玉米氮素吸收的基因型差异及其与根系形态的相关性
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doi:10.11838/sfsc.1673-6257.22499根区施肥条件下氮肥品种及施氮量对玉米苗期根系特征及生长的影响杨 朔1,胡 仁1,侯 俊1*,李锦涛1,黄 飞1, 聂玺斌1,胡 洋1,李 炫1,何文祥2,孔小雁2*(1.长江大学农学院/湿地生态与农业利用教育部工程研究中心,湖北 荆州 434025; 2.荆门法麦克斯农业科技有限公司,湖北 荆门 448200)摘 要:根区施肥条件下根系周围养分浓度升高,根系对养分的吸收利用进一步提高,而苗期玉米根系较脆弱,因此,探索苗期玉米根系对根区施氮的响应有利于玉米高产高效,研究根区施氮下玉米苗期根系特征及分布可深化根区施肥理论,同时为玉米精准施肥提供理论依据。
采用盆栽试验,以不施氮为对照(CK),设置2个氮肥品种[尿素(UR)和控释尿素(CRUR)],模拟4个施氮水平(N 90、135、180和225 kg/hm2),以不施氮肥为对照(CK),研究根区施肥条件下氮肥品种及施氮量对玉米苗期根系形态及分布的影响。
结果表明:移栽后10 d,各处理间无显著差异。
移栽25 d后,根区施尿素处理的根系指标随着施氮量的增加先升高后降低;而根区施控释尿素处理相应的根系指标随着施氮量的增加而增加或保持稳定。
UR135和CRUR225处理根系特征较高,与CK相比提高了根系生物量(25.41%和64.37%)、总根长(40.14%和53.45%)、总根表面积(30.50%和32.52%)、总根体积(55.94%和46.72%)、平均直径(20.01%和23.18%)和根系活力(49.44%和50.64%)等,而UR225则均降低。
不同土层根系生物量也受到根区附近氮肥品种及施氮量的影响,0~5和5~10 cm土层根系生物量均表现为CRUR225≥ CRUR180=UR135≥ CRUR135>UR90=UR180=CRUR90>CK>UR225,与CK相比,CRUR225处理下的0~5和5~10 cm土层分别显著提高61.44%和69.79%,而UR225处理分别显著降低45.66%和36.01%。
中国农业科学 2017,50(11):2006-2017Scientia Agricultura Sinica doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2017.11.006种植密度对夏玉米根系特性及氮肥吸收的影响石德杨1,2,李艳红1,夏德军2,3,张吉旺1,刘鹏1,3,赵斌1,董树亭1(1山东农业大学农学院/作物生物学国家重点实验室,山东泰安 271018;2烟台市农业科学院玉米与油料研究所,山东烟台 265500;3山东省现代农业产业技术体系玉米创新团队,山东烟台 265500)摘要:【目的】玉米是中国第一大粮食作物,在国家粮食安全中具有举足轻重的作用。
选用耐密型品种,增加种植密度是现在玉米获得高产的主要措施之一。
然而,高密度种植加剧了玉米生长空间的压力,导致单株生长受到抑制,单株产量降低。
根系作为吸收土壤水分与养分的主要器官,其生长受密植条件抑制。
研究夏玉米品种根系特性对密度响应的基因型差异,探明密植条件下耐密型夏玉米根系特性与氮素吸收、利用的关系,为耐密型夏玉米品种的根系改良及密植条件下养分与水分管理提供依据。
【方法】试验于2014—2015年在山东农业大学黄淮海区域玉米技术创新中心进行,以耐密型品种郑单958(ZD958)和不耐密型品种鲁单981(LD981)为试验材料,采用土柱栽培与15N标记技术相结合的技术手段,研究不同种植密度下(D1,52 500 plants/hm2与D2,82 500 plants/hm2),不同耐密型品种根系性状及氮素吸收利用情况对种植密度的响应。
【结果】增加种植密度可显著提高夏玉米籽粒产量,但两品种单株籽粒产量均显著降低。
