适度干旱和低养分投入促进黄精生长发育与黄精多糖累积

  【目的】  探究在不同水肥胁迫条件下黄精光合特性、生长发育及黄精多糖含量的差异,为黄精栽培生产中水肥管理提供科学依据。  【方法】  试验设4个单因素黄精盆栽试验。水分试验设计灌水量400 mm (严重干旱)、500 mm (中度干旱)、600 mm (轻度干旱)、700 mm (充分供水)、800 mm (极充分供水) 5个水平,不施任何肥料。氮磷钾肥料试验均设4个水平:低量、理论用量、经验用量和超量,氮肥(尿素)依次为110、225、375和525 kg/hm2,磷肥( 磷酸二铵)为260、525、750和975 kg/hm2,钾肥(硫酸钾)为75、150、225和300 kg/hm2,肥料试验灌水量均为当地年降雨量 (680 mm)。在黄精不同生长时期,用光合作用仪测定净光合速率 (P_n)、蒸腾速率 (T_r)、气孔导度 (G_s)、胞间CO₂浓度 (C_i) 等光合参数,用叶绿素荧光仪测定荧光参数值并绘制快速荧光动力学曲线,直尺测定株高、根长,叶面积测定仪测定叶面积,称重法测定根茎鲜重及干重,紫外–可见分光光度法测定黄精多糖含量。  【结果】  中度干旱胁迫下,黄精光合能力较强,根茎多糖含量较高;充分灌水时生长发育旺盛,但光合速率和多糖含量低于中度干旱条件下。氮肥处理P_n、G_s、T_r值均以超量施肥最大,但P_n值随着施氮量的增大呈现先增高后降低再升高的“N”形曲线;以低氮量、经验磷量、低钾量处理的F_m最大,不同水肥条件下的黄精叶片均有明显的OJIP趋势;低量氮肥和低量钾肥条件下黄精的株高及根茎生物量高于其它施肥量处理;黄精多糖含量均以经验施肥量处理最高。在生长指标与黄精多糖含量的相关性分析中发现,株高与根茎生物量呈显著相关性 (P < 0.05),叶面积与黄精多糖含量有极显著相关性 (P < 0.01),黄精的植株越高,其药材生物量越大,而叶面积越大,其体内多糖含量越高。  【结论】  黄精栽培需保持中度的干旱,适当降低施肥量,特别是氮和钾用量,经验用量以下的施肥处理可以在获得较高的黄精根茎生物量的同时,保证黄精良好的生长发育,增大黄精的叶面积,提升光合效能,促进黄精根茎多糖含量的提升。     

施磷对镉胁迫下黄瓜苗期光合作用及抗氧化酶系统的影响

  目的  探究石灰性土壤中施磷对镉胁迫下黄瓜苗期光合作用及抗氧化酶系统的影响,为合理施用磷肥、缓解镉毒害提供依据。  方法  采用盆栽完全组合设计方案,研究了不同土壤镉添加水平（0、1、3和5 mg kg?1土）下施加不同浓度磷（0、50、100、150和200 mg P₂O₅ kg?1土）对黄瓜苗期生物量、叶片光合作用及抗氧化酶系统的影响。  结果  随着施Cd量的增加,黄瓜生物量先增后降,黄瓜叶片的净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）显著降低,胞间CO₂浓度（Ci）呈上升趋势。施加适量磷（≤ 150 mg P₂O₅ kg?1）能够显著提高黄瓜生物量、Pn、Gs、Tr、叶绿素总量和类胡萝卜素含量（Car）,降低叶片中Ci。对于抗氧化酶系统来说,随着施Cd量的增加黄瓜叶片中过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性显著降低,丙二醛（MDA）含量明显增加。施磷后,能够明显增强抗氧化酶系统。施Cd量为1 mg kg?1,施磷量为50和100 mg P₂O₅ kg?1时,CAT活性增加了1.9% ~ 9.6%。施Cd量为3和5 mg kg?1时,随着施磷量的增加,POD和CAT活性出现不同程度增加,与不施磷相比,POD活性分别增加了149.1% ~ 197.8%和150.4% ~ 252.0%,CAT活性分别增加了5.8% ~ 16.6%和0.55% ~ 19.4%,其中施磷量为100 mg P₂O₅ kg?1时黄瓜叶片POD和CAT活性达到最大。同时,施P能够降低叶片中MDA含量,且随着施磷量的增加而降低。  结论  在石灰性土壤中,施磷量为100和150 mg P₂O₅ kg?1时,能够明显缓解镉毒害,增强黄瓜叶片的光合作用及抗氧化酶系统,而施磷量达到200 mg P₂O₅ kg?1时则对黄瓜生长产生抑制作用。     

