水稻旱作条件下土壤水分对红壤磷素的影响

通过温室盆栽和大田试验研究旱作水稻在施用中量磷肥条件下,土壤水分对红壤中几种磷的含量和动态的影响。研究表明:土壤水分水平和采样时间对红壤全磷、有效磷、有机磷和不同形态的无机磷含量都有极显著的影响,且相互间的交互作用明显。栽种水稻后总体来说,土壤全磷、有机磷和O-P含量均有一定的提高,有效磷和Al-P、Fe-P、Ca-P含量则下降;土壤中不同形态无机磷含量为O-P>Fe-P>Al-P>Ca-P;大田和盆栽实验相比,在4种形态的无机磷、全磷和有机磷的排列顺序、演变趋势等方面基本一致,但有效磷则出现相反的结果,同时,大田试验土壤中各种磷的含量要比盆栽试验高得多,表明盆栽条件下,由于根系密度大,使土壤磷素消耗更快。     

不同水稻基因型的根系形态生理特性与高效氮素吸收

土培盆栽试验下，采用3个氮素吸收效率（NAE）有显著差异的水稻基因型五优244（低NAE）、R83—12（中NAE）和水源349（高NAE）为材料，研究了水稻拔节期根系形态特征和生理特性的基因型差异及其与高效氮索吸收的关系。结果表明，水源349总根长、根密度、根表面积和根干重极显著高于R83．12和五优244，且根系总吸收面积、活跃吸收面积和活跃吸收面积／总吸收面积最大，为高效氮索吸收提供了条件。水源349具有较强的根系耗能、氧化还原力、硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合酶和谷氨酸脱氢酶活性，促进根内碳水化合物的合成及氮吸收和同化，提高了根系伤流强度及可溶性糖和游离氨基酸含量，进而显著提高了地上部氮含量和氮积累量。逐步回归表明，拔节期较高的根密度、根系总吸收面积和地上部氮含量是水稻氮索高效吸收的重要特征，可作为水稻氮素高效管理和遗传改良的可靠指标。     

钾素营养对水稻根系生长和养分吸收的影响

本文研究了大田和盆栽试验中钾素营养对水稻根系形态、活力及其对养分吸收的影响。试验结果表明：（１）在氮磷肥的基础上施钾能促进稻根的生长；（２）土壤供钾潜力、钾肥种类和水稻品种的吸Ｋ特性均影响根系的生长；（３）在缺钾的酸性土壤上，吸钾强的品种，施钾的促根效应最为明显；（４）施钾能增加小于０．２ｍｍ的细根量，提高稻根的再生能力，影响Ｎ、Ｐ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ等营养元素的吸收及其在地上和地下部分间的分配；（５     

玉米/大豆间作体系中供磷水平对玉米磷吸收及根系生长的影响

为探究不同供磷水平对间作体系玉米根系形态特征的影响,并分析这些根形态参数变化与玉米植株磷素吸收的相应关系,研究通过盆栽试验,设置玉米单作、玉米与大豆间作2种种植模式及不施磷(0 mg/kg)、低磷(50 mg/kg)、中磷(100 mg/kg)、高磷(150 mg/kg)4个施磷水平.结果表明,与玉米单作相比,玉米与大...     

土壤水分含量和施磷量对旱作水稻磷素吸收的影响

通过温室盆栽和大田试验研究了土壤含水量和施磷量对旱作水稻全磷吸收量的影响。结果表明:土壤水分和施磷量对大田旱作水稻全磷吸收量的影响不显著;对盆栽而言,施磷量的影响显著,但二者的交互作用明显,因而其差异主要体现为水和磷的复合效应;当施磷量(P)为0·030gkg-1、土壤含水量为饱和持水量的80%时旱作水稻吸磷量最高,但相同土壤水分条件下,施磷与不施磷间旱作水稻吸磷量差异最大,而不同施磷量间差异较小;旱作水稻各部分全磷平均吸收量为:籽粒>茎>根。实验结果可以为中国南方丘岗地区水稻旱作的水分和磷素管理提供理论依据。     

种间竞争对旱作水稻与花生间作系统根系分布和氮素吸收积累的影响

已有的研究表明，植物之间除了地上部之间的相互作用不可忽视外，地下部分的根系对养分和水分的竞争更为激烈。在判断竞争平衡、竞争强度和资源利用方面，地下部分的竞争作用明显重要于地上部分，从根系生态学的角度来研究，才能了解种间关系的本质。因此根系之间的相互作用，成为种间关系研究的主要内容。Snaydon和Harris认为，间作作物根的生长动态在不同的单作作物间有差异，导致了根相互作用和竞争的程度不同，从而对营养物质和水分的利用产生影响。     

