高硼胁迫对油菜光合作用的影响研究

硼是作物必需的一种微量元素，土壤缺硼会导致作物生长不良，产量低下［1］，因此硼肥的施用已成为当前提高油菜作物产量与品质的有效农业措施。     

低芥酸低硫甙油菜（D89）硼素营养

通过土培及田间试验，研究了硼对双低油菜（Ｄ８９）的生长、产量和油分的影响和硼素营养特点，结果表明：在缺硼的土壤硼肥能提高菜籽产量和含率，初步提出Ｄ８９的土壤和叶片中适宜、缺乏和硼中毒的含硼指标和硼在体内积累的特点。为合施用硼肥提供了有益的资料，从助于“双低“油菜的推广。     

磷硼互作对油菜生长发育、养分吸收及产量的影响

以常规油菜品种中双9号和杂交油菜品种中油杂2号为材料,研究了盆栽条件下不同磷、硼供应水平对油菜生长发育、农艺性状、营养吸收及产量的影响.结果表明,在本试验条件下,磷肥用量是决定油菜不同生育期生物学产量的主要因素.在供磷条件下,适当增施硼肥能增加油菜生物学产量6.65%～19.39%,经济产量6.29%～104.44%;但在缺磷条件下,过高硼肥用量在一定程度上加重了油菜的缺磷症状,经济产量下降达17.65%～42.86%.杂交油菜中油杂2号花期对硼更加敏感,而常规品种中双9号成熟期对硼敏感.植株中氮、磷、钾养分含量随着施磷量的增加有着不同程度的提高,说明施磷有助于养分的吸收.     

钾硼对油菜吸收硼钾和生长的影响

在植物体内,或者在土壤中,各种养分相互之间往往存在某种依存关系。例如,贫瘩的红黄壤和砂质土壤在缺钾的同时常常也缺硼。若在此类土壤中增施钾肥或硼肥,作物产量将会明显提高;若将钾硼两种肥料配合施用,则增产效果更佳。本文讨论了钾硼对油菜吸收硼钾和对生长的影响。     

我国缺硼土壤的类型和分布

硼是植物正常生长和生活所不可缺少的微量元素.土壤中硼的供给不足时,会导致农作物产量和质量降低,严重缺硼时甚至颗粒无收.近年来有二十个以上的省市和自治区进行了硼肥肥效试验和硼肥施用技术的研究,证实了硼肥的良好作用,同时也证实了我国缺硼土壤分布得十分广泛.由于施用硼肥必须根据土壤类型和农作物的需肥特性,而不是在所有的土壤上对各种农作物普遍的施用,明确缺硼土壤的类型和分布,有助于正确的施用硼肥来提高农作物的产量和质量.本文在田间试验、野外调查和所填制的我国土壤中有效态硼含量图的基础上,对我国缺硼土壤的类型作如下的划分,并讨论其分布情况.     

红壤地区直播油菜施硼对籽粒产量和品质的影响

红壤地区是我国重要的油菜种植区,研究直播冬油菜硼肥施用效果,为直播油菜科学施硼提供理论依据,对促进区域油菜产业发展有重要意义。2017—2018年在江西、湖南、湖北南部和广西北部油菜主产区布置7个硼肥大田试验,设置不施硼、施硼肥(含硼量100 g·kg~(–1))4.5 kg·hm~(–2)、9.0 kg·hm~(–2)、13.5 kg·hm~(–2)四个处理。结果表明,红壤地区土壤有效硼普遍含量低,直播油菜施硼增产效果显著,油菜籽平均产量和施硼经济效益在硼肥用量9.0kg·hm~(–2)时最高,与不施硼相比增产1 021 kg·hm~(–2),增产率达110.6%,分别较施用硼肥4.5 kg·hm~(–2)和13.5 kg·hm~(–2)增产16.6%和3.1%。施硼显著增加直播油菜收获密度、单株角果数和每角粒数,进而增加了油菜产量;同时硼肥的施用可显著提高油菜籽的含油率、油酸和亚油酸含量,与不施硼相比,施用硼肥9.0 kg·hm~(–2)处理各品质指标分别增加26.9%、45.9%和72.6%,相应增加产油量136.1%。在硼肥用量13.5 kg·hm~(–2)范围内,油菜地上部硼含量和硼累积量随着施硼量的增加而增加,但硼肥利用率呈现降低的趋势,硼肥用量为9.0 kg·hm~(–2)处理的硼肥当季利用率也仅为9.4%。综合结果显示,红壤地区直播油菜施硼增产增收效果显著,直播油菜生产中应重视硼肥的合理施用,区域硼肥的推荐用量为9.0 kg·hm~(–2)左右。     

