玉米、花生根间丝桥对氮传递的研究

应用五室分隔法研究了玉米和花生根间菌丝桥对氮的传递作用，研究表明，供体接种菌根，对花生，玉米的生长均有明显促进作用，且对玉米的促进作用明显大于对花生的促进作用。此外，无论是以玉米为供体，还是以花生为供体，接种后，均能在玉米和花生根间形成菌丝桥，形成的菌丝桥能传递氮，且传递方向是双向的，但由花生传递给玉米的氮量明显由于玉米传递花生的氮量。     

玉米花生间作氮磷营养间作优势分析

以玉米花生单作为对照,主要研究了玉米花生间作对玉米和花生氮磷营养吸收的影响,及玉米花生间作复合群体氮磷营养间作优势。结果表明:玉米花生间作极显著地降低了玉米和花生氮磷营养的吸收量,但间作复合群体却表现出明显的氮磷营养间作优势,其大小分别为N:61.5~85.9kg/hm2和P2O5:36.6~51.6kg/hm2,增施氮肥能提高氮营养间作优势,增施磷肥能提高磷营养间作优势;玉米对花生氮磷营养竞争比率CRmp均大于1,表明花生处于氮磷营养竞争劣势,而间作花生全株氮含量略有降低,磷含量明显升高,证明玉米对花生氮磷营养的竞争并不是间作花生生长的限制因素;增施氮肥可提高间作玉米和间作花生全株氮含量,极显著提高间作玉米氮营养吸收,而间作花生氮营养吸收变化不明显,增施磷肥均明显提高间作玉米和间作花生全株磷含量,极显著提高了间作玉米和间作花生磷营养吸收。     

石灰性土壤上玉米/花生间作对花生根系形态变化和生理反应的影响

应用盆栽试验研究了石灰性土壤上玉米与花生间作对花生铁营养的影响,结果表明,间作显著地改善了花生的铁营养状况。进一步研究发现这种改善作用与间作对花生根系形态和生理活性所产生的影响密切相关。间作不仅增加了花生的侧根数目、侧根长度、根毛数量,而且促使花生表皮形成丰富的转移细胞和根质膜还原Ｆｅ（Ⅲ）能力的提高;同时间作花生根际微生物数量少于单作花生,可能减少了对玉米根系分泌的植物铁载体（ＰＳ）和根表粘液层     

丛枝菌根真菌根外菌丝对紫色土中的氮素利用状况

摘 要：本研究采用修改后的Hawkins and George（1999）的装置,并以中性紫色土壤为基质模拟自然生长环境,研究根外菌丝对土壤中的氮素的利用状况。结果表明：接种Glomus intraradices发挥了较好的菌根效应,相对不接种处理,普遍提高了玉米地上部和根系的氮、磷营养状况;根外菌丝能扩大根系对氮素的吸收范围,扩大的吸收范围应不小于5cm;而根外菌丝利用的氮素形态主要是无机态的氮。     

外源激素对鸡冠花离体培养及试管成花的影响

本文以鸡冠花试管苗去顶芽茎段为试料,探讨了MS培养基中添加5种外源激素（IAA、NAA、6-BA、KT、GA3）对鸡冠花试管成花的生物学效应。结果表明：生长激素IAA与NAA对鸡冠花的生根和成花有促进作用,IAA 0.5 mg/L、NAA 1.0 mg/L时成花率均可达到100%,且以IAA 0.5 mg/L时单株成花数最高;KT对植物的分化和开花有促进作用,1.0 mg/L时开花率达到100%,而6-BA对鸡冠花生根与成花有抑制作用;GA3有利于鸡冠花试管苗花芽诱导形成,当浓度为0.5~1.5 mg/L时,成花率均为100%。鸡冠花试管苗的生根状况对其成花有一定的影响,生根率与成花率、平均单株花数呈极显著正相关。     

