盛花期油菜绿肥还田对土壤微生物和后茬花生的影响

为明确油菜作为绿肥对土壤微生物和后茬花生生长的影响,选用种子硫苷含量不同的甘蓝型油菜和芥菜型油菜盛花期地上部作为绿肥,以盆栽方式模拟绿肥归田。结果表明:相比低硫苷甘蓝型油菜,高硫苷的芥菜型油菜不同生育期植株硫苷含量相对较高,花期植株硫苷含量差异显著。模拟还田后30d内,两类油菜植株体内硫苷的降解产物异硫氰酸酯(ITC),均在20d时出现最高峰值。芥菜型油菜硫苷含量高,作为绿肥用其抑制细菌和真菌的能力较强,而低硫苷甘蓝型油菜肥用,对真菌无抑菌能力。芥菜型油菜还田能促进后茬花生生长,花生有效根瘤数和单株干重分别比对照增加11.4%和7.1%,均达到了显著水平。     

甘蓝型油菜硫苷特性与其它生理指标的关系研究

为探寻甘蓝型油菜硫苷含量与其它生理指标的关系,对967H,967L,以及正交F1,反交F1植株的可溶性糖、蛋白质、叶绿素、脯氨酸等生理指标进行了分析。结果表明,从苗期到成熟期,无论高硫苷材料还是低硫苷材料,这些生理指标的变化规律都是先升高后降低,并且可溶性糖含量的峰值在抽薹期,而其它3个指标的峰值均在开花期;但是在不同的生育时期,高硫苷材料的可溶性糖、蛋白质、脯氨酸和叶绿素含量均高于低硫苷材料。     

种子芥酸和硫苷含量对甘蓝型油菜遗传转化的影响

选取低硫苷低芥酸含量的甘蓝型油菜品种“湘油15号”和“Westar”,高硫苷高芥酸含量的甘蓝型油菜品系“GX-272”和“GX29”,利用农杆菌介导法,以pFGC5941为目标载体,分别对其进行遗传转化。以磷化麦黄酮（PPT）作为筛选剂,分别对4个油菜品种（系）的子叶柄分化率和转化率进行统计。结果表明,双低油菜“湘油15号”、“Westar”的子叶柄分化率高于高硫苷高芥酸油菜“GX-272”和“GX29”;而高硫苷高芥酸油菜“GX-272”和“GX29”的转化率则高于双低油菜“湘油15号”、“Westar”。初步认为种子中硫苷和芥酸含量对甘蓝型油菜子叶柄遗传转化的分化率和转化率有一定影响。     

油菜远缘杂交的遗传育种研究Ⅱ．甘蓝型油菜与芥菜型油菜杂交的亲和性及其杂种一代

甘蓝型油菜与芥菜型油菜杂交亲和性的研究结果表明，影响杂交亲和性的因素有杂交亲本、杂交组合方式和生态环境，芥菜型油菜作母本杂交亲和性高于甘蓝型油菜作母本的组合，昆明夏繁配组的甘芥杂交亲和性比长沙春季配组显著提高。芥甘杂种一代形态发育特性和种子油中主要脂肪酸含量多介于双亲之间，株高、分枝数、花期、棕榈酸和花生烯酸含量有超亲优势。芥甘杂种一代自交结荚结实差，作母本与甘蓝型油菜回交结荚率约２５％，与自由授粉相当，但平均每荚粒数比自由授粉增加约５０％；与芥菜型油菜回交和白菜型油菜杂交的结实性不如与甘蓝型油菜回交。     

