小麦养分效率评价指标和养分高效种质筛选

小麦是我国重要的粮食作物,筛选养分高效小麦品种是品种推广应用的基础,也可以为养分高效育种提供种质.本试验以黄淮麦区135个品种/系为材料,设置正常氮磷钾(CK)、低氮(LN)、低磷(LP)和低钾(LK)4个处理,研究不同养分处理条件下小麦产量性状和氮磷钾养分效率的基因型差异,建立以产量及产量三要素为基础的养分效率指数评...     

不同基因型小麦氮营养效率的差异

通过土培和水培试验，系统研究了宁夏６个小麦品种氮营养差异的表现型特征。结果表明；１．氮营养效率在供试品种间存在着极大的差异。在低氮条件下，籽粒产量，干物质生长量，总吸氮量，氮运转效率及经济利用效率等表现型指标在品种间的差异顺序均匀宁春１０号－１３号－４号－１６号－１４号－１５号；在高氮条件下差异顺序为宁春１０号－４号－１６号－１３号－１４号－１５号。２．上述表现型指标都可作为筛选和鉴定Ｎ－高效基因     

植物氮营养高效基因型筛选指标研究进展

植物氮营养效率的基因型差异决定了不同的氮肥供应条件下氮素吸收利用能力的差异,选用氮营养高效品种可以在低氮条件下获得高产,同时减少了氮肥的浪费和对环境的污染。笔者对近年来的植物氮高效基因型筛选研究进行了综述,并对今后开展氮效率研究工作进行了展望。     

小麦氮高效基因型的蛭石盒筛选

为探索一种简便易行的小麦氮高效基因型筛选方法,以塑料盒为栽培容器,以浇施营养液的蛭石为栽培介质,对黄淮麦区24个小麦基因型在3种氮素水平下进行了氮高效基因型的筛选。结果表明,这种蛭石盒筛选法,能有效筛选出不同氮素水平的氮高效基因型,利用该方法筛选出的低氮高效基因型有石家庄8号、邯6172和科农199,高氮高效基因型有矮抗58和092-38,氮不敏感基因型有092-39,其中石家庄8号为典型的低氮高效型品种,矮抗58为典型的高氮高效型品种,筛选结果与材料的田间表现比较一致。这种蛭石盒筛选法不但操作简单,而且筛选效果明显,可应用于小麦营养高效研究。     

不同基因型小麦磷素代谢差异研究

临汾118单茎磷素含量在缺磷条件下极显著高于鲁麦13，在施磷条件下显著低于鲁麦13；有机磷，无机磷值，临汾118在生育前期高于鲁麦13，而在灌浆期后低于鲁麦13；临汾118籽粒中磷素含量较鲁麦13低，而保留在地上其他部分的磷紊含量较鲁麦13高；挑旗期后临汾118单位磷素对应的群体净光合速率较高；临汾118为磷紊高效、不敏感品种，而鲁麦13为磷素低效、敏感品种；较高的籽粒P2O5的籽粒生产量或较低的籽粒磷素含量可以作为磷高效小麦品种的一个选择指标。     

黄淮麦区小麦成株期磷高效基因型的鉴定和筛选

[目的]快速筛选磷高效基因型小麦品种.[方法]以黄淮麦区112份小麦品种(系)为材料,设置正常磷和低磷2个磷处理,通过大田池栽试验,对小麦成株期19个与产量及磷效率相关性状进行分析,并以济麦22为对照,筛选磷效率和产量均表现优异的磷高效基因型.[结果]与正常磷处理相比,低磷条件下,小麦的8个产量性状(单株穗数、千粒重、株高、穗长、可育小穗数、穗粒数、单株粒重和地上单株总重)和3个磷积累量性状(单株籽粒、单株秸秆和单株地上总磷积累量)均显著下降,而3个磷利用效率性状(籽粒、秸秆和地上总磷利用效率)均显著增加,说明低磷胁迫会使小麦成株期的产量和磷积累量大大降低,但明显提高磷利用效率;相关性分析发现,株高、可育小穗数和单株粒重与秸秆和地上单株含磷量和3个磷积累量性状均呈显著正相关,与2个磷利用效率性状呈显著负相关(P≤0.01),可以作为磷效率的初步快评指标.正常磷处理下筛选出17个磷高效基因型,其中旱选H28、2010品4891和周麦28的单株粒重比济麦22分别高出36.07％、31.96％和37.44％,地上总磷利用效率比济麦22分别高出49.34％、49.42％和33.05％;低磷处理下筛选出10份磷高效基因型,其中河农826的单株粒重和地上总磷利用效率分别比济麦22高出37.69％和20.42％;另外,旱选H23、旱选H28和徐麦856在正常磷和低磷处理下均被鉴定为磷高效基因型,可能具有较高的育种价值.f结论]该研究为培育磷高效品种提供了原始亲本材料.     

