镉胁迫对不同基因型玉米生长和镉吸收分配的影响

为比较玉米不同类型及其基因型对重金属镉富集特性的差异,筛选出具有镉(Cd)低积累潜力的玉米品种,通过盆栽模拟试验,研究3种玉米类型(普通玉米、甜性玉米和糯性玉米)的6个基因型(掖单13、郑单-958、苏玉糯-2、沪玉糯-2、金珠蜜超甜和申甜-1)在镉中度污染胁迫(3 mg·kg^-1)与轻度污染胁迫(1 mg·kg^-1)下植株生长及镉吸收分配特征。结果表明,轻度镉胁迫(Cd1)能够促进所有玉米基因型的生长,而中度镉胁迫(Cd3)降低了掖单-13、苏玉糯-2和沪玉糯-2基因型的生物量,同一镉水平下植株的生物量表现为普通玉米>甜玉米>糯玉米。随着土壤镉含量的提高,镉在普通玉米基因型根中的分配量大于甜型玉米和糯型玉米,但同一镉水平下普通玉米茎、叶和籽粒中的镉含量显著低于甜性玉米和糯性玉米。参试6个玉米基因型中普通玉米郑单-958基因型对镉的生物富集和转运能力最小。依据我国食品中污染物限量标准(GB2762-2017)和饲料卫生标准(GB13078-2017),郑单-958基因型在土壤轻度镉污染(Cd1)下籽粒中镉含量为0.083 mg·kg^-1,未超过国家食品安全标准(≤0.1 mg·kg^-1),2个普通玉米基因型和2个甜玉米基因型籽粒中的镉含量在土壤中度(Cd3)、轻度(Cd1)镉污染下均未超过国家饲料卫生标准(≤0.5 mg·kg^-1)。本研究结果为中、轻度镉污染耕地进行玉米安全生产提供了理论依据。     

甜玉米氮素积累和分配的基因型差异

为了解甜玉米高产品种氮素积累和分配的规律,阐明不同生育阶段氮素积累和分配的基因型差异,及其对产量形成及氮素利用效率的作用,分析了22个甜玉米品种在同一施氮水平下拔节期、开花期和鲜食期的植株氮素积累量和分配量。结果表明,甜玉米品种不同阶段的氮素积累和分配存在着显著的基因型差异。随着生育进程的推进,植株氮素含量逐渐下降,氮素积累量逐渐上升,不同生育阶段的氮素积累量以拔节到开花期最高;氮素在开花前主要分布在叶片中,在开花后开始由叶片逐渐向果穗转移。到鲜食期,甜玉米不同品种果穗中氮素分配量最高,占全株氮素总积累量的41.32%,其次为子粒,氮素分配量占全株氮素积累量的28.53%。高产品种拔节—鲜食期氮素积累量高,鲜果穗高产品种在鲜食期叶片和子粒中的氮素分配较高,鲜子粒高产品种在鲜食期叶片和雄穗中氮素分配量较高且轴中氮素分配量较低。鲜果穗氮素利用效率高的品种主要是由于其减少了开花—鲜食期的氮素积累量,其次是减少了拔节—开花期的氮素积累量,且其在鲜食期叶片、轴和叶鞘中的氮素分配量较少。鲜子粒氮素利用效率和各阶段的氮素积累量及鲜食期各器官的氮素分配量无显著相关关系。     