缺硼槟榔幼苗的生理反应和根系发育特征

  【目的】  探究缺硼对槟榔幼苗生理特征和根系形态的影响，以期为槟榔缺硼（B）诊断提供理论依据。  【方法】  以‘热研1号’槟榔幼苗为材料进行了砂培试验。设置营养液中不加B (B0，0 μmol/L) 和添加常规硼 (B50，50 μmol/L) 两个浓度处理。生长3个月后，测定了槟榔幼苗生物量、株高、硼含量、叶片糖类物质以及抗氧化酶活性、丙二醛含量、光合速率，观察了不同处理下根尖及根尖细胞的形态。  【结果】  与B50处理相比，B0处理显著降低了槟榔幼苗株高、地下部鲜重和干重、总鲜重、地上部和地下部硼含量；B0处理槟榔叶片蔗糖和淀粉含量下降，可溶性总糖含量无显著变化，叶片光合速率降低，且MDA含量、POD活性显著升高。在B0条件下，槟榔根系变短，根尖明显膨大，细胞壁明显增厚，且内壁上积累了大量的颗粒物，根系活力显著降低。  【结论】  缺硼导致槟榔幼苗根尖解剖结构受到破坏，养分吸收运转能力降低，叶片抗氧化系统受到损伤，光合能力下降，最终抑制植株生长。     

生物炭对盐胁迫下黄瓜叶片抗氧化酶活性和矿质元素累积的影响

  目的  研究生物炭对盐胁迫下设施黄瓜生长和生理特性的影响。  方法  以设施黄瓜（Cucumis sativus L.）专用品种‘翠龙’为试验材料,开展温室盆栽试验,设非盐胁迫和盐胁迫下栽培基质（草炭∶蛭石 = 2∶1）中添加0%（B0,w/w）、3%（B3）和5%（B5）的花生壳炭共6个处理,调查黄瓜的生长、产量、品质、叶片抗氧化酶活性以及矿质元素含量等指标。  结果  生物炭施用可明显提高黄瓜的耐盐性,在NaCl胁迫下,B5处理黄瓜的株高、最大单叶叶面积、产量和抗坏血酸含量均显著高于不施生物炭处理,且B3和B5处理的黄瓜果实硝酸盐含量在非盐胁迫和盐胁迫下均显著低于对照。盐胁迫下,春、秋两季栽培试验中B5处理黄瓜产量分别为对照处理的2.97倍和2.57倍。生物炭处理使黄瓜叶片抗氧化酶活性在盐胁迫下维持较高水平,特别是B5处理黄瓜植株叶片超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）活性与对照相比显著增加而丙二醛（MDA）含量与对照相比显著降低。盐胁迫下,生物炭处理黄瓜顶部叶片中氮和钾的含量与对照相比显著升高,磷、钠、钙和镁的含量与对照相比显著降低;而在底部叶片中除钠含量显著高于对照外,其他元素的含量在不同生物炭施用量间存在差异。  结论  基质中添加适量的生物炭促进盐胁迫下黄瓜生长,增强抗氧化酶活性,促进氮和钾在顶部叶片的累积,减少钠的累积,缓解盐胁迫对黄瓜的伤害,且以添加5%生物炭处理效果较好。     

土壤水分时间变异对油麦菜水分利用效率的影响机制

  【目的】  土壤水分根据其随时间的变异情况可分为稳定性和波动性土壤水分,稳定的土壤水分有利于提高作物的水分利用效率。我们研究了土壤水分的时间变异影响油麦菜水分、养分吸收利用效率的机制。  【方法】  以油麦菜(Lactuca sativa L. var. longifolia)为供试作物于遮阳网室内进行盆栽试验。设两个供水处理:传统浇灌(traditional irrigation, TI)和负压灌溉(negative pressure irrigation,NPI),其所提供的土壤水分分别为波动性土壤水分和稳定性土壤水分。供水处理于油麦菜4叶期开始运行,用土壤水分仪测定土壤含水量,每两天测定一次,处理28天后收获。于NPI开始运行的第1、11、21和28 天,测定油麦菜株高、叶片数、最大叶长和最大叶宽,同时用LI-6400便携式光合仪测定油麦菜叶片净光合速率(P_n)、胞间CO₂浓度(C_i)、蒸腾速率(T_r)和气孔导度(G_s),生化方法分析叶片抗旱生理指标游离脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)、脱落酸(ABA)、水杨酸(SA)、可溶性蛋白(SP)和可溶性糖(SS)以及稳定碳同位素比值(δ13C)和分辨率(Δ13C)的变化。  【结果】  NPI和TI的累计灌水量和平均土壤体积含水量处于基本相同的水平,NPI土壤体积含水量的变异系数为5.0%,属于稳定性土壤水分,TI的变异系数为10.3%,属于波动性土壤水分。NPI处理油麦菜株高、最大叶长和最大叶宽分别显著高于TI 103.8%、155.4%和62.5%。NPI处理4次监测的各项光合参数值大多高于TI,第11 天的T_r和G_s值,以及收获时(处理第28天)的C_i均显著高于TI。收获时NPI处理油麦菜的产量、水分利用效率、叶片含磷量、氮磷钾养分吸收量和Δ13C明显高于TI,根冠比、脱落酸含量、可溶性糖含量和δ13C明显低于TI。Δ13C与水分利用效率呈正相关,与土壤水分变异系数呈显著负相关。  【结论】  相较于传统浇灌提供的波动性土壤水分,负压灌溉提供的稳定土壤水分降低或者避免了土壤水分胁迫,促进了油麦菜地上部的生长发育、光合作用、养分吸收和水分利用效率。     

