当期目录

2018年 第44卷 第10期 刊出日期：2018-10-10

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作物遗传育种·种质资源·分子遗传学

以抗除草剂Bar基因稳定转化谷子技术研究

陈倩楠,王轲,汤沙,杜丽璞,智慧,贾冠清,赵宝华,叶兴国,刁现民

作物学报. 2018, (10):  1423-1432.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.01423

摘要 ( 1198 )   HTML ( 87 )   PDF (5374KB) ( 981 )  

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农杆菌介导的谷子遗传转化效率一直是制约谷子功能基因研究及转基因育种效率的主要因素。本研究以冀谷11谷子幼穗为外植体, 选取0.5~1.0 cm的幼穗, 切成0.5 cm左右的小段, 置改良后的MS培养基上诱导15~20 d形成胚性愈伤组织3120块。愈伤组织侵染转化前用侵染液悬浮浸泡, 并经45°C热激预处理3 min, 可以有效提高26.1%的瞬时遗传转化效率。将转化后的愈伤组织经草丁膦(PPT)筛选后获得513块抗性愈伤组织, 抗性愈伤组织获得率为16.4%。抗性愈伤组织经分化、壮苗培养后获得7株抗性植株, 经PCR和Southern杂交检测得到6株T₀代转基因阳性株, 对T₃代转化植株叶片进行PPT抗性分析, 并结合Bar蛋白抗体试纸条鉴定, 表明Bar基因已稳定整合到谷子基因组中。本研究建立了农杆菌介导转化谷子优良品种的遗传转化体系, 对提高谷子转基因育种效率和谷子模式研究系统的建立有重要意义。

玉米ZmNAOD基因的克隆与功能分析

马晨雨,詹为民,李文亮,张梦迪,席章营

作物学报. 2018, (10):  1433-1441.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.01433

摘要 ( 1035 )   HTML ( 73 )   PDF (1523KB) ( 1089 )  

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玉米籽粒发育和光周期特性是影响产量的关键因素。本文通过RT-PCR方法, 从玉米骨干自交系昌7-2籽粒的cDNA中克隆得到一个乙酰鸟氨酸脱酰酶基因, 命名为ZmNAOD。ZmNAOD的CDS (coding DNA sequence)长1344 bp, 编码447个氨基酸。qRT-PCR分析表明, ZmNAOD基因在玉米雄穗中的表达量最高, 其次是在籽粒、叶、茎、根中; 该基因在授粉后不同天数籽粒中的表达趋势为, 0~15 d快速上升, 之后迅速下降。对该基因的过表达转基因拟南芥的研究表明, ZmNAOD基因在转基因拟南芥的根中表达量最高; 经暗处理10 d后, 转基因株系根的长度显著长于野生型; 转基因拟南芥的生育期明显提前, 其粒长和千粒重显著大于野生型拟南芥。这些结果表明, ZmNAOD基因的表达可能与籽粒发育和光周期调控有关。

普通小麦-大赖草易位系T5AS-7LrL·7LrS分子细胞遗传学鉴定

王林生,张雅莉,南广慧

作物学报. 2018, (10):  1442-1447.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.01442

摘要 ( 623 )   HTML ( 14 )   PDF (1831KB) ( 635 )  

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大赖草对赤霉病具有较好的抗性, 将大赖草赤霉病抗性基因转入普通小麦, 对拓宽小麦赤霉病抗性基础有重要意义。本研究在获得抗赤霉病普通小麦-大赖草异附加系基础上, 采用 ⁶⁰Co-γ射线(1200 Rad, 剂量率100 Rad min ^-1)处理小麦-大赖草二体附加系DA7Lr, 并用处理后的花粉授给去雄的普通小麦中国春, 对其M₁代种子根尖细胞有丝分裂中期染色体进行GISH分析, 获得1株具有一条普通小麦-大赖草易位染色体的植株, 对其自交后代中具有2条易位染色体植株的花粉母细胞减数分裂中期I观察发现, 2条易位染色体形成了稳定的环状二价体, 表明该植株为纯合体。利用顺序GISH-双色FISH分析, 结合C-分带、小麦D组专化探针Oligo-pAs1-2和B组专化探针Oligo-pSc119.2-2, 进一步鉴定出该易位系为T5AS-7LrL·7LrS, 同时筛选出可追踪该易位系的3个EST-STS分子标记, 即BE591127、BQ168298和BE591737。该易位系的育成也为小麦赤霉病遗改良提供了新种质。