两品种根系生物量、根长、根系表面积、根系活性吸收面积均随种植密度的增加而降低;D1条件下,LD981根系各项指标生育前期高于ZD958,乳熟期后均低于或显著低于ZD958。
D2条件下,两品种根系各项指标生育前期差异不显著,而生育后期LD981显著低于ZD958;地上部单株绿叶面积与穗位叶净光合速率受基因型及密度影响,变化趋势与根系一致。
中国农业科学 2014,47(1):33-42Scientia Agricultura Sinica doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2014.01.004玉米不同基因型双列杂交后代抽丝后氮素代谢特性刘春晓1, 赵海军1, 董树亭2, 王庆成1, 李宗新1, 刘开昌1(1山东省农业科学院/小麦玉米国家工程实验室,济南 250100;2山东农业大学作物生物学国家重点实验室,山东泰安,271018)摘要:【目的】阐明保绿型玉米和非保绿型玉米双列杂交后代抽丝后氮素代谢特征。
【方法】选育氮高效品种是实现玉米高产高效生产的根本途径。
为明确不同基因型玉米双列杂交后代的氮代谢和利用特征,筛选出保绿型玉米氮高效品种,采用大田试验的方法,选择保绿型(SG, stay-green)玉米自交系Q319、CZ01、VA91和非保绿型(NSG, non-stay-green)玉米自交系BM、B73、MO17,以此组配6×6完全双列杂交,以双列杂交后代为材料,系统研究不同玉米品种主要生育时期叶片、茎鞘、籽粒氮含量和粗蛋白质含量的变化,抽丝前后氮素积累、分配和氮收获指数,叶片氮代谢关键酶硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGAT)活性等的影响,并对叶片氮代谢酶活性与保绿性的相关性进行了分析。
【结果】不同基因型双列杂交后代抽丝后叶片氮含量呈倒“V”型变化特性,高峰期在灌浆期前后。
茎鞘和籽粒氮含量均随生育期推进呈逐渐降低的变化趋势。
保绿型(SG)玉米叶片、茎鞘、籽粒氮含量均显著高于非保绿型(NSG)玉米。
抽丝前保绿型玉米自交后代氮积累、抽丝后氮积累、氮积累总量分别比NSG高20.00%、82.30%和45.23%;其转移量、转移率和氮素收获指数则分别比NSG低51.28%、66.59%和14.32%,抽丝后保绿型玉米的氮积累量约占50%,而非保绿型玉米仅为40%左右。
植物营养与肥料学报2001,7(3:293~297Plant Nutrition and Fertilizer Science不同玉米品种氮素营养效率差异的生态生理机制黄高宝,张恩和,胡恒觉(甘肃农业大学农业生态工程研究所,甘肃兰州730070摘要:采用大田与盆栽试验相结合的方法,对7个氮素营养效率不同的玉米杂交种在不同氮肥水平下的子粒日产量、吸氮效率、根系形态、叶片硝酸还原酶活力(NRA及冠层光合生理生态特性等进行了研究。
结果表明,D K743、D K656、豫玉22、中单2号、户单1号等5个品种N素营养效率较高;酒单2号和石玉905是低N素营养效率的品种。
N素营养效率的高低与品种根重、根长、根表面积、叶片NRA、净光合速率、气孔导度等都有一定的相关性。
适当供氮能提高净光合速率、气孔导度、叶片NRA含量、干物质积累量和子粒产量,提高幅度因品种而异。
关键词:玉米;氮素营养效率;生理生态;硝酸还原酶活性(NRA中图分类号:S513;Q94511文献标识码:A文章编号:10082505X(20010320293205改善玉米品种吸收和利用氮的效率是玉米育种家的一个重要目标,也是提高养分有效性的重要的生物学途径。
利用不同作物或品种利用氮素能力的差异,提高土壤氮素利用效率,已引起各界的关注[1~4]。
Vose研究表明,氮素利用效率受氮的吸收、NRA、硝酸盐贮藏库的大小以及氮向收获器官运输能力等多种因素的影响[1]。
有关玉米不同品种在不同生态条件下氮素营养效率差异的生理生态原因的研究,对选择和培育区域性的适宜玉米品种具有重要的理论意义和实践价值[1,3,4]。
