日光温室栽培番茄镁缺乏与土壤阳离子平衡的关系

【目的】北方石灰性土壤钙、镁含量丰富,镁素供应充足,缺镁主要发生在南方高度风化的酸性土壤,但近年来北方日光温室栽培番茄等作物缺镁现象频发。因此,解析导致石灰性土壤日光温室栽培番茄缺镁的主要因素,可为日光温室番茄镁素缺乏的矫正和合理施肥提供科学依据。【方法】在陕西省杨凌示范区大寨镇日光温室栽培基地,于秋冬茬栽培番茄普遍发生缺镁的盛果期（11月份）,选择番茄定植时间和品种一致,叶片形态呈现不同程度缺镁症（不缺镁：外观未观察到番茄缺镁失绿症状;中度缺镁：上部1/2叶片未表现缺镁失绿症状;严重缺镁：上、下叶片均表现缺镁失绿症状）的日光温室,分别采集温室0—20 cm耕层土样和番茄第2穗与第3穗果间的叶片（下部叶片）以及上部完全展开的新生叶片（上部叶片）样品;测定土壤pH、电导率、有机质、NO₃^--N、NH₄⁺-N、有效磷、速效钾以及交换性钾、钙、镁离子含量,番茄叶片钾、钙、镁含量,计算土壤交换性钾、钙、镁离子饱和度和K/Mg、Ca/Mg、Ca/K离子比例,并调查番茄产量;分析番茄缺镁程度不同的日光温室土壤基本性质差异,交换性钾、钙、镁离子含量及平衡状况与番茄叶片养分含量和产量的关系。【结果】番茄缺镁程度不同的温室土壤性质存在差异,番茄缺镁严重的土壤电导率、NO₃^--N、速效钾显著增加。番茄缺镁和不缺镁的土壤交换性镁含量均高于缺镁临界值（0.5 cmol·kg^-1）;随番茄缺镁程度加剧,钾离子饱和度增加,钙、镁离子饱和度降低,Ca/Mg和K/Mg离子比例升高,Ca/K离子比例下降;与不缺镁相比,番茄中度缺镁的土壤交换性钾离子饱和度、K/Mg离子比例均增加了22%,严重缺镁的则分别显著增加了56%和88%;番茄严重缺镁的土壤Ca/Mg比例较未缺镁的升高了17%;番茄中度缺镁和严重缺镁的土壤Ca/K比未缺镁的分别降低了19%和37%。番茄中度缺镁的土壤Ca/Mg略高于适宜值上限（7.0）,K/Mg则高于适宜上限（0.6）47%,番茄严重缺镁的土壤Ca/Mg和K/Mg分别高于适宜值上限28%和125%。番茄上、下部叶片镁含量和番茄产量分别与土壤速效钾含量、交换性钾含量、钾离子饱和度、K/Mg均呈极显著或显著负相关,与土壤有机质和Ca/K呈极显著或显著正相关,而与土壤交换性镁含量、镁离子饱和度及Ca/Mg比例间未达显著相关性;随番茄缺镁程度加剧,产量显著降低,中度和严重缺镁的番茄产量分别降低了38%和60%。【结论】番茄缺镁程度不同的温室土壤交换性镁含量均在丰富水平,而镁离子饱和度偏低;番茄表现缺镁的土壤Ca/Mg和K/Mg均呈养分比例失调状态,特别是K/Mg严重失调。土壤中钾离子过高造成阳离子比例失调是诱导番茄缺镁症的主要因素,温室高集约栽培下过量施肥影响阳离子养分平衡是值得关注的问题。     

臭氧浓度增加对不同敏感型水稻元素吸收与分配的影响

利用新型自然光气体熏蒸平台,以23个水稻品种或株系为供试材料,设置室内对照(10.4 n L·L-1)和臭氧浓度增高(100 n L·L-1)处理,采用组内最小平方和的动态聚类方法,将供试材料按地上部最终生物量对臭氧胁迫的响应从小到大依次分为A、B和C类,研究不同敏感类型水稻营养器官中元素浓度、吸收与分配对臭氧胁迫的响应。臭氧熏蒸使A、B和C三类水稻地上部生物量平均分别下降19%、39%和52%,后两者达极显著水平。与对照相比,臭氧胁迫使稻草中N、P、K、Mg、Mn、Fe、Cu和Zn浓度显著或极显著增加(5%~42%),但对Ca浓度没有影响。与此相反,臭氧熏蒸使稻草中所有测定元素的吸收总量均呈下降趋势,其中N、P、K、Ca、Mg、Cu、Fe和Zn吸收量的降幅均达极显著水平(11%~34%)。多数情形下,茎鞘各元素浓度和吸收量对臭氧胁迫的响应大于叶片。与此相对应,臭氧胁迫使水稻吸收的元素向叶片中分配的比例增加,而向茎鞘分配的比例减少,导致叶片与茎鞘元素吸收量的比值大幅增加(32%~92%)。臭氧与水稻类型的互作对营养器官各元素浓度以及元素在茎叶中的分配比例多无显著影响,但对元素吸收量的影响多达显著或极显著水平,后者表现为臭氧胁迫下敏感水稻元素吸收的受抑程度更大。研究结果表明,与干净空气相比,100 n L·L-1臭氧浓度对水稻营养器官中各元素浓度、吸收和分配多有显著影响,其中元素吸收量对臭氧胁迫的响应明显受水稻敏感程度的影响。     

