不同基因型水稻钾素吸收利用对施钾量的生理响应

以常规粳稻武运梗7号、武香粳14号和杂交粳稻86优8号、泗优422为材料,研究了施钾量对不同基因型水稻钾素累积、分配和利用的影响.结果表明,施钾提高了水稻产量和经济系数,以12 kg/667 m2K2O处理最高;施钾提高了水稻群体吸钾量及拔节期到成熟期吸钾比例;施钾使植株钾素快速累积的平均速率和最大速率增大.但起止时间和持续时间缩短;施钾提高了水稻抽穗期和成熟期叶片、茎鞘和穗的钾素分配量及茎鞘分配比例,但降低了叶片分配比例,并以茎鞘分配量差异最大;随施钾量增加,水稻钾素回收效率、利用指数和植株钾生产效率降低.钾素农学效率、生理效率和生理指数则先升后降,以钾素生理指数、生理效率与产量的相关性较高.常规粳稻的产量、拔节期到成熟期吸钾比例、钾素快速累积的起止时间和持续时间及钾素生理效率、生理指数、植株钾生产效率高于杂交粳稻,但群体吸钾量、移栽到拔节期吸钾比例、钾素快速累积的最大速率和平均速率、茎鞘钾素分配量及比例、钾素回收效率低于杂交粳稻.     

施氮量对南方甜玉米钾素吸收利用的影响

【目的】 探明南方鲜食玉米区高产条件下施氮量对甜玉米钾素吸收利用及其转运规律的影响。 【方法】 选用国审甜玉米品种粤甜16为供试材料,设置7个施氮量处理 (N 0、100、150、200、250、300、450 kg/hm2),连续进行2年的大田试验 (2015—2016年)。在雄穗开花期和乳熟收获期测定甜玉米植株及各器官干重、钾养分含量,研究分次施肥条件下,不同施氮量对甜玉米乳熟收获期植株体内的钾养分吸收积累与分配比例、钾收获指数和效率,以及对花后钾素同化积累和转运的影响。 【结果】 在2个生长季,施氮量均显著影响甜玉米植株体内的钾素吸收量。在低于N250水平时,不同施氮量处理之间的钾素吸收量差异主要是由单位面积干物质生产量不同和植株钾浓度不同所引起;在高于N250水平时,不同施氮量处理之间的钾素吸收量差异主要是由单位面积干物质生产量不同所引起。随着施氮量增加 (0～450 kg/hm2),地上部干物质生产量、钾素吸收量均呈现上升的趋势。在施氮量0～250 kg/hm2之间,鲜穗产量、穗钾素含量、钾素收获指数随着施氮量增加呈现上升的趋势,在施氮量250～450 kg/hm2之间,鲜穗产量、穗钾素含量呈现平稳略波动的趋势,钾素收获指数呈现下降的趋势;随着施氮量增加 (0～450 kg/hm2),生产单位鲜穗所需的钾素量呈现先下降后略微波动的趋势。当施氮量高于250 kg/hm2时,植株对钾素的吸收积累量增加,但主要是茎鞘叶部分,穗部的吸收量并没有明显增加。施氮量显著影响花后根系同化吸收、茎鞘转运和叶片转运对穗的钾贡献,在一定范围内 (低于N 250 kg/hm2),增施氮肥可以提高茎鞘、叶片对穗钾的花后转运量,随着施氮量增大 (高于250 kg/hm2),茎鞘、叶片钾的转运量不再增加,在施N 250 kg/hm2 时,茎鞘、叶片的钾素转运量达到峰值,粤甜16的穗钾来自花后茎鞘转运、叶转运、花后氮同化的贡献率分别为 34.1%、30.8%、35.1%。 【结论】 采用多次施肥,不同施氮量对甜玉米植株的钾素吸收积累的影响呈现阶段性差异;在N 250 kg/hm2时,鲜穗产量和钾素的吸收利用率均较高,从而实现高产与养分高效利用的协调统一。      

钾营养对棉花苗期生长和叶片生理特性的影响

在田间试验条件下,研究了施钾对棉花苗期生长和功能叶片生理特性的影响。试验设2个品种,4个施钾量。结果表明,施钾增加了棉花株高和单株叶片数,而对单株叶面积的影响不同,当施钾(K2O)量为180.kg/hm2时,叶面积达最大值,继续增施钾肥叶面积减小;施钾促进了叶绿素的合成,同时增加了叶绿素荧光动力学参数Fv/Fo、Fv/Fm和qP值,降低了qN值,增加了PSⅡ的实际量子效率(ФPSⅡ)和光合电子传递速率(ETR),从而提高了棉花功能叶的光合功能;施钾还增加了叶片中生长素(IAA)、玉米素核苷(ZR)、赤霉素(GA3)的含量,降低了脱落酸(ABA)的含量,提高了IAA/ABA、ZR/ABA、GA3     

