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[硕士论文] 王小艳
作物栽培耕作学 贵州大 2015(学位年度)
摘要:以贵州省安顺市西秀区旧州镇文星村为研究区域,采用传统统计地统计相结合的方法,研究了黔中喀斯特山区土壤容重、总孔隙度、毛管持水量、毛管孔隙度、通气孔隙度、pH、有机质、速效养分(S、Si、N、P、K、Fe、Zn、Cu、Mn)、全量养分(N、P、K)、交换性盐(Ca、Mg)及阳离子交换量等土壤特性和水稻拔节期、抽穗期、成熟期SPAD值、叶面积指数、干物质积累量、氮磷钾吸收量及产量和产量构成因素的空间变异特征及其协同机理。在土壤各特征值中,pH、总孔隙度及毛管孔隙度的变异系数<10%,表现为弱变异;容重、毛管持水量、通气孔隙度,速效N、P、K、S、Si、Fe、Zn、Cu,全量N、P、K,有机质、交换性Ca、Mg及阳离子交换量的变异系数均在10%~100%之间,属于中等变异;而有效Mn的变异系数为102.81%,表现为强烈的空间变异性;在水稻生长信息中,除拔节期、抽穗期的SPAD值和产量构成中结实率的变异系数<10%,表现为弱变异外,其他均为中等强度变异。
  半方差分析表明,容重、总孔隙度、pH、碱解氮、有效磷、全氮、全磷、有效硫、阳离子交换量、交换性钙、镁、有效铜、拔节期SPAD值、抽穗期水稻SPAD值和氮、磷、钾吸收量,成熟期干物质积累量和磷、钾吸收量的C0/(C0+C)<25%,表现为强烈的空间自相关性;土壤毛管持水量、毛管孔隙度、通气孔隙度、有机质、速效钾、全钾、有效铁、有效锌、拔节期叶面积指数、抽穗期干物质积累量及叶面积指数、成熟期SPAD值、叶面积指数和氮吸收量、有效穗数、结实率、理论产量及实际产量的C0/(C0+C)在25%~75%之间,表现为中等强度的空间自相关性;而有效硅、有效锰、拔节期干物质积累量及氮、磷、钾吸收量、千粒重及每穗粒数的C0/(C0+C)>75%,表现为很弱的空间自相关性。而Moran’s I指数分析表明,土壤特性中容重、总孔隙度、毛管持水量、通气孔隙度、速效磷、有效硫、有效硅、有效锰及有效锌的Z值在-1.96~1.96之间,其空间自相关性不显著,其他的Z值均大于1.96,呈正的显著空间自相关性;水稻生长信息相关特性中,拔节期和成熟期的叶面积指数和SPAD值,抽穗期叶面积指数,成熟期的磷、钾吸收量及产量构成中结实率的Z值大于1.96,呈正的显著空间自相关性,其他Z值在-1.96~1.96之间,其空间自相关性不显著。
  根据克里金插值图,土壤容重从西南角至东北方向向两级逐渐增加,总孔隙度、毛管持水量及毛管孔隙度之呈相反趋势;有机质、碱解氮、速效钾、全氮、全磷、有效硅硫、交换性钙及阳离子交换量呈现出从东北至西南角方向递增的趋势;水稻各生长信息分布趋势在每个生长时期大体一致,随着生长时期的变化有着微弱的改变,产量的分布斑块状较明显,在西北方向及东南方向最高。对于难测的土壤特性和水稻生长信息或取样较难的地区可以进行部分取样,采用之关系较大的其他较易测的土壤特性或水稻生长信息指标进行协同克里金插值,能得到该区域的土壤特性或水稻生长信息估值,且其估值误差相对较小。
[硕士论文] 孙晓然
作物栽培耕作学 青岛农业大 2015(学位年度)
摘要:为给华北旱地小麦确定合理的追肥深度,2012-2014年在青岛科院试验站进行了大田试验,以品种“济麦22”为材料,探究了旱地冬小麦拔节期四个不同的追肥深度(W0:0cm、W1:5cm、W2:10cm、W3:15cm)对其在生长发育过程中的生理特性、产量品质以及对土壤养分的影响,以期得出旱地小麦最佳的追肥深度,可为旱地小麦高产栽培提供理论依据和技术支撑。主要结果如下:
  1.追肥深度对旱地小麦生长发育的影响
  在冬小麦后期追肥时,肥料适当的深施能够促进小麦的生长发育。小麦成熟期,在四个处理中,深度施肥处理冬小麦地上部干物质重积累量和株高均高于表层施肥处理,其中效果最好的是10cm深度。成熟期不同器官干物质比例都以籽粒最大,且深度施肥的籽粒所占比例也都是大于表层施肥的,各个处理间差异显著。表明肥料施到一定得深度有利于干物质的积累和籽粒的积累,大田条件下10cm是最佳施肥深度。
  2.追肥深度对旱地小麦生理生化特性的影响
  在小麦后期施肥时,适宜的施肥深度能提高小麦的光合特性,提高旗叶的净光合速率,降低胞间CO2浓度,其中效果最好的处理是10cm(W2)的施肥深度。一定的追肥深度还能提高旗叶的保护酶活性,比如提高小麦生育后期POD、SOD、NR活性,降低MDA含量,从而有助于延缓小麦植株的衰老,四个处理中,以 W2处理效果为最好,其次是W1。同时,表层施肥的旗叶可溶性蛋白含量始终低于其他处理,其中W2含量为最高。
  3.追肥深度对旱地小麦各器官N、P、K含量的影响
  小麦叶片、叶鞘和茎秆的N、P含量随着施肥深度的增加呈现先增加后降低的趋势,即一定的深度施肥有利于提高叶片、叶鞘和茎秆的N、P含量,但施肥过深则效果不好。在小麦成熟期,深度施肥处理的叶片和叶鞘中的K含量高于W0处理,而W0处理的茎秆K含量高于其他处理。
  4.追肥深度对旱地小麦土壤养分的影响
  施肥能够增加土壤养分,改善土壤酸碱性。深度追肥(10-15cm)能够提高表层土壤(0-20cm)的pH,降低20-40cm土壤层的pH,改善了土壤的过酸过碱化。在小麦成熟期,深度施肥处理的土壤耕作层(0-40cm)速效磷和速效钾含量均大于表层施肥处理,效果最好的是W2处理。深度施肥能够在小麦灌浆期提供更多的氮素和有机质,其中最合适的施肥深度是10cm。
  5.追肥深度对旱地小麦产量和品质的影响
  小麦穗粒数、千粒重和产量都是随施肥深度呈先增加后降低的趋势,各处理小麦的产量表现为W2>W1>W3>W0。深度施肥的小麦籽粒蛋白质含量有所增加,尤其是醇溶蛋白、清蛋白和球蛋白的含量。深度施肥还提高了小麦面粉的形成时间和稳定时间、面粉拉伸能量和拉伸比,其中以W2处理效果最好。
  综合来看,通过四个处理对小麦生理特性、土壤养分特征及产量的影响来看,在小麦后期追肥时,大田旱地小麦的适宜施肥深度为5-10cm最好。
[硕士论文] 张娜
作物栽培耕作学 青岛农业大 2015(学位年度)
摘要:为明确花生生长过程中是否存在根系生长冗余,探讨花生高产的适宜根系大小,为花生高产新品种的选育和栽培提供理论依据。于2013年和2014年在青岛农业大莱阳校区农植物保护院实验站,以青花7号为供试品种,采用300目尼龙绢网袋装土栽培作物的方法,研究了根系生长空间对花生生长和产量的影响及其生理基础。主要结果如下:
  1.根土空间对花生生长的影响
  花生根系长度、表面积、体积,主茎高、侧枝长及根茎叶干重均随着根土空间的增大而逐渐增大,并随生育进程的推进差异越来越大,但当根土空间深度超过60 c m后,再增大根土空间对花生根系长度、表面积、体积,主茎高、侧枝长及根茎叶干重的影响变小。随着根土空间的增大,单株开花量、入土果针数、总果针数和结果数、荚果干重逐渐增大,到根土空间深度60cm时达到最大值,以后再增大根土空间反而降低。说明根土空间过小显著影响花生营养生长和生殖生长,根土空间过大则导致花生营养生长过于繁茂,存在生长冗余,对生殖生长产生不利影响,适宜的根土空间能够保持合理的根系大小,协调营养生长和生殖生长的关系。
  2.根土空间对花生碳代谢特性的影响
  随着根土空间的增大花生单株叶面积、叶绿素含量、净光合速率、可溶性糖含量也随之增大,并随生育进程的推进差异越来越大,到根土空间深度60c m后再增大根土空间对花生单株叶面积的影响变小,再增大根土空间叶绿素含量、净光合速率、可溶性糖含量反而降低。
  3.根土空间对花生矿质元素吸收积累的影响
  随着根土空间的增大,根茎叶氮、磷、钾和硼、钙、铜、铁、镁、锰等微量元素的含量逐渐增大,到根土空间深度60cm达到最大值,之后再增大根土空间反而降低。根茎叶氮、磷、钾和硼、钙、铜、铁、镁、锰等微量元素的积累量随着根土空间的增大逐渐增多,但到根土空间深度60cm后,积累量增多的幅度降低。说明根土空间过小,引起根系过小,导致根系吸收矿质营养的能力减弱。根土空间过大,虽然根系较大,吸收矿质元素能力较强,但由于地上部植株枝叶繁茂旺长,而导致花生植株矿质元素含量下降。
  4.根土空间对花生衰老特性的影响
  花生叶片SOD、POD活性、可溶性蛋白含量、根系活力随着生育进程的推进逐渐降低,MDA含量则随着生育进程的推进逐渐升高;叶片SOD、POD活性、可溶性蛋白含量、根系活力在整个生育期内均表现为随着根土空间的增大而增大,到根土空间深度60cm后达到最大值,之后再增大根土空间花生叶片SOD、POD活性、可溶性蛋白含量、根系活力反而降低。说明适宜的根土空间或根系大小有利于延缓花生植株衰老。
  5.根土空间对花生产量的影响
  花生生物产量随着根土空间的增大而增大,而荚果产量、出仁率、有效果数、籽仁产量也随着根土空间的增大而增大,但到根土空间深度60c m时达到最大值,之后再增大根土空间反而降低,说明根土空间过大过小易引起花生生长量不足或生长量过大,产生生长冗余均导致荚果产量降低,适度的根土空间既可以保证足量的生长量,又可以避免生长冗余,协调好营养生长和生殖生长的关系,促进荚果生长,获得较高的荚果产量。
