土壤有效磷含量对棉花幼苗干物质积累和碳氮代谢的影响

苗期为棉花对磷吸收最敏感时期,然而现有研究未能明确土壤有效磷含量对苗期棉花干物质积累和碳氮代谢的影响以及适宜的土壤有效磷含量。本研究以"中棉所79"为供试品种,采用盆栽试验,研究了不同土壤有效磷水平下,五叶期棉苗干物质质量、碳氮代谢、功能叶片叶绿素含量及磷的吸收和利用。结果表明,随着土壤有效磷含量的增加,棉苗干物质质量逐渐增加,根冠比逐渐降低;土壤有效磷含量在9.0 mg·kg~(-1)时,棉苗干物质质量达到最大值,根冠比最小;过高的磷素营养对干物质质量的积累没有显著促进作用。叶片叶绿素含量随着土壤有效磷含量的增加呈现出先增加后减少的趋势,在土壤有效磷含量为7.2 mg·kg~(-1)时达到最大值。各处理棉苗中的蔗糖、可溶性糖、淀粉和氨基酸总量先随着土壤有效磷含量的增加呈显著增加趋势,在9.0mg·kg~(-1)时达到最大值,随后开始下降但差异不显著。土壤有效磷含量的增加可以促进棉苗的磷吸收量和磷根效率比,抑制磷利用效率,但对磷转移效率没有显著影响。因此,低磷会降低棉花幼苗叶绿素含量、糖含量和氨基酸总量,导致棉花生长受到抑制,适宜棉花幼苗生长发育的土壤有效磷的临界含量为9.0 mg·kg~(-1)。     

不同耐低氮性玉米品种的花后碳氮积累与转运特征

为了探明不同耐低氮性玉米品种生育后期碳、氮物质积累与转运特性及其对氮肥响应的差异,以期为品种高效施氮技术的制定提供理论依据。以耐低氮品种‘正红311’(Zhenghong311,ZH311)和低氮敏感品种‘先玉508’(Xianyu 508, XY508)为材料,设置4个氮肥用量(0、150、300和450 kg hm–2),于2017—2019年研究氮肥水平对不同耐低氮性玉米品种生育后期物质,包括干物质、全氮和非结构性碳水化合物(non-structural carbohydrate, NSC)积累和转运的影响。结果表明,供氮不足时,玉米通过增加花前贮存碳、氮物质对籽粒的转运以保证产量。增施氮肥能够提高玉米花后干物质和碳水化合物生产及其对籽粒质量的贡献率。与低氮敏感品种先玉508相比,在低氮条件下,耐低氮品种正红311在花前、花后均保持较高的植株干物质、NSC和氮素量,花后物质积累量及其对籽粒质量的贡献率更高,从而拥有更高的籽粒产量;品种间花前物质转运率及其对籽粒质量的贡献率差异不大。面对低氮胁迫,正红311既保证了花前贮存物质充分向籽粒运输,同时维持着较高的同化物积累能力来影响其产量形成。     

水氮耦合对膜下滴灌棉花干物质积累的影响研究

本文主要探讨了不同水氮耦合对膜下滴灌棉花干物质积累量的影响。结果表明．膜下滴灌棉花干物质积累效应中,施氮处理〉灌水处理〉水氮交互作用;高水处理增加千物质的效应随着用氮水平的提高而提高。     

增密减氮对棉花干物质和氮素积累分配及产量的影响

为了探讨种植密度和施氮量对棉花干物质与氮素积累分配及产量的影响。本研究以聊棉6号为试验材料,设置5.25、6.75和8.25万株hm^-2 (D_5.25、D_6.75、D_8.25) 3个种植密度, 0、105、210、315和420 kg hm^-2 (N₀、N₁₀₅、N₂₁₀、N₃₁₅、N₄₂₀) 5个施氮量,研究增密减氮对棉花干物质积累与分配、氮素积累与分配、产量及其构成因素的影响。结果表明,与D_5.25相比, D_6.75、D_8.25条件下棉花干物质积累量显著升高, 2016年提高了17.6%、28.7%, 2017年提高了12.6%、20.9%。与N₀相比,施氮肥后干物质积累量随施氮量的增加显著升高, 2016年各施氮处理分别提高了4.5%、11.1%、13.7%、16.3%, 20...     