不同硼水平对双低油菜华双4号产量和品质的影响

以甘蓝型常规油菜品种中油821（双高品种）为对照,通过盆栽试验研究了不同硼水平对甘蓝型双低油菜华双4号籽粒产量和品质的影响。结果看出,两个油菜品种在缺硼条件下,施硼量从B 0.3 mg/kg增加到B 2.5 mg/kg时,单株角果数、每角粒数和籽粒产量显著增加,但增加到B 5.0 mg/kg时,每株角果数、每角粒数和籽粒产量显著降低,硼过量影响产量建成。在硼缺乏和硼过量条件下,华双4号的减产程度均高于中油821,表明双低优质油菜华双4号对缺硼和硼过量的反应较常规双高油菜中油821敏感。硼缺乏或过量时,两个品种籽粒含油量和油酸含量均表现降低的趋势,而蛋白质含量呈增加趋势。本试验的结果表明,合理施用硼肥对籽粒产量的影响大于对品质的影响,而高产优质品种更应注重硼肥的合理施用;我国栽培油菜的土壤有效硼的适宜浓度可以提高至B 1.0 mg/kg,但硼肥的安全施用应当控制在土壤有效硼含量为B 2.5 mg/kg以下。     

不同硼水平对双低油菜华双4号产量和品质的影响

以甘蓝型常规油菜品种中油821(双高品种)为对照,通过盆栽试验研究了不同硼水平对甘蓝型双低油菜华双4号子粒产量和品质的影响。结果看出,两个油菜品种在缺硼条件下,施硼量从B 0.3 mg/kg增加到B 2.5 mg/kg时,单株角果数、每角粒数和子粒产量显著增加,但增加到B 5.0 mg/kg时,每株角果数、每角粒数和子粒产量显著降低,硼过量影响产量建成。在硼缺乏和硼过量条件下,华双4号的减产程度均高于中油821,表明双低优质油菜华双4号对缺硼和硼过量的反应较常规双高油菜中油821敏感。硼缺乏或过量时,两个品种子粒含油量和油酸含量均表现降低的趋势,而蛋白质含量呈增加趋势。本试验的结果表明,合理施用硼肥对子粒产量的影响大于对品质的影响,而高产优质品种华双4号更应注重硼肥的合理施用;我国栽培油菜的土壤有效硼的适宜浓度可以提高至B 1.0 mg/kg.但硼肥的安全施用应当控制在土壤有效硼含量为B 2.5 mg/kg以下。     

硼肥用量对油菜产量与硼养分吸收的影响

以华油杂9号和中油杂12号为供试油菜品种,在鄂东油菜主产区布置田间试验,试验设置3个硼肥用量梯度,硼砂用量分别为0、3和12 kg/hm2,研究硼肥用量对两种油菜产量、干物质积累量和硼素积累量的影响。结果表明,土壤严重缺硼(有效硼含量为0.12 mg/kg)条件下,施硼显著提高油菜产量和地上部各部位生物量,促进硼素吸收,且其影响随着生育进程的推移而加大。试验条件下最佳硼肥(B含量11%)用量为3 kg/hm2,相比不施硼处理,华油杂9号和中油杂12号分别增产26.8%和38.4%。硼用量为3 kg/hm2时,华油杂9号和中油杂12号的硼肥相对利用率分别为32.2%和19.4%,硼用量进一步增加,利用率显著降低。两个油菜品种相比结果表明,不同品种油菜对硼的吸收利用能力及敏感程度不同,华油杂9号具有较强的吸收、利用硼的能力,而中油杂12号对缺硼更加敏感,增产幅度更显著。研究结果说明,在当前生产条件下,油菜施硼增产效果显著,但目前油菜生产中不施硼和推荐施硼量过大的现象同时存在,应根据实际情况进行调整。     

