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盐胁迫对油菜生理特征和菜籽产量品质的影响

作物学报 2024年第6期50卷 1597-1607页

作者：王龙李静钱晨林国冰李亦扬杨光左青松江苏省作物遗传生理重点实验室/江苏省作物栽培生理重点实验室/扬州大学农学院江苏扬州225009

为了探明盐胁迫对油菜产量品质和生理特征的影响机制,本研究以浙油50为材料,于2020—2022年油菜生长季在盐城大丰盐碱地进行试验,分别设置低盐和高盐处理,研究油菜碳氮同化、光合特征、抗逆生理以及菜籽产量品质的变化。结果表明,相比... 详细信息

为了探明盐胁迫对油菜产量品质和生理特征的影响机制,本研究以浙油50为材料,于2020—2022年油菜生长季在盐城大丰盐碱地进行试验,分别设置低盐和高盐处理,研究油菜碳氮同化、光合特征、抗逆生理以及菜籽产量品质的变化。结果表明,相比低盐处理,高盐处理下油菜初花期各器官干物质积累降低18.46%~35.67%,成熟期降低20.92%~46.03%;高盐处理提高了初花期根和叶片的干物质分配比例,降低了茎枝的分配比例,提高了成熟期根和茎枝的分配比例,降低了果壳和籽粒的分配比例。此外,高盐处理降低初花期和成熟期各器官碳氮积累,降低了茎枝和叶片的碳氮转运效率,表明盐胁迫抑制油菜碳氮同化和花后养分转运,最终导致籽粒产量降低;另一方面,高盐处理下各器官C/N显著降低,表明盐胁迫对碳素同化的抑制程度强于氮素,导致籽粒品质改变,使籽粒蛋白质含量提高8.23%,油分含量降低4.42%。高盐较低盐显著降低初花期叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾系数、瞬间羧化效率,提高胞间CO_(2)浓度和水分利用效率,表明盐胁迫对油菜光合的影响可能主要归因于非气孔限制。与低盐相比,高盐下油菜H_(2)O_(2)和MDA含量增加27.41%和42.33%,SOD活性、CAT活性、AsA含量、可溶性蛋白含量和可溶性糖含量分别上升65.54%、22.85%、29.68%、9.75%和16.84%。由此认为,盐胁迫通过抑制油菜碳氮同化和限制光合,降低籽粒产量,改变籽粒品质,同时油菜可以提高抗氧化和渗透调节能力来适应盐胁迫环境。

关键词：油菜盐胁迫碳氮同化生理产量品质

栽培优化对长江下游水稻灌浆期根系特征和稻米淀粉特性的影响

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作物学报 2024年第2期50卷 478-492页

作者：吴昊张瑛王琛顾汉柱周天阳张伟杨顾骏飞刘立军杨建昌张耗扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室/江苏省作物栽培生理重点实验室/江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心江苏扬州225009

为研究不同栽培管理技术下长江下游水稻灌浆期根系特征与稻米淀粉特性的关系,以甬优2640、武运粳24号、扬稻6号和金香玉1号品种为材料进行大田试验,设置氮空白区(0N)、当地常规(对照)、增密减氮、干湿交替灌溉和增施饼肥5种栽培模式处... 详细信息

为研究不同栽培管理技术下长江下游水稻灌浆期根系特征与稻米淀粉特性的关系,以甬优2640、武运粳24号、扬稻6号和金香玉1号品种为材料进行大田试验,设置氮空白区(0N)、当地常规(对照)、增密减氮、干湿交替灌溉和增施饼肥5种栽培模式处理。结果表明,与当地常规处理(对照)相比,甬优2640在增密减氮、干湿交替灌溉和增施饼肥处理下的产量增幅分别为6.49%、11.06%和12.72%,武运粳24号分别增加1.92%、11.10%和17.05%,扬稻6号增幅分别为9.30%、18.50%和22.89%,金香玉1号产量增幅分别为6.92%、14.72%和17.89%。同时我们也观察到随着栽培技术的集成和优化,根系形态生理特征(根干重、根长、根直径、根系氧化力、根系伤流强度、根系和根系伤流液中玉米素+玉米素核苷含量和根系分泌物中有机酸总量)以及籽粒淀粉合成关键酶(可溶性淀粉合成酶和颗粒结合型淀粉合成酶)活性、淀粉峰值黏度、热浆黏度、崩解值、最终黏度、溶解度和膨胀度逐渐提高。相关分析表明,灌浆期根系形态生理特征与产量和稻米淀粉特性关系密切。表明栽培技术的集成和优化可能通过调节地下部根系生长来改善稻米品质,最终实现高产优质高效的目标。

