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中国农业科学 2009年第09期杂志 文档列表

中国农业科学杂志作物遗传育种·种质资源·分子遗传学

水稻干旱胁迫诱导DNA甲基化时空变化特征分析3009-3018

摘要：【目的】研究水稻抗旱导入系DK106和旱敏感轮回亲本IR64苗期和分蘖期干旱胁迫前后DNA甲基化的变化情况,并比较分析叶片和根部DNA甲基化变化特征,探讨DNA甲基化在水稻干旱胁迫反应中的作用。【方法】用甲基化敏感扩增多态性技术（methylation sensitive amplified polymorphism,MSAP）和高效液相层析（high performance liquid chromatography,HPLC）方法分析DNA甲基化变化情况;从聚丙烯酰胺凝胶回收甲基化多态性片段并克隆测序及序列比对。【结果】MSAP分析结果显示,水稻基因组中约有20%的CCGG位点发生了胞嘧啶甲基化;水分胁迫导致DNA甲基化平均水平明显增加,其中根部增加幅度尤为明显;DNA甲基化水平及状态变化在品种间存在差异,同时具有时期及组织特异性。对干旱胁迫特异诱导DNA甲基化片段序列分析结果表明,基因编码区和非编码区发生DNA甲基化的频率基本相同。【结论】干旱胁迫反应过程中DNA甲基化表现出一定时空特异性和品种特异性,且与品种抗旱性差异相关。

BNS小麦的雄性不育性及其温光特性3019-3027

摘要：【目的】研究BNS育性及其温光特性,探寻育性转换规律,确定其应用价值。【方法】以BNS和百农矮抗58为试材,进行秋季分期播种和春季播种试验,测定不同播期的育性及其日均温度、日照长度的动态变化和温光效应。【结果】（1）BNS小麦雄性不育系的麦穗蓬松,颖壳开张,有透明感;花药干瘪瘦小、不外挂,无或有极少量无活力的花粉,呈圆败型败育;自交不结实,且不育性能稳定遗传;国内、国际法人工饱和授粉结实率79.64%～87.22%、89.89%～102.10%,雌蕊活性正常。（2）BNS温度敏感期为小花原基分化期至雌雄蕊分化期,温度7.4～11.4℃,不育度97.57%～100%（10月17日前播种）,高于11.4℃时,育性发生转换,自交结实率随播期的延迟呈现由低（7.71%、9.41%）渐高（70.15%、102.50%）的趋势,不育度则反之;雄性不育性与温度相关密切r=-0.578～-0.866〉r0.05/0.01=0.532/0.661;春播BNS的同期温度为15.9℃,自交结实率与对照品种相近,表现正常可育。（3）BNS育性转换时期的自交结实大都集中于麦穗基部、中部,上部几乎不实,与主茎穗比,下落穗易结实,不育性较低。（4）BNS育性变化与光照长度因播期和抽穗前时段的不同表现有所差异，但未有明显的规律。[结论]BNS是光照辅助的温敏型小麦雄性不育系，具有低温不育高温可育的特性。在当地能秋播制种和春播繁殖种子。

用反义RNA技术创造高直链淀粉玉米材料3028-3035

摘要：【目的】利用反义RNA技术调控玉米淀粉的生物合成过程,创造高直链淀粉玉米材料。【方法】克隆玉米淀粉分支酶（sbe2a）基因片段,以载体pWGLL为基础,构建高效反义表达载体,通过花粉管通道法将其导入玉米自交系铁7922中。【结果】获得了4株转基因株系,GFP表达检测、PCR扩增和Southern杂交结果表明,目的基因已整合到基因组中,且能够遗传。对4株转基因植株进行RT-PCR和淀粉分支酶活性检测,结果表明转反义sbe2a玉米淀粉分子酶基因的转录受到了明显抑制,淀粉分支酶活性明显低于野生型,相差最多的降低79.4%;直链淀粉含量也发生明显的变化,最高的提高了84.3%,且总淀粉含量与对照之间基本没有差异。【结论】采用反义RNA技术通过沉默内源sbe2a,可获得高直链淀粉含量的玉米材料。

