红壤施用不同有机酸解铝毒效果的比较

以黑麦草为供试植物，进行了施用柠檬酸和草酸解除红壤铝毒的生物盆试验。结果表明，施用包膜有机酸比非包膜有机酸具有更好的解铝毒效果，其效果随施用浓度的增加而显提高，且包膜柠檬酸比包膜草酸的效果更佳。     

低分子有机酸离子对降低土壤铝毒的作用

对低分子有机酸离子在降解土壤铝毒中的作用进行研究的结果表明，许多低分子有机酸离子可以对铝进行络合，使铝的活性降低，从而削弱铝毒。几种低分子有机酸离子削弱土壤铝毒的能力大小为：草酸〉乙酸〉柠檬酸。在玉米的贫栽试验中，土壤中施信柠檬酸盐，可以显著地降低土壤高活性铝的含量促进玉米生长，从百起到很好的改良结果。     

几种禾本科作物对铝的敏感性或耐性

通过调查几种禾本科作物根的伸长，根尖的铝含量、铝诱导其根系有机酸的分泌，探讨作物耐铝（铝敏感）性及作物对铝毒害的抵御机理。结果表明，水稻、黑麦是耐铝的作物，而大麦、小麦（Scout 66)是对铝敏感的作物，玉米和高梁对铝敏感性较小麦弱。小麦和玉米品种间对铝的敏感性差异显著，而高梁对铝的敏感性品种间差异性较小。铝能够诱导水稻、黑麦和耐铝的玉米及小麦品种的根系分泌柠檬酸和/或苹果酸。这表明铝诱导有机酸的分泌是它们抵御铝毒害的机理。     

在铝胁迫下黑麦根系分泌的柠檬酸和苹果酸的解毒机制的研究

在我国普遍种植的黑麦(冬牧70),在铝胁迫下其根系能分泌柠檬酸-苹果酸复合有机酸。为了揭示在铝胁迫下黑麦根系分泌的复合有机酸(柠檬酸-苹果酸)的解毒机理,研究了上述复合有机酸对铝胁迫下小麦幼根细胞膜透性、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、H -ATPase活性和根伸长的影响。结果显示,复合有机酸使小麦幼根电解质渗漏率下降,根尖过氧化物酶、过氧化氢酶、H -ATPase活性提高,幼根伸长量增加,并且复合有机酸的效果随其浓度(25~200μm ol/L)的增加而增强。在50或100μm ol/L苹果酸的基础上,柠檬酸与苹果酸比值(C¨M)从1¨2增加到1¨1,复合有机酸的解毒效果更显著;而在相同柠檬酸浓度下,苹果酸浓度增加一倍对小麦铝毒害无显著影响。可以推断,在铝胁迫环境下,黑麦根系分泌的柠檬酸-苹果酸复合有机酸可以维持细胞膜结构的完整性,减轻自由基伤害和铝对根生长的毒害,并且复合有机酸中柠檬酸的作用强于苹果酸。铝胁迫下根系分泌复合有机酸是黑麦抵御铝毒害的有效机制。     

猪粪对红壤铝毒的缓解效应

利用盆栽实验研究了施用猪粪和石灰对红壤铝毒的缓解效应。结果表明 ,在对照土壤 (pH 4.2)上生长的小麦遭受铝毒害明显 ,出苗后 36d全部枯死 ,施用石灰和猪粪能不同程度地缓解铝毒害。施用猪粪和石灰都可以提高土壤pH ,降低交换性铝含量。与单施石灰相比 ,石灰猪粪混施可以提高土壤 pH ,降低交换性铝含量 ,增加小麦叶绿素含量、光合速率和地上部干物重。与单施猪粪相比 ,石灰猪粪混施使小麦地上部K、Mg和P含量减少。     

持续六年施用不同磷肥对稻田土壤磷库的影响

以草甸棕壤稻田为研究对象,采用磷素分级方法研究持续6年施用不同磷肥对稻田土壤磷库组成及磷有效性的影响,明确最有效培肥稻田土壤的磷肥品种。结果表明,持续6年施用不同磷肥土壤无机态磷占土壤磷库的65.64%~81.30%,有机态磷占土壤磷库的18.70%~34.36%;施用不同磷肥均可增加土壤无机磷含量,其中施用磷酸二铵、重钙、过磷酸钙等常规无机磷肥土壤有机磷含量显著增加。施用包膜或含有机酸磷肥的土壤有机磷含量显著低于施用常规无机磷肥土壤。施用包膜或含有机酸磷肥可显著提高磷有效性,施用包膜重钙效果最好。含有机酸磷肥尽管能活化磷素,但也会导致养分流失。施用包膜或含有机酸磷肥是提高土壤磷素库容的有效措施。     

