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磷肥用量对油菜籽产量及品质的影响

作物学报 2023年第6期49卷 1668-1677页

作者：闫金垚宋毅陆志峰任涛鲁剑巍华中农业大学资源与环境学院/农业农村部长江中下游耕地保育重点实验室/华中农业大学微量元素研究中心湖北武汉430070

油菜是重要的油料作物,对缺磷敏感,我国油菜主产区土壤供磷状况较差,缺磷常导致油菜籽减产。于2019—2021年度2季在长江中游地区进行磷肥用量田间试验,设置0、45、90、135和180 kg P_(2)O_(5)hm^(-2)5个施磷水平,探究磷营养供应状况同... 详细信息

油菜是重要的油料作物,对缺磷敏感,我国油菜主产区土壤供磷状况较差,缺磷常导致油菜籽减产。于2019—2021年度2季在长江中游地区进行磷肥用量田间试验,设置0、45、90、135和180 kg P_(2)O_(5)hm^(-2)5个施磷水平,探究磷营养供应状况同时对油菜籽产量和品质的影响。结果表明,施磷显著增加油菜单株角果数、角粒数和千粒重,进而增加了油菜产量。不施磷处理的平均产量仅190 kg hm^(-2),施磷增产8.5~12.5倍,根据产量效应得到的最高产量施磷量为51.8~65.0 kg P_(2)O_(5)hm^(-2)。油菜籽磷含量、含水率、含油率、蛋白质、硫甙、油酸、亚麻酸和硬脂酸对磷肥用量的响应均达到极显著水平,芥酸、亚油酸和棕榈酸的响应较小。随着施磷量的增加,油菜籽含油率呈先增后降的趋势(施磷90 kg P_(2)O_(5)hm^(-2)和135 kg P_(2)O_(5)hm^(-2)最高),蛋白质含量呈缓慢升高趋势,硫甙含量显著降低。在磷肥投入量为90~135 kg P_(2)O_(5)hm^(-2)时获得最大油分产量和蛋白质产量。过量的磷肥施用会降低油菜籽的油酸含量,提高了亚麻酸含量。通径分析表明,籽粒磷含量、含油率和亚麻酸含量对产量有较大的直接正作用,含水率、蛋白质和亚麻酸通过籽粒磷含量对产量有较大的间接正作用,硫甙、油酸、亚油酸和硬脂酸通过籽粒磷含量对产量有较大的间接负作用。综合结果显示,以油菜籽产量和食用油品质为目标的推荐磷肥用量为45~90 kg P_(2)O_(5)hm^(-2),以追求饲用饼粕蛋白质产量为目标,推荐磷肥用量为90~135 kg P_(2)O_(5)hm^(-2)。

关键词：磷肥用量油菜产量品质产油量

氮磷钾肥对旱地和水田油菜产量及养分利用的影响差异

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作物学报 2023年第3期49卷 772-783页

作者：方娅婷任涛张顺涛周橡棋赵剑廖世鹏丛日环鲁剑巍华中农业大学资源与环境学院/农业农村部长江中下游耕地保育重点实验室/华中农业大学微量元素研究中心湖北武汉430070

氮磷钾肥施用是农业生产中的重要增产措施,旱-旱和水-旱周年复种轮作是我国长江流域冬油菜的主要种植模式。为探究氮磷钾养分对不同轮作油菜产量和养分吸收利用的影响及其差异,于2017—2020年在湖北省沙洋县连续3年开展田间定位试验,采... 详细信息

