甘蓝型油菜氮素籽粒生产效率的杂种优势分析

[目的]研究甘蓝型油菜N素籽粒生产效率的杂种优势,为生产上N高效品种的选育提供理论参考。[方法]测定2个N肥水平下6个甘蓝型油菜亲本（浙双3号、扬油7号、ZJ1、史力佳、宁油14号和沪油16）及其完全双列杂交组合成熟期干物质生产及N素含量;分析并计算N素籽粒生产效率的杂种优势、配合力效应以及遗传力大小。[结果]N素籽粒生产效率存在明显的杂种优势;配合力方差分析表明N素籽粒生产效率受加性效应、非加性效应和细胞质效应的共同影响;遗传方差分析表明低N条件下N素籽粒生产效率的基因加性作用和非加性作用都比较重要,而高N条件下则以基因的非加性效应为主。[结论]油菜N素籽粒生产效率存在明显的杂种优势。     

不同氮素籽粒生产效率油菜品种苗期叶片光合特性差异

2007-2008年度通过对不同氮肥水平下28个品种苗期叶片叶绿素含量和光合参数以及氮素籽粒生产效率的测定,结果表明：（1）不同品种氮素籽粒生产效率差异较大,施用氮肥氮素籽粒生产效率显著降低。（2）多数品种施用氮肥叶片叶绿素含量(SPAD值),净光合速率(Pn)增加;PSⅡ最大光化学量子产量(Fv/Fm),光化学淬灭系数(qP)增加,非光化学淬灭系数(qN)减小。（3）叶片叶绿素含量(SPAD值)与净光合速率(Pn)之间,净光合速率(Pn)与PSⅡ最大光化学量子产量(Fv/Fm)之间都表现显著正相关关系。（4）氮素籽粒生产效率与苗期叶片PSⅡ最大光化学量子产量(Fv/Fm)呈显著正相关,不施氮肥条件下氮素籽粒生产效率与SPAD值呈显著正相关。     

不同氮素籽粒生产效率油菜品种氮素积累差异研究

2007-2008年以98个甘蓝型常规油菜品种(系)为材料,在不同氮肥水平下通过测定成熟期不同器官干重、氮素含量,采用组内最小平方和动态聚类方法对供试品种的氮素籽粒生产效率(NUEg)进行聚类并研究了不同类型品种的氮素积累差异。结果表明,不同品种氮素籽粒生产效率差异较大,类型间达极显著差异。不同类型品种的产量随着氮素籽粒生产效率的增加而增加。不同类型品种氮素积累总量差异较小;不同类型品种随着氮素籽粒生产效率增加,茎枝和果壳积累氮素减少,籽粒积累氮素增加。相关分析结果表明,氮素籽粒生产效率与茎枝和果壳氮素积累呈极显著负相关,与籽粒氮素积累呈极显著正相关。通径分析结果表明,提高氮素籽粒生产效率首先是降低营养器官中氮素积累,其次才是增加籽粒氮素积累。     

甘蓝型油菜氮素籽粒生产效率的杂种优势分析(摘要)(英文)

[目的]研究甘蓝型油菜N素籽粒生产效率的杂种优势,为生产上N高效品种的选育提供理论参考。[方法]测定2个N肥水平下6个甘蓝型油菜亲本(浙双3号、扬油7号、ZJ1、史力佳、宁油14号和沪油16)及其完全双列杂交组合成熟期干物质生产及N素含量,各器官N素含量采用凯氏定氮法测定;分析并计算N素籽粒生产效率的杂种优势、配合力效应以及遗传力大小。[结果]N素籽粒生产效率存在明显的杂种优势,离中亲优势全为正值。低N条件下杂交种N素籽粒生产效率与亲本相比,增加幅度为9.44%。高N条件下杂交种N素籽粒生产效率与亲本相比,增加幅度为14.77%;配合力方差分析表明GCA、SCA和反交效应均达到极显著水平,说明N素籽粒生产效率受加性效应、非加性效应和细胞质效应的共同影响;N素籽粒生产效率在低N和高N条件下的广义遗传力分别为96.97%和97.09%,说明N素籽粒生产效率主要由遗传因素决定,受环境影响比较小。低N和高N条件下的狭义遗传力分别为46.06%和29.56%。由此可见,低N条件下N素籽粒生产效率的基因加性作用和非加性作用都比较重要,而高N条件下则以基因的非加性效应为主。[结论]油菜N素籽粒生产效率存在明显的杂种优势。     

