時間：2023-03-23 15:09:45
導(dǎo)語：在植物營養(yǎng)學(xué)論文的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
論文關(guān)鍵詞：北京林業(yè)大學(xué)；農(nóng)業(yè)資源利用；學(xué)科建設(shè)；林業(yè)特色；人才培養(yǎng)
北京林業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)資源利用一級學(xué)科可追溯到最早的森林土壤學(xué)科，1990年以前屬于一級學(xué)科“林學(xué)”下面的二級學(xué)科，1990改為土壤學(xué)，1997年由農(nóng)學(xué)門類下的林學(xué)一級學(xué)科劃歸為同一門類的一級學(xué)科“農(nóng)業(yè)資源利用”。2004年植物營養(yǎng)學(xué)科經(jīng)國務(wù)院學(xué)位辦批準(zhǔn)，開始招收碩士研究生。2005年土壤學(xué)科被國務(wù)院學(xué)位委員會批準(zhǔn)為林業(yè)院校的首個土壤學(xué)博士點，并同時被授予一級學(xué)科“農(nóng)業(yè)資源利用”碩士學(xué)位授予點。
經(jīng)過50多年幾代人的共同努力，我校在學(xué)術(shù)梯隊、科學(xué)研究和人才培養(yǎng)等方面取得了一系列成績，形成了具有林業(yè)特色的優(yōu)勢學(xué)科。
一、學(xué)科梯隊合理
在學(xué)科隊伍上建設(shè)上，注重人才的引進，從美國、加拿大、挪威、日本等引進歸國人員。不同國家和地區(qū)的學(xué)術(shù)思想和氛圍能在我們這里相互促進和相互影響，研究方向齊全。通過多年的努力，我校已形成了一支知識覆蓋面廣、學(xué)術(shù)氣氛活躍、梯隊合理、并具有廣泛國內(nèi)外聯(lián)系的以中青年為學(xué)術(shù)骨干的學(xué)科隊伍。
二、研究方向獨具特色、優(yōu)勢明顯
我校農(nóng)業(yè)資源利用一級學(xué)科下設(shè)兩個二級學(xué)科：土壤學(xué)和植物營養(yǎng)學(xué)。行政上隸屬于水保學(xué)院。依托過去水保學(xué)院在全國名列前茅的科研優(yōu)勢地位，緊緊圍繞林業(yè)六大生態(tài)工程，土壤和植物營養(yǎng)兩個二級學(xué)科形成了一些固定的具有特色和優(yōu)勢的研究方向，并取得了一些重要的研究成果。
(一)土壤學(xué)科
土壤學(xué)主要有森林土壤、土壤侵蝕、土壤生態(tài)與植被恢復(fù)等研究方向。
1．森林土壤。森林土壤是森林培育、森林經(jīng)營的基礎(chǔ)。主要任務(wù)是應(yīng)用系統(tǒng)的、先進的理論知識和實驗技術(shù)，研究森林土壤的性質(zhì)、組成、結(jié)構(gòu)及其演化規(guī)律，揭示森林土壤的功能，解決林業(yè)生產(chǎn)以及不良立地條件森林植被恢復(fù)的實際問題，從而實現(xiàn)森林土壤資源的合理利用。
近年來我校土壤學(xué)科主要在森林土壤發(fā)生分類和森林土壤與環(huán)境等方面展開了一些研究。通過對華北山地土壤發(fā)生特性和診斷特征的研究，提出了以土壤系統(tǒng)分類為依據(jù)的土壤類型，通過對土壤粘化過程的研究，糾正了地帶性土壤分布中棕壤與褐土的分布問題，為褐土、棕壤土類與系統(tǒng)分類的參比提供了可靠的理論依據(jù)，并受到了老一輩土壤學(xué)家李連捷院士的好評。
森林土壤是重要的陸地碳庫，并和大氣進行著頻繁的氣體交換，特別是一些溫室效應(yīng)氣體，如二氧化碳、甲烷和氮氧化物。研究這些氣體在土壤中吸收或釋放的機理，并監(jiān)測其排放通量和影響因素，認清森林土壤和溫室效應(yīng)氣體排放及全球變化的關(guān)系，可以為采取科學(xué)的調(diào)控措施提供理論基礎(chǔ)。通過承擔(dān)國家自然科學(xué)基金、博士點基金和教育部新世紀(jì)人才資助等項目，我們在這一領(lǐng)域的研究成果有新的突破，研究成果被許多專著引用。
2．土壤侵蝕。土壤侵蝕是當(dāng)今的土壤物理學(xué)的中心內(nèi)容。土壤水的保持和運動直接或間接影響著土壤肥、氣和熱的狀況。不同的土壤具有不同的蓄水、透水和抗蝕能力。研究土壤侵蝕規(guī)律對改良土壤性狀，提高土壤肥力以及整個生物圈和人類生存的生態(tài)環(huán)境有著重要關(guān)系。
