不同铵钾比对高铵下拟南芥地上部和根系生长的影响

钾在缓解植物铵毒害的过程中起着重要的作用。本文研究了高铵(30 mmol/L)条件下,不同铵钾比(7.5︰1和150︰1)对拟南芥(Col-0)主根、侧根以及地上部生长的影响。结果表明:30 mmol/L NH4+条件下,高铵钾比(150)处理显著加重了拟南芥铵毒害现象,地上部和根系生长所受的抑制作用更为明显并导致更严重的氧化胁迫。相比低铵钾比水平,在高铵处理下,高铵钾比使得拟南芥主根伸长量降低57.4%,侧根数量减少33.3%,而地上部鲜重减轻69.9%。DAB(3,3￠-二氨基联苯胺,3,3￠-diaminobenzidine)叶片染色结果表明,不加铵处理下,外源不同钾水平(0.2和4.0 mmol/L)对拟南芥叶片的氧化胁迫作用没有显著差异;而高铵处理下,相比低铵钾比处理,高铵钾比显著增加了叶片中过氧化氢的含量,加重了其氧化胁迫。伊文思蓝(Evans blue,EB)染色结果表明,不加铵处理下,外源不同钾水平对拟南芥地上部和根部的膜透性没有显著差异,而高铵处理下,高铵钾比显著增强了拟南芥地上部和根部的膜透性,表明其对细胞的伤害程度加重。可见,高铵抑制拟南芥根系和地上部生长,高铵钾比则会加重这种抑制,其原因除了高浓度钾能减少植物对铵的吸收外,可能与高铵钾比条件加剧了植物的氧化胁迫有关。因此,适宜的铵钾比在植物应对铵毒害的过程中发挥重要作用。     

不同生态型拟南芥耐铵毒害差异的生理机制

【目的】 利用拟南芥生态型群体研究拟南芥耐铵毒害的生理机制,为挖掘耐铵基因提供生理基础及理论指导。 【方法】 共收集了95份生态型拟南芥材料,采用水培实验方法,将拟南芥幼苗移栽后在正常培养液(2 mmol/L NO₃–-N处理)中培养8天,然后转移至含有1 mmol/L (NH₄)₂SO₄的营养液(2 mmol/L NH₄+-N处理)中培养8天,收获后,测定植株全氮量、地上部游离铵含量,以及谷氨酰胺合成酶 (GS) 活性;培养3天后取样,采用RT-PCR技术分析根部主要的铵态氮转运蛋白基因AMT1;1和AMT1;2的表达水平;拟南芥幼苗移栽后在正常培养液中培养8天,转移至丰度为5%的1 mmol/L (15NH₄)₂SO₄中培养,分别处理3 h、6 h和24 h取样,用于同位素分析。 【结果】 2 mmol/L铵态氮处理下拟南芥群体地上部的生长被显著抑制,并且大量游离铵离子累积于地上部,铵态氮下拟南芥群体体内铵含量是对照硝态氮下的1.5倍以上,其中Si-0生态型在铵态氮下铵含量为19.17 μmol/g, FW,是对照的20倍。在硝态氮培养条件下,内源铵的含量与拟南芥地上部生长呈显著负相关,铵态氮培养条件下,地上部生长与铵含量同样呈较高的负相关性,因此内源铵含量少的生态型拟南芥在铵态氮下亦耐铵,所以本研究以拟南芥群体组织内铵含量为主因子,筛选出耐铵拟南芥生态型Or-1、Ta-0,HSM和铵敏感拟南芥生态型Rak-2、Lpv-18、Hi-0,结果表明铵敏感生态型在硝态氮下铵含量是耐铵生态型的1.7倍至10倍。耐铵拟南芥生态型铵转运蛋白基因AMT1;1和AMT1;2的表达水平较铵敏感拟南芥高,植株全氮和地上部15N标记试验结果表明,耐铵拟南芥铵态氮吸收速率高于敏感型。并且耐铵拟南芥生态型在两种氮形态下其谷氨酰胺合成酶 (GS) 活性均显著高于铵敏感生态型,在硝态氮培养条件下GS活性是铵敏感生态型的1.1～1.8倍,在铵态氮培养条件下是1.2～1.6倍,说明耐铵拟南芥生态型的铵同化能力强于敏感型。 【结论】 耐铵生态型拟南芥是通过更高的谷氨酰胺合成酶 (GS) 活性将大量的游离铵同化以减少植株体内游离铵含量,从而减轻植株铵毒害;而不是通过减少铵态氮的吸收。      