甘蓝型油菜硼营养高效在F1代的遗传研究

采用上培方法,研究了甘蓝型油菜不同硼效率品种为亲本的15个杂交组合农艺性状、棚的吸收、累积、分配和硼效率系数等性状在F1代的表现。结果表明,正反文杂交一代生育期短、抽更早,与高效亲本相近;对土壤轻度缺棚的反应也与高效亲本一致。土壤轻度缺硼时,苗期硼含量较低,累积吸收的单位棚量所形成的干物质重较高,蒙期茎中棚的相对含量高,有利于正反交杂交一代硼素向生长点的运转和再利用。硼效率系数与高效亲本达显著相关,说明甘蓝型油菜硼高效品种与低效品种间的杂交一代表现为硼高效,硼营养高效性状为显性。     

Uptake and nutrient balance of nitrogen,sulfur, and boron for optimal canola production in eastern Canada

Balanced plant nutrition is essential to achieve high yields of canola (Brassica napus L.) and get the best economic return from applied fertilizers. A field study was conducted at nine site‐years across eastern Canada to investigate the effects of nitrogen (N), sulfur (S) and boron (B) fertilization on canola nutrient uptake, nutrient balance, and their relationship to canola yields. The factorial experiment consisted of four N rates of 0 (N0), 50 (N50), 100 (N100), and 150 (N150) kg ha^?1, two S rates of 0 (S0) and 20 (S20) kg ha^?1, and three B treatments of 0 (B0), 2 kg ha^?1 at preplant (B2.0P), and 0.5 kg B ha^?1 foliar‐applied at early flowering stage (B0.5F). Each site‐year used the same experimental design and assigned treatments in a randomized complete block design with four replications. Fertilizer S application greatly improved seed yields at six out of nine site‐years, and the highest N use efficiency was in the N150+S20 treatment. Sulfur application generally increased seed S concentration, seed S removal, and plant total S uptake, while B fertilization mainly elevated straw B concentration and content, with minimal effect on seed yields. At the early flowering stage, plant tissue S ranged from 2.2 to 6.6 mg S g^?1, but the N : S ratio was over or close to the critical value of 12 in the N150+S0 combination at five site‐years. On average across nine site‐years, canola reached a plateau yield of 3580 kg ha^?1 when plants contained 197 kg N ha^?1, 33 kg S ha^?1 and 200 g B ha^?1, with a seed B content of 60 g B ha^?1. The critical N, S, and B values identified in this work and their potential for a posteriori nutrient diagnosis of canola should be useful to validate fertilizer requirements for canola production in eastern Canada.     

Foliar feeding of boron improves the productivity of cotton cultivars with enhanced boll retention percentage

Abstract

Cotton (Gossypium hirsutum L.) is of prime importance because of its quality fiber and edible oil production. Boron (B) is among essential micronutrients for plant growth; it aids in the transfer of sugars and nutrients from leaves to fruit that are involved directly or indirectly in many plant functions. Cotton growth, yield and quality are strongly affected with boron application. A two-year study was conducted to evaluate the impact of foliar applied B (0, 2, 4, 6, 8 and 10?g of B L^?1 of water) on the performance of cotton cultivars (FH-113, MNH-786 and CIM-496). The results indicated that growth, yield and quality traits of cotton were significantly influenced by different levels of foliar applied boron as well as cultivars of cotton. Among cotton cultivars, the yield and quality parameters were superior in cultivar “FH-113.” Foliar application of boron at 6?g L^?1 of water improved leaf area index and leaf area duration and eventually improved the number of bolls per plant, boll retention percentage, average boll weight, lint yield, ginning out turn, fiber length and uniformity ratio of cotton. Foliar application of B at 6?g per liter of water, showed promising results by improving growth and quality parameters and is recommend to enhance the economical yield production of cotton cultivar “FH-113” with improved quality.     