不同供磷状况下CO2浓度升高对番茄根系生长及养分吸收的影响

采用培养试验研究了磷缺乏与正常供磷条件下,CO2浓度由350μL/L升高至800μL/L苗期番茄的生物量、根系特征和不同器官N、P、K养分含量的变化。结果表明,无论缺磷与否,CO2浓度升高均能显著增加番茄地上部及根系的干物质积累量,提高根冠比。在磷缺乏条件下,CO2浓度升高对番茄根系生长的促进主要表现为增加根系的体积和表面积;而在磷正常供应条件下主要表现为同时增加根体积和分根数,有利于形成强壮的根系。在两种供磷水平下,CO2浓度升高对番茄各器官的N、P、K含量产生不同的稀释效应,但N、P、K总积累量却随CO2浓度升高而显著增加;而且CO2浓度与供P水平对番茄植株的N、P、K积累量具有极显著的正交互效应。     

供铁水平对不同氮源条件下水稻生长和元素吸收 积累的影响及种间差异

采用控制条件下的水培试验方法,研究了不同氮源条件下,外源供铁水平对粳稻品种中花11和籼稻品种扬稻6号的苗期生长特征、铵含量和铁、钾离子含量的影响。结果表明:外源铁浓度水平升高会显著缓解铵抑制的粳稻中花11的根系长度,但不缓解铵抑制的籼稻品种扬稻6号根长。外源铁浓度升高处理会显著增加两水稻品种根部铁离子含量,而显著降低两水稻品种铵态氮条件下水稻根部铵离子含量,且两品种间变化趋势相似。高量铵/铁共胁迫条件下,两水稻品种根部钾离子含量均显著降低,且两品种间变化趋势相似。粳稻中花11根系生长明显更耐铁毒害胁迫;硝态氮条件下,籼稻品种扬稻6号根部钾离子变化对铁毒害胁迫更敏感。上述结果显示外源铁浓度水平对根系铵毒害的缓解效果在不同水稻生态型之间存在差异,且这种差异可能与铁胁迫抗性之间存在关联。     

基于根系形态对磷吸收的贡献解析小麦||蚕豆间作促进磷吸收的作用

间作模式是充分挖掘作物自身生物学潜力,促进磷资源高效利用的有效手段。为进一步探明间作诱导的根系形态适应性变化对磷吸收的相对贡献,理解小麦||蚕豆间作系统促进磷吸收的作用机制,本研究采用水培法,研究了常规磷(Hoagland营养液磷水平)和低磷(1/2-Hoagland营养液磷水平)条件下,小麦||蚕豆间作对小麦和蚕豆磷吸收、生长性状和根系形态变化的影响,并结合集成推进树算法(ABT)分析小麦和蚕豆根系形态对小麦和蚕豆磷吸收的相对贡献。结果表明,在低磷水平下,与单作小麦相比,小麦||蚕豆间作可以显著促进小麦对磷的吸收;而在正常磷水平下,间作小麦的磷吸收量显著低于单作小麦。在常规磷和低磷水平下,间作均能够显著促进蚕豆对磷的吸收。正常磷水平,间作系统的磷吸收量是小麦和蚕豆单作系统平均磷吸收量的1.04倍;低磷水平,间作系统的磷吸收量是小麦和蚕豆单作系统磷吸收量的1.28倍。种植模式和供磷水平能够显著影响小麦的株高,且有显著的交互作用;间作显著降低蚕豆的株高。ABT分析结果表明,小麦根长、根平均直径主导了小麦根系对磷的吸收,其解释量分别为74.7%和25.3%;蚕豆根长、根平均直径和根表面积共同解释了根系对磷的吸收,其解释量分别为48.0%、35.2%和16.9%。因此,低磷条件下,小麦||蚕豆间作主要通过增加小麦的根长,显著降低小麦根系平均直径,促进小麦对磷的吸收;而间作系统中的蚕豆则通过增加根长促进其对磷的吸收。     