抗盐碱剂对盐碱胁迫条件下双季稻渗透调节物质及根系活力的影响

  目的  为筛选合适的抗盐碱剂供盐碱地水稻生产应用。  方法  本研究以早稻品种陵两优942和晚稻品种Y两优911为材料,采用盆栽土培法研究了几种抗盐碱剂（T₁微纳米硅、T₂矿源黄腐酸钾、T₃盐碱、T₄松土精 + 矿源黄腐酸钾）对盐碱胁迫条件下（CK₁盐碱胁迫、CK₂无盐碱胁迫）水稻渗透调节物质、根系活力及产量的影响。  结果  水稻的SPAD值、渗透调节物质、根系活力和产量会受到盐碱胁迫的显著影响,中度胁迫造成的影响高于轻度胁迫造成影响;施用抗盐碱剂有利于缓解盐碱胁迫的不利影响,且在盐碱胁迫较重时效果更明显。在中度盐碱胁迫下,与CK₁相比,施用抗盐碱剂T₁、T₂、T₃、T₄,叶片SPAD、根系活力、产量显著增加,叶片游离脯氨酸含量、可溶性糖含量显著下降;与CK₂ 相比,CK₁减产40.8%,施用抗盐碱剂则使Y两优911在盐碱胁迫条件下减产幅度显著减小,T₁、T₄、T₃、T₂分别比CK₁产量高出53.9%、31.1%、21.1%、16.3%。  结论  不同处理间综合表现以T₁（微纳米硅）和T₄处理（松土精 + 矿源黄腐酸钾）表现最佳,是盐碱地水稻增产增收的有效措施。     

不同品种苹果幼树对氮磷亏缺的生理响应

  【目的】  探究不同苹果品种对低磷、低氮及低磷低氮胁迫的生理响应,为养分高效利用苹果品种的选育提供理论基础。  【方法】  采用沙培盆栽试验方法,供试材料为三年生‘嘎拉’/M9T337、‘富士’/M9T337和‘蜜脆’/M9T337矮化自根砧苹果(M9T337为矮化砧木)。以改良1/2Hoagland营养液为基础,设置正常、低氮两个氮水平(NO₃– 15、1.5 mmol/L)和正常、低磷两个磷水平(H₂PO₄– 1.0 、0.1 mmol/L),共配置适氮适磷、适氮低磷、低氮适磷和低氮低磷4个处理。测定了苹果树体生长、叶片光合作用和叶绿素荧光参数,分析了苹果叶片氮、磷代谢相关酶活性,树体氮、磷累积量。  【结果】  与适氮适磷相比,适氮低磷和低氮适磷条件下,‘嘎拉’和‘蜜脆’的植株总干物质量均显著降低,‘富士’的植株总干物质量有显著增加;适氮低磷条件下的‘嘎拉’、‘富士’和‘蜜脆’叶绿素b含量均显著降低,F_o呈升高趋势,但‘嘎拉’和‘富士’的F_v/F_m显著升高且P_n未有显著变化,而‘蜜脆’P_n则降低了65.72%;低氮适磷条件下,‘嘎拉’、‘富士’与‘蜜脆’叶片F_o均呈升高趋势,F_v/F_o降低,降幅分别为7.45%、2.47%和8.59%。与适氮适磷相比,适氮低磷、低氮适磷和低氮低磷条件下,‘富士’的类胡萝卜素含量升高,而‘嘎拉’和‘蜜脆’则均呈下降趋势;‘嘎拉’、‘富士’和‘蜜脆’的叶片亚硝酸还原酶(NiR)活性均显著降低;‘嘎拉’叶片硝酸还原酶(NR)活性显著降低,植株氮累积量降幅最大,而‘富士’叶片NR活性受影响最小,植株氮累积量降幅最小;在适氮低磷条件下,‘嘎拉’、‘富士’和‘蜜脆’的叶片酸性磷酸酶(ACP)活性显著增加,‘富士’的增幅最大,低氮适磷和低氮低磷条件下三者ACP活性与适氮低磷相比均大幅降低;适氮低磷和低氮适磷条件下‘嘎拉’和‘蜜脆’的植株总磷累积量均显著降低。依据雷达图定量综合评价函数值Y可知,3个品种对低磷、低氮以及低磷低氮的适应性排序均为‘富士’>‘蜜脆’>‘嘎拉’。  【结论】  低磷胁迫、低氮胁迫及低磷低氮胁迫下,抗性品种‘富士’的叶片类胡萝卜素含量显著升高,保护光系统以维持正常光合作用,显著提高叶片酸性磷酸酶活性和硝酸还原酶活性,提高植株对磷和氮的利用率,保证植株生长。与‘富士’相比,‘蜜脆’叶片光合作用受到显著抑制,‘嘎拉’叶片NO₃–还原过程明显减弱,植株氮累积量显著降低,二者植株生长均受到显著抑制,抗性较弱。     