在土壤流失分布特性研究方面，研究了長江三峽地區(qū)、黃土高原地區(qū)存在的土壤侵蝕類型，不同土壤侵蝕類型的土壤流失量與降雨、地面坡度、地面覆蓋度等因素的關(guān)系。對三峽花崗巖地區(qū)坡面土壤流失規(guī)律和庫區(qū)土壤中管流和優(yōu)先流對地表徑流過程的影響進行了系統(tǒng)研究，發(fā)表的論文有多篇被EI檢索，并申請到瑞典國際自然科學(xué)基金資助。
在森林植被保水保土作用研究方面，以不同地區(qū)林下地被物為研究對象，經(jīng)長期試驗得出：林下地被物具有較強的吸持降水、涵養(yǎng)地表徑流、增加地表糙率、改良土壤特性等作用，能夠在很大程度上固持土壤，對于防止土壤侵蝕具有較大作用。完成2項國家自然科學(xué)基金課題。3篇論文被EI檢索。
在土壤滲透特性及土壤水分運動機理研究方面，以達西定律、連續(xù)方程為理論基礎(chǔ)，對非飽和帶土壤水分運動進行定量研究，它是分布式水文模型的重要組成部分。以三峽庫區(qū)為試驗基點，經(jīng)過長期觀測，得出了長江三峽花崗巖區(qū)林地坡面土壤滲透遵循霍頓方程，其土壤特性具有蓄滿產(chǎn)流條件的結(jié)論。研究成果對三峽庫區(qū)的生態(tài)建設(shè)具有重要的理論和實踐意義。
3．土壤生態(tài)與植被恢復(fù)。土壤同成土因素共同構(gòu)成一個生態(tài)系統(tǒng)，并作為陸地生態(tài)系統(tǒng)的一個亞系統(tǒng)而獨立存在。針對我國土壤生態(tài)的關(guān)鍵問題，我們首先進行了林地土壤干擾生態(tài)學(xué)研究。針對我國森林土壤的特點，我們主持了一些國家和北京市自然基金課題，率先在東北天然林、華北人工林進行了土壤種子庫、林地粗木質(zhì)殘體生態(tài)學(xué)、林地空隙對土壤質(zhì)量演變等方面的研究，發(fā)表多篇論文，并取得了多項成果，其中一項成果獲北京市林業(yè)系統(tǒng)科技進步一等獎。
在土壤一植被一大氣系統(tǒng)的水分轉(zhuǎn)移規(guī)律的研究中，用能量的觀點來定量研究和描述水分的運動。SPAC是水分循環(huán)的一個通道，我們在研究土壤水分循環(huán)與平衡時，都是以SPAC和“四水”轉(zhuǎn)化為基礎(chǔ)，利用國家“九五”和“十五”攻關(guān)課題，在河南黃泛區(qū)、內(nèi)蒙和寧夏沙漠化地區(qū)、黃土高原地區(qū)及北京等地進行了深入系統(tǒng)的研究，部分成果通過國家鑒定。自然土壤中的營養(yǎng)元素循環(huán)是一個十分復(fù)雜的問題。我們對北方主要森林土壤中的C、N、P、K、S等元素在以土壤為界面上的循環(huán)及伴隨水文過程的循環(huán)進行了系統(tǒng)的研究，取得了不可多得的資料和研究結(jié)果，豐富了森林土壤養(yǎng)分的循環(huán)理論。
困難立地條件下土壤退化機理及恢復(fù)生態(tài)學(xué)也是我們的研究重點。通過對我國華北石質(zhì)山區(qū)和黃土高原干旱侵蝕地區(qū)土壤質(zhì)量的現(xiàn)狀和演替規(guī)律的研究，分析土壤退化的原因，結(jié)合對主要造林樹種耐旱性等生理生態(tài)特性的研究，提出了一系列針對類似地區(qū)的造林技術(shù)，如徑流林業(yè)技術(shù)、固體水技術(shù)。以上研究，為有效地解決我國干旱半干旱地區(qū)的植被恢復(fù)提供了強大的理論支撐和技術(shù)支持。
(二)植物營養(yǎng)學(xué)科
植物營養(yǎng)主要側(cè)重于樹木營養(yǎng)與施肥、花卉及草坪營養(yǎng)與施肥，無土栽培和花木基質(zhì)等方面。對樹木營養(yǎng)和施肥的研究主要集中在毛白楊和泡桐人工林上。在三倍體毛白楊紙漿林生產(chǎn)建設(shè)中，系統(tǒng)研究了我國毛白楊在生長季節(jié)的營養(yǎng)規(guī)律，并進行了原位的林木正交施肥試驗，其研究結(jié)果對指導(dǎo)毛白楊速生豐產(chǎn)林的生產(chǎn)有重要意義。運用矢量競爭理論(Vectorcompetitionanalysis)，研究了油松、側(cè)柏混交林種間的營養(yǎng)競爭或互惠關(guān)系，為混交林的營造以及人工純林的改造提供了理論依據(jù)。
同時，我們也承擔(dān)了首都古樹復(fù)壯的工作。草坪生態(tài)系統(tǒng)是人工生態(tài)系統(tǒng)，在養(yǎng)分循環(huán)方面不像自然生態(tài)系統(tǒng)那樣可以無限自然循環(huán)，在其生產(chǎn)和修剪過程中或多或少有養(yǎng)分的損失。因此，肥料是提高草坪生產(chǎn)質(zhì)量的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。人為控制下的正確施肥，是維持草坪持久性、保持其良好景觀，從而實現(xiàn)草坪可持續(xù)發(fā)展的有效手段。利用穩(wěn)態(tài)營養(yǎng)理論，采取指數(shù)施肥的方法對草坪進行了出圃前施肥的研究，并取得了一定的成果，在國際植物營養(yǎng)大會上進行了交流。