不同地理来源MGIII组大豆品种生育期结构分析及E基因型鉴定

江红,孙石,宋雯雯,吴存祥,武婷婷,胡水秀,韩天富

作物学报. 2018, (10):  1448-1458.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.01448

摘要 ( 831 )   HTML ( 14 )   PDF (351KB) ( 1275 )  

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于2014?2015年对60份不同地理来源、生育期组为MGIII的大豆品种进行生育期结构分析和E基因型鉴定表明, 不同地理来源的MGIII大豆品种生育期相近, 但生育期结构差异较大。来自中国北方和美国的MGIII组春大豆品种营养生长期(V期)较短(开花较早), 生殖生长期(R期)较长, R期与V期的比值(R/V)较高; 黄淮海品种和南方MGIII组品种V期较长(开花较晚), R期较短, R期与V期的比值(R/V)较低。北方春大豆MGIII组品种的开花期受播期影响较其他地区同生育期组品种更为明显。中国MGIII组大豆品种存在6种E基因型, 其中E1e2E3E4和e1-asE2E3E4分布区域广, 覆盖播季类型多, 而在8个美国MGIII组品种中只鉴定出1种E基因型(e1-asE2E3E4), 表明中国大豆品种在生育期结构性状上存在更为丰富的遗传变异。通过比较不同播期下MGIII大豆品种E基因在生育期性状上的平均效应值发现, 含显性位点越多的材料, 其V期越长, R期越短, R/V值越小。反之亦然。不同E基因对开花、成熟期的增强效果不尽相同, 且春播时各显性基因的效应值均比夏播时大。不同地理来源MGIII组大豆品种农艺性状存在明显差异, 且与生育期结构存在显著相关性。中国北方春大豆品种底荚高度与R/V值负相关, 但单株荚数与R/V值正相关; 黄淮海大豆品种的分枝数、单株荚数、百粒重与R/V间无显著相关性; 南方大豆品种分枝数与V期呈显著负相关。试验结果可为大豆品种生育期结构的改良及适应不同环境的品种选育提供依据。

山西花生地方品种芽期耐寒性鉴定及SSR遗传多样性

白冬梅,薛云云,赵姣姣,黄莉,田跃霞,权宝全,姜慧芳

作物学报. 2018, (10):  1459-1467.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.01459

摘要 ( 1044 )   HTML ( 17 )   PDF (1933KB) ( 848 )  

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低温寒害是引起花生产量和品质下降的主要因素之一, 培育和种植高产稳产耐寒性强的品种是降低低温寒害的理想途径。然而高耐寒性种质的缺乏和耐寒性鉴定的困难, 是限制耐寒性育种取得突破的主要原因。本研究对72份山西花生地方品种进行芽期耐寒性鉴定, 以其相对发芽率和相对发芽指数作为耐寒性评价指标, 初步将其分为高耐寒、耐寒、中感、敏感、高感5级。为了解山西花生地方品种耐寒性遗传多样性, 合理、高效利用耐寒型花生资源, 用多态性好的90对SSR引物评价了不同耐寒性花生品种, 结果显示, 参试品种遗传多样性存在较大差异, 在遗传距离为0.4时, 被聚类为三大类群。3份高耐寒品种和7份耐寒品种分别聚类到不同的3个类群中, 说明耐寒性花生遗传多样性丰富。

芥菜型油菜毛状根诱导体系构建及TTG1基因功能初步研究

李隆,程成,伍小方,张大为,刘丽莉,周静,周美亮,张凯旋,严明理

作物学报. 2018, (10):  1468-1476.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.01468

摘要 ( 1077 )   HTML ( 27 )   PDF (3255KB) ( 809 )  

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黄籽油菜具有种皮薄、出油率高等优点, 研究油菜黄籽的形成具有重要的意义。前期研究表明, TTG1 (TRANSPARENT TESTA GLABRA 1)基因参与了油菜种皮颜色的形成。本研究利用发根农杆菌A4菌株诱导了芥菜型油菜四川黄籽的毛状根, 并研究了菌液浓度和外植体部位对诱导率的影响。结果表明, 菌液浓度OD值为0.8时, 诱导效率最高, 平均为71.5%; 外植体中下胚轴的发根率最高, 平均为87.3%。在四川黄籽毛状根中过表达TTG1基因, 发现原花色素合成途径中的DFR (dihydroflavonol4-reductase)、ANS (anthocyanidin synthase)和BAN (anthocyanidin reductase)基因的表达受到抑制。本研究优化了油菜毛状根的诱导体系, 为利用毛状根体系进行基因功能验证提供了新的思路和方法。