基于碳氮代谢的水稻氮含量及碳氮比光谱估测

碳氮代谢为植物生长发育提供物质基础，因此碳氮含量及碳氮比的无损快速估测对植物的生长调控有着极其重要的作用。本文系统研究了水稻7个不同氮肥水平下的碳氮代谢特征及其与冠层反射光谱特征之间的关系。结果表明，植株碳氮含量及碳氮比与大多数比值植被指数、归一化植被指数及差值植被指数关系密切，比值植被指数与归一化植被指数的表现一致，差值植被指数略有不同，其中碳氮比的相关性与氮含量类似。氮含量与510 nm和460 nm构成的比值和归一化植被指数的关系最佳，不受生育期的影响，可用统一的方程来预测；碳氮比则需分阶段建模较好，生育后期（抽穗期和灌浆盛期）以ND_(1650,710)最好。经其它独立数据的验证表明，模型对氮含量的估测精度在叶片水平上为80.51%，在植株水平上为76.36%，预测的RMSE分别为0.20和0.26，叶片和植株碳氮比的估测精度分别为81.09%和70.70%，预测的RMSE分别为1.64和3.95。表明通过植被指数的计算可以定量地评估水稻氮含量及碳氮比。     

施肥方式和施氮量对棉花地上部分干物质积累、产量和品质的影响

通过田间试验,研究了在2种滴灌施肥方式下3个施氮水平对膜下滴灌棉花干物质积累、产量和品质的影响效应.结果表明:各处理棉花干物质积累量与出苗后天数关系均符合Logistic方程,呈现"S"型曲线增长趋势.开花到盛铃期是干物质积累的高峰期,在此时期干物质积累量占全生育期地上部总积累量的60%左右,是棉花生产的关键时期.施肥...     

种植方式与密度对夏玉米碳、氮代谢和氮利用效率的影响

在67500,82500株/hm2密度水平下,以常规等行距种植方式为对照,比较分析不同缩行宽带种植方式（三行一带、四行一带、五行一带）对夏玉米碳、氮代谢与氮素利用效率的影响。结果表明,缩行宽带种植方式成熟期地上部总氮累积量、氮收获指数均高于对照等行距种植方式,其中三行一带、四行一带、五行一带种植方式地上部总氮累积量分别高于对照16．2％,16．9％,20．0％。籽粒产量较等行距种植方式均有不同程度增加,并达到显著水平。本研究中,成熟期地上部总氮量、叶片氮转运量与籽粒产量呈显著正相关,说明成熟期较高的地上部总氮积累、叶片高氮转运量可促进籽粒产量提高。而成熟期叶片C/N与籽粒产量呈显著负相关,各处理中,三行一带种植方式在低密度和高密度条件下成熟期叶片C/N均最低,而对照等行距种植方式值最高。     

根土空间对花生营养器官氮、磷、钾吸收积累变化的影响

为探讨花生高产适宜根系的大小,确定作物根系生长的合理空间范围,为花生高产新品种选育和栽培提供理论依据。以高产花生品种青花7号为试材,设长×宽×深分别为40 cm×20 cm×20 cm、40 cm×20 cm×40 cm、40 cm×20 cm×60 cm、40 cm×20 cm×80 cm 4种大小不等的根土空间,采用网袋法,研究了根土空间对花生营养器官氮、磷、钾吸收积累变化的影响。结果表明,根土空间过小限制了花生根茎叶生物量、氮磷钾含量和积累量的提高,当限根深度超过60 cm后,根土空间大小对花生根茎叶生物量、氮磷钾含量和积累量的影响变小。说明限根深度超过60 cm后,根土空间大小已不是限制花生吸收氮磷钾素的关键因素,限根深度不小于60 cm的根土空间是花生获得较高产量水平的一个必要条件。     

