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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 缺素培養(yǎng)對大豆?fàn)I養(yǎng)生長、養(yǎng)分含量和根系形態(tài)指標(biāo)的影響
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡介：
- 植物必需營養(yǎng)元素缺乏（缺素）是作物生長的重要限制因子。對缺素的診斷一直依賴于室內(nèi)的營養(yǎng)元素分析，既費(fèi)時(shí)又不一定能完全獲得正確的診斷結(jié)論。而快速、準(zhǔn)確地判斷引起某一缺素癥狀的原因是防治該癥狀的關(guān)鍵。大豆的缺素診斷目前仍缺乏系統(tǒng)的圖譜，本作品首次系統(tǒng)研究了不同缺素培養(yǎng)對大豆生長的影響，并繪制了大豆缺素圖譜，研究結(jié)果對于診斷和預(yù)防大豆必需營養(yǎng)元素缺乏，指導(dǎo)精準(zhǔn)施肥具有重要意義。
- 詳細(xì)介紹：
- 大豆（Glycine max (L.) Merr）是重要的糧食和油料作物，在幾種主要糧食作物中大豆蛋白質(zhì)含量是最高的，它是人類食物結(jié)構(gòu)中主要的蛋白質(zhì)來源、優(yōu)質(zhì)的蛋白飼料和工農(nóng)業(yè)加工原料。然而，在大豆種植過程中，因缺乏某種植物必需營養(yǎng)元素而造成生長發(fā)育不良和產(chǎn)量降低，品質(zhì)下降的情況常有發(fā)生。 植物必需營養(yǎng)元素是植物生長發(fā)育所必需的營養(yǎng)元素，它對所有高等植物的生長發(fā)育是不可缺少的。缺乏這些元素時(shí)，植物就會表現(xiàn)出特有的癥狀。通常情況下，植物的必需營養(yǎng)元素缺乏可通過癥狀描述、栽培介質(zhì)分析、植株測定等方法進(jìn)行判斷。其中，快速、準(zhǔn)確地判斷引起某一缺素的原因是防治該缺素癥狀的關(guān)鍵，根據(jù)其所表現(xiàn)的特有癥狀在癥狀發(fā)生初期相對應(yīng)地補(bǔ)充所缺乏的養(yǎng)分也是指導(dǎo)施肥的重要手段之一。迄今為止，已有一些學(xué)者對植物缺素癥狀及相應(yīng)的植株養(yǎng)分含量變化做了一些研究。但不同植物的缺素癥狀差別較大，各種缺素條件下植株體內(nèi)營養(yǎng)元素含量的變化情況也不盡相同。并且，大豆在這方面還缺乏系統(tǒng)的研究。 本項(xiàng)目通過營養(yǎng)液栽培試驗(yàn)，研究了巴西10號和本地2號兩個大豆品種在氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫、鐵等七種植物必需營養(yǎng)元素缺乏時(shí)的主要缺素癥狀，及缺素培養(yǎng)對植株生物量、養(yǎng)分含量和根系形態(tài)的影響。通過拍照記錄得出大豆缺素癥狀的圖片資料，及癥狀出現(xiàn)的時(shí)間、部位等規(guī)律，繪制營養(yǎng)診斷圖譜。營養(yǎng)診斷圖譜可在生產(chǎn)實(shí)踐中第一時(shí)間給農(nóng)民提供田間大豆是否缺素的依據(jù)，旨在快速、準(zhǔn)確地判斷大豆缺素癥狀，及時(shí)補(bǔ)充肥料防止產(chǎn)量損失。其次，在所有7個處理均出現(xiàn)癥狀后統(tǒng)一收獲，測定植株各種養(yǎng)分含量并對其變化規(guī)律做了分析，得出了各種養(yǎng)分間的拮抗或促進(jìn)作用關(guān)系，以便更好地指導(dǎo)施肥。最后，還對各缺素條件下大豆的根系形態(tài)包括總根長和根表面積做了系統(tǒng)研究，根系是植物養(yǎng)分吸收的主要部位，其在不同缺素條件下有相應(yīng)的明顯形態(tài)變化,掌握其在養(yǎng)分虧缺條件下的形態(tài)變化規(guī)律對大豆生產(chǎn)也具有重要的指導(dǎo)意義。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 大豆是我國重要的油料作物，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有很多用途，提高大豆的產(chǎn)量有廣闊的前景。