外源谷胱甘肽喷施对缺硫胁迫下小白菜谷胱甘肽代谢的影响

  【目的】  硫是植物生长发育过程中所必需的营养元素,缺硫会阻碍植物生长发育,研究外源谷胱甘肽 (GSH) 对缺硫胁迫下小白菜GSH代谢的影响,为利用外源GSH减轻缺硫胁迫对植物造成的伤害提供理论依据。  【方法】  以小白菜为试验材料,采用营养液栽培方法,设正常供硫并喷施蒸馏水对照 (CK)、缺硫喷施蒸馏水(H₂O)、缺硫喷施25 mg/L的还原型谷胱甘肽 (GSH) 和缺硫喷施25 mg/L的氧化型谷胱甘肽 (GSSG) 4个处理。喷施处理在缺硫培养17 天时进行,在喷施处理后0、2、4、8、24 h,取样测定小白菜GSH合成关键基因BcGSH1表达量;在喷施处理0、24、48、72 h后,取样测定γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶 (γ-ECs) 活性、内源GSH和GSSG含量及GSH还原酶 (GR)、GSH过氧化物酶 (GPx) 和GSH硫转移酶 (GST) 活性。  【结果】  与CK相比,缺硫显著降低了小白菜BcGSH1表达量、GSH含量及γ-ECs、GR和GST活性,提高了GPx活性;外源喷施GSH能够显著提高缺硫胁迫下小白菜BcGSH1表达量、GSH含量及γ-ECs、GR、GPx和GST活性;外源喷施GSSG后,缺硫胁迫下小白菜GSH含量、GSSG含量和γ-ECs活性仅短暂上升,GR和GST活性显著增强,GPx活性最终减弱。  【结论】  缺硫胁迫下,小白菜能够吸收外源喷施的GSH和GSSG,并诱导GSH合成酶活性增强,外源喷施GSH还会诱导细胞内GSH代谢3个关键酶GR、GPx和GST活性增强,显著缓解缺硫胁迫对小白菜造成的损伤;而外源喷施GSSG则诱导GR和GST活性增强,GPx活性降低,维持细胞不被继续氧化,一定程度上缓解因缺硫胁迫对机体造成的损伤。     