皖南焦甜香烤烟碳氮代谢差异分析及糖分积累变化动态

选择皖南4种代表性植烟土壤,研究了烤烟生长发育过程中碳氮代谢和糖分积累动态的差异,为开发焦甜香烟叶提供理论依据.试验结果表明,冲积沙壤土和河滩沙壤土烟叶的碳氮代谢变化具有较大的一致性,表现为在烟株生长发育的早中期阶段氮代谢和碳代谢强度均处于较高水平,下部叶在移栽45 d以后,中部和上部叶在移栽60d后硝酸还原酶活性显著降低,碳代谢的标志性酶转化酶活性在达到最大值后也表现下降,但下降幅度远低于硝酸还原酶.两种沙壤土烟叶的总糖含量较高.水稻土烟叶在烟株前中期碳氮代谢水平相对偏低,高峰期偏迟,后期氮代谢水平相对偏高,有明显滞后现象,烟叶总糖含量相对较低;沙滩粉沙土烟叶碳氮代谢高峰出现较早,且在整个生长发育过程中均处于较低水平,沙滩粉沙土烟叶糖分含量低于2种类型沙壤土.     

棉花ms5ms6核雄性不育花药中碳水化合物和游离氨基酸的变化

棉花ms5ms6核雄性不育花药中缺乏淀粉积累.不育花药蛋白质氨基酸组成异常,游离天门冬氨酸、游离谷氨酸含量明显高于可育花药,游离脯氨酸、游离苯丙氨酸含量明显低于可育花药.不育花药中缺乏淀粉积累和游离天门冬氨酸和谷氨酸含量异常与花粉败育有关.     

Nitrogen Fertilizer and Its Residual Effect on Cotton Yield and Biomass Accumulation

[Objective] The optimum nitrogen rate of 300 kg·hm^－2 is well documented for cotton in the Yangtze River Valley, China. It can be reduced to 225 kg·hm^－2 without reducing yield in late sowing under high planting density. The aim of this study was to determine the possibility of further reducing the nitrogen application rate at the first flower stage, its residual effects and influence on cotton yield formation rule. [Method] A pot experiment was conducted with five nitrogen levels (120, 150, 180, 210 and 240 kg·hm^－2) in 2014, but only 180 kg·hm^－2(for studying nitrogen residual effect) in 2015, to study the cotton growth process, yield and its components and biomass accumulation. [Result] Nitrogen levels significantly affected the yield and biomass accumulation, but not the growth process and nitrogen residual effect. Maximum seed cotton yield (30.5 g·plant^－1), boll weight (3.8 g) and biomass accumulation, especially in the reproductive and vegetative organs, was recorded in the 180 kg·hm^－2 nitrogen treatment. In the rapid accumulation period, the proportion of biomass accumulation in the reproductive organs was the highest. [Conclusion] In a soil with medium fertility level, the application of 180 kg·hm^－2 nitrogen was optimal, because the strength of biomass accumulation in reproductive organs increased during the rapid accumulation period.     

隔沟交替灌溉对棉花生长、产量和水分利用效率的调控效应

为了探讨旱区农业高效节水新途径,于2004—2006年在甘肃石羊河流域干旱荒漠绿洲区田间,研究了常规沟灌、固定隔沟灌溉、隔沟交替灌溉对棉花生长、产量和水分利用效率的调控效应,结果表明,隔沟交替灌溉对棉花株高抑制作用较明显,而对蕾铃等生殖生长的影响较小,该技术能够调整棉花营养生长与生殖生长的关系,有效控制作物生长冗余,调节光合产物在根冠间的比例和分配,优化根冠比;可以在保持相同光合速率水平下大大降低叶片蒸腾损失,提高叶片水分利用效率,使霜前花比例提高,产量水平的水分利用效率分别较常规沟灌和固定隔沟灌提高17.22%和18.59%。在西北旱区棉花上应用隔沟交替灌溉技术具有较大的节水增产潜力。     

