植物生长调节剂在大豆中的应用

植物生长调节剂可显著提升大豆产量,对保障国家粮食安全具有重要意义。文章综述大豆中应用的植物生长调节剂类型及常用植物生长调节剂研究现状,展望大豆化控发展前景,旨在为植物生长调节剂在大豆生产中的应用提供理论依据。

不同磷效率大豆农艺性状与磷/铁利用率对磷素的响应

土壤中磷含量与植物铁的吸收密切相关,为研究供铁充足条件下不同P∶Fe配比对不同磷效率基因型大豆农艺性状和磷/铁利用率的影响,本文以前期筛选到的磷高效和磷低效大豆品种为试验材料,采用沙培方式和裂区设计研究不同P∶Fe比对大豆生物学性状的影响及基因型差异,并利用因子得分综合评价磷高效和磷低效基因型对不同P∶Fe处理的响应,以解析农艺性状与大豆体内磷/铁利用率的关系,从而为磷、铁肥合理施用提供理论依据。结果表明:(1)R5期,磷高效基因型在各处理下的株高、茎粗、根干重和地上部干重增长相对较快,且均大于磷低效基因型;磷高效和磷低效基因型在P∶Fe比为100∶100处理下的R5期单株根干重较低,而百粒重较大。此外,磷高效和磷低效基因型的籽粒磷利用率在P∶Fe比为1000∶100时降至最低。(2)典型相关分析表明,磷高效基因型R5期的茎粗与叶片铁利用率呈正相关关系,而磷低效基因型R5期的地上部干重与叶片磷利用率呈负相关关系。(3)R8期单株地上部干重和R3期叶片磷利用率的增加有助于磷高效基因型单株粒重的增加,而R3期单株根重的增加反而会导致磷高效基因型单株粒重的下降。R3期株高、R3期和R8期地上部干重的增加都有助于磷低效基因型单株粒重的增加,而R3期、R5期和R8期的茎粗以及R5期叶片铁利用率的增加反而导致磷低效基因型单株粒重下降。而且,R8期单株地上部干重对磷高效和磷低效基因型的直接正向贡献均最大。(4)利用因子得分综合评价发现,P∶Fe≤100∶100时,磷高效和磷低效基因型在P∶Fe比为100∶100处理下的综合表现最好;当P∶Fe≥500∶100时,磷高效和磷低效基因型在P∶Fe比为1000∶100处理下的综合表现最好。综上,鼓粒初期可以作为筛选不同磷效率基因型的一个重要时期。在铁供应充足情况下,应考虑到土壤磷素累积和植酸对磷素效率影响问题,无论是磷高效还是磷低效基因型施P∶Fe比达到1∶1时整体表现最好。

磷供应水平对大豆不同生育期磷铁比及光合效率的调节

【目的】明确磷(P)不同供应水平对大豆生理性状的影响及其基因型差异,以及这些性状对单株粒重的影响,为磷肥的合理施用提供理论依据。【方法】水培试验以Hoagland营养液为基础,设置4个磷供应水平处理,分别为0 (CK)、100、500和1000μmol/L。供试大豆为6个磷高效基因型和6个磷低效基因型。在大豆生长的始花期、结荚初期测定叶片光合性能和磷、铁浓度,在成熟期测定籽粒磷铁含量及单株籽粒重。对光合性能数据与铁、磷浓度进行典型相关性分析,利用单株粒重建立逐步回归方程并进行通径分析。【结果】CK处理的磷高效和磷低效基因型大豆植株在始花期的初始荧光(Fo)值极显著高于其他处理;P 100μmol/L处理极显著提高了两类基因型大豆始花期的PSⅡ实际光化学效率(Φ_(PSⅡ)),有助于提高其光能转化率,因而单株粒重均较高。相比于P 100μmol/L处理,磷高效和磷低效基因型大豆结荚初期叶片中的铁浓度及其铁/磷值都随着磷供应量的增大而降低。相比于P 100μmol/L处理,P 500和1000μmol/L处理下,磷高效基因型单株粒重并没有显著上升,而磷低效基因型单株粒重则下降。此外,结荚初期两个基因型大豆叶片的SPAD值在P 100μmol/L处理下达到峰值,鼓粒初期叶片SPAD值与磷高效和磷低效基因型大豆单株粒重均有正效应。【结论】磷供应水平影响大豆叶片中的P/Fe值,进而影响着叶片光合效率。无论磷高效还是低效基因型大豆品种,较低的磷供应水平(100μmol/L)可调节始花、结荚初期和鼓粒期的叶绿素含量,进而调控代谢过程有利于最终籽粒的形成。过高的磷供应水平无益于大豆单株粒重的增加,还可能产生负作用。

铁胁迫下大豆光合和磷/铁性状对磷素的响应

为了明确低铁胁迫下磷素用量对大豆光合和磷/铁性状的影响及基因型差异,为磷、铁肥的合理施用提供理论依据,以前期筛选的6个磷高效基因型和6个磷低效基因型大豆为供试材料,设4个P∶Fe配比处理,分别为0∶30、30∶30、150∶30和300∶30(μmol·L^(-1)),对大豆叶绿素荧光特性和磷、铁利用率进行了测定,利用单株粒重建立逐步回归方程并进行通径分析,通过因子得分综合评价磷高效和磷低效基因型对不同P∶Fe处理的响应。结果表明:基因型效应、P∶Fe处理效应和两者互作效应对始花期(R1)光系统Ⅱ的相对电子传递速率(ETR)、光系统Ⅱ吸收的能量用于耗散为热量的比例(NPQ)、光系统Ⅱ吸收的能量用于进行光化学反应的比例(qL)的影响均达显著水平。典型相关分析表明,磷高效大豆基因型完熟期(R8)籽粒磷利用率与R1期光合速率呈负相关;磷低效大豆基因型R8期籽粒铁利用率与R1期NPQ呈正相关关系,而与R1期qL呈负相关关系;R1期PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)与磷高效基因型呈负相关,而与磷低效基因型呈正相关,这表明R1期ΦPSⅡ可以作为鉴定低铁条件下不同磷效率大豆基因型的一个重要指标。利用因子得分综合评价发现,磷高效基因型表现为随着磷水平的上升而先降后升,而磷低效基因型则为先升后降,但两者拐点均出现在P∶Fe为30∶30处理下,这表明在低铁条件下P∶Fe为30∶30可以作为鉴定不同磷效率基因型的一个临界值。因而,在低铁地区种植磷高效大豆基因型时,磷肥的施用量至少要大于1∶1 (P∶Fe);而种植磷低效基因型时,磷肥的施用量不宜超过1∶1 (P∶Fe)。