设施条件接种丛枝菌根真菌对紫色土上玉米/大豆生长及氮素利用的影响

为了阐明紫色土上接种丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungus,AMF）和不同间作方式对提高间作玉米（Zea mays L.）、大豆（Glycine max L.）的氮素利用和减少土壤氮残留的贡献。本试验在设施盆栽条件下,采用根系分隔模拟装置研究玉米/大豆间作体系中根系不分隔、尼龙网分隔、塑料膜分隔3种方式和不同AMF处理[不接种AMF（NM）、接种Glomus mosseae（GM）]对玉米、大豆植株生长、氮素累积与利用的影响。研究结果表明：接种GM不同程度提高了间作玉米和大豆根系菌根侵染率、株高、植株生物量及氮含量,而显著降低了玉米和大豆种植土壤的碱解氮含量。其中,GM-根系不分隔处理玉米、大豆的菌根侵染率最高。无论是否接种AMF,大豆生物量和植株氮含量均以根系分隔处理显著高于不分隔处理,而玉米生物量和植株氮含量却刚好相反。此外,GM处理条件下,玉米、大豆根际土壤碱解氮含量均以尼龙网分隔和不分隔处理显著低于塑料膜分隔处理。在所有复合处理中,以GM-根系不分隔处理对玉米生长及氮素累积的促进作用最好;GM-尼龙网分隔处理对大豆生长及氮素累积的促进效果最佳,并更能显著降低玉米、大豆根际土壤的碱解氮残留,可望减轻土壤氮流失而降低氮素流失对地表水体的污染风险。     

施氮量和玉米-花生间作模式对氮磷吸收与利用的影响

2004—2005年在山东泰安研究了施氮量与种植方式对玉米和花生产量、生物量、氮磷吸收与利用以及蛋白质产量的影响。结果表明, 与单作相比, 玉米-花生间作显著提高了玉米产量和氮、磷吸收量, 但降低了花生产量和氮吸收量。2行玉米4行花生间作模式(2∶4间作模式)的产量、生物量、蛋白质产量、氮磷吸收量以及氮磷吸收利用效率均高于2行玉米8行花生间作模式(2∶8间作模式); 2∶4间作模式的氮、磷吸收效率均显著高于单作模式, 土地当量比(LER)和蛋白质土地当量比(PLER)均大于1, 土地利用率提高8%~17%, 间作优势明显。与不施氮处理相比, 施氮处理显著提高间作玉米产量, 间作花生增产不显著, 促进玉米-花生间作体系氮、磷积累, 提高了氮、磷吸收总量及磷吸收利用效率, 从而显著提高了间作体系的产量和蛋白质产量, 间作优势却随施氮量的增加而降低。     

花生褐斑病病菌的分离培养及致病性研究

试验采用组织分离法分离花生褐斑病病菌,研究了病菌的培养特性,采用离体叶片接种和整株接种鉴定法对分离病菌的致病性进行了检测,并对感病植株的叶片进行病菌再分离鉴定。结果表明:菌丝生长和产孢适宜温度为15￣30℃,最适为25℃,低于5℃或高于40℃病菌停止生长和产孢;近紫外照射能显著提高病菌的产孢量。两种接种方法均能使叶片和植株感病,由接种感病叶片再分离的病菌符合花生褐斑病的病原特点。因此,本研究获得了致病力强的花生褐斑病致病菌。     

甘蔗/花生间作对土壤微生物和土壤酶活性的影响

为了研究甘蔗/花生间作对土壤微生物和土壤酶活性的影响,采用大田试验的方法,以花生和甘蔗为试验材料,研究了华南地区甘蔗/花生间作对土壤微生物数量、土壤酶活性以及土壤养分状况的影响。结果表明:与甘蔗和花生单作相比,甘蔗/花生间作系统能够显著提高甘蔗和花生根际的土壤细菌、真菌和放线菌数量,改善根际土壤脉酶和磷酸酶活性,不同程度提高整个间作系统作物根际土壤有机质、碱解氮、速效磷以及速效钾的含量,可见,甘蔗/花生间作可以明显地改善两种作物根际土壤微生物数量、酶活性和养分状况。     