长期弃耕降低红壤稻田土壤磷库

  【目的】  施用磷肥会显著提升土壤磷的活性,弃耕不仅导致土地资源浪费还会带来环境风险。探讨弃耕后稻田土壤全磷、各磷素组分的变化规律及趋势,为弃耕土壤管理提供理论依据。  【方法】  红壤稻田弃耕长期定位试验于2007—2014年在湖南桃源进行,弃耕前(1991—2006年)为双季稻定位试验,包括不施肥对照(CK)、施氮钾（NK)和氮磷钾(NPK)化肥3个处理。分析了弃耕前后(2006和2014年)土壤全磷、速效磷(Olsen-P)、微生物生物量磷(MBP)及各个磷组分(Hedley法)含量。  【结果】  弃耕8年后,土壤全磷较弃耕初期下降了19.3～160.8 mg/kg,Olsen-P下降了0.7～14.1 mg/kg,下降幅度分别为5.4%～23.4%和11.0%～45.4%,其中NPK处理的全磷和Olsen-P分别显著下降了23.4%和45.4% (P<0.05)。Hedley-P分级结果表明,弃耕前、后稻田土壤各磷组分的含量高低均为Residual-P>NaOH-P_o>NaOH-P_i>Sonic-P_i>NaHCO₃-P_o>HCl-P>Sonic-P_o>NaHCO₃-P_i>Resin-P。除Resin-P和Sonic-P_o外,NPK处理土壤的其它磷组分含量均显著高于CK和NK处理(P<0.05),而NK和CK处理间多数磷组分含量无显著差异(P>0.05)。从磷组分的活性来看,稳定态磷含量 (Residual-P)弃耕后基本不变;活性磷(Resin-P、NaHCO₃-P_i和NaHCO₃-P_o)、中活性磷(NaOH-P_i、NaOH-P_o、Sonic-P_i、Sonic-P_o)和低活性磷(HCl-P)含量在弃耕后都呈下降趋势,下降幅度最大的是中活性磷,含量下降了10.0～100.8 mg/kg,贡献了磷下降总量的51.7%～78.6%;其次为活性磷,下降了2.8～29.1 mg/kg,贡献了磷下降总量的14.5%～18.1%。中活性磷含量的下降主要源于无机态磷(NaOH-P_i和Sonic-P_i)的显著降低,而只有NPK处理的有机态磷(NaOH-P_o和Sonic-P_o)下降达到显著水平(P<0.05)。MBP含量较为稳定,维持在15.1～16.7 mg/kg,CK和NK处理的土壤MBP是Olsen-P的3倍左右。弃耕后杂草固持磷量为21.3～48.3 kg/hm2,分别能解释CK、NK处理土壤磷库损失的40.6%和54.9%,但仅能解释NPK处理土壤磷库损失的14.9%。  【结论】  弃耕降低稻田土壤磷库,与低磷背景土壤相比,高磷背景土壤(NPK处理)对弃耕更为敏感,弃耕后土壤全磷、Olsen-P和各活性组分都有显著降低(P<0.05);中活性磷含量的降低对磷库损失的贡献率最高,达64.3%,而中活性磷的下降主要源于其无机态磷组分的降低。弃耕后杂草带走的磷素对磷库损失的解释度较低,微生物固定磷却不受弃耕的影响。因此,提高土壤有机质含量是维持弃耕土壤磷库稳定的有效途径。     

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。     

生物炭和AM真菌提高矿区土壤养分有效性的机理

【目的】矿区土壤贫瘠、有效养分含量低,而生物炭和丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal, AM)真菌能够改善土壤养分,提高植物对环境胁迫的抗性和养分的利用。因此探究生物炭和AM真菌对矿区土壤的改良效果,可为矿区污染土壤生态恢复和新型肥料的开发提供参考。【方法】温室盆栽试验的土壤采自河南省洛阳市新安县江春矿区,以玉米"弘单897"为试验材料。试验设计4个处理,分别为原状土壤对照(CK)、添加生物炭(B)、接种AM真菌(M)、添加生物炭和接种AM真菌(BM),每处理重复8次,完全随机区组设计,玉米于矿区土壤中培育2个月后收获,测定根系生长、生理特性和土壤养分含量。【结果】施用生物炭和接种AM真菌均能够促进玉米生长,提高玉米叶片的净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、叶色值(SPAD值)和抗氧化酶活性,提高土壤养分含量。接种AM真菌对促进玉米生长、改善生理特性和磷吸收的效果优于生物炭,而生物炭提高土壤pH值和玉米对钾吸收的效果较好。生物炭和AM真菌联合处理玉米的总根长、根部和地上部干重分别较CK增加了84.22%、176.67%和45.84%,玉米叶片的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度分别较对照提高35.42%、56.44%和88.31%,叶色值比CK提高了22.77%,菌根侵染率较CK提高234.20%,菌丝密度可达到4.37 m/g,总球囊霉素和易提取球囊霉素分别达到4.32 g/kg和1.60 g/kg,有机质、碱解氮、有效磷、速效钾含量分别较对照提高24.23%、43.26%、98.63%和33.93%。【结论】生物炭和AM真菌单独或复合处理均能够促进玉米生长和提高土壤养分有效性,生物炭和AM真菌联合处理可促进玉米生长、改善生理特性、促进养分吸收、提高土壤养分效果,可作为退化土壤生态修复和农业生产安全的一项有效措施。     