有机肥缓解小麦铝毒效果的研究

以交换性Al为1.83［1／3Al3+］cmol／kg的淋溶型水田砂质土（低Al毒）和交换性Al为6.05［1／3Al3+］cmol／kg的黄筋泥（红壤,高Al毒）为供试土壤,研究了有机肥对缓解小麦铝毒的效果。盆栽试验（均有充足N、P、K基肥）结果表明,小麦（扬表5号）在这两种土壤上均发生Al毒。在前一种土壤上生育不良,减产约一半左右,后一种土壤上几近绝收。施用生产中常量猪厩肥（约22.5／hm2）,与施用石灰比较,在低Al毒土壤上,产量接近施石灰处理（90％～100％）,能基本消除Al毒;在高Al毒土壤上,同样表现出一定的解Al毒效果,但还不够明显,产量只为石灰处理的1／4。土壤测定表明,施用猪厩肥使交换性Al下降18.1％～38.7％。植株分析也表明,吸收的Al相应减少。土壤Al毒明显抑制小麦对K、Ca、Mg的吸收;对S则有促进吸收的趋势;对N、P、Fe、Zn的吸收影响不大。在Al毒土壤上施用猪厩肥,不仅降低Al的吸入,并可减缓Al对小麦Ca、Mg、K吸收的抑制作用,有利于体内营养元素间的平衡。     

低分子量有机酸对可变电荷土壤铝活化动力学的影响

从动力学角度研究了几种低分子量有机酸对2种酸性土壤中铝的活化和活化铝在土壤固/液相之间分配的影响。结果表明:对于络合能力弱的醋酸和乳酸,主要通过质子作用活化铝,且活化作用明显小于盐酸。而络合能力较强的苹果酸、草酸和柠檬酸,主要通过络合作用促进铝的释放,且这种作用随有机酸根阴离子络合能力的增强而增加。在氧化铁含量较高的砖红壤中,苹果酸、草酸和柠檬酸通过专性吸附增加土壤表面负电荷,从而增加土壤交换态铝;但在氧化铁含量较低的红壤中,草酸和柠檬酸主要通过形成可溶性铝络合物降低交换态铝。活化铝在土壤固/液相间的分配主要决定于溶液中有机阴离子与土壤固相表面对铝离子的竞争。醋酸和乳酸活化的铝主要以交换态铝存在;而草酸和柠檬酸活化的铝主要以有机酸-铝络合物存在于溶液中,特别是在氧化铁低的红壤中,这将促进铝在土壤-水体中的迁移。     

红壤中低分子量有机酸的吸附特征

应用平衡法研究了红壤对草酸、柠檬酸、酒石酸和苹果酸的吸附行为。结果表明:红壤对有机酸的吸附量随着有机酸平衡溶液浓度的增加而增加,有机酸种类不同,吸附量也不同。有机酸在红壤中的吸附行为均可以很好地用Langmuir、Freundlich和Temkim方程描述,其中以Langmuir方程的拟合效果最好。红壤对有机酸均具有较高的吸附率,在0.5～20mmolL-1初始浓度范围内,草酸、柠檬酸、酒石酸和苹果酸的吸附率最大分别可达89.2%、77.5%、67.4%和47.1%。红壤对柠檬酸、酒石酸和苹果酸的吸附率均随着有机酸初始浓度的增加先急剧下降(<5mmolL-1),之后缓慢下降至趋于平稳;草酸的吸附率则随着初始浓度的增加而增加,在3mmolL-1左右时达到最大,随后降低至趋于平稳。     

铝诱导大豆根系有机酸分泌的能量消耗的定量研究

铝诱导大豆根系有机酸分泌是其解铝毒的一种重要机制,该过程需要消耗能量,然而有关能量消耗的定量研究还未见报道。本文比较了铝胁迫条件下,两个大豆品种根尖有机酸分泌、 腺苷酸、 无机磷、 细胞质pH值等指标的变化。结果表明,铝处理（25 mol/L）明显诱导大豆根系苹果酸和柠檬酸的分泌。与对照相比,铝胁迫条件下中豆32和本地2号的根尖ATP含量分别降低40.1%和13.2%,根系细胞质子跨膜电化学势差分别增加1711.8和570.6 J/mol,然而,根尖无机磷浓度变化差异不大。运用Nernst-Gibbs方程定量计算自由能变化,发现中豆32和本地2号根尖细胞自由能分别消耗16.13 kJ/mol和14.59 kJ/mol, 中豆32分泌单位苹果酸和柠檬酸的能量消耗分别为0.96 kJ/mol和3.15 kJ/mol,本地2号则为2.01 kJ/mol和5.68 kJ/mol。这表明不同耐铝性大豆品种分泌有机酸消耗的能量存在差异,该结果为筛选耐铝作物品种提供了新思路。     