不同氮素籽粒生产效率油菜品种物质生产及产量构成的差异

[目的]明确不同氮素籽粒生产效率油菜品种的干物质生产及产量构成因素差异。[方法]以甘蓝型油菜品种为材料,成熟期测定各器官干物重、氮素含量以及产量构成,采用组内最小平方和动态聚类方法对供试品种氮素籽粒生产效率（NUEg）进行聚类,研究不同NUEg类型品种干物质积累分配特性和产量构成差异。[结果]供试品种间NUEg差异很大,类型间差异显著。随着NUEg增加,类型间籽粒产量增加,籽粒干重比例增加,角果数增加,茎枝干重比例下降。进一步分析显示NUEg与籽粒干重（r2007=0.6840＊＊,r2008=0.7374＊＊）、籽粒干重比例（r2007=0.5703＊＊,r2008=0.5354＊＊）呈极显著正相关。[结论]生产上提高NUEg,可以通过高产,高角果数品种的筛选,采取合理的栽培措施促进茎枝光合产物向外输送,增加籽粒干重比例。     

水稻氮素籽粒生产效率遗传分析

[目的]了解不同氮环境中水稻氮素籽粒生产效率的遗传特点。[方法]采用Dasanbyeo×TR22183杂交,构建了163个家系组成的重组自交系群体(RILs),利用主基因+多基因混合遗传模型,研究施氮、不施氮处理的水稻氮素籽粒生产效率的遗传机制。[结果]两亲本的氮素籽粒生产效率在不同处理中均存在统计学差异,RILs群体的变幅较大,极显著差异,且呈连续变异。水稻氮素籽粒生产效率属两对主基因+多基因控制,在施氮处理下的最适模型为E-1-4模型,主基因表现为显性上位作用,遗传率为51.03%,且两对主基因的加性效应不同;在未施氮处理下的最适模型为E-1-9,主基因表现为抑制作用,遗传率为41.10%。主基因间包括加性和加性上位互作效应。[结论]水稻氮素籽粒生产效率在不同的氮环境中均属两对主基因+多基因遗传控制,主基因遗传率在施氮环境中表现相对较高。     

磷素优化管理方法对冬小麦籽粒品质的影响

本文采用田间试验,对磷素优化管理方法对小麦籽粒品质的影响进行了研究,以期为高产、优质、资源高效、环境保护等多重目标并重的养分资源优化管理提供理论依据。结果表明：土壤有效磷含量较高（29mg kg-1）的条件下,磷肥施用量的高低对冬小麦籽粒产量没有显著影响;根据磷素恒量监控技术确定的磷肥施用量（39 kg hm-2 P）下冬小麦籽粒粗蛋白和干湿面筋含量和高施磷量（79 kg hm-2 P）之间差异不显著;基于养分平衡和土壤测试的磷素资源优化管理方法（磷素恒量监控技术）在获得高产、资源高效的同时也获得了最好的品质效应。     

白菜型油菜光合面积与籽粒形成关系研究

通过３ａ对白菜型油菜的干物质积累,光合生产率,籽粒产量的系统研究表明：油菜的叶面积,光合生产率都以终花期达最高峰;籽粒形成中所需干物质,６０％来自绿色角果皮,１８．５％来自茎,枝,１７．９％￣１８．８％来自功能叶片。     

施钾对油菜分枝生产力及籽粒品质的影响

在有效钾水平较低的砂质壤土上进行不同钾以用量及施用方法试验,并测定了油菜植株不同节位分枝的籽粒产量,产量构成因素及籽粒品质,结果表明：１．施钾可显著提高油菜籽粒产量,并改变籽粒产量在主花序及分枝间的分配比例。２．油菜不同节位分枝生产力对钾肥的反应不同,下位分枝的生产力,并缩小分枝间生产力的差距,而对主序及上位分枝的生产力作用较小甚至有一定程度的消弱作用;３．施肥数主要提高一分枝的角果数,对千粒重作     

小麦籽粒特性与品质关系研究进展

高产与优质是当前小麦生产追求的2个主要目标.小麦籽粒成分及含量与小麦品质关系密切.主要由淀粉(约占干重的65%)、蛋白质(10%～15%)、水分(13%～15%)、脂类(2%)、粗纤维(3%)和灰分(1%)等组成[1,2].蛋白质研究起步较早,也比较深入,以往品质育种也多注重蛋白质性状的改良和选择.近年来,淀粉特性研究逐步深入,并成为小麦品质育种和食品加工业研究的热点之一.本文就小麦籽粒蛋白质和淀粉的有关性状及其与小麦品质的关系研究做一综述,希望能对当前的小麦品质研究和育种工作有所帮助.     

