为探究稻茬小麦深施肥“一基一追”机艺融合技术的增产增效减排机制,2021—2024年在长江下游南通稻茬麦区开展大田试验。试验采用缓释掺混肥料(SRF,N∶P_(2)O_(5)∶K_(2)O=26∶12∶12)和普通尿素(U,46%N),结合自主研发的2BFGK-12(6)260...为探究稻茬小麦深施肥“一基一追”机艺融合技术的增产增效减排机制,2021—2024年在长江下游南通稻茬麦区开展大田试验。试验采用缓释掺混肥料(SRF,N∶P_(2)O_(5)∶K_(2)O=26∶12∶12)和普通尿素(U,46%N),结合自主研发的2BFGK-12(6)260全秸秆茬地洁区旋耕智能施肥播种机和3ZF-4(200)中耕追肥机,设置7种施肥模式(30 cm+15 cm宽窄行种植):以尿素4次分施(N 240 kg hm^(-2),基肥∶分蘖肥∶拔节肥∶孕穗肥=5∶1∶2∶2,窄行基施,追肥全田撒施)为对照(CK);减氮15%(N 204 kg hm^(-2))条件下设置6种处理:M_(1)(100%SRF窄行基施);M_(2)(60%SRF窄行基施+40%U拔节期窄行撒施);M_(3)(60%SRF窄行基施+40%U返青期宽行条施);M_(4)(60%SRF窄行基施+40%SRF返青期窄行撒施);M_(5)(60%SRF窄行基施+40%SRF返青期宽行条施);M_(4+5)(60%SRF窄行基施+20%SRF返青期宽行条施+20%SRF返青期窄行撒施)。研究比较不同施肥模式对小麦产量效益、根系形态生理、氮素利用效率及N_(2)O排放的影响。结果表明,与CK相比,M_(2)~M_(5)处理提高了小麦产量(4.0%~19.0%)和经济效益(13.7%~35.7%),其中M_(4)和M_(5)处理表现最优,分别增产14.1%和19.0%,经济效益提升34.5%和35.7%。这些处理明显改善了根系特性(根干重密度增加9.7%~111.8%,根系活力和氧化力分别提高6.8%~52.0%和4.2%~44.2%),降低N_(2)O累积排放量22.6%~34.5%,提高0~20 cm土层硝态氮含量11.2%~40.0%。在氮素利用方面,M_(2)~M_(5)处理均提高了籽粒氮素积累量、花后氮素积累量及其对籽粒氮素的贡献率,氮肥利用效率指标(包括偏生产力、农学效率和表观利用率)分别显著提升了22.4%~40.0%、29.7%~74.3%和9.41~18.77个百分点。值得注意的是,M_(4)和M_(5)处理表现出最优的综合效益:N_(2)O累积排放量降幅最大(分别达27.0%和34.5%),氮肥表观利用率2季均维持在43.0%以上(均值分别为43.5%和46.8%),同时在生育后期保持较高的根系活性和耕层无机氮含量。相比之下,M_(1)处理虽然实现了最大的N_(2)O减排效果(降幅35.9%),但导致减产10.4%和经济效益下降10.8%,且氮肥利用效率呈现不稳定的年际变化特征。而优化处理M_(4+5)进一步改善了根系形态生理特性,并提高氮肥表观利用率和籽粒氮素积累量。综上,减氮15%条件下(N 204 kg hm^(-2)),缓混肥2次施用处理(M_(4)和M_(5))能实现产量、经济效益、氮肥利用效率和N_(2)O减排的协同提高,并以追肥深施处理(M_(5))效应更强。本研究为稻茬小麦缓释肥减氮优化高效应用提供重要理论依据。展开更多
