盐胁迫下氮素形态对油菜和水稻幼苗离子运输和分布的影响

【目的】土壤盐碱化是制约农作物产量的主要因素之一,盐胁迫影响养分运输和分布,造成植物营养失衡,导致作物发育迟缓,植株矮小,严重威胁着我国的粮食生产。在必需营养元素中,氮素是需求量最大的元素,NO-3和NH+4是植物吸收氮素的两种离子形态。植物对盐胁迫的响应受到不同形态氮素的调控,研究不同形态氮素营养下植物的耐盐机制对提高植物耐盐性及产量具有重要的意义。【方法】本文以喜硝植物油菜(Brassica napus L.)和喜铵植物水稻(Oryza sativa L.)为试验材料,采用室内营养液培养方法,研究了NO-3和NH+4对Na Cl胁迫下油菜及水稻苗期生长状况、对Na+运输和积累的影响,以对照与盐胁迫植株生物量之差与Na+积累量之差的比值,评估Na+对植株的伤害程度。【结果】1)在非盐胁迫条件下,硝态氮营养显著促进油菜和水稻根系的生长;盐胁迫条件下,油菜和水稻生物量均显著受到抑制,Na Cl对供应铵态氮营养植株的抑制更为显著。2)盐胁迫条件下,两种供氮形态下,油菜和水稻植株Na+含量均显著增加,硝态氮营养油菜叶柄Na+显著高于铵态氮营养,叶柄Na+含量/叶片Na+含量大于铵营养油菜,硝态氮营养水稻根系Na+含量显著低于铵营养,地上部则相反。3)铵营养油菜和水稻Na+伤害度显著高于硝营养植株。4)盐胁迫条件下,硝态氮营养油菜地上部和水稻根系K+含量均显著高于铵态氮营养。5)盐胁迫条件下,硝营养油菜和水稻木质部Na+浓度,韧皮部Na+和K+浓度及水稻木质部K+浓度均高于铵营养植株。【结论】与铵营养相比,硝营养油菜和水稻具有更好的耐盐性。硝态氮处理油菜叶柄Na+显著高于铵态氮处理,能够截留Na+向叶片运输。同时,供应硝态氮营养更有利于油菜和水稻吸收K+,有助于维持植物体内离子平衡。盐胁迫下,硝营养油菜和水稻木质部Na+浓度,韧皮部Na+和K+浓度及水稻木质部K+浓度均高于铵营养植株,表明硝态氮营养油菜和水稻木质部-韧皮部对离子有较好的调控能力,是其耐盐性高于铵营养的原因之一。     

外源K~+、Ca~(2+)和Mg~(2+)对3个玉米自交系萌发期和幼苗期耐盐性的影响

为了研究盐胁迫条件下营养元素K+、Ca2+和Mg2+对不同自交系玉米耐盐性影响的差异,探讨玉米耐盐胁迫的生理机制,以玉米耐盐自交系81162和8723及盐敏感自交系P138为材料,在盐胁迫条件下(180mmol/L NaCl),提高溶液中Ca2+和Mg2+的含量,比较营养元素K+、Ca2+和Mg2+浓度的变化对不同基因型玉米萌发期和幼苗期耐盐性的影响。结果表明,盐胁迫条件下提高溶液中Ca2+和Mg2+的含量,可显著降低萌发期和幼苗期植株体内Na+含量和Na+/K+、Na+/Ca2+、Na+/Mg2+比,各项萌发指标、生长和生理生化指标都得到明显改善,明显减轻盐胁迫的危害,增强玉米耐盐胁迫能力,且Ca2+处理的效果优于Mg2+处理;提高溶液中K+含量的效果远远小于Ca2+和Mg2+处理,K+对玉米耐盐性的影响相对不明显,不能显著降低植株体内Na+含量和Na+/K+、Na+/Ca2+、Na+/Mg2+比,这也是K+处理对玉米耐盐性影响相对不明显的内在原因。盐胁迫条件下,耐盐自交系(81162和8723)与盐敏感自交系(P138)相比,植株体内有较低的Na+含量和Na+/K+、Na+/Ca2+、Na+/Mg2+比,有较高的K+含量,这些都是耐盐自交系耐盐胁迫能力高于盐敏感自交系的内在原因。因此,K+、Ca2+和Mg2+在植株体内的含量及其与Na+的比值变化都会影响玉米萌发期和幼苗期耐盐性;适当提高玉米生长环境的Ca2+和Mg2+浓度可以明显增强植株耐盐胁迫能力,营养元素Ca2+的效果比Mg2+明显;而K+对玉米耐盐性的影响相对不明显。     

