外源褪黑素对干旱胁迫下春大豆品种绥农26形态、光合生理及产量的影响

苗期干旱是影响东北大豆生长的主要因素之一,研究外源褪黑素对大豆苗期抗旱的调控效应具有重要意义。试验于2018—2019年进行,以‘绥农26’为材料,正常浇灌营养液处理为对照(CK),研究了干旱胁迫(D)、干旱胁迫+叶面喷施褪黑素(LM)和干旱胁迫+浇灌褪黑素(RM)处理对大豆苗期生理指标和产量的影响。结果表明,与干旱胁迫(D)处理相比,施用褪黑素处理(LM和RM)提高干旱胁迫下大豆气体交换参数、苗期各器官干物质积累量、叶片中抗氧化酶活性和可溶性蛋白含量。其中,V2期和V4期的净光合速率、气孔导度以及V4期蒸腾速率、胞间二氧化碳浓度均显著提高(P<0.05);RM处理POD和CAT均显著增加(P<0.05);V2期和V4期干旱后第8天可溶性蛋白含量增幅显著(P<0.05)。与D处理相比,V2和V4期LM处理大豆产量年均增加24.2%(P<0.05)和19.1%,RM处理年均增加38.6%(P<0.05)和56.3%(P<0.05),其中,与LM处理相比,RM处理产量年均增加11.6%和31.3%(P<0.05)。表明,应用褪黑素提高干旱胁迫下大豆产量,其中浇灌褪黑素处理产量高于叶面喷施处理。

氮肥减施与接种根瘤菌对大豆光合与产量的影响

为揭示氮肥减施与接种不同根瘤菌对大豆光合作用及产量的影响,通过设置不同减氮量+接种根瘤菌处理,研究其对大豆净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO_2浓度及大豆产量的影响。结果表明:在开花期, T1(1/2施氮+拌种NF)、T2(1/2施氮+土壤施用NF)、T3(1/2施氮+拌种DF)处理的净光合速率相对于CK分别提高了50.4%、30.1%、29.6%。所有处理较常规施肥(CK)的蒸腾速率、胞间CO_2浓度、气孔导度均有所上升,而大豆叶绿素含量较CK差异不显著,各处理的叶片干重较CK差异不显著,除T3处理外,各处理的茎干重较CK差异也不显著。进入结荚期后,T1、T2处理的胞间CO_2浓度较CK分别提高了34.3%、47.0%,各处理净光合速率较CK均下降,而蒸腾速率、气孔导度均高于CK,除T4、T5外,叶绿素含量较CK差异不显著。除T2处理外,各处理的叶干重均低于CK,茎与荚皮干重较CK差异不显著,籽粒干重在所有减1/2施氮量+接种根瘤菌处理中均显著高于CK。在鼓粒期,各处理的净光合速率、蒸腾速率、胞间CO_2浓度较CK差异不显著,气孔导度均高于CK,不施氮肥处理的叶绿素含量均显著低于CK。各处理的叶片干重均显著低于CK,但茎、荚皮干重与CK相比差异不显著,且籽粒干重有一定升高趋势,T3处理籽粒干重较CK提高了24.6%;在成熟期,1/2减氮+接种根瘤菌处理基本上均能提高大豆的产量及其构成因子,尤其是T3处理较CK产量提高9.75%。