水稻高秆染色体片段代换系Z1377的鉴定及重要农艺性状QTL定位

崔国庆,王世明,马福盈,汪会,向朝中,李云峰,何光华,张长伟,杨正林,凌英华,赵芳明

作物学报. 2018, (10):  1477-1484.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.01477

摘要 ( 991 )   HTML ( 19 )   PDF (1263KB) ( 817 )  

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株高是水稻重要的农艺性状, 往往与产量相关性状密切关联, 在水稻育种中有重要利用价值。本研究以日本晴为受体、缙恢35为供体亲本, 经表型和分子标记双重选择, 鉴定了一个水稻高秆染色体片段代换系Z1377。Z1377共含有18个代换片段, 平均代换长度为2.95 Mb。与日本晴相比, Z1377的株高、倒一节间至倒四节间长、穗长、一次枝梗数、二次枝梗数、粒长、每穗实粒数、总粒数显著增加; 粒宽显著变细, 有效穗数、结实率显著减少, 但仍达86.75%。用日本晴与Z1377杂交构建的次级F₂群体共检测到16个相关QTL, 分布于第2、第3、第4、第5、第6、第7和第9染色体。其中有8个可能与已克隆基因等位, 如GW2、EUI1、ZFP185等, 另8个如qPH3等尚未见报道。Z1377的株高由一个主效QTL (qPH3)和一个微效QTL (qPH5)控制, 其中qPH3的贡献率达28.59%。而且, 在F₂群体中, 高秆和矮秆基本呈现双峰分布, 经卡平方测验, 符合3∶1分离比, 表明高秆对矮秆显性, 并主要由qPH3负责。这将为该主效基因的精细定位和克隆奠定基础, 同时为进一步选育含2~3个代换片段的中高优良染色体片段代换系并应用于育种奠定基础。

耕作栽培·生理生化

减量施氮对玉米-大豆套作系统土壤氮素氨化、硝化及固氮作用的影响

雍太文,陈平,刘小明,周丽,宋春,王小春,杨峰,刘卫国,杨文钰

作物学报. 2018, (10):  1485-1495.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.01485

摘要 ( 837 )   HTML ( 19 )   PDF (951KB) ( 1047 )  

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土壤氮素氨化、硝化及固氮作用是影响作物氮素吸收及氮肥损失的主要因素, 为揭示氮肥减量下玉米-大豆套作系统的土壤氮素转化特性及排放规律, 利用大田定位试验研究了3种模式(玉米单作MM、大豆单作MS、玉米-大豆套作IMS)和3种施氮水平(不施氮NN: 0; 减量施氮RN: 180 kg hm ^-2; 常量施氮CN: 240 kg hm ^-2)对土壤硝化作用、氨化作用、固氮作用及氨挥发、N₂O排放、NO₃ ^--N累积的影响。结果表明, IMS较相应单作提高了土壤硝化和氨化作用, IMS的氨挥发损失率和N₂O损失率较MM降低21.6%和29.7%; IMS下玉米土壤的NO₃ ^--N积累量显著高于MM, 而大豆土壤的NO₃ ^--N积累量显著低于MS。各施氮处理间, RN较CN降低了玉米土壤的氨化与硝化作用, 增加了大豆土壤的硝化和固氮作用。IMS下RN的玉米、大豆全生育期固氮作用较CN增加29.7%和32.0%, 年均氨挥发总量和N₂O排放量较CN降低37.2%和41.0%。玉米-大豆套作系统在减量施氮下通过提高土壤氮素氨化、硝化与固氮作用, 减少氮素排放损失, 增强耕层土壤NO₃ ^--N积累, 为作物氮素吸收提供了充足氮源。

施钾量对膜下滴灌甜菜光合性能以及对产量和品质的影响

黄春燕,苏文斌,张少英,樊福义,郭晓霞,李智,菅彩媛,任霄云,宫前恒

作物学报. 2018, (10):  1496-1505.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.01496

摘要 ( 588 )   HTML ( 9 )   PDF (713KB) ( 559 )  