不同苹果品种果实矿质元素含量的因子分析和聚类分析

【目的】研究不同苹果品种果实矿质元素含量特征,为苹果营养功能评价、苹果消费以及苹果育种亲本选择等提供科学依据。【方法】以125个品种的苹果果实为试材,测定K、P、Mg、Ca、Zn、Cu和Mn 7种矿质元素指标,应用因子分析和聚类分析对矿质元素含量进行分析。【结果】7种矿质元素的平均含量由高到低依次为:K(1 112.72 mg·kg~(-1))P(119.59 mg·kg~(-1))Mg(65.69 mg·kg~(-1))Ca(56.96 mg·kg~(-1))Zn(0.69 mg·kg~(-1))Cu(0.66 mg·kg~(-1))Mn(0.63 mg·kg~(-1)),变异系数范围为19.4%(Mg)—43.9%(Cu)。K、P、Mg、Ca之间存在显著差异(P0.05),Zn、Cu、Mn之间差异不显著。K-S检验表明7种矿质元素含量均服从正态分布。因子分析结果表明,苹果的特征矿质元素为Cu、K、Mg、P和Mn,提取的4个公因子累积方差贡献率为86.30%,因子1(F1)主要综合了Cu、K、Mg、P 4种矿质元素的信息,得分排名前3位的苹果品种依次为‘秋锦’‘五月’‘国庆’;F2代表Mn元素,排名前3位的苹果品种依次为‘斯塔克矮生’‘春香’和‘黄魁’;F3代表Zn元素信息,排名前3位的苹果品种依次为‘燕山红’‘Szampion’和‘4-23’;F4代表Ca的信息,排名前3位的苹果品种依次为‘新倭锦’‘伏锦’和‘太平洋玫瑰’。综合得分排名前5名的苹果品种由高到低依次为‘秋锦’‘五月’‘新国光’‘北斗’‘长红’。聚类分析将125个苹果品种分为5类,第1类包含9个苹果品种,这些苹果品种Ca很高;第2类包含28个苹果品种,Cu含量较高;第3类包含23个苹果品种,这些苹果品种Zn含量较高;第4类包含44个品种,这些苹果品种Ca、Cu、K、Mg、P、Zn含量均很低;第5类包含21个样品,这些苹果品种K、Mg、Mn、P含量均较高,Zn含量较低。【结论】苹果中K、Mg、Cu、P两两之间分别呈极显著正相关,相关系数均在0.5以上。Cu、K、Mg、P和Mn是苹果的特征矿质元素。不同品种苹果间7种矿质元素的组成存在差异,可分为5类,即高钙品种、高铜品种、高锌品种、高钾镁锰磷品种和低矿质元素品种。     

硅酸盐提高番茄抗盐性的效应与生理机制

研究了盐胁迫下外源硅对盐敏感番茄(Solanum lycopersicum)中杂9号和耐盐番茄金鹏朝冠幼苗生长、根系特征、光合作用、渗透调节及抗氧化酶活性的影响,以探讨硅提高番茄抗盐性的生理机制。结果表明,在150 mmol·L-1Na Cl胁迫下,两个番茄品种的生物量、净光合速率、抗氧化酶(超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶)活性、可溶性蛋白含量及渗透势均显著降低,而H2O2和丙二醛含量显著升高;外源硅可显著改善盐胁迫下番茄的生长、提高光合和蒸腾作用及抗氧化酶活性、促进根系生长、降低膜脂过氧化;不同浓度硅对盐胁迫的缓解效果不同,两个品种均在硅酸盐浓度为2.0 mmol·L-1左右时缓解效果最好。硅可通过促进番茄根系的生长和水分吸收、提高叶片的光合作用及降低植株的氧化损伤来提高其抗盐性,而渗透调节与降低蒸腾失水不是本试验条件下硅诱导番茄抗盐的机理。     

谷子苗期氮高效品种筛选及相关特性分析

【目的】评价不同基因型谷子苗期氮素吸收利用差异性,筛选谷子氮高效利用基因型材料,为谷子氮高效利用品种选育和机理研究提供理论依据。【方法】采用沙培盆栽试验,以具有代表性生态类型的79个谷子品种为材料,分析其在低氮(0.2 mmol·L~(-1))和高氮(6 mmol·L~(-1))处理下茎叶干物重、含氮量、氮素吸收量、氮素吸收与利用效率的差异及相关性,并划分不同生态类型品种的氮效率类型。【结果】供试谷子品种在2个氮素水平条件下的茎叶干物重(CV_(N0.2) 35.39%和CV_(N6) 50.83%)、氮素含量(CV_(N0.2) 11.52%和CV_(N6) 11.22%)、氮素吸收量(CV_(N0.2) 32.82%和CV_(N6) 48.46%)、氮素吸收效率(CV_(N0.2) 32.82%和CV_(N6) 48.45%)、氮素利用效率(CV_(N0.2) 11.53%和CV_(N6) 11.27%)和氮效率(CV_(N0.2) 35.35%和CV_(N6) 50.61%)均存在较大差异。不同生态类型谷子品种的氮素吸收和利用效率差异显著,西北春谷类型氮素吸收效率的变化(CV_(N0.2) 39.99%和CV_(N6) 54.38%)显著高于华北夏谷类型(CV_(N0.2)29.31%和CV_(N6) 45.68%)和东北春谷类型(CV_(N0.2) 29.49%和CV_(N6) 40.30%),而氮素利用效率以华北夏谷类型品种间差异最大(CV_(N0.212.03%和CV_(N6) 12.70%)。茎叶干物重与氮素吸收和氮素利用效率呈极显著正相关(P0.01),相关系数分别为R~2_(N0.2)=0.1827**和R~2_(N6)=0.1027**及R~2_(N0.2)=0.8985**和R~2_(N6)=0.9442**;氮效率与氮素吸收量极显著正相关,与氮含量极显著负相关,相关系数分别为R~2_(N0.2)=0.8985**和R~2_(N6)=0.9442**及R~2_(N0.2)=0.1962**和R~2_(N6)=0.0998**;氮素利用效率与氮含量极显著负相关,相关系数分别为R~2_(N0.2)=0.9924**和R~2_(N6)=0.9910**。氮素吸收效率与氮素含量和氮素利用效率间无显著相关性。以两氮素水平条件下茎叶干物重和氮效率的平均值为标准,将3种生态类型的谷子品种划分为4种氮效率类型,双高效型、双低效型、高氮高效型和低氮高效型。其中,东北春谷双高效型和高氮高效型品种所占比重最高(P_(东北)52.9%P_(西北)36.0%P_(华北)29.7%和P_(东北)23.5%P_(华北)18.9%P_(西北)4.0%),双低效型比重最低(P_(东北)17.6%P_(华北)32.4%P_(西北)36.0%),而低氮高效型在西北春谷类型中所占比重最高(P_(西北)24.0%P_(华北)18.9%P_(东北)5.9%)。【结论】不同谷子品种苗期氮效率差异显著,且西北春谷类型品种间氮素吸收效率差异最大,华北夏谷类型品种间氮素利用效率差异最大;氮素吸收效率和利用效率之间无显著相关性,应作为2个独立的氮效率指标进行评价和改良。     