低温胁迫下褪黑素对大豆种子萌发的影响

为研究低温胁迫下褪黑素对大豆萌发的影响,促进褪黑素在实际生产中的应用,以绥农26为供试品种,大豆种子分别在常温(25℃)下萌发24 h(T24)和48 h(T48)后转移至4℃低温胁迫处理24 h,而后转移至常温继续发芽至7 d结束,研究不同浓度褪黑素浸种处理(0,50,100,200,400μmol·L-1)对大豆种子萌发的影响。结果表明:与未用褪黑素浸种相比,200μmol·L-1褪黑素浸种处理可显著提高T24条件下第3天和第4天大豆发芽率,提高幅度分别为42%和29%,而在T48条件下则表现为100μmol·L-1处理显著提高了第4天和第5天大豆发芽率,提高幅度分别为20%和39%; 100μmol·L-1处理可显著提高T24和T48条件下发芽指数和芽鲜重,提高幅度分别为24. 6%和29. 6%,24. 7%和37%; 200和400μmol·L-1处理可显著提高T24和T48条件下大豆芽SOD活性,提高幅度分别为281%和304%,100μmol·L-1处理可显著提高T24和T48条件下CAT、POD、APX活性、脯氨酸和可溶性蛋白含量,提高幅度分别为86%和700%,138%和96%,500%和200%,184%和230%,70%和32%;可溶性糖含量在T24和T48条件下表现为200和400μmol·L-1处理最高,而MDA含量则表现为100μmol·L-1降低幅度最大。综合发芽率、芽形态和生理相关指标分析认为,褪黑素浓度100～200μmol·L-1效果最显著。

外源褪黑素缓解干旱胁迫对春大豆苗期影响的生理调控效应

为研究外源褪黑素对干旱胁迫下春大豆的缓解作用,以绥农26为试验材料,采用盆栽试验方法,以PEG6000引起的水分渗透势模拟干旱胁迫,研究干旱胁迫下叶面喷施和根施褪黑素对苗期春大豆的生理调控效应。结果表明:干旱胁迫降低了大豆叶片光合色素含量(叶绿素a、b、总叶绿素含量)和光合作用强度(净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO2浓度),提高了相对电导率、超氧阴离子(O-2)、过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)含量,增加了渗透调节物质(可溶性糖含量、可溶性蛋白含量和游离脯氨酸)含量,增强了抗氧化剂活性(超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶和抗坏血酸过氧化物酶)。干旱胁迫条件下施用褪黑素,与干旱处理相比,大豆光合色素含量、干物质积累量、光合速率、抗氧化剂活性、可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量均显著增加,而O-2、H2O2、MDA含量和相对电导率则显著降低。结果表明外源褪黑素能够缓解干旱胁迫对大豆苗期相关生理指标的不利影响,提高大豆幼苗耐旱性,其中根施褪黑素处理好于叶面喷施处理。

氮磷调控对大豆-玉米轮作下植株光合生产能力和产量的影响

为探明黑龙江垦区玉米-大豆轮作体系下的氮磷肥施用对玉米和大豆光合生产能力和产量的影响。采用小区试验法,于2016-2017年在黑龙江省九三管局分别实施玉-豆和豆-玉轮作,玉米茬口实施增氮减磷,大豆茬口实施减氮增磷,使一个轮作周年内氮磷肥施用总量一致。结果表明:2016年玉-豆轮作下玉米实施增氮减磷处理(MT2),与常规施肥(MCK)相比,提高了玉米叶片SPAD值、叶片的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率,增加了乳熟期营养器官和穗干重,显著提高了玉米产量,MT2处理较MCK处理增产4. 45%(P <0. 05); 2017年玉-豆轮作下大豆实施减氮增磷,与常规施肥相比,各处理均提高叶片的光合速率,增加了鼓粒初期和鼓粒盛期营养器官干物质积累量,产量均有所增加,但未达显著水平。2016年豆-玉轮作下大豆实施减氮增磷方案,与常规施肥相比,各处理均降低叶片SPAD、叶片的光合速率、大豆营养器官的干物质积累量,降低了大豆产量,但未达显著水平; 2017年豆-玉轮作下玉米实施增氮减磷,与常规施肥相比,各处理提高了叶片SPAD、光合速率、大喇叭口期后的玉米干物质积累量和玉米产量,其中,MT2与MCK相比增加12. 65%(P <0. 05)。2年试验表明,在总施肥量不变的情况下,大豆玉米轮作体系下大豆茬口减50%的大豆氮、增50%的玉米磷,玉米茬口增50%的大豆氮、减50%的玉米磷处理可提高轮作周期的叶片的光合生产能力,显著提高玉米产量,同时保证大豆产量不降低,使轮作周期总产量提高。本研究结果可为黑龙江垦区玉米-大豆轮作高效施肥提供理论依据。