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膜下滴灌技术被广泛应用于内蒙古冷凉干旱地区的甜菜生产中。为探明施钾量对膜下滴灌甜菜光合生理特性和产质量的影响及其适宜钾肥用量, 于2014?2015年在内蒙古凉城县设K₂O 0、90、180、270和360 kg hm ^-25个施肥处理进行了研究。结果表明, 钾素能够提高甜菜的光合性能, 如促进株高、叶面积指数、净光合速率的增加; 施钾肥180、270和360 kg hm ^-2显著提高了叶丛快速生长期甜菜的净光合速率, 影响净光合速率的最主要因素是RuBPCase活性, 其次是气孔导度, 净光合速率与甜菜产量呈极显著正相关。适宜的钾肥用量有利于块根、叶柄和叶片干重的增加及产量增加, 但施钾过量, 块根干物质分配比例下降, 含糖率下降, 块根干物质分配比例与甜菜含糖率呈显著正相关。施钾量270 kg hm ^-2时产量最高, 90 kg hm ^-2时含糖率最高, 当施钾量大于180 kg hm ^-2时, 块根中K ⁺、Na ⁺含量增加, 大于270 kg hm ^-2时, 块根中α-氨基酸含量增加, 施钾量180 kg hm ^-2时产糖量最高。综合考虑施钾量对膜下滴灌甜菜产量和品质的影响, 内蒙古甜菜种植优势区域的钾肥推荐施用量为180 kg hm ^-2。

不同粒色小麦籽粒铁锌含量和生物有效性及其对氮磷肥的响应

黄鑫,李耀光,孙婉,侯俊峰,马英,张剑,马冬云,王晨阳,郭天财

作物学报. 2018, (10):  1506-1516.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.01506

摘要 ( 995 )   HTML ( 13 )   PDF (256KB) ( 1113 )  

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明确不同粒色小麦籽粒铁锌含量和生物有效性及其对氮磷肥配施的响应, 对小麦高产优质高效生产具有重要意义。本文以6个不同粒色(白粒、红粒和黑粒)小麦品种为材料, 在大田条件下研究了不同氮磷肥配比(N1: 90 kg N hm ^-2; N2: 240 kg N hm ^-2; P1: 60 kg P₂O₅ hm ^-2; P2: 209 kg P₂O₅ hm ^-2)对小麦产量、籽粒铁锌含量及其生物有效性的影响。结果表明, 不同品种籽粒铁锌含量和积累量存在年际间差异, 黑粒小麦具有较高的铁锌生物有效性。小麦籽粒产量、铁锌含量及积累量在N2P1处理下最高; 铁锌生物有效性在N2P2或N2P1处理下最高, 两处理之间没有显著差异。红粒小麦扬麦15和扬麦22在N2P1水平下籽粒铁锌含量及其积累量最高, N2P2次之; 黑粒小麦周黑麦1号和紫麦1号在N2P2水平下铁含量及其积累量最高, N2P1次之; 不同品种的铁锌生物有效性多数在N2P1或N2P2水平下最高, 表明适量增施氮肥, 有利于提高籽粒产量、铁锌含量及其生物有效性。在本试验条件下综合考虑产量和效率, N2P1 (240 kg N hm ^-2、60 kg P₂O₅ hm ^-2)处理对提高产量、增加籽粒铁锌含量及其生物有效性效果最佳。

不同熟期夏玉米品种籽粒灌浆与脱水特性及其密度效应

万泽花,任佰朝,赵斌,刘鹏,董树亭,张吉旺

作物学报. 2018, (10):  1517-1527.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.01517

摘要 ( 790 )   HTML ( 16 )   PDF (517KB) ( 1096 )  

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研究不同熟期夏玉米品种籽粒灌浆与脱水特性及种植密度的调控作用, 以期为黄淮海地区夏玉米籽粒机收提供科学依据。2016—2017年在山东农业大学玉米科技创新园, 种植早熟玉米品种登海518 (DH518)、衡早8号(HZ8)和中晚熟玉米品种郑单958 (ZD958)、登海605 (DH605), 设60 000、75 000、90 000株 hm ^-23个种植密度。结果表明, 早熟品种DH518、HZ8较中晚熟品种ZD958、DH605灌浆期短, 产量低。4个品种生理成熟时的籽粒含水率与其生育期相关性不显著, 早熟品种籽粒后期脱水速率快, DH518和HZ8从籽粒达最大含水量到生理成熟的脱水速率均值较ZD958和DH605两年分别高0.015% °C ^-1和0.014% °C ^-1。相关性分析显示, 籽粒脱水速率与灌浆速率相关性不显著, 生育后期籽粒含水率与茎鞘、叶片含水率呈显著正相关, 与苞叶、穗轴含水率呈极显著正相关。随种植密度的增加, 不同品种籽粒灌浆期缩短, 平均灌浆速率降低, 籽粒生理成熟时的含水率降低。合理增加种植密度能够显著提高不同熟期夏玉米品种的产量。