外源 GSH 对 NaCl 胁迫下番茄幼苗叶片及根系离子微域分布的影响

【目的】盐胁迫是限制新疆番茄生长的重要障碍因子之一,而外源喷施谷胱甘肽 (GSH) 是解决这一问题的有效措施。探讨外源 GSH 缓解番茄盐胁迫的效应和作用机制,可为该措施的有效应用提供理论依据。 【方法】采用营养液栽培法,选用番茄品种‘中蔬四号’为试材。在营养液中加入 NaCl 100 mg/L,使其产生盐胁迫,以不加 NaCl 作为对照 (CK),试验处理包括不喷施 GSH (NaCl)、喷施 GSH (+ GSH)、喷施 GSH 合成酶抑制剂 (+ BSO) 以及喷施 GSH 和 BSO (+ BSO + GSH)。测定番茄幼苗叶片和根系中与耐盐性相关的 K+、Ca2+、Mg2+、Na+ 和 Cl– 的离子微域分布状态和平衡。 【结果】NaCl 胁迫下番茄叶片和根系所有组织细胞中 Na+ 和 Cl– 相对含量显著提高,K+ 相对含量和 K+/Na+、Ca2+/Na+、K+/Cl– 比值降低,说明 NaCl 胁迫使细胞中 Na+ 和 Cl– 有害离子积累及胞内离子稳态严重破坏;外源 BSO 施用进一步加剧了 NaCl 胁迫下番茄叶片和根系细胞的 K+/Na+ 失衡。而外源 GSH 施用抑制了 NaCl 胁迫下番茄叶片和根系对 Na+ 的吸收,降低了 Cl– 的相对含量,提高了 K+/Na+、Ca2+/Na+、K+/Cl– 比值。外源 GSH 亦使 NaCl+BSO 胁迫下番茄叶片各组织及根系中皮层、内皮层和中柱的 Na+ 未检出,根系和叶片各组织中 Cl– 相对含量显著降低,K+ 和 Ca2+ 相对含量及 K+/Na+、Ca2+/Na+、K+/Cl–、Ca2+/Cl– 比值显著提高。 【结论】外源 GSH 通过抑制盐胁迫下番茄叶片和根系对 Na+ 的吸收,降低 Cl– 吸收,改善细胞中离子的微域分布和维持离子平衡, 从而缓解了盐胁迫对番茄的毒害作用,提高了番茄的耐盐性。     

大麦盐害及耐盐机理的研究进展

大麦是禾谷作物中较为耐盐的粮食作物。然而在盐胁迫环境下,Na+能把膜系统中的其他离子置换下来,使细胞过多地吸收Na+和Cl-,从而导致细胞膜系统受损、DNA降解、植物营养亏缺、生理干旱以及细胞死亡等伤害。大麦自身在受到盐分胁迫下,耐盐机制有:离子的选择性吸收、拒盐排盐性、渗透调节物质的合成以及离子在植株体内的运输交换。进行大麦耐盐性选择时,萌发力、耐盐指数、Na+/K+和渗透调节物质的合成能力,都是比较重要的选择标准。基于大麦较好的耐盐性,可通过遗传育种改良、化学控制、耕作等措施和途径提高大麦的耐盐抗盐能力,减轻盐害,提高大麦产量和品质。     

γ-氨基丁酸对番茄嫁接苗耐盐性的生理调控效应

[目的]γ-氨基丁酸(GABA)可增强作物品质和抗逆性,但其效果是否受植株根系耐盐性的影响尚不明确。因此,研究添加外源GABA对不同耐盐性番茄嫁接苗的生理调节机制及生长的影响,为小分子氨基酸在蔬菜生产中的应用提供理论依据。[方法]以耐盐性较强的砧用番茄‘OZ-006’为砧木、对盐分较敏感的‘中杂9号’为接穗形成的嫁接苗(RS)为材料,以‘中杂9号’自嫁接苗(SS)为对照材料,进行无土营养液栽培试验。以Hoagland营养液为基础,以调节NaCl浓度至175 mmol/L形成的盐胁迫条件作为对照(CK),在CK基础上设置添加5 mmol/L GABA处理(+G)。从处理后3天起,测定了幼苗生长、Na⁺积累、氨基酸含量及活性氧代谢指标。[结果]随着NaCl胁迫时间的延长,SS和RS幼苗均显著受到盐胁迫伤害,但RS幼苗盐害指数及Na+含量显著低于SS幼苗,其生长速率、叶绿素含量及氨基酸含量显著高于SS幼苗,其O2·-和MDA含量显著低于SS幼苗,表现为耐盐性显著高于SS幼苗。添加外源GABA后,SS和RS幼苗的鲜重、生长速率、叶绿素及氨基酸(GABA、谷氨酸和脯氨酸)含量、抗氧化酶(SOD、POD和CAT)活性均显著提高,根系和叶片内Na+含量、O2·-产生速率及MDA含量均显著降低,且SS幼苗耐盐性提高的效果大于RS幼苗。[结论]盐胁迫显著影响番茄幼苗的生长,尤其对耐盐性弱的品种生长抑制更加显著。γ-氨基丁酸(GABA)可有效提高番茄嫁接苗的耐盐性,主要原因在于GABA为幼苗提供了氮素营养,促进了盐胁迫下植物的生长和叶绿素的合成,同时GABA诱导细胞内多种氨基酸含量上升,叶片渗透调节能力增强,从而抑制了Na⁺过量积累,缓解了细胞内活性氧积累带来的膜伤害。此外,GABA添加对耐盐性弱的番茄嫁接苗耐盐性的提升效果比对耐盐性强的番茄嫁接苗更加明显。因此,在盐胁迫条件下,施用外源小分子氨基酸(如GABA)可能是提高作物耐盐能力的有效措施。     

