玉米杂交种对缺磷反应的生理机制及基因型差异

【目的】揭示玉米杂交种对缺磷反应的生理机制,为高产高效品种的大面积推广应用提供科学依据。【方法】以蠡玉16、冀单28和宽诚10杂交玉米为供试作物,通过供磷和缺磷营养液培养研究缺磷对不同基因型玉米生长发育,根系形态、活性和生理特性的影响,并比较基因型间差异。【结果】与供磷比,缺磷的3个品种株高、地上部和整株干重及磷增长量均降低,根干重和根冠比均增加;根长依次增加61%、62%和18%,根半径降低19%、29%和4%,根表面积增加31%、18%和13%;总吸收面积和比表面积降低;pH降低1.3、0.8和0.7个单位;吸收H2PO4?和耐低磷能力提高;根组织中酸性磷酸酶活性提高。不同基因型间存在显著差异。【结论】缺磷时,蠡玉16干重增长最大,原因是其有较大的根长和根表面积,较活跃的根系吸收活性,较多的质子分泌,较强的耐低磷能力,较大的吸收速率和根内酸性磷酸酶活性。     

缺磷对紫云英根系分泌物产生及难溶性磷活化的影响

【目的】探讨紫云英根分泌物对难溶性磷活化、吸收能力，以及不同紫云英基因型对难溶性磷活化差异。【方法】采用Hoagland营养液培养并收集紫云英根分泌物，经旋转蒸发仪减压、浓缩后，进行难溶性磷活化试验，利用高效液相色谱（HPLC）测定分泌物中有机酸成分及含量。【结果】缺磷胁迫下，不同基因型紫云英根半径减少，而根冠比和根比表面积较供磷有显著提高。紫云英根系分泌的有机酸有草酸、酒石酸、柠檬酸、苹果酸等，但主要为草酸；缺磷条件下，不同基因型紫云英分泌草酸存在显著差异，且各有机酸分泌量显著高于供磷时的分泌量。闽紫1号、浙紫5号和闽紫6号分泌的各种有机酸量明显高于余江大叶和弋江籽分泌的量。缺磷和供磷下，紫云英根系分泌物对难溶性Al-P和Fe-P都具有一定的活化能力，其活化值（P）分别为36.40-157.39 μg•g-1、32.20-139.42 μg•g-1，缺磷根系分泌物对难溶性磷的活化量高于供磷处理，而且Al-P的活化能力略高于Fe-P。通过活化模拟试验，也证实不同有机酸可活化难溶性Al-P、Fe-P且差异显著。【结论】缺磷胁迫能促进紫云英分泌有机酸，显著增加对难溶性磷的活化效果;基因型之间紫云英对磷的活化效果差异较为明显，显现出紫云英品种间的差异性；栽培紫云英有利于改善南方红壤地区缺磷土壤磷素养分循环。然而科学地评价有机酸对Al-P和Fe-P的活化能力还有待于进一步研究。     

不同供磷条件下大豆根构型的适应性变化

根系的许多指标 (如根长、根质量、根吸收面积等 )与作物磷效率具有较好的相关关系 .Ｂｏｎｓｅｒ等[1] 发现菜豆磷效率的遗传变异与根的构型有关 ,根的空间构型可能是菜豆吸收磷的一个重要影响因素 .但在大豆的研究上至今还鲜有报道 .本研究将以 2个大豆基因型为材料 ,通过特殊设计的营养袋纸培系统 ,结合计算机图象分析技术 ,定量测定大豆根构型在低磷胁迫及局部供磷条件下的适应性变化及其基因型差异 ,为通过遗传改良根构型来提高磷吸收效率提供依据 .1　材料与方法供试大豆 [Ｇｌｙｃｉｎｅｍａｘ (Ｌ .)Ｍｅｒｒｉｌｌ]基因型为广州大…     

砖红壤地区花生基因型间磷效率差异及机理初探

采用大田试验,研究了土壤缺磷对不同基因型花生酸性磷酸酶(APA)活性、光合速率、籽粒蛋白、脂肪含量以及产量的影响,结果表明:在土壤缺磷状态下,供试各基因型花生叶片酸性磷酸酶活性均有不同程度升高,但是光合速率、籽粒蛋白含量、脂肪含量以及产量都呈下降趋势。说明磷胁迫改变了植物生理代谢平衡,影响了作物品质及产量性状;黑叶基因型的各项指标优于其他各供试基因型,表现出较强的耐低磷能力。     