氮磷钾配比及用量不同对小麦产量的影响

经过四因子三水平正交试验,试验结果表明小麦施肥以每公顷施纯N67.5Kg、P2O5135kg、K2O60kg为最佳配方,该项配方在本试验中产量名列首位,小麦产量达到2276.2kg/hm2比对照增产88.8%,折产值3141.16元/hm2减去肥料成本,纯收入2346.91元/hm2,比对照多收683.21元/hm2,由于配比合理有效地提高了肥料利用率,经济效益显著增加。     

氮胁迫下高效玉米基因型的筛选研究

[目的]为了研究玉米杂交种在氮胁迫下的生长反应,为玉米氮高效基因型的筛选提供一些参考。[方法]以玉米苗期地上部植株干重的相对量(W-N/W+N)作为筛选氮素效率的标准,相对干重大于0.50的玉米基因型称为氮高效基因型,相对干重小于0.10的玉米基因型称为低效基因型。通过水培法研究不同玉米基因型对氮素胁迫的适应性差异。[结果]氮高效玉米基因型、氮低效玉米基因型在-N和+N处理下的平均株高、根冠比分别为68.4 cm和83.4 cm4、8.6 cm和88.5 cm,0.471、0.847和0.256、0.214。在氮磷钾正常供应条件下,氮高效玉米基因型比低效玉米基因型的产量降低14.69%;在氮素缺乏条件下,氮高效玉米基因型比低效玉米基因型的产量提高2.26%;在缺氮条件下,高效玉米基因型比氮磷钾正常供应时增产7.55%,而低效玉米基因型比氮磷钾正常供应时减产10.28%。[结论]苗期生物量可以作为高效玉米基因型筛选的指标之一。     

浮尘对土壤及小麦矿质元素含量的影响

通过小麦盆栽试验和室内理化分析,研究浮尘对土壤以及小麦营养成分及矿质元素含量的影响.结果表明:浮尘为土壤提供了细粒物质和营养元素.受浮尘覆盖影响,小麦含氮量下降了46.2%,含磷量下降了71.9%,钾元素含量变化不大;微量元素含量也有变化,其中铁、锰含量高于于无尘小麦,而锌含量低于无尘小麦.     

马铃薯氮营养高效基因型筛选指标的研究进展

通过对马铃薯氮高效基因型筛选指标研究进展进行论述,展望马铃薯氮营养高效利用筛选指标确定的一些新技术,为青海省马铃薯产业发展中再上新台阶提供技术支撑,同时为进一步发掘氮高效利用基因型材料、培育氮高效利用马铃薯新品种提供基础。     

氮磷钾不同配比对小麦产量及肥料利用率的影响

应用"3414"田间试验方案研究不同氮磷钾配比对小麦产量的影响,建立丹阳地区小麦产量(Y)与氮(N)、磷(P)、钾(K)肥用量的肥料效应函数Y=141.84 18.16 N-2.36 N2 8.73 P-1.93P2 9.81K-0.97 K2 0.07NP 0.46NK 1.32PK,获得在丹阳地区粉沙土中等地力水平下小麦的最佳经济产量为5 152.1 kg/hm2,氮、磷、钾的最佳施用量为N 216.0 kg/hm2、P2O5 77.2 kg/hm2、K2O 122.6 kg/hm2.肥料效应方程表明,氮肥对小麦的增产增效最明显,其次是钾肥.氮、磷、钾肥料配合施用能促进小麦对氮、磷、钾的吸收.在氮肥处理中,N1水平(94.5 kg/hm2)的氮素利用率为34.5%～44.4%,高于N2水平(189.0 kg/hm2),N3水平(283.5 kg/hm2)最低,仅为29.2%;磷、钾肥利用率的变化趋势与氮肥类似.     

小麦氮素高效利用的研究进展

氮是植物生长发育所必需的营养元素之一,采用氮高效品种挖掘作物高效吸收利用氮素的潜力是提高氮肥利用率的有效途径.就小麦对氮素高效利用及其影响因素的研究进展进行了综述,对国内外有关小麦在氮素利用效率方面的差异性及其在不同生育期干物质与氮素变化状况等内容进行了分析,并在此基础上提出了进一步研究需要关注的问题.     