增加密度减量施氮和接种根瘤菌对红小豆氮素吸收及产量的影响

为探明增密条件下减量施氮和接种根瘤菌对红小豆氮素吸收和产量的影响。于2015~2018年在黑龙江省和平牧场开展玉米-红小豆轮作长期定位试验,试验采用裂区设计,设置M1(21万株·hm^-2)、M2(28万株·hm^-2)2种种植密度,F1(当地常规模式:基肥一次性施用N 40 kg·hm^-2,不接种根瘤菌)、F2(基肥施N10 kg·hm^-2+初花期施N 10 kg·hm^-2+不接种根瘤菌)和F3(基肥施N 10 kg·hm^-2+初花期施N 10 kg·hm^-2+根瘤菌拌种)3种种植方式,比较了2018年减量施氮下通过根瘤菌拌种对增密条件下红小豆氮素吸收、氮素转运和产量的差异及相互间的关系。试验结果表明:相同密度条件下,与F1处理相比,F3处理鼓粒满期营养器官氮素含量增加幅度4.44%~11.2%(P<0.05),鼓粒满期和收获期植株氮素积累量增加幅度为5.61%~9.28%(P<0.05),鼓粒期-鼓粒满期和鼓粒满期-收获期阶段氮素积累量增加幅度4.31%~24.5%(P<0.05),转运贡献率降低7.00%~11.1%(P<0.05),同化贡献率增加幅度12.5%~17.1%(P<0.05),产量增加幅度2.89%~4.60%。相同种植模式下,密度从21万株·hm^-2增加到28万株·hm^-2时,花荚期后氮素积累量、氮素同化贡献率、鼓粒期-鼓粒满期氮素阶段积累量和产量均随着密度的增加而降低。综上,种植密度为21万株·hm^-2条件下减1/2氮+根瘤菌拌种处理(F3)产量最高。研究结果为本地区轮作条件下红小豆高产高效栽培技术提供理论依据。

外源褪黑素对干旱胁迫下大豆鼓粒期生理和产量的影响

干旱胁迫降低大豆产量,探究提高大豆耐旱能力和降低产量损失的机制对大豆生产具有重要意义。施褪黑素能缓解干旱胁迫对植株生长的抑制和氧化损伤。本试验于2017—2018年研究叶面喷施褪黑素对干旱胁迫下大豆鼓粒期叶片光合、抗逆、碳氮代谢和产量的影响表明,外源褪黑素提高干旱胁迫下大豆叶片抗氧化酶活性,抑制活性氧的产生和细胞膜损伤,缓解干旱胁迫对光合能力的抑制,提高碳氮同化能力,最终缓解干旱胁迫造成的产量损失。与干旱胁迫相比,褪黑素处理下单株荚数、单株粒数和百粒重两年平均提高了2.9%、0.8%和17.2%,产量(单株粒重)平均提高了14.7%。