施氮量对穗期高温胁迫下玉米叶片光合生理及产量的影响

  【目的】  探究不同施氮量对玉米穗期高温胁迫下光合生理及产量的影响,为合理施氮实现玉米抗逆稳产提供理论依据。  【方法】  2020—2021年开展人工模拟高温田间试验。以耐热型品种郑单958 (Zhengdan 958) 和热敏感型品种先玉335 (Xianyu 335) 为材料;设置3个施氮量,分别为低氮 (N 90 kg/hm2,N90)、中氮 (N 180 kg/hm2,N180) 和高氮 (N 270 kg/hm2,N270)。在玉米第11片叶展开期至抽雄期进行高温处理 (HT),分别持续12天 (2020年) 和9天 (2021年),以田间自然生长的植株为对照 (CK),处理期间高温和对照的日最高温度均值分别为41.9℃、35.9℃ (2020年) 和40.8℃、37.7℃ (2021年),昼夜温差均值分别为19.3℃、13.0℃ (2020年) 和18.1℃、14.8℃ (2021年),调查两个品种穗位叶的光合色素含量、光合参数、叶绿素荧光参数、光合酶活性、籽粒产量及产量构成因素,分析温度、品种和施氮量三者之间的互作效应。  【结果】  1) 高温胁迫提高了两个玉米品种穗位叶的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶 (PEPCase) 和核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶 (Rubisco) 活性,降低了穗位叶光合色素含量、净光合速率 (P_n)、叶绿素荧光参数和产量,高温对热敏感型品种先玉 335的影响大于耐热型品种郑单 958。 2) 在对照条件下,两个品种的光合色素含量、P_n、最大光化学效率 (F_v/F_m)、PEPCase活性、Rubisco活性、籽粒产量及产量构成因素随着施氮量的增加而增加;在高温条件下,则随施氮量增加呈先升后降趋势,均以N180处理最高。3) 品种、温度、施氮量及温度×施氮量的互作效应对光合性能指标和产量均具有极显著影响 (P<0.01)。与对照相比,高温条件下3个氮肥用量中N270处理的各项指标降幅最大,说明在高温条件下高氮加剧了玉米穗位叶光合性能减弱,加深了高温危害,且先玉 335表现更明显。4) 相关分析表明,两个品种的产量与穗粗、穗粒数、光合色素含量、P_n、F_v/F_m、实际光化学效率 (YⅡ)、表观电子传递速率 (ETR) 和光化学淬灭系数 (qP) 均呈极显著正相关 (P<0.01),穗粗、穗粒数与各光合生理指标均呈极显著正相关 (P<0.01)。因此,光合性能下降引起穗粒数减少,进而导致产量下降。  【结论】  第11片叶展开期至抽雄期高温胁迫可显著抑制玉米光合生理,降低产量。合理的施氮量 (N 180 kg/hm2) 可以缓解高温胁迫,提高光合生理活性,增加籽粒产量,而高氮 (N 270 kg/hm2) 会增加高温造成的产量损失。     

不同磷效率紫花苜蓿叶绿素荧光参数对低磷胁迫的响应

【目的】探讨不同磷效率紫花苜蓿(Medicago sativa L.)叶片光合性能对低磷胁迫的响应,从光能转化和利用的差异来揭示品种适应磷胁迫的机理。【方法】试验采用砂培法,供试材料为2个磷高效紫花苜蓿品种甘农6号(G6)、极光(JG)和2个磷低效品种Bara 310SC (B310)、甘农4号(G4)。以1/4霍格兰营养液为基础,设置磷浓度为0.5 mmol/L (正常对照)和0.05 mmol/L (低磷)两个处理水平,紫花苜蓿幼苗处理30天后,测定苜蓿幼苗叶片叶绿素荧光参数,将样品烘干后,测定生物量和磷含量。【结果】与对照相比,低磷胁迫下4个苜蓿品种的生物量和磷利用效率均降低,相对可变荧光诱导曲线J点和I点的荧光强度上升,初级醌受体(Q_A)被还原的最大速率(M_o)显著增加,受体库容量(S_m)等参数下降,PSⅡ受体侧受损;活性反应中心数目(RC/CS_o)降低,光能的吸收(ABS/RC、ABS/CS_o)、捕获(TRo/RC、TRo/CS_o)、传递(ETo...     