甜玉米钾素积累和分配的基因型差异

为挖掘甜玉米品种潜力,在同一肥力水平和栽培条件下研究了22个甜玉米品种钾素积累和分配的基因型差异。结果表明:不同生长阶段钾素积累量品种间有显著差异,出苗–拔节期、拔节–开花期、开花–鲜食期的积累量分别占总积累量的10.0%、73.6%和16.4%,变幅分别为5.6%~19.8%、48.0%~88.8%、0.9%~42.1%。拔节期钾素主要分配在叶片和叶鞘中,拔节后分配到茎杆中的钾比例开始升高,到开花期钾素分配到茎秆中的比例达到峰值,其分配量占钾素总积累量的39.9%左右,后期保持平衡。在鲜食期,茎秆中钾素含量比例为39.5%,叶片为22.0%,籽粒为10.4%。回归分析表明:高产(鲜果穗和鲜籽粒)品种其拔节至开花期具有较高的钾素积累量,且鲜食期苞叶中钾素分配率较低。在供试22个品种中,金师王等7个品种的鲜果穗和鲜籽粒产量、钾素积累量、鲜食期籽粒中钾素分配比例较高,综合表现较优。     

锌对不同基因型玉米幼苗光合特性及锌积累的影响

为探究不同基因型玉米幼苗对锌敏感性差异,以玉米杂交品种天农九(TN9)和信玉9(XY9)为材料,研究不同Zn浓度(0.00、0.01、0.1、1.0、10.0、100μmol·L-1)对叶片光合色素含量、光合作用参数及叶绿素荧光特性的影响。结果表明,玉米最适生长锌浓度为0.1~1μmol·L-1,低锌(0~0.01μmol·L-1)和高锌(10~100μmol·L-1)条件均对不同基因型玉米幼苗的生长产生抑制作用,其中XY9在低锌及高锌胁迫下光合参数及光合色素含量降幅显著,从而导致其植株长势和干物质积累等对锌浓度的动态响应更为强烈,而TN9则对低锌及高锌环境具有较强的适应性。同时,随着锌处理浓度的不断升高,玉米植株中锌含量和积累量均逐渐升高,锌利用率则逐渐降低,其中XY9植株锌积累量低于TN9,而锌利用率则高于TN9;相比于不敏感型品种(TN9),敏感型品种(XY9)对锌的吸收、积累和利用受锌浓度变化的影响更为明显。本研究为植物锌高效利用研究提供理论基础。     

钾对不同基因型玉米生长、体内钾循环和分配的影响

钾素循环和再利用对维持植物生长和提高钾利用效率非常重要。本文以杂交玉米豫玉23和兴农998为供试作物,采用供应高钾（1.85 mmol/L）和低钾（0.1 mmol/L）营养液的石英砂培养方法,研究不同基因型玉米各器官干重和钾积累及分配、 体内钾在木质部和韧皮部中的循环、 流动及钾效率等。结果表明,低钾处理10 d后,与高钾处理相比,低钾降低两玉米品种各器官干重净增量、 钾浓度、 钾积累量、 钾吸收效率和木质部中钾的运输量,增加钾利用效率和源叶中韧皮部输出的钾,提高钾通过韧皮部的再循环量及占木质部运输总量的比例。低钾处理的豫玉23和兴农998上部叶均为钾库,钾积累量的38.5%和70.3%是由各自中、 下部叶韧皮部输出的钾供给,但体内光合产物和钾向上部叶的运输是不完全同步的过程。两品种比较,低钾处理下的豫玉23较兴农998干重净增量提高,在于前者具有较大根量、 较高钾吸收速率和较多钾素吸收量,木质部中有更多的钾通过叶片韧皮部输出进行循环运输进入上部叶;但豫玉23对介质中钾的吸收大于体内钾的再利用。钾营养高效基因型玉米应该具有较强的吸收和利用体内钾的能力。     

不同基因型玉米对砷胁迫的响应

利用室内砂培试验,研究砷胁迫对33个不同基因型玉米生长发育的影响,探讨不同基因型玉米的耐砷性,以期降低砷通过食物链对人体健康的危害,为育种和环境治理提供依据。结果表明,不同基因型玉米品种、不同性状指标对砷胁迫反应程度不同。砷从地下部向地上部的迁移情况因品种不同而异。全株砷富集量(RETP)与地下部砷富集系数(ECPU)、生物富集系数(BF)、地下部浓度(COPU)、地下部砷富集量(EOPU)呈极显著正相关,与转运系数(TF)呈极显著负相关。以全株相对干物重(RTDW)和全株砷富集量(RETP)为筛选指标,得出DH3622、SY511、XQ74-2、ND5、LY18是相对耐砷、砷富集量相对较高的玉米品种;DH11、JZN218、QL1等15个是砷富集量相对较低、耐砷性相对较差的玉米品种。     