NaCl胁迫下温室内两个砧木的生理响应机制

为了探明NaCl胁迫下不同砧木耐盐性差异的生理机制,采用水培,研究了温室栽培条件下2个耐盐性不同的砧木(黑籽南瓜和超丰8848瓠瓜)在盐胁迫下的生长量、根系活力、离子含量和酶活性的变化.结果表明,盐胁迫下,2个砧木的地上部和根干质量、根系活力、Ca2 和Mg2 的含量及K /Na 比值均显著降低,叶片中Na 的含量虽然显著增加,但叶中Na 的含量显著低于根茎;超丰8848瓠瓜的SOD、POD活性、MDA含量均无显著变化,而黑籽南瓜的SOD、POD活性显著增强,MDA含量显著增加.低盐胁迫下Na 主要集中在根茎部,高盐胁迫下Na 主要集中在茎部.通过根茎阻止Na 向叶片运输,是2个砧木耐盐的主要生理机制.超丰8848瓠瓜较黑籽南瓜耐盐性强的生理机制在于其在盐胁迫下具有更高的根系活力.     

外源多元醇对盐胁迫下甜瓜幼苗生长和离子平衡的影响

为了探讨外源甘露醇和山梨醇对盐胁迫下甜瓜幼苗生长和离子平衡的影响,以甜瓜‘桂蜜12号’为试验材料,以Hoagland 营养液为培养液进行沙培(CK0),采用100 mmol/L NaCl模拟盐胁迫(CK1),然后添加不同浓度的甘露醇和山梨醇,观察不同处理的甜瓜幼苗生长情况和离子平衡变化。结果表明,在100 mmol/L NaCl盐胁迫(CK1)下,与对照(CK0)相比,甜瓜幼苗根系鲜质量、干质量、根总长度、根表面积以及根体积显著下降,K+/Na+、Ca2+/Na+、Mg2+/Na+显著降低。添加0.4 mmol/L的甘露醇,可显著增加甜瓜幼苗茎叶部Ca2+、Mg2+含量,而不增加Na+含量,不降低K+含量;显著提高Mg2+/Na+,而Ca2+/Na+及K+/Na+则与CK1持平。添加0.4 mmol/L的山梨醇显著提高地上部鲜重、幼苗根长、根表面积和根体积,显著降低盐胁迫甜瓜幼苗的Na+含量,提高Ca2+、Mg2+含量,显著提高Mg2+/Na+、K+/Na+、Ca2+/Na+。上述结果表明,适宜浓度的山梨醇和甘露醇可以缓解盐胁迫对甜瓜幼苗的伤害。在试验条件下,缓解盐胁迫对甜瓜幼苗根系及离子平衡影响的最适处理是添加0.4 mmol/L的山梨醇。     

钠钾比对盐胁迫下盛花期长春花离子分布和光合作用的影响

盐分胁迫对植物造成伤害主要是因为离子本身的毒害及盐离子所致的渗透效应和营养效应。Na+和Cl-的过量积累是引起离子毒害的主要原因。盐胁迫下非盐生植物体内Na+积累的同时,常伴随着K+含量的下降[1]。     

基于离子稳态的野生与栽培番茄及其杂交F1的耐盐性差异

以野生番茄-醋栗番茄D4-101(Solanum pimpinellifolium)(WT)、自交系番茄栽培种7818D(S.esculentum)(CT)及二者杂交产生的F1代品系为材料,探讨50、100及200 mmol L-1Na Cl胁迫处理对番茄生物量和离子吸收分配的影响。结果表明:盐胁迫下,植株干重的降幅由大到小依次是:CTWTF1。随着盐胁迫程度加大,三个品种(系)Na+含量均增高,而K+含量显著降低。盐胁迫处理下三个品种(系)的K+/Na+比均显著降低,而品种间降幅差异不大。盐胁迫强度的增加显著提高三个品种(系)根的K+、Na+的选择性比率(SK,Na),其增幅由大到小依次是:WTF1CT。在茎部,盐胁迫则显著降低了三个品种(系)的SK,Na,但是盐处理之间WT茎的变化甚小,而随着盐分强度的上升,CT茎SK,Na的降幅显著高于F1的。盐胁迫下三个品种(系)叶片的SK,Na均增加,但是随着盐度的增加,WT叶的SK,Na逐渐下降,而CT和F1的SK,Na逐渐上升,且F1的SK,Na上升显著高于CT的。综上所述,F1植株在维持离子稳态方面接近于野生亲本,尤其是叶片,导致F1不仅长势好,而且还具有较亲本更好的耐盐性。     

盐胁迫下柚实生苗生长、矿质营养及离子吸收特性研究

以坪山柚为材料,对盐胁迫下实生苗生长、矿质营养及离子吸收特性进行了研究。结果表明,沙培30d,80～200mmol/L盐胁迫,随盐浓度提高,坪山柚实生苗株高、叶面积、地上部干重和根部干重明显降低。溶液培养8d,坪山柚实生苗地上部及根Na+、Cl-含量随盐浓度的增加而增加,根及地上部K+、Ca2+、Mg2+以及P和Mn含量下降,Fe、Zn、Cu含量的变化因器官而异。其中,地上部Fe含量对盐胁迫敏感,可作为柚耐盐性鉴定指标。40mmol/L盐胁迫,坪山柚地上部K+/Na+、Ca2+/Na+、Mg2+/Na+值均显著下降,且Mg2+/Na+值+/Na+值>1;浓度≥160mmol/L盐胁迫,K+/Na+值+吸收、运转效率比Cl-高。     

