不同氮效率小麦品种的光合碳同化特性

不同氮效率小麦品种的子粒产量和氮效率在缺氮条件(-N)下均以氮高效品种(H)最高,中效品种(M)次之,低效品种(L)最低。在-N下,不同氮效率品种相比,旗叶各测定期的光合速率(Pn)、叶肉导度(Gm)、碳酸酐酶(CA)活性、可溶性蛋白含量(SP)和RuBPcase活性均以H最高,M次之,L最低;叶绿素含量(Chl)、气孔导度(Gs)、Ca2+-ATPase活性和Mg2+-ATPase活性在不同氮效率品种之间的表现规律较差。结果还表明,光合作用底物CO2在液相中较强的传导能力和较强的暗反应活性,是氮胁迫条件下氮高效小麦品种具有较强光合碳同化能力和物质生产能力的重要生理基础。-N下的旗叶叶源量(LSC)、光合速率高值持续期(PAD)、叶绿素含量缓降期(RSP)、叶面积(LA)和平均光合速率值以H最大,M次之,L最低;丰氮条件(+N)下,子粒产量、氮效率和旗叶光合生理参数大体以M较好,H次之,L较差,与-N下不同氮效率品种上述性状或参数的表现规律有所不同。     

不同氮效率茄子基因型及其杂种F1的氮素吸收特性

为阐明杂种一代在氮素吸收方面的优势,研究了不同氮效率茄子基因型及其杂种 F1的氮素吸收特性。试验以3个典型氮效率的茄子基因型及其F1代为材料,研究其在正常供氮和低氮胁迫条件下的根系体积、根系干重、氮素吸收总量、根系活力、硝酸还原酶活性及谷氨酰胺合成酶活性。结果表明,与高氮低效-低氮低效基因型L相比,氮高效基因型H1、H2的单株根系体积、根系干重、根系活力以及氮素吸收总量均较大; 且具有较高的硝酸还原酶与谷氨酰胺合成酶活性。三个杂交组合F1-1（L×H1）、F1-2（L×H2）和F1-3（H1×H2）的单株根系体积、根系干重、根系活力、硝酸还原酶活性、谷氨酰胺合成酶活性以及氮素吸收总量的中亲优势（Hm）和超亲优势（Hp）多为正向优势; 其中,组合F1-3杂种优势最为明显。利用杂种在氮素吸收方面的优势,对于改善植株体内的氮代谢水平进而提高氮效率具有重要意义。     

不同磷效率小麦对低铁胁迫的基因型差异

用营养液培养方法研究了不同磷效率小麦幼苗对低铁胁迫的基因型差异。结果表明,低铁胁迫(-Fe)对磷高效基因型小麦生长的抑制作用显著大于对磷低效基因型。低铁处理下,磷高效基因型81(85)-5-3-3-3、Xiaoyan54和Taihe-5025的植株地上部干重平均比正常供铁(+Fe)处理下降55.2%;磷低效基因型Jinghe90-Jian-17、NC37和Jing41平均33.0%。低铁胁迫显著降低了磷高效基因型小麦的叶片叶绿素含量,3个磷高效基因型的叶绿素a、叶绿素b和叶绿素a+b含量分别降低了35.6%、35.3%和35.3%,磷低效基因型分别降低了16.8%、7.7%和11.9%。低铁胁迫对小麦的根系生长、根系吸磷量和磷利用效率均未产生明显的影响,但显著降低了磷高效基因型小麦的植株地上部吸磷量和根效率比。与正常供铁的处理相比,磷高效和磷低效基因型小麦的地上部吸磷量和根效率比在低铁处理中平均降低了55.0%、54.9%和32.5%、36.4%。磷高效基因型小麦植株体内积累的磷量明显高于磷低效基因型,这是磷高效基因型不耐低铁的主要原因。磷效率越高,对低铁的反应越敏感。     

小麦叶片CO2/H2O交换参数 对不同供水条件的响应

Daily change of gas exchange parameter of wheat leaves was measured under different water conditions, the result have showed that, the photosynthetic rate, stomatal conductance, transpiration rate, and intercelluar CO₂ concentration are obvious change in daily. The trend of this change was differ from different water supply and it was influenced by many environment factors, such as soil water status, light, air temperature, and air humidity et al., but mainly determinated by stomatal conductance and photosynthetic characteristic of chloroplast.     