陆地棉产量、纤维品质相关性状主效QTL和上位性互作分析3036-3047

摘要：【目的】为了能够较为全面地了解陆地棉产量和纤维品质相关性状的遗传基础,利用包含471个标记、总长3070.2cM、覆盖棉花基因组65.88%左右的遗传图谱对其进行主效QTL定位和上位性互作分析。【方法】以DH962×冀棉5号的F2：3家系为分析群体,用WinQTLCartV2.5进行复合区间作图定位主效QTL,利用EPISTACY软件对共显性标记进行两位点的上位性互作分析。【结果】共检测到9个与产量相关性状的主效QTL,和5个与纤维品质相关性状的主效QTL,整齐度和比强度在显著LOD阈值下没有检测到相关QTL。共检测到75对互作位点,大多数互作属于非QTL位点与非QTL位点之间的互作,互作类型以加性显性互作和显性加性互作为主。所涉及的性状中,影响衣分和纤维长度的互作位点最多,单株铃数和衣指的最少。在LG1上检测到1个同时控制单株籽棉重、单株皮棉重和籽指主效QTL。在两位点的互作对中也发现了同时影响单株籽棉重、单株皮棉重和马克隆值的互作位点1对,同时影响衣分和纤维长度的互作位点4对。【结论】除了主效QTL外,上位性是陆地棉产量和纤维品质性状的重要遗传基础。主效QTL的效应小和上位性互作将会使得棉花分子标记辅助育种更加困难和复杂。表型相关的性状是由相同的QTL／互作位点所控制，这有助于多个性状的同时选择。

花生含油量杂种优势表现及主基因＋多基因遗传效应分析3048-3057

摘要：【目的】了解是花生遗传改良主要目标含油量的杂种优势和遗传特点,指导花生育种实践。【方法】利用植物数量性状主基因与多基因混合遗传模型的P1、P2、F1、F24个世代联合分析方法,分析以花生野生种为高油基因源的4个组合后代群体含油量的遗传效应。【结果】4个组合均存在一定的杂种优势,中亲优势率分别为1.41%～9.42%。不同亲本组合含油量基因遗传特点差异明显。SW9721-3×特21和SW9721-12×濮花22号2个组合分离世代F2含油量次数分布均呈混合正态分布,符合主基因＋多基因遗传特征。D-0模型是这2个组合含油量的最佳遗传模型,其含油量遗传受1对加性-显性主基因＋加性-显性-上位性多基因控制,主基因遗传率为45.00%～47.51%,多基因遗传率为18.72%～22.75%。SW9721-23×95-3和SW9721-38×鲁花11号2个组合F2含油量次数分布均呈正态分布,符合多基因遗传特征,多基因遗传率为66.09%～66.51%。【结论】花生含油量杂种优势和超亲分离普遍存在;控制含油量性状的基因在效应上存在较大差异,有的出现主基因特性;加性基因在花生含油量遗传中起主要作用,通过高油单株定向选择育种可以实现含油量的有效改良。

中国农业科学杂志耕作栽培·生理生化

不同库容量类型籼稻品种根系性状的差异3058-3066

摘要：【目的】明确大库容量类型水稻品种根系性状的特征,为大库容量品种的根系遗传改良提供参考依据。【方法】在群体水培条件下,以国内、外不同年代育成的常规籼稻代表品种（2001年为88个、2002年为122个）为材料,测定干物重（包括根系）、根系性状和根系活性、产量及其构成因素等,采用组内最小平方和的动态聚类方法将供试品种按库容量从低到高依次分为A、B、C、D、E、F6类,研究各类品种根系的基本特点。【结果】供试品种间库容量的差异很大（426%、817%）。A、B、C、D、E、F类品种的平均库容量,2001年分别为426.37、642.53、770.96、903.73、1064.32、1213.90g·m^-2,2002年分别为359.36、574.11、764.98、962.43、1200.11、1455.59g·m^-2;大库容量籼稻品种单位面积不定根数、不定根总长、根干重显著大于小库容量籼稻品种,但不同库容量类型品种间每条不定根性状、单位根重等根系性状差异不显著;多元回归分析表明,显著影响单位面积库容量的主要根系性状是单位面积不定根长、单位面积根干重、抽穗期冠根比和单位面积根系活性,决定系数为0.423～0.578。随着单位面积不定根长、单位面积根干重、抽穗期冠根比、单位面积根系活性的提高单位面积库容量显著增加。【结论】大库容量籼稻品种单位面积根系性状大于小库容量类型品种，单位面积不定根长、单位面积根干重、抽穗期冠根比、单位面积根系活性是显著影响单位面积库容量的主要根系性状。