甘蓝型油菜不同硫苷含量品系 辐射敏感性差异

选择硫苷性状差异较大,而其它品质性状和农艺性状相近的油菜品系967H和967L为材料,探讨了甘蓝型油菜对辐射的敏感性与硫苷含量的关系。结果显示,低硫苷品系比高硫苷品系对辐射敏感。967H的800Gy、1000Gy和1200Gy辐射处理发芽率均极显著高于967L;967H的这三种辐射剂量处理成苗率比967L分别高9.8%、19.8％和20.1％。相同剂量的辐射处理对967L的M1和M2代植株农艺性状的影响显著大于967H,对967L主要农艺性状产生显著影响的辐射剂量为800Gy以上,而对967H主要农艺性状产生显著影响的辐射剂量为1000Gy以上。967L辐射处理M2代植株品质指标变化幅度和突变株发生频率均大于967H。     

辐射敏感性差异

选择硫苷性状差异较大，而其它品质性状和农艺性状相近的油菜品系967H和967L为材料，探讨了甘蓝型油菜对辐射的敏感性与硫苷含量的关系。结果显示，低硫苷品系比高硫苷品系对辐射敏感。967H的800Gy、1000Gy和1200Gy辐射处理发芽率均极显著高于967L；967H的这三种辐射剂量处理成苗率比967L分别高9.8%、19.8％和20.1％。相同剂量的辐射处理对967L的M1和M2代植株农艺性状的影响显著大于967H，对967L主要农艺性状产生显著影响的辐射剂量为800Gy以上，而对967H主要农艺性状产生显著影响的辐射剂量为1000Gy以上。967L辐射处理M2代植株品质指标变化幅度和突变株发生频率均大于967H。     

甘蓝型油菜硫苷含量性状的SSR连锁标记

以硫苷性状差异很大而其它品质性状和农艺性状相近的油菜品系967H和967L及其F1、F2植株为材料,通过建立高硫苷和低硫苷亲本基因池来筛选表现差异的SSR引物,利用差异SSR引物对F2代植株硫苷含量性状进行标记分析,确定其与硫苷性状相连锁的关系。结果表明,SSR引物CB10364与硫苷性状连锁,连锁相关性达极显著水平（F=46.32,p〈0.001）;单因素方差分析表明,标记CB10364对低硫苷性状的贡献率为34.36%。     

油菜叶片和种子硫苷总量形成动态研究

研究了不同时期油菜叶片和种子的硫苷含量,结果表明：高硫苷材料967H和246009—2叶片硫苷含量苗期最高,从苗期到盛花期保持下降,从盛花期到座果期Ⅱ保持增加,从座果期Ⅱ到座果期Ⅴ又保持下降;而低硫苷材料967L和04068-4现蕾期的硫苷含量最高,从现蕾到抽薹降低,从抽薹到始花有所升高,从始花到盛花又有所降低,而从盛花到座果期Ⅴ保持升高。高硫苷和低硫苷材料种子硫苷含量都是先降低后升高,从座果期Ⅲ到座果期Ⅳ,高硫苷材料硫苷含量平均增加89．40μmol／g,而低硫苷材料仅增加9．17μmol／g。在种子发育时期,叶片和种子硫苷含量呈负相关。     

适宜茶园套种的绿肥型油菜资源筛选及初步应用

为推广生态茶园的油菜绿肥套种模式,于2017-2018年在茶园系统筛选和评价适宜套种的油菜资源。比较23个不同油菜品种（品系）的盛花期鲜草的生长与养分还田量,结果发现：茶园套种油菜的生物量、株高、养分还田量等指标表现存在差异;种植后根际土pH、有机质、碱解氮含量发生改变或提升。综合比较分现,品种阳光131、 圣光86和中双11表现相对较好：单株生物量达0.81～1.00 kg;植株养分还田量高,三者的氮磷钾养分还田量分别为 49.21～72.48 kg/hm2、12.64～17.40 kg/hm2和33.64～56.29 kg/hm2,可基本满足茶青的生长需求,且三个品种种植后土壤有效养分和有机质的改善较为明显。大地69和油肥1号株高相对较矮,适宜在低龄或矮枞茶园中套种。于2018-2019年探索油菜品种阳光131作为绿肥在不同树龄的茶园套种的应用,发现土壤的有机质含量显著改善,pH 值显著提升。综上,认为优选油菜品种应用于冬季茶/油菜（绿肥）套种模式     