三、人才培養(yǎng)成果
在學(xué)科建設(shè)上，注重將研究生培養(yǎng)和科研工作緊密結(jié)合，1984年開始招收土壤學(xué)碩士研究生，生源主要來自農(nóng)林院校的林學(xué)、資源與環(huán)境(原來的土壤農(nóng)化)和生物學(xué)、地理學(xué)等專業(yè)，20多年來共培養(yǎng)碩士研究生49人，為首都和全國的林業(yè)、土肥、環(huán)保等相關(guān)領(lǐng)域提供了重要的專業(yè)和管理人才。
論文關(guān)鍵詞：大豆,磷效率,磷高效基因型,QTL定位分析
大豆原產(chǎn)我國，現(xiàn)世界各地均有栽培，是主要的農(nóng)作物之一。其種子富含蛋白質(zhì)、脂肪，除用以榨油還可以加工成各種豆制品，深受人們喜愛。但我國大豆產(chǎn)量相對于發(fā)達國家較低，通過培育優(yōu)良品種可以提高我國大豆產(chǎn)量，筆者就此問題作簡單的探討。
1 磷的生理作用
磷是植物生長發(fā)育不可缺少的營養(yǎng)元素之一，它是核酸、核蛋白、磷脂、激素、磷酸腺苷等許多有機物的構(gòu)成成分，同時又以多種方式參與作物體內(nèi)的生理過程，包括糖類代謝、碳水化合物的運輸、含氮化合物代謝及脂肪代謝等，對作物生長發(fā)育、抗逆性、產(chǎn)量與品質(zhì)都起著重要作用。
2 磷資源利用現(xiàn)狀
通常人們通過增施磷肥來提高土壤的含磷量，然而磷肥施入土壤后，由于其特定的土壤化學(xué)性質(zhì)，大部分很快被土壤膠體吸附或固定，難于被作物吸收，因而利用效率不高。因此，提高作物對磷肥的利用效率對提高農(nóng)業(yè)經(jīng)濟效益、保護環(huán)境具有重要意義。
磷是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要物質(zhì)保障，又是不可再生的礦物質(zhì)資源。有報道指出，根據(jù)目前已探明的磷礦儲量與開采速度，世界現(xiàn)有磷礦資源只能維持50 ～400 年。中國的磷資源只占世界磷資源的1.1%，可開發(fā)的磷礦只有1 億噸，按照目前開采速度，這些磷礦僅夠開采約25 年( Cat hcart ,1979)，然而，世界絕大部分農(nóng)業(yè)土壤又嚴(yán)重缺磷。據(jù)報道，全世界13.19 億公頃的耕地中大約有43%缺磷[1]。我國1.07 億公頃農(nóng)田中大約有60%缺磷[2]，磷仍然是我國乃至世界農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最重要的限制因素，磷肥的供求不僅是現(xiàn)在而且是將來農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的突出矛盾之一。
另外，由于與大豆共生的根瘤菌具有固氮的能力，磷往往成為限制大豆的生長及產(chǎn)量最重要的關(guān)鍵元素，研究大豆對磷的利用，具有重大的現(xiàn)實意義。
3 磷資源的研究進展
作物不同基因型對磷素吸收利用差異的研究，國外研究開展得較早，不僅對耐低磷的機理做了大量的工作，而且對其遺傳規(guī)律也進行了研究。我國對作物耐低營養(yǎng)脅迫基因型的發(fā)掘和篩選工作開展較晚，但進展較快，作物和營養(yǎng)元素的研究范圍較廣。
磷是植物體內(nèi)參與很多生理生化過程的元素，其營養(yǎng)效率的生理生化基礎(chǔ)相當(dāng)復(fù)雜，并且受到環(huán)境因素的影響，是由多基因控制的數(shù)量性狀。
磷高效基因型是指在磷脅迫條件下能比其它基因型獲得較高產(chǎn)量的品種。作物磷效率包括兩方面，即磷吸收效率（植物吸收介質(zhì)中磷的能力）和磷利用效率（作物對體內(nèi)磷的利用能力）。有研究表明磷的高效吸收與其高效利用有密切的關(guān)系(Ming等，2000)。
不同植物類型間磷效率的表現(xiàn)存在的較大差異，很早就已引起人們的注意。 Ae 等對多種作物耐低磷特性的研究發(fā)現(xiàn)，木豆通常比高粱、玉米、大豆等更耐磷脅迫。植物的磷效率差異不僅表現(xiàn)在不同的物種間，而且更重要的是，相同物種的不同品種也存在著效率的遺傳變異，這就為這一遺傳性狀的開發(fā)應(yīng)用提供了重要的經(jīng)濟價值及利用潛力。Clark 和Brown 發(fā)現(xiàn)富磷土壤上磷高效與磷低效品種玉米干物質(zhì)產(chǎn)量相近，但缺磷條件下磷高效品種干物質(zhì)產(chǎn)量高于磷低效品種。Bruetsch 的研究結(jié)果表明玉米早熟品種通常比晚熟品種吸收積累更多的磷，但晚熟品種的磷利用效率高于早熟品種。蠶豆品種(系)間磷利用效率存在明顯差異，在缺磷條件下，不同蠶豆品種的干物質(zhì)產(chǎn)量差異達72%，磷利用效率差異達77%。