硅促进盐胁迫下黄瓜NHX1基因表达及Na+在液泡中的区隔化效应

  【目的】   硅可提高植物的耐盐性，但不同植物中硅提高耐盐性的机理并不相同。探究硅对盐胁迫下黄瓜幼苗的氧化损伤、Na+积累和激素水平的影响，以阐明硅提高黄瓜耐盐性的机制。   【方法】   以基因型为Mch-4的黄瓜幼苗为试材，进行水培试验。营养液中NaCl的胁迫浓度为65 mmol/L，施硅水平为Na₂SiO₃·9H₂O 0.3 mmol/L。在处理10天后，测定黄瓜幼苗生物量、Na+含量与分配、Na+转运相关基因表达水平及激素含量。   【结果】   施硅可改善盐胁迫下黄瓜幼苗的生长，减轻植株的氧化损伤。硅对盐胁迫下黄瓜根系和叶片Na+含量无明显影响，可显著降低根和叶中质膜Na+/H+反向转运蛋白基因SOS1的表达量，对高亲和力钾转运蛋白基因HKT1的表达均影响不大，但促进了液泡膜Na+/H+反向转运蛋白基因NHX1的表达。对盐胁迫下黄瓜叶片Na+的亚细胞定位发现，硅处理使叶绿体中Na+含量下降，而液泡中Na+含量升高。硅处理提高了盐胁迫植株根和叶片中赤霉素、生长素和细胞分裂素的水平。   【结论】   施硅可提高液泡膜Na+/H+反向转运蛋白基因NHX1的表达，将Na+区隔化于液泡中，进而降低叶绿体中的Na+含量，缓解盐胁迫下黄瓜幼苗的氧化损伤；硅还诱导产生了较多的赤霉素、生长素和细胞分裂素，其调控Na+积累和黄瓜幼苗的氧化损伤的机理还需进一步研究。     

聚磷酸磷肥不同基追比对石灰性土壤上滴灌盆栽棉花生长的影响

  【目的】  研究了3种聚磷酸磷肥不同施用技术对石灰性土壤滴灌棉花生长和磷肥利用率的影响,为石灰性土壤上聚磷酸磷肥在滴灌棉花的合理施用提供理论支撑。  【方法】  以棉花为供试材料进行了滴灌盆栽试验。用聚合度为2.3、1.8的聚磷酸铵和聚合度为3.0的聚磷酸钾分别与常规磷酸二铵混合,得到3种含聚磷酸的掺混磷肥,依次表示为APP1、APP2和KTPP,掺混磷肥中3%的P₂O₅来自聚磷酸磷肥。在施磷量均为P₂O₅ 0.2 g/kg土壤前提下,每个掺混磷肥设基追比7∶3 (F_7∶3),1∶1 (F_1∶1)和3∶7 (F_3∶7) 3个处理,同时设置不施磷肥对照(CK),共10个处理。棉花出苗后110 天收获,测定植株地上部与地下部生物量和含磷量,同时分别测定0—8和8—16 cm土层土壤有效磷含量。  【结果】  3种供试聚磷酸磷肥在0—8 cm土层土壤有效磷含量均以F_7∶3处理显著低于F_1∶1和F_3∶7处理,8—16 cm土层土壤有效磷含量3个施用比例处理间无显著性差异。在F_7∶3处理下,0—8 cm土层土壤有效磷含量以KTPP处理显著高于APP1和APP2。在F_1∶1和F_3∶7处理下,0—8和8—16 cm土层土壤有效磷含量均为KTPP和APP1显著高于APP2。F_1∶1处理棉花地上部、地下部生物量均高于F_7∶3和F_3∶7处理。F_1∶1处理棉花结铃数最高,F_3∶7处理最低。F_1∶1处理下,KTPP和APP1棉花结铃数无显著差异,但均显著高于APP2。F_7∶3和F_1∶1处理棉花地上部吸磷量和磷肥利用效率均显著高于F_3∶7处理。在F_1∶1和F_3∶7基追比处理下,棉花地上部吸磷量和磷肥利用效率均表现为KTPP显著高于APP2,而APP1处于两者间。  【结论】  3种不同聚磷酸磷肥在石灰性土壤上对棉花的肥效表现为聚磷酸钾最优,其次为聚合度为2.3的聚磷酸铵,聚合度为1.8的聚磷酸铵效果略差。3种聚磷酸磷肥均以基追比1∶1施用棉花生物量积累和棉花磷肥利用率的效果最好。     