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。     

小麦不同磷效率品种对不同磷源的利用差异及酸性磷酸酶的作用

以小麦磷高效利用品种(03-2917)和低效利用品种(S-10-1)为材料,在水培条件下,测定其生物量、磷含量、根系分泌酸性磷酸酶、根系及叶片酸性磷酸酶活性等,研究不同磷素利用效率小麦品种有机磷吸收利用的差异.结果表明:(1)不同供磷条件下,磷高效品种干物质量、磷积累量较低效品种的大,而磷含量低于低效品种.小麦不同磷素利用效率品种均表现为无机磷处理下根冠比大于有机磷处理,磷高效品种在不同施磷处理下根冠比均较大.(2)不同磷效率小麦品种根系分泌酸性磷酸酶活性在低无机磷处理(0.05mmolP·L-1,Ⅳ)下最大,1/2无机磷+1/2有机磷处理(0.30mmolP·L-1,Ⅱ)大于正常有机磷处理.不同磷处理下,高效品种根系分泌酸性磷酸酶活性均大于低效品种.(3)不同磷效率小麦根系与叶片酸性磷酸酶活性呈现为正常无机磷(Ⅰ)＜1/2无机磷+1/2有机磷(Ⅱ)＜正常有机磷(Ⅲ)＜低无机磷(Ⅳ)的处理,且低效品种大于高效品种.(4)无机磷总量在磷处理及品种间表现与酸性磷酸酶相反的趋势,正常无机磷(Ⅰ)＞1/2无机磷+1/2有机磷(Ⅱ)＞正常有机磷(Ⅲ)＞低无机磷(Ⅳ)的处理,高效品种大于低效品种.     

同磷水平下甘蓝型油菜光合特性的基因型差异研究

采用盆栽土培试验研究了不同磷水平下甘蓝型油菜生长、磷吸收、叶片无机磷含量、光合生理参数的基因型差异,探讨了磷效率与光合作用和碳水化合物分配的关系。结果表明,低磷处理下甘蓝型油菜两个基因型叶片净光合速率、叶绿素含量、叶片蒸腾速率、胞间CO2浓度及气孔导度均显著下降; 由于磷参与了光合进程及光合产物的运输和代谢,磷高效基因型102具有较高的磷吸收效率,体内无机磷浓度较高,因此其光合作用强于磷低效基因型105,产生较多的碳水化合物运输到新叶。     

磷水平对不同磷效率小麦叶绿素荧光参数的影响

采用溶液培养方法,研究了磷水平(0、10、100、500和1000μmol/L)对不同磷效率小麦(西农979和小偃6号)幼苗基部第1叶叶绿素荧光参数与叶绿素含量的影响。结果表明,随着磷水平的增加,两小麦幼苗基部第1叶的叶绿素a荧光参数均表现出先升高后降低的趋势,不同的是小偃6号在磷水平为100μmol/L时就达到了峰值,而西农979的最大值则出现在500μmol/L磷水平下。说明小偃6号(磷高效)的光能转换效率和电子传递效率高于西农979,且受低磷胁迫的影响较小。     

