大豆一根瘤菌的固氮作用

报道了我国主要大豆产区根瘤菌和寄主品种固氮资源的分布、主要类型、固氮作用。我国多年连续种植的大豆的田块，根瘤菌菌数每克干土一秀超过10^4个，大部分零星隔年种植和不常种植大豆的田块根瘤菌数每克干土低于10^4个，多数根瘤菌土著者能与大豆栽培品种有效结瘤，但主要是中、低效固氮者，在自然条件下，供试的春大豆中高效固氮者占31．7％，供试的夏大豆高效者占64．3％，人工接种根瘤菌（113－2），春豆中高效固氮者占40．9％，夏豆占53．6％，我国的栽培大豆是较好的耐高氮共生固氮资源，评价出2个在5mM NH3^-条件下结瘤的品种。     

大豆-根瘤菌的固氮作用

报道了我国主要大豆产区根瘤菌和寄主品种固氮资源的分布、主要类型、固氮作用。我国多年连续种植的大豆的田块 ,根瘤菌菌数每克干土一般超过 10 4 个 ,大部分零星隔年种植和不常种植大豆的田块根瘤菌数每克干土低于 10 4 个。多数根瘤菌土著者能与大豆栽培品种有效结瘤 ,但主要是中、低效固氮者。在自然条件下 ,供试的春大豆中高效固氮者占 31.7% ,供试的夏大豆高效者占 6 4.3% ;人工接种根瘤菌 ( 113 - 2 ) ,春豆中高效固氮者占 40 .9% ,夏豆占 5 3.6 %。我国的栽培大豆是较好的耐高氮共生固氮资源 ,评价出 2个在 5mMNO-3 条件下结瘤的品种。     

小麦腥黑穗病研究进展

腥黑穗病是威胁全球小麦生产的重要病害之一,其流行导致小麦大幅度减产乃至绝收,并且由于其病菌的生存能力顽强,更加剧了危险程度。本文从小麦腥黑穗病国内外发病历史、近年来流行危害情况、病原菌及其毒性小种和抗性种质研究进展等方面进行了综述,重点对抗源材料和抗性基因的研究与利用进行了综述和分析。通过系统的分析认为,国外对该病给予了特别的关注,进行了较为全面、深入的研究,对持久控制起到了促进作用;国内的研究明显不足,特别在抗源材料研究、抗性基因开发利用方面处于较严重的滞后状态。通过对近年来国内其他省份和甘肃省的病情变化态势综合分析发现,跨区、跨省种子调运和农户间的交换,加剧了该病的流行危害,目前呈加重流行态势。建议加强抗性材料的储备、抗源筛选以及防治技术和抗病育种研究。     

小麦雄性不育的育性基因定位研究进展

本文综述了多年来小麦雄性不育的育性基因（不育基因和恢复基因）定位方法和研究进展,诸如单体定位,缺（体）－四（体）定位,端体定位,缺失系物理图谱定位以及分子标记等。同时总结了各种不育类型（ＣＭＳ,细胞核雄性不育,光温敏雄性不育）的育性基因定位的研究结果。     

糯性小麦研究进展

糯小麦(Waxy wheat)因有高于普通小麦的支链淀粉含量,在食品和工业方面有很大的应用价值和潜力,自发现后就成为各国小麦研究的重点之一.通过多年的努力,人们在糯小麦的遗传机理、育种理论和方法、品质性状及利用等方面的研究都取得了很大的进展,并在1995首次育成了全糯性小麦.糯小麦根据其糯蛋白缺失情况可分为8种类型.控制3个Waxy位点的Wx-A1,Wx-B1和Wx-D1基因分别位于染色体的7AS、4AL和7DS上.3个基因的核苷酸序列长度分别是2 781、2 794、2 862 bp,基因的完全编码区含有11个外显子和10个内含子,在核苷酸序列上三个糯基因彼此之间有惊人的同源性.研究表明,直链淀粉含量和淀粉糊化特性受Wx-B1的影响最大,其次是Wx-D1,Wx-A1蛋白的影响最小.糯小麦的鉴定主要在细胞水平、蛋白质水平、分子水平上进行,I2-KI染色法和SDS-PAGE法是较常见的鉴定小麦糯性的方法.糯小麦野生型与突变型基因组成差异的发现使得分子标记技术在糯小麦的选育中得到了极大的发展和利用.     