氮磷钾肥施用是农业生产中的重要增产措施,旱-旱和水-旱周年复种轮作是我国长江流域冬油菜的主要种植模式。为探究氮磷钾养分对不同轮作油菜产量和养分吸收利用的影响及其差异,于2017—2020年在湖北省沙洋县连续3年开展田间定位试验,采用旱地油菜(玉米-油菜)和水田油菜(水稻-油菜)2种轮作模式,各轮作分别设置氮磷钾(NPK)、不施氮(–N)、不施磷(–P)和不施钾(–K)4个处理,分析了油菜籽产量、产量构成和养分吸收情况,并对肥料利用率和土壤养分供应能力进行了评估。3年试验的平均结果表明,与NPK处理相比,–N、–P和–K处理的旱地油菜分别减产68.4%、89.6%和7.0%;水田油菜分别减产71.0%、84.7%和6.4%。对产量构成因子进一步分析发现,无论是旱地油菜还是水田油菜,施肥对角果数影响最大,其次是每角粒数,对千粒重影响最小。与NPK处理相比,旱地和水田油菜的角果数因缺氮、缺磷和缺钾分别减少61.6%和52.0%、82.0%和67.8%、16.2%和19.7%。相同施肥处理的旱地和水田油菜产量及养分吸收均存在显著差异,在–N、–K和NPK处理,旱地油菜产量均高于水田油菜,分别高27.2%、15.9%和16.7%,而–P处理的旱地油菜产量比水田油菜低20.8%;养分积累量趋势与产量相似,除–P处理外,其余3个处理的旱地油菜地上部养分积累量均高于水田,NPK处理的旱地油菜地上部氮、磷和钾积累量分别比水田油菜高20.4%、37.3%和4.2%。旱地油菜季的年均土壤本底氮和钾供应量分别比水田高15.0%和20.9%,而磷供应量比水田低39.2%。旱地油菜季氮肥和磷肥回收利用率均高于水田,而钾肥回收利用率低于水田。综上,养分的配合施用显著提高油菜产量和养分利用效率,旱-旱轮作和水-旱轮作油菜产量存在显著差异并受养分种类的影响。与旱地油菜相比,水田油菜种植需格外注重氮肥和钾肥的施用,而旱地油菜较水田油菜则需适当增施磷肥,以针对性地补充土壤缺乏养分和实现油菜高产高效生产。

关键词：玉米-油菜轮作水稻-油菜轮作氮磷钾油菜籽产量

钾营养状况介导的油菜叶片生长及其对叶际微生物的影响

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植物学报 2024年第1期59卷 54-65页

作者：宋毅陈航航崔鑫陆志峰廖世鹏张洋洋李小坤丛日环任涛鲁剑巍华中农业大学资源与环境学院/农业农村部(长江中下游)耕地保育重点实验室/华中农业大学微量元素研究中心武汉430070

为探究钾营养介导下的油菜(Brassica napus)叶片生长对叶际微生物群落的影响,利用田间试验,设置0、30和180 kg K_2O·hm^(-2) 3个钾肥用量,分别定义为K0 (钾缺乏)、K30 (钾不足)和K180 (钾充足) 3个钾营养水平。在苗期,分别选取典型叶... 详细信息

为探究钾营养介导下的油菜(Brassica napus)叶片生长对叶际微生物群落的影响,利用田间试验,设置0、30和180 kg K_2O·hm^(-2) 3个钾肥用量,分别定义为K0 (钾缺乏)、K30 (钾不足)和K180 (钾充足) 3个钾营养水平。在苗期,分别选取典型叶片测定其表型参数,并利用16S-RNA基因高通量测序测定油菜叶际微生物群落组成。结果表明,不同钾肥用量显著影响油菜叶片的钾含量,与K0相比,K30和K180处理钾含量分别提高66.7%和158.3%。不同钾营养状况下,油菜叶片结构和组分存在明显差异,叶片钾含量与叶面积及叶片可溶性糖、蔗糖、果糖和淀粉的含量呈显著正相关,而与叶片气孔密度呈显著负相关。钾肥施用显著影响油菜叶际微生物的多样性,与K0处理相比,施钾处理叶际微生物群落多样性指数显著升高,而K30和K180处理间无明显差异,但在群落的β多样性中,K30处理表现出更大的离散性。缺钾增加了油菜叶际变形菌门(Proteobacteria)的相对丰度,使得黄单胞菌科(Xanthomonadaceae)细菌显著富集。施用钾肥后细菌共现网络变简单,但促进了高丰度物种与其它物种的相互作用。通过联合分析油菜叶表型性状与叶际细菌群落,发现叶片糖组分(可溶性糖、蔗糖、果糖和淀粉)、干物质重以及叶面积是影响叶际细菌群落以及优势物种的关键因素。综上表明,施钾影响油菜叶片的物质组成,调控油菜叶际微生物群落结构,充足的钾营造的叶片微生物组“稳态”可能是钾营养增强作物生物胁迫抗性的潜在途径。

关键词：钾营养油菜叶际微生物气孔密度蔗糖

氮肥用量对玉米-油菜和水稻-油菜轮作模式下油菜产量及氮素吸收利用的影响

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作物学报 2024年

作者：刘陈王昆昆廖世鹏杨佳群丛日环任涛李小坤鲁剑巍华中农业大学资源与环境学院/农业农村部长江中下游耕地保育重点实验室/华中农业大学微量元素研究中心

旱-旱和水-旱轮作是我国长江流域冬油菜的典型种植模式，氮养分缺乏是油菜产量主要限制因子。利用2016年—2023年在湖北省武汉市布置的裂区同田对比定位试验，探究氮肥用量对不同轮作模式下油菜产量和氮素吸收利用的影响差异，为科学施... 详细信息