[博士论文] 龙海丽
作物栽培耕作学 石河子大 2015(学位年度)
摘要:目的:温度、降水等生态资源是决定作物生长的关键因素,东北地区是我国玉米主产区,生态资源变化幅度大,开展区域生态因素玉米生长生产发育关系的研究,对于调整玉米生产措施具有重要意义,并将为其他地区的应用提供借鉴。
  方法:通过对1951-2014年64年间东北地区玉米生长季的光照、温度、降水等生态信息的充分挖掘,明确了光照、温度、降水资源的时空变化情况;根据当地玉米生产情况,选择不同类型的10个玉米品种,设置播期、密度、水分等试验处理,系统调查不同类型玉米对光照、温度、降水等生态资源的响应,通过系统分析,提出我国东北春玉米区资源约束条件下的玉米生产应对措施,为本地区的玉米生产提供理论基础和技术措施。
  结果:⑴全球气候变化影响了我国东北春玉米种植区域的分布。自从20世纪50年代到21世纪近10年,东北地区平均温度增长1.34℃,≥10℃活动积温已经增长近277℃,玉米生育期的积温普遍提升200-300℃。本研究分析了温度变化幅度最大的黑龙江省,玉米的播期较上个世纪五十年代提前5天左右。温度的变化还引起玉米种植区域的变化,本研究根据目前的温度条件,对黑龙江省的玉米种植区域带进行了新的规划,种植品种也需要作相应的调整。⑵种植密度是决定玉米产量的重要技术措施,但适宜种植密度的确定则需要根据具体的品种和生态条件。本研究在对东北春玉米区的光照条件进行分析的基础上,根据不同类型玉米品种、不同种植密度群体的光分布特点,对不同区域、不同类型玉米的种植密度进行了规划。研究发现,东北春玉米区的光照从东向西逐渐增加,不同类型玉米品种的光限制条件下的适宜种植密度则逐渐增加,但不同类型玉米品种的适宜种植密度差别较大,需要根据具体条件确定玉米的适宜种植密度。⑶水分是作物生长发育的决定因素之一,降水资源的承载力也是影响玉米种植密度的主要条件。气象数据表明,东北春玉米区的降水量从东向西逐渐减少,自然降水的密度承载量也逐渐降低。研究表明,不同类型的玉米品种水分利用效率存在较大的差异,可以根据水分利用效率分为三类:低效WUE为1.5,中效WUE为1.75,高效WUE为2.2,并且发现,不同类型品种的水分利用效率还和种植密度存在密切联系,选择适宜的水分利用效率高的玉米品种可以提高玉米种植密度。根据东北地区降水量及蒸散量及不同水分利用效率的玉米类型,分析计算了不同类型品种在不同区域的适宜种植密度。⑷根据当地光照、温度、降水等生态条件以及不同玉米品种对光照、温度、降水的适应情况,对东北春玉米区的玉米适宜种植密度进行了综合分析,并测算出光照温度降水限制条件下的适宜种植区的种植密度。并研究发现,不同生态区域的玉米密度限制因素不同:东部地区主要是光照限制、而西部地区则是降水限制,北部地区则更多是温度资源限制,不同地区的适宜品种、适宜种植密度和相应的生产应对措施存在较大差别,并提供了具体的种植密度建议。通过不同地区玉米生产的调研,基本确定了本研究的结果的合理性,也对当地的玉米生产提供了借鉴。
  结论:通过对不同类型玉米对光照、温度、降水等生态资源的响应研究,可以根据当地光照、温度、降水等生态资源的基本情况制定有针对性的具体应对措施,以充分挖掘当地的玉米生产潜力,提高生态资源的利用率。本研究在准确分析生态因素的基础上,综合考虑各方面因素,提供涉及品种选择、播种时期确定、种植密度调整等整体解决方案,为发挥当地的资源优势的玉米生产提供理论依据和技术支持。
[硕士论文] 张东升
作物栽培耕作学 石河子大 2014(学位年度)
摘要:农林复合系统中资源优化利用是提高产量和生产力的核心,复合系统中配对作物的种植结构决定了资源竞争,因此,选择合理的种植结构是保证农林复合系统资源高效利用和提高产量的基础。试验于2012年和2013年,分别在六(七)年生枣树行(行距6m)设置13.5万株·hm-2,18万株·hm-2和22.5万株·hm-2三个棉花密度处理,通过实测和条带光截获模型估测的方法,研究了不同密度配置的枣棉间作系统中棉花生物性状、光合生理特性、光分布及产量的变化,为枣棉间作系统群体结构优化配置提供理论依据。本研究主要内容包括:
  ⑴在枣棉间作系统中,随着棉花种植密度的增加,棉花叶面积指数和干物质质量显著增加,而株高显著减小。种植密度对棉花产量及构成因子影响显著,随着种植密度的增加,棉花单株结铃数和单铃重显著减小。18万株·hm-2的间作棉花皮棉产量最高,两年平均为1560kg·hm-2,比13.5万株·hm-2和22.5万株?hm-2分别高18.2%和6.8%。密度和年份对棉花单株结铃数、单铃重、衣分及产量的交互作用不显著。随着枣棉间距离减小,棉花单株叶面积和干物质质量降低,其中,距离枣树60cm的棉花单株叶面积,株高和干物质质量,相比150cm和300cm处的棉花,平均减少37.4%、41.9%和43.8%。
  ⑵在枣棉间作系统中,18万株·hm-2的间作棉花SPAD值、实际光化效率(ΦPSII)、光化猝灭系数(qP)、电子传递速率(ETR)、净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)显著高于13.5万株·hm-2和22.5万株·hm-2。随着枣棉间距离的减小,间作棉花叶绿素含量、荧光参数和光合特性变化显著,尤其是距离枣树最近的边行棉花表现出明显的负效应,结果表明,除了初始荧光(Fo)和胞间CO2浓度(Ci)增加外,其他各指标都极显著降低。另外,边行棉花净光合速率(Pn)实际光化效率(ΦPSII)显著正相关,而气孔导度(Gs)相关不显著,这表明导致边行棉花净光合速率(Pn)降低的主要因素是实际光化效率(ΦPSII)的下降,而非气孔因素。
  ⑶在枣棉间作系统中,间作棉花的光截获量随着棉花密度的增加而增加,但是在棉花花铃期,18万株·hm-2和22.5万株·hm-2的棉花光截获量差异不显著。18万株·hm-2的间作棉花光能利用率两年平均为1.87g(DM)?MJ(PAR)-1,相比22.5万株·hm-2和13.5万株·hm-2,分别增加6%和10%。密度和年份对间作棉花光截获量和光能利用率的交互不显著。在棉花整个生育期,各密度处理间枣树的光截获量和光能利用率差异不显著;三个密度处理的间作棉花的消光系数没有显著的差异,但是,在棉花花铃期,22.5万株·hm-2的间作棉花的k显著降低。
  ⑷在枣棉间作系统中,增加种植密度虽然可以增加棉花叶面积指数和干物质质量,但却不能很好地协调棉花群体和单株间的关系,进而影响棉花产量构成和产量。适当增加枣棉间距可以减轻枣树对棉花的不利影响,而合适的密度也有利于改善棉花冠层光分布,进而增加棉花光合速率,光能利用率和产量。
[硕士论文] 朱丹青
作物栽培耕作学 广西大 2014(学位年度)
摘要:粉葛(Pueraria thomsonii Benth.)为豆科多年生藤本落叶植物,又称甘葛、葛藤,粉葛以根部入药,称为葛根,是我国常用的传统中药,同时又是保健食品。植株整形是粉葛栽培重要的措施,为了探索植株整形对粉葛产量和品质的影响,本课题开展了整枝和修根对粉葛块根的产量、淀粉含量、总黄酮含量等因素以及商品性能的影响。主要研究结果如下:
  1.三种整枝方式中,留一条枝的粉葛茎粗最粗,留三条枝的粉葛地上部分重量最重,留两条枝的粉葛产量最高;留一条枝的粉葛可溶性蛋白、淀粉和纤维含量最高,其中可溶性蛋白和淀粉含量其它两个处理的差异极显著;留两条枝的粉葛可溶性糖和总黄酮含量最高,可溶性糖含量其它两个处理的差异并不显著,总黄酮含量留一条枝的差异显著,留三条枝的差异不显著。
  2.三种修根方式中,留两条根的粉葛茎粗最粗,其它两个处理差异极显著;留三条根的粉葛地上部分重量和产量最高,其中地上部分重量其它两个处理差异极显著;留两条根的粉葛可溶性糖和纤维含量最高,其它两个处理差异极显著;留三条根的粉葛的可溶性蛋白,淀粉和总黄酮含量最高,其中可溶性蛋白淀粉其它两个处理的差异极显著。
  3.同时保留三条根三条枝时,粉葛单个块根重量最重;同时保留三条根两条枝时,粉葛的淀粉含量最高,同时保留一条根两条枝时,粉葛的纤维含量最低;同时保留三条根三条枝时,粉葛的总黄酮含量最高。
  4.不同的整枝和修根方式对粉葛块根的商品性能影响不一。若作为食用粉葛栽培,应采用三条根加两条枝的整形方式,此时最有利于粉葛块根淀粉等物质积累,增加产品的食用品质;若粉葛作为药用植物栽培,应采用三条根加三条枝的植株整形方式,此时最有利于粉葛总黄酮的合成,提高粉葛的药用价值。
[硕士论文] 曹玲珑
作物栽培耕作学 河南农业大 2014(学位年度)