本項(xiàng)目主要研究大豆在氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫、鐵等七種植物必需營養(yǎng)元素缺乏時(shí)主要缺素癥狀及缺素培養(yǎng)對植株生物量、養(yǎng)分含量和根系的影響等，以期利用得出的缺素營養(yǎng)診斷圖譜指導(dǎo)大豆的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 大豆的營養(yǎng)元素診斷目前缺乏系統(tǒng)的圖譜，本作品首次系統(tǒng)研究了不同缺素培養(yǎng)對大豆生長的影響，并繪制了缺素營養(yǎng)診斷圖譜，研究結(jié)果對于診斷和預(yù)防大豆必需營養(yǎng)元素缺乏，指導(dǎo)精準(zhǔn)施肥具有重要意義。此外，本研究還對大豆缺素條件下根系形態(tài)變化進(jìn)行了系統(tǒng)研究，根系作為植物養(yǎng)分吸收的主要部位，掌握其在養(yǎng)分虧缺條件下的變化規(guī)律對指導(dǎo)大豆生產(chǎn)也有重要的意義。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 實(shí)際應(yīng)用價(jià)值：在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，研究結(jié)果將對大豆?fàn)I養(yǎng)元素缺乏診斷和預(yù)防，以及田間大豆養(yǎng)分綜合管理具有重要的指導(dǎo)作用。 現(xiàn)實(shí)意義：本研究方法和結(jié)果可以為其他作物的必需營養(yǎng)元素缺乏診斷圖譜繪制提供切實(shí)可行的研究思路和方法，用于各種農(nóng)作物的田間缺素診斷，指導(dǎo)施肥。此外，本研究利用兩個養(yǎng)分效率差異明顯的大豆基因型進(jìn)行對比研究，將對大豆養(yǎng)分效率的遺傳學(xué)改良提供有價(jià)值的參考數(shù)據(jù)。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 本研究通過營養(yǎng)液栽培試驗(yàn)，探討了巴西10號和本地2號兩個大豆基因型在氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫、鐵缺乏條件下的缺素癥狀，植株生物量和養(yǎng)分含量變化，以及根系形態(tài)指標(biāo)的改變。結(jié)果表明，缺素處理對大豆植株生長影響顯著，在各種缺素條件下大豆植株生物量均明顯降低，并且大豆地上部與根部均表現(xiàn)出各種營養(yǎng)元素缺乏時(shí)的特有癥狀。缺氮時(shí)均表現(xiàn)為植株矮小，整株黃化，老葉枯黃并且葉面積變小，根系變白；缺磷均表現(xiàn)為整株暗綠，矮小，老葉枯黃，植株生長緩慢，主根明顯比對照增長；缺鉀表現(xiàn)為植株矮小，中下部葉片起皺并向下卷曲，葉緣焦枯，主根明顯增長；缺鈣表現(xiàn)為新葉枯死，頂芽不再生長，植株矮小，根部發(fā)育極差，主根壞死，側(cè)根發(fā)育不良，有一定硬度。缺鎂處理表現(xiàn)為老葉葉脈間失綠，出現(xiàn)褐斑，根部發(fā)育不良，主根明顯縮短。缺硫處理表現(xiàn)為植株矮小，新葉變黃，根系稀少。缺鐵處理表現(xiàn)為植株較矮小，生長緩慢，新葉發(fā)黃并逐漸枯死，根部主側(cè)根均變短，變硬。與全素（CK）相比，缺氮、缺鉀和缺鎂處理均能增加大豆植株磷含量，缺鎂和缺鈣處理增加了植株的鉀含量，而缺磷處理降低了植株鉀含量，缺鉀處理還增加了大豆植株的鈣含量，但降低了植株鎂含量；缺氮、缺鉀、缺鈣、缺鎂和缺鐵處理時(shí)大豆總根長和根表面積均顯著降低；大豆對不同缺素處理的反應(yīng)存在基因型差異。
獲獎情況
- 2010年1月作品部分內(nèi)容在國家一級核心期刊《植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)》上發(fā)表； 2010年10月作品部分內(nèi)容投稿國家二級核心期刊《華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)》，現(xiàn)已錄用，正在出版中； 2010年作品獲得校級課外學(xué)術(shù)科技作品競賽二等獎； 2011年作品獲得省第十一屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽二等獎。
