低氮胁迫下菜豆种质资源的氮效率研究

摘要

氮素对作物产量形成起着至关重要作用,但是目前氮肥的大量施用不仅造成环境污染,同时也使作物氮素利用率下降,生产成本升高;此外,氮肥的施用过多也是造成蔬菜硝酸盐含量超标的主要原因之一,而目前开展的绿色食品蔬菜及无公害蔬菜生产中也都面临着因氮素不足造成的蔬菜产量和品质下降的问题.针对这一情况,很有必要开展蔬菜品种的氮效率研究,特别是在低氮条件蔬菜品种的氮效率鉴定指标的研究,为筛选耐低氮蔬菜种质资源提供方便可靠的指标和方法.该文选用黑龙江省很有地方特色和优势的蔬菜品种菜豆为研究对象,对于生产实践,是十分有意义的工作.试验采用盆栽试验方法,从菜豆在低氮胁迫下的氮效率入手,研究不同菜豆种质资源间在低氮胁迫下的氮效率差异,确定不同种质资源间氮效率的鉴定指标,筛选出有利用价值的菜豆种质资源作为绿色食品菜豆的育种和栽培材料.结果如下:不同莱豆种质资源间的氮效率存在显著差异,主要表现在不同种质资源的氮积累量和氮利用上的差异.以成熟期的氮积累量、生物产量、豆荚产量以及氮效率Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ为氮效率鉴定指标将所选29个菜豆品种的氮效率划分四类,其中第一类为7个蔓生型菜豆品种,其成熟期的氮素积累量、生物产量、豆荚产量和氮效率Ⅲ表现为耐低氮;第二类,2个矮生型菜豆品种在豆荚产量、氮效率Ⅰ和Ⅱ均表现为耐低氮,3个蔓生型菜豆品种在成熟期氮积累量和氮效率Ⅲ上表现为耐低氮,有2个蔓生型菜豆品种在豆荚产量上表现为耐低氮,另外一个蔓生型菜豆品种则在生物产量上表现为耐低氮;第三类,包含9个菜豆品种在氮效率鉴定指标上只有1-2项表现为耐低氮;第四类,包含8个菜豆品种,其氮效率鉴定指标中没有一项表现为耐低氮.在氮效率上蔓生型菜豆与矮生型菜豆表现出基因型差异,不同生态类型的菜豆品种的氮效率存在显著的基因型差异,矮生型菜豆品种表现为较高的氮利用效率,即单位氮素所产生的生物产量和豆荚产量较高;而蔓生品种则表现为较高的氮积累量,即蔓生型菜豆的氮吸收能力和固氮能力整体表现较高,其中固氮作用不容忽视.此外同一生态类型的菜豆品种不同品种间在氮效率上也存在一定基因型差异.对与氮效率密切相关的相关性状分析中发现,结荚期的体积、根重及开花期与结荚期的根瘤干重之和与成热期的氮积累量呈显著正相关;而结荚期的叶面积和叶重与成熟期的生物产量呈显著正相关,而结荚期的叶片含氮量与成熟期生物产量呈显著负相关.而成熟期的豆荚产量与成熟期的氮积累量和氮效率Ⅲ呈显著正相关,而与成熟期的生物产量呈极显著正相关.该试验在筛选耐低氮菜豆品种时主要筛选依据成熟期的豆荚产量,得到4个蔓生型菜豆和2个矮生型菜豆.4个蔓生型菜豆在低氮胁迫下主要表现为可以积累较多的氮素,同时具有较高的利用效率,而矮生型菜豆品种在氮积累量上明显低于蔓生型菜豆品种,但是其氮素利用效率明显高于其他供试品种.

目录

文摘

英文文摘

1.前言

1.1试验研究目的与意义

1.2菜豆的种质资源的生物学研究

1.3氮效率研究进展

1.3.1氮效率概念

1.3.2氮效率的评价指标的研究

1.4我国绿色食品蔬菜氮效率研究的必要性

1.4.1蔬菜硝酸盐污染及绿色食品蔬菜的提出

1.4.2蔬菜氮效率研究的必要性

2.材料与方法

2.1试验材料

2.1.1供试品种

2.1.2供试土壤

2.2试验设计

2.3样品的采集及测试

2.3.1取样时期及测试项目

2.3.2样品处理及测试方法

3结果与分析

3.1菜豆氮效率的鉴定

3.1.1氮效率鉴定指标的确定

3.1.2不同菜豆品种的氮效率的划分

3.2菜豆品种氮效率鉴定指标研究

3.2.1不同生育期不同菜豆品种的氮素积累量的变化分析

3.2.2不同生育期不同莱豆品种的生物产量的变化分析

3.2.3不同生育期不同菜豆品种的氮效率Ⅰ的变化分析

3.2.4成熟期不同菜豆品种的豆荚产量和氮效率Ⅱ的变化分析

3.2.5不同生育期不同菜豆品种的氮效率Ⅲ的变化分析

3.2.6不同菜豆品种的氮效率鉴定指标的相关性分析

3.3.1不同菜豆品种的根系特征的相关分析

3.3.2不同菜豆品种的叶部特征的相关分析

3.3.3不同菜豆品种的氮素再动员量的相关分析

3.4耐低氮菜豆品种的筛选

4.讨论

4.1低氮胁迫下不同菜豆品种的氮效率差异

4.2低氮胁迫下不同菜豆品种的氮效率鉴定指标

4.2.1根长、根体积、根重

4.2.2根瘤

4.2.3叶部特征

4.3菜豆种质资源耐低氮品种筛选

5.结论

参考文献

致谢

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附图