不同蛋白质含量小麦品种籽粒形成期氮代谢及相关酶活性的比较3078-3086

摘要：【目的】通过对不同蛋白质含量小麦品种籽粒形成期旗叶、籽粒氮代谢主要物质及相关酶活性变化的分析,阐明其源、库氮形态以及相关酶活性对籽粒蛋白质含量的影响。【方法】选用高、中、低蛋白质含量的小麦品种各2个,研究籽粒形成期硝态氮、氨态氮与硝酸还原酶（NR）、谷氨酰胺合成酶（GS）的变化特征。【结果】不同类型小麦籽粒形成期蛋白质含量呈“高-低-高”的变化趋势,蛋白质积累量呈现为高蛋白含量品种〉中蛋白含量品种〉低蛋白含量品种。随籽粒发育,3种类型品种籽粒硝态氮含量逐渐下降,成熟时高蛋白含量品种〉中蛋白含量品种〉低蛋白含量品种。籽粒、旗叶氨态氮含量与籽粒硝态氮含量呈类似变化趋势,成熟时氨态氮含量因品种而异。旗叶NR活性随籽粒成熟而降低,低蛋白含量品种NR活性低于高、中蛋白含量品种。旗叶和籽粒GS活性均随籽粒的成熟而下降,中、高蛋白含量品种趋势相似,而低蛋白含量品种籽粒和旗叶GS活性变化趋势不同,籽粒成熟时旗叶仍保持较高的GS活性,而籽粒GS活性则降至很低。【结论】籽粒硝态氮含量与旗叶NR活性和籽粒GS活性均呈极显著正相关。籽粒氨态氮含量与旗叶NR、GS和籽粒GS活性的相关性均亦达显著或极显著水平。高蛋白含量品种由源（叶）向库（籽粒）供给硝态氮的能力强于中、低蛋白含量品种。但低蛋白含量品种对硝态氮的利用更为充分。高蛋白含量品种较高的旗叶NR活性和较高的籽粒GS活性使其氮素同化能力高于中、低蛋白含量品种，这为籽粒蛋白质合成提供了充足的底物，有利于蛋白质的积累。

基于模型与GIS的小麦籽粒品质空间差异分析3087-3095

摘要：【目的】基于小麦籽粒品质预测模型和GIS技术,探索主要籽粒品质指标区域模拟与空间变异分析的方法。【方法】首先利用文献资料对已有小麦籽粒品质预测模型进行验证和评价,并基于江苏省40个生态点2000-2003年逐日气象数据和5个生态点、6个品种类型的小麦田间试验数据,对籽粒品质预测模型进行先计算后插值（calculate first,interpolate later,CI）和先插值后计算（interpolate first,calculate later,IC）两种升尺度方法的研究与评价;在此基础上进行小麦籽粒蛋白质含量、湿面筋含量和沉降值3项籽粒品质指标的区域模拟;最后,运用GIS和地统计学方法,分析江苏省3项籽粒品质指标的空间变异,获取3项籽粒品质指标的空间分布栅格图。【结果】IC方法的模拟精度较高,3项籽粒品质指标在不同地点、不同品种上的模拟值与实测值的RMSE基本小于20%;江苏省3项小麦籽粒品质指标在最大变程7.16km范围内显著相关,表现为东西经向和南北纬向变异较大的各向异性分布;空间栅格图能直观显示3项籽粒品质指标的空间分布以及纬度和经度方向的变异趋势。【结论】利用基于IC的小麦籽粒品质模型升尺度方法进行区域籽粒品质模拟和空间变异分析是可行的，为小麦籽粒品质的生态变异研究提供了参考。

拔节期追氮量对春播和秋播糯玉米粉糊化特性的影响3096-3103

摘要：【目的】明确拔节期追氮量对春播和秋播糯玉米粉糊化特性的影响。【方法】试验于扬州大学实验农牧场进行,以国家糯玉米区域试验对照品种（苏玉糯5号、垦粘1号和苏玉糯1号）为材料,研究拔节期追氮量（0、150和300kg·hm^-2）对春播和秋播糯玉米粉糊化特性的影响。【结果】拔节期追氮量、播期和品种单因子及其互作对糊化特征值存在显著影响。总体上,糯玉米粉糊化特征值在拔节期追氮150kg·hm^-2处理和秋播条件下较优,即具有较低的糊化温度、较短的峰值时间和较高的峰值黏度、崩解值、谷值黏度和终值黏度,且这些指标以苏玉糯5号表现较好。糯玉米粉糊化特征值之间存在一定的相关性,峰值黏度、谷值黏度、崩解值和终值黏度两两显著或极显著正相关,且这4项特征值与峰值时间和糊化温度负相关,峰值时间和糊化温度极显著正相关,回复值和终值黏度极显著正相关。【结论】综合考虑在不同播期下拔节期追氮量对糯玉米粉糊化特性的影响,秋播糯玉米粉在拔节期追氮150kg·hm^-2下糊化特性较优,即具有较高的峰值黏度和崩解值,较短的峰值时间和较低的糊化温度。