小麦温光发育及相关基因研究进展

春化作用和光周期现象是影响小麦抽穗、成花转变的重要因素,与小麦的适应性密切相关。温光发育特性是决定小麦适应性的重要生态因素,其影响小麦种植区域分布、引种以及栽培措施的选择。小麦温光发育受4个春化主效基因 Vrn-1、 Vrn-2、 Vrn-3和 Vrn-4及3个光周期基因 Ppd-D1、 Ppd-B1和 Ppd-A1的调控。丰富的春化、光周期基因等位变异,可提高小麦的遗传多样性和广泛适应性。本文综述了近年来小麦温光发育与分子基础研究进展,主要包括小麦春化发育特性、光周期发育与温光互作效应、春化和光周期基因的分子机理以及等位变异类型与地理分布,并分析了小麦冬春性与温光互作分子机理研究中存在的问题,以期为小麦温光发育的分子研究、品种遗传改良和引种提供理论依据。     

小麦雄性不育的育性基因定位研究进展

本文综述了多年来小麦雄性不育的育性基因（不育基因和恢复基因）定位方法和研究进展,诸如单体定位、缺（体）—四（体）定位、端体定位、缺失系物理图谱定位以及分子标记等。同时总结了各种不育类型（ＣＭＳ、细胞核雄性不育、光温敏雄性不育）的育性基因定位的新近研究结果。     

缺磷胁迫对大豆根瘤生长和结瘤固氮的影响

采用砂培培养方法研究了缺磷胁迫对大豆根瘤生长和结瘤固氮的影响.结果表明:缺磷胁迫抑制了大豆根瘤的生长,表现为根瘤干重重下降,根瘤数量减少;缺磷胁迫显著降低了大豆的固氮能力,表现为根瘤吲氮酶活性和豆血红蛋白含量降低;缺磷胁迫降低了大豆的固氮量,固氮量随磷水平的增加而增加,随着生育时期的推进,固氮量表现为先增加后降低再增加的趋势,无磷(0μmol·L~(-1))与高磷(50 μmo·L~(-1))以及低磷(30μmol·L~(-1))与高磷处理间均达到了5%的显著差异.因此,缺磷胁迫抑制了大豆的结瘤固氮作用,使大豆的同氮效率降低.     

施氮量对小麦氮素利用的影响

为给小麦氮肥高效利用提供依据,采用大田试验,连续2个年度(2012~(-2)013、2013~(-2)014)分别在潮土(济南)和棕壤(淄博)两种土壤类型上观测了0kg·hm~(-2)(对照)、69kg·hm~(-2)、138kg·hm~(-2)、207kg·hm~(-2)、276kg·hm~(-2)(高氮处理)和345kg·hm~(-2)(富氮处理)纯氮对小麦产量、氮肥利用效率和耕层土壤养分含量的影响。结果表明,在0~276kg·hm~(-2)范围内,小麦叶面积系数(LAI)和植被归一化指数(NDVI)均随氮肥施用量的增加而增加,富氮处理下LAI和NDVI开始下降。施氮量在0~276kg·hm~(-2)范围内时,穗数、穗粒数和千粒重随着施氮量的增加而增加,说明在一定范围内增施氮肥有利于小麦"库"的建成。从低施氮量开始到207kg·hm~(-2)的用量时,肥料氮的利用效率持续增加,但是继续增加施氮量时,氮肥农学利用效率出现下降,此时小麦进入氮肥的"奢侈吸收"阶段。在黄淮海麦区气候条件下,在小麦季施入氮素过量与否,对耕层土壤的肥力提升作用不明显,因此小麦养分管理应以达到作物养分吸收和土壤供求同步、土壤无机氮没有显著积累为宜。     