鑒定結(jié)果
- 無
參考文獻(xiàn)
- 1) 陸景陵. 植物營養(yǎng)學(xué). 北京：農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社. 1994 2) 嚴(yán)小龍,廖紅,年海. 根系生物學(xué)：原理與應(yīng)用.北京：科學(xué)出版社. 2007 3) 王敏艷, 吳良?xì)g, 俞信英, 等. 菊科花卉常見缺素癥及植株養(yǎng)分含量變化探討. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào), 2008, 14 (5): 1001-1007 4) 喬海濤, 楊洪強(qiáng), 申為寶, 等. 缺氮和缺鐵對平邑甜茶幼苗根系構(gòu)型的影響. 園藝學(xué)報(bào), 2009, 36(3): 321-326 5) 高家合，鄧碧兒，曾秀成，廖紅，嚴(yán)小龍，王秀榮. 2010. 煙草磷效率的基因型差異及其與根系形態(tài)構(gòu)型的關(guān)系. 西北植物學(xué)報(bào),30（8）：1606-1613 6)Wang XR, Wang YX, Tian J, Lim BL, Yan XL and Liao H. 2009. Overexpressing AtPAP15 enhances phosphorus efficiency in soybean. Plant Physiology.151: 233-240 7) Wang XR, Yan XL and Liao H. 2010. Genetic improvement for phosphorus efficiency in soybean: a radical approach. Annals of Botany. 106: 215–222
同類課題研究水平概述
- 大豆（Glycine max (L.) Merr）是重要的糧食和油料作物，在幾種主要糧食作物中大豆蛋白質(zhì)含量是最高的，它是人類食物結(jié)構(gòu)中主要的蛋白質(zhì)來源、優(yōu)質(zhì)的蛋白飼料和工農(nóng)業(yè)加工原料。然而，在大豆種植過程中，因缺乏某種植物必需營養(yǎng)元素而造成生長發(fā)育不良和產(chǎn)量降低，品質(zhì)下降的情況常有發(fā)生。植物必需營養(yǎng)元素是植物生長發(fā)育所必需的營養(yǎng)元素，它對所有高等植物的生長發(fā)育是不可缺少的。缺乏這些元素時(shí)，植物就會表現(xiàn)出特有的癥狀。 通常情況下，植物的必需營養(yǎng)元素缺乏可通過癥狀描述、栽培介質(zhì)分析、植株測定等方法進(jìn)行判斷。其中，快速、準(zhǔn)確地判斷引起某一缺素的原因是防治該缺素癥狀的關(guān)鍵，根據(jù)其所表現(xiàn)的特有癥狀在癥狀發(fā)生初期相對應(yīng)地補(bǔ)充所缺乏的養(yǎng)分也是指導(dǎo)施肥的重要手段之一。迄今為止,已有一些學(xué)者對植物缺素癥狀及養(yǎng)分含量方面做了一些研究。王敏燕等對菊科花卉的研究發(fā)現(xiàn)其缺素癥狀及養(yǎng)分含量有規(guī)律性，對菊科花卉種植有指導(dǎo)作用。隋方功等對夏谷和武際等對弱筋小麥的研究也發(fā)現(xiàn)，作物在缺素情況下對養(yǎng)分的吸收存在規(guī)律性，各養(yǎng)分元素間存在拮抗或正交互作用。但不同植物的缺素癥狀差別較大，各種缺素條件下植株生物量和根系形態(tài)的變化情況也不相同。并且，大豆在這方面還缺乏系統(tǒng)的研究。此外，國內(nèi)外對植物根系形態(tài)的研究越來越多，從根表面積、總根長等指標(biāo)能反映根系的生長情況從而間接地指示植物的長勢，對作物養(yǎng)分狀況的綜合管理有重要指導(dǎo)意義。本研究首次系統(tǒng)繪制了大豆的缺素診斷圖譜，研究了不同缺素處理下大豆生長和養(yǎng)分含量變化規(guī)律，也對缺素條件下大豆根系形態(tài)指標(biāo)變化進(jìn)行了系統(tǒng)深入的研究。研究結(jié)果將對于診斷和預(yù)防大豆必需營養(yǎng)元素缺乏，指導(dǎo)精準(zhǔn)施肥具有重要意義。