中国农业科学杂志植物保护

白粉菌诱导的小麦类萌发素蛋白的克隆、定位及表达分析3104-3111

摘要：【目的】克隆受白粉菌诱导的小麦类萌发素蛋白基因,分析其在感、抗病单株中的表达模式,探讨其在小麦抗白粉病过程中的作用机制。【方法】根据基因芯片结果,结合电子克隆与RT-PCR方法,克隆到一个受白粉菌诱导的小麦类萌发素蛋白基因。通过中国春缺体-四体系对获得的基因片段进行定位。运用荧光定量PCR方法分析了该基因片段在抗病植株、感病植株白粉菌诱导的时空表达模式。【结果】获得了一个具有完整开放阅读框的小麦类萌发素蛋白基因片段,命名为TaGLP5（GenBank登录号为FJ594470）。系统进化分析表明该基因片段与已知的来自禾本科的萌发素蛋白分属不同的进化分支,很可能是新的小麦萌发素蛋白成员。通过中国春缺体-四体系将该基因片段定位在小麦的5A染色体上。定量PCR分析结果表明,该基因的表达受白粉菌诱导,且在接菌后的24h以前抗病中的表达量高于同期感病株。【结论】本实验获得的类萌发素蛋白是一个新的成员。该类萌发素蛋白在感、抗植物受白粉菌诱导上调表达,但是表达量、表达时间上存在差异。推测该基因参与了小麦对白粉菌的防御反应。

大豆疫霉基因组SSR标记开发3112-3122

摘要：【目的】开发大豆疫霉基因组SSR标记,为从分子水平深入研究大豆疫霉及其近缘种提供一种理想的分子标记。【方法】用FPCR软件从大豆疫霉全基因组序列中查询SSRs,选择合适的SSR序列用Primer5.0软件设计引物。【结果】从发现的1234个含有2～4个碱基重复单元的完全SSRs中选出260段设计引物,经10个大豆疫霉分离物基因组DNA检测,有213对（81.9%）扩增出SSR特征条带,其中114（53.5%）对引物扩增出多态性。通用性检测表明,14.6%～28.6%引物分别在选择的8个疫霉种中有效扩增。基于10个SSR标记数据进行聚类分析,结果表明表明这些标记可以完全区分大豆疫霉及其它疫霉。【结论】大豆疫霉基因组SSR标记具有高多态性,是大豆疫霉遗传变异、遗传多样性、及遗传图谱构建等研究理想工具。部分大豆疫霉基因组SSR标记在其近缘种中具有通用性,可以用于疫霉菌的系统进化、鉴定、区分及开发近源种的SSR标记。特别开发的SSR标记,在大豆疫霉基因组中具有准确的位置,将极大地方便大豆疫霉菌功能基因的定位和克隆,以及进行疫霉菌的比较基因组的研究。

柑橘溃疡病菌二硫键稳定Fv抗体基因的构建及表达产物的生物学活性分析3123-3130

摘要：【目的】构建鼠源抗柑橘溃疡病菌二硫键稳定Fv抗体（dsFv）片段基因,原核表达并将其复性为具有免疫活性的dsFv抗体。【方法】采用PCR定点突变的方法构建dsFv重链（VH）及轻链可变区（VL）基因,分别将其连接入表达载体中,于E.coliBL21（DE3）中诱导表达,表达产物溶解后稀释入复性缓冲液中使其重折叠为dsFv抗体并纯化。SDS-PAGE及Western-blot分析表达及复性产物,BIAcore检测dsFv与Xac-LPS的亲和力,ELISA验证dsFv的特异性及稳定性。【结果】测序结果表明在VH的44位和VL的100位成功引入了半胱氨酸突变位点,实现了高效的原核表达,表达产物主要以包涵体的形式存在。SDS-PAGE分析显示VH和VL的大小为23kD,并将其成功复性,复性后大小为46kD。BIAcore分析表明dsFv对Xac-LPS保持了很高的亲和力,亲和常数（KD）达到3.40×10^-10M。ELISA证明dsFv具有较高的抗原特异性并且热稳定性较scFv提高近20℃。【结论】成功表达并复性了dsFv抗体,为柑橘溃疡病菌的免疫诊断提供了高效优质的重组抗体。

