Page 44 - 《华中农业大学学报（自然科学版）》2022年第2期
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第 2 期               王友强 等：硼氮互作对甘蓝型油菜生长、氮素吸收和籽粒产量的影响                                        39

               粒产量，并改善了根际土壤细菌群落的丰度和多样 （2017-2018）和第二（2018-2019）生长季平均气
               性 ［12］ 。氮与其他元素交互效应的生理分子机制已被                      温分别为 15.6 和 15.7 ℃，总降水量分别为 859.6 和
               广泛报道，例如氮与磷         ［13］ 、钾 ［14］ 、锌 ［15］ 及钼 ［16］ 等。然  335.5 mm。试验点前茬作物为水稻，0~20 cm深的土
               而，关于油菜中硼氮协同效应的研究鲜有报道。在                           壤基本理化性质为：pH 5.18，有机质 37.16 g/kg，总氮
               本研究中，我们利用水培体系探究了油菜硼氮交互                           1.06 g/kg，碱解氮 103.3 mg/kg，Olsen-P 21.7 mg/kg，
               效应以及潜在的生理机制，并且通过 2 a 的田间试验                       有效硼0.12 mg/kg。
               分析不同硼氮施肥配比对氮素吸收利用和籽粒产量                               试 验 设 4 个 氮 肥 施 用 水 平（纯 N：0、60、180、
               的影响，阐明平衡硼和氮施用对油菜生产的协同效                           240 kg/hm ）和 4 个硼肥施用水平（硼砂：0、4.5、9、
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               应，并量化其最佳硼氮施肥配比，旨在为实际农业生                          18 kg/hm ），进行不完全交互试验，共计 11 个处理，
                                                                        2
               产中硼氮养分综合管理提供一定的理论基础。                             每个处理重复 4 次。试验小区大小为 4.0 m×1.2 m，
                                                                供试油菜品种为 Westar 10（简称 W10），进行随机区
               1    材料与方法
                                                                组 试 验 。 试 验 以 尿 素（46% N）、过 磷 酸 钙（12%
               1.1  油菜营养液试验                                     P 2 O 5 ）、氯化钾（60% K 2 O）和硼砂（12% B）为肥源，
                   油菜硼氮互作水培试验在华中农业大学植物营                         其中氮肥 70% 作基肥、30% 作越冬肥，磷肥、钾肥和
               养生物学课题组光照培养室中进行。光照培养室的                           硼肥全部基施。田间生产管理按当地实际生产措施
               温度设置为 22 ℃，光照周期为 16 h（光照）/8 h（黑                  进行，并适时防治病虫害。在油菜苗期和抽薹期，将
               暗），光 照 强 度 为 300~320 μmol/（m·s），湿 度 为            取回的样品清洗后于 105 ℃杀青 30 min，60 ℃烘干至
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               60%~75%。试验以甘蓝型油菜品种 Westar 10为研                   恒质量，称取干质量，计算干物质累积量。将样品粉
               究材料。试验中选取大小一致的油菜种子，用 1%                          碎、混匀，装入自封袋待测。成熟期，选取长势一致
               NaClO 灭菌处理 15 min 后再用纯水将种子表面冲洗                   的 6株油菜，按茎秆、角果壳和籽粒进行取样，用于不
               干净，然后在 4 ℃下用超纯水（电导>18.25 MΩ）浸泡                   同组织部位养分含量测定，最后小区剩余油菜全部
               12 h，之后将浸泡过后的种子均匀播种到育苗浮漂上                        收获测实产。
               催芽。7 d 后将长势一致的幼苗移至盛有 10 L 营养                     1.3  叶片光合指标测定
               液的黑色塑料盆中培养 15 d。营养液试验中的大量                            在大田油菜抽薹期，选取长势一致的油菜 6 株，
               元素营养液采用 Hoagland 配方，微量元素营养液采                     利用便携式光合系统仪 CIRAS-3（PP Systems，美
               用 Arnon 配方。缺氮处理导致减量的钾和钙用 KCl                     国）从 10：00 到 14：00 测定完全展开叶片净光合速
               和 CaCl 2 来补充，每隔 4 d更换 1次营养液，营养液 pH               率。参数设置如下：叶面温度 25 ℃；相对湿度 60%~
               维持在5.8左右。                                        70%；CO 2 含量 400 μmol/mol；光强 1 200 μmol/（m·
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                   设置 2 个氮供应水平（0.12 和 6 mmol/L NO 3 ） s）；气体流速300 mL/min。
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               和 2 个硼供应水平（0.25 和 25 µmol/L H 3 BO 3 ），进行        1.4  氮含量及氮代谢酶活性测定
               完 全 交 互 处 理 ，包 括 N 0.12 B 0.25 、N 0.12 B 25 、N 6 B 0.25 和  1）氮含量测定。采用 H 2 SO 4 -H 2 O 2 方法将待测
               N 6 B 25 ，共计 4 个处理。试验中每盆营养液中移植 54                样品消解，用连续流动分析仪（AA3，SEAL Analyti⁃
               株油菜作为 1 个重复，每个处理进行 4 次独立重复， cal GmbH）测定消解液中的氮素浓度。
               并采用随机完全区组排列。培养第 15 天时，收获油                            2）硝酸还原酶（NR）和谷氨酰胺合成酶（GS）活
               菜根系和地上部样品，然后置于烘箱中 105 ℃杀青                        性测定。使用试剂盒测定（科铭，中国苏州）油菜不
               30 min，65 ℃烘干至恒质量后称质量。将烘干后的样                     同组织部位中的 NR 和 GS 活性，具体步骤参照说明
               品研磨成粉末，用于氮含量的测定。另外，将新鲜的                          书进行。其中 NR 的单位（U/g）定义：每小时 1 g 鲜
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               油菜根和叶分别取样，然后快速放入液氮中，最后储                          质量样品中催化产生 1 μmol NO 2 的量为 1 个 NR 活
               存到-80 ℃冰箱中，用于生理和分子指标的测定。                         力单位；GS 的单位（U/g）定义：1 g 组织在反应体系
               1.2  大田小区试验                                      中每 30 min 使 540 nm 下吸光值变化 0.01 定义为 1 个
                   本试验起始于 2017 年 9 月至 2019 年 5 月在湖北             GS活力单位。
               省武穴市梅川镇郭坦村进行。种植期间的气温和降                           1.5  基因表达分析
               水 量 数 据 由 武 穴 市 梅 川 镇 气 象 局 提 供 ，第 一                 使 用 Trizol 试 剂（Invitrogen）提 取 样 品 中 总
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