三种基因型烤烟氯吸收、积累与分配规律研究

采用田间小区对比试验,以河南烟区广泛种植的豫烟10、豫烟12和中烟100为供试品种,研究了3种基因型烤烟的氯吸收、积累与分配规律,以期筛选出适宜河南烟区的低氯型烤烟。结果表明,在整个生育期,豫烟10烟叶氯含量为0.62%~0.91%,豫烟12为0.54%~0.82%,中烟100为0.43%~0.67%,豫烟10和豫烟12烟叶中氯含量部分超过0.8%,而中烟100均符合优质烟叶氯含量0.8%的要求。移栽后30~75 d,是烟叶吸收积累氯的关键时期,且各生育期烟叶氯积累量均呈现豫烟10豫烟12中烟100的规律。各基因型烤烟均以叶中氯分布最高,为44.75%~77.35%,其次是茎,为12.22%~47.52%,根仅为1.66%~11.21%。与其他处理相比,中烟100烤后烟叶化学成分含量适宜,且其生物产量分别是豫烟10和豫烟12的1.14和1.50倍。综合来看,中烟100是供试区烟叶氯含量较低的基因型烤烟。     

酸胁迫对不同基因型玉米生长和养分吸收的影响

采用盆栽试验研究了4个不同耐酸特性的玉米自交系在几个关键生育期的氮、磷、钾营养特性和生长状况。结果表明,耐酸自交系在苗期、拔节期和开花期对氮、磷、钾的吸收和累积均高于酸敏感自交系;不同生育期耐酸自交系的营养利用率和再分配特征存在差异,苗期表现为氮的利用率较高,开花期表现为磷、钾营养的再分配能力强。不同耐酸材料对酸胁迫土壤反应不同,耐酸自交系在不同生育阶段始终能较好生长,尤其是Z01,即使在pH4.6的酸性土壤上干物质累积几乎不受酸胁迫影响;中等耐酸自交系则受酸的危害,且随着发育进程而加剧,而酸敏感自交系表现出与中等耐酸材料相同的趋势,但各生育阶段受到的危害更大。     