四川麦区属于我国西南最重要的早熟冬麦区,单位面积有效穗数(或穗容量或单株有效分蘖)成为该麦区产量进一步提升的关键。来自湖北当阳的小麦农家种“孝感麦”具有稳定的条锈病、穗发芽抗性及多有效分蘖、多花多实等突出特点,已成为当前...四川麦区属于我国西南最重要的早熟冬麦区,单位面积有效穗数(或穗容量或单株有效分蘖)成为该麦区产量进一步提升的关键。来自湖北当阳的小麦农家种“孝感麦”具有稳定的条锈病、穗发芽抗性及多有效分蘖、多花多实等突出特点,已成为当前四川麦区小麦种质改良和创新的潜在重要基因源。在产量构成因子中,单位面积有效穗数低成为当前限制小麦品系蜀麦753产量提升的关键因子。为实现蜀麦753的产量突破与结构模式优化及产量与抗病、耐逆协同改良,本研究以多有效分蘖兼具强抗穗发芽特性且携带成株期条锈病抗性基因的小麦农家种“孝感麦”为供体、以携带全生育期条锈病抗性基因且综合性状良好的育成品系蜀麦753为受体,通过杂交、回交及连续多代自交并结合育种目标性状“分段式”选育技术,选育获得了178个蜀麦753/孝感麦育种应用高代稳定品系,旨在提升有效分蘖数量与穗容量的同时转育和聚合抗条锈病和穗发芽基因位点。表型鉴定结果表明,受体亲本蜀麦753的有效分蘖、穗粒数和小穗数改良效果显著,所有高世代品系有效分蘖均高于受体亲本,仅有4个品系小穗数低于受体亲本,平均穗粒数超过70粒。对产量相关性状进行相关性和通径分析发现,供试品系群体中有效分蘖数量与产量呈极显著正相关,表明利用“孝感麦”对蜀麦753的穗容量(或有效穗、单位面积穗数)进行遗传改良对提升产量性状具有显著效果。结合表型和基因型鉴定,获得了2份产量潜力超过8250 kg hm^(-2)的突破性新品系。结合条锈病和穗发芽基因型分析,从供试品系中筛选出1份携带Yr18+Yr24/26+Yr15且对条锈病具有广谱抗性和9份携带TaMyb10抗穗发芽等位基因的优异新品系。本研究表明,通过育种目标性状“分段式”选育技术为利用小麦农家种“孝感麦”改变四川麦区小麦新品系“蜀麦753”的产量结构、实现产量与抗病耐逆协同改良提供了有效技术方案。展开更多
糖外排转运蛋白(sugars will eventually be exported transporter,SWEET)和蔗糖转运蛋白(sucrose transporter,SUT)是植物的2种糖转运蛋白。为分析TaSWEET和TaSUT基因在小麦基因组中的进化特征、功能及其对外源糖的响应,本研究对小麦Ta...糖外排转运蛋白(sugars will eventually be exported transporter,SWEET)和蔗糖转运蛋白(sucrose transporter,SUT)是植物的2种糖转运蛋白。为分析TaSWEET和TaSUT基因在小麦基因组中的进化特征、功能及其对外源糖的响应,本研究对小麦TaSWEET和TaSUT家族成员进行了全基因组鉴定,并对其系统发育关系、基因结构、启动子顺式作用元件和表达特性进行了分析。结果表明,小麦中包含101个TaSWEET基因和16个TaSUT基因,二者均分为4个亚家族。基因结构显示,TaSWEET和TaSUT家族成员的外显子和内含子数量存在差异,数量为4~18个。保守基序分析显示,TaSWEET家族和TaSUT家族成员中存在20个基序,各亚家族内的基序结构相似。染色体分布模式和同源性分析表明,TaSWEET家族和TaSUT家族成员在3个亚基因组上数量分布均匀,全基因组片段重复和串联重复促进了小麦TaSWEET扩增。亚细胞定位预测显示,多数TaSWEET家族成员和全部TaSUT家族成员定位于质膜上,TaSWEET家族成员含4~7个跨膜螺旋结构,TaSUT家族成员含8~12个跨膜螺旋结构。启动子元件分析表明,TaSWEET和TaSUT家族成员的启动子区富含大量生长发育类、激素响应类和非生物胁迫类顺式作用元件。小麦基因表达模式分析显示,大部分TaSWEET和TaSUT家族成员在小麦叶片中表达量较低,在叶、芽、根、穗和籽粒中分别有28、25、33、39、21个成员高表达。通过qRT-PCR检测发现,经外源糖处理后,TaSWEET和TaSUT家族基因在根中表达量全部下调,在叶中有3个基因在果糖处理下表达量上调,1个基因在3种外源糖处理表达量均上调。上述结果为深入研究TaSWEET和TaSUT基因在调控小麦生长发育与在外源糖处理下的响应提供了理论依据。展开更多
