水稻根系特征与氮吸收利用效率关系的研究进展

植物根系是活跃的物质代谢和吸收器官,对植株生物量积累、养分和水分高效吸收利用具有重要作用。本文主要综述了水稻根系形态、解剖、生理特征与氮吸收利用效率的关系以及不同氮效率品种根系特征的差异,并综述了促进根系生长和提高氮吸收利用效率的栽培调控措施,展望了未来水稻根系的研究方向,为水稻氮肥减施、氮高效栽培管理技术优化和氮高效品种选育提供理论依据。     

四川高粱良种繁育存在的问题与对策探讨

本文对四川高粱产业发展与品种利用现状做了评述。通过对四川高粱品种繁育中存在的常规高粱品种选育滞后于杂交高粱品种选育、高粱良种繁育体系建设滞后、高粱良种繁育基地建设滞后,不适应新形势发展的分析,提出了四川发展高粱产业的当务之急是及时完善高粱良种繁育基地建设规划、加大对高粱良种繁育基地建设的投入,加大对高粱新品种选育、推广的投入等建议。     

不同施肥处理对高粱根际土壤微生物功能多样性的影响

根际土壤微生物在调控土壤根际环境和养分转化中发挥着重要的作用。高粱已被广泛用作饲料且耐瘠薄性较强,探明根际微生物对不同养分的生态响应,可为不同土壤养分条件下高粱的养分管理提供理论依据。以高粱/玉米轮作的长期定位大田试验为基础,结合人工温室的盆栽试验,采用BIOLOG微平板法研究了NPK、PK、NK、NP、CK(无肥处理) 5种长期不同施肥条件对高粱根际土壤微生物功能多样性的影响。结果表明,大田试验与盆栽试验的结果一致,PK处理提高了根际微生物的代谢活性,提高了微生物对氨基酸类、羧酸类、胺类、糖类和聚合物的利用,降低了对双亲化合物的利用,其多样性指数、丰富度指数和Simpson(优势度指数)均高于其他处理; NK和NP处理对根际微生物功能多样性的影响不显著,但NK处理降低了培养后期根际微生物代谢活性; CK处理显著降低了根际微生物对碳源的利用能力,其多样性指数、丰富度指数和优势度指数均低于其他处理,均匀度指数高于其他处理。主成分分析表明,大田试验中,NPK和NP处理根际土壤微生物碳源利用能力和类型差异不显著,其余处理间差异显著;盆栽试验中施氮处理NPK、NK和NP利用碳源能力和类型差异不显著,其余处理间差异显著。综上所述,施肥有利于改善土壤微生物特性。高粱根际微生物对氮、磷、钾胁迫的响应不同,氮胁迫时,微生物活性的增强可能是高粱耐氮的原因。     

高粱RKD基因家族鉴定及氮胁迫下的表达模式分析

RKD(RWP-RK domain protein)是植物中特有的氮响应相关蛋白,在植物生长发育,尤其是生殖过程中起到重要作用。高粱(Sorghum bicolor)是一种耐瘠薄、抗旱的粮食作物,挖掘其养分响应与利用相关基因,对于解析高粱养分响应的分子遗传机制,培育养分高效作物具有重要意义。本研究通过生物信息学的方法,鉴定到分布在5条染色体上的7个高粱RKD基因。对SbRKD蛋白的理化性质和保守结构域进行分析,发现氨基酸残基数目对于蛋白性质影响较大。对高粱、水稻和拟南芥的RKD基因进行进化分析发现其主要聚成三类,且SbRKDs都受到纯化选择压力,同时有部分SbRKD基因在物种分化过程中发生缺失和复制。SbRKD基因组织表达结果说明多数RKD基因在高粱中表达水平低,只有SbRKD1和SbRKD4在种子和胚中的表达水平较高。氮饥饿和高氮诱导结果表明,SbRKD1和SbRKD4能够响应外源氮元素供应。本研究为后续探索RKD基因对高粱生长发育的影响提供了理论依据。     

冀东地区褐土养分资源评价与管理对策

为了揭示冀东褐土养分肥力特征,指导土壤养分资源的科学管理和合理施肥,采用田间典型样品调查、室内分析相结合的研究方法,通过主成分分析和聚类分析等数学手段,对冀东地区褐土养分资源的综合评价指标与管理对策进行研究。结果表明,冀东褐土养分资源可以采用氮素养分供应强度和生物学活性、土壤供钾潜力、土壤有机质积累强度为主体的综合指标进行评价,养分资源的特点总体表现为有机碳、全氮含量较低,钾素长期供应潜力下降,全磷和有效磷含量较高。施肥和肥力管理原则应首先注重有机肥（物）料的施用以保持和提高土壤有机碳和全氮水平,其次为增强土壤供钾潜力,化学肥料的施用适宜于N、K、P顺序。动态聚类分析表明,冀东褐土养分肥力水平可分为五类,在生产实践中应根据各类肥力特点,有针对性地制定土壤养分肥力管理方案,以达到养分资源的高效利用目的。     