摘要:本文基于小麦品种“中国春”“Triticum aestivumlL. Chinese Spring”灌浆期热胁迫下旗叶组织转录组分析,筛选得到2429个热胁迫应答候选基因,同时根据转录组分析结果,选定了2个受高温强烈诱导表达的基因TaG1和TaG12,以及1个受高温抑制表达的基因TaG16进行了深入研究,并通过RT-PCR技术克隆得到这3个基因的基因组序列和cDNA序列,并通过同源性氨基酸序列分析、组织表达和高温胁迫应答分析、植物表达载体构建和遗传转化等方法,以期从上述基因的角度探索高温胁迫下小麦的应答机制,并获得热胁迫相关优异基因资源,为小麦品种耐热性状改良提供指导和奠定基础。具体研究结果如下:
  1.通过对小麦品种“中国春”灌浆期高温(38℃)8 h处理和适温(24℃)对照下旗叶组织样品转录组测序分析结果显示,对照及处理组有效序列标签(Clean tags)数目分别占总序列的百分比分别为96.74%和96.63%,并且对照和处理样品所检测到的基因数目已基本饱和,完全符合转录组测序分析需求;随后在完成样品转录组深度测序之后,对高温胁迫下小麦叶片组织中基因的高温应答情况进行分析结果显示,在检测到的93003个基因中有1058个基因属于热胁迫诱导上调类型,1371个基因转录表达受高温胁迫抑制。获得2429个热胁迫应答候选基因,为研究小麦耐热性机制获得了大量的优异基因资源。
  2.根据转录组分析结果,初步选定了2个受高温诱导强烈表达的基因TaG1和TaG12,以及1个受高温抑制表达的基因TaG16进行了深入研究。核酸序列及氨基酸序列分析表明,小麦TaG1基因cDNA序列全长546 bp、基因组全长1071 bp、开放读码框420 bp、含有4个内含子、编码139个氨基酸、氨基酸序列节节草、短柄草、水稻来源的PSII10kD叶绿体蛋白氨基酸序列相似性分别为100%、89%和83%,说明小麦TaG1基因表达蛋白属于植物PSII10kD叶绿体蛋白家族;小麦TaG12基因cDNA序列全长1297bp、基因组全长1297 bp、开放读码框972 bp、无内含子、编码323个氨基酸、氨基酸序列水稻、山羊草来源的未知蛋白氨基酸相似性分别为66%和60%,小麦TaG12基因表达蛋白功能还未发现;小麦TaG16基因cDNA序列全长1220 bp、基因组全长1756 bp、开放读码框1083 bp、含有1个内含子、编码360个氨基酸、氨基酸序列黑麦草、山羊草来源的咖啡酸-O-甲基转移酶蛋白相似性分别为83%和99%,说明小麦TaG16基因表达蛋白属于植物咖啡酸-O-甲基转移酶蛋白家族。组织表达分析表明,TaG1基因在“中国春”各组织的表达量强弱顺序分别为叶片、颖壳、茎、根和籽粒;TaG12基因的表达量强弱顺序为叶片、茎、籽粒、颖壳和根;TaG16基因的表达量强弱顺序为根、茎、颖壳、叶片和籽粒,显示出较强的组织特异性。高温胁迫应答分析表明,小麦TaG1和TaG12基因高温胁迫下转录本呈现上调表达模式,而TaG16基因的表达受高温抑制。
  3.为深入研究这3个耐热候选基因的功能,通过构建植物表达载体并通过农杆菌介导拟南芥转基因技术遗传转化和种子萌发期热胁迫表型鉴定。结果表明,成功构建了3个超量植物表达载体pCAMBIA3301::TaG1、pCAMBIA3301::TaG12和pCAMBIA3301::TaG16。采用农杆菌介导法将上述基因导入野生型拟南芥品种“Col-o”,经特异性PCR鉴定及测序证实,外源目的基因已整合进入受体拟南芥基因组,并且分别获得转TaG1基因植株15株、转TaG12基因植株20株和转TaG16基因植株23株。种子萌发期高温(45℃)胁迫下萌发率分析表明,3个转TaG1基因拟南芥株系TaG1-1,TaG1-4和TaG1-7种子的萌发率野生型“Col-o”萌发率间无显著性差异(P>0.05);转TaG12基因的3个株系TaG12-2,TaG12-4和 TaG12-6拟南芥种子萌发率野生型“Col-o”萌发率间差异显著(P<0.05);转 TaG16基因3个株系TaG16-1,TaG16-3和TaG16-5拟南芥种子萌发率野生型“Col-o”萌发率间差异显著(P<0.05)。说明转TaG12和TaG16基因拟南芥种子萌发期耐热性有所提高。,具体原因有待进一步验证。
[硕士论文] 陈健
作物栽培耕作学 山东农业大 2017(学位年度)
摘要:为了研究花生膜下滴灌水肥一体化施肥模式的水溶肥适宜施用量和时期及其生理效应,以不施肥和传统施肥(普通三元复合肥播种前一次性基肥,有效养分360kg/hm2)为对照,设置水溶肥(N:P2O5:K2O=20:20:20)不同施用量(有效养分90~900kg/hm2)及同一施用量(有效养分360kg/hm2)下花针期、结荚期、饱果期三时期不同施用比例(花针期施用20~80%肥料,其余结荚期、饱果期平均施用)处理,研究各处理对花生植株生长、叶片生理特性、产量、肥料利用率以及经济效益的影响,并综合评价各施肥方案。主要研究结果如下:
  1.水溶肥施用量对花生生长、叶片生理特性、产量及肥料利用的影响
  水溶肥施用量在90~540kg/hm2之间,结荚期、饱果期主茎高、侧枝长、地上部生物量、产量均随施肥量的增大呈递增趋势。施用量在360kg/hm2时,较传统施肥荚果产量显著提高7.52%,籽仁产量显著提高16.65%,增产原因一方面在于提高了花生产量形成阶段叶片的抗氧化酶活性,增加了叶片相对叶绿素、可溶性蛋白含量,减少了叶片MDA含量,从而延缓了叶片衰老进程,延长了后期有效光照时间;另一方面还提高了花生结果数量和出仁率,且此时,肥料利用率及荚果养分分配所占比例相对较高。继续增大水溶肥施用量,主茎高、侧枝长、茎+叶干物质积累量增加而荚果产量增加不显著。施用量在720kg/hm2以上,产量下降。
  2.各时期水溶肥施用比例对花生生长、产量品质、叶片生理特性及肥料利用的影响
  增大花针期施肥比例有利于植株营养生长;适度增大结荚期、饱果期追肥比例,则更利于生殖生长,且延缓了叶片的衰老进程。产量、品质及肥料利用率在花针期施用60%,结荚期、饱果期各施用20%水溶肥时最佳,较传统施肥荚果产量提高7.82%,籽仁产量提高18.33%,肥料利用率提高21.51%。
  3.滴灌施肥条件下花生经济效益
  水溶肥施用量为180 kg/hm2时,经济效益最优;施用量为360kg/hm2时,花针期施用60%,结荚期、饱果期各施用20%经济效益最优。肥料成本较高对于经济效益所带来的负效应超过了籽仁收益所带来的正效应成为限制滴灌施肥下花生经济效益提高的主要因素。在合理的施肥量和各时期施肥比例下,降低水溶肥成本成为滴灌施肥下花生经济效益提高的有效途径之一。
  4.滴灌施肥条件下花生适宜水溶肥施用方案
  膜下滴灌水肥一体化模式下花生施用大量元素(N:P2O5:K2O=20:20:20)水溶肥有效养分量在180~360kg/hm2范围内,且在花针期施用60%、结荚期、饱果期各施用20%时,能够同时保证较高的产量、肥料利用率及经济效益,达到节肥高效生产目的。
[硕士论文] 马艳华
作物栽培耕作学 河南科技 2017(学位年度)
摘要:水肥是影响作物生产和农业环境的重要因子,目前我国农业灌溉水利用率低及肥料的盲目大量施用导致的土壤质量下降严重。提高作物水分利用效率和肥料利用效率是我国农业可持续发展的重要内容,而农业水肥资源的合理配置是开发和推广农业新技术的重要课题。本研究结合国家科技计划(863计划)课题“作物生长水分营养生境调控技术(2013AA102901-1)”关于负压灌溉技术的水分养分参数优化的研究任务而开展。试验于2015年4月至2016年6月底在中国农业科院农业水土环境野外科观测试验站日光温室内进行,以蔬菜作物辣椒和番茄为研究对象,采用自主研发的负压灌溉系统,研究不同负压灌溉条件(W1:-5kPa、W2:-10kPa、W3:-15kPa)和施氮量(N1:低肥、N2:中肥、N3:高肥)组合对盆栽辣椒、番茄植株生理指标、产量、品质及土壤基本理化性状的影响,为设施农业高产优质栽培提供理论指导实践依据。
  本研究主要内容包括:⑴辣椒的株高、茎粗、叶片数随施氮量和灌水量的增加而增加,在W2N3处理下辣椒的株高、茎粗、叶片数均最大,分别为74.00cm、6.04mm、60.59,显著高于其他处理。同一灌溉条件,随施氮量的增加辣椒的单盆产量呈增加,而相同施氮量条件下,随灌水量的增加辣椒产量呈先增后降的趋势。⑵灌水量及施氮量对土壤碱解氮的影响极显著,增加灌水促进土壤速效氮的分解及辣椒的吸收利用。收获时土壤中速效氮的残留量取决施氮量并呈正相关关系。灌水量及施氮量对土壤速效磷的影响显著,而灌水×施氮量对土壤速效磷的影响不显著。相同灌溉条件下,施氮量增加,土壤速效磷含量先降低后增加。⑶随施氮量和灌水量的增加番茄的株高、茎粗也逐渐增加;番茄果型指数随施氮量和灌水量的增加而降低;地上部干重和根系干重均随施氮量的增加表现出先增加后降低的趋势,-10kPa灌溉条件利于地上部干重和根系干重的积累。根冠比随含水量增加基本保持降低趋势。在施氮量相同情况下,随灌水量的增加番茄产量呈增加趋势,且不同处理间增加达到显著水平,以W2N2处理番茄总产量最高。⑷同一灌溉条件下,土壤碱解氮含量在各生育期均随施氮量增加呈增加趋势,在相同氮处理下,土壤碱解氮含量随施灌水量的增加呈降低的趋势,且随生育期的推进土壤碱解氮含量逐渐降低。同一灌溉条件下,各生育期土壤pH值在一范围内随施氮量增加而降低,在相同施氮量下,土壤pH值随灌水量增加呈增加的趋势。同一灌溉条件下,各生育期土壤有机质含量均随施氮量的增加呈现先增加后降低的趋势。在施氮量相同的条件下,土壤有机质含量在旺长期差异不大,在盛花期和成熟期均随灌水量的增加而降低。土壤有机质含量随番茄生育期推进而逐渐降低。在氮处理相同的情况下,土壤电导率随着灌水量的增加而降低,相同灌溉条件下,土壤电导率随着施氮量增加相应上升。