外源6-BA和ABA对不同播种期棉花产量和品质及其棉铃对位叶光合产物的影响

大田播种期(4月25日和5月25日)和植物生长调节剂(6-BA和ABA)试验于2006年在江苏南京(长江流域下游棉区)和河南安阳(黄河流域黄淮棉区)进行,以科棉1号和美棉33B品种为材料,研究外源6-BA和ABA对不同播种期棉铃对位叶光合产物形成与运转的影响及其与产量品质的关系。结果表明: (1) 6-BA显著提高棉铃对位叶蔗糖含量和转化率及淀粉含量,而ABA则主要调节棉铃对位叶内源激素平衡。(2)不同播种期条件下(4月25日和5月25日),外源6-BA均可使棉花单铃重增加、纤维品质提高,外源ABA在晚播(5月25日,南京试点和安阳试点棉铃发育期MDT_min分别为20.9℃和16.5℃)条件下可使棉花产量(安阳试点)和纤维主要品质指标下降幅度减小;外源6-BA和ABA对棉籽主要品质性状的作用均不显著。(3)晚播条件下外源6-BA和ABA均可提高相对棉花主要品质指标,但两者作用机制不同,外源6-BA主要是提高棉铃对位叶光合产物含量和蔗糖转化率,而ABA则主要是诱导棉株抗逆性。     

不同棉花基因型种子萌发响应铜胁迫的差异

在铜污染耕地种植棉花对提高耕地利用效率和棉农收入具有重要意义,但铜胁迫对棉花种子萌发的影响仍不清楚。以7个陆地棉品种（系）为试验材料,设置0、10、100和2 000μmol/L 4个Cu²⁺浓度处理进行发芽试验,记录10d后棉花种子的发芽率和幼苗的鲜重、根长和芽长。以幼苗鲜重、根长和芽长为指标,采用耐性指数和隶属函数对不同品种（系）种子的耐受性进行综合评价。结果表明,在Cu²⁺浓度10~2 000μmol/L范围内随着浓度的升高,幼苗鲜重、根长和芽长所受抑制增强,且根长的受抑制程度高于芽长。在中低浓度下（10~100μmol/L）能将不同基因型种子萌发对铜胁迫的耐受性较好地区分开来,鄂抗棉10号的耐性指数和隶属函数平均值均居首位,而SGK321均居末位。研究结果初步表明,鄂抗棉10号为铜胁迫钝感基因型,而SGK321为敏感基因型。     

棉花S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶基因的克隆及低温下的表达分析

根据棉花S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶(S-adenosylmethionine decarboxylase, SAMDC)基因已知EST序列设计引物,采用RACE和RT-PCR技术克隆获得该基因的全长cDNA序列,命名为GhSAMDC (GenBank登录号为JN020148)。生物信息学分析表明,GhSAMDCcDNA序列全长1 874 bp,涵盖tiny ORF (tORF)、upstream ORF (uORF)和main ORF (mORF) 3个植物SAMDC基因特征ORF。其中mORF长1 064 bp,编码含355个氨基酸残基的SAMDC酶原,预测分子量为38.25 kD,该酶原含有高度保守的酶原剪切位点结构域(LSESSLF)和与SAMDC蛋白快速降解有关的PEST (TIHVTPEDGFSYAS)结构域。GhSAMDC基因组DNA序列全长2 743 bp,包含3个内含子,均位于5'' UTR,其中一个位于uORF内。聚类分析表明,GhSAMDC与葡萄中该蛋白的同源关系最近,并且与其他双子叶植物聚为一类。荧光定量PCR分析结果表明,GhSAMDC表达受低温诱导,在冷敏感品种新陆早1号中基因表达水平明显高于在耐冷品种新陆早33号中。     