抗蔓枯病甜瓜突变体edr2抗病现象的初步研究3131-3138

摘要：【目的】蔓枯病常引起甜瓜毁灭性的损失,研究甜瓜与蔓枯病菌互作的功能基因对选育抗蔓枯病的甜瓜品种是非常重要的。【方法】采用农杆菌侵染子叶外植体的方法产生T-DNA插入的甜瓜突变体,人工气候箱内离体和大棚内幼苗接种蔓枯病菌,筛选蔓枯病抗性增强的突变体株系,并且初步研究该突变体的抗病机制。【结果】一个蔓枯病抗性明显增强的突变体,命名为edr2,该突变体是T-DNA单拷贝插入甜瓜染色体引起的,edr2的蔓枯病抗性和标记基因卡那霉素抗性基因共分离。蔓枯病菌在突变体甜瓜edr2上的侵染过程与在野生型甜瓜上相比,分生孢子萌发率降低、芽管的伸长和菌丝的生长较迟缓。蔓枯病菌的侵染能引起edr2突变体发生细胞程序性死亡,但是不引起野生型甜瓜的细胞发生程序性死亡。【结论】edr2突变体抗性增强,不但抑制病菌在植株体内的生长,并且诱导自身的抗性。本研究为选育抗蔓枯病的甜瓜品种提供了新的思路,为挖掘甜瓜-蔓枯病菌互作的基因提供支持。

镰刀菌ISSR标记体系的建立及遗传多样性分析3139-3146

摘要：【目的】建立镰刀菌ISSR反应体系和进行镰刀菌的ISSR遗传多样性分析。【方法】利用ISSR-PCR技术,对影响PCR扩增效果的一些因素和ISSR引物进行筛选和优化,通过聚类分析图对镰刀菌遗传多态性进行研究。【结果】镰刀菌ISSR-PCR分析最适宜的反应条件是以UBC885为引物,在20μl反应体系中,2.0mmol·L^-1Mg^2＋,0.5UTaqDNA聚合酶,0.2mmol·L^-1dNTPs,0.4μmol·L^-1引物,30ng的DNA模板,退火温度为52℃。通过对27株镰刀菌进行了ISSR的遗传多样性分析,选用的11个引物共扩增出79个DN段,其中多态性位点为65个,占总扩增片段的82.3%。依据扩增结果进行遗传相似性分析,构建了分子树状图。聚类分析结果表明,供试的27株镰刀菌的遗传相似系数在0.672～0.950,在0.67水平上,可分为3个类群,2个亚类群。【结论】建立了适合镰刀菌ISSR-PCR分析的反应体系;ISSR标记技术在镰刀菌种间和种内都表现出明显的遗传差异性,此技术可用于镰刀菌遗传多态性的分析研究。

大豆根内胞囊线虫发育进程及分布3147-3153

摘要：【目的】明确山东大豆胞囊线虫在大豆根系内的发育进程和动态分布为该病的防治提供最佳防控区域和最佳防治时期,于2007年和2008年对大豆根内胞囊线虫（4号生理小种）进行发育进程及动态分布的监测。【方法】采用网袋法收集根系,酸性品红-次氯酸钠法对根染色,体视显微镜下统计根内各龄期线虫数量。【结果】两年大豆根内胞囊线虫密度呈相同趋势,均为“S”型变化。二龄幼虫（J2）、三龄幼虫（J3）和四龄幼虫（J4）的动态发育规律一致,出苗后4～5周出现峰值,各龄期幼虫在不同土层均有分布,主要集中在5～15cm土层根系内,均以J2为优势虫态。【结论】在山东省土壤平均温度为20～22.2℃的条件下,大豆胞囊线虫第1个世代需22～35d的时间,完成1个生活史最短需22d。防治该病的药效持续期为出苗后1个月左右,作用范围集中于5～15cm土层。