[硕士论文] 李小静
作物栽培耕作学 河南科技 2017(学位年度)
摘要:我们通过多年的大田试验,选育出适合当地种植生产的药、油、菜以及观赏兼用的高产优质大果红花新品系BH-1,为河南省红花产业化生产提供了良好的品种基础。本文主要研究了N、NP、NK、NPK、复合肥及空白对照六种不同肥料配比分不同批次双因素随机区组施肥实验对大果红花新品系BH-1的生物特性、花的产量、花中黄酮和多糖含量、种子产量、种子黄酮和多糖含量的影响及行距为15cm×30cm、15cm×35cm、15cm×40cm、15cm×45cm、15cm×50cm、宽窄行六个不同密度实验对大果红花新品系BH-1的生物特性、花的产量、花中黄酮和多糖含量、种子产量、种子黄酮和多糖含量的影响。筛选出大果红花新品系BH-1施肥和密度的最优栽培措施,节省资源和劳动力,减少营养随水土流失造成的资源浪费,也避免了过量施肥而造成土壤板结,破坏土壤结构从而影响其它作物生长,改进和完善本地区传统红花栽培模式。
  本研究主要内容包括:⑴双因素随机区组实验对新品系大果红花BH-1农艺性状的影响:N肥分次施入时氮素吸收利用率高,株高和主径高,三次施N肥>二次次施N肥>一次施N肥成正比。各处理对分支夹角的影响不大,相互间无显著性差异。三次施复合肥、NPK肥、NP肥、NK肥明显增加有效果球数,且三次施复合肥>三次施NPK肥>三次施NK肥>三次施NP肥。三次施复合肥对总果球数、有效果球数、一级分支、二级分支数影响最大,三次施NPK肥对果球直径和单果籽粒数的影响比较大,三次施NPK肥>三次施复合肥>三次施NP肥>三次施NK肥>三次施N肥,除三次施N肥外,各处理间差异不显著。⑵施肥对新品系大果红花BH-1花和种子产量及品质的影响:三次施复合肥对花和种子的产量影响最大,三次施NPK肥对花和种子的产量影响仅次于三次施复合肥,二者没有显著性差异。三次施NPK肥其它处理间相比有显著性差异(P<0.05)。三次施NPK肥对花和种子中黄酮、多糖含量影响最大,三次施复合肥、三次施NP肥、二次施复合肥对花和种子中黄酮、多糖含量有明显促进作用,且三次施NPK肥>三次施复合肥>三次施NP肥>二次施复合肥。三次施复合肥三次施NPK肥相比无显著性差异,三次施NPK肥一次施肥、二次施肥、三次施NK肥、三次施NP肥、三次施N肥相比有显著性差异(P<0.05)。⑶密度单因素随机区组实验对新品系大果红花BH-1的影响:密度对红花的农艺性状有一定的影响,其中株高和主茎高随着密度的先减小后增大。15cm×35cm株高和主茎高均为最小值,其它处理间相比无显著差异。15cm×50cm农艺性状单株总果球数、分枝主茎夹角、一级分枝数、有效果球数、果球直径、单果球籽粒数均为最大值,15cm×45cm、15cm×40cm相比差异不显著。宽窄行15×20+15×50、15cm×30cm相比有显著差异。15cm×30cm农艺性状单株总果球数、分枝主茎夹角、一级分枝数、有效果球数、果球直径、单果球籽粒数均为最小值,其它处理间相比有显著差异。⑷密度单因素随机区组实验对新品系大果红花BH-1经济产量及品质的影响:新品系大果红花BH-1花和种子的产量均为宽窄行15×20+15×50>15cm×40cm>15cm×35cm>15cm×45cm>15cm×30cm>15cm×40cm。宽窄行15×20+15×5015cm×40cm大果红花BH-1花和种子的产量没有显著差异,但15cm×40cm其它处理间有显著差异。15cm×50cm测得花和种子亩产最小,其它处理间有显著差异。新品系大果红花BH-1花和种子中黄酮、多糖含量15cm×50m>宽窄行15×20+15×50>15cm×45cm>15cm×40cm>15cm×35cm>15cm×30cm。15cm×50cm宽窄行15×20+15×50比较无显著差异。T1中新品系大果红花BH-1花和种子中黄酮含量最小,其它处理相比在5%显著水平有显著差异(p<0.05),在1%极显著水平有显著差异(p<0.01)。
[硕士论文] 王婉晶
作物栽培耕作学 西南大 2017(学位年度)
摘要:钾离子是植物生长所必需的营养元素之一,参到多种生理过程中,包括渗透调节,糖类的协同运输以及光合作用等。TOR是在真核生物中进化上保守的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,属于PI3K蛋白激酶家族,可以响应能量、营养等信号调控细胞的生长发育,TOR激酶功能缺失时,导致植物叶片发黄,同时伴随有光合效率下降以及叶绿素降解。TOR信号通路是否通过调控钾素营养的吸收代谢从影响植物的光合作用、叶绿素生物合成等还未见报道,因此在本研究中通过药理和遗传试验研究了TOR信号通路钾离子吸收的关系,得出以下四点结论:
  1)在低钾培养基上,马铃薯外植体迅速地变黄且不能正常完成根系再生过程;这种表型在培养基中加入TOR抑制剂(KU、AZD)后植物的表型相似,均出现黄化的表型。同时通过钾离子吸收实验,测定了在TOR抑制时马铃薯对于钾离子的吸收能力,结果显示TOR的二代抑制剂能够明显抑制马铃薯中钾离子的吸收。
  2)本研究发现拟南芥低钾敏感型突变体cbl1cbl9,lks1-2,lks1-3以及akt1均对TOR抑制剂表现出敏感性。TOR抑制剂可以有效抑制野生型拟南芥和突变体的生长,这种抑制作用在突变体植株中表现尤为明显。测定钾离子浓度后发现, TOR抑制剂可以显著下调拟南芥对于钾离子的吸收;然而对比发现在钾离子吸收方面,TOR抑制剂对于野生型拟南芥植株的影响比突变体植株要更显著。
  3)本研究拟南芥中扩增了AtCBL9,AtCIPK23,AtAKT1基因,构建了携带GFP标签的过表达载体,将此载体在拟南芥转基因植株BP12-2(雷帕霉素敏感的拟南芥转基因材料)中过表达,获得了AtCBL9-GFP/BP12,AtCIPK23-GFP/BP12以及 AtAKT1-GFP/BP12过表达株系。通过雷帕霉素敏感性试验确定了 TORAtCBL9, AtCIPK23, AtAKT1之间的关系。发现在雷帕霉素处理下AtCIPK23-GFP/BP12过表达株系的生长情况要优于拟南芥BP12-2株系。在雷帕霉素和KU双抑制处理下,AtCIPK23-GFP/BP12过表达株系可以继续生长,而拟南芥 BP12-2株系则表现为叶片发黄,停止生长。通过钾离子浓度测定及叶绿素含量测定试验发现,在TOR抑制剂处理下,BP12-2相比,过表达AtCIPK23基因可以提高植株对于钾离子的吸收和叶绿素含量,这些结果表明 CIPK23可能在TOR信号通路影响钾素吸收过程中具有重要的作用。
  4)在马铃薯基因组中,通过序列比对,发现存在AtCBL1,AtCIPK23以及AtAKT1的同源基因;同时通过 qPCR试验确定了基因在马铃薯中的表达模式为组成性表达。扩增了马铃薯中StCIPK23基因,并构建了马铃薯StCIPK23-GFP过表达株系;通过试验发现在幼苗生长中StCIPK23过表达株系对于TOR抑制剂具有抗性。这些数据表明马铃薯中CBL1-CIPK23-AKT1信号通路同样参植物对低钾环境的响应。
  综合这些结果表明 TOR信号通路可能通过调控 CIPK23的功能来调节植物钾离子的吸收。之前以及最近的研究都表明TOR信号通路作为核心调控元件来调控植物的光合生长,细胞增殖以及细胞伸长等生理过程,然而这些研究大多均集中对拟南芥的研究。在本研究中发现在马铃薯中TOR的功能同在拟南芥中同样保守,通过对马铃薯中TOR信号通路功能的研究将有助于提高马铃薯的产量。
[硕士论文] 翟俊杰
作物栽培耕作学 河南农业大 2016(学位年度)
摘要:本试验以河南3个代表性种源丹参(嵩县-高海拔种源丹参,生长慢,产量高;伊川-低海拔种源丹参,占河南地区丹参种植面积的60%-70%;方城-裕丹参,方城地区道地种源丹参)为研究对象,针对河南地区常见茬口时间及实际大田种植中常见问题,设置4个移栽期,秋季移栽:移栽期Ⅰ(2013年9月28日)、移栽期Ⅱ(2013年10月28日)、移栽期Ⅲ(2013年11月28日),春季移栽:移栽期Ⅳ(2014年3月20日),通过研究对应不同茬口的4个移栽期对河南3个代表性种源丹参的生长发育特性及产量品质的影响,探究河南地区丹参种植的适宜移栽期,为河南地区丹参的规范化种植以及科的轮作制度的建立提供一定的理论依据。
  主要试验结果如下:
  1、以丹参酮ⅡA和丹酚酸B产量(指标性成分含量收获期药材产量的乘积)的高低为指标,河南3种源丹参的适宜移栽期均为移栽期Ⅱ;移栽期Ⅱ的3种源丹参在收获时,丹参酮ⅡA和丹酚酸B的产量表现为:嵩县>方城>伊川,表明:移栽期Ⅱ处理更有利于嵩县种源丹参有效成分产量的积累。