UV-B胁迫下Ca ²⁺对颠茄生理特性与次生代谢产物的调控研究

卢克欢,刘兴,杨怡,廖志华,吴能表

作物学报. 2018, (10):  1527-1538.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.01527

摘要 ( 535 )   HTML ( 9 )   PDF (613KB) ( 779 )  

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有害中波紫外线(Ultraviolet B, UV-B; 280~320 nm)辐射影响植物的生长和发育, Ca ²⁺是植物生长发育所必须的大量元素之一, 外源Ca ²⁺不但可以提高植物抗胁迫能力, 还对次生代谢具有调控作用。以颠茄(Atropa belladonna L.)实生苗为材料, 在UV-B辐射(10 μW cm ^-2)背景下, 研究不同浓度外源Ca ²⁺、不同处理时间对颠茄生理特性、氮代谢、次生代谢产物含量以及托品烷类生物碱代谢途径中3个关键酶基因表达量的影响。结果表明, 随着UV-B辐射时间的延长(4 ~12 d), 对颠茄的光合作用、氮代谢以及生物碱的积累产生抑制作用, 加剧了膜脂氧化程度; 经外源Ca ²⁺处理, 叶片初始荧光(F_o)、丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量呈下降趋势, 叶片最大光化学效率(F_v/F_m)、光合色素(总叶绿素、类胡萝卜素)含量、抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性均呈上升趋势, 说明Ca ²⁺有利于缓解UV-B辐射的抑制, 加强对UV-B胁迫的抗性; 在Ca ²⁺处理下, 叶片中硝态氮含量显著降低, 游离氨基酸、可溶性蛋白含量和氮代谢关键酶(NR、GS、GDH)的活性显著提高, 叶片中莨菪碱含量和东莨菪碱含量显著提高; qRT-PCR分析显示, 在外源Ca ²⁺的诱导下, 托品烷类生物碱合成途径中3个关键酶基因(PMT、TR I、H6H)表达量均有不同程度上调趋势。本研究结果可为田间种植提供理论参考。

不同种植方式大豆根际土壤细菌多样性分析

王芳,陈井生,刘大伟

作物学报. 2018, (10):  1539-1547.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.01539

摘要 ( 735 )   HTML ( 13 )   PDF (2505KB) ( 687 )  

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利用Illumina MiSeq第二代高通量测序平台, 对黑龙江省不同地区轮作及连作大豆根际土壤细菌16S rDNA基因组测序, 初步分析在不同种植方式下受大豆胞囊线虫侵染的大豆根际土壤细菌群落结构的变化。从6个土壤样本中共获得25 419个OTUs, 鉴定到细菌的47个门, 147个纲, 709个属。变形菌门、放线菌门、酸杆菌门、芽单胞菌门、浮霉菌门是供试土壤细菌的优势菌门, 占所有细菌群落总数90%以上。连作4年总OTUs及丰富度最高, 连作20年最低。不同轮作方式土壤细菌丰富度差异不显著(P > 0.05), 短期连作与长期连作细菌丰富度及多样性差异显著(P < 0.05)。不同轮作方式下放线菌门相对丰度低于连作方式, 芽单胞菌门和拟杆菌门相对丰度高于同地区连作方式。土壤功能细菌根瘤菌(Bradyrhizobium)、链霉菌属(Streptomyces)、芽孢杆菌属(Bacillus)、溶杆菌属(Lysobacter)、土微菌属(Pedomicrobium)的相对丰度在不同年限连作下高于轮作。长期连作土壤优势细菌丰度与轮作土壤相似性更高。

不同类型籼粳杂交稻产量和品质性状差异及其与灌浆结实期气候因素间的相关性

徐栋, 朱盈, 周磊, 韩超, 郑雷鸣, 张洪程, 魏海燕, 王珏, 廖桉桦, 蔡仕博

作物学报. 2018, (10):  1548-1559.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.01548