玉米/大豆和玉米/甘薯模式下玉米干物质积累与分配差异及氮肥的调控效应

【目的】西南山地玉米区是我国第三大玉米主产区,但单产比全国低近750 kg/hm2。由于该区特殊的气候条件,玉米以多熟间套种植为主,如何利用多熟种植中各作物的间套优势和茬口特性,寻求提高本区玉米产量的新途径,是农业科技工作者研究的热点。本文在四川的两个玉米主产区,通过四年的田间小区试验,对比研究了西南玉米主要的两种套作模式—玉米/大豆和玉米/甘薯模式下玉米干物质积累分配、转运差异及施氮量对其的调控效应,以探讨种植模式和氮肥管理的增产效应。【方法】2008年设置玉米/大豆和玉米/甘薯两个套种田间试验,分析比较两种模式玉米干物质积累、分配和转运的差异;2009 2010年在前一年的基础上分带轮作,即玉米分别种在大豆或甘薯茬上,分析套作和轮作效应对玉米干物质积累的影响;2011年,在前三年的基础上,采用小区套微区的方式,研究两种模式下不同施氮水平(N0、N90、N180、N270、N360)对玉米干物质积累和转运的调控。【结果】1)在玉米/大豆模式下,玉米干物质积累量从蜡熟期开始显著高于玉米/甘薯模式,茎鞘输出率也显著高于玉米/甘薯模式,最终产量增加2.4%3.2%,但差异未达显著水平;2)分带轮作后,从拔节期开始,玉米/大豆模式下玉米干物质积累量就显著高于玉米/甘薯模式,到成熟期两套种模式下玉米单株干物质积累两试验点平均相差达26.8 g,茎秆向籽粒的输出率和贡献率也显著高于玉米/甘薯模式,收获指数玉米/大豆模式平均较玉米/甘薯模式提高3.9%,最终玉米/大豆模式下玉米产量较玉米/甘薯模式增幅加大,两年两个试验点分别增加了7.4%和14.4%;3)氮肥对两种模式下玉米干物质积累分配和产量的调控效应显著,玉米/大豆模式下,玉米以施氮180kg/hm2处理,而玉米/甘薯模式下270 kg/hm2处理与同一模式下其他氮素水平相比,增加了光合产物的积累,提高了干物质增长速率,延长了灌浆持续天数,有利于茎鞘和叶片的干物质向籽粒转移,显著提高收获指数,进而提高玉米的增产潜能,玉米/大豆模式下低氮处理(0 180 kg/hm2)对玉米的增产效应比较明显,在高施氮水平(270360 kg/hm2)下两种模式间玉米产量差异不显著。【结论】西南丘陵旱地应选择玉米与大豆套作,采用分带轮作种植方式,既有利于提高玉米产量,又可避免大豆的连作障碍;且氮肥管理措施应因种植模式不同而有所差异,在中高等肥力条件下,与大豆套作玉米施氮180 kg/hm2,与甘薯套作施氮应提高至270 kg/hm2。     

粳稻硅素积累与分配对氮素的反应及其基因型差异

以15个常规粳稻品种为材料,设置0 、150、225、300 kg/hm2四种氮素水平,研究水稻硅素积累与分配对氮素的反应及其基因型差异。结果表明,不同生育时期,硅在水稻各器官、全株中的积累量均随氮素水平的提高而增加。随氮素水平的提高,水稻在移栽-拔节和抽穗-成熟阶段的积累比例增加而拔节-抽穗阶段的积累比例减少,在茎鞘中的分配比例减少而叶片和穗中的分配比例增加。不同生育时期,硅在茎鞘、叶片和全株中的含量均随氮素水平的提高而下降,抽穗和成熟期,穗中的硅素含量随氮素水平的提高而下降,至中肥最低,高肥条件下略有回升。不同氮素条件下,水稻硅素的积累与分配特性存在显著的基因型差异,同时各基因型硅素积累与分配对氮素的反应也存在差异。其中,武育粳7号、华粳3号、武香粳9号、香粳20-18、武育粳3号、晚粳4003、早丰9号、华粳2号的硅素积累效率具有随氮素水平的提高保持稳定或相对提高的特性,对于氮肥用量不断增加条件下水稻植株的抗逆性改良具有较好的遗传潜力。     

低磷胁迫下不同基因型玉米籽粒磷含量及品质性状分析

从我国北方和西南各地共收集129个自交系玉米品种,通过田间试验,研究了正常磷（120kg P₂O₅/hm2）和低磷（0kg P₂O₅/hm2）2种施磷水平下,依据百粒重筛选出的15个耐低磷基因型玉米品种及5个磷敏感基因型玉米品种的籽粒磷含量及品质性状的变化情况。结果表明,低磷胁迫对于磷敏感基因型玉米籽粒中磷含量、粗淀粉、粗油分含量变异程度的影响明显大于耐低磷基因型玉米,对粗蛋白含量变异程度的影响则低于后者。相关性分析结果表明,在2种施磷水平下的籽粒粗淀粉与籽粒粗蛋白质含量都呈极显著负相关,籽粒粗淀粉与籽粒粗油分含量不相关。低磷胁迫下,各典型自交系玉米品种的磷含量与粗淀粉、粗油分、粗蛋白之间,粗蛋白与粗油分之间的相关性都比正常施磷水平增加。通过研究筛选出的20个典型自交系玉米品种,籽粒中粗淀粉、粗油分、粗蛋白含量在不同磷水平下的变化有着极显著的基因型差异（P＜0.01）,具有进一步的研究价值。     