不同施氮量对旱地不同品种冬小麦氮素累积、运输和分配的影响

通过田间试验研究了西北旱地4个主要冬小麦品种在不同供氮水平下对氮素的吸收、累积和转移特性。结果表明,增施氮肥显著地促进了小麦地上部分氮素累积总量,子粒氮素累积量在施氮量180.kg/hm2时最高,再增加氮肥用量子粒氮素累积量降低;施氮明显增加了收获时茎秆氮素的残留量。不同品种间氮素累积量差异显著,其中小偃22最高,其后依次为陕253、小偃503和陕229;小偃22的氮肥利用率、氮肥农学效率和氮肥生理效率均高于其它几个小麦品种。不同器官相比,开花前氮素主要累积在叶片中,茎秆的累积量在开花期达到最大。不同部位氮素转移效率为叶片穗茎秆;叶、茎、穗氮素转移效率存在基因型差异。     

桑树体内氮、磷分布及品种间营养效率差异研究

在不同供氮水平条件下,供试的48个桑树品种叶、条、根中氮、磷分布、营养效率及所施氮肥的利用率差异表明,施氮处理比无氮处理叶、条、根中全氮含量及其累积量极显著增加,全磷含量极显著降低;磷素累积量除叶片无显著差异外,根和枝条中均极显著增加。从整个植株氮、磷浓度分布看,全氮含量为叶片根枝条;全磷含量为根叶枝条。从整个植株根、枝、叶氮、磷累积情况看,氮素累积量及无氮处理的磷素累积量为叶片根枝条;施氮处理,根、枝条、叶片中磷素累积量相差不大。施氮处理比无氮处理氮、磷运转效率及氮素经济利用效率均极显著降低,而磷素经济利用效率极显著提高。不同桑树品种氮、磷吸收累积量、营养效率、氮肥利用率差异很大。只有氮肥利用率高且植株吸收的肥料氮大部分分配在叶片中、而仅极少部分用于根和枝条建造的桑树品种,才能够更经济有效地利用氮素。     

施钾对小麦生理性状和品质的影响

通过大田试验和室内分析的方法研究了潮土上施钾对小麦生理性状和品质的影响，结果表明，两个小麦品种体内的超氧化物歧化酶（SOD）活性不同，随着外界供钾条件的变化，其变化幅度也不同。温麦6号表现出SOD活性增减幅度变化较小，植株体内产生的活性氧相对较少，而兰考906-4的SOD活性增减幅度较大，易发生活性氧伤害。旗叶的光合速率，温麦6号受外界供钾的因素影响较小，有稳定的光合速率，从而促进产量的形成。钾不仅促进小麦品质的提高，而且还会影响品质组分，从小麦品种加工品质而言，温麦6号优于兰考906-4。     

不同施钾量对旱作冬小麦产量、品质和生理特性的影响

在河南洛阳孟津干旱试验区通过田间试验研究了不同施钾量对旱作冬小麦产量、品质、生理特性和钾肥回收率的影响,结果表明:适宜的钾肥用量能明显提高旱作区冬小麦产量、改善其品质和提高光合性能。钾肥用量在225 kg/hm2以下,随钾肥用量的增加冬小麦株高、穗数、穗粒数、千粒重和产量均明显增加。施钾量在75～150 kg/hm2能明显地增加冬小麦籽粒赖氨酸含量、出粉率、面粉沉淀值、面团形成时间和稳定时间,与K0处理相比,不同施钾处理的上述前5项指标分别增加了10.8%～13.5%、2.7%～11.8%、4.3%～13.3%、23.5%～41.2%、26%～34%,且弱化度降低28.6～31.6%。施钾为150 kg/hm2时能明显促进旱作冬小麦旗叶硝酸还原酶（NR）的活性,进一步提高钾肥用量则导致NR活性降低。在供试施钾量范围内,同一生育期旗叶和子粒中的GPT活性、叶绿素和PSII随施钾量的增加而提高,而同一处理随生育期的延续而降低。冬小麦植株钾素积累量随施钾量的增加而增加,钾素当季回收率则随着施钾量的增加而减少,施钾75 kg/hm2的钾素当季回收率最高,为43.3%。     