Review grain yield and nitrogen use efficiency in rice production regions in China

As one of the staple food crops, rice(Oryza sativa L.) is widely cultivated across China, which plays a critical role in guaranteeing national food security. Most previous studies on grain yield or/and nitrogen use efficiency(NUE) of rice in China often involved site-specific field experiments, or small regions with insufficient data, which limited the representation for the current rice production regions. In this study, a database covering a wide range of climate conditions, soil types and field managements across China, was developed to estimate rice grain yield and NUE in various rice production regions in China and to evaluate the relationships between N rates and grain yield, NUE. According to the database for rice, the values of grain yield, plant N accumulation, N harvest index(HIN), indigenous N supply(INS), internal N efficiency(IE_N), reciprocal internal N efficiency(RIE_N), agronomic N use efficiency(AE_N), partial N factor productivity(PEPN), physiological N efficiency(PE_N), and recover efficiency of applied N(RE_N) averaged 7.69 t ha~(–1), 152 kg ha~(–1), 0.64 kg kg~(–1), 94.1 kg kg~(–1), 53.9 kg kg~(–1), 1.98 kg kg~(–1), 12.6 kg kg~(–1), 48.6 kg kg~(–1), 33.8 kg kg~(–1), and 39.3%, respectively. However, the corresponding values all varied tremendously with large variation. Rice planting regions and N rates had significant influence on grain yield, N uptake and NUE values. Considering all observations, N rates of 200 to 250 kg ha~(–1) commonly achieved higher rice grain yield compared to less than 200 kg N ha~(–1) and more than 250 kg N ha~(–1) at most rice planting regions. At N rates of 200 to 250 kg ha~(–1), significant positive linear relationships were observed between rice grain yield and AE_N, PE_N, RE_N, IE_N, and PFPN, and 46.49, 24.64, 7.94, 17.84, and 88.24% of the variation in AE_N, PE_N, RE_N, IE_N, and PFPN could be explained by grain yield, respectively. In conclusion, in a reasonable range of N application, an increase in grain yield can be achieved accompanying by an acceptable NUE.     

粳稻品质与株型的关系研究

1999-2000年在田间条件下，对粳稻品种（系）的叶片和茎秆形态、穗型及群体光合速率与稻米碾磨品质和外观品质的关系进行了研究。结果表明，顶部叶片、穗下节间、叶鞘长度、穗的着粒密度、群体光合速率与稻米品质各指标关系密切。理想的优质粳稻株型应为：在一定范围内，上部叶片长、窄，穗下节间长，中下部节间短、叶鞘长，着粒密度较小的散穗型，经济产量和品质形成期较弱的群体光合速率。     

浙江省油菜主产区氮、磷、钾肥效应与土壤测试值关系

对浙江省2006—2008年油菜“3414”试验结果进行了分析,结果表明,油菜预设最佳施肥处理(N₂P₂K₂)产量从1 665 kg/hm²至3 200 kg/hm²间变异,较低产量水平试验土壤pH偏酸、土壤速效钾含量较低。浙江省油菜施肥平均增产率氮(117.5%)>磷(45.1%)>钾(7.3%),单位N,P₂O₅,K₂O平均增产油菜籽以P₂O₅(7.0 kg) >N(4.7 kg)>K₂O(1.7 kg),不同土壤类型氮、磷、钾肥的效应有较大差异。油菜缺素处理相对产量与土壤测试值相关分析结果表明,缺氮区相对产量与土壤有机质、土壤全氮有显著的相关性,土壤有机质和全氮测试值可作为氮肥推荐施肥的指标,而土壤有效磷、速效钾与缺磷区相对产量、缺钾区相对产量相关性较差,只有50%试验点土壤有效磷与缺磷区相对产量有相关关系,70%的试验点土壤速效钾含量与缺钾区相对产量呈显著相关性,表明现有土壤有效磷、土壤速效钾测试方法对指导施肥有一定的局限性,进一步的研究需对不同土壤类型制订相应的指标体系。     

Genetic study and molecular breeding for high phosphorus use efficiency in maize

Phosphorus is the second most important macronutrient after nitrogen and it has many vital functions in the life of plants. Most soils have a low available P content, which has become a key limiting factor for increasing crop production. Also, low P use efficiency (PUE) of crops in conjunction with excessive application of P fertilizers has resulted in serious environmental problems. Thus, dissecting the genetic architecture of crop PUE, mining related quantitative trait loci (QTL) and using molecular breeding methods to improve high PUE germplasm are of great significance and serve as an efficient approach for the development of sustainable agriculture. In this review, molecular and phenotypic characteristics of maize inbred lines with high PUE, related QTL and genes as well as low-P responses are summarized. Based on this, a breeding strategy applying genomic selection as the core, and integrating the existing genetic information and molecular breeding techniques is proposed for breeding high PUE maize inbred lines and hybrids.     