施磷水平与冬小麦产量和土壤有效磷含量的关系

  【目的】  研究施磷水平对冬小麦分蘖成穗、产量、磷素吸收利用的影响及其与土壤有效磷含量的关系,明确维持冬小麦持续高产的最佳土壤有效磷含量及施磷量,为冬小麦高效磷肥管理提供理论依据。  【方法】  于2018—2021年在河南科技大学农场进行了连续3年小麦田间试验,试验设P₂O₅ 0、90、180和270 kg/hm2 4个磷水平,分别记为P₀、P₉₀、P₁₈₀、P₂₇₀处理,研究了施磷水平对冬小麦分蘖成穗率、干物质积累与分配、产量、磷素吸收与分配及利用效率的影响,并分析了施磷水平、土壤有效磷含量与产量之间的关系。  【结果】  (1)随着施磷水平的提高,冬小麦单位面积最大分蘖数、有效分蘖数和干物质积累量处理间均呈P₂₇₀>P₁₈₀>P₉₀>P₀,而穗粒数、干物质向籽粒中分配率和产量呈先增加后降低的趋势;P₁₈₀处理的冬小麦产量高达9.8?10.2 t/hm2,比P₉₀处理高17.3%～18.2% (P<0.05),与P₂₇₀处理相比高出4.2%～11.5%,但差异不显著;(2)随着施磷水平的提高,冬小麦茎、叶、颖壳及穗轴和籽粒的磷含量处理间多呈P₂₇₀>P₁₈₀>P₉₀>P₀;籽粒磷积累量呈先增加后降低的趋势,P₁₈₀水平下籽粒磷积累量最高,为57.0～61.1 g/m2;与P₉₀相比,P₁₈₀处理显著 (P<0.05) 提高了籽粒磷积累量,提高幅度为27.7%～39.0%;冬小麦磷偏生产力和磷农学利用效率均随着施磷水平的提高呈降低的趋势,与P₉₀相比,P₁₈₀、P₂₇₀水平下冬小麦磷偏生产力和农学利用效率分别降低了40.0%～41.1%和35.3%～36.1%、62.1%～64.7%和58.6%～62.8%,且均达到显著水平(P<0.05);(3)土壤有效磷含量与施磷水平呈线性相关,小麦产量与施磷水平和土壤有效磷含量的关系可用一元二次方程拟合。年施P₂O₅ 194.2～197.4 kg/hm2时最佳土壤有效磷含量25.5～25.8 mg/kg,产量最高为9752～10349 kg/hm2。  【结论】  适宜的施磷量可显著增加冬小麦的有效分蘖数和成穗数,提高茎、叶、颖壳及穗轴的干物质和磷素积累量及向籽粒的转移,增加冬小麦单位面积穗数、穗粒数、千粒重和产量。在供试区域,获得冬小麦最高产量的施P₂O₅ 量为194.2～197.4 kg/hm2,土壤有效磷含量为25.5～25.8 mg/kg。     

铵态氮和硝态氮调节盐胁迫豌豆幼苗生长和根系呼吸的作用

【目的】 土壤盐渍化在干旱和半干旱灌溉区是制约农业生产的非生物因素之一,合理的调控措施可以减轻盐渍化对植物的危害,本文探讨了氮源调节豆科植物盐胁迫的生理生态机制。 【方法】 采用砂培试验,以3个豌豆品种 (银豌1号、S5001-1和Ha) 为供试材料,设定三个盐分浓度(0、50、100 mmol/L),分别供应铵态氮和硝态氮4 mmol/L,每个品种均设六个处理。培养29天后对豌豆幼苗生物量、根系生长参数、根系呼吸及植株盐分离子含量进行测定。 【结果】 1) 三个盐分浓度相比,50 mmol/L NaCl处理下的3个豌豆品种幼苗的地上生物量和根系生长指标(根干重、根长和根表面积)显著高于0和100 mmol/L NaCl处理,且硝态氮处理显著高于铵态氮;2) 与无NaCl处理相比,3个豌豆品种植株含水量在100 mmol/L NaCl处理下明显降低,且硝态氮处理的显著低于铵态氮处理;3)豌豆根系呼吸速率均随着盐分浓度的增加和培养时间的延长总体呈降低趋势。3个豌豆品种根系呼吸速率对硝态氮和铵态氮的反应不同,相同盐分水平下,银豌1号铵态氮处理的高于硝态氮,Ha品种则相反,而S5001-1品种在两种氮源间差异不大。在50 mmol/L NaCl胁迫下,豌豆品种S5001-1与Ha硝态氮处理的根系呼吸累积量明显高于铵态氮,而银豌1号则相反;100 mmol/L NaCl胁迫下,豌豆品种Ha硝态氮处理的根系呼吸累积量显著高于铵态氮,其他两个品种在不同氮源处理间无差异。相同盐分胁迫水平下,银碗1号铵态氮处理的根系呼吸累积量明显高于品种S5001-1和Ha,而硝态氮处理下,品种Ha的根系呼吸累积量最高。4) 3个豌豆品种幼苗地上部Na+和Cl–含量均随盐浓度的增加而增加,而不同氮源对Na+在豌豆体内累积的影响因豌豆品种而异。 【结论】 在中度盐分胁迫下,施氮肥可缓解盐分胁迫对豌豆幼苗生长的影响,硝态氮缓解能力高于铵态氮,但在重度盐分胁迫下,盐胁迫是影响植物生长和离子吸收的主导因子,氮源调节作用变弱。尽管不同豌豆品种的根系呼吸对NH₄+-N与NO₃–-N的反应不同,但NO₃–-N缓解盐胁迫的效果总体上好于NH₄+-N。      

