中国科学院南京土壤研究所黄瓜根系分泌物释放特性研究取得进展

正根系分泌物是植物根系释放到根际环境中的有机物质的总称,属土壤微生物易于分解的、可直接利用的碳源,是植物、土壤和微生物三者间的桥梁,在土壤结构形成、土壤养分转化、植物养分吸收、土壤微生物分布、环境污染修复等方面起着重要作用。根系分泌物在土壤中会迅速被微生物降解,同时根系分泌物本身含量较低、组分复杂,迫切需要建立可行、高效、稳定的根系分泌物收集、分离纯化和鉴定方法,以支撑根际研究。     

豆科作物适应酸性土壤的养分高效根系遗传改良

世界上超过40%的耕作土壤为酸性,养分效率低是酸性土壤限制作物产量的主要因素。根系是植物吸收养分和水分的主要器官,也是植物与土壤微生物互作的主要界面。挖掘根系对土壤养分吸收和利用的遗传潜力、改善根际土壤微生物组成及活性是提高作物产量、减少环境污染和提升土壤健康的重要策略。此外,豆科作物与根瘤菌共生所固定的氮素是农业生态系统中不可替代的清洁氮源,也是影响根际土壤微生物组的重要因素。本文以大豆为代表,系统总结了酸性土壤中,豆科作物养分高效根系遗传改良、根系与根际微生物互作提高养分效率和土壤健康的研究进展。此外,本文还概述了应用养分高效大豆品种,通过接种高效根瘤菌剂并与玉米、茶树间套作的生态效益,为豆科作物养分高效遗传改良及推动其在可持续农业中的应用提供理论依据和应用案例。     

模拟根系分泌物输入对森林土壤氮转化的影响研究综述

在全球气候变化加速植物生长和生物量积累的背景下,氮素是森林生态系统初级生产力的主要限制因子之一。根系分泌物所介导的根际微生物过程在驱动森林生态系统土壤养分循环和增加氮素有效性方面具有重要意义。基于此,本研究综述了模拟根系分泌物输入对森林土壤氮素矿化、硝化与反硝化过程的影响及其机制。发现根系分泌物中的有机酸、糖类和氨基酸等物质均能促进有机质的分解和氮素矿化,在一定程度上能缓解植物对氮的需求。不同碳含量和碳氮比的根系分泌物输入驱动根际微生物行使不同养分利用策略,通过生物和非生物作用,根系分泌物矿化有机质中的氮素供给植物吸收利用;根系分泌物中的生物硝化抑制剂能抑制土壤硝化作用,减少氮素的淋溶;根系分泌物还通过控制根际与氮转化相关的反硝化细菌群落来促进土壤反硝化作用。综上,植物通过增加根系分泌物的输入能提高地下碳分配,影响根际土壤氮素转化,在维持森林土壤氮素循环和缓解养分限制等方面具有重要作用。表2参70     

病害胁迫下植物根系分泌物的响应及作用研究进展

根系分泌物是植物和土壤产生联系的重要介质,在植物与环境互作过程中发挥着至关重要的调控作用。综述了病害胁迫下根系分泌物在组成和含量2个维度的响应,以及这些差异响应在加重或减轻植物病害发展中的作用。根系分泌物组成和数量的变化取决于植物种类和品种、发育时期、植物生长基质和胁迫因素,一方面,根系分泌物能够作为化学信号物质调控土壤病原菌的活性,并能通过改变土壤微生态环境诱导土传病害的发生;另一方面,植物在受到病害胁迫时会分泌具有直接防御性质的抗菌化合物,还能通过根系分泌物招徕功能性的微生物,通过有益菌实现对病原菌的生物控制。可见,对病害胁迫下植物根系分泌物的响应及作用机制的揭示将在指导植物病害防控、改善生态农业管理、建立作物高产与环境保护相协调的综合管理体系方面发挥极其重要的作用。     

土壤-根系统养分迁移和吸收的数值模拟Ⅰ.植物根系吸收养分的稳态模型

根据养分在土壤-根系统中运移和吸收机制,同时考虑植物的根系生长、根系水分吸收以及土壤养分浓度的变化等特点,通过时段的控制,实现根际环境中稳态的养分剖面,在此基础上建立了根系吸收养分的稳态模型.根据实测的土壤、植物养分运移和吸收参数,用逐步迭代的方法计算植物根系的吸收养分总量,该模型具有计算简单,模拟条件灵活变化的特点.     