外源有机酸缓解水稻幼苗根系铝毒的生理机制

以4种杂交水稻品种为材料,进行溶液培养,测定了不同Al胁迫处理下发芽期幼苗的根长、根重、根电导率以及根系线粒体中重要的活性氧清除酶POD、CAT和APX的变化,研究了水稻幼苗对外源有机酸和Al毒响应的生理机制。结果表明:1.5mmol/L Al胁迫下水稻幼苗根系受到轻微伤害,同时POD和APX活性明显增加,CAT活性变化不大;而添加有机酸后,Al胁迫得到明显缓解,其中琥珀酸的缓解效果最为明显,柠檬酸、苹果酸、柠檬酸 琥珀酸的效果表现出品种的特异性;且加入外源有机酸后,POD和APX活性呈下降趋势,CAT的活性变化相对较小。表明Al胁迫引起水稻根细胞线粒体中活性氧代谢平衡发生变化,而有机酸的加入调节了Al胁迫下根系细胞线粒体中活性氧清除酶的活性,从而缓解了发芽期水稻幼苗的Al毒。     

大豆和小麦对矿物钾的活化作用研究

大豆、春小麦均能有效地活化利用白云母、钾长石中的结构性钾,结构钾释放量为19.53mg kg-1~45.46mg kg-1。春小麦和大豆根系分泌的有机酸主要为草酸、酒石酸和柠檬酸,其次为乳酸、乙酸和苹果酸。草酸溶液酸性较强,络合能力也强,其活化钾的能力最强。苹果酸、酒石酸、柠檬酸、乙酸和乳酸亦可有效地促进白云母和钾长石的分解,但活化土壤钾的能力比较低。低分子量有机酸作用下矿物钾的释放是酸性水解和络合溶解双重作用的结果。草酸、酒石酸、柠檬酸是影响大豆、春小麦吸收利用矿物钾的主要低分子量有机酸。     

Effects of low aluminum activity in nutrient solutions on the organic acid concentrations in maize plants

The effects of low aluminum (Al) activity in nutrient solution on the concentrations of organic acids in two cultivars of maize (Zea mays L.), HS7777 Al‐sensitive and C525‐M Al‐tolerant, were studied. Aluminum stress increased total organic acid concentration in the roots and in the shoots for both cultivars. The relative increase of t‐aconitic, citric, formic, malic, and quinic acids was higher in the roots than in the shoots for both cultivars. The concentrations of c‐aconitic, isocitric, malonic, oxalic, and succinic organic acids were reduced by Al stress, principally for C525‐M. There were no consistent differences in organic acid concentrations between the cultivars to discriminate Al tolerance. The Al tolerance for C525‐M may be justified by lower Al concentrations in the root tips where cellular division takes place and/or by higher excretion of organic acids from roots to the rhizosphere for detoxification of Al by chelation.     

有机酸对活化土壤中镉和小麦吸收镉的影响

向土壤中加入外源有机酸,研究有机酸对活化土壤中镉的作用和小麦吸收镉的影响。结果表明：有机酸对土壤中镉有一定的活化能力,对镉活化能力强弱顺序为ＥＤＴＡ〉缺铁小麦根分泌物〉柠檬酸〉苹果酸〉水。但ＥＤＴＡ却降低了小麦地上部镉的含量,缺铁小麦根分泌物明显增加了小麦地上部镉含量。与对照相比,柠檬酸和苹果酸对小麦地上部的镉含量有一定的促进作用,也增加了小麦地上部镉含量。     