低温胁迫下磷肥施用量对油橄榄生长发育的影响

  【目的】  探究自然低温胁迫下磷肥施用量对油橄榄幼苗生长发育的影响，旨在确定低温条件下增强油橄榄幼苗抗寒性及促进其生长发育的最适磷肥施用量，为油橄榄苗期养分管理提供科学依据。  【方法】  本试验选用我国油橄榄主栽品种‘鄂植8号’为试验材料，所用磷肥为磷酸二氢钠 (NaH₂PO₄·2H₂O)，6个处理的每株幼苗P₂O₅施用量分别设为0、15、30、45、60和75 g，记作P0、P15、P30、P45、P60 和 P75；低温胁迫是在自然条件下，取样时间为2018年9月16日、11月15日和12月30日上午9:00左右，取样当日与前两日平均气温分别为17.6℃、3.1℃和–5.3℃，采集样品为植株叶片、根系，分析油橄榄幼苗叶片冻害指数、渗透调节物质含量、膜伤害指标、抗氧化酶活性、叶绿素含量、磷含量及根系活力、根系形态和生物量积累。  【结果】  在低温环境 (3.1℃、–5.3℃) 下，增施适量磷肥可降低油橄榄叶片冻害指数，增加叶片中脯氨酸 (Pro)、可溶性蛋白 (SP)、可溶性糖 (SS)、叶绿素和磷含量，增强叶片抗氧化酶活性，降低叶片膜透性、超氧阴离子产生速率和丙二醛 (MDA) 含量，增强根系活力。在3.1℃条件下，P45处理油橄榄叶片超氧化物歧化酶 (SOD)、过氧化氢酶 (CAT) 与抗坏血酸过氧化物酶 (APX) 活性较P0分别增加了104.75%、95.02%和100.01%；叶绿素含量和磷含量较P0分别增长了114.83%和33.66%。在低温条件下，油橄榄幼苗根系和地上部生长均受到抑制，P45处理的油橄榄总根长、根表面积、根体积和根尖数较P0处理增加了42.60%、28.79%、55.50%和25.01%，各磷肥处理下根系平均直径间差异不显著；株高、根干重、地上部干重较P0处理分别增加了48.48%、80.27%和34.51%。  【结论】  低温抑制油橄榄幼苗生长发育，而适量增施磷肥可有效提高油橄榄的生理活性，进而缓解低温对油橄榄幼苗的损伤，增强了植株的抗寒性。低温胁迫条件下，每株施用45 g磷肥 (P₂O₅)的效果最佳。     

不同基因型棉花根系对局部供磷的响应特征

【目的】 养分异质性存在于自然土壤或农田土壤,探讨不同基因型棉花根系对异质性养分的响应,对提高棉花磷利用效率具有重要意义。 【方法】 本试验在土培条件下,设磷均质供应和磷局部供应两种供磷方式,根箱自上而下分为三层 (上层0—20 cm、中层20—40 cm、下层40—60 cm)。磷均质供应方式下根箱每一层的磷肥用量均为P₂O₅ 100 mg/kg,磷局部供应方式下磷肥用量为P₂O₅ 300 mg/kg,全部集中施在中层 (20—40 cm),上下两层均不施磷,两种供磷方式下氮钾肥均按N 150 mg/kg和K₂O 5 mg/kg均匀加入至根箱各层 (施钾量按75 kg/hm2计算),利用根箱分层研究2种基因型棉花根系对局部供磷 (20—40 cm) 响应的差异。 【结果】 局部供磷能显著改变棉花的根系形态,磷低效基因型‘新陆早13号’和磷高效基因型‘新陆早19号’总根长、根系表面积、根系总体积、比根长、中层细根长度分别增加了38.0%、41.9%、97.6%、27.3%、35.9%和34.5%、21.7%、39.0%、22.5%、42.8%。棉花对局部供磷的响应存在基因型差异,磷高效基因型‘新陆早19号’的总根长、根系表面积、根系总体积、比根长、中层细根长度均显著高于磷低效基因型‘新陆早13号’,分别是磷低效基因型‘新陆早13号’的1.23、1.31、1.73、1.07、1.30倍。主成分分析表明,棉花根系的可塑性主要受养分供应方式影响,而根系的基本构架主要受基因型控制。偏最小二乘回归分析表明,总根长、中层 (20—40 cm) 细根 (0—0.4 mm) 长度、根系表面积和根系总体积的VIP值超过1,对地上磷吸收起着明显重要的作用,其中中层 (20—40 cm) 细根 (0—0.4 mm) 长度10%的增加量可以引起地上部磷吸收2.33%的增加,即中层 (20—40 cm) 细根 (0—0.4 mm) 长度对植株磷吸收的贡献最大。 【结论】 在局部供磷区,磷高效基因型棉花具有更高的环境适应能力。对于高效和低效基因型,都应采取局部供磷的方式,优化根系分布和生长,提高棉花获取异质性磷养分的能力,以发挥棉花的最大生物学潜力,提高养分利用率,减少肥料用量,保护生态环境。      