文摘为探究稻茬小麦深施肥“一基一追”机艺融合技术的增产增效减排机制,2021—2024年在长江下游南通稻茬麦区开展大田试验。试验采用缓释掺混肥料(SRF,N∶P_(2)O_(5)∶K_(2)O=26∶12∶12)和普通尿素(U,46%N),结合自主研发的2BFGK-12(6)260全秸秆茬地洁区旋耕智能施肥播种机和3ZF-4(200)中耕追肥机,设置7种施肥模式(30 cm+15 cm宽窄行种植):以尿素4次分施(N 240 kg hm^(-2),基肥∶分蘖肥∶拔节肥∶孕穗肥=5∶1∶2∶2,窄行基施,追肥全田撒施)为对照(CK);减氮15%(N 204 kg hm^(-2))条件下设置6种处理:M_(1)(100%SRF窄行基施);M_(2)(60%SRF窄行基施+40%U拔节期窄行撒施);M_(3)(60%SRF窄行基施+40%U返青期宽行条施);M_(4)(60%SRF窄行基施+40%SRF返青期窄行撒施);M_(5)(60%SRF窄行基施+40%SRF返青期宽行条施);M_(4+5)(60%SRF窄行基施+20%SRF返青期宽行条施+20%SRF返青期窄行撒施)。研究比较不同施肥模式对小麦产量效益、根系形态生理、氮素利用效率及N_(2)O排放的影响。结果表明,与CK相比,M_(2)~M_(5)处理提高了小麦产量(4.0%~19.0%)和经济效益(13.7%~35.7%),其中M_(4)和M_(5)处理表现最优,分别增产14.1%和19.0%,经济效益提升34.5%和35.7%。这些处理明显改善了根系特性(根干重密度增加9.7%~111.8%,根系活力和氧化力分别提高6.8%~52.0%和4.2%~44.2%),降低N_(2)O累积排放量22.6%~34.5%,提高0~20 cm土层硝态氮含量11.2%~40.0%。在氮素利用方面,M_(2)~M_(5)处理均提高了籽粒氮素积累量、花后氮素积累量及其对籽粒氮素的贡献率,氮肥利用效率指标(包括偏生产力、农学效率和表观利用率)分别显著提升了22.4%~40.0%、29.7%~74.3%和9.41~18.77个百分点。值得注意的是,M_(4)和M_(5)处理表现出最优的综合效益:N_(2)O累积排放量降幅最大(分别达27.0%和34.5%),氮肥表观利用率2季均维持在43.0%以上(均值分别为43.5%和46.8%),同时在生育后期保持较高的根系活性和耕层无机氮含量。相比之下,M_(1)处理虽然实现了最大的N_(2)O减排效果(降幅35.9%),但导致减产10.4%和经济效益下降10.8%,且氮肥利用效率呈现不稳定的年际变化特征。而优化处理M_(4+5)进一步改善了根系形态生理特性,并提高氮肥表观利用率和籽粒氮素积累量。综上,减氮15%条件下(N 204 kg hm^(-2)),缓混肥2次施用处理(M_(4)和M_(5))能实现产量、经济效益、氮肥利用效率和N_(2)O减排的协同提高,并以追肥深施处理(M_(5))效应更强。本研究为稻茬小麦缓释肥减氮优化高效应用提供重要理论依据。
