不同株型小花生品种氮素养分吸收利用特性

南方小花生植株高大的地方良种与矮化改良的品种并存。为探明其需氮规律,实现差异化施肥的高产管理,以湖南主栽的高秆地方良种安化小籽、矮秆现代品种湘黑小果为材料,设置4个基施复合肥用量0、450、600、750 kg/hm^(2),分别代表土壤背景(CK)、低肥(F30)、中肥(F40)、高肥(F50)水平,于4个生育时期测定并分析植株各器官氮含量、积累与分配状况。结果表明:氮含量以高秆品种果>叶>根>茎为序;矮秆品种则以叶>果>根>茎为序。叶、根氮含量表现为高秆<矮秆,而茎、果反之。增施肥料对氮含量的影响程度总体趋势为茎>叶>根>果,利于营养器官的氮素同化吸收。氮积累量两品种各器官以叶>果>茎>根为序。除苗期外,其余时期的全株、叶、茎氮积累量表现为高秆>矮秆;根在苗期、结荚期为高秆<矮秆,其余时期相反;果则为高秆<矮秆。施肥利于营养器官前期的氮素积累。氮素分配率两品种均以叶最高,荚果和茎其次,根最少。地上部为高秆>矮秆,而地下部反之,说明矮秆植株吸收的氮素更利于转运到荚果。氮素利用效率均为矮秆>高秆,氮素生产效率、氮肥偏生产力两品种均以F40、F30最高,过度施肥降低氮素利用效率。综上,矮秆品种氮素积累量对增肥的响应度较低,总积累量虽然较少而在荚果中分配较多,并具有更高的氮素利用效率;品种株型特点应作为南方典型贫瘠酸性红壤区小籽花生生产上确定施肥量的主要依据。

杀菌剂和根瘤菌剂拌种对花生根际微生物及荚果产量的影响

为筛选出能替代化学药剂的生物杀菌剂,促进花生绿色生产,本试验以湖南主栽品种湘花2008为试材,开展化学杀菌剂(甲基硫菌灵)、生物杀菌剂(哈茨木霉菌和解淀粉芽孢杆菌)单拌及与根瘤菌剂复配拌种大田试验,在花生苗期至结荚期测定根际土壤微生物数量,收获时测定荚果性状及产量。结果表明:(1)甲基硫菌灵单拌能显著促进细菌生长;甲基硫菌灵单拌、根瘤菌剂单拌及3种复配拌种处理在抑制真菌、促进根瘤菌方面表现较好;哈茨木霉单拌和解淀粉芽孢杆菌单拌对放线菌的促生效果更明显;解淀粉芽孢杆菌单拌及其复配显著抑制黄曲霉生长增殖。(2)从微生物群落结构来看,甲基硫菌灵单拌能够在全生育期提高细菌/真菌、放线菌/真菌比值,哈茨木霉单拌、解淀粉芽孢杆菌单拌二者在苗期和结荚期均能提高放线菌/真菌比值。(3)除哈茨木霉单拌及其复配外,各拌种处理均能够增加花生产量,解淀粉芽孢杆菌单拌增产最大,增幅为49.39%;根瘤菌剂单拌增产40.24%,解淀粉芽孢杆菌复配增产32.78%。结论归纳为:甲基硫菌灵单拌、哈茨木霉菌与根瘤菌剂复配、解淀粉芽孢杆菌与根瘤菌剂复配在微生物方面综合表现更好,更适宜改善花生根际土壤微生物群落;解淀粉芽孢杆菌单拌及复配、根瘤菌剂拌种在荚果产量上增幅较大。因此,推荐解淀粉芽孢杆菌单拌及复配、根瘤菌剂拌种在生产上推广使用。