不同玉米品种氮素营养效率差异的生态生理机制

采用大田与盆栽试验相结合的方法 ,对 7个氮素营养效率不同的玉米杂交种在不同氮肥水平下的子粒日产量、吸氮效率、根系形态、叶片硝酸还原酶活力 (NRA)及冠层光合生理生态特性等进行了研究。结果表明 ,DK743、DK656、豫玉 2 2、中单 2号、户单 1号等 5个品种N素营养效率较高 ;酒单 2号和石玉 90 5是低N素营养效率的品种。N素营养效率的高低与品种根重、根长、根表面积、叶片NRA、净光合速率、气孔导度等都有一定的相关性。适当供氮能提高净光合速率、气孔导度、叶片NRA含量、干物质积累量和子粒产量 ,提高幅度因品种而异。     

不同氮素利用效率小麦品种的氮效率相关生理参数研究

在不同氮处理条件下,研究了不同氮效率小麦品种的子粒产量、植株氮含量和植株氮累积量及氮效率相关的生理参数。结果表明,在低氮处理（LN）下,氮高效品种沧核036较氮低效品种衡6599具有较高的子粒产量、植株氮含量和植株氮累积量,其产量比对照的下降幅度也明显小于衡6599;单位面积穗数的大幅减少是衡6599产量明显下降的主导因素。在LN条件下,沧核036在挑旗期、开花期和灌浆期,植株上部三片展开叶均具有较高的硝酸还原酶（NR）、亚硝酸还原酶（NIR）和谷氨酰胺合成酶（GS）活性,以及较高的光合色素含量和可溶蛋白含量;生育后期该品种的气孔导度和光合速率也高于衡6599。在LN条件下,叶片的可溶性糖含量和脯氨酸含量以衡6599较高;各测定时期的丙二醛含量,沧核036也低于衡6599,但SOD活性在两品种间差异较小。表明LN条件下,氮高效品种沧核036表现的氮高效特征,是其具有较强的氮素吸收和同化能力;较高SOD活性,缓解了细胞的膜脂过氧化程度;光合色素含量增加和光合暗反应活性增强,使光合碳同化能力提高的综合作用结果。     

增施氮肥和环割对烤烟光合速率的影响

利用CI-301PS光合测定仪研究了烤烟某些栽培措施对烤烟光合作用的影响。结果表明:在一定的施N水平下,烤烟叶片的光合速率与叶片N素含量及N素施用量呈正相关,环割降低叶片的光合速率,一定程度增加叶片光合产物的积累。     

不同钾水平下杂交稻~(14)C-光合产物运转动力学

用~(14)CO_2饲喂杂交籼稻威优35功能叶,研究光合产物在体内的运转。结果表明,源叶光合产物的输出及库(幼叶或谷粒)同化物输入的百分率(v)和时间(t)之间的关系均极显著地符合回归方程v=V[t+k)/[K_m+(t+k))。在分蘖期,主茎顶部完全展开叶可输出66％～79％的~(14)C-光合产物;低钾处理使源叶输出潜能和速率下降,过量钾处理加快光合产物输出速率;未展开的幼叶可输入28％～59％的~(14)C-光合产物,低钾不仅降低输入潜力,且使输入延迟。在灌浆期,剑叶可输出83％～97％的光合产物,其中77％～88％运往谷粒;低钾处理延迟光合产物输出时间,降低输出速率;过量钾处理降低输出潜力,但提高输出速率;低钾处理还降低同化物输入谷粒的比例和速率,过量钾处理降低同化物输入谷粒的比例,但提高输入速率。所以,从总体上看,低钾和过量钾处理都不利于新固定的同化物在体内的运输。     

基于高氮投入和基因型差异的水稻氮素营养特征

采用氮素低效品种武育粳3(WY3)、氮素吸收高效品种连粳7(LJ7)和氮素吸收利用双高效品种南粳9108(NJ9)，开展了包括不施氮肥(LN)、适宜或减量氮肥投入(MN, 200 kg/hm2)和过量施氮(HN, 350 kg/hm2)三个条件的田间试验，探究了不同基因型差异的水稻植株整体和关键功能叶含氮量对施氮水平的响应，及其导致的光合特征的变化对氮素利用效率的作用特征。结果表明：在生育后期，氮高效品种的干物质和氮素积累强于氮低效品种。在MN条件下，LJ7和NJ9在齐穗期至完熟期干物质积累量相比WY3分别高46.44%和29.12%，氮素积累量分别高26.28%和32.31%；在该条件下，施用穗肥后27 d的时间段内(灌浆阶段)，WY3的剑叶氮含量降低21.86%,LJ7和NJ9的剑叶氮含量分别降低26.3%和34.74%，降幅次序为NJ9>LJ7>WY3,LJ7和NJ9的剑叶干重、光合速率、气孔导度、单穗重和产量显著高于WY3，氮高效品种的氮素利用效率指标优于WY3。在HN条件下，LJ7和NJ9在灌浆阶段的干物质和氮素积累量仍高于WY3，剑叶干重、气孔导度和单穗重显著优...     