低分子量有机酸对促进可变电荷土壤中铝溶解的影响

Low-molecular-weight （LMW） organic acids exist widely in soils and play an important role in soil processes such as mineral weathering, nutrient mobilization and A1 detoxification. In this research, a batch experiment was conducted to examine the effects of LMW organic acids on dissolution of aluminum in two variably charged soils, an Ultisol and an Oxisol. The results showed that the LMW organic acids enhanced the dissolution of A1 in the two investigated soils in the following order： citric 〉 oxalic 〉 malonic 〉 malic 〉 tartaric 〉 salicylic 〉 lactic 〉 maleic. This was generally in agreement with the magnitude of the stability constants for the Al-organic complexes. The effects of LMW organic acids on Al dissolution were greater in the Ultisol than in the Oxisol as compared to their controls. Also, the accelerating effects of citric and oxalic acids on dissolution of A1 increased with an increase in pH, while the effects of lactic and salicylic acids decreased. Additionally, when the organic acid concentration was less than 0.2 mmol L-I, the dissolution of A1 changed Iittle with increase in acid concentration. However, when the organic acid concentration was greater than 0.2 mmol L^-1,the dissolution of A1 increased with increase in acid concentration. In addition to the acid first dissociation constant and stability constant of Al-organic complexes, the promoting effects of LMW organic acids on dissolution of A1 were also related to their sorption-desorption equilibrium in the soils.     

不同菜豆基因型根系对难溶性磷的活化吸收

通过溶液培养和砂培试验,研究了不同菜豆基因型根系对难溶性P化合物(Al-P和Fe-P)的活化、吸收及根系分泌的有机酸对难溶性Al-P和Fe-P的活化能力。结果表明,菜豆在Al-P处理中生长要好于Fe-P处理。菜豆在耐低P方面存在着一定的基因型差异。来源于安第斯基因库的大粒种基因型的生物量和吸P量明显大于来源于中美基因库的中、小粒种基因型,其中来源于安第斯基因库的菜豆基因型G19839有较明显的耐低P和适应Fe-P的能力。菜豆根系分泌物对难溶性P有一定的活化能力,P胁迫下菜豆根系分泌物对难溶性Fe-P和Al-P的活化能力都较正常供P时高;菜豆根系分泌物中有柠檬酸、甲酸和乙酸,柠檬酸对难溶性Fe-P和Al-P的活化能力远远高于甲酸和乙酸。     

Interrelationship of Organic Acids and Aluminum Concentrations in Rhizosphere and Nonrhizosphere Soil Solution of Rice in Acidic Soil

To study the interrelationship of organic acids and aluminum concentrations in rhizosphere and nonrhizosphere soil solution of rice (var. Satabdi and IR 64) in acidic soil, plants were grown in plastic pots containing 500 g soil. Three organic acids (viz., tartaric, oxalic, and citric acids) were identified and quantified in rice rhizosphere and nonrhizosphere soils. Organic acids were found more in the rhizosphere soil and at early stages of crop growth, decreased sharply after 30 days of germination, and found in negligible quantity after 45 days of germination. Regression analysis revealed a significant and negative relationship between solution aluminum and organic acid. Satabdi showed greater organic acid concentration in rhizosphere soil, leading to significantly lower root and shoot aluminum concentrations and consequently significantly greater dry-matter production as well as root volume, compared to IR 64. The findings established that organic acids can effectively reduce aluminum concentration in soil solution.     

低分子量有机酸对土壤磷活化影响的研究

研究两种低分子量有机酸（柠檬酸和苹果酸）对土壤磷活化影响,并用修正的Hedley法测定土壤磷活化前后磷组分的变化。结果表明,低分子量有机酸能持续活化土壤磷,活化强度随低分子量有机酸浓度的增大而增强,并且柠檬酸活化土壤磷的能力强于苹果酸。低分子量有机酸能促进作物有效态无机磷组分（H2O-P和NaHCO3-Pi）的释放;同时还促进有机磷组分（NaHCO3-Po和NaOH-Po）的矿化。在低分子量有机酸浓度达到0.5 mmol/L以上时,其对土壤磷组分的活化量的顺序为:NaOH-Pi HCl-P NaHCO3-Pi H2O-P,即铁铝结合态磷 钙结合态磷 作物有效态磷。低分子量有机酸活化土壤磷的过程中伴有大量铁、铝释放,且铁或铝的释放量与磷活化量之间显著正相关（P0.05）。说明铁、铝结合态磷是低分子量有机酸活化土壤磷的主要磷源,并且其活化机制可能与铁、铝结合态磷的螯合溶解有关。     

低分子量有机酸对可变电荷土壤吸附性氟解吸的影响

低分子量有机酸可增加可变电荷土壤中吸附性F的解吸,4种有机酸对F解吸影响的大小顺序为:草酸>丙二酸>柠檬酸>苹果酸。有机酸对F解吸的增加作用随有机酸浓度的增加和pH的升高而增加。有机酸可以通过两种机制来增加F的解吸量,一是有机酸阴离子与F对土壤表面吸附位的竞争作用;另一机制是有机酸通过促进土壤氧化铝的溶解来增加F的解吸量。从短程反应看,第一种机制是主要的。