227个花生品种主要油脂性状的遗传多样性分析

为深入了解花生油脂含量及脂肪酸组分的遗传特性,给花生品质育种和油脂改良提供理论依据,本研究选用227份花生资源(育成品种和地方品种)组成自然群体为试材,采用变异分析、相关性分析、主成分分析、聚类分析等方法,对花生9个主要油脂性状(油脂含量及油酸、亚油酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸、山嵛酸、木质素酸含量、油亚比)进行多元统计分析,以揭示油脂性状之间的关联,明确提升油脂品质的关键因素。结果表明,油亚比变异系数最大,为73.66%,硬脂酸、油酸和亚油酸的变异系数较大,指标值分别为22.06%、20.86%和20.77%,品种间存在丰富的变异类型;其他性状的变异系数为3.96%~14.83%,遗传特性相对稳定。亚油酸与棕榈酸、花生酸与硬脂酸、油酸与油亚比、山嵛酸与木质素酸呈极显著正相关,油酸与棕榈酸、油酸与亚油酸、棕榈酸与油亚比、亚油酸与油亚比呈极显著负相关。9个油脂性状可综合成3个主成分因子,即高油酸因子、饱和脂肪酸因子和粗脂肪因子,这三个因子包含了种质86.25%的信息。227份种质可聚类为3大类群:第一类的油酸、木质素酸含量和油亚比在三个类群中最高,第二类的山嵛酸和棕榈酸含量较高,第三类的花生酸和硬脂酸含量较高。结果表明参试品种间差异明显,遗传多样性丰富。

232份花生种质资源荚果和籽仁相关性状的遗传多样性分析

为了解花生种质资源的遗传多样性,本试验利用荚果及籽仁相关性状调查数据对232份花生种质资源组成的自然群体进行表型多样性分析、变异系数分析、遗传参数分析、相关性分析及聚类分析,籍此为花生品种资源的有效利用和新品种选育提供理论依据。结果表明:花生荚果和籽仁相关的9个分级性状和13个农艺性状的遗传多样性指数变幅分别为0.44~1.34和1.81~2.10,均值分别为0.95和2.03。13个农艺性状的变异范围在8.02%~36.78%之间,均值为18.55%,达到中等程度变异,说明该群体存在较为丰富的遗传多样性。总体来看,13个农艺性状的广义遗传率差异较大,变幅为31.24%~85.54%,其中荚果长、宽、厚的广义遗传率都在80%以上。百果质量和百仁质量的相对遗传进度分别为35.94%和39.27%,可获得的遗传增量分别为56.958和21.841。相关性分析结果表明,各农艺性状之间互相影响、相互制约,荚果长、荚果宽、荚果厚、果腰、籽仁长、籽仁宽、单株产量、百果质量、百仁质量这9个农艺性状之间彼此显著正相关。系统聚类分析在平方Euclidean距离为12时将232份花生种质资源划分为三类,不同类群间多数性状差异较大;同时筛选到10份优良的大果大粒型花生种质资源。综上说明232份花生种质资源间存在丰富的遗传多样性,性状改良空间大。

石灰对红壤区花生土壤酶活性及经济性状的影响

花生是喜钙作物,南方红黄壤属酸性土壤且钙元素流失严重,种植花生会造成空壳、减产等问题,石灰(氧化钙)常用作补钙肥料。为探讨施用石灰钙对红壤瘠薄旱土花生土壤酶活性的影响,优化花生生长条件,以3种不同粒型花生品种(大粒品种湘花2008、中粒品种湘花55、小粒品种蓝山小籽)为试材,采用土柱栽培法,设置施钙(生石灰)与不施钙(对照)两个处理,对花生主要生育时期0~20 cm耕层和根际土的5种土壤酶活性进行测定与分析。研究结果表明:随着花生生育期发展,土壤酶活性均呈现先增加后逐渐降低的趋势,且峰值都出现在生长旺盛期即花针期或结荚期;施石灰对3种类型花生全生育期耕层土和根际土酶活性均有显著影响,根际土壤酶活性变幅大于耕层土壤;耕层和根际土壤过氧化氢酶活性均增加;施钙提高了大、中粒型花生品种土壤蛋白酶、脲酶活性,却降低了土壤蔗糖酶及磷酸酶活性;小粒型花生土壤蔗糖酶、磷酸酶活性则大幅提高,蛋白酶和脲酶活性平均增幅虽然低于对照组,但生育后期蛋白酶和脲酶活性仍高于对照以及大、中粒品种,施钙可以增强花生抗氧化能力;可以促进花生植株营养生长向生殖生长转化,降低植株主茎高和侧枝长,增加各粒型的饱果数、饱果重及单株生产力,施钙量相同时大、中粒型花生单株生产力增幅较小,说明大、中粒型花生比小粒型花生需钙量更多。因此,南方红壤旱地花生施用石灰,对各粒型花生不同土壤酶活性及产量有较大调控作用,为花生高产栽培、品种选育以及种植布局奠定基础。