氮高效利用基因型水稻根系形态和活力特征

【目的】研究水稻（Oryza sativa）氮高效利用基因型根系形态和活力变化,为根系的栽培调控和育种改良提供理论依据和技术参考。【方法】选择前期筛选出的水稻氮利用效率高低不一的基因型为试验材料,在比较氮利用效率基因型差异的基础上,采用水培试验,利用根系分析系统提取苗期至抽穗期不定根、粗分枝根和细分枝根的长度、表面积和体积等形态指标数据,探讨各类根形态与氮吸收的关系,同时分析氮高效利用基因型中典型材料不同供氮水平下根系活力变化。【结果】（1）水稻产量和氮利用效率呈现极显著的基因型差异,氮高效利用基因型籽粒产量、籽粒氮积累量、氮素干物质生产效率、氮素籽粒生产效率和氮素收获指数比低效基因型高50.20%、34.20%、11.48%、26.01%和12.50%。拔节期和抽穗期水稻干物质量、氮积累量与籽粒产量、氮素籽粒生产效率、氮素收获指数均呈现显著或极显著正相关,抽穗前（特别是拔节期和抽穗期）的物质积累和氮的吸收显著影响水稻产量和氮利用效率的提高。（2）低氮水平下,氮高、低利用效率基因型间的根系形态指标差异显著。细分枝根根长占水稻总根长的比重最大,为73.40%,且高效基因型在苗期、分蘖期、拔节期和抽穗期比低效基因型分别高32.09%、14.66%、14.40%和12.69%;粗分枝根表面积和体积分别占水稻总表面积和总体积29.81%和43.50%,其中高效基因型粗分枝根表面积在拔节期和抽穗期比低效基因型分别高94.70%和64.38%,体积分别高90.24%和58.18%;不定根根长、表面积和体积分别占水稻总根长、总表面积和总体积19.68%、36.66%和41.19%,且高效基因型不定根根长、表面积和体积在拔节期比低效基因型高40.84%、44.90%和51.02%,差异最大。（3）氮高效利用基因型根系吸收面积和还原力随着氮水平的提高显著降低,而氧化力变化不大。相同氮水平下,氮高效利用基因型拔节后总吸收面积、活跃吸收面积、氧化力、还原力分别为低效基因型的1.3-2.1倍、1.1-3.2倍、1.0-3.0倍、1.4-2.2倍。（4）低氮水平下,粗分枝根的根长、表面积和体积对氮积累量影响程度最大,为47.1%-78.4%。粗分枝根的发育情况直接影响氮的吸收,从而影响水稻产量和氮利用效率。【结论】低氮条件下良好的根系形态和生理活性是水稻氮高效利用的重要特征。培育氮高效利用基因型,可对水稻营养生长期根系形态和活性加以遗传改良,尤其是提高粗分枝根的比例,以期塑造良好的根系构型。     