施氮量对花生产质量及氮肥利用率的影响

采用大田裂区随机区组设计试验,研究了施氮量对不同品种花生产质量和氮肥利用率的影响,以期为豫南砂姜黑土区花生高产优质和氮肥高效利用提供合理的施氮依据。研究结果表明,随着施氮量的增加,不同花生品种荚果产量均呈增加趋势,施氮量为180 kg/hm2时,豫花23、远杂9102和远杂6的花生产量均最高,分别比不施氮的增产30.45%、25.96%和21.46%;随着施氮量的增加,豫花23花生仁中蛋白质含量和粗脂肪含量均呈抛物线变化趋势,而远杂6和远杂9102花生仁中蛋白质含量呈增加趋势,粗脂肪含量呈降低趋势;除了施氮降低远杂6和远杂9102花生仁中蛋氨酸含量外,施氮均能增加其他花生蛋白质组分的含量;远杂9102的氮利用率最高,为36.7%;豫花23的农学效率和氮肥偏生产力均最大,分别为6.9 kg/kg和36.9 kg/kg。本试验条件下,豫花23、远杂6适宜的施氮量为180kgN/hm2,花生产量分别为5330.36 kg/hm2、5002.98 kg/hm2,远杂9102适宜的施氮量为135 kgN/hm2,花生产量为5199.40 kg/hm2。     

玉米大豆混作系统氮素转移特性的研究

在不同氮水平土壤上用１５Ｎ同位素稀释法对玉米大豆混作系统氮素转移特性进行了研究。结果表明，低氮和高氮土壤上均发生了固氮产物的转移。低氮土壤混作玉米从大豆固氮产物中获得１４．９４％～２６．９６％的氮，在高氮土壤上仅获得２．５６％～２１．１３％的氮；混作大豆固氮率的提高率，低氮土壤为—１０．３６％～—２１．１４％，高氮土壤为２９．１０％～３２．６９％；混作玉米和混作大豆的植株含氮量，在低氮土壤中均比单作降低，而在高氮土壤上则有不同程度的提高。玉米大豆混作系统在低氮土壤上主要消耗土壤速效氮，在高氮土壤上主要消耗土壤全氮。     

小麦/玉米/大豆和小麦/玉米/甘薯套作对土壤氮素含量及氮素转移的影响

为探讨小麦/玉米/大豆套作对氮素营养的种间促进机制, 采用叶片¹⁵N富积标记法研究了小麦/玉米/大豆(A1)和小麦/玉米/甘薯(A2) 2种套作系统中不同施氮水平下的土壤培肥效果和氮素转移规律。结果表明,施氮可以提高小麦、玉米的土壤总氮含量,以施纯氮150~300 kg hm^-2处理最高;大豆较甘薯更有利于保持土壤肥力,施氮0、150、300和450 kg hm^-2水平下种植大豆后的土壤总氮含量比种植大豆前(小麦收获后)高38.6%、20.2%、9.4%和16.7%,而种植甘薯则降低总氮含量3.1%、1.8%、14.0%和3.8%。A1系统中小麦和玉米季土壤中NO₃-N含量低于A2系统,且随施氮量的增加而增加;大豆季土壤中NO₃-N含量高于甘薯季。A1和A2系统均存在¹⁵N的双向转移,¹⁵N转移量随施氮量的增加而降低,且A1的¹⁵N净转移量和转移强度高于A2;A1系统中小麦、玉米和大豆的¹⁵N净转移量比A2系统的¹⁵N净转移量分别高3.3%~12.1%、27.0%~166.2%和26.2%~78.7%。玉米与小麦之间的¹⁵N净转移方向为从玉米向小麦,玉米与大豆之间的¹⁵N净转移方向为从大豆向玉米,玉米与甘薯之间的¹⁵N净转移方向为从玉米向甘薯。     

Nitrogen transfer from a legume tree to the associated grass estimated by the isotopic signature of tree root exudates: A comparison of the N leaf feeding and natural N abundance methods

