不同生态区冬油菜根系生长及碳氮积累分配特征

【目的】作物产量受到生态环境的显著影响。研究不同气候条件下冬油菜的产量形成机制,为冬油菜高产品种选育和高产栽培提供理论基础。【方法】选择高产油菜品种秦优1618(Q1618)、油菜材料QF1以及常规油菜品种中双11(ZS11),2020-2021年在黄淮地区(陕西永寿)和长江中游地区(湖北阳逻)分别进行大田试验,研究不同生态区3个不同品种冬油菜的生长发育和生理特性。【结果】不同生态区显著影响冬油菜根系生长特性、干物质积累分配和碳氮积累特征。两个生态区均以Q1618的根系生长最为旺盛,其根长在越冬期较ZS11和QF1分别平均提高了21.0%和6.0%。此外,在阳逻3个品种油菜花期的根系主要集中分布在土壤浅层(0-15 cm),永寿点主要集中分布在土壤深层(15-30 cm)。与ZS11和QF1相比,两个地点的Q1618油菜花期的深层根长、根表面积、根系平均直径、根尖数分别平均提高了138.1%、78.8%、24.2%、83.3%和104.8%、103.1%、44.2%、41.6%。油菜越冬期和花期根系生长与产量显著正相关,且在永寿点相关性更强;越冬期,黄淮产区油菜地上部干物质积累减缓,叶片氮含量降低,根部可溶性糖含量积累,各器官(根、茎、叶)中蔗糖、果糖含量整体表现为QF1>Q1618>ZS11,且该区各器官可溶性糖含量与产量正相关。长江中游产区冬油菜根茎叶基本处于同步生长期,其越冬期干物质积累量整体较黄淮产区提高3.0倍,而该区越冬期干物质积累与单株有效角果数显著正相关。抽薹期后,两个试验点均以Q1618的干物质积累量最大,永寿试验点冬油菜成熟期的干物质积累量和角果中的干物质分配比例提高,分别较阳逻点显著提高10.3%和39.0%。整体而言,长江中游产区提高了冬油菜单株有效角果数,但黄淮产区冬油菜通过提高每角粒数和千粒重,其实测产量(除ZS11受冻害严重减产外)较长江中游产区平均提高了21.1%。相关性分析也表明,永寿点油菜产量与每角粒数和千粒重显著正相关,阳逻点油菜产量与单株有效角果数显著正相关。【结论】长江中游地区通过促进油菜冬前生长,提高单株有效角果数。黄淮产区则通过适当控制越冬期油菜地上部营养体的生长,抽薹期后促进根和茎秆的干物质向籽粒分配来提高每角粒数和千粒重,有利于实现冬油菜高产。

叶面喷施腐植酸钾对张杂谷10号光合特性及产量的影响

[目的]研究叶面喷施腐植酸钾对谷子光合特性及产量的影响。[方法]以张杂谷10号谷子品种为材料,在孕穗期分别喷施不同浓度(0,0.05%,0.1%,0.2%,0.4%,0.8%)腐植酸钾,对谷子株高、茎粗、叶片SPAD值、光合参数及产量构成进行测定。[结果]不同浓度处理下,谷子株高、茎粗先升高后降低,在0.1%和0.2%浓度时均增加显著,较对照分别增加了3.44%、2.78%和9.93%、17.90%;叶片SPAD值、净光合速率(Pn)均升高,在0.2%浓度时均达最大值,SPAD值较对照平均增加11.8%,净光合速率增加26.38%;胞间CO2浓度(Ci)降低;蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)均呈先升高后降低的趋势。穗长、穗粗、穗重、穗粒重、千粒重在喷肥后均增加,码数则先增加后减少,各产量构成指标均在0.2%时最大。[结论]本试验中,孕穗期喷施腐植酸钾浓度为0.2%时最佳,谷子叶片SPAD值、净光合速率及产量构成指标均达到最大。

叶面喷施纳米钼酸钾对油菜幼苗光合特性及氮代谢的影响

为实现作物增产,探明纳米钼酸钾对油菜光合特性和氮代谢的影响机理,以甘蓝型油菜中油杂19为材料,水培条件下对油菜幼苗喷施不同浓度(0~1100 mg·L^(-1))的纳米钼酸钾,测定叶片光合气体交换参数、碳氮同化关键酶活性以及氮含量的变化。结果表明,纳米钼酸钾的喷施增加了油菜叶片光合色素含量,提高净光合速率,降低了蒸腾速率、气孔导度和胞间CO_(2)浓度等气体交换参数。Rubisco和PEPC酶活性随着纳米钼酸钾喷施浓度的增大逐渐增强,喷施浓度为550 mg·L^(-1)和1100 mg·L^(-1)时Rubisco酶活性较对照显著增强,PEPC酶活性在1100 mg·L^(-1)浓度处理下增幅达到显著水平。硝酸还原酶、亚硝酸还原酶和谷氨酸合成酶活性在550 mg·L^(-1)浓度处理下较对照明显增强,浓度过高酶活性则无显著变化。叶片内硝态氮含量在纳米钼酸钾处理后均显著降低,氨态氮含量和氮浓度与对照相比则无显著变化,蛋白质含量在550 mg·L^(-1)浓度处理下较对照明显增加。综上所述,550 mg·L^(-1)纳米钼酸钾在提升油菜碳同化效率的同时,油菜氮同化效率也明显提升。纳米钼酸钾对幼苗光合的促进作用主要与光合色素含量增加、光合作用关键酶活性增强等非气孔因素有关,同时也通过增强氮代谢关键酶活性促进叶片内无机氮向有机氮转化来实现。