施钙和起垄对低钙耐性差异花生品种光合性能与产量的影响

土壤渍涝与缺钙是南方花生生产上主要的非生物胁迫。为明确不同钙耐性花生品种在生产上对耕种模式及施钙的互作关系,采用钙肥、耕作模式、品种三因素设计大田裂区试验,钙肥为主区,分别为0 kg/hm^(2)、750 kg/hm^(2);耕作模式为裂区,分别为垄作、平作;品种为裂裂区,分别为湘花2008(钙敏感)和湘花55(耐低钙),通过测定光合参数、荧光参数、产量及其构成因素,研究不同处理对花生生长阶段光合性能和荚果产量的影响。结果表明:在施钙条件下,垄作更能提高花生的光合特性;垄作时,施钙使敏感品种的光合参数(净光合速率、蒸腾速率、初始荧光、最大荧光、最大光化学效率、潜在光化学活性、可变荧光参数)值升高,但耐低钙品种施钙和不施钙差异不明显。钙敏感或耐低钙品种均以施钙垄作栽培条件下(Ca_(1)H)的荚果产量最高,比传统的不施钙平作栽培(Ca_(0)F)大幅增产(57.45%和11.40%),主要原因是施钙和起垄栽培能显著提高两品种尤其是钙敏感品种的光合效率和荧光性能,强壮个体素质,优化群体结构,实现了花生产量结构因子如单株果数、百仁重(百果重)的协同提高。因此,对于花生品种尤其钙敏感类型,施钙起垄组合是适合南方缺钙、多雨生态环境下花生高产高效的栽培模式。

氧化钙、哈茨木霉及三种杀菌剂对花生苗期根际土壤微生物的影响

为探究氧化钙(生石灰)、哈茨木霉(生物拮抗剂)及三种不同类型化学杀菌剂对花生根际土壤微生物的影响,在大田试验条件下,以当地主栽花生品种湘花2008为材料,利用16SrRNA、ITS高通量测序技术和生物信息学分析方法,分析了氧化钙基施、哈茨木霉拌种及常用的三种化学杀菌剂(甲基硫菌灵、噻呋酰胺、咯菌腈)拌种对花生苗期根际土壤微生物多样性及群落结构影响的差异。结果表明:①氧化钙基施和哈茨木霉拌种处理,特有的根际土壤细菌和真菌OTU数目远多于三种化学杀菌剂拌种处理。②Shannon指数、ACE指数分析表明,氧化钙和哈茨木霉处理明显提高细菌多样性和微生物丰富度,而三种化学杀菌剂处理的微生物多样性降低。③各处理优势细菌的门与属相对丰度比较,氧化钙处理蓝藻细菌门和硝化螺旋菌属丰度降低,绿弯菌门、芽单胞菌门、粘球菌门、拟杆菌门、芽单胞菌属丰度明显增加;哈茨木霉处理变形菌门和蓝藻细菌门丰度降低,拟杆菌门丰度增加;三种化学杀菌剂处理下拟杆菌门和蓝藻细菌门丰度明显大于其他处理。优势真菌的门与属相对丰度比较,氧化钙和哈茨木霉处理均降低了子囊菌门的丰度,其中氧化钙处理的被孢霉门、梳霉门、火丝菌属、柔膜菌属、伏革菌属相对丰度均高于其他处理,三种化学杀菌剂处理均增加了子囊菌门丰度。④LEfSe分析显示,氧化钙和不同杀菌剂处理均显著改变了花生苗期根际土壤细菌和真菌的群落结构,氧化钙处理的真菌优势菌群较多,哈茨木霉处理的细菌优势菌群最多。差异显著的细菌群落中,氧化钙处理下有Chthonomonadetes纲、Chthonomonadales目,哈茨木霉处理下有梭菌目、脱硫弧菌目、乳酸杆菌科、Bryobacteraceae科等。差异显著的真菌中,氧化钙处理下有粪壳菌科。这些菌群一定程度上利于根系营养物质吸收和转化,促进植株生长发育。综上,氧化钙和哈茨木霉的合理使用能提高根域微生物的多样性和丰富度,维持根际微生态平衡,而三种化学杀菌剂处理则降低土壤微生物多样性和丰富度,进一步印证了现代化学农药的大量投入对土壤生态环境的危害。