转phyA基因棉花纯合株系筛选及其对土壤有机磷的利用能力

 为了获得转植酸酶基因（phyA）棉花高代纯合株系并验证其利用土壤中有机态磷的能力,对实验室获得的转phyA基因T₄代材料进行了PCR筛选,在水培条件下研究了纯合株系植株根际分泌的植酸酶活性,并在田间进行了植株磷含量和棉花产量性状分析。结果表明,在PCR筛选的4个株系中,有2个株系为纯合株系,其后代均为PCR阳性植株。在以植酸盐为唯一磷源条件下,高表达phyA的转基因株系的植酸酶活性较野生型增加了1.5倍,不同生育时期转基因株系植株叶片磷含量中L6株系增加最多,苗期、现蕾期、花铃期和吐絮期分别增加了4.5%,5.95%,5.45%和8.73%。     

高品质陆地棉铃-叶系统干物质质量的发育遗传研究

 应用加性-显性发育遗传模型及条件与非条件的统计分析方法,对6个高品质陆地棉品种（系）及其30个F₁组合的伏桃与对位果枝叶的干物质质量进行了研究。非条件方差分析表明,果枝叶质量在棉铃体积增大期主要受加性效应控制,内部充实期主要受显性效应控制;铃壳质量在不同发育时期均以加性效应为主;铃重在前中期主要受显性效应控制,后期以加性效应为主。条件遗传分析表明,影响果枝叶质量的净遗传效应在铃龄38 d至45 d达到高峰;控制铃壳质量的基因表达分别在铃龄17 d至24 d和铃龄38 d至45 d出现两个高峰;影响铃重性状的基因分别在铃龄17 d至24 d和铃龄31 d至38 d出现两个表达活跃的高峰,此后基因的表达量急剧下降。遗传相关分析表明不同发育时期的铃壳质量均与最终铃重成极显著的加性正相关。     

陆地棉品种与陆地棉族系种质系间杂种优势及其组成分析

采用ＮＣⅡ遗传交配设计,选用３个陆地棉常规品种和５个陆地棉族系种质系材料杂交,杂种Ｆ１代产量和纤维品质优势表现明显。通径分析结果表明,提高铃重,单株铃数的中亲优势,适当降低单铃种子数和株高的优势。在其它性状适宜的情况下,可以显著地提高皮棉产量的中亲优势。各个优势组合在产量优势来源上有差异。种质系材料在杂种优势利用上具有很大潜力。     

陆地棉棉铃对位叶碳氮变化特征与其生物量关系的研究

在大田栽培条件下,选用科棉1号和美棉33B两个棉花品种,于江苏南京、徐州进行施氮量(0、240、480kg.hm-2)试验,研究棉铃对位叶碳氮变化特征与棉铃(棉子、纤维)生物量的关系。结果表明:棉铃对位叶全碳、全氮含量变化可用函数Y=at2+bt+c〔Y(%):全碳或全氮含量,t(d):铃龄,a、b、c:参数〕拟合,碳氮比变化可用Logistic方程拟合。进一步分析棉铃对位叶碳氮变化的特征值发现:(1)棉铃对位叶全碳含量达到最小值的时间早、最小含量值高,则可提高棉铃、棉子、纤维生物量快速累积持续期间的平均速率,但缩短了棉铃和纤维生物量快速累积持续期,延长了棉子生物量快速累积持续期。(2)棉铃对位叶全氮含量达到最小值的时间晚,则可延长棉铃和纤维生物量快速累积持续期;全氮最小含量值高,则可延长棉子生物量快速累积持续期。(3)棉铃对位叶碳氮比快速增长持续期长、快速增长平均速率小,则可延长棉铃及纤维生物量快速累积持续期。可见,棉铃对位叶碳氮变化特征与棉铃生物量的关系密切,可通过调控棉铃对位叶碳氮含量及其比值促进棉铃发育。