磷高效野生大麦拔节期对植酸态有机磷的利用

【目的】探讨磷高效野生大麦对植酸态磷的吸收利用能力,分析植酸态磷处理对不同磷效率野生大麦生长、磷素吸收及根际土壤特征的影响,为阐明低磷胁迫下磷高效野生大麦对有机磷的利用机理提供理论依据。【方法】低磷土壤盆栽条件下,以前期筛选得到的野生大麦磷高效基因型IS-22-30、IS-22-25和磷低效基因型IS-07-07为供试材料,有机磷源为植酸钠,设3个施磷水平,即不施磷(CK)、施磷(P)15 mg·kg-1土(Po15)、30 mg·kg-1土(Po30),研究拔节期有机磷处理对不同磷效率野生大麦生物量、磷素积累量、根系酸性磷酸酶和植酸酶活性、根际土壤酸性磷酸酶和植酸酶活性及有机磷各组分含量的影响。【结果】(1)随有机磷水平提高,野生大麦生物量和磷素积累量均显著增加,而根冠比呈减小趋势。各处理下,磷高效基因型生物量、磷素积累量和根冠比均大于低效基因型。且随着有机磷水平的提高,磷高效基因型生物量和磷素积累量增幅较大。(2)随有机磷水平降低,野生大麦根系酸性磷酸酶和植酸酶活性均显著增加。各处理下,磷高效基因型根系酸性磷酸酶和植酸酶活性显著高于低效基因型,分别是低效基因型的1.15—1.24倍和1.18—1.34倍。(3)野生大麦根际土壤酸性磷酸酶与植酸酶的活性明显高于非根际,且随有机磷水平提高,土壤酶活性呈显著增加的趋势。各处理下,磷高效基因型根际土壤酸性磷酸酶和植酸酶活性显著高于低效基因型,是低效基因型的1.23—1.33倍和1.15—1.30倍。(4)随有机磷水平提高,野生大麦根际、非根际土壤各有机磷组分含量显著增加。磷高效基因型根际与非根际土壤活性有机磷和中活性有机磷含量显著低于磷低效基因型,而中稳性有机磷和高稳性有机磷含量无基因型差异。由于对有机磷的耗竭,根际土壤有机磷各组分含量低于非根际。磷高效基因型根际土壤活性较强的活性有机磷和中活性有机磷出现明显亏缺,其亏缺范围为0.64—1.12 mg·kg-1和13.8—33.9 mg·kg-1。【结论】磷高效野生大麦基因型通过根系或根际微域微生物分泌更多的酸性磷酸酶和植酸酶,提高根际土壤中活性有机磷和中活性有机磷生物有效性,从而具有较强的有机磷吸收利用能力,更能适应有效态磷缺乏的土壤环境。     

供磷水平对不同磷效率玉米根系的生长及磷营养的影响

在土沙混合培养介质中,设置低磷和高磷两种供磷水平,研究不同磷效率玉米基因型根系生长受低磷胁迫的影响。结果表明:低磷胁迫下,磷高效型玉米有优越的根系形态特征,维持较大的根体积和吸收面积,保证从土壤中吸收较多的磷供植株生长所需。     