近年來發(fā)展起來的分子標(biāo)記技術(shù)使得人們有可能將復(fù)雜的數(shù)量性狀進行分解，與研究質(zhì)量性狀基因一樣將控制數(shù)量性狀的多個基因分別進行研究。隨著植物遺傳作圖的快速發(fā)展，相關(guān)成果也應(yīng)用于植物營養(yǎng)效率的基因型差異研究上。
目前已經(jīng)有大量的研究在生理層次上探討了植物磷營養(yǎng)效率與根系形態(tài)、生理、生化以及共生特性的相互關(guān)系。通過對磷高效吸收生理學(xué)中級指標(biāo)的研究發(fā)現(xiàn)，與磷相關(guān)的性狀中根系的相關(guān)性狀最為重要。趙靜[3]等應(yīng)用GIS方法構(gòu)建了大豆磷效率的應(yīng)用核心種質(zhì)，并對大豆種質(zhì)的重要根系性狀根構(gòu)型進行了系統(tǒng)的評價和對比分析，結(jié)果揭示了大豆根構(gòu)型與磷效率的關(guān)系及其可能的進化規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn)大豆根構(gòu)型與磷效率密切相關(guān)，淺根型大豆根系具有合理的三維空間分布，有利于大豆對耕層土壤磷的吸收，從而顯著提高了大豆的磷效率和產(chǎn)量。王應(yīng)祥[4]等通過營養(yǎng)液栽培試驗研究大豆適應(yīng)低磷脅迫的機理，結(jié)果表明：在水培條件下，大豆在磷效率方面存在著顯著的基因型差異。在總體磷效率(以生物量為標(biāo)準(zhǔn))方面和磷吸收效率(整株含磷量)方面，結(jié)果與田間試驗表現(xiàn)基本一致。
在此基礎(chǔ)上，植物磷高效營養(yǎng)的分子生物學(xué)研究也已經(jīng)展開。QTL定位為研究如耐低磷這樣復(fù)雜的數(shù)量性狀的遺傳學(xué)提供了一個好的途徑。水稻在這方面研究的比較早，自九十年代，有關(guān)水稻的耐低磷的QTL定位已有報道。在一個BC群體中，定位了三個與總干重相關(guān)的QTL位點，5個與磷吸收相關(guān)的QTL位點，貢獻值分別為45.4%和54.5%。使用標(biāo)記C443發(fā)現(xiàn)在12號染色體上存在一個主效基因(Wissuwa, 1998)。通過進一步研究發(fā)現(xiàn)，使用標(biāo)記S14025和S13126將一個與磷吸收相關(guān)的主要QTL位點定位在一個3cM的空白區(qū)，與經(jīng)典QTL圖譜上的距離在1cM之內(nèi)(Wissuwa, 2002)。使用標(biāo)記RG9 and RG241和RFLP技術(shù)，將與耐低磷性狀相關(guān)的另一個主要QTL位點(PHO)定位在12號染色體上。還有一些微效的QTL定位在1號染色體，6號染色體及9號染色體上(Ni,1998)。Ming等(2000)使用RFLP標(biāo)記將與根干重、地上部分干重和總干重相關(guān)性狀的QTL定位在第6號染色體上，貢獻率分別為24.9%、 20.5%和25.2%。其中與磷吸收相關(guān)的兩個QTL的貢獻率達到20.7%。
從20世紀(jì)90年代起，有關(guān)大豆的遺傳圖譜被構(gòu)建起來(Shoemaker，1995；Keim， 1997；Zhang，1997；Cregan，1999；Liu，2000；Wu，2001；Wang，2003；Zhang，2004)，一些與大豆農(nóng)藝性狀相關(guān)的QTL定位已有報道(Lark，1995；Tasma，2001；Specht，2001；Hoecka，2003；Zhang，2004)，然而，在大豆基因組中，基因控制與磷相關(guān)性狀的分析還比較少。李一丹在考查了NJRIKY的116個株系在低磷和適磷條件下7個農(nóng)藝性狀包括：株高(HT)、地上部分鮮重(FSW)、根系鮮重(FRW)、根系干重(DRW)、根長(RL)、葉中磷含量(LP)、根中磷含量(RP)，在應(yīng)用大豆RIL群體(Kefeng No. l XNannong1138-2)所構(gòu)建的遺傳圖譜的基礎(chǔ)上，用復(fù)合區(qū)間作圖法定位了大豆耐低磷性狀的QTL位點。使用Windows QTL Cartographer程序分析了耐低磷性狀的QTL。在F1和F2連鎖群中，共檢測到7個QTL位點，有5個QTL位點定位于F2連鎖群上，兩個定位于連鎖群F1上。并定位了地上部分鮮重(FSW)、根中磷含量(RP)和葉中磷含量(LP)三個性狀的QTL位點，其中有5個QTL位點的LOD值>3。所有QTL位點都可以解釋超過10%的總遺傳變異，其中與葉中磷含量相關(guān)的兩個QTL最大可以解釋超過20%的遺傳變異[5]。因此推測，大豆中與耐低磷性狀相關(guān)的主效基因可能定位于F連鎖群上。
