不同耐性玉米自交系苗期根系对低钾胁迫的生物学响应

通过水培试验,以典型耐低钾玉米自交系90-21-3和低钾敏感玉米自交系835为试材,分别于4、6、7、9和10叶期测定玉米根形态、根系还原力、伤流量和干物质积累量,研究不同耐性玉米自交系苗期根系对低钾胁迫的生物学响应。结果表明,低钾胁迫下,耐低钾玉米自交系90-21-3表现为根长增幅大,根表面积、根体积降幅小,根平均直径降幅大。与低钾敏感玉米自交系835相比,低钾胁迫下耐低钾玉米自交系90-21-3的根系相对发达、根系活力强、伤流量大及干物质积累量较大。     

不同基因型香蕉对钾高效吸收的根系形态学和生理学特征

利用Hoagland营养液培养,设计0.25 mmol/L(低钾)、2.5 mmol/L(高钾)2种水平,初步探讨4个不同基因型香蕉对低钾适应性。结果表明:钾高效品种在根系活跃吸收面积,总吸收面积,比表面积、及根系活力大于钾低效品种。钾高效香蕉品种根系吸收钾的Km值、Cmin都小于钾低效品种,而Imax和a值普遍大于钾低效品种,钾高效品种在低钾胁迫下通过提高丙二醛、可溶性蛋白含量和SOD酶活性实现钾素利用的保护性反应,具有较强的自我保护能力。     

低钾胁迫对玉米自交系苗期部分信号分子的影响

研究在低钾胁迫下玉米苗期胞间和胞内部分信号分子的改变。玉米自交系A(不耐低钾)和B(耐低钾),以1/2Hoagland溶液培养12d后,转入3个不同钾离子浓度(5μmol/L,100μmol/L,1000μmol/L)连续培养50d,测定其胞间ABA,IAA,GA,ZR激素水平及胞内CaM含量、PMCa2 -ATPase和NADK激酶活性。结果表明:低钾条件下,ABA/GA、ABA/IAA、ABA/ZR比值上升;同时,耐性品种CaM含量增加;低钾诱导了PMCa2 -ATPase和NADK响应,耐性品种的PMCa2 -ATPase和NADK活性高于非耐性品种。低钾条件下,(耐低钾自交系B通过胞间ABA/GA、A-BA/IAA、ABA/ZR比值变化,促进胞内CaM含量升高,导致下游PMCa2 -ATPase和NADK激酶活性升高),通过改变胞内Ca2 和NADP/NAD水平,适应低钾胁迫。     

低钾胁迫对玉米自交系苗期叶绿体结构及光合响应影响

研究低钾胁迫对玉米苗期叶绿体结构及光合响应的影响。玉米自交系种子A(不耐低钾)和B(耐低钾)以3个不同钾离子浓度(5μmol/L,100μmol/L,1000μmol/L)进行液体培养,连续培养50天。测定其叶绿体形态结构,光强、CO2、温度对光合响应曲线。低钾处理初期,B叶绿体基粒数多于A,并且片层密度加厚;低钾处理后期,B与A叶绿体结构与形态趋向一致。B的CO2饱和点上升、光饱和点上升,CO2同化能力增加及光能利用率、温度效应增加。低钾胁迫时,耐低钾自交系B通过叶绿体基粒数增多,净光合速率升高,CO2饱和点、光饱和点上升,CO2同化能力及光能利用率、温度效应增加,提高其光合作用,从而适应低钾胁迫。     

玉米自交系根系对低钾胁迫的响应

通过大田试验,研究15个玉米自交系幼苗在正常供钾和天然低钾下的根形态特征、干物质积累和钾积累量的变化,探讨玉米自交系根系对低钾胁迫的响应。结果表明:低钾胁迫下,不同玉米自交系根长增加,根表面积、根体积减小,根变细;不同玉米自交系根部及地上部的干物质积累量及钾积累量在低钾胁迫下表现出不同程度的降低;ZD-2、91-2、099和90-21-3的耐低钾能力相对较强,ZD-1、D937、8112和835对低钾胁迫较为敏感。     

不同耐性大豆品种根系对低钾胁迫的生理响应

以耐低钾型品种沈农6和低钾敏感型品种铁丰31为材料,通过砂培试验研究了不同低钾耐性大豆品种根系对低钾胁迫的生理学响应.结果表明:低钾胁迫下敏感型品种根系伤流液量和阳离子交换量较高钾处理显著降低,耐性品种处理间没有明显变化.低钾胁迫下两品种根系质膜H+-ATPase活性显著提高,耐性品种表现尤为突出.此外,低钾胁迫下不同耐性品种Km值降低,耐性品种降低幅度大于敏感品种;两品种Imax在低钾胁迫下有不同程度的提高,敏感品种增幅大于耐性品种;两品种临界浓度Cmin值在低钾胁迫下也发生显著变化,耐性品种增加幅度极为显著.     