成都平原几种水稻土的固定态铵及其有效性

研究了成都平原几种代表性水稻土的固定态铵含量，生物有效性及表土的固铵能力。各土壤的固定态铵含量和固铵能力因母质而异，发育于紫色土沉积物的水稻土固铵能力最高，发育行岷江冲积物的土壤次之，二者固定态铵含量均较高，发育于黄壤残积物质的土壤固定态铵含量和固铵能力均最低。     

三种典型土壤固定态铵及其释放研究初探

通过探究三种典型土壤(黑土、潮棕壤、红壤)的固铵潜力,及其达到最大固铵量后的释放状况,比较了三种土壤固定态铵库在土壤养分管理中的重要性。结果表明:随着氮加入量(NH4Cl)的增大,黑土和潮棕壤的固定态铵含量随之提升,当NH4Cl加入量(以N量计)达到3000mg kg~(-1)时,黑土和潮棕壤达到最大固铵量,此时两种土壤分别新固定铵140.2和162.0 mg kg~(-1);然而,红壤的固定态铵含量不随加氮量的增加而提高。在连续振荡淋洗实验中,黑土新固定铵的释放率为14.8%,潮棕壤新固定铵的释放率为29.9%,红壤的固定态铵含量没有明显变化。综上,不同土壤对加入铵的固定能力不同,潮棕壤固铵能力高于黑土,且更易释放出来供植物吸收利用,该过程对农业生产具有重要意义;而红壤几乎不固定加入的铵,且原固定态铵也较难释放出来,故在此类土壤上氮素的保存与供给应更依赖于生物过程。三种土壤固定态铵库在氮素养分管理中的重要性为:潮棕壤黑土红壤。     

中国某些红黄壤中吸收性铵的解吸作用

1.土壤的吸收性铵可分为两部分,一部分易在蒸汽蒸馏情况迅速解吸。称之为“易解吸性铵”;另一部分则只能在强碱性条件下被蒸馏出来,称为“非解吸性铵”。2.对于红黄壤,“易解吸性铵”可能是R_2O_3引起的一种物理性吸附,其吸附量随介质的pH 值的增高而迅速增大。高岭土和斑脱土的“易解吸性铵”量很低,且与介质pH值无关。所有试样的“非解吸性铵”均与介质pH 无关。3.“易解吸性铵”中有29—45%可以在干燥器(放CaCl_2)中因脱水而损失。4.红壤的“易解吸性铵”量,与电解质浓度(低于0.1N 时)的关系,完全服从Freun-dlich 方程式。其“非解吸性铵”则与浓度无关。5.铵质土的pH 与“易解吸性铵”含量具有一定关系,它可表示为:pH=αD+b;其中D 为“易解吸性铵”的每百克土壤中毫当量数;α为常数,在本试验中对于红壤标本其值为0.88,b 相当于“易解吸性铵”数值为零时铵质土的pH 值。6.用於洗涤的酒精浓度的变化,对于斑脱土的吸收性铵的总量不起影响,但对于土壤试样,则随酒精浓度的降低而减少其吸收性铵的总量,而其减少的部分,几乎全为“易解吸性铵”。     

我国热带亚热带地区土壤中的固定态铵

本文研究了我国热带、亚热带地区发育于不同母质上的土壤的固定态铵含量及其固铵能力,并通过盆栽试验研究了红壤和砖红壤的固定态铵对小麦的有效性。结果表明:各土壤的固定态铵含量均较低,一般在70PPm以下;土壤的固铵能力随土壤的粘土矿物类型而异,其中以蛭石为主的土壤为最高;红壤的固定态铵可以部分地为小麦所利用,而砖红壤的固定态铵则基本不能为小麦所吸收。     