Strategies for improving fertilizer phosphorus use efficiency in Chinese cropping systems

A four-year project, entitled “The mechanisms of fraction transformation and high use efficiency of P fertilizer in Chinese cropping systems” commenced in 2017. The project was established to answer three key questions and looked at 17 cropping systems on ten soils. First, we asked what are the dynamics of transformation, fixation and mobilization of P fertilizers in soil-cropping systems? Second, what are the mechanisms of soil-crop-microbe interactions by which P fertilizer can be efficiently used? Third, how to manipulate the processes of P use in cropping systems? The targets of this project are (1) to explore the mechanisms of P fixation, the pathways of loss of P availability and the threshold of migration of fertilizer P in the field; (2) to uncover mechanisms by which soil legacy P is mobilized through root physiological and morphological processes and through arbuscular mycorrhizal fungi and P-solubilizing bacteria in rhizosphere and hyphosphere; (3) to estimate the biological potential of crops for high efficiency P absorption and use; (4) to innovate new approaches for improving the efficiency of P fertilizers. The outcomes will provide theoretical support for setting standards for limitation of P fertilizer application rate in the main cropping zones of China.     

基于粮食生产技术效率的分析

采用非参数法双产出模型,在对经济快速发展时期山东省粮食生产技术效率测度的基础之上,进一步研究耕地利用模式及其区域分异特征。结果表明,鲁西北和鲁西南作为粮食主产区耕地资源趋于集约利用,而鲁东等沿海或发达地区耕地资源则呈粗放型利用。研究所体现的政策含义是政府部门在进一步加大对耕地保护的同时,实现直补制度的创新,切实激励直接从事粮食生产的农民提高技术效率,进一步加强水利基础设施建设,实现集约利用日趋稀缺的耕地资源,从而确保十二五期间国家粮食安全和提高粮农收益目标的实现。     

稻米蛋白质与蒸煮食味品质关系研究

利用不同品质类型的粳稻品种 ,研究了不同氮素营养条件及不同碾磨程度下稻米蛋白质含量与蒸煮食味品质间的关系。结果表明 ,随施氮量的增加 ,籽粒中蛋白质含量逐渐提高 ,淀粉谱特性变劣 ,味度值下降 ;抽穗期追施氮肥 ,更加大其负作用。相关分析表明 ,蛋白质含量与淀粉谱特性中的粘滞峰减值呈显著正相关 ,与最高粘度、下降粘度值呈显著负相关 ,而与其它指标相关不显著 ;在不同的精碾程度下 ,随蛋白质含量的下降 ,最高粘度、下降粘度值升高 ,粘滞峰消减值变小 ;精米率为 90 %时 ,味度值最大 ,在此基础上增大碾磨程度 ,稻米的食味品质反而变劣。     

高磷对番茄磷素吸收、运转和利用效率的影响

用营养液培养方法,研究高磷对番茄幼苗磷素吸收、运转和利用效率的影响.结果表明,与正常磷处理(0.66 mmol/L H2PO4)比较,高磷处理(3.30～6.6 mmol/L H2PO4)植株生物量极显著降低,叶片无机磷含量极显著提高,而有机磷含量差异不显著;高磷妨碍植物体内磷素向上运输,表现为上位叶与根磷含量比值的下降;与正常磷处理比较,高磷处理磷利用率下降31.25%～37.5%,差异达极显著水平.     

施氮时期对谷子产量、品质和氮素利用率的影响

为探究施氮时期对谷子产量、品质和氮素利用率的影响,2020—2021年连续两年在河南省新乡市,选用5个不同基因型的谷子品种(‘济谷 20’、‘中谷 5号’、‘冀谷 31’、‘豫谷 18’和‘豫谷 28’),设置4个施氮(尿素)时期,分别为T₀(不施氮)、T₁(播种期施氮)、T₂(拔节期施氮)、T₃(开花期施氮),测定谷子的产量和品质性状及氮素利用效率等指标。结果表明:5个不同基因型谷子品种在4个不同施氮时期处理的产量由高到低均表现为T₃>T₂>T₁>T₀;谷子的峰值黏度、热浆黏度和糊化温度由高到低均表现为T₀>T₁>T₂>T₃;脂肪、膳食纤维、氮素利用效率在拔节期施氮(T₂)下最高,显著高于T₀和T₁,但与T₃无显著差异,蛋白质、直链淀粉、灰分、碳水化合物和食味氨基酸含量在开花期施氮(T₃)下最高,显著高于T₀、T₁和T₂,其中‘豫谷28’表现最为突出。相关性分析表明,拔节期施氮(T₂)处理谷子的生物量、单穗重、千粒重与营养和食味品质的相关系数均显著高于播种期(T₁)与开花期(T₃)施氮处理。综上,谷子在拔节期施氮(T₂)和开花期施氮(T₃)处理可以兼顾高产和优质,而且拔节期施氮(T₂)是品质、产量和氮素利用效率兼顾的最佳施氮时期。