作为一种有限的自然资源，磷（P）逐渐成为影响全球可持续发展的新挑战。中国农业对全球可持续磷管理意义重大。在中国集约化的农业生产中，通过根际和土壤磷管理来提高磷的利用效率和作物生产力是很有必要的。之前的研究表明，利用LePA模型（legacy phosphorus assessment model）基于土壤磷管理（恒量监控方法）预测中国未来的磷肥需求量会大大降低。本研究利用LePA模型基于根际和土壤磷综合管理预测了在四种减磷情景下我国各县未来的磷肥需求量。四种情景设置分别为：（1）模拟期间磷肥投入量与2012年相同；（2）低磷县先保持2012年的施磷水平，而高磷县先停施磷肥，直至土壤Olsen-P达目标值，然后施磷量均与作物磷带走量相同；（3）低磷县的土壤Olsen-P达目标值后，各县的施磷量每年降低1 – 7 kg ha^-1，然后每年增加0.1 – 9 kg ha^-1至作物磷带走量；（4）低磷县的磷投入量与2012年相同直至土壤Olsen-P含量升高到目标值，而高磷县的磷投入量先每年降低1 – 7 kg ha^-1，再每年增加0.1 – 9 kg ha^-1，然后与作物磷带走量相同。结果表明，情景4分析的我国在2013 – 2080年期间的磷肥需求总量为6.93亿吨，与农民传统施磷量相比降低了57.5%。与基于土壤管理的磷需求量相比，模拟期间我国磷肥总需求量可进一步降低8.0%。我国平均的土壤Olsen-P含量只需维持在17.2 mg kg^-1即可满足作物高产的需求。我们的研究结果为政府出台可持续磷管理的相关政策提供了坚实的基础。

豆科禾本科间作系统作物的产量与养分管理密切相关。然而，间作体系中氮肥用量对作物产量的影响结论并不一致；而磷肥用量与间作作物产量关系的研究则较少。本研究于2014-2019年开展了两个田间定位试验。田间试验1，设置了3种种植模式（小麦单作（MW）、蚕豆单作（MF）和小麦蚕豆间作（W//F））和4个氮水平（N0，小麦和蚕豆施氮量均为0kg ha^-1；N1，小麦和蚕豆施氮量分别为90和45 kg ha^-1；N2，小麦和蚕豆施氮量分别为180和90 kg ha^-1；N3，小麦和蚕豆施氮量分别为270和135 kg ha^-1）。田间试验2，设置了3种种植模式（MW、MF和W//F）和3个磷水平（P0，小麦和蚕豆施肥量为0kg P₂O₅ ha^-1;P1，小麦和蚕豆施磷量为45 kg P₂O₅ ha^-1；P2，小麦和蚕豆施磷量为90 P₂O₅ kg ha^-1）。研究了不同氮磷水平下、单间作小麦和蚕豆的产量特征；分析了单间作小麦最佳的氮磷肥投入量。结果表明，小麦蚕豆间作提高小麦产量18-26%、降低蚕豆产量5-21%，整体表现间作产量优势，平均土地当量比（LER）为1.12。氮、磷肥施用有利于提高间作小麦产量、但却降低了间作蚕豆的产量。间作小麦LER（PLER_wheat）随氮肥施用量的提高而降低、间作蚕豆LER（PLER_{faba bean}）亦随磷肥施用量的提高而降低。因此，间作产量LER整体随氮、磷肥用量提高而降低。在氮肥减施40-50%、磷肥减施30-40%的条件下，小麦蚕豆间作可以维持与单作小麦一致的产量。模型分析表明，在本试验条件下、单作和间作小麦的最佳氮肥用量分别为168和150 kg ha^-1，最佳磷肥用量（P₂O₅）分别为63和62 kg ha^-1。总之，小麦蚕豆间作显著提高小麦产量从而表现为间作产量优势；但是间作增产优势随氮、磷肥用量的提高而降低。因此，优化氮磷肥投入量可以最大化间作的经济和生态效应。基于本研究，在西南地区推荐间作小麦的最佳氮、磷肥（P₂O₅）投入量为150和60 kg ha^-1。

Received  1 September, 2017    Accepted  13 December, 2017

 

EST-PCR based molecular markers specific for alien chromosomes are not only useful for the detection of the introgressed alien chromatin in the wheat background, but also provide evidence of the syntenic relationship between homoeologous chromosomes. In the present study, in order to develop high density and evenly distributed molecular markers on chromosome 4V of Haynaldia villosa, a total of 607 primer pairs were designed according to the EST sequences, which were previously located in 23 different bins of wheat chromosomes 4A, 4B and 4D. By using the Triticum durum-H. villosa amphiploid and T. aestivum-H. villosa alien chromosome lines involving chromosome 4V, it was found that 9.23% of the tested primers could amplify specific bands for chromosome 4V. Thirty and twenty-six specific markers could be assigned to chromosome arms 4VS and 4VL, respectively. These 4V specific markers provided efficient tools for the characterization of structural variation involving the chromosome 4V as well as for the selection of useful genes located on chromosome 4V in breeding programs.