不同小麦品种灌浆期生长和镉积累的差异研究

为了解不同小麦品种灌浆期在镉污染农田中的生长情况和重金属镉积累的差异,本研究以30个小麦品种为材料,探明其在镉污染农田上的生长情况以及镉积累情况。结果表明,30个小麦品种在镉污染条件下能正常生长。不同小麦品种在灌浆期其株高、地上部和根部的生物量均存在着显著的差异,变化范围分别为48.87～77.47 cm、0.89～1.92 g·plant~(-1)、0.05～0.22 g·plant~(-1)。此外,不同小麦品种之间各部位吸收、积累镉的能力也存在明显差异。地上部和根部镉含量的变化范围分别为0.07～0.26、0.37～1.57mg·kg~(-1)。灌浆期镉在小麦体内的分配规律总体上为根地上部。地上部和根部镉积累量的变化范围分别为0.12～0.38、0.04～0.24μg·plant~(-1)。不同小麦品种各部位转运镉的能力存在明显差异,变化范围分别为0.08～0.47,其中淮麦23、冀麦738、宁麦17具有最低的根-地上部转运系数。成熟期的数据表明,淮麦23、冀麦738、宁麦17籽粒中镉的含量均远低于0.1 mg·kg~(-1)DW的国家限量标准,并具有很低的根-地上部转运系数,符合镉低积累小麦的标准。本文初步确定淮麦23、冀麦738、宁麦17作为低转运小麦品种的候选者,为低积累小麦品种的筛选提供科学依据。     

升温和大气CO2浓度升高对不同品种小麦养分吸收的影响

研究升温和大气CO_2浓度升高对不同品种小麦养分吸收的影响,为未来气候变化下农田土壤养分管理与作物施肥提供科学参考。在田间开放条件下模拟升温和大气CO_2浓度升高,设置对照(CT)、大气CO_2浓度升高(C+T)、升温(CT+)以及两者同时升高(C+T+)4个处理。每个处理种植扬麦16、苏麦188、鑫农518和镇麦9号4个品种。收获时测定小麦籽粒和秸秆中N、P、K、Ca和Mg的浓度,并计算各养分在籽粒和秸秆间的分配比例。结果表明:大气CO_2浓度升高增加了N、K、Ca和Mg在小麦地上部分的总吸收量,其中N、K和Mg的总吸收量受到大气CO_2浓度升高和小麦品种的共同影响,但是大气CO_2浓度升高没有改变养分在小麦籽粒和秸秆间的分配。升温显著降低了各养分在地上部分的总吸收量,此外升温还提高了K、降低了Ca在籽粒中的分配比例。升温和大气CO_2浓度升高下,小麦养分吸收总量变化一方面与生物量有关,另一方面与各养分含量(浓度)相关。大气CO_2浓度升高显著降低了小麦籽粒和秸秆中P的含量,但是对籽粒N、Mg和秸秆N、P、K含量的影响都与品种有关。升温降低了小麦秸秆K和籽粒P、K、Ca、Mg的含量,其中只有P的吸收对升温的响应受品种的影响。升温和大气CO_2浓度升高改变了小麦养分吸收过程,而且大气CO_2浓度升高对小麦养分吸收过程的改变与养分类型和作物品种密切相关。因此,未来气候变化下有必要根据小麦品种选择合理的培肥和管理方式。     