旱-旱和水-旱轮作是我国长江流域冬油菜的典型种植模式，氮养分缺乏是油菜产量主要限制因子。利用2016年—2023年在湖北省武汉市布置的裂区同田对比定位试验，探究氮肥用量对不同轮作模式下油菜产量和氮素吸收利用的影响差异，为科学施氮提供依据。试验设计的主处理为旱地油菜(玉米-油菜)和水田油菜(水稻-油菜) 2种轮作模式，副处理为4个氮肥用量(0 kg N hm-2、75 kg N hm-2、150 kg N hm-2、225 kg N hm-2)，分析了油菜产量、产量构成因子和氮素积累量等相关指标。7年试验结果表明，旱地和水田油菜的产量和氮素吸收在不同氮肥投入下的响应存在差异。当不施氮或低施氮(75 kg N hm-2)时，水田油菜产量显著高于旱地油菜，分别高出53.9%和20.8%，地上部氮素积累量分别高出57.8%和18.3%；当施氮量为150 kg N hm-2时，2种轮作无显著差异；在高施氮(225 kg N hm-2)时，旱地油菜产量和氮素积累量较水田分别增加11.2%和16.0%。旱地油菜的氮肥农学利用效率、贡献率和表观利用率较水田油菜分别平均增加16.5%、20.5%和22.0%，氮肥对旱地油菜的增产潜力更大，但水田油菜季土壤基础氮素供应量较旱地高61.5%，对氮肥的依赖性更小。综上，增加氮肥用量显著提高了油菜产量和氮素积累，水田油菜在低氮投入下表现出较高的稳产性，而旱地油菜在较高氮投入下丰产潜力更高。因此，在实际生产中应根据不同轮作模式调整油菜施氮量，旱地油菜可以适当增加氮肥用量以获得高产，水田油菜要充分利用土壤供氮能力适当控制氮肥用量，以达到油菜高产高效生产和氮肥高效利用的目的。

关键词：玉米-油菜轮作水稻-油菜轮作氮肥用量油菜产量氮素积累量

油菜专用控释尿素用量对冬油菜产量和氮素吸收的影响

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中国农业科学 2018年第1期51卷 139-148页

作者：张亚伟刘秋霞朱丹丹樊小林任涛张丽梅李小坤丛日环鲁剑巍华中农业大学微量元素研究中心/农业部长江中下游耕地保育重点实验室华南农业大学资源与环境学院/广东省高校环境友好型肥料工程技术研究中心

【目的】明确不同冬油菜种植区域油菜专用控释尿素用量对冬油菜产量和氮素吸收的影响,验证油菜专用控释尿素一次性施用的可行性和适宜用量,为指导冬油菜轻简化生产提供依据。【方法】于2015—2016年分别开展油菜专用控释尿素静水释放试... 详细信息

【目的】明确不同冬油菜种植区域油菜专用控释尿素用量对冬油菜产量和氮素吸收的影响,验证油菜专用控释尿素一次性施用的可行性和适宜用量,为指导冬油菜轻简化生产提供依据。【方法】于2015—2016年分别开展油菜专用控释尿素静水释放试验和田间埋袋养分释放以及控释尿素用量施用效果田间试验。油菜专用控释尿素用量试验布置于冬油菜3个主产地区——湖南衡阳、江西九江和湖北武穴。试验共设5个氮肥用量梯度,分别为0、60、120、180和240 kg N·hm,探究油菜专用控释尿素对不同区域冬油菜产量和氮素吸收的影响。【结果】田间埋袋试验结果表明,油菜专用控释尿素的缓释期在150 d左右,累积释放量为83.4%,与冬油菜氮素需求吻合。施用油菜专用控释尿素可以调控收获密度,增加冬油菜的单株角果数和每角粒数。与不施氮处理相比,单株角果数、每角粒数分别增加15.0—81.5角/株和0.2—2.4粒/角,收获密度随氮肥用量增加或降低协调群体与个体。3个产地的籽粒产量均在施氮量达到180 kg N·hm时最高,分别较不施氮增产1 118、1 088和2 049 kg·hm。用线性加平台模型拟合的最佳控释尿素用量,湖南衡阳、江西九江和湖北武穴分别为174、180和192 kg N·hm。油菜专用控释尿素施用显著增加地上部生物量、氮素含量和氮素积累量。在成熟期时,随氮肥用量增加,茎秆中的氮素分配比例逐渐增加,籽粒中氮素积累分配比例减小,而角壳的氮素分配比例保持在10%左右。不同时期氮肥利用率存在差异,苗期最小,花期最大,成熟期居中,分别为19.20%—23.45%、50.69%—56.89%和39.39%—46.71%。苗期和花期的氮肥利用率随着施氮量的增加,出现先增加后降低的趋势,在控释尿素用量为180 kg N·hm时达到最大;成熟期的氮肥利用率随着施氮量的增加呈降低趋势。【结论】油菜专用控释尿素一次性施用可以增加油菜各生育时期的氮素吸收、促进油菜生长发育,提高收获密度、单株角果数和每角粒数,增加油菜产量。不同冬油菜主产区所需专用控释尿素推荐用量差异不大,平均为180 kg N·hm。