菠萝茎叶还田对土壤理化特性及下茬菠萝生长的调控效应

在大田条件下研究菠萝茎叶粉碎后直接还田(简称茎叶还田)对土壤理化特性以及下茬菠萝植株生长等的影响.结果表明,茎叶还田后土壤容重显著降低;土壤有机质、有效P、速效K含量等较对照有不同程度的提高,但土壤有效N含量降低.土壤中的脲酶、过氧化氢酶、酸性磷酸酶以及转化酶活性增强,其中酸性磷酸酶和转化酶显著提高.菠萝茎叶还田后土壤中的细菌、放线菌数量增多,真菌数量减少.菠萝茎叶还田促进了下茬菠萝植株生长,株高、叶长、叶宽、青叶数、根条数、根长以及地上部和地下部鲜质量等指标都高于对照.茎叶还田提高了下茬菠萝叶片的叶绿素、可溶性糖及可溶性蛋白含量,植株根系活力增强.茎叶还田后菠萝果实纵、横径增加,单果重、产量提高.     

Management Effects of Disease-Suppressive Rotation Crops on Potato Yield and Soilborne Disease and Their Economic Implications in Potato Production

Soilborne potato diseases are persistent problems in potato production. Use of disease-suppressive rotation crops, such as Brassica spp. (mustards, rapeseed) and sudangrass, has shown potential for management of soilborne diseases and enhanced yield in various crop production systems. However, how to best implement these crops into productive potato cropping systems has not yet been determined. In this research, potential disease-suppressive crops were evaluated under four different types of production management (as a cover crop, green manure, harvested crop-residue incorporated, and harvested crop-residue not incorporated) in potato rotation field trials, and their effects on disease, yield, and economic viability determined. Mustard blend, sudangrass, and rapeseed rotations reduced the tuber disease black scurf (by 16–27 %) and increased yield (by 6–11 %) relative to a barley rotation control, but only mustard blend consistently reduced common scab (by 11 %). All rotation crops managed as green manures produced lower disease (by 15–26 %) and higher yields (by 6–13 %) than other management practices. Overall, the combination of mustard blend managed as a green manure was most effective, reducing scurf by 54 % and increasing yield by 25 % relative to a soybean cover crop. The use of mustard or rapeseed as a harvested crop with incorporation provided the best economic return, increasing net income by more than $860/ha relative to the standard barley rotation, but mustard blend grown as a green manure or non-incorporated harvest crop also substantially increased net income ($600 to $780/ha).     

Role of Belowground Parts of Green Manure Legumes,Crotalaria spectabilis and Sesbania rostrata,in N Uptake by the Succeeding Tendergreen Mustard Plant

Using symbiotically N₂-fixing legumes as green manures is a way to supply N from the atmosphere to cropping ecosystems. Usually whole plants of the green manure are incorporated into soil; hence, the belowground parts as well as the aboveground parts would contribute to N transfer to succeeding crops. However, little is known about the contribution of the belowground parts alone. We assessed N transfer from belowground parts compared to whole plants of two legumes, Crotalaria spectabilis and Sesbania rostrata. Each of the legumes was grown approximately for 3 months in a 1/2000a Wagner pot filled with soil media, and then the roots alone (R) or shoot and root (S + R) were harvested and incorporated in the pots. Tendergreen mustard (Brassica rapa) as the succeeding crop was grown for 66 days in these pots without additional fertilizer. Although the amount of N in green manure in S + R pots was approximately 4-fold higher than that in R pots, differences in N uptake by tendergreen mustard between the S + R and R pots were smaller (1.7-fold for C. spectabilis and 2.3-fold for S. rostrata). This means that N recovery rate by tendergreen mustard was significantly higher in R than in S + R pots with either green manures. Differences in C/N ratio of the green manures could not likely explain the higher N recovery rate in R pots. Bioassay of the aqueous extracts from the green manure with lettuce seedlings suggested that growth inhibitory effects might be responsible for the lower recovery rate in S + R treatment.     