关键词：水稻栽培策略产量米质根系特性

水稻根系和土壤性状与稻田甲烷排放关系的研究进展

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中国水稻科学 2024年第3期38卷 233-245页

作者：陈浩田秦缘钟笑涵林晨语秦竞航杨建昌张伟杨扬州大学农学院/江苏省作物遗传生理重点实验室/江苏省作物栽培生理重点实验室江苏扬州225009 扬州大学/江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心江苏扬州225009

甲烷(CH_(4))是大气中最主要的温室气体,对全球气候变暖具有重要影响。稻田是农业生态系统中CH_(4)的主要排放源,水稻根系与土壤是影响稻田CH_(4)排放的关键因素。因此,探究水稻根系和土壤性状与稻田CH_(4)排放的关系对于缓解温室效应... 详细信息

甲烷(CH_(4))是大气中最主要的温室气体,对全球气候变暖具有重要影响。稻田是农业生态系统中CH_(4)的主要排放源,水稻根系与土壤是影响稻田CH_(4)排放的关键因素。因此,探究水稻根系和土壤性状与稻田CH_(4)排放的关系对于缓解温室效应具有重要的意义。本文综述了稻田CH_(4)产生和排放的机理及其与水稻根系和土壤性状间的内在关系,并展望了进一步探究水稻和土壤性状与稻田CH_(4)排放关系的研究方向,为实现水稻丰产与固碳减排协同提供参考。

关键词：水稻根系特征土壤性状甲烷排放

昼夜变温下高温与干旱胁迫对Bt棉毒蛋白含量的影响及其生理机制

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中国农业科学 2022年第23期55卷 4614-4625页

作者：尹彦雨邢雨桐吴天凡王李妍赵子胥胡天然陈源陈媛陈德华张祥扬州大学/江苏省作物遗传生理国家重点实验室培育点

【目的】明确Bt棉叶片Cry1Ac毒蛋白含量对昼夜变温下高温干旱胁迫响应及其生理机制，为生产中Bt棉抗虫性的安全稳定利用提供参考。【方法】2019—2020年在扬州大学农学院，以常规种泗抗1号（SK-1）和杂交种泗抗3号（SK-3）为材料，以温... 详细信息

【目的】明确Bt棉叶片Cry1Ac毒蛋白含量对昼夜变温下高温干旱胁迫响应及其生理机制，为生产中Bt棉抗虫性的安全稳定利用提供参考。【方法】2019—2020年在扬州大学农学院，以常规种泗抗1号（SK-1）和杂交种泗抗3号（SK-3）为材料，以温度和土壤水分含量为因子，温度分别设为34℃（白天，7:00—19:00）/28℃（夜间，19:00—7:00）(A1)、38℃/28℃（A2）；土壤水分含量分别为田间土壤最大持水量的50%(B1)和60%(B2)，并以32℃/28℃、田间土壤最大持水量的75%为对照（CK）。各处理分别持续4、7、10 d(DAS)。【结果】不同处理导致叶片中Cry1Ac毒蛋白含量降低，且随着胁迫时间的延长，下降幅度增加。处理间相比，A1B2处理下降幅度最少，7 DAS后开始显著低于CK;A1B1处理下降幅度其次，4 DAS后显著低于CK;A2B1、A2B2处理在4 DAS显著下降。可溶性蛋白（SP）含量、硝酸还原酶（NR）、谷氨酸丙酮酸转氨酶（GPT）、谷氨酸草酰乙酸转氨酶（GOT）、谷氨酰胺合成酶（GS）、游离氨基酸（aa）和谷氨酸合成酶（GOGAT）等活性变化趋势与毒蛋白一致，且呈极显著正相关，而Bt基因表达量、单宁含量、蛋白酶、肽酶活性则呈上升趋势。逐步回归和通径分析筛选出NR、GPT、GS等3个关键指标可反映Bt棉Cry1Ac毒蛋白含量高低，且三者对Cry1Ac毒蛋白含量有较大的正效应。【结论】昼夜变温下高温和干旱互作导致Bt棉Cry1Ac毒蛋白含量降低，且随持续期延长下降幅度逐渐增大。其中34℃/28℃和田间土壤最大持水量60%胁迫7—10 d内与对照无显著差异。但与昼夜持续高温相比，昼夜变温的高温胁迫下Cry1Ac毒蛋白含量下降幅度减小和时期明显推迟。NR、GPT、GS是决定Cry1Ac毒蛋白含量高低的关键指标。

关键词： Bt棉 Cry1Ac毒蛋白高温干旱生理机制

缓释氮肥运筹对麦后直播棉株型调节和成铃的影响

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扬州大学学报（农业与生命科学版） 2022年第1期43卷 88-96页