不同基因型大麦对钾的吸收、积累及分配特性

通过不同供钾水平的土培试验,研究了钾高效基因型大麦Sandrime和钾低效基因型大麦ACWestech对钾素的吸收、积累和分配特性。结果表明：在各生育期,钾高效基因型Sandrime株高和生物量均大于钾低效基因型AC Westech,根冠比小于低效基因型,但钾低效基因型缺钾症状比高效基因型严重;不同钾效率基因型大麦各器...     

郑州市夏玉米生物量积累与增长分配规律分析

根据郑州市1994—2006年夏玉米生物量观测资料分析了不同生育期单株各器官的生物量变化和增长分配规律，得出：在玉米整个生长期，单株各器官的重量变化在不同生育阶段不同，结果导致各部分干重占全株干重百分比的差异。总体上看，拔节前叶片增长较快，占比率最高，达68％～88％；叶鞘增长也快但所占比例一直不大，最高时占20％；茎在拔节一抽雄期增长较快，最高时占41％；果穗在抽雄后直线增长，最高时占63％。同时，通过定量分析得到了各器官在整个生育期增长分配率的变化过程，模拟取得不同气候年型生物量积累曲线，研究结果可为当地玉米生长的定量化模拟提供参考。     

不同供磷水平对玉米干物质和磷动态积累及分配的影响

采用田间试验研究了不同供磷水平对玉米干物质和磷动态积累、分配规律及磷肥效率的影响。结果表明,施磷增加玉米茎、叶、穗轴、子粒和整株干重及磷含量,降低磷肥表观利用率、农学效率和生理利用率。随生长推进,不同供磷水平的子粒和整株干重及磷含量不断增加直到成熟,其余器官干重和磷积累峰值出现时间早晚不同;生长后期,子粒成为唯一的库器官,茎、叶、根,甚至穗轴均成为源,有一部分光合产物和磷输出,被重新分配到子粒。出苗后79～100 d,各供磷水平下的子粒干重净增量是相应出苗后58～79 d的0.75～1.02倍;前者子粒磷净增量是相应后者的1.56～2.39倍,说明光合产物和磷向子粒中运输不是同步的过程。同一取样时期,随施磷量增加,各器官的干重和磷含量增加,以施P2O5 90 kg/hm2最好,产量达11231.6 kg/hm2,原因是该处理的玉米穗长、行粒数和单株粒重显著增加,禿尖长度显著减少。     

水稻的硅素积累与分配特性及其基因型差异

研究了南方稻区30个水稻品种(系)的硅素积累与分配特性及其基因型差异。结果表明,水稻成熟期植株含硅量在1.62％～2.66％之间,植株含硅量的基因型差异显著;前期硅素积累量少,幼穗分化期以后硅素积累量占总积累量的3/4,不同生育阶段硅素积累的基因型差异达显著或极显著水平。硅在器官中的分配因生育期及栽培季节不同而异,早季成熟期硅在茎叶穗中的分配比例分别为43.36％、23.07％和33.57％,晚季分别为33.23％、19.75％、47.02％。水稻硅素积累量与干物质积累量、稻谷产量及N、P、K积累量呈显著相关。     

低磷胁迫下不同磷效率玉米某些特性的基因型差异

以2个磷高效玉米基因型6112、6060和2个磷低效玉米基因型6105、6128为材料进行试验,研究了低磷胁迫下不同磷效率玉米基因型生物学指数、根系分泌物指数、叶片活性氧清除酶活性(SOD、CAT)和叶片丙二醛LP/P的差异,其结果是:磷高效基因型的生物学指数、根系分泌物指数和叶片活性氧清除酶活性比磷低效基因型高,而叶片丙二醛LP/P比磷低效基因型低。表明磷高效基因型比磷低效基因型具有较强的低磷忍耐能力、分解吸收磷能力、活性氧清除能力和自我修复能力。     

