孫娜 曹禹 張勝軍 侯麗麗 王彩榮

摘要 在不同氮（磷）濃度下，分析不同小麥基因型苗期的幼苗干重和根系干重，研究不同基因型小麥對(duì)氮磷反應(yīng)的差異性。結(jié)果表明，在無氮（無磷）條件下，小麥基因型間幼苗干重和根系干重差異不顯著;當(dāng)?shù)獫舛葹?.05mmol/L時(shí)，小麥基因型間幼苗干重差異不顯著，根系干重差異達(dá)顯著或極顯著水平，當(dāng)磷濃度為0.005mmol/L時(shí)，小麥基因型間幼苗干重和根系干重均達(dá)顯著或極顯著水平;當(dāng)?shù)土诐舛确謩e達(dá)2.00和0.250mmol/L時(shí)，小麥基因型間幼苗干重和根系干重差異顯著或極顯著。

關(guān)鍵詞 普通小麥;基因型差異;氮磷肥

中圖分類號(hào) S 512.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 0517-6611（2021）05-0165-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.05.046

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Variation in Response of Wheat Genotypes to Nitrogen and Phosphorus in Hydroponics

SUNNa，CAOYu， ZHANGSheng-jun et al

（Yili Institute of Angricultural Science，Yining，Xinjiang 835000）

Abstract The seedling dry weight and root dry weight of different wheat genotypes were analyzed in different concentrations of nitrogen（phosphorus）. At the same time， the variation in response of wheat genotypes to nitrogen and phosphorus were studied. The result suggested that the difference between wheat genotypes on seedling dry weight and root dry weight were insignificantly as the concentration of nitrogen（phosphorus） was 0 mmol/L. As the concentration of nitrogenis increased to 0.05mmol/L， the variations of wheat genotypes on seedling dry weight were insignificantly，but the variations on root dry weight were significantly different at 0.05 and 0.01 probability level respectively. As the concentration of phosphorus increased to 0.005 mmol/L， the variations of wheat genotypes on seedling dry weight and root dry weight were significantly different at 0.05 and 0.01 probability level respectively. As the concentration of nitrogenis and phosphorus were 2.00 mmol/L and 0.250 mmol/L respectively， the variations of wheat genotypes on seedling dry weight and root dry weight were significantly different at 0.05 and 0.01 probability level respectively.

Key words Common wheat;Genotype difference;Nitrogen and phosphorus

小麥栽種歷史悠久，是我國(guó)三大糧食作物之一， 其產(chǎn)量對(duì)我國(guó)糧食安全具有重要影響。氮、磷是小麥生長(zhǎng)所必需的2種主要礦質(zhì)養(yǎng)分。化學(xué)施肥技術(shù)在滿足作物養(yǎng)分需求和提高作物產(chǎn)量的同時(shí)，也對(duì)環(huán)境造成了不同程度的污染[1-3]。目前，普遍認(rèn)為施肥越多產(chǎn)量越高，所以氮肥和磷肥過量施用成為一種普遍現(xiàn)象。品種改良、配方施肥和農(nóng)藝技術(shù)的應(yīng)用是提高小麥氮磷肥利用效率的有效途徑，而選育氮磷高效作物品種是關(guān)鍵[4-5]。

不同基因型小麥對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收、積累和利用存在顯著差異[6-8]。營(yíng)養(yǎng)利用效率高的品種在不同施肥條件下均表現(xiàn)相對(duì)較好，因而適應(yīng)性更廣，所以研究不同小麥品種對(duì)營(yíng)養(yǎng)的利用效率已成為培育廣適性品種的重要育種目標(biāo)[9-10]。筆者采用水培法，研究了12個(gè)小麥品種對(duì)氮磷敏感的差異性，分析了在無氮、低氮、高氮、無磷、低磷、高磷供應(yīng)水平下，不同小麥品種苗期幼苗干重、根系干重，劃分不同氮磷敏感性小麥品種，為研究小麥氮磷高效吸收利用機(jī)理提供基礎(chǔ)材料。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料 中麥895、揚(yáng)麥16、石4185、豆麥、矮抗58、京冬8號(hào)、周8524B、周麥16號(hào)、荔墾4號(hào)、中麥1062、輪選987、豫麥34。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選取飽滿且大小均勻的小麥種子30粒，用10%H 2O 2處理15～20 min，無菌水沖洗5～6次，將種子均勻排放在鋪有濾紙的玻璃培養(yǎng)皿內(nèi)，胚向上，在黑暗條件下催芽1 d。待種子露白以后，移至直徑小于2 mm的石英砂中，在培養(yǎng)室中發(fā)芽出苗，溫度保持在24 ℃。待小麥幼苗長(zhǎng)至5 cm后，用海綿裹緊，定植于泡沫板上，放入培養(yǎng)盒中，加入營(yíng)養(yǎng)液。營(yíng)養(yǎng)液由基礎(chǔ)hongland營(yíng)養(yǎng)液和氮素或磷素組成，基礎(chǔ)營(yíng)養(yǎng)液組成參照高翔等[11]和陳磊[12]，分別為K 2SO 4 0.75 mmol/L、KCl 0.1 mmol/L、MgSO 40.6 mmol/L、FeEDTA 4.0×10-2 mmol/L、H 3BO 3 1.0×10-3 mmol/L、MnSO 4 1.0×10-3 mmol/L、ZnSO 4 1.0×10-3 mmol/L、CuSO 4 1.0×10-4 mmol/L、（Na） 6Mo 2O 4 5.0×10-6 mmol/L、Ca（NO 3） 2 2.0 mmol/L（磷處理）、KH 2PO 4 0.25 mmol/L（氮處理）。將培養(yǎng)盒放入可控溫室培養(yǎng)，溫度13～15 ℃，光照和黑暗時(shí)間分別為14和10 h，相對(duì)濕度控制在70%左右。每3 d換一次營(yíng)養(yǎng)液，連續(xù)培養(yǎng)20 d后收獲。