磷酸二铵对单混种植条件下超高产大豆养分吸收和利用的影响

【目的】研究不同磷酸二铵施肥水平和单混种植处理对超高产品种辽豆14、中黄35和普通品种辽豆11植株氮、磷、钾养分含量和吸收规律的影响,比较磷酸二铵施肥量对单播和混播种植条件下大豆超高产品种和普通品种的养分吸收与利用规律。【方法】于2012和2013年在盆栽条件下,采用随机区组试验设计,苗期施入磷酸二铵,施肥量设3个水平,分别为：0 mg·kg^-1干土;100 mg·kg^-1干土;200 mg·kg^-1干土。2个种植类型,分别为单一种植方式：各品种单播;混合种植方式：同一盆中各品种按1﹕1种植。在大豆的开花期（R2）、鼓粒中期（R6）和生理成熟期（R8）取有代表性的植株5株,按器官分开后,在105℃下杀青30 min,80℃下烘干至恒重,测定干物质重量。留小样粉碎后,用浓H₂SO₄-H₂O₂法消煮,消煮液中的氮用凯氏定氮仪（KN520）测定,磷用钼锑抗比色法测定（UV-2450）,钾用火焰光度计（PEAA800）测定。【结果】品种间和种植方式间大豆植株体内的氮、磷、钾养分吸收和利用存在显著差异。开花期至成熟期超高产大豆积累更多的氮、磷、钾,并具有较高的养分利用效率和氮、磷收获指数。施肥量的增加均使超高产品种和普通品种植株养分百分含量增加,且超高产品种增幅较大。200 mg·kg^-1施肥水平下,开花期超高产品种的茎秆和叶片的氮素百分含量增幅较普通品种高出66.9%和30.5%,磷素百分含量差异幅度达28.1%。鼓粒期,超高产品种和普通品种间荚皮、籽粒的磷素百分含量差异随施肥水平的增长而增加。成熟期,品种间钾素百分含量差异幅度在高肥水平下达到18.6%。在混播和施肥处理下超高产大豆的养分吸收和利用能力显著高于普通品种。随着施肥水平的提高,混播时超高产品种和普通品种的氮素利用效率下降,磷、钾收获指数均增加。混播使得超高产品种与普通品种的养分利用效率、养分收获指数的差异性增大,在中肥（100 mg·kg^-1干土）和高肥（200 mg·kg^-1干土）水平下差幅更明显。中肥和高肥水平下,混播时超高产品种的氮、磷利用效率分别比普通品种高出13.6%、14.2%和2.1%、10.4%;品种间钾素利用效率差异由单播时的4.9%增至10.8%。【结论】施肥会增强超高产大豆对氮、磷、钾的吸收和转运能力。不同品种间竞争时,超高产品种在施肥量充足的条件下具有更强的养分吸收和利用效率。     

重庆三峡库区鲍威尔脐橙花期叶片矿质营养诊断

【目的】通过对重庆三峡库区江津和奉节鲍威尔脐橙果园叶片矿质元素测定并进行叶片营养状况诊断,为鲍威尔脐橙高产优质施肥方案的制定提供依据。【方法】以重庆三峡库区江津和奉节40个代表性12年生枳橙砧鲍威尔脐橙小区植株为试材,通过测定盛花期叶片中氮（N）、磷（P）、钾（K）、钙（Ca）、镁（Mg）、铁（Fe）、铜（Cu）、锰（Mn）、锌（Zn）元素的含量和小区产量,运用叶片营养组分分析法(CND)、诊断施肥综合法(DRIS)和标准含量适宜偏差百分数法(DOP)3种方法对两个地区低产组叶片营养状况进行诊断。【结果】根据CND拐点法确定高产园划分临界值为330 t·hm^-2,其中仅有奉节地区6个小区满足此条件,占总样本15.0%,同时依据高产组叶片N、P、K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu和Zn等各营养元素含量范围确定上述元素适宜值分别为N(2.0±0.1)%、P(0.12±0.01)%、K(2.1±0.5)%、Ca(3.1±0.4)g·kg^-1 DW、Mg (0.31±0.03)g·kg^-1 DW、Fe(36.6±13.1)mg·kg^-1 DW、Mn (51.4±21.6)mg·kg^-1 DW、Cu(2.2±0.7)mg·kg^-1 DW和Zn(12.3±1.5)mg·kg^-1 DW;建立不同营养元素CND法叶标准参比值为V_N*=3.62±0.07,V_P*=0.78±0.08,V_K*=1.36±0.21,V_Ca*=1.74±0.14,V_Mg*=-0.55±0.10,V_Fe*=-2.74±0.36,V_Mn*=-2.40±0.39,V_Cu*=-5.55±0.32,V_Zn*=-3.78±0.10;依据DRIS法对江津地区筛选出N/K、N/Fe、N/Cu、P/K、P/Fe、P/Cu、K/Fe、K/Cu、Ca/N、Ca/P、Ca/K、Ca/Fe、Ca/Mn、Ca/Cu、Mg/N、Mg/P、Mg/K、Mg/Fe、Mg/Cu、Mn/N、Mn/P、Mn/K、Mn/Mg、Mn/Fe、Mn/Cu、Mn/Zn、Zn/Ca、Zn/Mg、Zn/Fe、Zn/Cu等30个,奉节地区筛选出Ca/K、Mg/K、Mg/Zn、Mn/N、Mn/P、Mn/K、Mn/Ca、Mn/Mg、Mn/Fe、Mn/Cu、Cu/P、Cu/K、Cu/Mg、Cu/Fe等14个叶片营养浓度比值参数;根据叶片矿质元素含量适宜值采用CND、DRIS、DOP 3种方法对奉节低产小区和江津地区橘园盛花期叶片营养诊断。其中,CND法需肥顺序：江津为Ca＞Mg＞N＞P＞Mn,奉节为N＞Ca＞P＞Zn＞Fe＞Mn;DRIS法需肥顺序：江津为Ca＞Mg＞＞Mn＞N＞P,奉节为Zn＞＞Fe＞Ca＞Mn＞N＞Mg;DOP法需肥顺序,江津为Ca＞Mn＞Mg,奉节为Mn＞＞Zn＞Fe＞Ca＞Mg＞N。【结论】3种方法诊断结果表明,果园营养不平衡指数江津地区CND、DRIS、DOP分别为166.5、4 291.0、117.5,奉节低产小区分别为37.2、570.0、14.1,奉节果园营养平衡状况均优于江津,两产区均具有很大的增产潜力。     