  2、所有处理丹参中丹酚酸B含量都在6月底达到最大;丹参酮ⅡA含量表现为:嵩县种源移栽期Ⅰ、Ⅲ在8月初达到最大值,移栽期Ⅱ、Ⅳ在6月底最大;伊川种源4个移栽期均在6月底达最高;方城种源移栽期Ⅰ、Ⅳ在8月初达最大,移栽期Ⅱ、III在6月底达最大。表明:不同生长时期丹参根中次生代谢产物的成分及所占比例是处于动态变化中的,移栽期和种源对丹参有效成分的积累过程均有明显影响。
  3、嵩县、伊川种源丹参的根干物质积累量为:移栽期Ⅰ、Ⅱ较高,移栽期Ⅲ、Ⅳ较低;而方城种源丹参根干物质积累量为:移栽期Ⅱ、Ⅲ较高,移栽期Ⅰ、Ⅳ较低,3种源丹参均是移栽期Ⅳ根干物质积累量较小,说明春季移栽不利于丹参根干物质的积累。
  4、移栽期对3种源丹参的主根长、主根直径、单株根条数、株高及地上部鲜重均有明显影响,3种源丹参的茎粗和最大复叶顶生小叶长、宽在4个移栽期的差异均不显著,春季移栽比较有利于嵩县种源丹参主根直径的增长。
  5、对丹参叶片中干物质积累、衰老相关指标、酚酸类物质合成相关的PPO酶活性以及根系活力的研究显示:移栽期和种源对丹参上述相关指标的动态变化过程及最终积累量均有不同程度的影响。
  6、11月10日收获时,4个移栽期的3种源丹参根中丹参酮ⅡA和丹酚酸B的含量均高于药典规定,可以作为大田生产品种。
[硕士论文] 赵金花
作物栽培耕作学 河南农业大 2016(学位年度)
摘要:针对目前黄淮海平原潮土区普遍实施的覆盖式秸秆还田所存在的主要问题,本研究提出了基于氮肥激发的秸秆深埋还田技术,并通过连续5年(2011-2015)的大田定位试验进行检验。系统比较了秸秆移除、秸秆覆盖还田、激发式秸秆深还(秸秆无机氮肥或有机氮肥配施进行深埋,并于行间种植作物)的3种秸秆还田方式对土壤团聚体形成、土壤有机碳累积、土壤养分和冬小麦产量的影响。主要研究结果如下:
  黄淮海平原潮土区,土壤机械稳定性团聚体主要分布于>2000μm粒级中,0-10cm土层占41.09%-52.25%,在10-20cm土层达45.47%-62.46%,且下层该粒级团聚体数量高于上层,激发式秸秆深还改变了各粒级团聚体的含量组成,在减少A(>2000μm)粒级团聚体的同时,增加了B(250-2000μm)和C(53-250μm)粒级团聚体含量,配施有机氮肥(鸡粪ISOM)的改良效果优于配施无机氮肥(化氮肥ISF),在上层土壤中差异较为显著,在下层土壤中则差异不明显,其中ISOM处理效果最显著。
  该地区水稳性土壤团聚体主要分布于250-2000μm,秸秆覆盖还田及常规施肥措施均能够促使土壤团聚体粒径由53-250μm向250-2000μm转移,但秸秆覆盖还田措施对于微团聚体向细大团聚体的转移促进作用更强烈,激发式秸秆深还措施不仅促使了土壤粒径由53-250μm向250-2000μm的转移,同时>2000μm粒级的百分含量也显示出增加趋势,且下层土壤中以上所述各种状况没有上层显著,但是,存在该趋势,故随着试验年限的增加,这种效果可能会更加显著。
  激发式秸秆深还能显著增加>0.25mm水稳性团聚体含量(WSAC(>0.25mm)),上层土壤团聚体的增加数量显著高于下层,且其增加主要是由53-250μm向250-2000μm转移的土壤粒径贡献而来。上土层平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)数值整体高于下土层,且分层土壤中各处理均表现出MWD和GMD均表现出ISOM>ISF>ISFR>SFR>SF0>NSFR>NSF0的规律,WSAC(>0.25mm)呈显著正相关关系,而Da(分形维数)值则呈相反规律,WSAC(>0.25mm)呈显著负相关关系。所有土壤稳定性指标均表征ISOM处理促进土壤团聚体的稳定性效果最佳。
  土壤有机碳主要包含在250-2000μm和53-250μm粒级水稳性团聚体中,激发式秸秆深还在对原状土壤有机碳的增加上差异达到显著水平,0-10cm土层增幅达31.66%-43.95%,10-20cm土层对土壤有机碳的增加量达76.72%-112.5%,下层土壤有机碳含量高于上层,其中激发式秸秆深还配施16%有机氮肥处理土壤有机碳含量最高。
  对不同粒径团聚体有机碳含量,两层土壤团聚体中的有机碳含量均表现为粉粘微团聚体(<53μm)>粗大团聚体(>2000μm)>细大团聚体(250-2000μm)>微团聚体(53-250μm),潮土区土壤有机碳主要位于<53μm的粉粘微团聚体和>2000μm粗大团聚体之中,另外,各级水稳性团聚体土壤有机碳含量均表现为上层高于下层,土壤有机碳的增加比率则表现为下层高于上层,激发式秸秆深还主要增加0-10cm微团聚体中的有机碳和10-20cm细大团聚体中的有机碳。
  在0-10cm土层中,激发式秸秆深还主要增加细大团聚体中的游离态颗粒有机碳(fPOC)含量和微团聚体中的闭蓄态颗粒有机碳(oPOC)含量,且该土层中,团聚体中的有机碳主要由矿物结合态有机碳(MOC)组成。在10-20cm土层中,激发式秸秆深还主要增加细大团聚体中的fPOC和oPOC,且该土层中,团聚体中的有机碳主要由oPOC和MOC组成。
  激发式秸秆深还能够显著增加微生物生物量碳、微生物生物量氮、土壤全氮和土壤硝态氮含量,并显著提升冬小麦产量。其中无机氮肥激发秸秆深还处理能显著增加土壤硝态氮含量和冬小麦有效穗数,从而显著提升冬小麦产量,而有机氮肥激发的秸秆深还处理主要通过提升土壤有机碳,增加冬小麦千粒重来增加产量。所有处理中16%有机氮肥激发的秸秆深还冬小麦产量最高。
[硕士论文] 陈枫
作物栽培耕作学 河南农业大 2016(学位年度)
摘要:本论文以地黄根际土壤为研究对象,以地黄品种“温85-5”为试验材料,将种子发芽试验和盆栽试验相结合,研究地黄根系分泌物对地黄生长的影响,分析和研究地黄根系分泌物的化感物质组成及其化感作用方式。通过移除地黄根系分泌物研究其对地黄生长的影响。通过添加不同时期的根系分泌物到盆栽中分析其化感物质的主要形成阶段。通过70%甲醇提取地黄根际土壤,并利用不同极性的溶剂进行萃取,得到不同的萃取部位,利用种子发芽试验研究和分析各萃取部位的化感作用和化感强度,利用田间盆栽试验研究不同萃取部位在田间对地黄的化感作用,利用HPLC(高效液相色谱)检测不同萃取部位的酚酸类化感物质的种类和含量,结合生物测试和田间试验结果对各萃取部位的化感强度和化感物质进行分析和判断。通过外援添加酚酸类物质研究和验证其化感作用。
  主要结论如下:
  (1)移除地黄的根系分泌物能促进当季地黄的生长发育。处理组地黄在苗期和伸长期各项生长指标均高于对照组。处理组在收获期地黄块根鲜重高于对照组,对照组地黄块根鲜重仅为处理组的83.49%,对照组地黄块根干重为处理组的82.39%。对照组第二年生长前期地上部分处理组没有明显差异,但叶片出现膜损伤。
  (2)外源添加地黄根系分泌物会抑制地黄块根的生长,块根膨大前期是化感物质分泌和积累最强的时期。添加不同时期根系分泌物的各处理组在收获时期地黄块根鲜重均小于头茬组,添加全部时期分泌物的处理组地黄块根鲜重最小,为17.94g,是头茬组地黄的39.42%,添加地黄四个不同时期根系分泌物的处理组和重茬组块根鲜重分别是头茬组的66.68%、51.89%、47.16%、85.76%和47.05%,其中地黄块根膨大前期的化感自毒物质化感作用最强。
  (3)地黄根系分泌物的水部和正丁醇部具有较强的化感作用,可能酚酸类化感物质具有密切关系。
  HPLC检测结果显示不同萃取部位的酚酸类化感物质存在较大差异,其中石油醚部、氯仿部不含酚酸,正丁醇和水部的酚酸含量和种类最多。正丁醇部含有香豆酸、香草酸和对羟基苯甲酸,酚酸总含量最高,达到2.094μg/mL,水部含有酚酸种类最多,有香草酸、对羟基苯甲酸、丁香酸和阿魏酸,酚酸总量仅次于正丁醇部,达到1.107μg/mL。
  水组对种子发芽率和幼根伸长生长的抑制作用强于正丁醇组,正丁醇组对地黄块根抑制作用最强。水部在浓度为4倍时发芽率为51.11%,根长为5.29mm,RI(化感效应指数)为-0.43,而正丁醇组发芽率为65.56%,根长为7.22mm,RI为-0.22。在田间试验中正丁醇组在苗期叶片损伤,发育受影响,收获期正丁醇组地黄块根鲜重为19.75g,为头茬地黄的43.90%,水组鲜重为26.25g,为头茬地黄的58.30%。化感作用最强的部位酚酸含量最高的部位基本一致,酚酸类物质可能是导致地黄连作障碍的主要化感物质。
  (4)地黄的化感自毒作用是多种酚酸共同作用的结果。外源添加酚酸降低了地黄幼苗的存活率,且不同的单一酚酸及混合酚酸组合对地黄的生长发育影响不同,其中混合酚酸的化感效应重茬地黄接近。
[硕士论文] 王璐静
作物栽培耕作学 河南农业大 2016(学位年度)
摘要:蔷薇属(Rosa L.)隶属是蔷薇科(Rosaceae),全世界约有200个种和变种,属内的玫瑰、月季是世界上著名的观赏植物,也是重要的传统药用植物,但是由于近年来市场上对观赏的玫瑰、月季的大量需求,玫瑰、月季蔷薇属内的不同物种的大量杂交使其新品种层出不穷,导致药用玫瑰、月季等在中药材市场上的混乱。