花生氮磷高效利用特征及生理分子机制研究进展

氮和磷是花生生长发育必需的大量营养元素。探究花生氮磷吸收特征及其生理分子机制,对于减少肥料施用、促进花生增产、增效及降低环境污染风险有重要作用。本研究综述了氮磷对花生生长发育、固氮特性及产量品质等影响,阐述了花生氮磷高效吸收特征、氮磷生理与分子机制及其调控途径,提出挖掘氮磷高效基因、选育高效品种及建立氮磷高效利用技术等是未来亟待加强的方面,为花生肥料高效利用及绿色可持续发展提供重要理论依据。     

不同养分供应下玉米品种产量潜力变异研究

探讨土壤养分平衡因素是否影响玉米产量潜力的发挥,进而阐明不同养分供应下玉米品种生物学性状和产量潜力变异及其育种意义,为品种选育与区试中应用科学的施肥技术和手段提供依据。采用田间品种对比试验,在山西汾阳碳酸盐褐土上研究不同养分供应对15个全国区试玉米品种产量潜力变异的影响。结果表明,和常规施肥相比,调控施肥改变了玉米的生物学性状,显著增加了单穗粒重和产量;不同养分供应及平衡状况下玉米品种的产量潜力有较大差异,平衡施肥使高养分潜力型品种的产量潜力得到明显提高。土壤养分与作物施肥的养分供应状况显著影响玉米产量潜力的发挥。因此,在玉米高产育种中,应该根据土壤-养分平衡原理来筛选生态适应性品种。     

不同大豆品种产量与养分吸收差异性研究

当前大豆品种较多,不同品种适宜生长的环境不同。筛选适合养分吸收利用高效品种对黄淮海流域大豆养分高效利用与产业发展具有重要意义。在河北藁城大豆主产区,筛选河北省25个大豆品种为材料,通过田间试验研究不同品种大豆产量与养分吸收差异性。结果表明,不同品种大豆产量间差异较大,产量介于881~4169 kg/hm²,最大产量差异为3288 kg/hm²。同时,不同品种大豆养分吸收利用间差异较大,高产品种籽粒氮、磷、钾平均养分吸收量较中产和低产品种分别显著增加43.9%、39.4%、41.2%和126.0%、124.9%、120.8%,而高产和中产品种每生产100 kg籽粒氮、磷、钾平均养分需求量较低产品种分别显著减少9.8%、17.0%、28.9%和12.3%、16.0%、21.8%。不同大豆品种的产量与养分吸收利用差异明显,产量较高的品种养分吸收利用的能力也较强,在实际生产中选择适宜当地环境的品种,既可增加大豆籽粒产量,又可提高养分吸收利用效率,达到减少肥料投入的目的。     

冬小麦不同施肥水平氮磷钾的吸收与利用

冬小麦是黄淮海地区重要的粮食作物,如何在合理施肥的条件下,提高冬小麦的产量和品质非常重要。本试验利用冬小麦品种济麦 22 作为供试材料,采用不同的施肥方案,比较不同的缺肥区与配方施肥之间的差别。试验的结果如下:第一,不同的施肥水平不影响该冬小麦品种的生育期和谷草比;第二,不同是施肥水平影响茎叶当中的养分含量,尤其是磷和氮的含量;第三,本试验结果为配方施肥提供了有利的技术支撑。     

棉花施肥技术与营养机理研究进展

综述了近10年来不同棉区、不同基因型品种、不同种植模式、不同产量水平棉花的养分需求规律,对不同棉区棉花氮磷钾施肥阈值及运筹技术进行了总结;并概述了棉花氮磷钾养分高效利用的机理研究进展,提出了未来棉花施肥技术与营养机理的研究方向。     