间作对油菜和紫云英生长及产量的影响

为使用地与养地相结合,在保持油菜不减产的同时,建立合理的油菜/紫云英间作技术体系。采用大田试验,研究了紫云英(Astragalus sinicus L.)与不同密度油菜(Brassica napus L.)间作对二者生长和产量的影响。结果表明：紫云英与密度为20~40万株/hm2油菜按2:1带型间作(即1m宽带内播种两行油菜,1行紫云英),间作油菜各处理不同生育期氮磷钾和碳的养分累积量均有高于或接近于油菜单作(MR)的趋势,间作油菜株高、根长、根颈粗、单株鲜重和产量接近于或显著高于密度为30万株/hm2的单作油菜。在保持油菜产量不显著降低的同时,间作模式可以收获3 592~5 724kg/hm2的紫云英绿肥。紫云英与不同密度油菜间作均表现土地资源利用优势(LER>1)。     

甘蓝型油菜叶片硫甙含量的杂种优势研究

用高效液相色谱法测定了甘蓝型油菜品种及杂交后代叶片的硫甙含量及组份，研究了两个低硫杂交组合不同时期油菜叶片硫甙总量及组份的杂种优势，进行了油菜叶片硫甙组份相关性分析，结果表明：普通油菜中油821叶片硫甙苗期含量最高，达33.15μmol/g，随后持续下降；而低硫油菜品系从越冬到现蕾逐渐升高，薹期降低，初花期又升高，盛花时降到最低；6098/1008和6098/M1两个杂交组合在薹期和花期叶片硫甙含量表现较高的负向优势，硫甙含量显著下降；两个杂交组合叶片硫苷组份中2-羟-3-丁烯、4-甲亚砜丁基、5-甲亚砜戊基、3-丁烯基、4-戊烯基等脂肪族硫苷均表现出负向优势，而芳香族硫甙和吲哚类硫甙在不同组合中优势表现不同，在6098/1008组合中仅3-吲哚甲基硫甙表现为负向优势，其他成分均表现为正向优势，在6098/M1组合中所有芳香族硫甙和吲哚类硫甙成分均表现为负向优势。     

种植模式对湘西烟地绿肥生物量和养分积累量的影响

为明确湘西烟地适宜绿肥种植模式,研究了箭舌豌豆、黑麦草、油菜在单作和混作条件下的生物量和养分含量。结果表明：（1）箭舌豌豆的生物量明显高于黑麦草、油菜;（2）箭舌豌豆与其他绿肥混作模式的地下部分生物量要高于单作,但混作绿肥地上部分生物量不如单作;（3）箭舌豌豆以及箭舌豌豆与其他绿肥混作模式绿肥提供的全氮、全磷、全钾、全碳相对较高。因此,在湘西州烟区旱地,以推广种植箭舌豌豆或箭舌豌豆与其他绿肥混作模式为好。     

盐胁迫对油菜幼苗离子吸收和分配的影响

以宝杂油1号和本课题组选育品系南盐油11号为材料,比较了100和200mmol·L-1NaCl胁迫10d对两个甘蓝型油菜(Brassica napus L.)品种(系)幼苗生长及其离子吸收和分配的效应。结果表明,盐胁迫明显抑制油菜幼苗的生长,其中南盐油11号的耐盐性明显高于宝杂油1号。盐胁迫导致植株盐分(Na+、Cl-)含量上升,地上部Na+、Cl-积累明显高于根系;植株体内K+、Ca2+含量明显降低。盐胁迫下,维持体内较高的K+/Na+、Ca2+/Na+比率,维持较高的SK,Na、SCa,Na(离子吸收和运输的K+、Ca2+、Na+选择性比率)是南盐油11号耐盐性高于宝杂油1号的重要原因。     