外源褪黑素对低温胁迫下大豆V1期幼苗光合荧光及抗氧化系统的影响

为缓解东北春大豆产区大豆苗期低温冷害,通过研究外源褪黑素(melatonin,MT)处理对低温胁迫下大豆耐冷性的影响,明确MT提高大豆耐冷能力的作用途径及适宜浓度。以绥农26为供验试材,设置盆栽培养,在大豆V1期(一节期)叶面喷施不同浓度MT(0、50、100、200μmol·L-1),3 d后进行4℃低温处理,5 d后取样分析低温胁迫下喷施不同浓度MT对V1时期大豆光合特性、活性氧代谢、渗透调节物质的影响。结果表明,较低温胁迫不喷施MT相比,喷施MT处理能增强低温胁迫下叶片光合作用,Pn、Gs、Tr及光合色素含量均显著提高,且随着外源MT浓度增加呈先上升后下降趋势,Chl a/b显著下降;保护酶SOD(超氧化物歧化酶)、POD(过氧化物酶)、CAT(过氧化氢酶)、APX(抗坏血酸过氧化物酶)活性、Pro(脯氨酸)含量及植株根冠比显著上升,且在100μmol·L-1浓度处理时作用效果最明显;MDA(丙二醛)含量、叶片相对电导率显著下降。综上可知,在低温迫下施加外源褪黑素可以提高大豆V1期光合速率、增加抗氧化酶活性,减轻膜脂过氧化反应并调节渗透物质含量,从而有助于缓解胁迫伤害,提高大豆幼苗耐冷能力。

外源褪黑素对干旱胁迫条件下大豆苗期光合及生理的影响

为研究外源褪黑素对干旱胁迫下大豆的缓解作用,促进褪黑素在生产实际中的应用,本试验以大豆抗线9为供试品种,采用盆栽控水的方式模拟干旱胁迫,设置不同浓度褪黑素叶面喷施处理,研究外源褪黑素对干旱胁迫下大豆幼苗生长的调控效应,为实际生产提供理论基础和技术参考。结果表明:外源褪黑素可显著缓解干旱胁迫对大豆幼苗生长的抑制作用,与干旱胁迫相比,干旱胁迫下喷施100和200μmol·L^(-1)褪黑素处理促进叶面积和干物质积累总量,分别平均提高了8. 04%和9. 05%、6. 76%和9. 32%、13. 89%和11. 20%;显著提高了叶片光合参数、叶绿素荧光参数和相对含水量,其中Pn在第7和第14天分别提高了22. 88%和54. 57%,39. 72%和57. 53%,Tr分别提高了37. 01%和18. 99%,59. 65%和45. 17%;提高了抗氧化酶活性和渗透调节物质含量,降低了膜脂过氧化水平,其中SOD活性分别提高了41. 73%和23. 51%,19. 77%和15. 18%,MDA分别降低了37. 47%和26. 29%,33. 68%和19. 25%。综上所述,外源褪黑素可以提高干旱胁迫下大豆幼苗光合参数和叶绿素荧光参数,提高抗氧化酶活性进而促进ROS的清除,提高渗透调节物质含量有利于叶片保持较高的相对含水量,降低膜脂过氧化程度,从而提高大豆幼苗耐旱能力。

水分胁迫下外源褪黑素对大豆苗期抗氧化特性和产量的影响

为探究大豆苗期干旱外源褪黑素对其抗氧化性和产量的影响,以干旱敏感型大豆品种绥农26为试验材料,分析水分胁迫下叶面喷施和根施褪黑素对大豆叶片和根系抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性和丙二醛(MDA)含量以及产量的影响。结果表明:与水分胁迫(CK)相比,施用褪黑素显著提高大豆叶片抗氧化酶活性,处理后第4天,叶面喷施和根施处理与CK相比,SOD活性在V5期分别提高6.3%和19.5%,POD、CAT活性在V1期分别提高7.5%、12.7%和5.6%、9.9%(P<0.05),MDA含量在V3期分别降低了9.4%、10.3%(P<0.05);处理后第7天,叶面喷施褪黑素与对照相比,在V1期SOD、POD、CAT活性分别提高了6.3%、9.5%、4.9%(P<0.05),而根施褪黑素处理较对照分别提高了6.9%、20.9%、11.1%(P<0.05),MDA含量叶面喷施和根施褪黑素处理与CK相比分别降低了6.9%、10.3%(P<0.05);V1、V3和V5期叶面喷施褪黑素处理的产量与CK相比分别提高了31.6%、29.8%、12.6%(P<0.05),而根施褪黑素处理的产量较对照分别提高了43.3%、31.8%、24.9%(P<0.05)。结果表明:外源褪黑素通过降低MDA含量,提高抗氧化酶活性、维持细胞水分平衡、提高大豆的抗旱能力,最终提高其产量,而且根施褪黑素效果要显著优于叶施。