钾、镁交互作用对橡胶幼苗生长及养分吸收的影响

  【目的】  我国植胶区砖红壤钾、镁缺乏现象日益突出，研究钾、镁缺乏对橡胶幼苗根系形态和养分吸收的影响，可为橡胶平衡施肥和优质高产栽培提供理论依据。  【方法】  选用‘热研7-33-97’橡胶 (Hevea brasiliensis) 幼苗为研究材料，在人工气候箱内用营养液培养。采用二因素二水平的析因试验设计，设置4个处理:对照 (CK)、缺钾 (–K)、缺镁 (–Mg) 和缺钾镁 (–K-Mg)，培养3个月后，取样测定橡胶幼苗干物质量、根系构型参数、根系活力和养分含量等指标。  【结果】  1) 与CK相比，–K和–K-Mg处理显著降低了单株干物质量和根冠比，干物质量降幅分别为8.4%和27.5%，根冠比降幅分别为20.4%和26.9%，而–Mg处理对干物质量和根冠比均无显著影响；K、Mg交互作用对茎干、根和单株干物质量及根冠比均有显著影响 (P < 0.05)。2) 与CK相比，各缺素处理均显著降低了橡胶幼苗吸收根 (直径 < 2 mm) 的根长、根表面积、根体积、总根尖数及根系活力等根系构型参数，而不同程度增加了平均根粗。方差分析结果表明，K、Mg交互作用对吸收根的根长、根表面积、根体积及总根尖数有极显著影响 (P < 0.01)。3) 各处理下氮和镁、磷和钾以及钙分别在叶片、根系以及茎皮中的平均分配比例高于其他器官。各缺素处理下，地上部的养分占比呈增加趋势。4) 与CK相比，–K处理显著增加了橡胶幼苗单株氮、磷和镁的积累，–K-Mg处理则显著降低了单株氮积累，各缺素处理均显著增加了单株钙的积累；K、Mg交互作用对氮、磷、钙和镁的积累有显著或极显著影响。  【结论】  钾、镁营养显著影响橡胶幼苗对养分的吸收，缺钾、缺镁显著抑制橡胶幼苗特别是根系的生长发育，同时缺钾缺镁加重抑制效果。因此，橡胶生产上不仅要保证培养基质或土壤的矿质营养充足，还要重视钾、镁元素间平衡关系。     

低氮胁迫下玉米幼苗氮素和蔗糖分配特性

  【目的】  明确玉米自交系幼苗氮素吸收、转运与利用特性，探究低氮胁迫下其不同表型和生理性状的变化规律。  【方法】  以玉米自交系XY4和PH4CV为供试材料，进行了水培试验。设置正常氮 (N 2 mmol/L，NN) 和低氮 (N 0.04 mmol/L，LN) 两个氮水平，从培养3 h起，每3天测定一次幼苗生物量、光合特性、根系性状及氮素和蔗糖含量，直至第12天。  【结果】  玉米幼苗根系对低氮胁迫的反应早于地上部，与NN处理相比，LN处理PH4CV和XY4的根干重分别在培养第3和第6天时增加了65.15%和84.63%，而从培养第9天开始，LN处理下两自交系幼苗地上部干重显著低于NN处理，由此导致根冠比增加；与NN处理相比，LN处理下除了胞间CO₂浓度 (Ci) 和水分利用效率 (WUE) 外，两自交系幼苗叶片的SPAD值、净光合速率 (Pn)、蒸腾速率 (Tr) 和气孔导度 (Gs) 等光合特性均显著降低，且XY4下降幅度均大于PH4CV；LN处理下两自交系幼苗根干重的变异来源并不一致，XY4根干重的增加与总根长、根表面积、根体积、侧根数和初生根长增加有关，而PH4CV主要与侧根数目增加有关；与NN处理相比，LN处理两自交系幼苗地上部的氮素积累量和蔗糖含量显著降低，且XY4老叶的氮素含量下降速率明显快于PH4CV，而根系的氮素积累量、单株氮素生理利用效率和根中蔗糖含量均显著增加，且XY4增加的幅度均大于PH4CV。  【结论】  低氮胁迫促使玉米幼苗分配给地上部的氮素和蔗糖相对较少，因此限制地上部生物量积累及叶片光合能力的发挥，而分配给根系的氮素和蔗糖相对较多，从而促进根系形态建成，以利于吸收更多的氮素。     