不同年代棉花品种磷效率比较

提高磷肥利用率是当今农田磷养分资源管理面临的重要难题,作物品种改良是提高磷利用率的有效途径之一。为明确新疆不同年代棉花品种(系)磷效率的差异,采用单因素随机区组设计,通过大田试验,以新疆1950s—2013年不同年代的22个棉花品种(系)为材料,研究了不同年代培育的棉花品种(系)在苗期、蕾期、花铃期和吐絮期的磷吸收、利用效率特征,并采用模糊数学隶属函数和聚类分析方法,对不同棉花品种(系)磷效率的高低进行了综合评价。结果表明:不同棉花品种(系)磷吸收效率、利用效率、磷由茎叶向籽粒的转移效率(再转移效率)存在差异。吐絮期磷吸收效率为164.26～395.75 mg·株~(-1),变异系数为3.3%;磷利用效率为0.25～0.40 g·mg~(-1),变异系数为67.7%;磷再转移效率为16.0%～58.1%,变异系数为11.1%。以每20年为一个时期,划分了3个品种更替阶段,棉花磷利用效率在3个阶段没有发生明显改变,始终维持在0.30～0.32 g·mg~(-1);磷吸收效率由225.5 mg·株~(-1)增加到286.3 mg·株~(-1),提高了27.0%;磷由根系向地上部的转移效率(转移效率)没有发生明显改变,始终维持在93.9%～94.9%;磷再转移效率由26.8%增加到38.3%;磷经济利用效率由20.6 mg·mg~(-1)增加到30.4 mg·mg~(-1)。相关性分析表明:不同棉花品种(系)生物量与磷吸收效率呈显著正相关,而与磷利用效率无显著的相关性;皮棉产量与磷吸收效率、转移效率、再转移效率、经济利用效率呈极显著正相关,而与磷利用效率相关性不明显。对22个棉花品种(系)吐絮期生物量、皮棉产量、磷吸收利用效率及转移效率和经济利用效率等性状指标的综合评价和聚类分析,将22个品种(系)分为磷高效型、中效型、低效型和极低效型4组,‘新陆早50号’‘新陆早57号’‘军棉1号’为磷高效型品种。与磷低效组相比,磷高效组的品种具有较高的生物量和产量。以上结果表明,新疆棉花高产育种过程提高了磷素吸收、再转移和经济利用效率。     

液培条件下磷水平对两种磷效率小麦根际特征的影响

为探讨磷高效型小麦(小偃54)和磷低效型小麦(京411)在不同磷水平下根际特征的差异,测定了液培条件下苗期小麦的植株生物量和吸磷量、根际pH值与根系分泌的酸性磷酸酶活性等。结果表明,不同磷水平(P0:0、P1:0.5 mmol/L和P2:1 mmol/L)下,磷高效型小偃54的植株吸磷量和根部生物量从移苗第6 d起明显高于磷低效型京411,在P0水平下尤为明显,且随培养时间的延长两者差距逐渐增大;小偃54的根际pH值在移苗初期与京411并无明显差异,随着培养时间的延长,小偃54的根际pH值显著低于京411,但两者单位根系分泌质子量差异逐渐减小。从移苗第6 d到第18 d,小偃54在不同磷水平下酸性磷酸酶的分泌量均显著高于京411;小偃54在P0水平下根系分泌的酸性磷酸酶量显著高于P1和P2水平,而京411从第12 d起才有相同规律,小偃54比京411对磷胁迫反应快且强度大。由此可见,在不同磷水平下,磷高效型小偃54在苗期的各项测定指标均优于磷低效型京411,在P0水平下两者根际特征差异尤为显著,且两种小麦根际特征差异与苗期生长天数有很大的关系。     

小麦不同品种的水分利用特性及对灌溉制度的响应

为了研究不同小麦品种的水分利用特性和对灌溉制度的响应,该文于2003～2004年在中国科学院栾城农业生态试验站对19个抗旱节水性不同小麦品种进行了不同灌溉处理下,其生长发育特性、产量、耗水量和水分利用效率(WUE)的比较研究,结果表明不同小麦品种的水分利用特性有显著差异。不同小麦品种产量相差最大达44.86%,水分利用效率相差可达42.18%。根据系统聚类分析,把19个小麦品种分为高产高WUE型、中产高WUE型、中产中WUE型和低产低WUE型4种类型。不同类型的小麦,对灌溉制度的响应不同。高产高WUE类型在本试验年灌溉60 mm,产量可达到7415 kg/hm²,水分利用效率可达15.91 kg/(mm·hm²)。在华北平原适于种植石家庄8号等高产高WUE型小麦,其在不降低产量和水分利用效率的情况下,减少灌水60～120 mm,具有明显的节水增产效益。     