不同小麦品种的氮素利用特性研究

为了解河南省主要小麦品种的氮素利用特性,探究不同小麦品种之间氮素积累和转运的差异,通过大田试验,分别在开花期和成熟期对河南省18个具有代表性的小麦品种的茎、叶、鞘、穗(开花期)、颖壳和籽粒进行干物质重和氮含量测定,并根据小麦的产量、氮素积累量以及氮素籽粒生产效率划分不同小麦品种的氮效率类型,计算氮素利用特性的相关参数,分析氮素利用特性相关参数与产量和氮素籽粒生产效率之间的关系。结果表明,供试的小麦品种可划分为氮素高效型(Ⅰ)、氮素中效型(Ⅱ)、氮素低效型(Ⅲ)、氮素超低效型(Ⅳ)4种类型,其品种数量分别占总品种数的5%、50%、40%和5%。在小麦成熟期,Ⅳ型品种的颖壳和籽粒氮含量显著高于其他3种类型品种,叶、颖壳和籽粒的氮素积累量显著低于其他3类型品种,4种类型品种间茎和叶氮含量及氮素在茎、叶、鞘、颖壳和籽粒中的分配比例无显著差异;Ⅰ类型和Ⅱ类型品种的花前贮存氮素在花后向籽粒的转运量均显著高于Ⅳ类型品种,Ⅰ类型品种的氮素农艺效率均显著高于Ⅲ和Ⅳ类型品种,氮素偏生产力表现为Ⅰ类型品种>Ⅱ类型品种>Ⅲ类型品种>Ⅳ类型品种,且差异显著。小麦产量、氮素籽粒生产效率与其他氮素利用相关参数呈现显著正相关。     

施氮量对小麦氮素代谢关键酶活性的影响

合理的施氮量可提高小麦氮素代谢关键酶活性,促进小麦籽粒氮素累积和利用,进而获得高产。为掌握小麦最佳施氮量及其促高产的生化机理,以晋麦104号为材料,设置0 kg·hm~(-2)、120 kg·hm~(-2)、240 kg·hm~(-2)、360 kg·hm~(-2)四个施氮水平,研究了施氮量对小麦产量及其氮素代谢关键酶活性的影响。结果显示,小麦产量随氮肥用量增加先升后降,施氮240 kg·hm~(-2)时最高。小麦旗叶氮素代谢关键酶活性在开花期后随时间推移呈先升后降之势;且均随施氮量增加而先升后降,施氮240 kg·hm~(-2)时,小麦旗叶GS、NR、GPT、GOGAT等关键酶活性最高。小麦旗叶氮素代谢关键酶活性与籽粒产量均显著相关。240kg·hm~(-2)施氮量通过改善小麦氮素代谢关键酶活性,提高氮素代谢水平,从而增加小麦籽粒产量。     

氮素精准管理对小麦产量和氮素利用的影响

为实现氮素高效利用与小麦籽粒产量协同提高的目标,于2017-2018和2018-2019年在山东省泰安市和德州市两地进行了基于小麦氮肥需求特征的氮肥精准管理试验,设传统农户施肥(FN)和氮肥精准管理(PN)2个处理。结果表明,与传统农户施肥相比,氮肥精准管理可以在氮肥用量减少30.2%~44.8%的情况下,使小麦籽粒产量增加7.9%~11.6%,使氮素吸收效率提高43.4%~63.3%,使氮素表观利用率增加30.7%~68.7%,使氮素农学效率提高50.6%~81.3%,使氮肥偏生产力增加84.0%~103.2%。这说明,基于小麦需肥特征的氮肥精准管理能在显著降低氮肥投入量的同时取得较高产量,这为减氮增效协同目标的实现奠定了理论基础。     

施氮水平对7S亚基缺失大豆根系形态和结瘤固氮的影响

为有效推广功能型大豆7S亚基缺失品种,以7S亚基缺失大豆品系东富2号为研究对象,设置4种施氮水平(纯N),N0(0 mg·kg~(-1))、N1(25 mg·kg~(-1))、N2(50 mg·kg~(-1))、N3(75 mg·kg~(-1)),采用桶栽法研究大豆根系形态和结瘤固氮对不同施氮水平的响应。结果表明:N1(25 mg·kg~(-1))水平下根系干重加大,根冠比增大,根瘤固氮潜力高,单株产量较高。N2(50 mg·kg~(-1))水平下根长、根表面积、根体积在生育后期增长较快,根系干重较大,根冠比低,固氮酶活性最高,单株籽粒产量最高。N3(75 mg·kg~(-1))水平下植株干重较大,无效生长较多,根瘤数少,固氮潜力和根冠比低,单株产量不高。综合籽粒产量和根系特性指标,功能型大豆7S亚基缺失品系东富2号的适宜施肥量为25~50 mg·kg~(-1)。     