持绿和早衰花生品种根系形态、叶片生理及产量对叶面喷施磷肥的响应

【目的】叶面喷施磷肥是土壤施磷的重要补充,作物品种、喷施浓度等因素都会影响磷的喷施效果。比较不同花生品种喷施磷肥后根系形态、叶片酶活性、养分吸收特性及产量的差异,可加深对品种特性与叶面喷磷效果关系的理解。【方法】在温室大棚内进行沙培盆栽试验,采用两因素试验设计,以持绿型品种花育39和早衰型品种花育20为材料,设置P2O50(对照)、0.1%(P0.1)和0.2%(P0.2)3个叶面喷磷水平,以磷酸二氢钾作为叶面磷源,于初花后第5和15天各喷施1次。结荚初期(播种后70天)和成熟期(播种后110天)分别取新鲜叶片(主茎倒三叶)测定丙二醛(MDA)含量及抗氧化酶活性,取根系鲜样测定根系形态指标,将整株花生分为营养体(根、茎和叶)、果针和荚果三部分烘干后测定干物质重及氮、磷含量。【结果】结荚初期,与对照相比,P0.1处理显著提高了两品种根长、根体积、根表面积,提高叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)及过氧化氢酶(CAT)活性,降低了MDA含量;P0.2处理植株各指标增幅小于P0.1处理,多数与对照差异不显著。成熟期,持绿型品种两喷磷处理(P0.1和P0.2)各指标增幅较小,多数与对照差异不显著;叶面喷磷降低了早衰型品种根系长度、表面积和体积,增加了叶片膜脂过氧化程度,加速了植株衰老,其中P0.2对根系和叶片的负面影响大于P0.1处理。喷施叶面磷肥提高了两品种不同器官及整株的氮、磷积累量,持绿型品种P0.2处理荚果中元素积累量高于P0.1处理,而早衰型品种则表现出相反趋势。叶面喷磷提高了两品种各器官干重及荚果产量,其中持绿型品种P0.2处理整株干重低于P0.1处理,荚果产量高于P0.1处理,虽然早衰型品种P0.2处理的营养体干重高于P0.1处理,但其果针干重和荚果产量均低于P0.1处理。【结论】叶面喷磷对两个品种结荚初期根系发育及叶片生理活性均有促进作用,0.1%P2O5的效果好于0.2%P2O5。成熟期,持绿型品种根系和叶片对叶面磷肥的反应不敏感,但与P0.1相比,P0.2处理荚果中氮、磷元素累积量及荚果产量增幅更大,因此,该品种适宜的叶面喷施磷肥浓度为0.2%P2O5。喷施0.2%P2O5磷肥显著降低了早衰型品种成熟期根系形态指标和叶片生理活性,一定程度上抵消了叶面喷施磷肥对该品种结荚初期的积极作用,导致P0.2处理植株氮、磷积累量及荚果产量的增幅小于P0.1处理。因此,早衰型品种更适合的浓度为0.1%P2O5。

不同粒型花生种子吸胀特性及播种深度对其种际土壤温湿度与出苗的影响

为明确不同粒型花生种子的吸胀特性及其大田的适宜播种深度,选用小、中小、大籽三类品种,先在室内进行25℃条件下0~10 h的清水浸种试验,测定种子吸水能力;然后在夏初正常气候条件下进行2、4、6、8 cm (SD2、SD4、SD6、SD8)4个播种深度试验,研究其对播种出苗期田间小气候、种际土壤温湿度、出苗率及幼苗素质的影响。结果表明:(1)大籽品种吸水量最多,是中小籽、小籽的1.12~1.55倍,但吸水速度最慢,小籽吸水最快,这是大籽花生应适当深播而小籽花生可适当浅播的水分生理基础。(2)播深对种际生境有重大影响。外界气温及其有效积温与种际土温及其有效积温相差较大,但两个环境温度间高度正相关。播种出苗期15 d内三类品种各播深的平均种际土温比日均气温高1.93~2.20℃,有效积温高28.5~32.5℃。随着播深增加,各品种种际有效积温呈现出由少到多的二次抛物线趋势,即SD2、SD4有效积温少于SD6、SD8。各品种种际土壤含水量整体表现SD8、SD2>SD4>SD6,即播种最深、最浅处的土壤湿度大于播深中等的湿度。(3)播深对出苗率与幼苗素质有重要影响,中小籽、大籽品种出苗率对播深的响应比小籽更敏感。小籽和中小籽品种播深均以4 cm为宜,大籽品种播深以6 cm为宜,可使出苗快、出苗率高和幼苗素质好。