持绿和早衰花生品种根系形态、叶片生理及产量对叶面喷施磷肥的响应

  【目的】  叶面喷施磷肥是土壤施磷的重要补充，作物品种、喷施浓度等因素都会影响磷的喷施效果。比较不同花生品种喷施磷肥后根系形态、叶片酶活性、养分吸收特性及产量的差异，可加深对品种特性与叶面喷磷效果关系的理解。  【方法】  在温室大棚内进行沙培盆栽试验，采用两因素试验设计，以持绿型品种花育39和早衰型品种花育20为材料，设置P₂O₅ 0 (对照)、0.1% (P_0.1) 和0.2% (P_0.2) 3个叶面喷磷水平，以磷酸二氢钾作为叶面磷源，于初花后第5和15天各喷施1次。结荚初期 (播种后70天) 和成熟期 (播种后110天) 分别取新鲜叶片 (主茎倒三叶) 测定丙二醛 (MDA) 含量及抗氧化酶活性，取根系鲜样测定根系形态指标，将整株花生分为营养体 (根、茎和叶)、果针和荚果三部分烘干后测定干物质重及氮、磷含量。  【结果】  结荚初期，与对照相比，P_0.1处理显著提高了两品种根长、根体积、根表面积，提高叶片超氧化物歧化酶 (SOD)、过氧化物酶 (POD) 及过氧化氢酶 (CAT) 活性，降低了MDA含量；P_0.2处理植株各指标增幅小于P_0.1处理，多数与对照差异不显著。成熟期，持绿型品种两喷磷处理 (P_0.1和P_0.2) 各指标增幅较小，多数与对照差异不显著；叶面喷磷降低了早衰型品种根系长度、表面积和体积，增加了叶片膜脂过氧化程度，加速了植株衰老，其中P_0.2对根系和叶片的负面影响大于P_0.1处理。喷施叶面磷肥提高了两品种不同器官及整株的氮、磷积累量，持绿型品种P_0.2处理荚果中元素积累量高于P_0.1处理，而早衰型品种则表现出相反趋势。叶面喷磷提高了两品种各器官干重及荚果产量，其中持绿型品种P_0.2处理整株干重低于P_0.1处理，荚果产量高于P_0.1处理，虽然早衰型品种P_0.2处理的营养体干重高于P_0.1处理，但其果针干重和荚果产量均低于P_0.1处理。  【结论】  叶面喷磷对两个品种结荚初期根系发育及叶片生理活性均有促进作用，0.1% P₂O₅的效果好于0.2% P₂O₅。成熟期，持绿型品种根系和叶片对叶面磷肥的反应不敏感，但与P_0.1相比，P_0.2处理荚果中氮、磷元素累积量及荚果产量增幅更大，因此，该品种适宜的叶面喷施磷肥浓度为0.2% P₂O₅。喷施0.2% P₂O₅磷肥显著降低了早衰型品种成熟期根系形态指标和叶片生理活性，一定程度上抵消了叶面喷施磷肥对该品种结荚初期的积极作用，导致P_0.2处理植株氮、磷积累量及荚果产量的增幅小于P_0.1处理。因此，早衰型品种更适合的浓度为0.1% P₂O₅。     

不同氮素形态对干旱胁迫杉木幼苗养分吸收及分配的影响

【目的】干旱胁迫是限制植物生长的重要非生物因素之一,而适宜的氮素营养可以提高植物的抗旱性。本文探讨了供应不同形态氮源对干旱条件下杉木[Cunninghamia lanceolata (Lamb.) Hook]幼苗养分吸收及分配的影响。【方法】采用水培试验,供试杉木材料为2个无性系幼苗(7–14号和8–8号),在营养液中添加10%(w/v)PEG-6000进行干旱胁迫。营养液中的氮源处理包括硝态氮、铵态氮、硝铵混合氮,氮素浓度均为4.571mmol/L,每个品种均设6个处理。培养20天后,测定了杉木幼苗根、茎、叶的养分含量及生物量。【结果】与正常水分供应相比较,干旱胁迫条件下供应铵态氮可促进叶片N、K以及茎叶P、K的吸收,供应混合氮可促进根部K的吸收;供应铵态氮可促进根、茎对Ca的吸收,对叶片Ca无明显作用。干旱胁迫对根部Fe、Mn、Cu、Zn吸收量影响显著,氮素供应不同程度地降低了干旱胁迫下各器官Mg、Fe、Mn和Cu吸收量,表现为抑制吸收,但添加铵态氮比硝态氮的降低幅度小。3个氮源处理均降低了干旱条件下根部Zn吸收量,但没有降低甚至增加了茎、叶中Zn的吸收量,说明氮营养可调节Zn在各器官间的分配,缓解干旱导致的缺锌现象。不同器官之间各养分吸收量差异显著,3个氮源处理中,N和P吸收量表现为叶>根>茎,K和Ca为叶>茎>根,Fe、Cu为根>叶>茎,Mg、Mn和Zn在各器官之间的分配规律不一。铵态氮吸收量均表现为叶>根>茎,且各器官铵态氮吸收量显著高于硝态氮,说明杉木具有明显的喜铵特性。【结论】在干旱胁迫下,氮素供应形态显著影响杉木幼苗对养分的吸收及在各器官中的分配,作用效果因家系品种和元素种类而异。总体来讲,铵态氮提高干旱胁迫下杉木幼苗养分吸收的效果好于硝态氮,杉木可以认为是喜铵植物。     