氮高效利用基因型大麦氮素转移及氮形态组分特征

【目的】揭示氮高效利用基因型大麦生育后期氮素分配转运的生理机制,为大麦高效氮肥管理和高产栽培提供理论依据。【方法】采用土培盆栽试验,利用前期筛选出的氮高效利用基因型大麦（DH61、DH121+）和低效利用基因型大麦（DH80）为试验材料,分析其在不施氮、低氮（125 mgN·kg^-1土）、正常氮（250 mgN·kg^-1土）和高氮（375 mgN·kg^-1土）4个氮素处理下籽粒产量、生物量及生育后期地上部营养体氮素转移特性和植株氮形态组分构成特征。【结果】（1）随施氮量的减少,不同氮效率基因型大麦籽粒产量和地上部生物量均减少。同一施氮处理,高效基因型大麦籽粒产量和地上部生物量高于低效基因型。不施氮处理下,高效型大麦DH61和DH121+籽粒产量分别是低效型DH80的1.96、2.03倍;低氮处理下分别是低效型DH80的2.10、2.37倍。扬花期和灌浆期,不施氮和低氮处理下两类基因型大麦植株氮浓度无明显差异,氮高效基因型大麦干物质形成能力较强。（2）高效基因型大麦植株能够积累较多的氮素,扬花前高效基因型氮素积累量占大麦生育期氮积累量的比例高于低效基因型。低氮（125 mgN·kg^-1土）、正常氮（250 mgN·kg^-1土）、高氮处理（375 mgN·kg^-1土）下,高效基因花前氮素积累量是低效基因型的1.31、1.38、1.49倍,充足的氮素积累为后期灌浆结实奠定了物质基础。（3）随着氮素用量的增加,氮素转运量呈单峰曲线变化,氮素转移率和氮素转运量对籽粒的贡献率则逐渐下降,过高的氮肥施用不利于氮素向籽粒的转运。高效基因型DH61和DH121+籽粒氮素来源更多依赖于前期地上部营养体的氮素转移,不施氮和低氮氮素转运量对籽粒的贡献率分别为35.06%、40.06%和76.37%、81.72%。而低效基因型DH80籽粒的氮素来源则以后期根系氮素的吸收和转移为主,氮素吸收量对籽粒的贡献率为68.20%和34.84%。（4）相同氮素处理下,扬花至灌浆期大麦茎秆和叶片中营养性氮含量增加,功能性氮含量变化平稳,而结构性氮含量则降低;籽粒营养性氮含量逐渐增加,结构性氮含量缓慢下降。且较低效基因型,高效基因型大麦茎秆和叶片结构性氮含量的降低幅度大,氮素转运能力强。低氮处理下,高效基因型扬花期至灌浆期茎秆和叶片结构性氮含量分别降低49.57%、62.58%;灌浆至成熟期分别降低64.47%、28.11%。【结论】氮高效利用基因型大麦籽粒氮含量受花后茎秆和叶片中结构性氮的分解转化决定,营养器官中结构性氮的再利用有利于氮素利用效率的提高。     

不同基因型玉米品种氮素营养效率差异的研究

在不同氮肥水平下对6个基因型不同的玉米杂交种的子粒产量、生物产量、吸氮量、叶片硝酸还原酶活力(Nitrate reductive activity缩写NRA)等测定结果进行了分析。试验结果表明：4个中晚熟品种DK743、DK656、中单2号和户单1号的氮素营养效率较高，产量高；而2个早熟品种酒单2号和石玉905的氮素营养效率较低，产量也低。适当供氮能提高叶片NRA、干物质积累量、子粒产量等。提高幅度因品种特性而异。     

氮肥施用时间和植物生长调节剂对小麦氮吸收和利用的影响

研究了氮肥施用时间和植物生长调节剂对小麦氮吸收和利用的影响。结果表明,氮肥施用时间和植物生长调节剂对小麦植株氮含量、积累和利用有显著影响。烯效唑 (S₃₃₀₇)和GA₃处理均能增加植株的氮含量,二者又以GA₃处理的效果更为明显。S₃₃₀₇和GA₃混合使用能明显提高各生育期的氮含量。植株氮含量在基因型之间差异显著,孕穗期叶片和茎杆扬麦5号显著高于浙农大941,而成熟期则以浙农大941较高。S₃₃₀₇由于抑制干物质合成而减少了氮的积累,而GA₃则增加氮的积累并减轻S₃₃₀₇的抑制作用。氮利用效率(NUE)和氮效率比(NER)在基因型和不同植物生长剂处理之间存在着显著差异。扬麦5号的NUE和NER高于浙农大941。与S₃₃₀₇或GA₃单独使用相比,两种生长调节剂混合应用显著增加了NUE和NER。     