叶面喷施氮肥对张杂谷10号光合特性及产量的影响

[目的]同土壤施肥相比,叶面喷施氮肥(尿素)具有吸收速度快、针对性强、应用成本低等优点。本研究确定张杂谷喷施氮肥的合理用量及其对谷子肥害及产量的影响。[方法]以"张杂谷10号"为试验材料,采用田间试验,设定1%、1.5%、2%、3%、4%、6%共6个浓度的氮肥溶液在抽穗至灌浆期进行叶面喷施。研究谷子旗叶叶面积、SPAD值、光合参数、叶片硝酸还原酶活性、后期的穗部性状以及产量等对叶面喷施氮肥的响应。[结果]喷施氮肥在浓度不高于3%时能促进叶片的光合作用,提高旗叶叶面积、SPAD值以及叶片硝酸还原酶活性,当浓度为2%时促进作用最强,当喷施浓度大于3%时,则表现为抑制且抑制作用随浓度增大而增强。喷施氮肥浓度对谷子产量有显著影响,当浓度为2%时增产作用最强,较对照增产7.96%。产量变化趋势与上述指标趋势一致。[结论]在本试验条件下,抽穗至灌浆期叶面喷施氮肥浓度为2%时最佳,当浓度大于3%时会对谷子产生肥害,导致谷子产量降低。

三种类型油菜苗期抗旱性综合评价及抗旱指标筛选

探讨三种类型油菜苗期的抗旱性,并筛选抗旱指标,为今后抗旱性品种选育提供参考。以甘蓝型油菜Q2、芥菜型油菜‘新油9号’和白菜型油菜L14为材料,在温室中进行盆栽控水实验,设置正常供水和干旱胁迫处理,测定油菜叶片光合参数、叶绿素荧光参数、抗氧化酶、渗透调节物质等21项生理生化指标,并以各指标的抗旱系数为抗旱性评价指标,在主成分分析的基础上,利用加权隶属函数法对供试油菜品种的抗旱性进行综合评价,然后对各指标在抗旱性评价中的作用进行了比较分析。频次分析表明,三种油菜的光合参数指标(Pn, Gs, Tr, Ci)及离体叶片失水速率对干旱胁迫的反应最为敏感,可用于油菜苗期抗旱性的快速或初步鉴定;主成分分析将21个指标综合成为4个相互独立的综合指标(累计贡献率达92.259%),结合隶属函数分析得到抗旱性综合评价D值,得出三种油菜的抗旱性顺序为:‘新油9号’>L14>Q2;关联分析表明,水分利用效率、净光合速率、叶绿素荧光参数、离体叶片失水速率、丙二醛与油菜苗期抗旱性密切相关,可作为油菜苗期抗旱评价指标。

外源SLs和纳米K_(2)MoO_(4)对干旱胁迫下油菜种子萌发的影响

干旱胁迫是油菜种子萌发和生长发育的主要限制因子之一。以甘蓝型油菜品种Q2(抗旱型)和秦优8号(干旱敏感型)为试验材料,研究干旱对油菜种子萌发的影响,探讨外源生长调节物质独脚金内酯(SLs)和纳米材料(n-K_(2)MoO_(4))对干旱胁迫下油菜种子萌发的生理调控作用。结果表明,干旱胁迫显著抑制种子萌发,SLs和n-K_(2)MoO_(4)均可显著提高发芽率,增加幼苗干重和子叶叶绿素含量,提高超氧化物歧化酶、过氧化物酶活性及可溶性糖、脯氨酸含量,降低丙二醛含量。0.10μmol/L GR24+0.24mmol/L K_(2)MoO_(4)对干旱胁迫下种子萌发和氧化损伤的缓解效应较好。外源SLs和n-K_(2)MoO_(4)通过提高油菜种子萌发期的保护酶活性和渗透调节物质含量来提高抗旱性。本研究表明植物激素和纳米材料在农业生产中具有应用价值。

叶面喷施腐植酸钾对“张杂谷10号”光合特性及产量的影响

为了研究叶面喷施腐植酸钾对谷子光合特性及产量的影响,以'张杂谷10号'谷子品种为试验材料,在孕穗期分别喷施不同浓度(0、0.05%、0.1%、0.2%、0.4%、0.8%)腐植酸钾,对谷子的株高、茎粗、叶片叶绿素相对含量(SPAD值)、光合参数及产量构成进行测定。结果表明,不同腐植酸钾浓度处理下谷子株高、茎粗先升高后降低,在0.1%和0.2%浓度时均增加显著,较对照分别增加了3.44%、2.78%和9.93%、17.90%;叶片SPAD值、净光合速率(Pn)均升高.