Cotton growth and boron distribution in the plant as affected by a temporary deficiency of boron

The knowledge of nutrient mobility is an important tool to define the best fertilizer management and diagnosis techniques. Patterns of boron (B) mobility in plants have been reviewed, but there is very little information on B distribution and mobility in cotton. An experiment was conducted to study plant growth and B distribution in cotton when the nutrient was applied in the nutrient solution or to the leaves, and when a temporary deficiency was imposed. Cotton (Gossypium hirsutum, Latifolia, cv. IAC 22) was grown in nutrient solutions where B was omitted or not for 15 days. Boron was applied to young or mature cotton leaves in some of the minus B treatments. Root growth decreased when the plants were transferred to B solutions, but there was a full recovery when B was replaced in the nutrient medium. Boron deficiency, even when temporary, reduced cotton shoot dry matter yields, plant height and flower and fruit set, and these could not be prevented by foliar application of B. Because of decreased dry matter production, leaves of deficient cotton plants actually showed higher B concentrations than non deficient leaves. This would be misleading when a mature leaf is sampled for diagnosis. If there is any B mobility in cotton phloem, it is very low.     

新型肥料对全球三大粮食作物产量和土壤生物学活性影响的Meta分析

  【目的】  随着近年来农业发展方式从资源消耗型向绿色生态型的转变,发展绿色新型肥料成为一大热门。已有研究大多关注新型肥料对三大粮食作物 (小麦、玉米和水稻) 产量、氮吸收和氮利用效率的影响,但关于新型肥料对土壤生物学活性影响的系统研究相对较少。本研究旨在整合已有的研究结果,定量分析新型肥料对三大作物产量和土壤生物学活性的影响,进而为加快新型肥料的研发与推广提供科学依据。  【方法】  本研究数据来源于“中国知网 (CNKI) ”及“Web of Science”数据库,以“小麦”、“玉米”、“水稻”、“产量”、“微生物量”、“酶活性”、“新型肥料”为主要关键词检索相关的田间试验文献,共筛选出文献29篇,包含32个独立试验,共545组数据。以施用传统化学肥料为对照组,施用新型肥料为试验组,采用Meta分析的方法,整合分析施用新型肥料对作物产量、土壤微生物量及酶活性的影响。  【结果】  与施用传统化学肥料相比,施用新型肥料显著提高三大作物产量、地上部吸氮量和氮肥利用效率,分别提高8.4%、9.9%和36.8%。施用新型肥料显著增加土壤微生物量氮 (14.6%),但对土壤微生物量碳无显著影响。施用新型肥料显著提高了土壤磷代谢酶活性 (8.6%) 和氧化相关酶活性 (5.7%),但对土壤碳代谢酶活性和氮代谢酶活性无显著影响。  【结论】  施用新型肥料提高了三大作物产量、地上部吸氮量和氮肥利用效率,同时增加了土壤微生物量氮、土壤磷代谢酶活性和氧化相关酶活性,提高了农田生态系统土壤生物学活性。     

我国主产区紫花苜蓿营养状况分析

为探究我国主产区紫花苜蓿营养现状以及生产中肥料使用的科学性, 2012年5-6月,对我国紫花苜蓿主产区21个大田样地苜蓿初花期时的土壤养分、 植物组织营养以及第一茬产草量和施肥管理情况进行测定和调研,对土壤和植物营养状况进行评价,对土壤和植物养分含量与产草量间的关系进行了分析。研究表明, 紫花苜蓿主产区土壤以砂性为主,有机质含量低。紫花苜蓿组织中氮素营养处于充足水平,磷素（P）和钾素（K）普遍缺乏, 微量元素中锌（Zn）、 硼（B）、 钼（Mo）元素缺乏。土壤中磷素和植物体内硼（B）、 钼（Mo）和铁（Fe）含量与第一茬产草量显著正相关。施用氮肥地块有12个,磷肥有5个, 钾肥有3个,没有有针对性施用微量元素肥料的地块。建议在紫花苜蓿大田生产上控制氮肥施用,注重P、 K肥的施用,有针对性地施用B、 Mo等微量元素。     