Nitrogen (N) transfer from legume trees to associated crops is a key factor for the N economy of low-input agroforestry systems. In this work, we presented a new approach to estimate N transfer based on the ¹⁵N content of root exudates and N released by root turnover of the donor plant (Gliricidia sepium) and the temporal change of the ¹⁵N content of the receiver plant (Dichanthium aristatum). The study was carried out in greenhouse using two isotopic methods: ¹⁵N leaf feeding (LF) and the natural ¹⁵N abundance (NA). Measurements of exudate ¹⁵N were made at several dates before and after tree pruning. A time-dependent box model was devised to quantify N transfer in time and to make comparisons between the isotopic methods. In NA, although tree roots and exudates presented a similar ¹⁵N signature before tree pruning, exudates were strongly depleted in ¹⁵N after pruning. In LF, exudates were always depleted in ¹⁵N in relation to tree roots. Hence, the current assumption used in N transfer studies concerning the equal ¹⁵N/¹⁴N distribution in tissues of the donor plant and in its excreted N was not confirmed in our study. Before pruning, N transfer functioned as a two-N-source system (soil N and exudates N) and both isotopic methods provided similar estimates: 11–12% for LF and 10–15% for NA. Calculations performed with the model indicated that N transfer occurred with small or nil fractionation of ¹⁵N in exudates. After pruning, there was a third N source associated with N released from tree root turnover. During this period, the isotopic signature of the receiver plant showed a transient state due to the progressive decrease of ¹⁵N content of that N source. The amount of N derived from the tree represented 65% of the total N content of the grass at the end of the experiments.     

宿主植物对AM真菌生长发育的影响

研究了宿主植物对丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizae,AM)真菌(Glomus mosseae)生长发育的影响。结果表明:温室条件下,4种宿主植物都能与丛枝菌根真菌共生,综合比较菌根长度、根外菌丝量及孢子数3项指标,高粱敖杂1号对真菌的生长发育最为有利。宿主植物菌根长度及根中的可溶性糖质量分数与根外孢子数呈显著正相关,而宿主植物中磷质量分数与菌根真菌的生长发育没有显著的相关性。说明不同宿主植物甚至同种宿主植物不同基因型的品种与丛枝菌根真菌的共生状况不同,宿主植物的菌根长度及根中可溶性糖质量分数对菌根真菌的生长发育有显著影响。     

不同氮磷水平条件下接种AMF对玉米生长的影响

以珍珠岩为培养基质的半液培实验比较研究了不同氮磷水平营养液对接种丛枝菌根真菌玉米的影响。研究表明：菌根真菌侵染率随着外界氮、磷浓度的升高而下降。高浓度或低浓度的外界氮或磷存在时,接种丛枝菌根真菌对植物营养无贡献。在正常的供氮（2mol/L）和供磷（0.1mol/L）条件下,接种处理显著提高了植株生物量、磷含量,但对氮含量影响不大,菌根对玉米磷素营养的改善大于氮素。     

砂姜黑土夏花生氮磷钾吸收与分配特征研究

了解砂姜黑土地区花生养分的吸收特征,根据花生的需肥特点进行合理施肥,从而提高该地区花生产量和肥料利用率,为该地区花生生产合理施肥提供理论依据。通过田间试验,在花生不同生育时期取样分析植株不同器官养分累积量,研究砂姜黑土地区夏花生养分吸收与分配特征。结果表明：(1)随着花生的生长发育,营养器官根、茎、叶中的氮素含量总体呈下降趋势,并在成熟期降到最低值;磷素含量总体呈现平稳的趋势;茎、叶中的钾素含量呈现S型变化,根中钾素含量呈先降后增的趋势。营养器官氮素含量叶片>根>茎;钾素含量茎>叶>根。荚果中氮、磷、钾的含量分别高于根、茎、叶中氮、磷、钾的含量。(2)花生植株氮、磷、钾的累积吸收量随着生育期的推进和生物量的不断增加而逐渐增加,收获期吸收量达到最大值,氮: 磷: 钾的吸收比例为1.00：(0.20～0.32)：(0.47～0.95)。(3)氮、磷、钾在砂姜黑土夏花生各器官中的分配比例,苗期均以茎叶为主,根的分配量相对较少;结荚期开始主要以荚果为主,根、茎、叶中的养分累积量逐渐减少,并向荚果中转移;成熟期荚果中的氮、磷、钾累积量达到最大值,氮素累积量占整株的93.50%、磷素为89.16%、钾素为69.30%,氮、磷、钾在根、茎、叶和荚果中的分配比例分别为0.47%:4.05%:1.98%:93.50%、0.66%:8.32%:1.87%:89.16%和1.32%:24.04%:5.26%:69.39%。综上,结荚至饱果期是花生养分吸收的高峰期生产上应根据花生不同生育时期的需肥特性,合理安排施肥,确保满足生长后期的养分需求,以增加产量。     