不同品种郁金香鲜切花物质积累及分配的模拟

利用4类不同花期品种多播期水培方式的郁金香（Tulipa gesneriana L）试验观测数据,以标准化有效积温（StanGDD）为环境驱动变量,定量分析郁金香各器官干鲜物质积累及分配指数随标准化有效积温的变化规律,统计分析拟合得出回归方程,并利用相互独立的试验数据进行模型验证,以探究郁金香物质积累及分配与日光温室内气象环境要素之间的定量化关系。结果表明：（1）郁金香根、茎和叶的干鲜物质积累随StanGDD均表现出Logistic曲线的变化过程;种球的鲜物质积累不随StanGDD的变化而变化,而干物质积累随StanGDD呈先下降后增加的二次函数变化过程;花蕾的干鲜物质积累随StanGDD均表现出先增加后下降的二次函数变化过程。干鲜物质积累模型模拟的精度大小顺序依次为茎/花<根<叶片<种球。（2）茎和叶的干鲜物质分配指数随StanGDD均表现出Logistic曲线的变化过程;种球的干鲜物质分配指数随StanGDD呈先下降后增加的变化过程,而花蕾的干鲜物质分配指数呈现与其相反的变化过程;根的干鲜物质分配指数随StanGDD均表现出线性下降的变化过程。干鲜物质分配指数模型模拟的精度大小顺序依次为茎<根和花蕾<叶片<种球。（3）不同器官的干物质积累和分配模型的模拟精度比鲜物质的模拟精度高。总体而言,构建的日光温室郁金香鲜切花物质积累及分配的模拟模型具有较高的模拟精度。     

旱地花生氮磷钾养分积累与分配规律初探

本文研究了氮磷钾元素在旱地花生植株体内的积累量、分配及转移规律,结果表明:旱地花生氮磷钾单株积累量分别为1383.35、193.87和390.93mg;成熟时荚果中氮磷钾的分配比例分别为75.18%、69.60%和56.09%;营养器官中氮磷钾分别有71.25%、46.62%和59.23%转移到荚果中,为荚果充实饱满奠定了物质基础.     

不同基因型糯玉米氮素吸收利用效率的研究 II.氮素积累动态的基因型差异

为了解糯玉米氮素积累进程的变化规律,阐明不同生育时期氮素积累的基因型差异及其对产量形成的作用,分析了31个糯玉米品种在同一施氮水平下四叶期、拔节期、大口期(12叶期)、开花(吐丝)期、鲜穗采收期和成熟期的植株氮素积累量。结果表明,植株氮素含量随生育进程逐渐下降,植株氮素积累量随生育进程的增加呈不对称的S型曲线变化,可用Richards方程拟合。不同品种各生育时期的氮素含量和积累量均存在显著差异。鲜穗高产品种主要在大口至开花阶段增加了吸氮量;而鲜子粒及成熟子粒高产品种主要在大口至开花,其次在开花至鲜穗采收阶段增加了吸氮量。通径分析表明,氮素积累过程主要影响氮素积累总量的高低,而对氮素利用效率影响较小。氮素积累过程S型曲线的Richards方程特征参数品种间差异显著。最大积累速率大、活跃积累期长、快增期的积累速率大和持续时间长对提高品种的氮素吸收总量有利。属于高产、氮素吸收量大、氮素利用效率高的基因型有6个品种,其大口至开花及开花至鲜穗采收阶段的吸氮量平均值分别为1.136和0.554 g/plant,比其它品种分别高24.3%和37.8%;最大积累速率和快增期的积累速率分别为0.068和0.059 g/(d.plant),比其它品种分别高15.8%和15.9%。活跃积累期和快增期的持续时间平均值分别为63.4和29.5 d,比其它品种分别延长了1.9和0.9d。