关键词：冬油菜油菜专用控释尿素产量氮肥利用率最佳用量

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氮肥用量对冬油菜籽粒产量和品质的影响

作物学报 2023年第7期49卷 2002-2011页

作者：宋毅李静谷贺贺陆志峰廖世鹏李小坤丛日环任涛鲁剑巍华中农业大学资源与环境学院/农业农村部长江中下游耕地保育重点实验室/华中农业大学微量元素研究中心湖北武汉430070

为探明不同氮肥用量对冬油菜籽粒产量和品质的影响,于2019/2020以及2020/2021年在湖北省武穴市开展田间试验,试验设置0、90、180、270、360 kg N hm^(-2)5个氮肥施用水平。在成熟期测定油菜籽产量、氮含量和油菜籽品质指标。结果表明,... 详细信息

为探明不同氮肥用量对冬油菜籽粒产量和品质的影响,于2019/2020以及2020/2021年在湖北省武穴市开展田间试验,试验设置0、90、180、270、360 kg N hm^(-2)5个氮肥施用水平。在成熟期测定油菜籽产量、氮含量和油菜籽品质指标。结果表明,施氮显著提高冬油菜籽粒产量及氮含量,与不施氮相比,氮肥施用后平均增产1548 kg hm^(-2),平均增产率达32.9%,在施氮量为0~270 kg N hm^(-2)范围内,油菜籽产量随氮肥施用量显著增加,继续增施氮肥,油菜籽产量无明显变化或有下降趋势,施氮主要通过提高单株角果数来提高油菜籽粒产量。施氮显著增加了籽粒蛋白质含量,当施氮量达270 kg N hm^(-2)时籽粒氮含量和蛋白质含量最高。施氮显著降低籽粒含油量,氮肥用量每增加100 kg N hm^(-2),籽粒含油量下降1.6个百分点。随着氮肥用量的增加,籽粒硫甙、油酸、亚麻酸、芥酸以及饱和脂肪酸(棕榈酸和硬脂酸)呈升高趋势,亚油酸呈降低趋势,油菜籽粒品质整体呈降低趋势。综上所述,以追求高品质食用油为目标,同时兼顾油菜籽粒产量,氮肥适宜用量约为180kgNhm^(-2);以追求油菜籽粒产量并考虑油菜饼粕作饲料为目标时,氮肥适宜用量约为270 kg N hm^(-2)。

关键词：氮肥用量冬油菜品质含油率蛋白质产量

甘蓝型油菜苗期耐酸性综合评价及耐酸种质筛选

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华中农业大学学报 2023年第6期42卷 164-174页

作者：张鹏超张雯黄益丹冉文昊徐芳森丁广大华中农业大学资源与环境学院/微量元素研究中心/农业农村部长江中下游耕地保育重点实验室武汉430070

为探究在酸性土壤环境下油菜苗期耐酸特性,采用盆栽试验对113份油菜品种进行酸胁迫处理和酸性土壤改良处理,在苗期测定根长、株高、地上部鲜质量、根系鲜质量、总鲜质量、地上部干质量、根系干质量、总干质量、根冠比和SPAD共10项性状指... 详细信息

为探究在酸性土壤环境下油菜苗期耐酸特性,采用盆栽试验对113份油菜品种进行酸胁迫处理和酸性土壤改良处理,在苗期测定根长、株高、地上部鲜质量、根系鲜质量、总鲜质量、地上部干质量、根系干质量、总干质量、根冠比和SPAD共10项性状指标,利用相关性分析、主成分分析、隶属函数法、聚类分析、灰色关联度和逐步回归分析对不同油菜品种进行耐酸综合评价,建立油菜耐酸评价模型并筛选耐酸油菜品种。结果显示:113份油菜品种在2个处理下10个性状均呈现极显著差异;10项指标的变异系数范围为10.09%~78.68%,将10个单项指标转换成4个相互独立的综合指标,代表了原始指标88.688%的信息量;基于113份油菜的耐酸综合评价值(D值)聚类分析,将油菜品种分为5个类群,分别为极耐酸型(2份)、耐酸型(16份)、中间型(41份)、敏感型(50份)、极敏感型(4份);通过D值和10项指标构建最优回归方程:D=-0.075+0.0403X_(总干质量)+0.100X_(根系鲜质量)+0.188XSPAD+0.099X_(株高)+0.092X_(根系干质量)(R^(2)=0.982,F=1154.562^(***)),筛选出适宜的油菜苗期耐酸鉴定指标。综上,酸胁迫会严重抑制油菜苗期的生长,不同油菜品种耐酸性存在较大差异,通过测定总干质量、根系鲜质量、SPAD、株高、根系干质量并结合回归方程可评价判断油菜耐酸性。