作者：张晨霞胡大鹏张中宁刘震宇田巧凤何润陈晨陈媛张祥陈德华扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室江苏扬州225009

以中棉所50为供试材料,设计缓释氮肥用量(45、90、135kg·hm^(-2))和施用时期(2、4叶期)2个因子试验,以不施肥和常规施肥为对照,研究缓释氮肥轻简化应用对小麦后直播棉株型和成铃的影响。结果表明:4叶期一次性施入90kg·hm^(-2)的缓释... 详细信息

以中棉所50为供试材料,设计缓释氮肥用量(45、90、135kg·hm^(-2))和施用时期(2、4叶期)2个因子试验,以不施肥和常规施肥为对照,研究缓释氮肥轻简化应用对小麦后直播棉株型和成铃的影响。结果表明:4叶期一次性施入90kg·hm^(-2)的缓释氮肥处理群体成铃数最多,且群体成铃集中。合理的缓释氮肥运筹能塑造高光效株型,株高保持在81.2~90.5cm,节枝比为2.6~2.7,从而提高果枝长度和果枝向值,降低果枝弯曲度;相关分析进一步表明,株高、节枝比与成铃数、成铃强度呈显著或极显著的开口向下的抛物线关系;果枝长度、果枝向值与成铃数、成铃强度呈显著的线性正相关关系,果枝弯曲度与成铃数、成铃强度呈显著的线性负相关关系。因此,通过缓释氮肥轻简化施用可构建高光效株型,促进小麦后直播棉成铃并成铃集中,为高产和机采提供空间结构基础。

关键词：小麦后直播棉氮素运筹缓释肥株型

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施氮量对水稻源库协同衰老特征的影响

植物生理学报 2022年第1期58卷 173-185页

作者：刘光明赵灿蒋岩赵凌天廖平强王维领霍中洋扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室/江苏省作物栽培生理重点实验室/江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心江苏扬州225009

为探究施氮量对水稻源库器官协同衰老的影响及其生理机制,本试验测定了不同氮肥水平下水稻结实期天数、全生育期天数、叶面积指数(LAI)、叶片SPAD值、籽粒灌浆特性、叶片与籽粒的抗氧化酶活性[超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、... 详细信息

为探究施氮量对水稻源库器官协同衰老的影响及其生理机制,本试验测定了不同氮肥水平下水稻结实期天数、全生育期天数、叶面积指数(LAI)、叶片SPAD值、籽粒灌浆特性、叶片与籽粒的抗氧化酶活性[超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)]和丙二醛(MDA)含量。结果表明,2019—2020年,高氮水平(345 kg·hm;)下水稻的结实期和全生育期分别比低氮水平延长13.3~16.3 d和16.0~18.7 d, LAI、叶片SPAD值和籽粒灌浆活跃期较高,而叶面积衰减率较低。高氮水平的水稻剑叶和籽粒中的抗氧化酶活性均显著较高,而膜质过氧化产物MDA含量显著较低。相关性分析表明水稻施氮量与抽穗后叶片和籽粒不同生育阶段的抗氧化酶活性呈正相关,而与MDA含量呈负相关。综上所述,高氮水平下水稻源库的抗氧化酶系统酶活性较强,能减少MDA的积累,提高叶片持绿天数和籽粒灌浆活跃期,从而延缓了水稻源库协同衰老进程。

关键词：水稻施氮量抗氧化酶活性衰老

不同间作方式对玉米/大豆的光合性能、产量和土壤微生态特征的影响

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农业资源与环境学报 2023年第3期40卷 610-618页

作者：雷雲翔陆思豪应晓成沈新平蒋敏江苏省作物遗传生理重点实验室/江苏省作物栽培生理重点实验室扬州大学农学院江苏扬州225009 江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心扬州大学江苏扬州225009

为研究不同间作方式对玉米和大豆两种作物土壤微生态、光合作用、产量和经济效益等方面的影响,本研究以大豆(绿领九号)和玉米(董浜黄金小玉米)为试验材料,设置玉米单作、大豆单作、玉米-大豆2∶2间作和玉米-大豆2∶4间作4个处理,每个处... 详细信息

为研究不同间作方式对玉米和大豆两种作物土壤微生态、光合作用、产量和经济效益等方面的影响,本研究以大豆(绿领九号)和玉米(董浜黄金小玉米)为试验材料,设置玉米单作、大豆单作、玉米-大豆2∶2间作和玉米-大豆2∶4间作4个处理,每个处理3个重复,采用完全随机区组设计,研究两种农作物在不同处理下土壤养分、叶绿素含量和土地当量比(LER)等指标的变化。结果表明,与单作相比,不同间作处理下玉米、大豆植株的根际土壤养分含量和土壤酶活性提高,其中2∶2间作下玉米过氧化氢酶活性显著提升36.96%,2∶2间作下大豆脲酶活性显著提升44.24%。就玉米而言,2∶2和2∶4间作下的土壤水分利用效率分别提高21.9、30.6个百分点。玉米、大豆不同时期叶绿素活性均提高,两种作物群体产量和经济效益也明显提升,其中2∶2间作下LER为1.40±0.21,2∶4间作下LER为1.44±0.14。研究表明,玉米和大豆间作可活化土壤养分库,提高土壤酶活性,增加作物的叶绿素含量,提升系统的光合作用能力,从而提高间作系统产出和经济效益。