不同粒级土粒固定态铵的初步研究

通过对土 同粒级土粒固定态铵含量及其固铵，释铵数量的测定，得到如下结果：粘土矿物种类对土固定态铵的影响比粘粒含量更为重要；土壤中，粘粒所含固定态铵数量最大，粉粒也含有相当数量的固定态铵；粘粒，粉粒和砂粒都具有释放其固定态铵的能力。     

太湖地区主要土壤中的固定态铵及其有效性

测定了太湖地区主要土壤中固定态铵的储量和表土的固铵能力,并通过盆栽试验研究了它们的有效性。土壤的固定态铵含量和表土的固铵能力因母质而异,长江冲积物发育的土壤最高,次为黄土状物质的,第四纪红色粘土的最低。各土壤0—20厘米土层中的固定态铵总量平均占全氮总量的18.5%,0—100厘米土体中占34%。各土壤“固有的”固定态铵的有效性差异较大,视土层等的不同,在0—13%间。“新固定”的来自肥料或土壤有机质矿化释出的铵则很高,一般均能被当季作物完全吸收利用。渍水条件并不能提高固定态铵的有效性。讨论了铵的固定作用在土壤氮素肥力中的意义;指出,由于铵的固定作用和不同土壤的固铵能力各异,常用的淹水培育法所得到的土壤氮素矿化量值不但一般偏低,而且难于进行相互比较。     

我国土壤中的固定态铵

叙述了全国除高山土带和亚高山土带外各土带土壤中固定态铵的绝对含量和相对含量以及各主要土壤的固铵能力,讨论了固定态铵的来源、影响固定态铵含量和土壤固铵能力的因素。以及铵的固定和释放在土壤氮素内循环中的意义。以土带为单位,各土带中,黄棕壤带内的土壤的固定态铵含量较高,为２５７ｍｇ／ｋｇ,砖红壤带内的土壤最低,仅为４８ｍｇ／ｋｇ。耕地土壤０～２０ｃｍ土体中,固定态铵的储量全国平均约为全氮储量的１５％。各     

氮肥施用对土壤固定态铵有效性和剖面变化特征的影响

农田生态系统中肥料氮素施用通过改变土壤中"原有的"固定态铵和肥料来源"新"固定态铵的动态,从而影响固定态铵的有效性以及其剖面变化特征。固定态铵相对含量在垂直剖面的大小顺序为10~20 cm0~10 cm40~60 cm20~40 cm,在多年淋溶渗透作用下,土壤中黏粒和氮素养分不断向下迁移,从而随着深度增加固定态铵含量升高。在连年施肥的条件下,土壤中固定态铵的含量和碱解氮之间呈极显著正相关关系(r=0.756,p0.01),而且肥料来源部分的相关性显著高于土壤中"原有的"固定态铵。固定态铵含量与植株中氮含量呈显著负相关(r=-0.525,p0.05),同时肥料氮素在固定态铵中的残留与植株中15N含量呈显著负相关(r=-0.526,p0.05),表明固定态铵可以通过长期的固定-释放过程持续为植物供给有效氮源。肥料来源固定态铵的有效性高于土壤中原有部分。连年施肥条件下,固定态铵对作物氮素利用的调节作用十分显著。     

无活菌素铵电极的制造及其应用

土壤溶液和生物试样中铵的原位、原态测定具有重要的实际意义。用电极法测铵可采用铵玻璃电极、氨气敏电极和铵离子电极。铵玻璃电极的选择性较差,氨气敏电极因试样需要碱化而要破坏待测体系,故都不适于土壤的原位测量。铵离子电极抗钠、锂、钙等离子干扰的性能较好,它的制备虽有报导,但应用不多^[1-3]。     

不同铵硝比对菠菜生长、安全和营养品质的影响

通过水培试验,研究了等氮条件下5种不同铵硝比对菠菜生长和品质的影响。结果表明:(1)从铵硝比100∶0到0∶100,菠菜地上部鲜重不断增加,铵硝比为0∶100时,菠菜的鲜重达最大值;但铵硝比25∶75和0∶100两个处理菠菜的干物重没有显著差异(p<0.05)。(2)随着铵硝比的降低,菠菜茎叶中硝酸盐、亚硝酸盐的含量均表现为线性增加;菠菜茎叶中可溶性草酸的含量和营养液中铵硝比之间呈现出二次曲线相关,在铵硝比为25∶75时,菠菜茎叶中草酸含量最低。适当增施铵态氮有利于降低菠菜硝酸盐、亚硝酸盐及草酸的含量。(3)增铵可以提高菠菜Vc含量,铵硝比为50∶50的处理菠菜Vc含量最高;随着铵硝比的下降,菠菜茎叶中可溶性糖的含量逐渐降低,而粗蛋白的含量则以铵硝比25∶75处理最高。     