不同养分与水分管理对水稻植株根系形态及其活力的影响

室内盆栽试验研究不同养分与水分管理模式对水稻植株根系形态及其活力的影响结果表明 ,干湿交替模式和控制水分灌溉模式采用厩肥 化肥配施处理水稻植株根系平均活跃吸收面积分别比单施化肥处理高 19.3%和 2 8 2 % ;平均根系活力分别高 2 3.7%和 37.9%。而连续淹水模式则削弱有机与无机肥配施对水稻植株根系形态及其活力的改善效果。厩肥 化肥配施处理可显著提高水稻中后期植株根表磷酸酶活性 ,尤以控制水分灌溉模式采用有机与无机肥配施比单施化肥处理高 4 4 .7%。     

Effect of Foliar Application of Phosphorus on Winter Wheat Grain Yield,Phosphorus Uptake,and Use Efficiency

ABSTRACT

One would expect foliar applied phosphorus (P) to have higher use efficiencies than when applied to the soil, but limited information is available concerning this. Experiments were conducted in 2002, 2003, and 2004 to determine the effect of foliar applications of P on winter wheat grain yields, P uptake, and use efficiency. Twelve treatments containing varying foliar P rates (0, 1, 2, and 4 kg ha^{? 1} in 2002 and 2003 and additional 8, 12, 16, and 20 kg ha^{? 1} in 2004) with and without pre-plant rates of 30 kg ha^{? 1} were evaluated. Foliar applications of P at Feekes 7 generally increased grain yields and P uptake versus no foliar P. Use efficiency was higher when P was applied at Feekes 10.54. Results from this study suggested that low rates of foliar applied P might correct mid-season P deficiency in winter wheat, and that might result in higher P use efficiencies.     

氮水平对桤木属幼苗根系形态及氮累积利用影响

采用温室沙培试验,通过不同浓度氮处理,研究红桤木、喜马拉雅灰桤木、欧洲桤木和灰桤木4种国外引种的桤木属幼苗对不同氮水平的响应差异,分析了氮胁迫对桤木属幼苗根系形态和氮累积利用的影响.结果表明:随着氮水平(N0、N1/2、N1(标准E.G.Bollard营养液)、N2)的增加,各桤木属植物的生物量、氮累积量和根长、根体积、根表面积、须根数等生长参数均呈先增后降的趋势,且在N1/2水平中各参数值最大;细根比例及氮利用效率、氮利用率均呈持续下降趋势.参试的4种桤木中欧洲桤木、红桤木的生物量、氮累积量、根系形态参数均较高,且在N1/2时氮利用率较高,分别为44.57％、40.14％,具有在我国长江中下游地区作为生态防护和短周期工业用材树种推广应用潜力;灰桤木和喜马拉雅灰桤木各生长参数均较低,不宜推广.试验结果也表明尽管桤木属植物具有一定的固氮能力,但在低地力河滩沙地、丘陵等地区集约化经营中仍需采取一定施肥措施.     

不同氮形态对两种基因型水稻根系形态及氮吸收效率的影响

为了探索不同铵硝配比对水稻根系形态和地上部N累积量的影响及其与根系吸N量的关系,以苗期N高效品种桂单4号和N低效品种南光为材料,设置1.0mmol/L NO3--N、0.5mmol/L NH4NO3、1.0mmol/L NH4 -N 3个N处理开展了研究.结果表明:含有NO3--N的处理总根长、总根数和总根表面积均明显高于NH4 -N的处理,且桂单4号和南光两种基因型水稻之间存在差异.两品种均在0.5 mmol/L NH4NO3处理中根系吸N量最高,其次是1.0 mmol/L NH4 -N处理,1.0 mmol/L NO3--N的处理根系吸N量最少.     

不同灌溉处理对旱稻根系生长及水分利用效率的影响

通过对不同灌溉处理下旱稻根系生长及水分利用效率的试验研究,结果表明：早稻根系大部分根干重都集中在地表以下30cm内;不同灌水处理对根量及其分布有着显著不同的影响,灌水量越少,水分胁迫处理下的根系系统在30cm以下分布相对越多,中下层土壤中根系占的百分率越高;其中限量灌溉Ⅱ产量较充分灌溉处理减幅最小,穗粒数减幅也最小,农业水分利用效率最高,根冠比次高,增加了对土壤深层水的利用,减少了灌溉水的投入。在水资源缺乏的北京地区,是一种较为合理的灌溉方式。     