小麦主茎光合产物的运转与分配

分蘖期主茎与分蘖间联系密切,主茎光合产物主要用于主茎叶片、分蘖和根系的生长。本研究3个供试小麦品种中,徐州26主茎运送到分蘖Ⅰ和Ⅱ的光合产物比例分别为6.15%和5.92%,显著高于9559的4.38%和3.84%;随着生育进程,主茎和分蘖之间较为独立,光合产物在主茎和有效分蘖间的运转比例降低,供试品种间光合产物分配比例的差异缩小。拔节期主茎的光合产物主要用于自身茎鞘的生长;抽穗期主茎的光合产物主要用于自身茎鞘及穗的生长;至成熟期,主茎功能叶片在抽穗期合成的14C-光合产物主要分配到自身的茎鞘、颖壳及籽粒中,且籽粒分配量高于其他器官。     

光合产物在作物茎鞘中输送速度差异与流量的示踪研究

本文提出了作物茎鞘内输导组织对光合产物分子输送速度差异的测量方法、光合产物通过茎鞘某小段对输送速度差异度（Ｅ）的概念和Ｅ值［作物光合产物被鞘（或茎）输导组织输送的各个速度和基准速度差值的加权平均值与基准速度Ｖｍ的比］的测算公式，即：并实际测定了水稻品种６６５苗期倒二叶鞘上部的Ｅ值，Ｅ＝０．３４９３。讨论了一定时间内流过茎或鞘某截面标记光合产物量（即流量）的活体动态测定方法．流量ｍ的测算公式为：     

微生物肥对水稻产量及氮肥利用的影响

以杂交稻中浙优1号和甬优9号为材料,研究微生物肥对水稻产量及氮肥利用的影响。结果表明,在相同施氮水平下,施用微生物肥后2个水稻品种分别增产41%和87%,其中主要增加了水稻有效穗,提高结实率和籽粒粒重;但分蘖成穗率有所下降;微生物肥能提高水稻叶片的光合速率,穗分化期和齐穗期的叶片光合速率均高于对照,也有利于增加齐穗期的物质生产量。研究表明微生物肥能提高氮素的农学利用率,实现减肥增产,且随着施氮量下降,氮素利用率呈升高趋势。     

南方稻区杂交中籼稻高产品种的库源结构及其优化调控规律研究进展

探明水稻高产品种的库源结构,对指导育种实践具有普遍意义。在大面积水稻生产中,利用品种自身的库源特征及种植地的生态和土壤肥力关键指标及其与高产栽培技术的相关性,确定品种高产优质高效栽培模式,不仅可节省因种栽培所需的人力、财力,还可加快新品种示范、推广进程。本文根据已报道资料,结合笔者20余年的研究结果,综合分析了杂交水稻高产品种的库源特征及其因种优化调控规律的研究进展。主要内容包括:(1)水稻高产品种的穗粒数以160~220粒为佳,这类品种在协调了"库"与"源"矛盾的同时,还较好地利用了基部绿叶的光合生产能力;大穗型品则应通过适当增施粒肥,充分发挥下部叶片的光合功能以提高结实率和千粒重。(2)采用扩"库"增"源"的高产栽培策略,增施氮肥以补充光合源,从而保证在高粒叶比情况下有较好的籽粒充实度。旱育秧比当地湿润育秧的增产量与海拔高度呈极显著正相关,与当地湿润育秧的产量水平呈极显著负相关;水稻高产高效氮肥施用量与地理位置和土壤肥力呈极显著线性关系。氮后移的增产效果与稻田地力呈显著负相关关系,并通过提高穗粒数和千粒重而增产。建立了以齐穗期剑叶SPAD值(X)预测粒肥高效施用量(Y)的简便适用新方法,Y=-30.798X+1 340.9,r=0.954 7**。形成了水稻高产与蓄水相结合的水分管理技术。(3)水稻高产栽插密度分别与施氮量和不同品种之间的穗粒数呈极显著负相关关系;每穗粒数偏少的品种更适宜强化栽培,生产上以选择传统栽培条件下的穗粒数不超过170粒的中小穗型品种为宜。前氮后移增产量(Y)与杂交组合穗粒数(X)的关系可表述为:Y=2 607.9-11.02X(R2=0.630 8),穗粒数≤237粒可作为采用前氮后移施肥法的杂交品种的选择指标。有待进一步补充和完善的研究内容主要有:适应机插、机收的杂交水稻品种"库""源"结构,杂交水稻前期苗情诊断与高产高效施肥技术,杂交水稻倒伏的早期监测与预防技术,和杂交水稻减氮增产高效技术。     