水稻氮高效吸收利用机制及栽培调控措施

氮素的大量施用不仅会造成资源的浪费还会造成环境的污染。水稻氮素的高效利用是实现资源高效利用,建立环境友好型农业的关键。从氮素高效吸收与利用的机制及其调控途径等角度进行阐述,一是根系对氮素的高效吸收,包括形态特征和生理特性对氮高效的响应;二是地上部对氮素的高效利用,包括光氮分布、氮代谢相关酶和氮代谢相关激素等方面;三是提高水稻氮高效的栽培调控途径,如秸秆还田、实地养分管理新技术和轻干湿交替灌溉等措施。并讨论分析目前氮素高效吸收面临的问题以及今后研究的重点。     

基于RNA-Seq筛选高粱低氮胁迫相关候选基因

研究低氮胁迫条件下不同高粱材料间的基因差异表达,为耐低氮型高粱品种选育和耐低氮胁迫的分子机制探究提供参考。选取2个耐低氮型高粱(BSX44和BTx378)为试验材料,设置正常和低氮胁迫2个处理,利用RNA-Seq技术对高粱苗期、抽穗期和开花期的基因表达进行分析,通过生物信息学对差异基因的生物学功能和代谢途径进行研究,筛选可能参与低氮调控的基因,了解氮高效基因型在氮素吸收利用过程中可能的分子途径。结果表明,在正常和低氮胁迫下, BTx378和BSX44在苗期分别筛选出937个和787个差异表达基因,抽穗期分别筛选出1305个和935个差异表达基因,开花期分别筛选出1402个和963个差异表达基因。对3个时期的差异表达基因进行鉴定,发现在苗期、抽穗期和开花期分别有246、371和306个基因在2个耐低氮高粱品种中共同差异表达,有28个基因在2个耐低氮品种的不同生育时期均差异表达,其中有5个基因上调表达,23个基因下调表达;对共同差异表达基因的KEGG相关代谢通路富集分析,发现主要集中在氮代谢、丙氨酸,天冬氨酸和谷氨酸代谢、甘油磷脂代谢、氨基酸的生物合成等途径,表明耐低氮型高粱可能通过这些途...     

黑龙江省高梁生产及育种工作展望

黑龙江省是我国高粱生产大省，全年总产量近70万t。高粱具有抗旱、耐盐碱、耐瘠薄等特性，种植区域集中于黑龙江省西部松嫩平原。黑龙江省高粱育种取得了较大成绩，采用系统选育、杂种优势利用等技术，先后选育出新黑壳等10余个品种，以及黑杂1号、黑杂34号等一批杂交种，极大地促进了高粱生产的发展。但是自1990年以来，高粱单产、品质和抗性一直未有大的提高。随着我国产业结构调整和市场经济发展的需求，高粱育种已逐步由高产向优质、高产、多抗的多元化育种目标转变。为此，应加强种质资源的改良与创新研究，不断拓宽种质基础；将常规技术与分子育种等现代生物技术相结合，不断创新育种理论和方法；将种质资源与育种技术相结合，培育满足不同需求的优质酿造高粱、饲用高粱、能源型高粱新品种；研发集成规模化制种和配套生产技术，推进新品种的产业化。     

辽宁不同年代水稻品种生产力和氮肥效率对施氮水平的响应差异

阐明水稻品种演进过程中植株生产力和资源利用效率的变化特征,对高产高效协调的水稻品种选育和稻作技术改进具有重要的理论参考意义。本研究以1950-2010年间辽宁省的12个水稻主栽品种为材料,探讨氮肥施用对不同年代水稻品种植株生产力和氮肥利用效率的影响。结果表明,1990s及之后品种的最高生物学产量和籽粒产量均显著高于1980s及以前的品种,1990s及之后品种产量的递增主要归功于穗粒数的增加。其最高产量的施氮量显著高于1980s及以前的品种,低氮条件下不同年代品种间的生产力差异不显著。随年代的递进,水稻品种的氮肥农学利用率、偏生产力呈现递增趋势,但生理利用率和吸收利用率的变化趋势不明显;茎叶氮含量变化不明显,但籽粒氮含量呈下降趋势。随施氮量的递增,各年代品种植株含氮量均呈现递增趋势,但农学利用率、偏生产力、生理利用率、吸收利用率均呈下降趋势。在低氮条件下1990s及之后品种的氮肥利用效率与1980s及以前品种的差异不明显,但高氮下前者的氮肥利用效率显著高于后者。上述结果表明,虽然辽宁水稻植株生产力提升是品种改良和施肥水平提高的双重作用的结果,但在今后品种选育和栽培技术改进中要进一步协调好高产与资源高效的关系。     