分別設(shè)3個(gè)氮水平和3個(gè)磷水平，氮水平培養(yǎng)液中Ca（NO 3） 2含量分別為0 mmol/L（無氮）、0.05 mmol/L（低氮）、2.00 mmol/L（高氮），磷水平培養(yǎng)液中KH 2PO 4含量為0 mmol/L（無磷）、0.005 mmol/L（低磷）和0.250 mmol/L（高磷），重復(fù)4次，分別用CaCl 2和KCl將Ca2+和K+補(bǔ)充到相應(yīng)水平。

1.3 取樣與測(cè)定

將幼苗地上部與根部分開，地上部105 ℃殺青30 min，70 ℃烘干至恒重，分別測(cè)定各處理幼苗干重（shoot dry weight， SDW）和根系干重（root dry weight， RDW）。

1.4 數(shù)據(jù)分析 試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel和DPS數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同氮肥水平對(duì)不同小麥品種幼苗干重的影響

對(duì)無氮、低氮、高氮條件下，12個(gè)小麥品種的幼苗干重進(jìn)行方差分析，結(jié)果見表1。從表1可以看出，不同氮肥水平對(duì)小麥品種幼苗干重的影響差異極顯著，不同品種間幼苗干重差異極顯著，氮肥水平與品種間互作對(duì)幼苗干重影響差異顯著。

從無氮、低氮、高氮3種氮水平下12個(gè)小麥品種（共36個(gè)處理）幼苗干重的多重比較結(jié)果可以看出（表2），無氮水平下，12個(gè)小麥品種間的幼苗干重?zé)o顯著差異;低氮水平下，12個(gè)小麥品種間的幼苗干重也無顯著差異;高氮水平下，12個(gè)小麥品種間的幼苗干重呈顯著或極顯著差異，說明只有把氮肥水平提高到一定程度時(shí)，小麥品種的幼苗干重才會(huì)出現(xiàn)顯著或極顯著差異。除京冬8號(hào)外，其他高氮水平下11個(gè)品種的幼苗干重均高于低氮和無氮水平，說明隨著氮肥水平的提高，小麥幼苗干重也會(huì)相應(yīng)的增加。高氮水平下中麥895的幼苗干重除與高氮水平下周8425B、周麥16、揚(yáng)麥16的幼苗干重?zé)o顯著差異外，均顯著或極顯著高于其他處理，說明中麥895、周8425B、周麥16和揚(yáng)麥16隨著氮肥水平的升高，幼苗干重增加幅度最大，說明這4個(gè)品種對(duì)氮肥反應(yīng)的敏感度較高。

2.2 不同氮肥水平對(duì)不同小麥品種根系干重的影響 對(duì)氮肥水平下，12個(gè)小麥品種的根系干重進(jìn)行方差分析，結(jié)果顯示（表3），不同氮肥水平對(duì)小麥品種幼苗干重的影響差異極顯著，不同品種間幼苗干重差異顯著，氮肥水平與品種間互作對(duì)幼苗干重影響差異不顯著。