4 科學(xué)和實踐意義
通過研究大豆種質(zhì)中育種核心種質(zhì)耐低磷特性進行評價，并對其性狀進行定位。將使大豆研究工作開拓新的研究領(lǐng)域，通過營養(yǎng)過程詮釋大豆高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)問題，促進大豆育種水平升級。
主
參考文獻
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OTL的提出：Geldermann 在1975年抽提出數(shù)量性狀位點QTLs（quantitative trait locus）的俠義義概念，認為QTLs是對占據(jù)染色體某一區(qū)段數(shù)量性狀位點的變異有較大影響效應(yīng)的單一基因或緊密連鎖的基因簇。OTL的提出為研究數(shù)量性狀單基因作用及其互作效應(yīng)，以及建立在此基礎(chǔ)上的遺傳分析模型的應(yīng)用提供了理論依據(jù)，為動物育種方案的實施開辟了新途徑。借助分子標(biāo)記－OTL的連鎖關(guān)系來實現(xiàn)真正的基因型選擇，可以提高對動物主要經(jīng)濟性狀的選育，從而提高選育的效率。理想的遺傳標(biāo)記應(yīng)具備的條件為：（1）高度多態(tài)，以保證個體或系在每一個基因位點上攜帶不同的等位基因。（2）種類豐富，以保證足夠多的標(biāo)記覆蓋整個基因組。（3）對所研究的數(shù)量性狀，繁殖適應(yīng)性都呈中性。（4）最好是共顯性，以保證標(biāo)記基因位點上所有的基因型都可明顯區(qū)分。
QTL檢測的方法：目前借助分子生物學(xué)技術(shù)進行QTL檢測的方法主要有2類：一類是標(biāo)記－OTL連鎖分析（mark－QTL linkage analysis），也稱為基因組掃描（genome scanning）；另一類是候選基因分析（candidate gene approach）。標(biāo)記－OTL連鎖分析是基于遺傳標(biāo)記座位等位基因與QTL等位基因之間的連鎖不平衡關(guān)系，通過對遺傳標(biāo)記從親代到子代遺傳過程的追蹤以及它們在群體中的分離與數(shù)量性狀表現(xiàn)之間的關(guān)系的分析，來判斷是否有QTL存在，它們在染色體上相對位置以及它們的效應(yīng)大小，因而這類方法的前提是：1）要有理想的遺傳標(biāo)記。2）要有合適的群體用于進行分析。3）在該群體中存在分離的QTL。候選基因分析是根據(jù)已有的生理生化知識以及對復(fù)雜數(shù)量性狀的剖析，來推斷哪些基因可能參與了性狀的形成，預(yù)先選定一些基因（稱為候選基因），通過分子生物學(xué)實驗檢測這些基因及其分子標(biāo)記對特定數(shù)量性狀的效應(yīng)，篩選出對數(shù)量性狀有影響的基因和分子標(biāo)記，并估計出它們對數(shù)量性狀的效應(yīng)值，最后在分子生物學(xué)水平證實基因的變異能否帶來真實的表型變異。候選基因法費用低，操作簡單，便于在標(biāo)記輔助選擇（MMS）中應(yīng)用，但在無法預(yù)先確定候選基因的情況下，標(biāo)記－OTL連鎖分析是最常用的方法。
QTL定位的策略：利用QTL與遺傳標(biāo)記之間的連鎖關(guān)系。在一個大群體中進行標(biāo)記基因型和被測數(shù)量性狀表型值記錄，通過統(tǒng)計方法進行連鎖分析，確定連鎖關(guān)系。其基本步驟為：1）選擇適宜的遺傳標(biāo)記；2）選擇在所研究數(shù)量性狀上處于分離狀態(tài)的純系或高度近交系；3）進行系間雜交獲得分離世代的F2個體或者進行回交獲得BC個體；許多學(xué)者根據(jù)不同群體的遺傳特性，分別提出了相應(yīng)的座位與QTL相互關(guān)聯(lián)的檢測方法，所涉及到的群體包括：近交系間分離群體、異交系間分離群體、加倍單倍體（DH）群體、2個近交系間的重組近交系（RIL）、一粒傳群體（SSD）、單倍體群體等。4）檢測各世代群個體的標(biāo)記基因型并記錄其數(shù)量性狀表型值；5）分析標(biāo)記基因型與數(shù)量性狀表型值之間是否存在連鎖關(guān)系，確定QTL連鎖群，估計QTL效應(yīng)。