柱花草适应酸性缺磷土壤的基因型差异及可能的生理机制

通过田间和水培试验,探讨了柱花草适应酸性缺磷土壤的基因型差异及其可能的生理机制. 田间试验表明,12个供试柱花草对酸性缺磷土壤的适应性具有显著的基因型差异,并且这种差异主要来自于磷效率的高低. 其中头状柱花草(Capitata)、马弓形柱花草(Fine stem)、Mineirao柱花草(Mineirao)和CIAT1517柱花草(CIAT1517)属于磷低效不敏感型;热研2号柱花草(Reyan2)、热研5号柱花草(Reyan5)、GC1581柱花草(GC1581)和TPRC2001-1柱花草(TPRC2001-1)属于磷高效敏感型;西卡柱花草(Seca)属于磷高效不敏感型,有钩柱花草(Verano)、灌木柱花草(Seabrana)和TPRC2001-2柱花草(TPRC2001-2)表现不稳定. 在田间试验结果的基础上,挑选出适应性差异较大的TPRC2001-1、Fine stem和Verano进行水培试验,结果发现,在水培条件下,柱花草的磷效率和磷吸收效率具有明显的基因型差异,而磷利用效率基因型间差异不显著. 此外,虽然低磷胁迫能显著提高供试柱花草叶部和根部酸性磷酸酶的活性,但其基因型差异不显著. 表明柱花草对酸性缺磷土壤的适应性具有显著的基因型差异,并且这种差异主要来自磷吸收效率,而与酸性磷酸酶活性等磷利用效率指标没有直接的相关关系.     

黄瓜磷效率评价及其基因型差异

在水培条件下,评价了来源不同的18个黄瓜基因型的磷效率,并初步分析了导致黄瓜磷效率基因型差异的生理机理。结果表明,两周的低磷胁迫严重抑制了黄瓜地上部生长,但刺激了根系的生长,主要表现在叶片数、叶面积、株高和茎粗降低,根冠比、比根长、总根长和总根表面积增加,根变细、根平均直径降低等。与高磷处理下供试黄瓜相比,低磷处理导致植株的总磷吸收量都不及高磷处理下的一半,下降了62.66%~93.96%,但磷利用效率提高了2~7倍。大部分根系形态指标(包括主根长、总根长、根表面积等)与黄瓜磷吸收效率显著相关。黄瓜的磷效率与其磷吸收效率极显著正相关,而与其利用效率相关性不大。磷胁迫改变了黄瓜地上部和地下部形态构型、显著降低了黄瓜植株总磷效率和磷吸收效率,磷利用效率则显著提高,基因型间差异显著。黄瓜的总磷效率主要由磷吸收效率决定。供试黄瓜中,基因型3、10、13和17为磷低效低敏感型,而基因型1、14、15和18为磷高效高敏感型,可用于培育磷高效黄瓜品种。     

耐低磷新疆春玉米基因型筛选及其磷效率

【目的】筛选耐低磷及磷高效玉米品种是充分利用土壤磷素和减施磷肥的有效途径,挖掘玉米利用土壤磷素的生物学潜力,为培育磷高效利用玉米品种提供理论依据。【方法】采用盆栽试验,在低磷(P₂O₅:20 mg/kg)和正常磷(P₂O₅:100 mg/kg)条件下,以8个新疆自育的春玉米品种和1个对照品种(郑单958)为供试材料。【结果】筛选耐低磷基因型,划分不同磷效率类型,鉴定出对磷高效的玉米品种。施用磷肥对玉米生长有明显的影响,玉米地上部干物质重、单株产量及植株氮磷累积量在各品种之间差异显著。鉴定出4个耐低磷品种,分别为新玉29号、新玉47号、新玉54号 和新玉69号。依据磷效率综合值对玉米基因型磷效率类型进行了划分。【结论】新玉47号、新玉54号和新玉69号为耐低磷且低磷高效品种,郑单958为不耐低磷且正常磷高效品种,新玉110号为不耐低磷且磷低效品种,新玉24号、新玉29号、新玉80和新玉102号为磷低效品种。     

不同磷水平柱花草磷效率及根构型研究

为研究不同磷水平下柱花草磷效率的基因型差异及其与根构型的关系，利用盆栽试验，以磷低效、磷高效、磷敏感3种基因型柱花草品种为材料，研究0、0020、0035、0050、0075、0100、0200 g·kg-1共7个磷水平下，不同基因型柱花草的磷营养特性；并进一步比较两个代表性基因型（磷低效、磷高效）柱花草在对照(0 g·kg-1)、缺磷(0010 g·kg-1)、正常磷（0025 g·kg-1）处理下苗期根系生长状况，从而确定根构型与磷效率的关系。结果表明：不同基因型植株的磷含量、吸磷量随磷浓度的增加而增加，磷利用效率对磷浓度的反应趋势则相反。在不同磷处理下，磷高效基因型的磷利用效率均较高，且随着磷浓度的增加不同基因型品种磷利用效率的变化趋势度表现为：磷高效＜磷低效＜磷敏感。随着磷胁迫的加重，磷高效和磷低效基因型的侧根数、主根长、根体积、根表面积和根活跃吸收面积均增加，根直径减小。磷高效基因型柱花草根体积显著高于磷低效基因型，且在其他根构型指标上优于磷低效基因型。磷高效基因型品种较耐低磷，柱花草根系形态的改变是其适应低磷胁迫的重要机制。研究为柱花草的优质栽培提供理论依据。     