钾肥与我国主要作物品质关系的整合分析

  【目的】   钾是重要的品质元素，明确钾肥施用对不同作物品质的影响，为合理施用钾肥提高作物的产量和品质提供依据。   【方法】   本研究以“钾”和“品质”为主要关键词，在"中国知网"检索1989年以来公开发表的文献，共筛选出符合Meta分析标准的文献92篇，获得数据147组。将文献中的作物按照粮食作物、蔬菜、水果、油料作物和纤维作物进行分组，以不施钾肥为对照，应用Meta-analysis方法整合分析了钾肥施用及钾肥用量和类型对作物共性品质指标的影响；进一步根据作物类型，分类分析了钾肥施用对不同类型作物特性品质的综合效应。   【结果】   与不施钾相比，钾肥施用能够改善作物的维生素C、可溶性糖、可溶性固形物、蛋白质和淀粉含量5种共性品质，增长率分别为18.6%、19.3%、8.7%、7.3%和5.2%。与适宜钾肥用量相比，钾肥不合理施用会造成品质增长率的降低；硫酸钾对作物品质的改善效果整体上优于氯化钾。施用钾肥不仅改善了作物的共性品质，对于作物的特性品质也有一定的改善效果。对于粮食作物，钾肥施用能够降低水稻的垩白度 (16.7%) 和垩白粒率 (12.5%)，提高小麦的湿面筋含量 (4.2%) 和沉降值 (5.4%)、玉米的氨基酸含量 (25.3%) 和脂肪含量 (5.0%) 以及薯类单薯重 (26.6%)；对于蔬菜类作物，钾肥施用降低其硝酸盐的含量 (23.7%)；对于水果类作物，施用钾肥能够提高水果的糖酸比 (20.5%)、单果重 (11.1%) 和硬度 (3.3%)，降低可滴定酸的含量 (5.5%)；对于油料作物，钾肥施用能够提高其含油率 (3.7%)；对于纤维作物，施用钾肥则提高了其纺纱均匀度指数 (6.2%)、纤维长度 (2.2%)、伸长率 (5.3%)、断裂比强度 (3.3%) 和马克隆值 (2.6%)。   【结论】   施用钾肥能够显著改善作物品质，不同钾肥用量和类型对作物品质的改善效果不同。钾肥的合理施用不仅需要根据土壤钾素丰缺状况和作物对钾的需求确定适宜的钾肥用量，还要根据作物自身的品质特征完善钾肥适宜用量和施用方法，同时兼顾钾肥与其它肥料配合施用，保证各种养分的协调供应，从而实现作物的高产高效和优质。     

Innovative Nitrogen Fertilizers Effect on Cotton Cultivation

ABSTRACT

Fertilizer enhancement is determined by chemical and physical characteristics, environmental safety, and mechanical stress stabilization, etc. In order to assess the reaction of cotton cultivation to distinct kinds of fertilizer (Agrotain: fertilizers with urease inhibitor versus standard urea) and different nitrogen dressings on chlorophyll content and yield, field studies were performed at two distinct locations (Palamas and Velestino) for 2 years (2014 and 2015). Cotton variety Flora was cultivated using Agrotain (with urease inhibitor) versus standard (urea) fertilizers under various N-dressings (0, 70, 140, and 210 kg ha^?1). It was found that plants fertilized with Agrotain obtained higher chlorophyll content and achieved considerably higher yield during the second experimentation year owing to the efficient release and uptake of nitrogen from the plants. The variations between the examined fertilizers may be due to smoother, more stable N-nutrition and greater rates of photosynthesis. Nitrogen Use Efficiency was the same independently fertilization type, reinforcing the hypothesis that Agrotain fertilizers can lead to less N-losses, which is confirmed from the higher Agrotain recovery fraction. Therefore, the application of urease inhibitor fertilizers may decrease N-application and N-losses and it is advisable to introduce them to nutrition situations.     