不同产量水平旱地冬小麦品种的氮磷利用差异分析

以9个旱地冬小麦品种为材料,通过田间试验研究不同产量水平旱地冬小麦品种氮、磷效率的差异。结果表明,不同冬小麦品种的籽粒和地上部吸氮量、吸磷量、氮磷收获指数、氮磷效率均存在明显差异。随养分投入水平的提高,不同产量水平品种的籽粒和地上部吸氮量、吸磷量均提高,高产品种随养分投入增加而提高的敏感程度高于中产和低产品种。氮磷收获指数随养分投入水平的提高没有明显的变化规律。低养分投入水平下,高产品种的氮肥回收率和偏生产力分别较低产品种高222%和49%;磷肥回收率和偏生产力分别较低产品种高766% 和49%,高投入降低了各产量水平品种的偏生产力。     

磷素子粒生产效率不同品种的小麦磷素吸收利用差异

盆栽试验研究了130份小麦不同生育时期的干物重、磷素含量、子粒产量等指标,采用组内最小平方和的动态聚类方法将供试品种按磷素子粒生产效率从低到高依次分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ 6个类型,研究不同类型磷素吸收利用的差异。结果表明: 1）供试品种的磷素子粒生产效率差异较大（CV=1660%）,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ类品种的平均磷素子粒生产效率为P 13629、15167、16916、18589、20132、24466 g/g。子粒产量随磷素子粒生产效率提高呈增加趋势（r=03203**）。2）不同生育时期,小麦植株磷浓度与吸磷量类型间差异显著或极显著。成熟期磷素子粒生产效率与植株磷浓度极显著正相关（r=06969**）,子粒产量与抽穗期、成熟期植株吸磷量显著或极显著相关（r=02966*、r=09271**）。3）不同生育时期磷素干物质生产效率的类间差异均达显著水平; 成熟期磷素干物质生产效率与磷素子粒生产效率极显著正相关 （r=07391**）。4）拔节期、抽穗期和成熟期干物重均表现出随磷素子粒生产效率增加而增加的趋势,成熟期尤为突出。拔节期成熟期磷素吸收量是影响子粒产量形成的重要因素,磷素子粒生产效率高的品种在拔节期后有较强干物质和子粒产量形成能力。     

不同氮效率基因型冬小麦生理特征的比较研究

采用田间小区试验,通过对两个不同氮效率基因型冬小麦小偃22(XY22)和小偃6号(XY6)产量和构成因素,氮素吸收利用效率以及关键生育期的硝酸还原酶、叶水势、叶绿素含量等生理指标测定,探讨了其对氮素利用的差异及其机理。结果表明,不施氮处理,子粒产量、硝酸还原酶活性、叶水势、叶绿素含量明显降低,而施氮后明显提高;氮素吸收利用效率、叶水势、叶绿素含量在施N150 kg/hm2时保持在较高水平。两个基因型中,小偃22比小偃6号的生理代谢更加旺盛,施氮加强了这种作用,这可为进一步选育氮高效利用型小麦品种提供科学依据。     

Remobilization and utilization of phosphorus in wheat cultivars under induced phosphorus deficiency

A solution culture study was conducted to compare the phosphorus (P) remobilization efficiency of four wheat cultivars under induced P deficiency. Wheat cultivars, i.e. Sarsabz, NIA-Sunder, NIA-Amber and NIA-Saarang were initially grown on adequate P nutrition for 30 days and then exposed to P-free nutrient solution for next 15 days to study P remobilization. Completely randomized design (CRD) with ten replicates per cultivar was employed. Cultivars varied for biomass production, P concentration, P uptake, and P utilization efficiency at both harvests. Overall, more than 75% of absorbed P was mobilized from older leaves to younger leaves as well as roots of all cultivars during P-omission period. However, cultivars could not produce significant variations (P < 0.05) in P remobilization, which implied that P remobilization was only a stress response to P deficiency in wheat cultivars and it could not be related to P utilization efficiency of these cultivars.