周年氮磷钾配施模式对砂姜黑土麦玉轮作体系籽粒产量和养分利用效率的影响

【目的】探讨周年不同氮磷钾配施对砂姜黑土麦玉轮作体系产量及养分利用效率的影响,明确适宜豫东南砂姜黑土麦玉一体化种植的氮磷钾配施模式。【方法】于2012—2014年连续两年在河南省周口市商水县典型砂姜黑土区设置氮磷钾不同配施大田定位试验,研究磷钾肥总用量不变、2种氮用量投入水平下麦玉两季磷钾配施模式对冬小麦-夏玉米轮作种植体系氮、磷、钾养分吸收利用及产量的调控效应。其中,氮肥设全年用量360.00kg·hm~(-2)和540.00 kg·hm~(-2)两个梯度,磷钾肥总量不变,设计4种配施方式,即麦季全磷玉米全钾(磷肥和钾肥分别全部施用于小麦季和玉米季)、麦季全磷玉米重钾(磷肥全部施用于小麦季,钾肥按麦玉两季42﹕58的比例分配)、麦季重磷玉米全钾(磷肥按麦玉两季64﹕36的比例分配,钾肥全部施用于玉米季)、麦季重磷玉米重钾(磷肥按麦玉两季64﹕36的比例分配,钾肥按麦玉两季42﹕58的比例分配)。【结果】高氮水平下麦玉两季磷钾肥分施能促进作物产量三要素的协调发展,显著提高冬小麦的穗数和夏玉米的穗长与行粒数,且两年度单季作物和全年籽粒产量均以麦季重磷且玉米季重钾P8处理最高,周年产量分别达21 274.2 kg·hm~(-2)和20 219.1 kg·hm~(-2)。砂姜黑土区冬小麦和夏玉米地上部养分含量大小均表现为氮钾磷。与低氮水平相比,高氮水平有利于提高植株地上部总氮、磷、钾的含量,然而氮素的偏生产力(NPFP)、吸收效率(NUPE)、利用效率(NUE)有所降低。磷钾肥分施不仅能促进冬小麦和夏玉米对氮素的吸收,还可有效防止元素的流失,提高作物对磷素和氮素的吸收和利用,显著提高磷钾两类元素的偏生产力(PFP)、吸收效率(UPE)。而磷钾全施在麦玉某一季作物上,由于磷肥易固定、钾肥易流失的原因,造成肥料后效减小,下茬作物因养分供给不平衡而影响作物对氮磷钾的吸收利用,致使产量降低。低氮水平下麦季重磷、玉米季重钾P4处理的氮磷钾养分利用较其他处理表现较优;高氮水平下麦季重磷、玉米季重钾P8处理的单季和周年氮素偏生产力及吸收效率均显著高于其他处理。【结论】综合考虑养分利用效率和籽粒产量,在本试验条件下,麦季重磷、玉米季重钾配施模式有利于养分效率和产量的同步提高,可作为豫东南砂姜黑土及相似生态类型区冬小麦-夏玉米轮作种植高产高效施肥的优选模式。     

新型尿素对冬小麦产量及氮素吸收利用的影响

为明确新型尿素在冬小麦的应用效果,采用田间试验,研究了普通尿素（Urea）、控失尿素（LC Urea）、海藻酸尿素（H Urea）、聚能网尿素（N Urea）、含锰尿素（Mn Urea）、控失尿素一次施肥（LC Urea 1）、普通尿素+等量锰（Urea+Mn）和不施肥（CK）对冬小麦产量、叶片SPAD、叶片光合生理特性和氮素吸收利用的影响。结果表明,LC Urea和H Urea处理较Urea处理的小麦拔节期叶片SPAD分别显著提高1500%和1300%,灌浆期净光合速率分别显著增加3304%和2076%,气孔导度分别显著提高2609%和2174%,氮素积累量分别显著增加1439%和1236%,氮肥利用率分别提高4575%和3902%。N Urea和Mn Urea处理与Urea处理的产量无显著差异,LC Urea和H Urea处理较Urea处理显著增产1449%和1333%。控失尿素和海藻酸尿素能够有效提高穗数,改善冬小麦光合生理特性,促进氮素吸收利用,提高冬小麦产量和氮肥利用率,可在豫北潮土区推广应用。     

小麦钾效率鉴定和钾高效利用种质的筛选

为快速筛选钾高效小麦品种,通过正常钾和低钾2个营养水平的大田营养池栽培试验,对黄淮麦区110份小麦品种/系的11个产量和9个钾效率相关性状进行综合鉴定,并以济麦22为对照,筛选出钾效率和产量均表现优异的钾高效利用种质。结果表明：与正常钾处理相比,低钾处理会显著降低小麦产量和钾吸收效率,但会显著提高钾利用效率;相关性分析发现,穗长、可育小穗数和穗粒数与钾吸收效率性状之间呈极显著正相关关系（P＜0.01）,与钾利用效率性状之间呈显著负相关关系（P＜0.05）,可作为钾效率的初步快速评价指标。与对照相比,在正常钾处理下筛选出2份钾高效利用种质,旱选H28和品3483,两者单株粒重分别高出17.12%和10.67%,地上部分钾利用效率分别高出27.27%和9.09%;低钾处理下筛选出5份钾高效利用种质,其中旱选H27和洛旱9号的单株籽粒重比对照分别高出18.48%和14.36%,单株钾利用效率比对照分别高出14.29%和21.43%。