花生－油菜轮作模式下硼肥及其后效对作物产量的影响

通过田间试验研究硼砂（B,Na2B4O7?10H2O）、Ulexite granular（UB,NaCaB5O9?8H2O）、Etibor-48（EB, Na2B4O7?5H2O）和Colemanite（CB, Ca2B6O11?5H2O）四种硼肥在花生-油菜轮作中的肥效及其后效对作物产量的影响。结果表明,按正常施硼量（纯硼用量1.70 kg/hm2）基施硼砂、UB、EB和CB四种硼肥,花生和油菜产量均有不同程度的提高;两倍施硼量（纯硼用量3.40 kg/hm2）与正常施硼量相比,不同硼肥处理作物增产率均有不同程度降低,其中土壤有效硼含量0.49 mg/kg时,作物增产率并不随施硼量的继续增加而升高。基施四种硼肥,三季作物收获后土壤有效硼含量均高于0.5 mg/kg,秸秆硼含量与作物产量也显著高于不施硼处理。基施硼肥可以改善土壤有效硼状况,具有较强缓释性的硼肥UB和CB在第二季和第三季具有较好的增产效果。在农业生产上可以根据土壤有效硼状况和硼肥本身的缓效性作为基施长效硼肥合理推广利用。     

秸秆还田方式对麦田土壤碳、氮、水动态及小麦产量的影响

为了解不同秸秆还田方式的效果,在田间定位试验的基础上,比较分析了玉米秸秆直接还田(J)、过腹即牛粪还田(F)和发酵后沼液还田(Z)后麦田土壤碳、氮、水和小麦产量的变化。结果表明,三种秸秆还田处理均提高了0~60cm土层土壤有机碳增量(即相对于播前土壤有机碳储量的增加量),在0~20和20~60cm土层三种秸秆还田处理土壤有机碳增量均分别以越冬期和拔节期最高。在越冬期,F和Z处理0~40cm土层的土壤氮含量显著增加,J处理土壤氮含量与不还田对照差异不显著;在拔节期和开花期,三种秸秆还田处理0~20cm土层以及F和J处理20~40cm土层的土壤氮含量均显著增加。秸秆还田提高了土壤保水能力,在开花期,三种秸秆还田处理0~80cm土层的土壤含水量均显著高于对照。在越冬期和拔节期,F和Z处理的干物质积累量和单茎干重与对照差异不显著,但J处理显著降低;三种秸秆还田处理的成熟期干物质积累量和单茎干重均显著增加,以J处理最高。三种秸秆还田处理均显著提高了小麦穗数和产量,其中Z处理增产23.0%。因此,三种秸秆还田方式均能改善土壤质量和提高小麦产量,其中沼液还田综合效应最好。     

甘蓝型油菜抗裂角性生理生化研究

油菜成熟时角果的开裂性严重影响产量和机械化收割效率。为更多地了解裂角的生理生化过程,选取抗裂角性强的甘蓝型油菜品种庆油1号及其母本0911为材料,以两个易裂角材料为对照,测定角果发育过程中角果皮内含水量、乙烯合成速率、内切纤维素酶活性和成熟期生长素（吲哚乙酸、IAA）含量等生理生化指标。结果表明,在角果成熟过程中,抗裂角和易裂角材料的角果皮内乙烯合成速率相近;在角果发育后期的花后55d,抗裂角的角果皮含水量显著高于易裂角材料,内切纤维素酶活性峰值显著低于易裂角材料,而成熟期IAA的含量则高于易裂角材料。推测这些生理生化指标的差异与油菜角果的裂角性密切相关;在成熟过程中,角果脱水速率更慢的材料抗裂角能力更强;成熟角果的脱水速率可作为筛选油菜抗裂角种质资源的重要指标。