中国农业科学杂志土壤肥料·节水灌溉·农业生态环境

不同类型土壤的光谱特征及其有机质含量预测3154-3163

摘要：【目的】构建适合土壤有机质含量估测的高光谱参数及定量反演模型。【方法】系统分析中国中、东部地区5种不同类型土壤风干样本有机质含量与350～2500nm波段范围高光谱反射率之间的关系,利用特征光谱参数和BP神经网络建立土壤有机质的定量估测模型。【结果】光谱一阶导数构成的两波段光谱参数与土壤有机质含量的相关性明显优于原始光谱,尤其采用Norris平滑滤波后导数光谱效果更好。光谱参数构成形式以差值指数最好,其次为比值和归一化指数。与土壤有机质含量相关程度最高的光谱参数是由可见光区554nm和近红外区1398nm两个波段的一阶导数组合而成的差值指数DI（D554,D1398）,两者呈显著指数曲线关系,拟合方程为y=184.2×exp[-1297×DI（D554,D1398）],决定系数为0.90。经不同类型土壤的观测资料检验,模型预测决定系数为0.84,均方根误差RMSE为3.64,相对分析误差RPD为2.98,显示估测模型具有较好的预测精度。另外,利用BP神经网络结合偏最小二乘法（PLS）对导数光谱进行分析,提取贡献率达到99.56%的前6个主成分建立了三层BP神经网络模型,模型决定系数为0.98,经不同类型土壤的观测资料检验，模型预测决定系数为0．96，RMSE为2．24，相对偏差RPD为4．83。比较利用D1（D554，D1398）和BP网络进行土壤有机质含量的预测结果，前者精度低于后者，但可以满足土壤有机质监测的需要。【结论】利用差值光谱指数DI（D554，D1398）和BP神经网络模型均可实现对土壤有机质的精确估测。

不同配肥方案对黑土有机碳含量及碳库管理指数的影响3164-3169

摘要：【目的】研究减施化学氮肥而相应增施有机肥对土壤有机碳含量及碳库管理指数的影响,寻找最佳的有机无机配比施肥方案。【方法】以黑龙江双城黑土为研究对象,共设5个施肥处理,分别为单施化肥（T1）、施5/6（N）＋1/6有机肥（T2）、施4/6（N）＋2/6有机肥（T3）、施3/6（N）＋3/6有机肥（T4）、施2/6（N）＋4/6有机肥（T5）。选用经典测定方法对各处理进行有机碳、活性有机碳的测定,进而算出碳库管理指数。【结果】施2/6（N）＋4/6有机肥与施3/6（N）＋3/6有机肥土壤有机碳含量和活性有机碳含量分别比单施无机肥高15.7%、6.4%和8.2%、10.9%;施3/6（N）＋3/6有机肥与施5/6（N）＋1/6有机肥碳库管理指数（CPMI）最高,其平均值比施2/6（N）＋4/6有机肥和单施无机肥处理均高13.0%;单施无机肥、施5/6（N）＋1/6有机肥与施3/6（N）＋3/6有机肥粮食产量平均值高于其它处理9.1%。【结论】有机肥无机肥的不同配比对土壤有机碳、活性有机碳、碳库管理指数及粮食产量均有显著影响,施3/6（N）＋3/6有机肥的处理能显著提高土壤有机碳、活性有机碳、碳库管理指数及粮食产量,是双城有机无机配肥的最佳方式。

两种三熟套作体系中的氮素转移及吸收利用3170-3178

摘要：【目的】探讨“小麦/玉米/大豆”（以下简称麦/玉/豆）和“小麦/玉米/甘薯”（以下简称麦/玉/薯）两种三熟套作体系的氮素种间竞争促进作用和高效吸收利用特性。【方法】采用根系分隔盆栽试验和^15N土壤稀释标记法,研究两种三熟套作体系的氮素转移及吸收利用情况。【结果】不分隔与分隔相比,两种体系中小麦的^15N总吸收量和^15N作物回收率提高,土壤残留^15N%丰度及总N含量降低。“麦/玉/豆”中玉米的^15N总吸收量、籽粒^15N吸收量、^15N作物回收率、土壤残留^15N%丰度及总N含量提高17.62%、24.52%、17.63%、13.9%和10.1%,“麦/玉/薯”则降低50.19%、42.58%、33.42%、29.6%和5.2%;降低了大豆的^15N总吸收量、籽粒^15N吸收量和^15N作物回收率,但土壤总N含量提高6.06%;提高了甘薯的^15N总吸收量和^15N作物回收率,但土壤残留^15N%丰度和总N含量降低0.9%和4.95%。【结论】两种体系均存在氮素种间竞争促进作用和氮素转移,“麦/玉/豆”较“麦/玉/薯”更有利于肥料氮的吸收、土壤肥力的保持和周年作物的可持续生产。