应用~(15)N研究氮肥运筹对棉花氮素吸收利用及产量的影响

【目的】有关棉花适宜的施氮时期存在争议,国外有学者推荐最佳施氮时期为出苗后和现蕾期,也有研究认为播前和初花期各施一半较好。氮同位素示踪技术能区分作物吸收利用的肥料氮及土壤氮,并能深入细致研究施入氮肥的去向及在作物体内的分配。本文采用氮同位素示踪技术研究氮肥底追比例,施氮时期对棉花氮素吸收和产量的影响,以期为华北平原棉区氮肥管理提供理论依据。【方法】采用盆栽试验,以转Bt+Cp TI基因抗虫棉品种中棉所79(CCRI 79)、中棉所60(CCRI 60)为材料,设氮肥底施与初花期追施比例1∶1(N1)、1∶2(N2)、0∶1(N3)、氮肥底施与蕾期追施比例0∶1(N4)4个处理,研究氮肥运筹对棉花初花期、收获期15N吸收、15N回收率、生物量积累和籽棉产量的影响。【结果】初花期棉株不同器官的氮素吸收来自氮肥(Ndff)的比例随底肥氮施用量的增加而显著增加,增幅为25.88%42.45%。收获期不同处理棉花单株Ndff%随追施氮量的增加而显著增加,增幅为26.92%54.14%,N3、N4处理的棉花单株Ndff%显著高于N1和N2。N2处理的棉花单株籽棉产量高于其他处理,但与N1处理的差异不显著,N2处理单株生物量与N1、N3差异不显著。2个品种N3、N4处理的棉花收获期单株15N积累量均显著高于N1和N2处理,棉株收获期15N回收率均显著高于N1。N2处理的棉花收获期15N回收率高于N1处理,但差异未达到显著水平。棉花收获后N2处理土壤15N回收率低于N1,但差异不显著。【结论】本试验条件下,2个棉花品种氮素底追比为1∶2时的籽棉产量与15N回收率优于底追比为1∶1处理,底追比为0∶1的处理15N回收率在4个处理中最高,但未显示出产量优势,这些结果有待在大田试验中进一步验证。     

高产棉花膜下滴灌硼素营养及硼肥喷施技术研究

通过田间小区试验和室内分析,研究高产棉花品种对硼素营养的需求规律及硼肥喷施技术。结果表明,高产棉花对硼素的需求量较大,且在铃期需求量最大,可达总吸收量的56.20%。铃期较花期喷施硼肥增产效果好。在生育期中要求硼肥喷施次数、喷施浓度也不同,花期喷施1次0.7%溶液或花期、铃期喷施2次0.5%溶液,增产效果最好。当喷施0.1%的低浓度硼肥溶液时,喷施3次比2次增产效果好。     

中国农业科学院植物营养与肥料研究60年

中国农业科学院植物营养与肥料研究经历了60年的发展历程。按照研究的重点,可大致可分为四个阶段,第一阶段为1980年之前的单一肥料肥效研究阶段,该阶段主要研究单一养分的肥料效应,为我国化学肥料工业发展提供了依据;第二个阶段是1980年至1990年,该阶段主要研究了氮磷钾营养元素的配合肥效与主要配合方式,为我国复合肥料的引进和发展提供了理论基础;第三阶段是1990年至2000年,该阶段主要进行平衡施肥技术研究,同时研究了中微量元素的肥料效应;2000年以后是第四阶段,该阶段可称为养分综合管理阶段,该阶段重点研究了精准施肥技术、测土配方施肥支撑技术、施肥与环境、新型肥料及节肥增效关键技术等,这些研究为保证我国粮食安全作出了重大贡献。