土壤-根系统养分迁移和吸收的数值模拟 Ⅰ.植物根系吸收养分的稳态模型

根据养分在土壤-根系统中运移和吸收机制,同时考虑植物的根系生长、根系水分吸收以及土壤养分浓度的变化等特点,通过时段的控制,实现根际环境中稳态的养分剖面,在此基础上建立了根系吸收养分的稳态模型。根据实测的土壤、植物养分运移和吸收参数,用逐步迭代的方法计算植物根系的吸收养分总量,该模型具有计算简单,模拟条件灵活变化的特点。     

根系分泌物对水稻及其他作物生长与品质影响

根系是植物与外界环境进行物质与能量交换的重要器官,根系分泌物的组成与变化能够直接反映植物的新陈代谢和生长发育状况。综述了根系分泌物对水稻(Oryza sativa L.)及其他作物生长发育、养分吸收、重金属胁迫下自我修复及其与品质的影响;对根系分泌物与作物生长调控及品质形成的关系进行了展望。     

土壤养分管理对作物产量与品质的影响研究

土壤是植物生长的基础,其养分状况直接影响着植物的养分吸收和利用。养分管理直接影响了作物的生长周期和生理过程,进而对产量产生显著影响。适当的养分供给能够促使作物在不同生长阶段保持良好的生长状态,提高产量。土壤养分的管理还对作物的品质产生深远影响。不同养分含量和比例的土壤对作物的营养成分、口感和外观等品质特征产生显著差异。因此,科学合理的土壤养分管理策略是提高作物产量和品质的关键因素。为研究农业生产提供了重要的理论依据和实践指导,对于实现可持续农业发展具有重要意义。     

作物根系形态对施肥措施的响应

氮磷钾是植物生长所必需的营养元素,但土壤中植物能利用的有效成分低,限制作物生长发育,而植物可以形成特有的适应机制来应对不同的生长环境。本文综述了作物为适应不同施肥条件所产生的一系列根系形态学变化。分析了不同施肥处理对作物根系形态指标(根长、根表面积、根直径、根体积和根冠比等)的影响：氮对作物影响主要在侧根,低氮胁迫下,根系纵向伸长,增加根长、根体积；低磷条件下,植物普遍抑制主根生长,刺激侧根发育生长,诱导根毛形成；缺钾抑制细根生长,根表面积、根体积等也显著降低；普遍随元素水平的提高,作物根长、根体积、根直径、根表面积和其他根系特征均呈先增加后减少的趋势,植物根系发育产生“低促高抑”的现象；有机肥比化肥可以弥补化肥养分单一和供肥不平衡的缺点,与化肥配合施用更能促进根系生长发育,增加根系体积和总表面积；作物不同基因型品种对肥料胁迫的响应也不尽相同,高效基因型具有良好的根系形态和根系分布,以获得更多的养分。为有效利用有限的肥料资源以及高效作物品种的选种提供理论基础,对作物进一步达到经济收益最大化和环境污染最小化具有重要意义。     

植物根系分泌物与农作物生长发育之间关系的研究进展

植物根系分泌物是植物根系在生长和发育过程中产生的一种生物活性物质,具有多种生物学和生态学作用。本文综述了植物根系分泌物的成分、生物学作用和应用前景,并探讨了其在农业和环境领域的应用价值。研究表明,植物根系分泌物可以作为一种新型生物肥料,提高土壤肥力和农作物产量；可以降低化肥和农药的使用量,减少对环境的污染；还可以促进土壤微生物的生长和繁殖,维持土壤生态平衡。未来的研究应该进一步探究植物根系分泌物的作用机理和调节作用,开展其在不同作物和土壤类型下的应用研究,注重其产业化推广,推动其在农业和环境领域的应用。     

森林养分研究国际动态

对目前国际上关于森林养分限制、养分损失、枯落物分解和森林C平衡等森林养分热点问题的研究动态进行了综述和讨论，提出对动态的、长期的和大尺度范围的森林与环境之间养分关系的深入研究是未来森林养分研究的方向，也是将森林养分理论原理广泛应用于营林实践的基础。     

杨树人工林营养及施肥研究进展

本文对杨树人工林的土壤养分供应能力、杨树对养分的需求规律、树体的营养诊断、肥料的施用时期、方法、种类及用量等进行了简要探讨,建议在我国加强杨树养分需求规律研究,尽快建立杨树植物营养诊断标准体系,构建基于3S技术的杨树人工林营养管理系统,加强长期种植杨树人工林对土壤属性、环境等方面影响的研究.     