關(guān)鍵詞：硫酸鉀鎂；水稻；蔬菜；果樹；產(chǎn)量；品質(zhì)
中圖分類號：S143；S5 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）19-4577-05
鉀、鎂、硫均是作物生長發(fā)育所必需的營養(yǎng)元素，同時鉀也是肥料三要素之一[1]。鉀在作物生長過程中參與許多重要的生理代謝活動[2]，缺鉀會導(dǎo)致作物病害發(fā)生，植株矮小，對惡劣環(huán)境的抵抗力下降[3]。鎂既是作物體內(nèi)某些有機物質(zhì)的組成成分，又參與許多酶的合成，對植物正常生長具有重要意義[4，5]。據(jù)報道，目前全國約有54%的土壤不同程度缺鎂[6]。作物缺鎂時可能導(dǎo)致枯萎病的發(fā)生，鎂吸收量過大時可能會增加番茄細菌性斑點病的發(fā)病率以及胡椒或花生的莢果腐爛[7]，施用鎂肥可減少植物對土壤重金屬的吸收，降低重金屬對植物的不利影響[8]。硫?qū)μ岣咦魑锏哪秃?、抗旱能力有積極作用[1]。含有硫和鎂的肥料對提高土豆產(chǎn)量和品質(zhì)有明顯作用，可增加土豆對鏈霉菌感染的抵抗力[9]。還有研究證明，硫和農(nóng)家肥配施可增強大豆根瘤菌的活性，提高大豆產(chǎn)量[10]。但是硫卻并不為農(nóng)民所重視，所以很多地區(qū)土壤存在缺硫現(xiàn)象。
作物從土壤中吸收大量的鉀、硫、鎂，所以每年應(yīng)向土壤中通過施肥等方式補充這些營養(yǎng)元素，以促進作物生長健壯[2]。事實上，中國農(nóng)業(yè)耕地普遍缺鎂少硫，不重視鉀肥的施用，尤其在南方地區(qū)。導(dǎo)致作物發(fā)病的一個常見因素就是養(yǎng)分變化導(dǎo)致營養(yǎng)收支不平衡，所以均衡施肥對作物的正常生長具有重大意義。硫酸鉀鎂含有大量鉀元素，又含有硫、鎂兩種中量元素，與傳統(tǒng)的氯化鉀和硫酸鉀相比，更符合均衡施肥的需求[11]。
被稱為“黃金搭檔”的硫酸鉀鎂在國外應(yīng)用已有近60年的歷史[13]，一系列研究表明：硫酸鉀鎂是含有重要營養(yǎng)元素的優(yōu)質(zhì)肥料，其應(yīng)用和推廣可以改善土壤環(huán)境，為促進作物豐產(chǎn)提供有利條件[15-18]；硫酸鉀鎂可增加甜菜的含糖量，增幅高達16.5%[19]；因為鉀鎂鹽不含氯，所以成為煙草、馬鈴薯和柑橘這類對氯敏感作物的最佳選擇[20]。在中國雖然應(yīng)用硫酸鉀鎂較晚，但自2006年以來，一些大型硫酸鉀鎂生產(chǎn)公司與中國科學(xué)院、農(nóng)業(yè)科研單位、農(nóng)業(yè)院校合作的關(guān)于硫酸鉀鎂效應(yīng)研究的項目，有許多研究證實了硫酸鉀鎂的良好功效，施用后使水稻產(chǎn)量明顯提高，營養(yǎng)品質(zhì)有所改善[21-33]。盡管如此，硫酸鉀鎂并沒有在中國得到推廣運用，有關(guān)硫酸鉀鎂對水稻、蔬菜、果樹等糧食與經(jīng)濟作物施用效果以及相關(guān)分析的總結(jié)也不多。為此，筆者查閱了近年來的相關(guān)文獻，主要分析了硫酸鉀鎂施用對水稻、蔬菜、果樹等作物的效果，旨在為該肥料的推廣應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。
1 硫酸鉀鎂在水稻上的應(yīng)用效果
1.1 硫酸鉀鎂對水稻生長性狀的影響
硫酸鉀鎂所含的鎂、硫元素是構(gòu)成葉綠素的主要成分之一，且鎂是組成葉綠素分子的惟一礦質(zhì)元素。施用硫酸鉀鎂有助于促進葉片葉綠素的合成，防止葉片早衰，從而增強水稻葉片的光合強度，促進水稻高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)。根系活力是衡量植株是否早衰的一個重要指標(biāo)，作物養(yǎng)分的吸收主要依靠根系，根系活力強則可保證作物后期同化產(chǎn)物的積累、運輸及子粒的充實，從而提高產(chǎn)量。在施用氮、磷的基礎(chǔ)上增施鉀肥可以提高根系活力，而硫酸鉀鎂延緩根系衰老的效果更加明顯。
1.2 硫酸鉀鎂對水稻產(chǎn)量及經(jīng)濟效益的影響
硫酸鉀鎂對水稻增產(chǎn)有明顯的效果。鮑賽紅[21]的試驗表明，水稻施用硫酸鉀鎂比當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥增產(chǎn)10.7%，與各處理差異達極顯著水平。在水稻試驗田施用不同用量的硫酸鉀鎂，隨著施用量的增加，水稻產(chǎn)量呈先增加后下降的趨勢[23，29，30]，說明硫酸鉀鎂的施用要結(jié)合實際選擇最佳用量。根據(jù)文獻報道，施肥量以652.00～1 023.00 kg/hm2比較適宜[21-29]。