关键词：间作根际土壤叶绿素土地当量比经济效益

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油菜毯状苗育苗移栽技术研究进展

江苏农业学报 2023年第5期39卷 1247-1255页

作者：王泽宇冷锁虎张宇周祥宇龚陈虎左青松杨光扬州大学农学院/江苏省作物遗传生理重点实验室江苏扬州225009

随着中国长江中下游水稻-油菜轮作茬口矛盾的日益突出和油菜种植面积的逐年减少,油菜育苗移栽相对直播更能适应生产情况,但在育苗和移栽机械上还存在很多问题。油菜毯状苗育苗移栽技术攻克了育苗技术和移栽机械的难题,在示范区应用效果... 详细信息

随着中国长江中下游水稻-油菜轮作茬口矛盾的日益突出和油菜种植面积的逐年减少,油菜育苗移栽相对直播更能适应生产情况,但在育苗和移栽机械上还存在很多问题。油菜毯状苗育苗移栽技术攻克了育苗技术和移栽机械的难题,在示范区应用效果显著,并在多地大面积推广。本文对油菜毯状苗的配套育苗技术和旱地移栽技术进行了综述,同时结合相关研究进展,讨论了毯状苗移栽的油菜在研究和生产中存在的问题,并对油菜毯状苗的育苗移栽技术和研究方向进行了展望。

关键词：油菜毯状苗育苗技术旱地移栽技术研究进展

不同施氮量下籼/粳杂交稻甬优2640产量和氮素吸收利用的特点

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作物学报 2022年第9期48卷 2285-2299页

作者：周群袁锐朱宽宇王志琴杨建昌江苏省作物遗传生理重点实验室/江苏省作物栽培生理重点实验室/扬州大学农学院江苏扬州225009 江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心/扬州大学江苏扬州225009

旨在探明在不同施氮量下籼/粳杂交稻产量、氮素吸收利用及损失的特点。2018—2019年籼/粳杂交稻品种甬优2640和常规粳稻品种连粳7号(对照品种1)和常规籼稻品种扬稻6号(对照品种2)种植于大田,设置6种施氮量(0、100、200、300、400和500 k... 详细信息

旨在探明在不同施氮量下籼/粳杂交稻产量、氮素吸收利用及损失的特点。2018—2019年籼/粳杂交稻品种甬优2640和常规粳稻品种连粳7号(对照品种1)和常规籼稻品种扬稻6号(对照品种2)种植于大田,设置6种施氮量(0、100、200、300、400和500 kg hm^(-2))处理和^(15)N示踪微区试验。3个供试品种的产量均随施氮量的增加呈现先增加后降低的趋势,甬优2640在施氮量为400 kg hm^(-2)时产量最高,连粳7号和扬稻6号均在施氮量为300 kg hm^(-2)时产量最高。在相同施氮量下,甬优2640的产量高于对照品种。^(15)N示踪试验表明,适量增加施氮量(甬优2640≤400 kg hm^(-2)、连粳7号和扬稻6号≤300 kg hm^(-2)),可以增加成熟期植株和穗中肥料氮积累量、土壤中的残留量、肥料氮对植株地上部氮积累量的贡献率、肥料氮的损失量和损失率,降低土壤氮对植株地上部氮积累量的贡献率、肥料氮的植株吸收利用率和在土壤的残留率。在相同施氮量下,甬优2640的肥料氮吸收量、在穗中的积累量、对植株地上部氮积累量的贡献率均高于对照品种,肥料氮的损失量、损失率、在土壤的残留率均低于对照品种。肥料氮的21.0%~35.7%、6.7%~23.7%和42.3%~72.6%分别被植株吸收、残留在土壤中以及流失到了生态系统中。在相同施氮量条件下,与常规高产品种相比,籼/粳杂交稻甬优2640的产量和氮吸收利用率均较高,氮损失率较低。在本试验条件下,甬优2640产量和氮肥利用效率协同提高的施氮量为300 kg hm^(-2),产量可达13.0 t hm^(-2)。

关键词：籼/粳杂交稻施氮量产量 ^(15)N示踪氮素吸收利用