增施生物有机肥对盐碱土壤养分的影响

以吉林省西部盐碱土为试验对象,通过田间试验研究了不同用量的生物有机肥对土 壤 有机质、养分含量和pH的影响。结果表明:生物有机肥能有效降低土壤pH。施入生物有机 肥后,从6～9月,盐碱地土壤有机质、全氮、有效钾含量和土壤pH均呈先下降后上升的趋势,7 月 份达最低值;土壤有效磷含量表现为逐渐降低的规律。与对照组土壤相比,生物有机肥的3个 处理均能显著降低土壤pH,提高土壤有机质、全氮、有效钾和有效磷含量,且随着生物有机肥 施用量的增多,其变化幅度逐渐增大。     

新乡市无机肥料的增产效应与土壤肥力变化

研究了新乡市无机肥的增产效应及培肥地力的作用,探明了无机氮磷钾的直接增产与互作增产效应,明确了在高产栽培中氮磷钾兼施、以磷增氮的作用,展望了土壤养分平衡状况对农业生产可持续发展的影响.     

可降解有机高分子包膜尿素缓释效应研究

通过油菜盆栽试验,以土壤脲酶活性、土壤碱解氮、植株全氮、维生素C、还原糖、油菜生物量为检测指标,对可降解有机高分子包膜尿素进行评价。结果表明,包膜尿素在作物需肥高峰期对土壤脲酶活性具有促进作用,对氮肥的延迟释放作用也处于较高水平;3种不同的包膜尿素处理均能提高氮肥利用率、油菜生物量、还原糖和Vc含量,且自制包膜尿素S1效果更明显,说明包膜尿素S1具有良好的缓释效果;在油菜生长不同时期,包膜尿素S2和S3对控制肥料养分释放和促进作物吸收方面各有所长。     

施肥对扶芳藤产量及养分吸收特性的影响

田间试验表明,不同施肥处理均可提高扶芳藤产量,增幅为58%～87%;增施氮肥能显著提高扶芳藤对氮素的吸收,而增施磷、钾肥,扶芳藤吸收磷、钾素的增幅不高;每生产1000kg鲜扶芳藤需吸收N 4.088～5.672kg、P2O51.573～1.802kg、K2O 2.544～4.517kg;扶芳藤对养分的吸收基本保持平缓均衡的趋势,在养分供给上可根据实际情况均衡施肥,就能保持扶芳藤正常生长。     

广西柑桔园土壤有效养分含量研究

对广西柑桔主产区果园0~30 cm土壤样品56个进行了土壤有机质和N、P、K、Ca、Mg、Fe、Cu、Zn、B含量测试分析。结果表明,土壤有机质含量比较丰富,土壤速效N、P、K缺乏分别为30.36%、32.14%和28.57%;土壤有效Ca、Mg、B缺乏比较严重,而土壤有效Fe和Cu含量过高;柑桔园土pH、有机质及多个大中微量元素有效养分之间存在显著或极显著正或负相关关系。建议在柑桔园增施Mg、B肥及石灰或其它碱性肥料,减少喷施含Cu杀菌剂。     

温室黄瓜叶片养分含量与土壤养分状况分析

研究了温室黄瓜植株叶片养分含量和土壤养分状况,并探讨了植株叶片养分吸收与土壤养分之间的关系。结果表明：6个温室大棚中的黄瓜植株叶片氮含量明显低于临界值,磷含量偏高,而钾含量适宜,Fe、Mn、Cu和Zn含量丰富;土壤氮、磷、钾养分严重不平衡;叶片磷含量与土壤速效磷含量呈极显著正相关,叶片钾含量与土壤缓效钾和速效钾含量呈显著正相关。叶片中的磷、钾含量可作为土壤肥力指标。     

中国不同区域农田养分输入、输出与平衡

 弄清中国不同区域农田养分投入、产出和平衡状况,对养分资源管理和肥料的科学分配与施用,提高肥料利用效率等具有重要意义。在参考现有资料的基础上,系统分析和论述了中国的养分资源及其利用现状,估算了各种有机肥资源及其可提供的氮磷钾养分数量,分析和评价了中国不同区域养分输入、输出特点及平衡状况。针对目前养分输入、输出存在的一系列问题,提出了养分资源管理的对策和建议。     

三叶草不同生长时期营养动态变化规律的研究

对3种三叶草不同生长期营养物质含量的动态变化进行初步研究,并以粗蛋白为标准对其营养均衡价作对比。结果表明,不同三叶草组织中粗蛋白、中性洗涤纤维、P和Ca含量都随着生长期的推移呈先下降后上升趋势。其中中性洗涤纤维和Ca的含量在结实后期(10月)最高;粗蛋白和P含量在生长初期(5月)最高;在盛花期(7月)最低。粗灰分含量随着生长期的推移而呈现不同的变化规律。野生型红三叶和普通红三叶的粗灰分含量先降低后升高,瑞文德的粗灰分含量则是随着生长期的推移而一直下降,3种三叶草的粗灰分含量在生长初期(5月)最高;酸性洗涤纤维的含量则随着生长时期的推移呈现上升的趋势。3种三叶草营养均衡价(NB)依次为:瑞文德>野生型红三叶>普通红三叶。