不同铅吸收特性小麦Pb的亚细胞分布和化学提取态

【目的】研究铅（Pb）胁迫下小麦百农160和偃展4110体内Pb亚细胞分布和化学提取态变化,为Pb低积累品种筛选提供理论依据。【方法】以前期筛选的对Pb吸收有明显差异的2个小麦品种（百农160和偃展4110）为试验材料,采用砂培试验,以Pb(NO₃)₂作为铅源,分别设置0（对照）、100和800 mg×L^-1共3个处理水平,胁迫4周后,收获并测定小麦生物量、Pb亚细胞分布及化学提取态含量,分析比较2种铅吸收特性小麦Pb的亚细胞分布和化学提取态特征。【结果】100 mg×L^-1Pb胁迫对小麦生长有促进作用,百农160和偃展4110生物量均有所增加,增幅分别为4.78%和2.66%。800 mg×L^-1Pb胁迫下,小麦生长受到抑制,百农160和偃展4110生物量均显著降低,分别降低了25.66%和38.60%。此外,2种小麦根冠比的变化也存在一定差异,当介质中Pb的浓度从100增至800 mg×L^-1后,百农160根冠比无明显变化,而偃展4110则表现出一定程度的增加,由0.71增至0.81。Pb胁迫4周后,百农160茎叶和根系中的Pb含量均低于偃展4110。就亚细胞分布而言,2种小麦体内Pb主要存在于细胞壁和细胞液中,其合量占小麦体内Pb总量的72%-86%。当介质中Pb浓度从100 mg×L^-1增至800 mg·L^-1后,偃展4110根细胞壁和细胞液中Pb所占比例降低8%,茎叶这一比例降低4%,而百农160根中这一比例增加了9%,茎叶则增加了1%。就Pb的化学提取态而言,小麦体内（茎叶和根系）Pb以难溶性的醋酸提取态和盐酸提取态为主,两者占总和的67%-85%,氯化钠提取态含量次之,占总和的6%-18%,乙醇提取态、去离子提取态和残渣态含量较低,3种形态占总和的8%-16%。此外,100和800 mg×L^-1Pb胁迫下,百农160根中活性较强的乙醇提取态和去离子水提取态Pb含量均低于偃展4110。然而,2种小麦茎叶中活性态合量特征与根中有所不同,100 mg×L^-1 Pb处理下,百农160茎叶活性态合量低于偃展4110,当胁迫增至800 mg×L^-1Pb时,2种小麦茎叶中活性态合量无明显差异。【结论】铅胁迫下,百农160的根表对Pb的阻碍能力强于偃展4110,同时将进入体内的Pb更大比例固定在细胞壁上,以减少Pb向地上部的运移,从而减轻Pb对地上部的毒害作用。就化学提取态而言,各形态的分配比例与Pb的解毒机理关系密切,但不同器官表现有所差异。     

Translocation and recovery of 15N-labeled N derived from the foliar uptake of 15NH3 by the greenhouse tomato (Lycopersicon esculentum Mill.)

In order to completely evaluate ammonia emission from greenhouse vegetable fields, crop canopy absorption should not be neglected. The foliar uptake of NH₃ applied at two growth stages and the subsequent ¹⁵N-labeled N translocation to other plant components were investigated under greenhouse conditions using chambers covered with the soil of a tomato field. Treatments comprised three NH₃-N application rates (70, 140, and 210 mg/plot) using ¹⁵N-labeled ammonium sulfate. Plants were harvested immediately after exposure for 24 h, and the total N concentrations and ¹⁵N/¹⁴N ratios were determined. With increased NH₃ concentration, total ¹⁵NH₃-N absorption increased considerably, whereas the applied ¹⁵NH₃-N uptake decreased gradually. The tomato plants absorbed 33–38% and 24–31% of the ¹⁵NH₃-N generated at the anthesis and fruit growth stages, respectively. A total of 71–80% of the recovered NH₃ was observed in the leaves and 20–30% of the recovered NH₃ was remobilized to other components. Among them, an average of 10% of the absorbed ¹⁵NH₃-N was transferred into the tomato fruits. All these results indicated the potential of the tested tomatoes for the foliar uptake of atmospheric ¹⁵NH₃ and the distribution of ¹⁵N-labeled vegetative N among different plant components. The results are of great importance for the complete evaluation of nitrogen use efficiency in the greenhouse tomato fields.     

不同钙镁比处理对三种超富集植物生长及吸收重金属的影响

通过水培实验研究了不同钙镁比(Ca/Mg=0.2、0.5、1.0、2.0、4.0、6.0)对Zn/Cd超富集植物东南景天(Sedum alfredii)、Zn/Cd/Ni超富集植物遏蓝菜(Noccaca caerulescens)和Ni超富集植物庭荠属(Alyssum murale)在20 mg Zn·L~(-1)、18 mg Ni·L~(-1)、10 mg Pb·L~(-1)和0.5 mg Cd·L~(-1)胁迫下生长和吸收重金属的影响。研究结果显示:A.murale具有很强的将Ni从地下部转移至地上部的能力(转移系数TF达5.98~11.19)和较高的地上部Ca/Mg比(2.45~16.74);N.caerulescens对Mg转移能力(TFMg为1.43~3.70)大于Ca(TFCa为0.77~1.38);S.alfredii对Mg的转移能力与Ca相似。N.caerulescens在正常营养液(Ca/Mg=2)条件下获得最好的生长和地上部最大Zn/Cd/Ni含量,增加Ca或Mg的供给都会产生抑制作用;A.murale在高Ca(Ca/Mg=6)供给时获得最大的生物量和Ni含量,增Ca有助于地上部Ni的累积,但增Mg降低了地上部Ni含量;增加Ca的供给会增加S.alfredii地上部和地下部的Zn含量,增加Ca或Mg的供给都会增加S.alfredii地下部Cd的含量,但S.alfredii在Ca/Mg=0.2时获得最大的生物量和最大的Zn和Cd含量。S.alfredii、A.murale和N.caerulescens地上部分别在Ca/Mg比为6、0.2、1.0时获得最大的Pb含量,其他Ca/Mg比对三种超富集植物地上部吸收Pb均没有产生显著影响。Ca/Mg比对超富集植物富集重金属能力的影响因植物种类和元素而异。     