黑龙江大豆-玉米轮作体系氮磷调控的产量效应与养分平衡

为探究适宜于黑龙江垦区大豆-玉米轮作体系下最优的施肥模式,在黑龙江省九三管局鹤山农场科技园区进行田间定位试验,以大豆-玉米轮作体系作为研究对象,为保证一个轮作周期施肥总量不变,于大豆茬口实施减氮增磷方案,玉米茬口实施增氮减磷方案,来研究不同氮磷调控处理对大豆-玉米轮作体系作物生长、养分累积量、土壤收支平衡及经济效益的影响。结果表明,与常规施肥相比,大豆茬口减施1/2氮肥、增施1/2玉米磷肥(S2)和玉米茬口增施1/2大豆氮肥、减施1/2磷肥(M2)能够促进生育后期大豆和玉米植株对养分的吸收,提高干物质量的积累,增加大豆和玉米产量,增产幅度分别达5.9%和11.2%。大豆-玉米轮作体系各氮磷调控处理的土壤氮、磷、钾素收支平衡均为盈余,且均以S2-M2调控处理最低,分别为3.44%、62.69%、0.21%。该调控模式土壤氮、钾素收支基本平衡,磷素仍有盈余。大豆-玉米轮作周年经济效益也以S2-M2处理的利润最高,达25351元/hm^(2)。综合结果表明,在轮作周期施肥总量不变的条件下,大豆-玉米轮作体系下大豆茬口实施S2和玉米茬口实施M2的调控处理可促进大豆和玉米对养分的吸收,增加干物质积累量,降低养分残留的不利影响,从而达到增产和增效的目的。

烯效唑与矮壮素复配微量元素拌种对大豆光合生理及产量的影响

为明确2种生长调节剂烯效唑与矮壮素复配微量元素对大豆生长的影响,促进复合型生长调节剂在生产实际中的应用,采用小区对比方式,设置4个烯效唑和矮壮素与微量元素复配拌种处理,烯效唑+微量元素(S)、矮壮素+微量元素(C)、烯效唑与矮壮素混合+微量元素(S+C)和不拌种(CK)处理,研究2种激素与微量元素复配拌种对大豆光合、荧光特性、干物质积累及产量的影响。结果表明:光合荧光特性方面,与CK相比,S、C、S+C处理提高了苗期、结荚期、鼓粒期大豆叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、胞间CO2浓度(Ci)和气孔导度(Gs),各项指标的平均提高幅度分别为17.3%~42.8%、25.2%~52.8%、4.6%~5.4%、19.9%~30.8%;S、C、S+C处理能够改善苗期、结荚期和鼓粒期叶片ФPSⅡ、ETR、Fv/m和Fv/o值,平均提高幅度分别为26.7%~71.1%、25.8%~60.5%、7.4%~15.7%、51.1%~89.1%;大豆形态方面,与CK相比,苗期时S、C和S+C处理的株高分别降低3.5%、3.1%和3.4%,而单株叶面积平均增长2.4%~23.4%;S+C、S和C处理更能促进地下部器官的生长发育;产量方面,S+C和S处理能够显著增加大豆单株粒数与单株荚数,增长幅度分别为12.3%~22.1%和19.3%~20.7%,与CK相比,S、C和S+C增产幅度为20.2%、5.9%和22.7%。综上所述,烯效唑与矮壮素复配微量元素能够提高光合作用气体交换参数、改善荧光指标、促进苗期地下部生长、提高单株荚数和粒数,最终提高大豆产量。S+C处理效果显著,适合黑龙江省垦区实际生产应用,复合植物生长调节剂与微量元素配施对大豆生长水平具有正向促进作用且效果好于单独使用植物生长调节剂。