丛枝菌根真菌对植物氮素吸收作用的研究进展

氮素是植物生长发育的必需元素,同时也是植物体内众多化合物的重要组成元素,对植物生长发育有着重要的意义。丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizas fungi, AMF)可以与80%的陆生维管植物形成互利的丛枝菌根共生结构,丛枝菌根真菌一方面通过寄主植物获得碳源,另一方面根外菌丝的存在增加了氮素的吸收范围,有效增强了土壤—丛枝菌根—植物三者之间氮素的交流,提高了植物对外界胁迫的适应能力,并且促进了生态系统中的氮循环。因此,以丛枝菌根共生体作为传输媒介,探索其在整个共生系统间氮素的吸收、转运及代谢机制成为生态学以及农业生产中的热点。本文从菌丝氮代谢、氮素的吸收形态以及共生体对氮素转运、交换三个方面,对丛枝菌根共生体氮素吸收循环机制的研究进展进行了一个系统的阐述,揭示了丛枝菌根氮素的利用特点及其在氮素循环中的重要作用,并提出了关于丛枝菌根共生体氮循环中的一些需要深入研究的科学问题。     

农杆菌介导的玉米合子基因转化

本研究建立了农杆菌介导的玉米合子转化方法。用农杆菌介导合子转化方法,以含有bar基因的标准双元载体PTF102和含有bar基因和双价抗虫基因Cry1A（a）或Cry1A（c）、PTA（半夏凝集素）的载体p3300-Bt-pta转化玉米自交系吉8902、丹340、吉4112、吉853、铁7922及PA91,直接从受体植株得到转化种子,用除草剂PPT筛选和PCR鉴定,获得转基因植株及后代。实验分析了2002年、2003年和2004年的3批转化操作的结实率、转化率及转基因的遗传情况：经农杆菌侵染的雌穗平均结实率为39％,合子转化频率达1％以上,转基因可以遗传下去。农杆菌介导玉米合子转化方法可以重复获得成功,表明我们成功建立起一个新的不依赖组织培养的玉米转基因技术体系。     

虎榛子愈伤组织对土生空团菌菌丝生长的影响

新研究表明植物不能形成菌根的障碍是缺失一种植物形成菌根的信号物质,这种信号物质可以诱导菌根真菌菌丝的生长和分枝,为下一步研究植物与外生菌根真菌互作的生化机制和互作过程中的信号传导途径提供理论基础,建立虎榛子愈伤组织与其外生菌根菌的共培养体系,在纯培养条件下采用干重法,测定虎榛子愈伤组织、愈伤组织匀浆液和愈伤组织分泌物对两株土生空团菌[Cenococcum geophilum Fr. (Cg)]菌株生长的影响。结果表明,供试Cg菌株与宿主的愈伤组织共同培养可以明显地促进菌丝的萌发和生长,而愈伤组织匀浆液和愈伤组织分泌物也可促进菌丝体早期生长,其中共培养法培养促生作用最强,尤为突出,两菌株单菌落的生物量分别达到63.5 mg和45.2 mg。初步研究表明,虎榛子愈伤组织与菌根菌共培养可以明显促进菌丝生长,证明虎榛子愈伤组织细胞在生长的过程中会分泌一类生化物质对外生菌根真菌菌丝的生长有促进作用,但究竟有哪些物质在起作用,是进一步研究的内容。