分别提高38.6%和11.0%。在施用氮、磷肥的基础上,长期施用钾肥和秸秆还田在显著增加冬小麦的经济产量、生物产量和吸钾量的同时,也减少年度间因气候因素等影响引起的产量变异,提高年度间产量和植物吸钾量的稳定性。     

泡桐林网系统内小麦产量对光合有效辐射分布的响应

本研究以黄淮海平原地区重要的农林复合经营模式泡桐-小麦林网复合生态系统为对象,通过对2013—2015年系统内光合有效辐射(PAR)的连续定位观测及小麦产量的调查,结合对小麦不同生育期内的PAR与小麦产量、千粒重、粒数的相关性分析,研究了系统内PAR的分布状况及小麦产量对其的响应。结果表明:PAR、透光率均随着与林带距离的增加而增加,且在10 m(约1倍树高)范围内变化显著,10 m之后增加缓慢。在所有生育期、所有测点中,透光率的最小值出现在灌浆成熟期2 m处观测点。单位面积小麦产量与小麦全生育期内的PAR、粒数和小麦扬花期内的PAR、千粒重及小麦灌浆成熟期内的PAR的相关关系均达极显著水平(r=0.918,P=0.000;r=0.926,P=0.000;r=0.922,P=0.000)。扬花期林带对小麦的遮荫直接影响小麦的粒数,灌浆成熟期林带对小麦的遮荫直接影响小麦的千粒重,系统内小麦产量的空间差异性可以通过小麦粒数和千粒重的差异来解释。小麦产量(y)与全生育期内PAR(x)的线性回归方程为:y=0.121 3x+95.117(R2=0.842)。经检验,方程的模拟值和实测值无显著差异(P=0.609),预测精度达91.8%。可以根据此方程,结合PAR观测值对系统内各点的小麦产量进行预测。本研究结果为建立泡桐-小麦林网复合生态系统整体生产力的预测模型奠定了基础,为优化泡桐林网复合生态系统结构提供理论依据。     

钾细菌制剂对土壤钾素的影响探讨

试验K细菌制剂在控制条件和大田下对土壤难溶性K的转化作用,特别是土壤速效钾和缓效钾的动态变化表明,缺K土壤适当施用K细菌制剂,可增加土壤速效钾含量,成熟植株体内K增加32.3％,拔节孕穗期土壤速效钾含量比对照高128.6％,而土壤、磷矿粉、沙子等3种基质平均速效钾含量比对照高160.6％。K细菌制剂不板结土壤和不污染水源。