为此,通过对玉米不同品种植株地上部、地下部氮素同化效率的研究,探讨造成玉米不同品种营养效率差异的原因,以便对氮素营养进行适度调控,为农田生产中作物的优化管理及高营养效率品种的选育提供依据。
1材料与方法田间试验于1998年在本校院内试验地进行。
供试土壤为碱性灌淤土,土壤有机质0194%,p H值8137,全N01049mg/kg,Olsen2P2177mg/kg,速效K3915mg/kg。
不同基因型玉米在不同氮素水平下干物质积累及碳
氮代谢差异研究中期报告
本研究旨在探究不同基因型玉米在不同氮素水平下干物质积累和碳
氮代谢差异,以期为玉米的育种和氮素管理提供科学依据。
本文为研究
中期报告,主要介绍了研究进展和初步结果。
研究方案包括:选取3个不同基因型的玉米进行不同氮素水平下(0、100、200 kg/ha)的盆栽试验,并进行干物质积累、根系生长、叶绿素
含量及碳氮代谢相关指标的测定。
初步结果显示,不同基因型玉米的干物质积累和根系生长在不同氮
素水平下表现出差异。
在0 kg/ha氮素水平下,MN基因型玉米的干物质积累较高,而Bt基因型玉米的根系生长较强;在100 kg/ha氮素水平下,Bt基因型玉米的干物质积累最高,MN基因型玉米的根系生长最强;在200 kg/ha氮素水平下,Bt基因型玉米干物质积累和MN基因型玉米的根系生长表现最佳。
叶绿素含量方面,不同基因型玉米在不同氮素水平下表现出不同的
变化趋势,但一般而言,在高氮素水平下叶绿素含量 higher。
另外,碳
氮代谢相关指标的研究正在进行中,预计将在后续的研究中得出更为详
细的结论和推论。
总体而言,本次研究初步探究了不同基因型玉米在不同氮素水平下
的生长和代谢差异,为后续深入研究提供了基础数据和参考,有望为玉
米的育种和氮素管理提供科学依据。
玉米不同氮素水平对产量和品质的影响研究玉米是我国重要的粮食作物之一,也是世界上产量最高的粮食作物之一。
在玉米的种植过程中,氮素是一种必不可少的营养元素,对玉米的产量和品质具有重要的影响。
因此,研究不同氮素水平对玉米产量和品质的影响,对于科学合理地施肥,提高玉米产量和品质具有重要的意义。
本文综述了有关玉米不同氮素水平对产量和品质的影响研究的相关文献,以期为农业生产提供一定的参考。
一、氮素对玉米生长发育的影响氮是植物所需的重要元素之一,对于玉米生长发育具有重要的影响。
研究表明,适宜的氮素浓度能够促进玉米的生长发育,提高光合作用效率,增加叶面积和叶绿素含量。
然而,如果氮素浓度超过适宜范围,就会出现氮过量的情况。
氮过量会导致植株生长粗壮,茎秆粗大,叶片增多,但因叶片老化较快,光合作用效率得不到充分发挥,最终导致玉米田间单位面积产量下降。
相反,氮缺乏则会使植株生长缓慢,叶片黄化,产量减少。
因此,良好的氮素供应是提高玉米产量和品质的关键。
二、不同氮素水平对玉米产量的影响不同氮素水平是影响玉米产量的重要因素。
根据既往研究成果,不同氮素水平对于玉米产量的影响较为复杂,有时甚至相互矛盾,这可能是由于研究的氮肥施用方式、条(行)距、品种、土壤等不同因素引起的。
1、低氮水平在一定的灌溉条件下,适当的低氮水平能够提高玉米产量。
研究表明,当玉米的氮素供应量在100 kg/ha以下时,产量随氮素供应的增加呈现增加趋势。
这是由于适量氮素可以提高叶片的光合速率,促进产生总碳水化合物的速率,从而提高玉米的产量。
2、中氮水平在某些地理环境条件下,适宜的中氮水平能够更好地促进玉米产量的提高。
世界范围内存在很大不同,例如,在美国中西部地区,玉米的最佳氮素供应量为150-180 kg/ha,而在我国东北地区,最佳氮素供应量为180-240 kg/ha。
3、高氮水平高氮水平对玉米的产量有一定的负面影响。
在一定程度上,高氮水平不仅无法增加玉米产量,还会导致产量下降,原因是高氮水平会导致玉米植株过于生长,而且茎秆粗壮,光合作用效率得不到充分发挥,所以玉米的田间单位面积产量会下降。