氮肥施用量及施用时期对小麦品质性状的影响

为了探明不同氮肥运筹对西南麦区小麦品质性状的影响,以小麦品种(系)R210和川农25为材料,采用2因素3水平随机区组设计研究了施氮量及施氮时期对小麦品质性状的影响.结果表明,蛋白质及其组分含量、干面筋含量、沉淀值和稳定时间、粉质质量指数均随施氮量的增加而提高.施氮时期对品质性状的影响表现为:全施底肥有利于提高沉淀值、粉质质量指数及醇溶蛋白含量;采用底肥∶三叶期肥=1∶1的方式有利于提高GMP含量;采用底肥∶三叶期肥∶孕穗期肥=5∶2∶3的方式,有利于提高干面筋的含量,降低弱化度.不同品种的优质栽培方式不同,R210以底肥∶三叶期肥∶孕穗期肥=5∶2∶3,施用纯氮18 g/m2品质最优,川农25以全施底肥,施用纯氮18 g/m2品质最优.     

氮素营养水平对不同类型小麦品种品质性状的影响

为了给不同类型专用小麦大面积生产提供科学的施肥依据,利用不同氮素水平进行处理,分析了氮素施用量对强筋、中筋和弱筋三种类型品种品质性状的影响。结果表明,施氮量在0～300kg/hm2范围内,氮素与强筋和中筋品种的蛋白质含量呈显著正相关,与弱筋品种呈二次曲线关系;增施氮素能显著提高沉降值,降低弱化度,延长面团的形成时间和稳定时间,对增加面筋含量也具有一定的作用;粉质评价值随施氮量的增加而逐渐提高,公顷施氮量达到225kg后,氮素的调节效应减弱,中强筋品种出现负效应。     

A Knowledge-Based Model for Nitrogen Management in Rice and Wheat

Abstract

Excessive nitrogen fertilization results in low nitrogen-use efficiency. To improve nitrogen management for high yield and high nitrogen efficiency in rice and wheat, we developed a knowledge-based nitrogen fertilization model by integrating the quantitative relationship between N fertilization and yield target with respect to N supply and demand balance. The total amount of nitrogen and ratio of basal to top dressing nitrogen could be determined by this nitrogen fertilization model, and the desirable nitrogen fertilizer strategies could be made under the conditions of different climates, soil types and managements. Furthermore, the function of dynamic regulation of pre-designed N dressing rate could be determined by using the nitrogen fertilization model on the basis of actual growth status under a specific production system. The nitrogen fertilization model is evaluated using the data from field experiments of rice and wheat at Nanjing, and the results on crop growth pattern and N use showed that the grain yield and N recovery were markedly improved by the N fertilization plan given by the model. The nitrogen fertilization model can be used as guidance for quantifying N fertilization strategy in cereal crop production.     

氮肥调控对稻茬晚播小麦产量、品质及氮素利用的影响

为探索适宜的稻茬晚播小麦高产高效栽培技术,于2019-2021年进行播期(11月1日和11月25日)、施氮量(210 kg·hm^-2和270 kg·hm^-2)和氮肥运筹(基肥∶分蘖肥∶拔节肥分别为7∶1∶2、5∶1∶4和3∶3∶4)三因素裂区试验,研究施氮量、氮肥运筹组合对不同播期小麦产量、氮素积累量、氮素利用率及品质的影响。结果表明,播期推迟后适当增加基本苗有利于保持穗数稳定,降低减产幅度,与适播相比两个年度平均减产8.62%。增加施氮量能促进植株各生育阶段氮素吸收量,但降低氮肥偏生产力、氮素农学效率、氮素生理效率和氮素表观利用率,且导致产量下降;增加追肥比例促进小麦拔节后氮素吸收利用,有利于提高氮肥偏生产力、氮素农学效率和氮素表观利用率,但降低氮素生理效率。晚播条件下增加氮肥用量或提高追肥比例能提高籽粒蛋白质含量和湿面筋含量,对硬度无显著影响。在适播条件下,5∶1∶4氮肥运筹有利于协调穗数和粒重的关系,获得最高产量;在晚播条件下,3∶3∶4运筹通过降低基肥比例和提高分蘖肥比例,虽然使穗数略降,但提高穗粒数和千粒重,有利于产量形成。综上所述...