對(duì)3種氮水平下12個(gè)小麥品種（共36個(gè)處理）的根系干重進(jìn)行多重比較，結(jié)果見表4。從表4可以看出，無氮水平下，12個(gè)小麥品種間的根系干重?zé)o顯著差異;低氮水平下，輪選987的根系干重極顯著高于中麥895、石4185和豆麥，顯著高于周麥16，周8425B的根系干重顯著高于中麥895、石4185和豆麥，其他品種間根系干重差異不顯著;高氮水平下，周8425B的根系干重極顯著高于矮抗58、石4185和京冬8號(hào)，顯著高于中麥1062、荔墾4號(hào)和輪選987，說明氮肥水平提高到0.05 mmol/L時(shí)，小麥品種間的根系干重表現(xiàn)顯著或極顯著差異，但隨著氮濃度的繼續(xù)增加，不同品種的根系增長(zhǎng)速度差異顯著，有些品種的根系干重反而降低，如輪選987和京冬8號(hào)。

2.3 不同磷肥水平對(duì)不同小麥品種幼苗干重的影響 對(duì)3種磷水平下，12個(gè)品種小麥的幼苗干重進(jìn)行方差分析，結(jié)果見表5。從表5可以看出，不同磷肥水平對(duì)小麥品種幼苗干重的影響差異極顯著，不同品種間幼苗干重差異極顯著，磷肥水平與品種間互作對(duì)幼苗干重影響差異不顯著。

從表6可以看出，無磷水平下， 12個(gè)小麥品種間的幼苗干重?zé)o顯著差異;低磷水平下小麥幼苗干重，除周麥16顯著高于輪選987和石4185外，其他品種間差異顯著;高磷水平下，12個(gè)小麥品種間的幼苗干重表現(xiàn)出顯著或極顯著差異。高磷水平下?lián)P麥16的幼苗干重與高磷水平下豆麥、周麥8425B、中麥895的幼苗干重?zé)o顯著差異，此外，均顯著或極顯著高于其他32個(gè)處理。

2.4 不同磷肥水平對(duì)不同小麥品種根系干重的影響 對(duì)3種磷水平下12個(gè)小麥品種的根系干重進(jìn)行方差分析，結(jié)果見表7。從表7可以看出，不同磷肥水平對(duì)小麥品種根系干重的影響差異極顯著，不同品種間根系干重差異極顯著，磷肥水平與品種間互作對(duì)根系干重影響差異不顯著。

從表8可以看出，無磷水平下， 12個(gè)小麥品種間的根系干重?zé)o顯著差異;低磷和高磷水平下，12個(gè)小麥品種間根系干重差異均達(dá)顯著或極顯著水平。前8個(gè)處理間差異不顯著，除高磷水平下豆麥和揚(yáng)16外，這8個(gè)處理還包括高磷和低磷水平下豫麥34、周8425B、周麥16，說明這3個(gè)品種對(duì)磷肥的反應(yīng)比較敏感，但隨著磷含量的繼續(xù)增加，根系干重變化不明顯。

3 討論

3.1 小麥不同基因型對(duì)氮磷肥反應(yīng)差異的變化規(guī)律 在無氮或無磷條件下，小麥不同基因型的幼苗干重和根系干重差異不顯著;低氮或低磷條件下小麥基因型間幼苗干重和根系干重差異小，高氮或高磷條件加大了小麥基因型間幼苗干重和根系干重的差異。說明隨著氮肥或磷肥施入量的增加，小麥植株地上部分和根系部分的生長(zhǎng)品種間差異會(huì)加大。這與施磷對(duì)小麥籽粒產(chǎn)量和生物產(chǎn)量-基因型間的變化規(guī)律相反[13]。

3.2 不同氮磷肥水平對(duì)小麥幼苗和根系干重的影響 在無氮或無磷條件下，小麥植株的幼苗和根系干重均比低氮或低磷條件下幼苗和根系干重低，而高磷條件下普遍較高，說明合理地施用氮磷肥對(duì)小麥植株生長(zhǎng)起到積極的作用。

3.3 不同基因型小麥對(duì)氮磷肥反應(yīng)敏感性比較

對(duì)高氮、高磷水平下不同基因型小麥的幼苗干重和根系干重進(jìn)行比較，中麥895、周8425B、揚(yáng)麥16、周麥16、豆麥、豫麥34這6個(gè)品種的幼苗干重和根系干重處于領(lǐng)先位置，說明這6個(gè)品種對(duì)氮磷肥的反應(yīng)較其他品種敏感。

由于該試驗(yàn)條件的限制，僅對(duì)不同小麥品種的氮磷敏感性差異進(jìn)行了分析，還未從深層次上揭示小麥氮磷效率差異的機(jī)理，有關(guān)不同氮磷效率基因型小麥對(duì)氮磷的吸收規(guī)律及生理機(jī)制的研究尚有待深入研究。

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