高铵胁迫对拟南芥幼苗侧根生长的影响及机制探索

本研究探讨了高铵对拟南芥幼苗侧根的影响特征及相关机制。结果表明,根部高铵明显地抑制拟南芥侧根生长,主要是降低侧根长度而非减少侧根数量。外源铵代谢抑制剂MSO不能缓解这种抑制效应,说明该效应可能并非N代谢产生的整体效应。对主根或侧根的不同区段进行局部供铵处理,发现根部高铵抑制侧根长是通过侧根根尖特异性介导的一种局部的直接抑制效应。同时,局部高铵对异侧非高铵区的二级侧根长度有显著的促进作用。突变体分析表明,生长素运输突变体aux1-7和eir1-1以及乙烯不敏感突变体ein2-1和etr1-3的侧根生长对高铵抑制效应均没有抗性,说明根部高铵抑制侧根生长的效应可能不是通过影响生长素运输和乙烯调控途径起作用的。     

同铵硝比对菠菜生长、安全和营养品质的影响

通过水培试验,研究了等氮条件下5种不同铵硝比对菠菜生长和品质的影响.结果表明：（1）从铵硝比100∶0到0∶100,菠菜地上部鲜重不断增加,铵硝比为0∶100时,菠菜的鲜重达最大值;但铵硝比25∶75和0∶100两个处理菠菜的干物重没有显著差异（p＜0.05）.（2）随着铵硝比的降低,菠菜茎叶中硝酸盐、亚硝酸盐的含量均表现为线性增加;菠菜茎叶中可溶性草酸的含量和营养液中铵硝比之间呈现出二次曲线相关,在铵硝比为25∶75时,菠菜茎叶中草酸含量最低.适当增施铵态氮有利于降低菠菜硝酸盐、亚硝酸盐及草酸的含量.（3）增铵可以提高菠菜Vc含量,铵硝比为50∶50的处理菠菜Vc含量最高;随着铵硝比的下降,菠菜茎叶中可溶性糖的含量逐渐降低,而粗蛋白的含量则以铵硝比25∶75处理最高.     

高铵胁迫对拟南芥根系向重性的影响及机制初探

向重性是决定植物根系构型的主要因素之一,对根系锚定及水分养分吸收具有重要影响.铵显著影响拟南芥根构型,尽管高铵抑制主根伸长和侧根数,然而铵对主根生长方向的研究却少有报道.本文以拟南芥为材料,利用室内培养基模拟试验,研究了高铵胁迫对根系向重性生长的影响,发现高铵胁迫不仅抑制植物生长,还影响主根的生长方向.0～30h动态观测结果表明:10 mmol/L (NH4)2SO4对根系的向重性反应仅表现为延缓效应,而30 mmol/L(NH4)2SO4则显著减弱主根的向重性弯曲.降低基本培养基养分浓度后,铵对主根向重性反应的抑制效应可发生在较低的NH4+浓度.外源添加Ca2+可部分恢复铵对主根伸长的抑制效应,却不能缓解铵对主根向重性反应的影响.不同部位分开供铵,结果显示铵对拟南芥主根向重性的影响主要是根部铵效应.上述结果表明,铵对主根向重性的影响机制部分独立于其对主根伸长的影响,也不是由于Ca2+缺乏引起的,而有可能与根部高铵诱导的根尖其他生理活动过程改变有关.     