紫花苜蓿对Cd胁迫的响应及品种差异研究进展

为利用紫花苜蓿对Cd污染土壤进行修复和综合利用提供理论基础。综述了紫花苜蓿对Cd胁迫的响应,包括:紫花苜蓿的生长对Cd的响应存在"低促高抑"现象;紫花苜蓿对Cd吸收的可能途径包括根表皮质膜的H+交换、Ca~(2+)和Mg~(2+)阳离子通道,根际环境和Cd元素在土壤中的有效态等因素会影响紫花苜蓿对Cd的吸收;在Cd由根部向地上部转运的过程中,随着土壤Cd含量的增加,更多的Cd被累积在紫花苜蓿的根部;紫花苜蓿应对土壤Cd胁迫的调控机理包括信号分子调控、抗氧化系统调控、生物巯基化合物对Cd的螯合、调节Cd的亚细胞分布和耐Cd基因的表达等多个方面。总结了紫花苜蓿对Cd胁迫响应的品种差异,主要表现在:种子萌发和幼苗生长;根瘤生长、植株形态和生物量;生理指标;对Cd的吸收与累积等方面。今后的研究工作可重点关注品种差异评判标准的建立、差异显著品种的系统筛选、在分子水平上的响应机理及品种差异机理的分析等方面。     

KT/HAK/KUP家族基因在桃开花期的表达及对钾肥施用的响应

【目的】从转录水平探索KT/HAK/KUP家族基因在桃花发育不同时期的表达模式及对钾肥施用的响应特征,明确关键基因并验证其功能。旨在揭示钾素营养状况与桃花开放之间的直接关系,为果树施钾及高效园艺作物的遗传改良与育种提供理论依据。【方法】以‘霞晖6号’桃树为研究对象,通过钾肥施用分析其对桃花生长发育、钾素含量及花朵开放时期的影响;通过HNO₃-HClO₄ 法消化样品,利用ICP-AES设备测定桃花开放不同时期的钾离子含量;利用荧光实时定量qRT-PCR技术,分析KT/HAK/KUP家族基因在桃花开放不同时期的表达水平,确定主效基因;进一步通过qRT-PCR技术分析KT/HAK/KUP家族基因在桃花开放不同时期对钾肥施用的差异响应;利用异源细菌缺失功能互补法验证主效基因的功能,将KUP11的CDS序列克隆到pPAB404中形成重组表达载体pPAB404-KUP11,测序验证的重组载体转化到大肠杆菌功能缺失突变菌株TK2420中,分析重组载体pPAB404-KUP11恢复TK2420突变细菌吸收外界K⁺（KCl或K₂SO₄）的功能。【结果】钾肥施用使‘霞晖6号’桃花提前2 d开放,并显著促进了盛开期桃花的发育,花朵鲜重增加21.5%。此外,盛开期桃花K⁺含量也最高,其次是初开期和花蕾期,败落期则最低。因此,钾肥施用显著增强了桃花开放过程中花朵K⁺的富集水平,在花蕾期、初开期、盛开期和败落期分别提高了24.3%、27.4%、29.1%和26.2%。KUP1-13在桃花开放不同时期的表达水平存在差异,但在盛开期的表达水平均达到最高,且在转录水平对钾肥施用的响应不同。KUP1和KUP5基因对钾肥施用最为敏感,其表达水平从花蕾期至桃花盛开期是持续被诱导的;KUP11在桃花开放的整个过程中表达量最高,钾肥处理显著诱导了其在花蕾形成初期的表达并抑制了其在桃花败落期的表达量。表达载体pPAB404-KUP11能恢复TK2420细菌重新吸收K⁺,且对外界KCl和K₂SO₄均有吸收,说明KUP11的表达水平与K⁺的吸收呈正相关性。【结论】钾肥施用促进桃花发育,改善钾营养状况,催使桃花提前开放,并对KUP家族基因在开花不同时期转录水平的调控有差异;KUP11转运体具有吸收外界K⁺的功能,在桃花开放过程中起重要作用。     

旱稻吸收砷镉的基因型差异研究

通过盆栽试验,比较了29种不同基因型旱稻对As、Cd的吸收与转运。研究结果表明:不同基因型旱稻在生物量和As、Cd吸收上均表现出显著差异,单株平均生物量和变异系数分别为23.57 g和15.8%。茎叶、颖壳和糙米As含量分别为1.022、0.177、0.050 mg·kg~(-1),变异系数分别为25.1%、54.3%和39.7%;Cd含量分别为0.811、0.230、0.116 mg·kg~(-1),变异系数分别为58.2%、38.9%和58.0%。旱稻不同器官对As、Cd累积的大小顺序均为糙米颖壳茎叶,Cd、As在三器官间的比值分别为1∶1.9∶6.7和1∶3.5∶20.4,说明不同器官间Cd转移系数高于As。相关性分析表明,茎叶与颖壳、茎叶与糙米、颖壳与糙米之间的相关系数:Cd分别为0.466(P0.05)、0.658(P0.01)和0.758(P0.01),As分别为0.437(P0.05)、0.290和0.611(P0.01)。旱稻对Cd的吸收与转运能力以及其基因型差异均较As大。29份不同基因型旱稻糙米As含量均达标(NY 5115—2002,0.5 mg·kg~(-1)),82.8%的旱稻Cd达标(GB 2762—2012,0.2 mg·kg~(-1)),糙米As、Cd含量均低于二分之一标准的基因型占37.9%,包括V2、V3、V6、V11、V12、V13、V15、V16、V19、V20和V25,表明通过筛选Cd、As低吸收的旱稻进行非淹水种植可保障稻米安全生产。     