外源褪黑素对干旱胁迫下绥农26大豆鼓粒期叶片碳氮代谢调控的途径分析

鼓粒期是大豆碳氮代谢最复杂的阶段,干旱胁迫必然限制鼓粒期大豆碳氮同化、分配和转移,影响大豆产量的形成。在我们前期的研究中,明确了外源褪黑素对干旱胁迫下鼓粒期大豆抗旱和碳氮代谢的生理调控效应。本研究通过转录组和代谢组分析来确定褪黑素对大豆干旱条件反应的一些重要的碳氮代谢基因和途径。转录组分析表明,与干旱胁迫处理相比,正常供水和干旱胁迫下喷施外源褪黑素处理的大豆叶片共同上调和下调的基因分别有37个和493个。上调的基因中存在着直接和间接参与碳氮代谢的功能基因,包括正向调控的参与半胱氨酸合成、光合作用、碳水化合物代谢和葡萄糖代谢等途径关键基因。代谢组分析发现,与干旱胁迫处理相比,正常供水和干旱胁迫下喷施外源褪黑素处理的大豆叶片共同上调和下调的代谢物分别有17个和43个,上调的代谢物中绝大部分(14/17)属于氨基酸、脂质、有机酸和碳水化合物,进一步揭示了外源褪黑素能够提高大豆碳氮代谢与抗旱的能力。结合转录组和代谢组分析发现,褪黑素通过调节氨基酸代谢和淀粉蔗糖代谢途径,促进干旱胁迫下b-葡萄糖苷酶基因表达,提高了L-天冬酰胺和6-磷酸葡萄糖代谢物的含量,最终提高了大豆的抗旱性。

氮磷调控对大豆-玉米轮作周年产量和养分利用效率的影响

为探讨周年不同氮磷调控施肥对大豆-玉米轮作周年产量及养分利用效率的影响,明确黑龙江垦区大豆-玉米轮作体系下最优的氮磷配施模式,于2017-2018年在黑龙江省九三管局鹤山农场科技园区进行小区试验,分别实施豆-玉轮作和玉-豆轮作,研究氮磷肥总用量不变条件下,大豆茬口减氮增磷和玉米茬口增氮减磷的调控模式对大豆-玉米轮作体系氮、磷、钾养分吸收利用效率及产量的调控效应。结果表明:(1)与常规施肥相比,大豆茬口减施1/2氮肥、增施1/2玉米磷肥(S2处理)和玉米茬口增施1/2大豆氮肥、减施1/2磷肥(M2处理)的调控模式可提高大豆、玉米单季产量,显著增加轮作周年籽粒产量,与当地常规施肥相比,豆-玉轮作模式下周年产量增幅达10.05%,玉-豆轮作模式下周年产量增幅达13.40%;(2)不同氮磷调控处理的氮、磷、钾素积累总量、氮、磷、钾肥偏生产力、氮、磷、钾肥吸收效率均以轮作条件下大豆茬口S2处理和玉米M2处理最高,与常规施肥相比,豆-玉和玉-豆轮作下周年氮素积累总量、氮肥偏生产力和氮素吸收效率分别增加22.90%、10.09%、25.12%和11.10%、13.44%、1.39%;周年地上部磷素总积累量、磷肥偏生产力和磷素吸收效率分别增加8.24%、12.50%、7.58%和6.90%、13.45%、8.45%;周年地上部钾素总积累量、钾肥偏生产力和钾素吸收效率分别增加18.93%、12.50%、19.06%和0.52%、13.45%、0.71%。综合结果表明,在保证一个轮作周期施肥总量不变的情况下,大豆茬口减施1/2氮肥,增施1/2玉米磷肥和玉米茬口增施1/2大豆氮肥,减施1/2磷肥的调控模式有利于养分利用效率和产量的同步提高,可作为黑龙江垦区大豆-玉米轮作种植、高产高效施肥的优选模式。