一种更有效的根构型研究纸培系统

在原有营养袋纸培系统的基础上,改进了磷供应方式,研究了介质磷空间有效性对大豆根构型的调控及基因型差异.结果表明:1)改进后的分层磷处理导致的介质磷空间有效模拟了农业生产系统中有效磷的分布,能够更高效地调控大豆根构型.在上层高磷下层低磷的分层磷处理中,大豆总根长和总根表面积增加、平均基根生长角度变小、根系分布变浅、植株磷吸收和生物量提高.2)改进后的分层磷处理导致的介质磷空间有效性对大豆根构型的调控基因型间差异显著.磷高效大豆基因型HN89比磷低效基因型HN112对磷空间有效性变化的反应更快,总根长和总根表面积的变幅更大,磷含量和生物量更高.     

Assessment on Phosphorus Efficiency Characteristics of Soybean Genotypes in Phosphorus-Deficient Soils

A glasshouse study compared the growth and phosphorus （P） efficiency of 96 genotypes of soybean [Glycine max （L.） Merrill] in a P-deficient soil. The soybean genotypes differed greatly in growth, nodulation and P uptake after growing in the soil for 45 days, with shoot biomass ranging from 0.91 to 1.75 g per plant. The application of P improved biomass production, nodulation and P uptake and decreased root to shoot ratio, root length and surface area and P utilization efficiency. The 96 soybean genotypes were divided into 3 categories in P efficiency using the principal component analysis and cluster analysis, and 4 categories according to F values in combination with growth potentials. The Pefficient genotypes were associated with high biomass production, root to shoot ratio, root length and surface area and P uptake but low shoot to root P concentration ratio under P deficiency. The results indicate that there is a substantial genotypic variation in P efficiency in existing germplasm, and that P efficiency was correlated positively with dry weights of shoots and roots, ratio of root to shoot dry weight, root length and surface area, root P content and total P uptake. The shoot dry weight under P deficiency and relative shoot dry weight （deficient P/adequate P supply） are effective and simple indicators for screening P-efficient genotypes at the seedling stage.     

华西雨屏区几种人工植被类型对土壤磷库的影响

【目的】了解华西雨屏区不同人工植被类型土壤磷库特征,分析人工植被类型对土壤磷库及其有效性的影响。【方法】选取华西雨屏区7种典型人工植被类型:橘树(Glycosmis cochinchinensis)迹地、橘树林地、巨桉(Eucalyptusgrandis)林地、玉米(Zea mays)地、香樟(Cinnamonum camphora)林地、柚子(Citrus maxima)林地和桃树(Prunus persica)林地,于2010年7月分别采集土壤根层或耕作层与根下层或犁底层原状土样,分析其磷库及有效磷特征。【结果】华西雨屏区几种典型人工植被类型显著影响了不同土壤层次磷库特征,但不同人工植被类型的影响方式和程度并不一致。玉米地和巨桉林地植被类型下根下层或犁底层土壤全磷库大于根层或耕作层;橘子林地具有最大的根层土壤磷库,而玉米地具有最大的犁底层土壤磷库;尽管玉米地具有较高的根层土壤有效磷含量,但香樟林地根下层土壤有效磷含量最高。【结论】植物生长和人为管理差异是显著影响人工植被土壤磷库及其有效性的重要原因,这为区域土地利用结构调整和生态环境建设提供了理论依据。     