基于物种敏感性分布法预测芘对白菜毒害的生态风险阈值

为预测芘对白菜的生态风险阈值,通过温室土培试验,研究华北地区11个常见白菜品种对芘毒性的剂量-效应关系,得出基于白菜鲜质量芘的毒性阈值EC_(10)(10%抑制浓度)与EC_(50)(50%抑制浓度)。运用物种敏感性分布法(Species SensitivityDistribution, SSD)预测芘对白菜的生态风险阈值HC_5。结果表明:京翠60(JC-60)、京秋65(JQ-65)两个品种生物量(鲜质量)随着芘添加浓度的增加逐渐降低,呈现抑制效果,京春娃2号(JCW-2)、京春白(JCB)等9个品种白菜生物量随芘添加浓度的增加,呈现先升高后降低的趋势;运用Log-logistic分布模型以及Brian-Cousens低剂量刺激模型对土壤中芘植物毒性的剂量-效应关系进行拟合,得出不同条件下芘对白菜毒性的剂量阈值(EC_(10)、EC_(50)),多环芳烃芘对白菜EC_(10)变化范围为4.14~52.76 mg·kg~(-1),EC_(50)变化范围为28.35~545.11 mg·kg~(-1);通过物种敏感性分布模型预测结果表明,基于保护95%白菜品种的EC_(10)值HC_5~(10%)为4.52 mg·kg~(-1),置信区间为2.02~10.04,EC_(50)值HC_5~(50%)为37.68 mg·kg~(-1),置信区间为24.99~56.79。     

黄淮麦区部分小麦种质脂肪氧化酶活性分析及等位基因检测

【目的】小麦中的脂肪氧化酶（LOX）是影响小麦面粉颜色和其储藏特性的主要因素之一,对中国黄淮麦区的306份小麦种质资源进行脂肪氧化酶活性分析及等位基因检测,为小麦品质育种提供理论参考。【方法】利用紫外分光光度计和酶标仪测定参试样品的脂肪氧化酶（LOX）活性,并利用控制脂肪氧化酶活性的位于1AL上的QLpx.caas-1AL位点紧密连锁的分子标记Xwmc312以及位于4BS上的TaLOX-B1位点的功能标记LOX16和LOX18,采用特异引物的PCR扩增技术以及琼脂糖凝胶电泳和聚丙烯酰胺凝胶电泳分离技术进行参试材料的LOX基因型鉴定。【结果】表型测定结果表明,参试的黄淮麦区小麦品种（系）中脂肪氧化酶活性的平均值为65.73 AU·min^-1·g^-1,标准差为13.54,变幅为27.09-99.55 AU·min^-1·g^-1,变异系数为20.6%。参试材料中小于40 AU·min^-1·g^-1和大于90 AU·min^-1·g^-1的小麦品种（系）分别为7个和8个,可作为对当前主栽小麦品种进行脂肪氧化酶活性改良的重要资源材料。基因型鉴定结果表明,参试材料的QLpx.caas-1AL位点存在3种等位变异类型,Xwmc312₂₂₇、Xwmc312₂₃₅和Xwmc312₂₄₇所占比例分别为30.4%、18.9%和50.6%。参试材料的TaLOX-B1位点存在TaLOX-B1a和TaLOX-B1b两种变异类型,所占比例分别为 28.7%和71.2%。分析其基因型组合发现,参试材料中共有6种基因型组合类型,依次为TaLOX-B1a/Xwmc312₂₂₇、TaLOX-B1a/Xwmc312₂₃₅、TaLOX-B1a/Xwmc312₂₄₇、TaLOX-B1b/Xwmc312₂₂₇、TaLOX-B1b/Xwmc312₂₃₅和TaLOX-B1b/Xwmc312₂₄₇,所占比例分别为7.2%、9.5%、12.1%、23.2%、9.5%和38.6%。分析不同LOX基因型与脂肪氧化酶活性的关系表明,1AL位点上拥有Xwmc312₂₃₅基因型的小麦品种脂肪氧化酶活性显著高于其他两种基因型（P＜0.05）,4BS位点拥有TaLOX-B1a基因型的小麦品种脂肪氧化酶活性显著高于拥有TaLOX-B1b基因型的小麦品种（P＜0.05）。进一步分析不同LOX基因型组合与脂肪氧化酶活性的关系表明,拥有TaLOX-B1a/Xwmc312₂₃₅基因型组合的小麦品种脂肪氧化酶活性（76.80 AU·min^-1·g^-1）显著高于其他5种基因型组合,而拥有TaLOX-B1b/Xwmc312₂₂₇基因型组合的小麦品种脂肪氧化酶活性显著低于其他5种基因型组合,仅为62.44 AU·min^-1·g^-1。【结论】中国黄淮麦区的小麦品种脂肪氧化酶活性绝大多数处于中间类型,拥有极低（小于40 AU·min^-1·g^-1）或极高（大于90 AU·min^-1·g^-1）脂肪氧化酶活性类型的小麦品种所占比例较低。黄淮麦区所发现的6种不同LOX基因型组合中,拥有TaLOX-B1a/Xwmc312₂₃₅基因型组合的小麦品种脂肪氧化酶活性相对较高（P＜0.05）,而拥有TaLOX-B1b/Xwmc312₂₂₇基因型组合的小麦品种脂肪氧化酶活性相对较低（P＜0.05）。     