外源褪黑素对高氮下大豆氮代谢及生长发育的影响

过量的氮素供应会对大豆体内氮代谢及生长发育水平产生一系列的不良影响。因此,探索相应的补救措施具有十分重要的科学与实践意义。为此,本试验针对外源褪黑素对高氮环境下大豆氮代谢活动及整体生长发育的调控作用开展相关研究,分别采用7.5 mmol·L^(-1)(对照组)和15 mmol·L^(-1)(高氮组)的铵态氮作为唯一氮源,于大豆V3期进行100μmol·L^(-1)褪黑素的喷施处理。研究结果表明,外源褪黑素提高了高氮环境下大豆根系及根瘤的发育水平,并通过增强氮同化过程中谷氨酰胺合成酶等关键酶的活性,提高了氮代谢水平。此外,褪黑素还诱导了叶肉细胞内抗氧化酶活性的进一步升高,降低了膜脂过氧化程度,使光合等碳代谢能力也得到了相应的缓解。因此,褪黑素的施用有利于高氮环境下大豆碳、氮代谢平衡的恢复,进而促进各部分干物质的积累,缓解高氮对大豆生长发育的不利影响。

外源褪黑素对干旱胁迫下大豆鼓粒期生长特性的影响

鼓粒期是决定豆科作物产量高低的关键生育期,为研究大豆鼓粒期干旱胁迫及褪黑素的调控效应,于大豆鼓粒初期进行干旱胁迫和褪黑素处理,比较不同处理间的形态指标、产量及其构成因素、光合参数和碳代谢指标。结果表明:鼓粒期干旱胁迫导致单株荚数、单株粒数、百粒重和单株粒重显著减少,较对照分别减少了9.04%、6.21%、22.81%和27.44%。随着干旱胁迫时间的延长,叶片Pn、Tr和Gs逐渐降低,Ci逐渐升高,叶片内的糖类物质含量(淀粉、蔗糖、果糖和葡萄糖)逐渐降低,转化酶活性(酸性和中性)、蔗糖磷酸合成酶和蔗糖合成酶活性受到了显著的抑制。而施用褪黑素无论是在正常环境还是干旱胁迫下均可以改善叶片的光合参数,不同程度地增加大豆的单株荚数和单株粒数,最终显著提高了大豆产量,褪黑素处理使正常环境下的大豆产量提高4.74%,使干旱环境下的大豆产量提高12.43%。但正常环境下施用褪黑素对大豆叶片糖类物质含量及其相关酶活性无显著影响,干旱胁迫下施用褪黑素却显著提高了大豆叶片内的糖类物质含量及其相关酶活性,表明褪黑素可以有效地缓解干旱胁迫对植物生长发育造成的不利影响。

不同中耕措施对土壤水分与大豆产量的影响

为揭示不同中耕措施对土壤水分与大豆产量的影响,综合考虑中耕的深松深度,深松与培土时间、深松和培土次数,设置提前培土、提前深松、常规深松和常规培土4种不同中耕措施处理,研究不同中耕措施对土壤状况、水分含量及大豆生长发育及产量的影响。结果表明:深松较培土降低了土壤容重,降幅为3.1%~6.4%。深松提高了水分入渗率,进而提高了土壤的含水量与贮水量,提前深松、常规深松处理均显著高于常规培土处理的含水量,在苗期0~5 cm土层中较常规培土处理分别显著提高10.8%和19.1%,结荚期与成熟期的土壤含水量依旧显著高于常规培土处理。提前深松和常规深松处理的土壤贮水量均显著高于常规培土处理,在结荚期差异最大,分别较常规培土处理显著提高21.5%和16.3%。提前中耕或者深松均提高了叶面积指数,结荚期的提前培土、提前深松和常规深松处理较常规培土处理分别显著提高了28.5%、32.2%和22.7%。大豆前中期的株高表现为提前深松较常规培土处理显著提高,而后期差异不大。提前深松通过降低土壤容重和提高土壤含水量与贮水量,促使大豆叶面积指数和株高的增加,使得各器官的干物质积累更高,进而提高了大豆产量,最终提前深松的产量较常规培土处理提高8.7%。研究结果表明提前深松有助于该地区大豆产量的提高。