大豆豆荚光合物质转运与分配对籽粒发育的影响

运用透射电镜放射自显影技术、液体闪烁计数仪和相关生理指标测定研究了大豆生长过程中不同时期豆荚光合产物对籽粒发育的影响。结果如下:在鼓粒初期、鼓粒中期、鼓粒后期豆荚都向籽粒转运光合产物;豆荚和叶片在鼓粒中期14C-同化物的转运量达到最大;叶绿素、可溶性碳水化合物的含量也达到最高。鼓粒中期豆荚的转运量可达叶片转运量的35.6%;鼓粒后期豆荚、叶片的转运量都有所下降,但叶片下降幅度大于豆荚,此时期豆荚对籽粒的转运量达到叶片的59.6%。可见在鼓粒后期,当叶片光合功能开始衰退时,豆荚的光合产物对籽粒的贡献起到不容忽视的作用。     

合理氮肥运筹提高双季机插稻产量及氮肥利用率

为明确双季机插稻合理氮肥运筹,2013—2014年在长江中游双季稻地区(江西上高)研究了氮肥施用量、施用比例及施用时期对双季机插稻产量与氮素吸收利用效率的影响。结果表明,适量施氮可同步增加有效穗数和每穗粒数,从而扩大群体库容量,机插早、晚稻分别在施氮量为180,195kg/hm2时即可达到较高产量,同时保持较高的氮素吸收利用率。在适宜施氮量下,施氮比例及追氮时期对双季机插稻产量及氮素吸收利用具有显著影响,基蘖肥与穗肥比例早稻8∶2至7∶3、晚稻7∶3,移栽后7天+倒2叶抽出期追施氮肥有利于分蘖成穗,中后期维持较高的叶面积指数(LAI)和干物质积累量,粒叶比协调,穗数充足,穗型较大,总颖花量高,并同步提高产量及氮素吸收利用率。     

头季稻齐穗期剑叶光合产物分配与再生稻产量的相关性

以两系、三系杂交组合及其父本为材料,用14C同位素示踪法研究了头季稻齐穗期剑叶光合产物的分配及其与再生稻产量的相关性,结果表明:(1)头季稻齐穗期剑叶光合产物80%~90%分配到穗部,10%~20%残留于叶、茎,且主要残留在剑叶中,仅5%左右残留在茎鞘中,茎鞘各节间残留量一般表现为倒1>倒2>倒3>倒4的趋势,倒2以下节间贮藏的光合产物占茎秆总量的1/3~2/3,品种(组合)间差异较大;(2)稻桩贮藏光合产物的52%~70%转运至再生稻体内,且分配至穗部的最多;(3)头季稻成熟期残留在茎鞘中,特别是倒2以下节间中的光合产物越多越有利于再生稻产量的提高;(4)本试验条件下,再生稻产量构成因素中,影响产量的首要因素是穗粒数。可见,选用穗粒数多、成熟期残留在茎鞘,特别是倒2以下节间中的光合产物较多的品种进行再生培植,有利于获得再生稻高产。     

施氮对滴灌冬小麦花后光合生理、灌浆特性及产量品质的影响

为阐明黄淮海平原滴灌条件下施氮对不同高产冬小麦品种的调控机理,明确高产高效优质的施氮方式,以高产品种济麦22和烟农1212为试材,于2018—2020年2年间在大田滴灌条件下设置0,150,210,270 kg/hm² 4个施氮水平(济麦22用J0、J1、J2、J3;烟农1212用Y0、Y1、Y2、Y3),研究不同施氮量对滴灌冬小麦光合生理特性、籽粒灌浆特性、产量和品质的影响。结果表明：施氮可显著提高冬小麦上三叶的SPAD值,适量施氮显著提高了灌浆中后期的SPAD值和旗叶净光合速率(P_n),小麦旗叶SOD活性呈现单峰曲线的变化规律,各施氮处理的SOD活性均在花后14天达到最大值,N0处理的SOD活性在花后7天达到最大值,N2施氮水平下,2品种灌浆中后期旗叶SOD活性均最高。适量施氮能降低生育后期叶片膜脂过氧化程度,降低叶片MDA含量,使叶片功能期延长,从而提高生育后期的光合性能。随着施氮量的提高,2个品种的籽粒灌浆速率和最大理论千粒重均先增高后降低,不施氮处理下的T_m较各个施氮处理相对提前,济麦22的最大灌浆速率、最大理...