低钾胁迫下耐低钾玉米可溶性蛋白、可溶性糖和钾含量的变化及其关系

采用盆栽试验,分析低钾胁迫下耐低钾、不耐低钾玉米自交系不同部位钾、可溶性蛋白、可溶性糖含量的变化规律。结果表明,低钾胁迫降低各部位钾和可溶性蛋白含量。与不耐低钾玉米相比,耐低钾玉米植株钾含量降幅较大,降幅由上部叶、中部叶、下部叶至根系依次减小;上部叶、中部叶及根系的可溶性蛋白含量降幅较大,下部叶可溶性蛋白含量降幅较小;上部叶、根系的可溶性糖含量下降,中部叶、下部叶的可溶性糖含量增加;低钾胁迫下不耐低钾玉米中部叶片可溶性糖与可溶性蛋白的变化趋势相反,耐低钾玉米根系钾含量与可溶性蛋白的变化趋势相反。     

不同品种甘蔗对钾素吸收差异性的研究

研究了温室沙培条件下不同品种甘蔗在0.02和2 mmol/L钾水平处理下的吸钾特性与钾利用效率的关系。结果表明:施钾促进甘蔗根部、茎(叶)部生长,降低根冠比,提高光合速率,有利于生物量的积累;低钾胁迫,促进粤糖159(YT159)根系生长,增加吸收面积,提高根际钾素有效性。随着钾水平的提高,粤糖2号(YT2)和新台糖22号(ROC22)的根系也随着生长,YT159的根系生长则受到抑制;在两种钾水平的处理下,YT159的生物量、根系形态指标值、光合速率都比ROC22和YT2要高,说明YT159是钾高效品种。从低钾到高钾处理中,YT159的生物量增幅小,发达的根系使其能够正常生长,因此,YT159也是耐低钾品种。     

不同小麦品系耐低钾性的综合评价

为了鉴定并筛选耐低钾的小麦品系,以小麦(花培3号×豫麦57)双单倍体(DH)群体(168个株系)为材料,测定低钾处理和对照(正常钾处理)下,不同株系的地上部干重、地下部干重、整株干重、根冠比、根平均直径、根体积、根总表面积、总根长、根系活力、SOD活性、POD活性、钾浓度和钾累积量,分析其在低钾胁迫下的反应,综合评价不同品系的耐低钾性,筛选可用于评价耐低钾性的指标。结果表明,单一指标不能全面、准确地反映小麦的耐低钾性;通过主成分分析和隶属函数分析相结合的方法,获得各供试材料耐低钾性的综合评价值(D值),且D值可以直接反映各DH株系耐低钾能力的大小;通过逐步回归的方法建立了最优回归方程,筛选出6个与小麦耐低钾性显著相关的指标。     

玉米苗期耐低钾基因型筛选方法研究

通过水培实验及低钾土壤的盆栽实验,研究了不同供钾水平对玉米苗期吸钾量和钾利用指数的影响及筛选耐低钾玉米基因型的最佳指标、适宜生育时期及钾浓度。结果表明,水培实验的筛选指标为钾利用指数优于吸钾量,筛选的适宜生育时期为6叶期,钾浓度为0.1mmol/L。经筛选初步确认吉单27为较耐低钾胁迫的基因型,先玉335在低钾胁迫条件下为相对敏感基因型。     

施钾对土壤钾素平衡的影响

根据二年来的定位观测和水稻，花生田间试验材料，分析土壤施钾对土壤速效钾平衡的影响，探讨当前土壤严重缺钾条件下的作物适宜施钾量。     

杂交水稻钾素营养特性与有效施钾技术

从土壤农化角度，探讨了杂交水稻对钾素营养的需求特性、土壤钾库对杂交水稻吸钾的贡献以及肥料钾在土壤中的去向，进而探索杂交水稻实现高产高效所相适应的有效施钾技术．     

宽甸耕地土壤含钾状况及施钾效果

通过1995～1997年连续3年的钾肥肥效试验和1996年对辽宁省宽甸县部分耕地速效钾含量的化验，发现全县耕地土壤速效钾含量较1985年有较大幅度的下降。目前，有93．1％的耕地需要施钾，通过多点试验，提出玉米、水稻、大豆等粮食作物的最佳钾肥施用量。     