磷肥用量对马铃薯淀粉理化性质及产量的影响

  【目的】  研究不同磷肥用量对马铃薯淀粉理化性质及产量的影响,为不同用途马铃薯的磷肥科学管理提供参考。  【方法】  以早熟马铃薯‘尤金’和中晚熟马铃薯‘克新13号’为供试品种,在黑龙江省开展了两年田间试验。分别设置P₂O₅ 用量为0 (CK)、45 (低磷 Low P, LP)、90 (中磷 Middle P, MP) 和135 (高磷 High P, HP) kg/hm2 4个处理,测定了收获后马铃薯淀粉的部分理化性质、淀粉产量等指标。  【结果】  两年平均结果表明,与CK相比,增施磷肥可降低马铃薯直链淀粉含量,‘尤金’降幅为3.19%～5.14%,‘克新13号’降幅为2.97%～9.05%,其中HP处理与CK差异显著 (P < 0.05,2019年‘尤金’除外)。随着磷肥用量的增加,淀粉的透明度和膨胀度提高,溶解度降低。与CK相比,‘尤金’HP处理的淀粉透明度提高15.00% (P < 0.05),膨胀度提高3.94%,溶解度降低12.23% (P < 0.05);‘克新13号’HP处理的淀粉透明度提高25.74% (P < 0.05),膨胀度提高7.90% (P < 0.05),溶解度降低21.84% (P < 0.05)。‘尤金’淀粉颗粒的中位径 (D₅₀) 在MP处理最高,较CK增加11.58% (P < 0.05);‘克新13号’淀粉颗粒的中位径 (D₅₀) 随施磷量的增加而降低,HP处理较CK降低5.02% (P < 0.05),但‘克新13号’的中位径明显高于‘尤金’。‘尤金’的MP处理淀粉产量较CK平均增加31.36% (P < 0.05),‘克新13号’的HP处理淀粉产量较CK平均增加29.66% (P < 0.05)。  【结论】  适量增施磷肥有助于提高马铃薯块茎的干物质含量及产量,从而提高马铃薯淀粉的产量。适量的磷肥还可降低马铃薯直链淀粉含量,增加支链淀粉含量,提高淀粉的透明度和膨胀度,提高淀粉的品质。在本研究条件下,综合磷对马铃薯淀粉理化性质和产量的影响,‘尤金’的P₂O₅适宜用量为90 kg/hm2,‘克新13号’的P₂O₅ 适宜用量为135 kg/hm2。     

纽荷尔脐橙微量元素缺乏症状及其叶片光合日变化特性

【目的】研究纽荷尔脐橙主要微量元素缺乏的典型症状,缺乏初期和后期的症状差异,以及早期缺乏光合日变化的特性,为快速营养诊断和有效消除缺素影响提供依据。【方法】以2016年4月嫁接的1年生枳砧[Poncirus trifoliata (L.) Raf] 纽荷尔脐橙 [Citrus sinensis (L.) Osb. CV. Newhall]幼苗为材料,进行了盆栽砂培试验。对照 (CK) 营养液为1/2 Hoagland营养液和全剂量Arnon营养液;缺铁 (–Fe)、缺锰 (–Mn)、缺硼 (–B)、缺锌 (–Zn) 和缺铜 (–Cu) 处理为1/2 Hoagland营养液中分别不添加Fe-EDTA、MnCl₂、H₃BO₃、ZnSO₄、CuSO₄。于培养1个月植株开始抽新梢时进行缺素处理,连续处理6个月时 (初期),观测新叶缺素症状,并测定光合日变化规律;之后再保留一次抽梢,到10个月时 (后期),观测次级新叶养分缺乏症状。【结果】缺Fe初期新叶呈黄绿色,叶脉保持绿色,呈细网状叶脉;后期新叶完全失绿呈白色或淡黄色,叶脉也呈白色。缺Mn初期新叶脉间现不规则浅色条带,后期新叶呈黄色或灰白色,叶脉间现不透明褐色斑点。缺B初期老叶叶脉轻微突起,后期老叶叶脉严重爆裂同时伴有脉间轻微黄化,新叶显著增厚变硬,新芽簇生。缺Zn初期新叶呈现斑驳黄化,后期新叶严重变窄变小,甚至出现畸形症状。缺Cu初期新叶凹凸不平,后期叶脉弯曲成弓状,叶色变淡,枝条细长而扭曲下垂。与对照相比,总叶绿素含量则只在缺Fe、缺Mn和缺Zn处理的新叶中显著下降,且下降幅度为缺Fe > 缺Mn > 缺Zn,分别下降了74.7%、31.9%和14.8%;净光合速率 (P_n) 日峰值和日均值在缺Fe、缺Mn和缺Zn处理的新叶和缺B处理的老叶中显著下降,且缺Zn处理推迟了其在新叶中出现峰值的时间;蒸腾速率 (T_r) 日变化在缺Fe处理的新叶中其峰值被延后,日均值则仅在缺Fe处理的新叶和缺B处理的老叶中显著下降,降幅分别为24.6%和41.6%;胞间二氧化碳浓度 (C_i) 日变化受影响最显著的分别是缺Fe处理的新叶和缺B处理的老叶,其他处理与对照比较差异不显著;缺Zn新叶和缺Mn、缺B老叶的气孔导度 (G_s) 日变化趋势被改变,前者由双峰变单峰,后者则相反。【结论】脐橙幼苗叶片在微量元素缺乏初期和后期的症状上存在较大差异; 缺Fe、缺Mn和缺Zn处理改变了新叶和缺B处理改变了老叶的光合日变化趋势。