摘要 ( 1083 )   HTML ( 22 )   PDF (271KB) ( 1125 )  

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为找出不同类型籼粳杂交稻在品质表现上存在差距的原因, 以18个早熟晚粳籼粳杂交稻品种(品系)为材料, 从中筛选出产量与蒸煮食味品质具有代表性的3种类型(A类高产优质型, B类高产不优质型, C类低产不优质型)。2年中A类和B类的平均产量分别较C类高22.66%和22.26%, 其高产的原因主要是具有较高的单位面积穗数和每穗粒数。A类的糙米率和整精米率分别比B和C类高1.9%~2.5%和13.9%~22.7%。与A类相比, B类和C类的垩白率和垩白度分别高43.3%~47.5%和64.5%~71.4%。B和 C类的平均直链淀粉含量较A类分别高31.7%、33.0%。A类平均胶稠度较B和C类分别高4.0%、4.5%, A类品种的峰值粘黏度和崩解值最高, 消减值最低, 蛋白质含量3种类型无显著性差异。相关性分析表明, 灌浆结实期温度与加工品质、外观品质、蒸煮食味品质呈负相关。籼粳杂交稻优质的获得, 除品种遗传因素外, 可通过合理的播期或栽培管理调节, 使水稻灌浆结实期处于相对较低的温度下则有利于其稻米外观品质和蒸煮食味品质的同步提高或改良。

研究简报

不同降雨年型下种植密度对旱作马铃薯生长、水分利用效率及产量的影响

侯贤清,牛有文,吴文利,徐金鹏,时龙,唐少颖,马旭,李荣

作物学报. 2018, (10):  1560-1569.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.01560

摘要 ( 745 )   HTML ( 19 )   PDF (557KB) ( 691 )  

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为探索宁南半干旱偏旱区覆膜垄作马铃薯合理的种植密度, 于2015和2016年设置37 500、45 000、52 500、60 000、67 500株 hm ^-2 5个种植密度, 以当地传统种植密度37 500株 hm ^-2为对照, 研究不同种植密度对土壤水分、马铃薯生长、水分利用效率及产量的影响。结果表明, 不同种植密度可显著影响马铃薯生育前期和中期0~100 cm层土壤水分状况, 以45 000和52 500株 hm ^-2处理土壤贮水量最高, 均显著高于37 500和67 500株 hm ^-2处理。45 000和52 500株 hm ^-2处理较其他处理均显著提高马铃薯出苗率, 促进马铃薯生育前期和中期的生长, 而在马铃薯生育后期各处理间差异不显著。马铃薯产量和商品率均随种植密度的增加呈先增加后下降的变化趋势, 45 000和52 500株 hm ^-2处理两年平均降水利用效率分别较37 500株 hm ^-2处理显著提高15.3%和17.6%, 作物水分利用效率分别提高11.1%和15.0%。通过两年数据拟合函数发现, 在宁南半干旱偏旱区2015年平水年和2016年枯水年, 旱作覆膜垄作马铃薯种植密度为51 187~51 302株 hm ^-2时, 其水分利用效率和块茎产量最高。

水分和CO₂浓度对冬小麦气孔特征、气体交换参数和生物量的影响

武海霞,郭丽丽,郝立华,张浩,王清涛,程东娟,彭正萍,李菲,张茜茜,李树彬,徐明,郑云普

作物学报. 2018, (10):  1570-1576.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.01570

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利用可精准控制CO₂浓度([CO₂])的大型人工气候室, 研究了水分亏缺和[CO₂]升高对冬小麦气孔特征、气体交换参数及生物量的影响。结果表明, 水分亏缺导致冬小麦气孔开度减小和气孔空间分布的规则程度降低, 提高[CO₂]能够减缓水分亏缺时气孔开度和气孔分布规则程度的下降幅度。与充分灌溉相比, 不同水分亏缺条件下冬小麦的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均显著降低(P<0.05), [CO₂]仅可缓解轻度亏水对气体交换过程的影响, 该缓解能力随水分亏缺程度的加剧而降低。水分亏缺降低冬小麦生物量, 但[CO₂]升高对水分亏缺时生物量产生的影响不显著(P>0.05)。水分亏缺条件下, 冬小麦通过调整气孔开度和气孔空间分布格局改变叶片的气体交换效率, [CO₂]升高对冬小麦产生的“施肥效应”受土壤水分条件的限制。