调控措施对滨海盐渍土磷素形态及作物磷素吸收的影响

滨海盐渍化土壤存在磷素有效性低的问题。本试验采用根袋法盆栽试验,共设不施磷肥、常规磷肥、磷肥+生物质炭、磷肥+腐殖酸、磷肥+商品有机肥5个处理,分析不同调控措施对非盐渍土、轻度盐渍土和中度盐渍土有效磷含量、磷素形态以及大麦磷素吸收利用的影响。结果表明:①盐碱障碍降低根区内外土壤有效磷含量,表现为非盐渍土>轻度盐渍土>中度盐渍土。添加生物质炭能显著提高轻度、中度盐渍土根区内外土壤有效磷含量,较常规磷肥对照处理分别提高40.72%、84.80%。②盐碱障碍降低大麦产量,抑制地上部对磷素的吸收,不同调控措施均能促进盐渍土上大麦对磷素的吸收,提高磷肥利用率。轻度盐渍土上不同调控措施的增产效果不显著,中度盐渍土上添加生物质炭处理显著提高大麦产量,较常规磷肥对照处理提高63.20%。③盐碱障碍降低土壤活性无机磷、NaOH-Pi、NaHCO₃-Po、NaOH-Po比例,增加HCl-Pi比例。添加生物质炭处理能显著提高盐渍土活性无机磷比例,提高土壤磷的有效性。添加生物质炭和商品有机肥处理对中度盐渍土上HCl-Pi比例的降低效果优于轻度盐渍土。     

Variation in Yield,Phosphorus Uptake,and Physiological Efficiency of Wheat Genotypes at Adequate and Stress Phosphorus Levels in Soil

Genetic differences among crop genotypes can be exploited for identification of genotypes more suited to a low‐input agricultural system. Twenty wheat (Triticum aestivum L.) genotypes were evaluated for their differential yield response, phosphorus (P) uptake in grain and straw, and P‐use efficiency at the zero‐P control and 52 kg P ha^?1 rates. Substantial and significant differences were obvious among genotypes for both grain and straw yields at stress (8 mg P kg^?1 soil, native soil P, no P addition) and adequate (52 kg P ha^?1) P levels. Genotype 5039 produced maximum grain yield at both P levels. Relative reduction in grain yield due to P‐deficiency stress [i.e., P stress factor (PSF)] ranged between none and 32.4%, indicating differential P requirement of these genotypes. Pasban 90, Pitic 62, Rohtas 90, Punjab 85, and line 4943 did not respond to P application and exhibited high relative yield compared to those at adequate P level. FSD 83 exhibited the best response to P with maximum value for PSF (32.4%). Genotypes were distributed into nine groups on the basis of relationship between grain yield and total P uptake. Rohtas 90 and lines 4072 and 5039 exhibited high grain yield and medium P uptake (HGY‐MP). However, line 5039 with high total index score utilized less P (12.2 kg P ha^?1) than line 4072 and Rohtas 90 (13.5 and 13.6 kg P ha^?1, respectively). Moreover, this genotype also had greater P harvest index (PHI, %) and P physiological efficiency index (PPEI) at stress P level. Pasban 90, Pitic 62, and Pak 81 had the greatest total index score (21), mainly due to high total P uptake, but yielded less grain than lines 5039 and 4072 under low available P conditions. Line 6142 had minimum total index score (15) and also produced minimum grain yield. A wide range of significant differences in PPEI (211 to 365 kg grain kg^?1 P absorbed at stress and 206 to 325 kg grain kg^?1 P absorbed by aboveground plant material at adequate P) indicated differential utilization of absorbed P by these genotypes for grain production at both P levels. It is concluded from the results that wheat genotypes differed considerably in terms of their P requirements for growth and response to P application. The findings suggest that PSF, PHI, and PPEI parameters could be useful to determine P‐deficiency stress tolerance in wheat.     

Differential Phosphorus Uptake and Use Efficiency Among Selected Nitrogen‐Fixing Tree Legumes over Time