连续4年施钾的甘蔗产量及土壤钾素平衡

以甘蔗品种‘粤糖03-393’（‘粤糖60号’）为试验材料,采用随机区组设计,通过4 a（造）钾肥水平（0、225、450、675、900 kg/hm²）定位试验,研究长期施用钾肥对甘蔗产量、农学效应、植株吸钾量、钾肥利用率、土壤钾素含量、土壤钾素平衡和钾肥经济效益的影响。结果表明：随着钾肥施用量的增加,甘蔗农学效应、产量、钾肥利用率呈先增后降的趋势,产投比逐渐减小,450 kg/hm² 处理的产量和钾肥利用率最高,225 kg/hm²处理的农学效应和产投比最高;甘蔗植株的吸钾量、土壤钾素含量、钾素平衡系数呈升高的趋势,出现植株奢侈吸收、土壤钾素含量过高、表观盈余过多、钾素资源浪费现象。合理施用钾肥能增加农学效应和产量,而过量施钾会降低农学效应和钾肥利用率,还造成资源浪费和养分流失。考虑农学效应、肥料利用率、土壤钾素表观平衡、综合效益等因素,甘蔗钾肥施用量建议为225~450 kg/hm²K₂O。     

不同施钾量对玉米钾素吸收利用的影响研究

采用田间试验研究了不同施钾量对玉米钾素吸收利用的影响。结果表明:玉米产量随钾肥用量提高呈缓慢上升趋势。当钾肥用量达156kg/hm²时玉米产量最高,为11177kg/hm²,与不施钾肥处理相比增产20.53%,产量差异达显著水平;不同施钾处理玉米收获后土壤速效钾含量比播种前有所降低,土壤缓效钾随钾肥施用量的增加而明显提高,土壤全钾含量变化不大;不同施钾处理,随着钾肥的施用量提高,玉米从土壤中带走钾量明显增加,当钾肥施用量在117kg/hm²以下时,土壤中的钾素亏损,不能保持土壤中钾素平衡;各处理玉米子粒中钾素含量均比其茎秆钾素含量低,随着钾肥施入量的增加,子粒茎秆中钾素含量也相应增加;不同施钾处理,钾素的利用率随钾肥的施用量的增加而减少。     

不同施钾水平对棉花品种产量和品质的影响

为筛选、鉴定钾营养高效品种,在大田条件下,研究了不同供钾水平对不同钾效率类型棉花品种产量及其构成因素和品质的影响.结果表明,泗阳328的产量构成因素较金102具有良好的钾响应,且耐钾肥,属钾营养高效高潜力品种,但供钾量对两者果枝数的影响小;施钾改善了棉纤维上半部平均长度、整齐度、断裂比强度、可纺性指数、黄度等指标,而对马克隆值和反射率影响不大.     

利用外源钾通道基因改良水稻钾素营养

通过基因枪导入法,将外源钾通道基因 (KAT1和AKT1)导入水稻中花8号、中花9号、中花13以及8706中,获得了转基因植株,经分子检测,证实了钾通道基因在水稻基因组中的整合与表达。盆栽试验表明,转基因植株在低钾和高钾两种钾水平下其钾的累积能力都有明显提高。     

钾肥运筹对寒地水稻产量和钾素吸收利用的影响

通过调查八五八农场地区主要稻田钾肥利用和水稻的需肥特性,研究钾肥不同比例(基肥与穗肥)对水稻产量和钾肥利用率的影响,结果表明:当基肥与穗肥比例为7:3时,钾肥回收利用率最高为34.3%,水稻产量623 kg/667 m2,增产7.3%。     

氯化钾中的钾素和氯素对玉米茎腐病防治效果研究

通过长期定位试验和田间试验,研究了缺钾条件下钾素、氯素以及氯化钾对玉米不同抗性品种茎腐病的防治效果,明确钾素和氯素在氯化钾防治玉米茎腐病中的作用。结果表明,施钾可明显增强抗、感病品种抗茎腐病的能力,且对感病品种的防治效果优于抗病品种;施氯对抗、感病品种茎腐病防治效果均不明显。施钾明显增加了吉单180(抗病品种)、吉单327(感病品种)根、茎、叶部的钾素含量,在缺钾条件下,抗病品种较感病品种具有更强的吸钾能力。分析发现,蜡熟期的根部钾素含量与玉米茎腐病的发生率相关最密切,相关系数r=-0.9218。土壤养分是决定氯化钾中钾素还是氯素发挥主导作用的关键因素。     

不同钾水平对剑麻生长和钾素吸收利用特性的影响

采用盆栽试验,研究4个不同钾(K2O)水平(0、76.8、84、91.2 mg/kg土)对剑麻幼苗生物学性状、生物量、养分含量和钾肥吸收利用效率的影响。结果表明,施钾处理剑麻株高和叶片长度显著提高,平均提高64.2%和59.7%。高钾处理K3地上部鲜重、干重显著提高23.2%、11.4%。根冠比随着钾水平的提高呈先增大后减小的趋势。施钾处理剑麻地上部、根系全钾含量显著提高,平均提高60.2%和158.7%。剑麻地上部和根系钾素吸收效率均随着钾水平的增加而增加,氮素和磷素吸收效率则随着钾水平的增加呈先增大后减小的趋势。而钾素利用效率则随着钾水平的增加而减小,施钾处理植株钾素利用效率平均下降31.0%。