有机肥部分替代化肥是一种实现化肥减量的可持续农业生产措施。本研究于2020和2021连续2年以“沁黄2号”为供试材料,设不施氮(CK)、常量化肥氮(NPK)、有机肥替代25%化肥氮(25%M)、有机肥替代50%化肥氮(50%M)、有机肥替代75%化肥氮(75%M)和有机肥替代100%化肥氮(100%M) 6个处理,研究不同替代率对谷子产量构成和氮素吸收的影响,并分析氮素吸收调控小米米色、糊化特性和类胡萝卜素组分的效应,明确谷子生产中有机肥最佳替代率。结果表明,2年中较低的有机肥替代化肥氮率显著提高了谷子植株氮素累积,但随着替代率的持续增加,植株氮素累积量呈降低趋势,最终影响谷子产量和小米品质。2020年, 25%M处理显著提高了谷子地上部氮素累积量,较NPK处理提高9.6%;2021年,25%M处理谷子地上部氮素累积量、生物量、穗粒数和产量达到最高,较NPK处理分别提高6.1%、12.0%、15.4%和12.0%。50%M处理显著影响了小米的米色、糊化特征和类胡萝卜素含量,与NPK相比,小米籽粒红绿值、橘色值、支链淀粉含量、总淀粉含量、小米糊化最终黏度、叶黄素含量、玉米黄质含量和黄色素含量的增幅分别可达6.0%、6.0%、7.4%、4.3%、7.8%、20.7%、17.4%和2.8%。但有机肥完全替代化肥降低了谷子地上部氮素吸收、地上部生物量、穗粒数及谷子产量,也抑制了小米叶黄素和玉米黄质含量的提升。2年均表现出谷子地上部氮吸收量与小米单粒重、直链淀粉含量和小米糊化回升值呈显著的负相关。且2021年谷子地上部氮吸收量还与小米总淀粉含量、蛋白质含量、小米粉糊化峰值黏度和小米黄色素含量呈显著的负相关,与小米糊化峰谷黏度呈显著的正相关。综上,施氮总量120 kg hm^(–2)下,有机肥替代25%~50%化肥氮能通过促进植株氮素的吸收,实现产量、米色、蒸煮特性及类胡萝卜素的协同提升,为谷子化肥减量和提质增效生产提供技术支撑。
为明确青海蚕豆育成品种、高代品系和骨干亲本的群体结构与亲缘关系,本研究利用46对多态性和稳定性好、重复性高的SSR引物对36个青海蚕豆主栽品种(品系)进行群体遗传学分析并构建了指纹图谱。结果表明,通过毛细管电泳检测,在46对引物中检测到262个等位位点,各引物检测的多态性等位位点数(Na)为2~15,平均等位位点数为5.696个,平均每个位点检测到的有效等位基因数为2.988个,范围为1.180~9.257;Shannon指数的变化范围为0.287~2.444,均值为1.210;多态性信息含量(polymorphism information content, PIC)值变化范围为0.141~0.883,均值为0.553,揭示了青海蚕豆品种丰富的遗传多样性。系统聚类将36份材料划分为4个亚群,第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ亚群分别包括24、4、7、1份材料;群体结构与主坐标分析将材料划分为2个亚群,亚群Ⅰ和亚群Ⅱ分别包括17和19份材料,与聚类分类结果有一定程度的交叉重合,厘清了青海蚕豆主栽品种的群体遗传结构与亲缘关系。在此基础上,筛选出4对核心引物,构建了36份材料的指纹图谱,并将相关信息储存在二维码中。青海蚕豆主栽品种指纹图谱的构建不仅为青海蚕豆品种鉴定提供了有效工具,也为今后青海蚕豆品种亲本选配和新品种权保护提供了技术支撑。
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