GGE biplot analysis of yield stability and test location representativeness in proso millet (Panicum miliaceum L.) genotypes

The experiments were conducted for three consecutive years across 14 locations using 9 non-waxy proso millet genotypes and 16 locations using 7 waxy proso millet genotypes in China. The objectives of this study were to analyze yield stability and adaptability of proso millets and to evaluate the discrimination and representativeness of locations by analysis of vari- ance （ANOVA） and genotype and genotype by environment interaction （GGE） biplot methods. Grain yields of proso millet genotypes were significantly influenced by environment （E）, genotype （G） and their interaction （GxE） （P〈0.1%）. GxE inter- action effect was six times higher than G effect in non-waxy group and seven times in waxy group. N04-339 in non-waxy and Neimi 6 （NM6） in waxy showed higher grain yields and stability compared with other genotypes. Also, Neimi 9 （NM9, a non-waxy cultivar） and 90322-2-33 （a waxy cultivar） showed higher adaptability in 7 and in 11 locations, respectively. For non-waxy, Dalat, Inner Mongolia （E2） and Wuzhai, Shanxi （E5） were the best sites among all the locations for maximizing the variance among candidate cultivars, and Yanchi, Ningxia （El0） had the best representativeness. Wuzhai, Shanxi （e9） and Yanchi, Ningxia （e14） were the best representative locations, and Baicheng, Jilin （e2） was better discriminating location than others for waxy genotypes. Based on our results, El0 and e14 have enhanced efficiency and accuracy for non-waxy genotypes and waxy genotypes selection, respectively in national regional test of proso millet varieties.

外源褪黑素对干旱胁迫下大豆结荚期光合及生理的影响

以'绥农26'为供试大豆品种,采用盆栽方式,研究外施100μmol·L-1褪黑素对干旱胁迫下大豆结荚期光合及生理的影响。结果表明:与正常供水相比,随时间延长,干旱胁迫处理大豆植株生长受到抑制,结荚数量减少,并最终造成产量降低,光合作用和叶绿素荧光不断降低,抗氧化酶活性和渗透调节物质则呈先上升后下降趋势,而膜脂过氧化水平则不断升高;外源褪黑素提高了干旱胁迫下大豆结荚期地上部和地下部鲜干重、株高、叶面积和结荚数量并提高产量,缓解光合及叶绿素荧光下降,增加大豆叶片抗氧化酶(SOD、POD、CAT、APX)活性和渗透调节物质(可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸)含量,调节膜脂过氧化平衡(MDA、H2O2和相对电导率);褪黑素处理提高了干旱胁迫下大豆叶片Pn、Tr、Gs,分别提高14.1%~30. 0%、7. 3%~19. 6%、12. 4%~20. 3%,Fv/Fo、Fv/Fm、ΦPSⅡ和ETR分别提高3.5%~15.5%、5.4%~9.4%、2.6%~5.9%、3.0~18.2%;褪黑素处理籽粒鲜重、籽粒干重、籽粒数量、结荚数量和株高较干旱胁迫处理分别提高37.5%~51.4%、35.2%~150.0%、23.4%~42.1%、6.6%~28.7%、2.6%~9.6%,褪黑素处理单株荚数、单株粒数、单株粒重和百粒重较干旱胁迫处理分别提高8.6%、7.1%、10.5%和6.5%。综上所述,外源褪黑素可以提高干旱胁迫条件下光合和抗氧化酶活性并能缓解生长抑制,增强了大豆抵御干旱的能力并提高其产量。