关键词：甘蓝型油菜苗期酸性土壤耐酸性综合评价耐酸品种

亚磷酸脱氢酶作为筛选标记基因在水稻遗传转化中的应用

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华中农业大学学报 2022年第2期41卷 98-104页

作者：刘同同刘诗琦袁丽丽王创华中农业大学资源与环境学院/微量元素研究中心/华中农业大学农业农村部长江中下游耕地保育重点实验室武汉430070

为筛选标记基因用于植物遗传转化,采用组织培养、营养液筛选和叶面喷施等手段,综合评价了具有高催化活性的亚磷酸脱氢酶基因ptxDQ作为筛选标记基因用于水稻遗传转化的潜力。结果显示,ptxDQ基因作为筛选标记基因时,抗性愈伤的筛选效率为4... 详细信息

为筛选标记基因用于植物遗传转化,采用组织培养、营养液筛选和叶面喷施等手段,综合评价了具有高催化活性的亚磷酸脱氢酶基因ptxDQ作为筛选标记基因用于水稻遗传转化的潜力。结果显示,ptxDQ基因作为筛选标记基因时,抗性愈伤的筛选效率为44.37%~47.28%,显著高于潮霉素和草胺磷等抗性基因的筛选效率。获得的转基因阳性幼苗,可利用以亚磷酸盐为唯一磷源的培养液,通过简单培养即可筛选出阳性转基因幼苗。此外,还建立了通过叶面喷施亚磷酸盐筛选转基因幼苗的方法。相比目前的抗生素和除草剂类筛选系统,亚磷酸盐更廉价且不会造成环境污染。同时,作为一种正向筛选系统具有较高的筛选效率,在农作物转基因研究和农业可持续发展中具有潜在价值。

关键词：遗传转化筛选标记亚磷酸脱氢酶亚磷酸水稻

甘蓝型油菜耐铝极端品种筛选及耐铝生理机制初步解析

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华中农业大学学报 2023年第6期42卷 154-163页

作者：张雯黄益丹张鹏超徐芳森王创丁广大华中农业大学资源与环境学院/微量元素研究中心/农业农村部长江中下游耕地保育重点实验室武汉430070

为筛选不同铝敏感性油菜品种并探究油菜对铝毒的耐受机制,以997份甘蓝型油菜自然品种为材料,采用土培初筛和营养液复筛的两步筛选法,以地上部鲜质量和相对根系伸长率为指标筛选获得甘蓝型油菜不同铝敏感性品种,解析油菜耐铝的生理机制... 详细信息

为筛选不同铝敏感性油菜品种并探究油菜对铝毒的耐受机制,以997份甘蓝型油菜自然品种为材料,采用土培初筛和营养液复筛的两步筛选法,以地上部鲜质量和相对根系伸长率为指标筛选获得甘蓝型油菜不同铝敏感性品种,解析油菜耐铝的生理机制。结果显示,997份甘蓝型油菜自然品种苗期在酸性土壤上表现出显著的基因型差异,从中筛选出142个不同铝敏感性极端品种,含77份铝耐受品种和65份铝敏感品种;进一步利用营养液培养体系在加铝和不加铝处理下对142个油菜品种进行复筛,通过聚类分析发现,97个品种在2个培养体系中具有较好的生长一致性;经过多次表型重复试验最终确定2个铝耐受品种(806和985)和2个铝敏感品种(482和811)。在铝毒处理下铝敏感品种(482和811)生物量相比不加铝处理下降约45%,根系生长显著被抑制,而铝耐受品种则无明显差异。进一步分析发现,相比铝敏感品种,铝耐受品种在铝毒条件下根系中积累的铝更少,活性氧含量更低,且根系中抗氧化酶(CAT和POD)的活性相比无铝处理显著增加,这可能是油菜耐铝的重要生理机制之一。

关键词：甘蓝型油菜酸性土壤铝毒两步筛选法极端品种耐铝