Abstract

A study was carried out on three nitrogen (N₂)‐fixing tree legumes, i.e., Gliricidia sepium cv. ILG50, Leucaena leucocephala cv. K28, and Albizia lebbeck to assess their differential phosphorus (P) nutrition capability over time. Dry‐matter (DM) yields, P concentration, P uptake and partitioning in plants, and P use efficiency were estimated at 4, 8, 12, and 16 months after planting (MAP). The trees showed a large interspecific variation both in DM yields and P uptake. Concentration of P ranged from 0.042 to 0.275% and varied both among parts in each tree and among tree species over time. Leaves P concentrations showed a greater reduction with tree age than either stems or roots. Phosphorus uptake correlated significantly with plant DM (r = 0.893–0.946) across tree species, and had a steady increasing pattern up to at least 12 MAP. Over ages, Gliricidia outperformed the other species in P uptake. However, Leucaena was the most efficient user of P followed by Albizia and Gliricidia, in that order. Further, Leucaena revealed an attractive feature for alley cropping in that it stored up to 37% of the P accumulated in its leaves in contrast to only 24.1% for Gliricidia and 19.2% for Albizia. Therefore, the low P supply by trees into alley cropping is in part due to its unbalanced partitioning into stems to the expenses of leaves. The study shows also that P concentration in perennials is lower than it is reported in annual crops.     

温度和砷对不同品种水稻幼苗生长和砷吸收的影响

为明确温度和外源砷对水稻生长发育的影响,选取江苏地区常见的8个水稻品种为试验材料,通过添加不同浓度外源砷[0(As0)、0.5(As0.5) 和1 mg?L-1(As1)]和模拟不同温度[白天/夜晚分别为30 ℃/25 ℃（T0）和35 ℃/30 ℃（T1）],在人工气候箱内进行了发芽和苗期培养试验,并分析了8个品种水稻种子萌发、幼苗生长及砷含量状况。结果表明,外源砷对水稻的芽长和活力指数具有抑制作用,与对照（T0As0）相比,T0As1处理使不同品种水稻的芽长和活力指数分别降低13.69%~43.34%和28.14%~52.88%。 而温度对水稻种子萌发的影响与水稻品种有关。在T1处理下,盐两优1618的发芽率、芽长和活力指数均优于其他品种。温度和外源砷的共同作用显著降低了不同品种水稻的芽长（P<0.05）。与T0As0相比,T1As1使水稻芽长显著降低5.66%~43.34%。水稻根长和根系活力显著受到温度和外源砷的单一因素的影响。与T0As0相比,T0As1处理使水稻根系活力降低3.01%~58.21%。温度和外源砷的共同作用抑制了水稻根长和根系活力,其中T1As1使水稻根系活力显著降低53.80%~89.01%。不同品种水稻的苗高和根系活力在相同温度或外源砷处理下具有显著差异（P<0.05）,其中盐两优888的苗高和根系活力均处于较高水平。水稻茎叶砷含量在外源砷处理下显著增加,在增温处理下却降低。与单一的砷处理相比,温度和外源砷的共同作用降低了水稻茎叶的砷含量。综上可知,温度和外源砷影响水稻的生长及砷吸收,但水稻生长状况具有明显的品种间差异,其中盐两优888和盐两优1618在增温和外源砷共存条件下的种子萌发和生长状况优于其他水稻品种。     

减量施肥对水稻生长及氮素利用率的影响

通过在不同肥力水平土壤上设置不同幅度的氮肥减量试验,研究其对水稻产量及氮肥利用率的影响,为巢湖流域坡岗地区氮肥的减量施用提供依据。结果表明:在巢湖流域坡岗地区中高肥力水平土壤上减少30%的常规施氮量、中低肥力水平土壤减少10%的常规施氮量,虽然单位面积有效穗数下降,但水稻结实率、每穗粒数和千粒重明显增加,不会造成水稻显著减产。两种肥力水平土壤上,氮素收获指数均以常规施氮量处理最低,减量施肥、分期施氮可以促进氮素从茎、叶、根部向谷粒的转移;减量施肥,中高肥力土壤上氮素回收率提高9.99～16.52个百分点,中低肥力水平土壤上提高6.0～12.15个百分点。     

增氧提高蔬菜磷素吸收利用的作用机制研究进展

磷素的吸收利用率低是制约蔬菜生产的重要障碍因子之一,蔬菜根系形态和生理特性的适应性变化是高效利用土壤磷的主要生物学机制。当前磷肥的过量施用导致蔬菜根际环境的恶化,而根际环境对蔬菜的根系形态结构、根系活力和植株生理反应也都会产生反馈影响。本文从氧营养的角度,以根系为核心,综述了国内外提高蔬菜磷素利用率的途径,根系与根际环境互作对蔬菜磷素利用率的响应,并剖析了增氧促进根系生长及改善根际环境提高蔬菜对磷的吸收及利用的生物学机制,从而为提高蔬菜磷肥利用效率、减少蔬菜地磷肥投入量提供理论依据。