几种稻田土壤对铵的矿物固定的动力学与热力学研究

本文采用振荡平衡法研究了紫泥田、河沙泥、灰泥田及红黄泥4种稻田土壤对铵的矿物固定的动力学及热力学特性。结果表明,供试土壤对添加铵的矿物固定速度很快,随着固铵量增多,固铵速度下降,反应后24小时固定基本上达到平衡,不因土壤种类而异。数学拟合结果表明,以一级动力学方程和E lovich方程描述供试土壤对铵的矿物固定资料最优,抛物扩散方程也能较满意地描述实验结果,以零级方程的拟合效果最差。供试土壤对铵的矿物固定的热力学资料均能用一元Langmu ir吸附等温式、Freund lich吸附等温式和Temk in吸附等温式拟合,拟合结果均达极显著水平,但以一元Langmu ir吸附等温式的拟合结果最优,由一元Langmu ir吸附等温式可以求得土壤对铵的矿物固定的热力学平衡常数、最大固铵量以及固铵过程中的自由能变△G°。供试土壤固铵过程的自由能变△G°均为负值,说明供试土壤对铵的矿物固定为一自发过程,4种土壤固铵强度依次为紫泥田>河沙泥>灰泥田>红黄泥。     

植物吸收铵态氮的分子生物学基础

植物对铵离子的吸收和铵离子在细胞间的转运是铵转运蛋白介导的需能主动运输过程。植物铵转运蛋白位于细胞膜上,含有101～1个跨膜域,分子量约为48.kD。研究表明,植物体内的铵转运蛋白由小基因家族成员编码,在表达特性上不同成员具有时空特异性。植物体内铵转运蛋白在功能、生化特性和转录调节水平上存在差异。在不同氮素水平下,铵转运蛋白基因通过转录和翻译调控,对于保持植株的适宜氮素供应以及氮胁迫条件下维持植物细胞中氮素的内稳态具有重要作用。     

棕壤对施入肥料氮的矿物固定及其动态研究

应用１５Ｎ示踪技术研究了棕壤长期定位试验１４年后的,不同施肥处理土壤对施入肥料铵的矿物固定及其动态。结果表明,施入肥料铵的固定率在２６４％～４１０％。施钾肥能促进铵的矿物固定,而施用有机肥则减少肥料铵的矿物固定。土壤矿物对施入肥料铵的固定与释放主要受土壤交换性铵水平控制。在小麦生长期间新固定的肥料铵基本上释放出来。不同时期土壤固定１５ＮＨ＋４的释放量与小麦吸收１５Ｎ量之间存在明显的正相关关系（ｒ＝０．８７１,ｎ＝２０）。     

植物中铵转运蛋白的研究进展

铵转运蛋白在众多生物中被克隆与鉴定，它是一种广泛存在于微生物、植物细胞及动物的细胞膜上主动转运铵离子的载体，分子量约为48kD，含有10-11个跨膜域。本文阐述了植物铵转运蛋白分离鉴定的过程，对于铵转运蛋白的结构、功能、基因表达调控等方面作了较详细叙述。不同氮素条件下，铵转运蛋白基因通过转录调控表现了对铵离子吸收转运的不同特点，使植物根系在较宽的浓度范围中吸收铵离子，为细胞内铵离子库的内稳态提供了理论依据。铵转运蛋白有助于作物更有效的吸收氮素，为农业生产粮食增收提供了有利保障。     

稻秆对硫铵氮去向和水稻生长的影响

盆栽试验以混合肥料的碳氮比值为指标基施等量硫铵(15N)和不等量稻秆,在同一盆内连续植稻三季,研究稻秆对15N硫铵氮素的去向和水稻生产的影响,以及被固定氮的残效。结果表明,稻秆显著地抑制硫铵的肥效及延缓水稻生长和发育的作用仅发生于植稻的第一季,并和混合肥料的碳氮比有关。对二、三季水稻氮的贡献很小,但高碳氮比处理能回收较多的硫铵氮素并取得较大的水稻反应。植稻三季后,硫铵混合和不混合稻秆处理的水稻生物产量间及稻穗中硫铵氮素的总和间(不含最高稻秆用量处理),均没有显著差异。 硫铵氮素的固定作用在第一季作物表现十分明显。残留土壤中的硫铵氮素颇为稳定,在连续植稻过程中不易释放出来被水稻吸收,尤其是在第三季。硫铵氮素的损失主要发生于植稻的第一和笫二季,稻秆对其固定具有防止硫铵氮素损失的作用。