机收稻草全量还田减施化肥对双季晚稻养分吸收利用及产量的影响

稻草还田替代部分化肥对推进化肥零增长行动具有重要的意义。研究等量氮磷钾养分条件下连续稻草还田减施化肥对双季晚稻产量及养分吸收利用的影响, 可为南方稻区稻草资源的合理利用和水稻高产、养分高效管理提供参考。本试验基于江西温圳国家级耕地质量监测点双季稻稻草还田定位试验, 以超级杂交晚稻五丰优T025为试材, 设稻草还田减施化肥(SI+NPK)、稻草烧灰还田减施化肥(SB+NPK)和单施化肥(NPK)等处理, 以稻草不还田不施化肥(CK)为对照, 施肥处理中氮磷钾养分用量相等。研究了不同处理对双季晚稻产量、氮磷钾素养分吸收利用的影响。结果表明, 在等量氮磷钾养分施用条件下, 连续6年早稻稻草还田处理有利于协调双季晚稻穗粒结构, 协同维持晚稻产量稳定, 保持与其余施肥处理产量基本持平。与NPK相比, SI+NPK处理植株各器官中N、P、K含量及总吸收量在生育前期均较低, 生育后期较高, 且P、K养分吸收量差异显著; SI+NPK可显著提高水稻N、P、K养分收获指数、农学效率、回收率和养分偏生产力, 而SB+NPK只比NPK显著提高了K养分收获指数、农学效率、回收率和养分偏生产力。此外, SI+NPK也比SB+NPK提高了氮、磷、钾养分收获指数、农学效率、回收率及偏生产力。总之, 早稻稻草还田替代部分化肥可稳定晚稻产量水平及提高养分利用效率, 实现南方稻区土壤养分资源的高效利用。     

作物氮素高效利用研究与现代农业

通过对氮肥的增产作用以及不合理施肥所产生的负面影响的分析,阐明了作物氮素高效利用研究的意义;综述了作物氮素高效利用的生理机制和遗传研究进展;提出了作物氮素高效利用研究的技术途径,认为选育氮素高效利用品种是提高氮肥利用率最经济有效的途径和现代农业发展的必然要求。     

极早熟机械化栽培高粱龙杂18的栽培技术

龙杂18号是由黑龙江省农科院作物育种所选育而成的高粱品种,是适合黑龙江省北部极早熟地区机械化栽培的酿造型高粱新品种。分别对品种的特征特性、前茬的选择、播种、田间管理、施肥及收获等栽培技术要点进行了论述。     

氮肥利用率的研究进展

旨在为提高作物的氮肥利用率、减少资源浪费、降低环境污染和提高作物产量提供科学依据。文章回顾了国内外近年来氮肥利用率的研究成果,从氮肥利用率的研究方法及影响因素等方面分析了氮肥利用率的研究历史、现状和存在问题。归纳得出中国氮肥利用率较低,施肥缺乏科学性,具体表现为氮肥施用量过大、氮肥挥发及硝化反硝化损失严重、施肥时期及施用量与作物氮素吸收规律不协调、肥料品种较单一等。建议结合测土配方施肥、实时监控管理等技术,合理地确定氮肥种类、用量、施用方式及时期,加强新型肥料及肥料增效剂等新技术的研发和推广,并注重作物氮高效品种资源的挖掘和应用,进而从土壤、肥料、品种、管理方式等多方面提高氮肥利用率。     

内蒙古自治区高粱种业发展现状及发展对策

高粱是内蒙古自治区主要杂粮作物之一,在我国北方农业中占有重要地位。近年来,随着农业结构的不断调整,高粱以其抗旱、耐盐碱、产量高等栽培特点,成为内蒙古农业生产的重要组成部分。对内蒙古自治区高粱育种研发现状及高粱种业发展潜力进行分析,针对当前内蒙古自治区在高粱品种选育、专属品种研发、种子科研主体和育种平台等方面的困境提出了加强种质资源保护、创新生物育种平台、提高育种技术、引进科研人才、建设高粱种子生产繁育基地、打造高粱育种核心企业等对策,为推动高粱种业快速发展、推进种业振兴建设增添助力。     

高配合力宜机收糯高粱不育系 54A 的选育

54A是四川省农业科学院水稻高粱研究所利用自育糯质保持系0967B与外引糯质保持系1037B杂交,再与0967A通过杂交、回交等选育出的优质、矮秆糯高粱不育系。该不育系具有配合力高、植株矮、株型紧凑、抗性强等特点。利用该不育系已组配出机糯粱1号、金皮糯1号等4个宜机械化生产酿酒高粱品种,为更好地推动54A所配品种的高效推广与利用,根据54A的生长特性,总结了其高产高效繁殖制种技术要点。