甜菜M14品系与二倍体栽培甜菜耐盐性的比较研究

【目的】甜菜属于耐盐碱作物,通过比较两个优质甜菜材料的耐盐性,为甜菜育种提供科学依据。【方法】本试验以甜菜M14品系(18+1条染色体)和来自同一亲本分离得到的二倍体栽培甜菜(18条染色体)为试验材料,在正常和200 mmol/L NaCl胁迫条件下进行水培试验。在处理0、1、3、5、7天后,采集幼苗样品,测定株高、根长,分析K^+、Na^+、丙二醛(MDA)和甜菜碱含量,测定主要抗氧化物酶基因(SOD、CAT、APX、GR)和甜菜碱合成基因(CMO、BADH)的转录水平及以上6个基因编码酶活性。【结果】1)正常条件下,两个甜菜材料的株高和根长均无明显差异;200 mmol/L NaCl胁迫条件下,M14品系的株高和根长均优于二倍体。2)正常条件下,M14品系与二倍体的根吸收K^+和Na^+的能力相似,代谢过程中产生甜菜碱的量相当;200 mmol/L NaCl胁迫条件下,两个甜菜材料根中的K^+、Na^+含量差异不显著,而M14品系根中的甜菜碱含量高于二倍体。3)正常条件下,两个甜菜材料根中的SOD、CAT、APX、GR、CMO和BADH基因转录水平差异均不显著;200 mmol/L NaCl胁迫条件下,M14品系根中的SOD和GR基因转录水平均在第1天时高于二倍体,CAT、APX、CMO和BADH基因转录水平在第3~5天显著高于二倍体。4)正常条件下,两个甜菜材料根中SOD、CAT、APX、GR、CMO和BADH活性差异不显著;200 mmol/L NaCl胁迫条件下,M14品系根中各酶活性均显著高于二倍体。【结论】在200 mmol/L NaCl胁迫条件下,甜菜M14品系根部的甜菜碱含量较高,抗氧化物酶基因转录水平及酶活性均显著高于二倍体,表现出更高的耐盐性。     

施磷量与小麦产量的关系及其对土壤、气候因素的响应

【目的】分析在有效磷含量不同的土壤中磷肥施用量对小麦籽粒产量的影响,探明在保证小麦高产的前提下,不同有效磷含量土壤中施磷量与小麦籽粒产量之间的关系,为小麦生产中合理施用磷肥、改善农田生态环境提供理论依据。【方法】本研究根据1990—2017年间已公开发表的有关中国磷肥田间试验的文献,建立土壤有效磷、施磷量和小麦籽粒产量的数据库。采用数据整合分析方法(Meta-analysis),研究在3个土壤有效磷梯度(< 10、10～20、> 20 mg/kg)下,不同施磷(P₂O₅)量(< 60、60～90、90～120、120～150、> 150 kg/hm2)对小麦籽粒产量的影响,分析施磷量与小麦籽粒产量之间的关系及其对环境因素的响应。【结果】1)除在有效磷 > 20 mg/kg的土壤上施用P₂O₅ > 90 kg/hm2的高量磷肥外,在其它有效磷含量土壤上施用磷肥对小麦籽粒产量的提高均具有正影响。具体表现为:在有效磷 < 10 mg/kg的土壤上,小麦籽粒产量随施磷量的升高而呈直线上升趋势,其中施P₂O₅ > 150 kg/hm2的磷肥对小麦的增产作用最强(36.6%);在有效磷含量为10～20 mg/kg的土壤上,90～120 kg/hm2的P₂O₅施用量对小麦的增产作用最强(25.8%);在有效磷含量 > 20 mg/kg的土壤上,小麦籽粒产量与施磷量的关系符合米歇里西方程,即小麦籽粒产量随施磷量先增加后达到平衡,且磷肥施用对小麦的有效增产作用相对较弱(< 8%)。2)在不同的环境因素下磷肥施用对小麦籽粒产量的提高均为正影响。具体表现为:在不同的气候类型条件下,亚热带季风气候条件下施用磷肥对小麦籽粒产量的提高幅度为19.4%,高于亚热带季风气候区(10.7%);在不同土壤类型条件下,黑垆土中磷肥施用对小麦籽粒产量的提高幅度为34.4%,显著高于黄棕壤(10.3%)、棕壤(9.2%)和褐土(15.6%);在不同小麦种植区中,春小麦区中磷肥施用对小麦籽粒产量的提升幅度为32.9%,显著高于北方冬小麦区(13.9%)和南冬小麦区(10.8%)。【结论】在试验前初始有效磷含量不同的土壤中,磷肥施用量对小麦籽粒产量的影响程度不尽相同,其中在亚热带季风气候、黑垆土、春小麦区条件下施磷的增产作用较强。因此,在小麦生产过程中施用磷肥时应充分考虑当地的土壤有效磷含量,适量施肥,减少磷素浪费,保护农业生态环境。