文摘四川麦区属于我国西南最重要的早熟冬麦区,单位面积有效穗数(或穗容量或单株有效分蘖)成为该麦区产量进一步提升的关键。来自湖北当阳的小麦农家种“孝感麦”具有稳定的条锈病、穗发芽抗性及多有效分蘖、多花多实等突出特点,已成为当前四川麦区小麦种质改良和创新的潜在重要基因源。在产量构成因子中,单位面积有效穗数低成为当前限制小麦品系蜀麦753产量提升的关键因子。为实现蜀麦753的产量突破与结构模式优化及产量与抗病、耐逆协同改良,本研究以多有效分蘖兼具强抗穗发芽特性且携带成株期条锈病抗性基因的小麦农家种“孝感麦”为供体、以携带全生育期条锈病抗性基因且综合性状良好的育成品系蜀麦753为受体,通过杂交、回交及连续多代自交并结合育种目标性状“分段式”选育技术,选育获得了178个蜀麦753/孝感麦育种应用高代稳定品系,旨在提升有效分蘖数量与穗容量的同时转育和聚合抗条锈病和穗发芽基因位点。表型鉴定结果表明,受体亲本蜀麦753的有效分蘖、穗粒数和小穗数改良效果显著,所有高世代品系有效分蘖均高于受体亲本,仅有4个品系小穗数低于受体亲本,平均穗粒数超过70粒。对产量相关性状进行相关性和通径分析发现,供试品系群体中有效分蘖数量与产量呈极显著正相关,表明利用“孝感麦”对蜀麦753的穗容量(或有效穗、单位面积穗数)进行遗传改良对提升产量性状具有显著效果。结合表型和基因型鉴定,获得了2份产量潜力超过8250 kg hm^(-2)的突破性新品系。结合条锈病和穗发芽基因型分析,从供试品系中筛选出1份携带Yr18+Yr24/26+Yr15且对条锈病具有广谱抗性和9份携带TaMyb10抗穗发芽等位基因的优异新品系。本研究表明,通过育种目标性状“分段式”选育技术为利用小麦农家种“孝感麦”改变四川麦区小麦新品系“蜀麦753”的产量结构、实现产量与抗病耐逆协同改良提供了有效技术方案。
文摘糖外排转运蛋白(sugars will eventually be exported transporter,SWEET)和蔗糖转运蛋白(sucrose transporter,SUT)是植物的2种糖转运蛋白。为分析TaSWEET和TaSUT基因在小麦基因组中的进化特征、功能及其对外源糖的响应,本研究对小麦TaSWEET和TaSUT家族成员进行了全基因组鉴定,并对其系统发育关系、基因结构、启动子顺式作用元件和表达特性进行了分析。结果表明,小麦中包含101个TaSWEET基因和16个TaSUT基因,二者均分为4个亚家族。基因结构显示,TaSWEET和TaSUT家族成员的外显子和内含子数量存在差异,数量为4~18个。保守基序分析显示,TaSWEET家族和TaSUT家族成员中存在20个基序,各亚家族内的基序结构相似。染色体分布模式和同源性分析表明,TaSWEET家族和TaSUT家族成员在3个亚基因组上数量分布均匀,全基因组片段重复和串联重复促进了小麦TaSWEET扩增。亚细胞定位预测显示,多数TaSWEET家族成员和全部TaSUT家族成员定位于质膜上,TaSWEET家族成员含4~7个跨膜螺旋结构,TaSUT家族成员含8~12个跨膜螺旋结构。启动子元件分析表明,TaSWEET和TaSUT家族成员的启动子区富含大量生长发育类、激素响应类和非生物胁迫类顺式作用元件。小麦基因表达模式分析显示,大部分TaSWEET和TaSUT家族成员在小麦叶片中表达量较低,在叶、芽、根、穗和籽粒中分别有28、25、33、39、21个成员高表达。通过qRT-PCR检测发现,经外源糖处理后,TaSWEET和TaSUT家族基因在根中表达量全部下调,在叶中有3个基因在果糖处理下表达量上调,1个基因在3种外源糖处理表达量均上调。上述结果为深入研究TaSWEET和TaSUT基因在调控小麦生长发育与在外源糖处理下的响应提供了理论依据。