  本实验利用ISSR分子标记技术对药用植物月季、玫瑰及其同属近缘种的15个种33个样品进行分析;利用DNA条形码技术,通过实验并结合GenBank数据库序列,分析ITS、trnH-psbA、matK、rbcL、rpoC15条常用条形码在种内种间变异、barcoding gap、系统发育树等方面对蔷薇属植物的鉴别能力,旨在评价ISSR分子标记技术和DNA条形码候选序列对蔷薇属药用植物的鉴定能力,探讨蔷薇属药用植物的鉴定新方法,研究结果如下:
  1)6条引物共检测到110个位点,其中多态性位点109个,多态位点百分率(PPB)为99.09%。药用植物月季、玫瑰及其同属近缘种的种群间Nei’s基因遗传多样性指数(H)平均值为0.3705,Shannon’s多样性信息指数(I)的平均值为0.5464,种群间基因分化系数(Gst)的平均值为0.8868,基因流(Nm)的平均值为0.0638,遗传距离(D)的变化范围为0.1691~0.7302,表明药用植物月季、玫瑰及其同属近缘种具有丰富的遗传多样性。
  2)聚类分析结果显示蔷薇属15个种,在遗传相似系数(GS)0.60处分成6个组,蔷薇属的15个物种聚为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ6组。Ⅰ组包括蔷薇属蔷薇亚属合柱组的3个种,野蔷薇、伞花蔷薇(J)和光叶蔷薇(I),其中野蔷薇的7个不同居群A1、A2、A3、A4、A5、A6和A7聚在一支。Ⅱ组中仅包括一个种月季,其中月季的8个不同栽培品种C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7和C8聚在一支,隶属于蔷薇属蔷薇亚属的月季组。Ⅲ组为金樱子组的金樱子(O)。Ⅳ组包括蔷薇属蔷薇亚属桂味组的6个种,玫瑰、钝叶蔷薇(D)、刺梗蔷薇(E)、全针蔷薇(F)、城口蔷薇(L)和山刺玫(G),其中玫瑰的6个栽培类型B1、B2、B3、B4、B5和B6聚在一支。Ⅴ组包括蔷薇属蔷薇亚属蔷薇组的3个种,法国蔷薇(H)、突厥蔷薇(N)和白蔷薇(M)。Ⅵ组为蔷薇属蔷薇亚属木香组的木香花(K)。聚类分析基于形态特征对蔷薇属属下的分类研究结果相吻合,ISSR分子标记技术可以有效鉴别药用植物月季、玫瑰及其同属近缘。
  3)rbcL和rpoC1基因作为叶绿体基因组进化速率较慢的两个片段,在蔷薇属种间中的变异位点和信息位点均较少(分别为22个和5个;11个和1个),且种间和种内遗传距离存在重叠,barcoding gap检验结果表明,rbcL和rpoC1种内和种间变异交叉虽然相对较少,但是区分并不明显。此外,在rbcL和rpoC1的NJ系统发育树上,蔷薇属药用植物玫瑰、月季及金樱子三个物种的不同居群均没有各自形成单系群,物种的分辨率极低。因此,本研究认为rbcL和rpoC1基因不适合作为DNA条形码序列来鉴别蔷薇属药用植物。
  4)核基因ITS序列,叶绿体基因trnH-psbA和matK片段序列信息和种内/种间的变异分析表明,叶绿体基因trnH-psbA片段序列变异位点和信息位点最多(为80个和62个),其次为ITS片段(59个和39个)、matK片段(45个和17个),说明ITS、trnH-psbA和matK序列能够提供足够的变异位点。从种内和种间遗传变异的分析中得出:5条序列种内最大变异、种间最小变异均比较小,种间最小变异trnH-psbA序列最大(0.00640),其次为ITS序列(0.0026)、matK序列(0.00095);种内最大变异trnH-psbA序列最大(0.00060),其次为ITS序列(0.00046)、matK序列(0.00024),ITS、trnH-psbA和matK3条序列的平均种间变异均大于平均种内变异。不同序列barcoding gap检验分析结果表明:5条序列均无明显的间隔区,相对其他序列,trnH-psbA序列虽无明显间隔区,但是种内种间变异明显分为两大部分,分布较高的遗传变异可以明显区分。在NJ系统树上,ITS序列可以将药用植物玫瑰、金樱子其蔷薇属近缘种类区分开;trnH-psbA序列可以将金樱子其蔷薇属近缘种类区分开区分开;ITS+trnH-psbA+matK联合序列,可以很好的将蔷薇属药用植物玫瑰、月季和金樱子蔷薇属其他近缘种类区分开。
  5)属内系统发育关系分析表明:药用植物玫瑰全针蔷薇、钝叶蔷薇、山刺玫、大叶蔷薇和小叶蔷薇聚为一单系分支,都属于桂味组,其中全针蔷薇、钝叶蔷薇和玫瑰亲缘关系最近,得到100%的支持。金樱子组中金樱子居群聚为一个单系,也达到100%的最高支持。取样的几个栽培月季品种构成单系分支,野蔷薇和光叶蔷薇聚为一支,具有75%支持率。基于DNA条形码序列构建NJ系统发育树传统形态研究分类系统基本相吻合。
[硕士论文] 孟庆阳
作物栽培耕作学 河南农业大 2016(学位年度)
摘要:为探明砂姜黑土农田适宜的耕作播种技术模式,改善农田土壤理化性状,提升农田地力及蓄水保墒能力,进一步提高冬小麦产量,于2013-2015年在河南省商水县国营农场十四分场大田条件下设置4种耕作方式(深耕秸秆还田、深耕秸秆不还田、旋耕秸秆还田、旋耕秸秆不还田)3种播种方式(宽幅播种、常规条播、机械撒播),重点研究了耕种方式秸秆还田对砂姜黑土麦田土壤理化性状及冬小麦产量形成的影响,主要研究结果如下:
  1、深耕较旋耕处理可降低0~40cm土层土壤容重,增大耕作层土壤含水量。深耕秸秆还田处理(DT+AS)的田间总耗水量、土壤贮水消耗量及其占总耗水量的比例显著低于旋耕秸秆不还田处理(RT+NS),其降幅分别达9.45%、50.81%和45.65%;而其灌水量降水量占田间总耗水量的比例显著高于其他处理,其增幅为6.62%~10.44%。因此,深耕+秸秆还田处理可增强冬小麦对自然降水和灌水利用,减少对土壤贮藏水的消耗;旋耕处理虽能提高冬小麦对土壤贮水的消耗,但不利于豫南雨养区砂姜黑土冬小麦对降水和灌水的充分利用。
  2、在冬小麦生育期内,土壤过氧化氢酶活性表现为越冬期到开花期一直上升,在成熟期下降。在0~40cm土层,拔节期成熟期各处理土壤过氧化氢酶的活性差异不显著。在0~20cm土层,各处理间土壤蔗糖酶活性基本上表现为RT+AS>DT+AS>DT+NS>RT+NS的趋势,20~40cm土层中,土壤蔗糖酶活性在冬小麦生育期呈越冬期至拔节期上升而后一直下降的趋势。冬小麦整个生育时期土壤脲酶活性在0~20cm土层表现为越冬期最低,然后一直上升并在开花期达到最高,随后降低,在成熟期土壤脲酶活性稍高于越冬期。在20~40cm土层,DT+AS处理的土壤脲酶活性在越冬期显著高于其他处理,在拔节期显著高于DT+NSRT+NS处理。在冬小麦生育期内,土壤磷酸酶活性在0~20cm土层基本表现为平稳上升。不同处理的土壤碱性磷酸酶活性总体表现为DT+AS>RT+AS>DT+NS>RT+NS。
  3、不同耕作播种方式下冬小麦孕穗期至拔节期的叶片LAI值呈一直下降趋势。在这段时期内,相同耕作条件下,不同播种方式的冬小麦叶片LAI值都表现为宽幅播种>机械条播>机械撒播。两种AS处理下条播宽幅播种两种播种方式的冬小麦叶片LAI值比NS处理更高。相同播种方式条件下叶片SPAD值在两个时期都表现为DT+AS>RT+AS>DT+NS>RT+NS。不同耕作播种处理下冬小麦在主要生育期冠层光合有效辐射PAR光截获率从孕穗期到灌浆盛期呈一直下降趋势。耕作方式对小麦冠层光合有效辐射截获率的效果优于秸秆还田。在相同的耕作方式下,三种播种方式的PAR截获率表现为宽幅播种>条播>机械撒播,籽粒光能利用率和干物质光能利用率最高的是DT+AS+宽幅播种处理,分别为0.695%和1.856%。
  4、冬小麦干物质积累表现为随着生育期推进,积累量加大,积累速率加快。不同处理下冬小麦各器官成熟期的干物质分配比例大小顺序依次为籽粒>茎秆>颖壳>叶鞘>叶片,DT+AS+宽幅播种处理下的籽粒干物质分配比例最大。深耕+秸秆还田可以促进冬小麦花前各营养器官干物质的转运,宽幅播种条件下花前营养器官的转运量更大。相同的耕作方式下,不同播种方式各营养器官氮素转运量及转运率都表现为宽幅播种>条播>撒播,各营养器官贮藏氮素转运率最低的是RT+NS+撒播。营养器官氮素转运量对籽粒氮素的贡献率最高的是DT+AS+宽幅播种处理。DT+AS+宽幅播种处理的千粒重最高,其籽粒产量在所有处理中也最高,比产量最低的RT+NS+撒播处理和当地长期的种植习惯RT+NS+条播处理分别高23.9%和23.5%。
  上述结果表明,当地冬小麦季传统耕作方式旋耕相比,深耕可以打破砂姜黑土厚重的犁底层,改变土壤结构,降低10~30cm土层土壤容重,提高土壤含水量水分利用效率;秸秆不还田处理相比,施加秸秆可以提高土壤养分含量,进而增加0~40cm土壤酶活性,促进冬小麦干物质积累和营养器官氮素的转运,显著提高小麦籽粒产量;宽幅播种可以增强冬小麦的光能利用率和对土壤中氮素的吸收利用,对提高籽粒产量具有重要作用。所有处理中深耕+秸秆还田+宽幅播种处理增产效果最为明显,可作为黄淮砂姜黑土麦区适宜的栽培模式。