Relationships between temperature-light meteorological factors and seedcotton biomass per boll at different boll positions

Cotton growth and development are determined and influenced by cultivars,meteorological conditions,and management practices.The objective of this study was to quantify the optimum of temperature-light meteorological factors for seedcotton biomass per boll with respect to boll positions.Field experiments were conducted using two cultivars of Kemian 1 and Sumian 15 with three planting dates of 25 April(mean daily temperature(MDT)was 28.0 and 25.4°C in 2010 and 2011,respectively),25 May(MDT was 22.5 and 21.2°C in 2010 and 2011,respectively),and 10 Jun(MDT was 18.7 and 17.9°C in 2010 and 2011,respectively),and under three shading levels(crop relative light rates(CRLR)were 100,80,and 60%)during 2010 and 2011 cotton boll development period(from anthesis to boll open stages).The main meteorological factors(temperature and light)affected seedcotton biomass per boll differently among different boll positions and cultivars.Mean daily radiation(MDR)affected seedcotton biomass per boll at all boll positions,except fruiting branch 2(FB_2)fruting node1(FN_1).However,its influence was less than temperature factors,especially growing degree-days(GDD).Optimum mean daily maximum temperature(MDT_(max))for seedcotton biomass per boll at FB_(11)FN_3 was 29.9–32.4°C,and the optimum MDR at aforementioned position was 15.8–17.5 MJ m~(–2).Definitely,these results can contribute to future cultural practices such as rational cultivars choice and distribution,simplifying field managements and mechanization to acquire more efficient and economical cotton management.     

不同铵硝配比对芝麻苗期光合荧光特性的影响

为了明确不同氮素形态(铵硝配比)对芝麻苗期光合荧光特性的影响,探究适合芝麻生长的铵硝配比,采用营养液栽培方法研究了不同铵硝配比(10∶0、9∶1、3∶1、1∶1、1∶3、1∶9、0∶10)对芝麻品种中芝13(ZZ13)和漯12(L12)苗期光合特性、光合色素、叶绿素荧光参数的影响。结果表明,铵态氮比例过高显著抑制芝麻生长,铵硝配比为10∶0和9∶1时植株死亡,高比例铵态氮(铵硝配比3∶1)处理的芝麻幼苗地上部干质量显著低于其他处理;随着铵态氮比例降低,抑制作用减弱,并且适当配施硝态氮(铵硝配比1∶9)时2个芝麻品种地上部干质量达最大值,ZZ13和L12的叶绿素a、b含量及叶绿素总量分别在铵硝配比1∶9和0∶10时达到最高,而铵硝配比3∶1时上述光合色素含量大幅降低。铵硝配比1∶9时,ZZ13和L12的净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)均最大,而高比例铵态氮处理时Pn和Tr均显著降低,两者对铵态氮的响应较为明显。此外,与纯硝态氮处理相比,铵硝配比1∶9显著提高了ZZ13的光系统活性,表现为光系统Ⅱ最大量子效率(Fv/Fm)和实际光化学效率(ΦPSⅡ)显著增加,非光化学猝灭系数(q N)显著降低,但对L12光系统Ⅱ活性的提高不明显;而铵硝配比3∶1显著抑制了ZZ13和L12的光系统Ⅱ活性,表现为Fv/Fm、ΦPSⅡ和q P(光化学猝灭系数)值显著降低,Fo(基础荧光)和q N值显著增加。可见,铵硝配比1∶9最适合芝麻生长,尤其是对于ZZ13,其促进光合作用的主导因素是显著提高了光系统Ⅱ活性,而对芝麻叶片光合色素含量及组成比例的影响不显著;高比例铵态氮对芝麻叶片光合色素含量及组成比例、光系统Ⅱ活性、Pn和Tr都产生了不良影响,进而严重抑制芝麻的光合作用和生长。     

喷施不同纳米材料对水稻幼苗磷含量的影响

为探究喷施不同纳米材料对水稻幼苗生物量和磷含量的影响,将水稻幼苗培养在不同含磷浓度营养液中,对水稻幼苗叶片喷施不同浓度的不同纳米材料,即粒径40 nm的羟基磷灰石(nHA)、三氧化二铁(nFe2O3)、零价铁(nFe)、二氧化铈(nCeO2)和甲壳素[CH,(C8H13NO5)n]悬浊液,测定水稻地上部和根部含磷量。结果表明:在正常供磷条件下,喷施nHA、nFe2O3、nFe处理,浓度分别在200、100 mg·L^-1和150 mg·L^-1时,地上部生物量达到最大,根部生物量则在150、100 mg·L^-1和100 mg·L^-1处理时达到最高;但大部分处理不会显著提高水稻幼苗磷含量。在供磷1/2条件下,各处理均可不同程度促进水稻幼苗对磷的吸收;喷施nHA、nFe2O3、nFe、nCeO2和CH处理,分别在50、100、100、100 mg·L^-1和150 mg·L^-1的浓度处理时生物量达到最大;nHA、nFe2O3、nFe处理均可显著促进地上部磷含量,地上部磷含量分别在150、100 mg·L^-1和150 mg·L^-1处理时达到最高。研究表明:在不同浓度磷供应条件下,喷施粒径40 nm的nHA、nFe2O3、nFe、nCeO2和CH均可不同程度促进水稻幼苗生长。不缺磷条件下,nHA、nFe处理促进生物量增加明显;缺磷条件下,nHA、nFe2O3、nFe促进磷吸收效果更明显。