1.3 施用硫酸鉀鎂對稻米品質(zhì)的影響
鎂是植物生長的必需元素，與光合作用、碳水化合物合成及運轉(zhuǎn)、蛋白質(zhì)合成、酶活性有密切的關(guān)系[30，31]。施用硫酸鉀鎂可以提高糙米率、精米率、粗蛋白質(zhì)、粗淀粉、VC、總必需氨基酸、賴氨酸、蘇氨酸等的含量，降低堊白率和堊白度[23，29，31，32]。另有研究表明，硫酸鉀處理的稻米品質(zhì)比硫酸鉀鎂好，如整精米率、糙米率更高[33]，可能與試驗田養(yǎng)分狀況有關(guān)，在不缺鎂的田塊施用硫酸鉀鎂效果并不明顯。
稻谷的碾米品質(zhì)（出糙率和精米率）隨硫酸鉀鎂施用量的增加而改善，但變幅不大，而不施硫酸鉀鎂的稻米堊白率和堊白度均高于施用硫酸鉀鎂的處理[23]。有研究表明，在低鉀條件下施用適量的鎂可以促進鉀的吸收，高鎂量在一定程度上抑制鉀的吸收，大量施鉀會誘導(dǎo)作物發(fā)生缺鎂癥狀[30]。所以在大田生產(chǎn)上提倡合理施用鉀肥的同時，要重視鎂元素的補充，以避免發(fā)生鎂的缺乏，同時有利于改善稻米品質(zhì)。
2 硫酸鉀鎂在蔬菜上的應(yīng)用效果
2.1 硫酸鉀鎂對蔬菜生長性狀的影響
施用硫酸鉀鎂可使蔬菜株高有不同程度的增加，例如萵筍株高比常規(guī)施肥處理平均增加0.50～3.10 cm[34]，芹菜株高增加1.35 cm[35]；可使黃瓜、番茄、青椒、結(jié)球生菜等單果重增加，提高單株結(jié)果數(shù)[36-41]；增加萵苣、芹菜等莖葉類蔬菜的胸徑、葉長和葉寬[34，35]；使蘿卜和胡蘿卜的根狀莖長度增加，胸徑增粗，地上部生物量增加[40，42]；施用硫酸鉀鎂后的蔬菜葉色濃綠、葉片肥厚、莖稈粗壯，長勢良好；尤其使大蔥色白葉長，干尖程度輕[43]。硫酸鉀鎂可使蔬菜增加葉綠素含量、增強光合作用、增強營養(yǎng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化和積累[37]。相對于不施肥或其他鉀肥處理，施用硫酸鉀鎂對蔬菜的生長具有明顯的促進作用。
2.2 硫酸鉀鎂對蔬菜產(chǎn)量及經(jīng)濟效益的影響
盡管不同作物和土地類型表現(xiàn)出一定的差異性，但多數(shù)研究證明，施用硫酸鉀鎂可增加蔬菜產(chǎn)量，可使萵苣增產(chǎn)9.57%[34]，大蔥增產(chǎn)17.00%[43]，芹菜增產(chǎn)7.88%[35]，番茄增產(chǎn)0.50%～18.00%[36-38，41]，黃瓜增產(chǎn)14.65%[36]，青椒增產(chǎn)16.27%～24.90%[36，44]，生菜增產(chǎn)17.05%[45]，蘿卜增產(chǎn)11.00%[42]，增產(chǎn)幅度均較大。從獲得的經(jīng)濟效益來看，雖然施用硫酸鉀鎂的成本增加，但是總體上獲得了更高的產(chǎn)投比，其中最高的產(chǎn)投比可達1.8[44]。陳俊[38]的研究表明，番茄施用硫酸鉀鎂相對于硫酸鉀處理增加收入高達4 710.00元/hm2，具有良好的經(jīng)濟效益（表3）。
2.3 硫酸鉀鎂對蔬菜品質(zhì)的影響
施用硫酸鉀鎂可以在一定程度上改善蔬菜的品質(zhì)。施用硫酸鉀鎂后蔬菜可食用部分VC含量明顯增加，增幅為16.3%～29.3%[36，37，41，44]，尤其以青椒的VC含量增幅最明顯，可溶性蛋白增加34.9%～87.4%[36]。施用硫酸鉀鎂的大蔥辣味大，口感好，較抗紫斑病和霜霉病，且耐干旱[43]。施用硫酸鉀鎂能提高番茄果的糖酸比，且對其硝酸鹽有一定的抑制作用[37，41]，在合理施肥的基礎(chǔ)上均可有效降低蔬菜中的硝酸鹽含量[37，38，46]。需要注意的是，3 硫酸鉀鎂在果樹上的應(yīng)用效果
3.1 硫酸鉀鎂對果樹生長性狀的影響
硫酸鉀鎂可明顯促進果樹生長。施用硫酸鉀鎂后柑橘秋梢生長比對照旺盛，枝條也較粗壯[47]；施用硫酸鉀鎂還可促進香蕉生長，使其莖稈更加粗壯，葉片增厚，葉色更濃綠，生長勢更強，可使香蕉徑圍增加9.8%，從而使香蕉抗寒力增強[48]；柑橘、蘋果、葡萄、香蕉等施用硫酸鉀鎂均可促進果實膨大，減少小果數(shù)而增加大果數(shù)，增加單穗果數(shù)、單穗重及單果重，單穗果數(shù)增幅達5.0%～10.5%、單穗重增加13.6%～47.3%、單果重增加8.1%～19.9%。此外，可促進果實大小均勻，果皮色澤更好，著色率提高，成熟度一致，商品率提高[47-53]。
3.2 硫酸鉀鎂對果樹產(chǎn)量及經(jīng)濟效益的影響