[硕士论文] 张宝娜
作物栽培耕作学 河南农业大 2016(学位年度)
摘要:春化阶段是小麦生长发育进程中一个及其关键的时期。本研究从不同春化发育特性小麦辽春10和京841春化响应转录组Illumina高通量测序结果中,筛选出2个强烈上调的ESTs CL13519、Unigene1312和2个下调ESTs Unigene4460、Unigene20。以春性小麦辽春10和冬性小麦京841为材料,系统分析了4个候选ESTs在转录水平的序列差异及春化处理过程中的表达特性,利用病毒诱导的基因沉默技术进行基因功能验证;构建CL13519过表达载体,利用农杆菌介导法将重组载体导入拟南芥中,分析转基因材料的生长发育特性。主要研究结果如下:
  1、以春性品种辽春10号和冬性品种京841为材料,克隆并分析4个ESTs的序列差异。结果显示:CL13519长1010bp,ORF长681bp,编码226个氨基酸,TaHOX1(GenBank:JQ915062.1)相似度87.49%;Unigene1312长度为479bp,ORF全长282bp,5′UTR169bp,3′UTR26bp,编码93个氨基酸,硬质四倍体小麦脱水素(GenBank:X78432.1)一致性高达85%;Unigene4460长361bp,经TAIR在线分析,可能H3蛋白甲基化相关;Unigene20长632bp,中国春3B染色体上一段序列(GenBank:HG670306.1)相似度高达83.91%,山羊草hypothetical protein F775_32582序列(GenBank:KD510223.1)相似度达77.15%。
  2、利用实时荧光定量PCR分析了4个ESTs在不同春化特性小麦中的表达特性,结果表明:CL13519、Unigene1312在辽春10号中表达量呈抛物线型表达,第5周时表达量达到最大值;Unigene1312在京841中的表达量呈抛物线型表达,第5周时表达量达到最大值;CL13519在京841中表达模式中有两个峰值,最大值出现在春化处理第五周;Unigene4460在辽春10号中表达量呈波动式下调表达;Unigene4460在京841中第1周急剧升高后急剧下降之后一直下调表达;Unigene20在辽春10号和京841中均呈波浪型表达,在第5周时表达量最低。
  3、以辽春10号为试验材料,利用病毒诱导的基因沉默技术(VIGS),成功构建了小麦VIGS基因功能验证的技术体系,并对所挑选的4个ESTs进行验证分析。结果显示:BSMV的侵染对小麦植株幼穗的分化进程产生了一定的影响。本试验中空白对照组、阴性对照组、阳性对照组之间小麦幼穗分化几乎无差异,BSMV:CL13519、BSMV:Unigene1312、BSMV:Unigene20幼穗分化发育晚于对照,而BSMV:Unigene4460侵染却加速了幼穗分化。
  4、以pCAMBIA3301为表达载体成功构建CL13519过表达载体,并通过农杆菌介导法对拟南芥进行转化,通过标记基因进行除草剂抗性筛选以及PCR鉴定,得到阳性转基因T1代植株,经分析发现T1代转基因植株营养生长、生殖生长早于野生型植株。
[硕士论文] 张珂珂
作物栽培耕作学 河南农业大 2016(学位年度)
摘要:针对目前小麦高产栽培中大量投入氮肥引起的土壤板结、肥效降低等突出问题,本实验于2013-2015年连续两年在大田条件下,设自然降水(W1)、适量补水(W2,拔节后土壤相对含水量维持在70%±5%)、充足补水(W3,拔节后土壤相对含水量维持在85%±5%)3个水份处理和不施氮(N1)、减氮(N2,195kgN·hm-2)、高氮((N3,270kgN·hm-2)3种氮肥水平,下研究了不同灌水量和减氮对小麦群体质量、光合特性、干物质的积累和转运、氮素的积累和分配、耗水特性及产量的影响,研究结果可为黄淮海地区实现小麦高产、高效的栽培提供理论依据和技术指导。主要结论如下:
  1、减氮补水对小麦群体质量的影响。
  各处理群体的分蘖数随着生育时期推进逐渐升高,拔节期最大,而后迅速降低。灌水条件下(W2、W3)分蘖数均是随施氮的增加而增加,高氮处理(N3)拔节之前群体最大,显著高于其它处理,但至成熟期N2、N3处理差异不显著,减氮补水(N2W2)处理显著提高了有效穗数。叶面积指数(LAI)呈现单峰曲线,孕穗期时达到高峰。N2W2处理孕穗期叶面积指数最高,灌浆期下降速率最慢,高值(大于7.6-7.9)持续期较高氮和无氮处理延长3-4d,且两个年份的光合势分别比N3高3.6%和3.7%,灌浆期明显改善了群体的光照环境,在距冠层顶部20-30cm处光合有效辐射(PAR)较高氮补水(N3W2、N3W3)平均高34.45%,透光率提高10.8%;
  2、减氮补水对小麦旗叶光合特性的影响
  适量补水(W2)时减氮(N2)和高氮(N3)处理的叶绿素a+b含量和光合速率均显著高于不施氮处理,但二者差异不显著,且在灌浆期叶绿素a+b量和光合速率最高.在W2和W3条件下,减氮处理(N2)旗叶的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)的光响应曲线逐渐上升的幅度均高于其它处理,胞间二氧化碳浓度(Ci)的光响应曲线下降的幅度也大于其它处理,表现为N2>N3>N1。N2W2处理的旗叶光合参数在开花期最具优势,最大净光合速率(Pnmax)33.20μmolCO2·m-2·s-1,光饱和点(LSP)达1507.4μmolm-2·s-1,平均分别比其它处理提高14.5%和1.2%,而光补偿点(LCP)最低,表现出较高的光合潜能。
  3、减氮补水对小麦干物质和氮素的累积、转运及利用影响
  地上部营养器官(茎叶)干物质的积累量逐渐增多,开花前达到高峰,花前茎叶干物质向籽粒运转量随灌水的增加而增加。W1、W2条件下花前茎叶贮藏干物质的转运量、花后同化物向籽粒输入的量均是N2处理的最高。W3条件下花前干物质运转量对籽粒贡献率是N1处理的最高。N2、N3条件,茎叶花前贮藏干物质运转率、开前花干物质运转量对籽粒贡献率均表现为W2>W3(除N3条件下花前贮藏物质对籽粒产量的贡献率却是W3>W2)。
  不同水分条件下营养器官氮素运转量表现为施氮处理的显著高于不施氮的,氮素的转移率随施氮的增加为增加(除W1条件下表现为N2>N3),而N2、N3之间差异不显著,但氮肥吸收利用率、氮肥农利用率、氮肥偏生产力均是随施氮的增加而减小(除W3条件下氮肥农利用率表现为N3>N2)。N2条件下,氮吸收利用率、氮肥农利用率随灌水量的变化表现为W2>W1>W3、氮肥偏生产力、收获指数表现为W2>W3>W1;N2W2处理氮肥的吸收利用率、氮肥偏生产力较高氮补水(N3W2、N3W3)分别提高10和15.33个百分点。
  4、减氮补水对小麦旗叶的衰老影响
  不同水氮处理对冬小麦旗叶功能期内SOD活性、POD活性及MDA含量有明显的影响。旗叶SOD活性呈逐渐下降的趋势,下降的幅度表现为N1>N2>N3,但花后7d后N2和N3差异不显著。旗叶中POD活性呈单峰曲线,花后14d最高,而后急剧下降,W1、W3条件下下降的幅度表现为N1>N2>N3,W2条件下N2处理却降低的最小。由此可见,灌水施肥处理旗叶SOD、POD酶活性下降的幅度降低,尤其是灌浆后期W2N2处理维持较高的酶活性,这对于保持旗叶功能延缓衰老起着积极的作用。旗叶功能期内MDA含量随时间的推移而升高,W1、W3条件下上升的幅度表现为N1>N2>N3,W2条件下表现为N1>N3>N2。
  5、减氮补水对小麦水分利用效率和产量影响
  W2处理的水分利用效率明显高于W3处理。W2条件下减施氮肥处理的水分利用率最高,比较两年度灌水条件下N2W2处理的水分利用效率,比其他处理提高14.5%,穗数有随施氮量的提高而增加的趋势,差异达到显著水平。在W3条件下,穗数均明显高W1和W2的处理,而且随着施氮量的增加而增加,穗粒数和千粒重在2013-2014年度以N2处理较现优势,2014-2015年度以N3处理较现优势。N2条件下,两年的穗数均随灌水的增加而增加,且W1、W2、W3之间差异显着。N3条件下,穗数、穗粒数以W3最大,而千粒重以W2最高。
[硕士论文] 孙华尊
作物栽培耕作学 河南科技大 2014(学位年度)
摘要:本试验以“洛旱6号”小麦品种为试验材料,采用田间定位试验,研究了传统翻耕(CT)、传统翻耕+秸秆覆盖(CTS)、旋耕(RT)、旋耕+秸秆覆盖(RTS)、免耕+秸秆覆盖(NTS)、深松或免耕+秸秆覆盖(STS-NTS)和深松+秸秆覆盖( STS)7种耕作方式对豆麦轮作下小麦的田间杂草、干物质积累、旗叶衰老特性、氮磷钾的积累转运、籽粒淀粉、蛋白质组分含量以及蛋白质品质和籽粒产量的影响。主要研究结果如下:
  1.播娘蒿是该试验区的优势杂草,传统翻耕相比,CTS、RT和 RTS处理的播娘蒿密度显著降低,而 NTS、STS-NTS和 STS处理显著提高,且各处理均降低了泽漆密度。秸秆覆盖的耕作方式有利于夏至草和猪殃殃的滋生,使杂草的物种丰富度增大,物种多样性提高,群落优势度降低。NTS、STS-NTS和 STS处理有利于荠菜和婆婆纳的滋生,且婆婆纳是该群落的优势杂草。
  2.传统翻耕相比,秸秆覆盖的耕作方式使小麦籽粒的干物质量提高2.95%~16.67%,营养器官干物质转运总量提高29.81%~46.51%,总转运率提高3.12%~10.17%,转运总贡献率提高3.30%~15.31%。这表明,保护性耕作有利于小麦营养器官的干物质向籽粒中转运。该试验结果还表明,秸秆覆盖的耕作方式提高了小麦灌浆中后期的叶绿素含量、SOD活性、POD活性和可溶性蛋白含量,降低了 MDA含量,延缓了小麦生育后期的衰老。其中 NTS和 STS处理表现最优。
  3.传统翻耕相比,秸秆覆盖的耕作方式使小麦籽粒的氮、磷、钾素积累量分别提高3.41%~20.37%、14.49%~31.83%和5.57%~34.51%;小麦营养器官的氮、磷、钾素转运总量分别提高20.85%~70.59%、26.69%~53.99%和9.02%~39.29%,总转运率分别提高1.19%~12.99%、5.85%~8.00%和3.84%~8.08%,转运总贡献率分别提高4.31%~31.89%、3.02%~18.95%和11.15%~57.39%。这表明,保护性耕作有利于小麦营养器官贮藏的氮、磷、钾素转运到籽粒中。总体上看,NTS和STS处理表现最优。
  4.本试验条件下发现,RTS处理显著提高了籽粒支链淀粉和总淀粉含量及支直比。球蛋白、醇溶蛋白和蛋白质含量面团形成时间、稳定时间、拉伸面积、拉伸阻力和延伸度呈极显著正相关;麦谷蛋白含量面团稳定时间、拉伸面积、拉伸阻力和拉伸比例呈显著或极显著正相关;吸水率和弱化度主要受醇溶蛋白含量的影响。STS处理的吸水率最高,弱化度最低。RTS和RT处理降低了籽粒的醇溶蛋白含量,CTS处理明显提高了籽粒的球蛋白和醇溶蛋白含量,而 NTS、STS-NTS和 STS处理提高了籽粒的球蛋白、醇溶蛋白和蛋白质含量、粉质质量指数、面团形成时间和稳定时间、拉伸面积、拉伸阻力、最大拉伸阻力和延伸度,且NTS和STS处理均传统翻耕差异显著。
  5.传统翻耕相比, STS、RTS、STS-NTS和 NTS处理的产量分别提高23.17%、10.67%、7.34%和2.41%,而 RT处理降低1.71%,均传统翻耕差异显著。
[博士论文] 张淑英
作物栽培耕作学 石河子大 2016(学位年度)
摘要:棉花(Gossypium hirsutum)是我国乃至全世界最重要的经济作物,棉花生产在我国国民经济中占据非常重要的地位。氮素是影响作物生长发育产量形成中最重要的必需元素。作物可吸收的氮素形态主要为NH4+-N和NO3--N,但由于作物本身遗传特性和营养特点及环境条件的差异,不同基因型作物对两种氮素形态的吸收利用和适宜性也有不同。由于新疆春季常有明显的“倒春寒”现象,导致棉花前期生长发育受阻,严重影响最终产量及品质。然而,低温胁迫下棉花对不同铵硝营养及配比生理响应机制的研究较少。
  为了探明低温胁迫下不同铵硝营养及配比对棉花幼苗生理效应的影响,确定低温条件下棉花生产的最佳铵硝营养配比,本论文以棉花品种新陆早13号为试验材料,在人工气候室内采用营养液水培控制铵硝营养配比的方式,对比研究了常温和低温条件下,营养液 NH4+-N/NO3--N比例分别为0/100、25/75、50/50、75/25和100/0对棉花幼苗根冠比、地上部和根系生物量以及营养液 NH4+和NO3-浓度的影响,探讨了不同铵硝营养及配比对棉花苗期根冠比影响的规律及适当增铵对棉花生长影响的机理;研究了铵硝营养对棉花幼苗吸收和累积氮磷钾等矿质养分含量的影响规律机理,结合对氮素代谢关键酶活性及氮磷钾养分生态化计量特征的影响效应,讨论了铵硝营养对棉花吸收和同化氮磷钾营养的生理机制;通过铵硝营养对棉苗叶绿素含量、气孔导度、蒸腾速率、净光合速率、胞间二氧化碳浓度等光合参数、初始荧光、最大荧光、PSⅡ最大光化效率、光合电子传递速率、实际光化量子产额、光化猝灭系数和非光化猝灭系数等叶绿素荧光参数影响的分析,探讨了铵硝营养影响棉花光合作用的机理;研究了铵硝营养对棉花细胞膜系统(电解质渗出率和MDA含量)、根系活力和根系损伤程度、渗透调节系统(可溶性蛋白质和游离脯氨酸含量)、抗氧化酶保护系统(SOD、POD、CAT、GR、APX活性)的变化规律,讨论了低温胁迫下棉花幼苗对铵硝营养响应的生理机制。另外,还设计了等氮条件下不同铵硝营养氮肥的棉花根箱土培试验,研究了不同氮素形态肥料及硝化抑制剂(DCD)对于棉花幼苗生长、氮磷钾吸收、根际pH、速效磷、硝态氮、铵态氮及微量元素含量的影响规律和机理。本研究取得了如下结果:
  1.低温胁迫下不同铵硝营养对棉花幼苗生长影响显著。低温胁迫处理后,棉花幼苗地上部鲜重、地上部干重、根系干重及总干物质减小,根冠比增大。无论在常温还是低温下,在总氮水平为5mmol·L-1的营养液栽培条件下,随着铵硝比的上升,棉花幼苗地上部鲜重、地上部干重、根系干重、总干物质量及根冠比均呈现先增大后减小的变化趋势,在NH4+-N/NO3--N比为50/50的处理达最大值。地上部干重和总干物质量在不同处理间差异显著。营养液中硝态氮含量随铵硝比上升而下降,铵态氮含量则相反。根箱土培试验中,CK相比,不同铵硝营养氮肥均有利于棉花幼苗生物量的积累、根冠比的提高,其中, NH4NO3+DCD处理生物量最大。加入硝化抑制剂处理的生物量和根冠比均比单独施用对应氮肥处理高。不同氮素形态肥料的生物量大小顺序为:NH4NO3>尿素>Ca(NO3)2>(NH4)2SO4,根冠比大小顺序为:NH4NO3>Ca(NO3)2>(NH4)2SO4>尿素,说明铵硝混合营养肥料能更好地提高棉苗生物量和根冠比。
  2.低温胁迫下不同铵硝配比的氮素营养对棉花氮磷钾养分吸收、植株内硝态氮含量及氮代谢关键酶活性影响显著。低温处理使棉花幼苗氮磷钾含量、氮磷钾吸收量、硝态氮含量、谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合酶活性均降低;硝酸还原酶活性、N/P、N/K等化计量特征增大。无论常温还是低温胁迫条件下,随着营养液中铵硝比的升高,棉花幼苗氮、磷含量、谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合酶活性均逐渐增大;氮、磷、钾吸收量先升高后降低;植株各器官硝态氮含量、含钾量及硝酸还原酶活性降低。
  3.低温胁迫下增铵营养有利于提高棉花光合特性。低温处理后,棉花幼苗叶片中叶绿素a、b及总叶绿素含量,Pn、Gs和Tr等光合参数,Fo、Fm、Fv/Fm、ETR、Yield、qP、qN等叶绿素荧光参数均减小。相同温度处理,随着营养液中NH4+浓度的增大,叶绿素含量和叶绿素荧光参数均先增大后减小。常温条件下,Pn、Gs和 Tr逐渐增大;低温条件下则先增大后减小,NH4+-N/NO3--N比为50/50时达最大值。相关分析的结果表明,棉花苗期叶绿素含量Pn呈极显著正相关(R2=0.5529,p<0.01);叶绿素含量PSⅡ的Fv/Fm存在极显著直线相关关系, ETR、Yield、qP存在显著直线相关关系;Pn生物量呈极显著正相关(R2=0.8073,p<0.01)。
  4.低温胁迫条件下,棉花幼苗电解质渗出率、MDA及Pro含量均显著增加;根系活力、SOD、CAT、GR及APX活性均逐渐减小,棉花叶片POD活性下降,根系中却上升。无论常温还是低温胁迫下,棉苗电解质渗出率、MDA含量和POD活性均随着营养液中铵硝比的增加呈现出先降低后升高的变化趋势;根系活力、SP及Pro含量先增加后减少;SOD、CAT、GR、APX活性持续增强。
  5.不同铵硝营养氮肥影响着棉花根际pH、速效磷、硝态氮、铵态氮及微量元素含量的变化规律。2室根箱土壤培养试验中,CK相比,施用氮肥提高了棉花根际速效磷、硝态氮及微量元素铁、锰含量,降低了pH值。不同铵硝营养氮肥处理间比较,棉花根际pH值(NH4)2SO4(纯铵氮肥)处理最小,NH4NO3(铵硝混合氮肥)处理次之,Ca(NO3)2(纯硝氮肥)处理最大,即随着氮肥中铵态氮比例增大,棉花根际 pH降低;棉花根际速效磷和硝态氮含量pH变化一致;铵态氮含量NH4NO3处理最高,(NH4)2SO4次之,Ca(NO3)2最小,说明铵硝混合营养氮肥有利于根际铵态氮的积累;铁、锰、锌含量随着铵态氮比例增大而增大,增铵营养促进了微量元素在根际周围的富集。
  综合全文研究内容表明:随着营养液中铵态氮比例的增加,棉花幼苗生物量、氮、磷、钾吸收量、叶绿素含量趋于增加,净光合速率也随之增加。综合考虑氮素形态对棉花幼苗生物量、光合参数、抗氧化酶活性等指标的影响效应,铵硝混合营养(尤其是NH4+-N/NO3--N比为50/50)处理增强棉花幼苗对低温的抗性,促进其生长发育。
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