不同磷效率小麦对磷的吸收及根际土壤磷组分特征差异

【目的】研究不同磷效率小麦根际土壤磷组分特征及磷高效小麦对土壤中不同形态磷素的活化利用特征，以探明磷高效小麦高效吸收利用磷素机理。【方法】在土培盆栽条件下，以小麦磷高效品种CD1158-7、省A3宜03-4和低效品种渝02321为材料，研究每kg土中施磷0、10、20和30 mg（表示为0、10、20、30 mg•kg-1）条件下其生物量、磷素积累量、根际与非根际土壤水溶性磷、无机磷组分、有机磷组分的浓度差异。【结果】不同磷效率小麦生物量、磷素积累量随着施磷量增加均有不同程度的增加，且高效品种显著高于低效品种。不同施磷处理，根际土壤水溶性磷浓度均低于非根际土壤。在低磷处理（不施磷、施磷10、20 mg•kg-1）条件下，高效品种根际土壤水溶性磷出现了亏缺，而施磷量较高（施磷30 mg•kg-1）时，其根际土壤水溶性磷则出现了富集。根际与非根际土壤无机磷组分浓度为Ca10-P＞O-P、Fe-P＞Al-P＞Ca8-P＞Ca2-P，且Ca10-P浓度占无机磷总量的50%以上。不施磷、施磷10 mg•kg-1，高效品种根际土壤中Ca2-P浓度是低效品种的1.22和1.23倍、1.31和1.59倍。低效品种根际土壤Al-P浓度在不施磷处理下是高效品种1.13和1.23倍。施磷量减少，不同磷效率小麦根际土壤均表现出O-P、Fe-P的减少。根际与非根际土壤4种有机磷组分中，以中活性有机磷浓度最高，其次为中稳性有机磷和高稳性有机磷，而活性有机磷的浓度最低。不施磷和施磷10 mg•kg-1处理，低效品种渝02321根际土壤活性有机磷浓度是高效品种CD1158-7和省A3宜03-4的2.00与1.76倍、1.68与1.63倍。【结论】磷高效小麦具有较强的磷素积累、物质生产和水溶性磷吸收能力。低磷胁迫下，磷高效品种活化吸收Al-P、Ca-P、活性有机磷能力强于低效品种。     

紧实胁迫对不同土壤类型玉米养分吸收、分配及产量的影响

【目的】明确不同土壤类型玉米植株养分累积、分配和产量对土壤紧实胁迫的响应。【方法】采用微区桶栽,设计了土壤类型和紧实度两因素试验,研究玉米地上部养分吸收、分配和产量变化特征,及其对紧实胁迫的响应。【结果】结果表明,紧实胁迫下不同类型土壤上玉米的根干重、根长度、养分累积量和分配量以及产量均呈下降趋势,各参数变化顺序均表现为:潮土砂姜黑土黄褐土;紧实胁迫下叶片中的养分分配比例高于茎鞘,养分转移率表现为黄褐土砂姜黑土潮土。降低土壤紧实度促进了玉米根干重和根长度的增加,增加了各类土壤上玉米单株和各器官中氮、磷、钾的累积量和玉米产量,其中黄褐土和砂姜黑土增加幅度较大,潮土较小;玉米叶片和茎鞘中的氮、磷、钾转移率随紧实度的降低而下降。【结论】紧实胁迫影响不同土壤类型玉米根系生长、养分累积和吸收,生产实践中对不同土壤类型可通过降低紧实度来改善根系生长,提高玉米养分的吸收和籽粒产量。     

磷硼耦合胁迫对大豆生长和磷、硼吸收的影响及基因型差异

以磷效率不同的5个大豆基因型为材料,通过水培试验研究磷、硼不同处理对大豆不同生育期植株生长和磷、硼吸收的影响及基因型差异.结果表明:磷、硼不同处理显著影响大豆生长,并且磷、硼对大豆生长的影响具有显著的交互作用.其中,磷有效性是影响大豆生长和硼吸收的重要因素.在相同硼水平下,增加磷有效性能显著提高各大豆基因型植株干质量、籽粒产量和单株磷硼积累量;在适量磷水平下,增加硼水平,能显著促进磷高效大豆基因型的生长和植株体内磷、硼的累积,但对磷低效品种则无显著影响.磷、硼对大豆生长的影响及其交互作用在成熟期表现更为明显,改善硼供应有利于提高磷高效大豆基因型的产量.