相對于不施肥或其他肥料處理，硫酸鉀鎂處理對水果均有增產(chǎn)趨勢，其增產(chǎn)效果明顯。施用硫酸鉀鎂可增加葡萄的單穗果數(shù)、單穗重及單果重，增產(chǎn)效果較明顯，增幅達16.0%[51]，蘋果增產(chǎn)率高達35.1%[50]，香蕉增產(chǎn)率為11.6%～51.5%[48，49]。硫酸鉀鎂的增產(chǎn)效果有明顯的累積作用，連續(xù)施用2年的投肥效益以施硫酸鉀鎂肥最高， 比未施硫酸鉀鎂的增加純收益43.05%。柑橘施用硫酸鉀鎂第一年增產(chǎn)率為24.3%，連續(xù)施用增產(chǎn)率則達到51.9%，遠高于其他施肥處理[47]；蜜柚積累效果也較明顯[49]。施用硫酸鉀鎂可帶來更高的經(jīng)濟回報，如香蕉增加經(jīng)濟收入9 441.00元/hm2以上，增幅最高可達47.9%，產(chǎn)投比為2.2[48，54]。
3.3 硫酸鉀鎂對果樹品質(zhì)的影響
大部分果樹施用硫酸鉀鎂后果實品質(zhì)得到改善，主要表現(xiàn)在總糖量、可滴定酸、糖酸比、VC、可溶性固形物含量增加。不同的果樹施用硫酸鉀鎂后營養(yǎng)品質(zhì)變化有細微的不同，但是改善品質(zhì)的總趨勢不變。柑橘施用硫酸鉀鎂后總糖量、VC、可溶性固形物含量增加，糖酸比反而降低。臍橙施用硫酸鉀鎂后香氣較對照組也有明顯增強[53]。施用硫酸鉀鎂可明顯提高葡萄的內(nèi)在品質(zhì)，改善其風(fēng)味和商品價值，提高葡萄果實中的可溶性固形物含量，降低硝酸鹽含量，但對VC含量的影響不明顯[51]。施用硫酸鉀鎂可以提高蘋果VC、總糖、可滴定酸、可溶性固形物含量和糖酸比，從而提高蘋果的營養(yǎng)品質(zhì)，改善其風(fēng)味[50]，連續(xù)幾年施用硫酸鉀鎂效果比單施一年效果更好。施用硫酸鉀鎂可使香蕉可溶性固形物含量增加21.3%，VC含量增加30.4%，總糖量增加15.4%[54]。但硫酸鉀鎂對某些果樹葉片的礦質(zhì)營養(yǎng)元素含量有影響，在一定范圍內(nèi)，增施硫酸鉀鎂會降低蘋果葉片中的鈣含量[50]，導(dǎo)致苦痘病，降低果實品質(zhì)[16]。
4 問題與展望
水稻、蔬菜、果樹等作物施用硫酸鉀鎂后在促進作物生長、提高營養(yǎng)品質(zhì)、增加產(chǎn)量方面表現(xiàn)出較好的效果。研究表明，硫酸鉀鎂還對西瓜、百合、茶葉、甘蔗、油菜、棉花、烤煙的生長具有促進作用，使其產(chǎn)量增加、品質(zhì)改善和經(jīng)濟效益提高[17，46，56-58]，相對于其他肥料，硫酸鉀鎂具有更高的經(jīng)濟效益，值得推廣，尤其是缺鉀少鎂需硫的地區(qū)。但并不是所有的作物或土壤施用硫酸鉀鎂都可以獲得好的經(jīng)濟效益，也有研究表明，在玉米和大豆試驗中施用硫酸鉀鎂的處理與其他硫肥處理的產(chǎn)量并沒有顯著差異，增加的產(chǎn)量可能還不夠支付投入肥料的成本，因此在施肥時應(yīng)將土壤養(yǎng)分狀況、產(chǎn)品與肥料價格以及農(nóng)用工具價格進行綜合考慮，也需要廣大基層農(nóng)技部門與農(nóng)戶合作進行更多的基礎(chǔ)性試驗，掌握土壤養(yǎng)分情況，以便于有針對性地合理施肥。
另外，硫酸鉀鎂在國外應(yīng)用早已普遍，在中國卻少有應(yīng)用。其中一個原因是中國鉀資源缺乏，大部分硫酸鉀鎂供應(yīng)都要依靠國外進口，因而農(nóng)民自然不會優(yōu)先選擇價格偏貴的硫酸鉀鎂；二是中國現(xiàn)有的生產(chǎn)硫酸鉀鎂的公司不多，生產(chǎn)水平不及國外先進，產(chǎn)量不高，產(chǎn)品質(zhì)量不優(yōu)，一些中小肥料企業(yè)以摻混方法生產(chǎn)硫酸鉀鎂，有效成分低，質(zhì)量難以保證，降低了硫酸鉀鎂的施用效果；三是長期以來部分農(nóng)民的科學(xué)知識沒有得到提高，對中量元素增產(chǎn)的重要作用認識不足，也很少有相關(guān)的技術(shù)培訓(xùn)與推廣，從而導(dǎo)致中國應(yīng)用硫酸鉀鎂相對較少；四是生產(chǎn)企業(yè)多位于交通不便的西部，產(chǎn)品難以及時外運，運輸成本的增加使價格成為制約硫酸鉀鎂發(fā)展的一個重要因素。目前國內(nèi)對硫酸鉀鎂在肥效、品質(zhì)、品牌、知名度等方面的認知度還比較低，隨著國內(nèi)硫酸鉀鎂產(chǎn)能的增長及生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量的增加，如何使其形成一條連通硫酸鉀鎂上游和下游的農(nóng)資循環(huán)經(jīng)濟鏈條，還需要相關(guān)行業(yè)做大量工作，并爭取國家政策的支持。
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