花生磷利用效率及土壤盈余磷分布对不同耕作措施的响应特征

在农业生态系统中，提高作物对磷的吸收和利用效率是促进作物生长和节约养分资源的关键。为探究不同耕作措施下花生磷吸收效率及土壤盈余磷分布，在胶东半岛的莱西望城、招远夏甸和招远齐山三个试验点开展免耕、浅耕、深耕和深松四种土壤耕作措施下花生生产试验。结果表明，与免耕相比，深耕和浅耕提高了花生产量、磷吸收和磷利用效率。相同磷肥用量下，随着单产每增加1 000 kg/hm²,磷吸收量、磷肥回收率、磷肥偏生产力、磷肥耕作效率分别提高4.30 kg/kg、0.09 kg/kg、20.40 kg/kg和0.20 kg/kg,花生产量的提高和磷的吸收呈显著正相关。不同团聚体大小有效磷含量与土壤微生物组成有关，在大于2 000μm团聚体中有效磷含量随丛枝菌根真菌和腐生真菌的增加而增加，在53～250μm团聚体中细菌所占比例与团聚体有效磷含量呈显著正相关，在250～2 000μm团聚体中放线菌微生物种群占比与有效磷含量呈极显著正相关。上述研究表明，深耕和浅耕是改善花生田植株生长和磷吸收的较优耕作方式。     

1916—1991年马铃薯生理学研究进展

美国在19世纪初开始栽培马铃薯,自此以来,为了进行马铃薯的商品生产,对其生长发育进行了研究,并取得了巨大的进展。马铃薯块茎是变态茎的膨大部分。碳水化合物从叶到茎向下转运时,块茎逐渐膨大。马铃薯是栽培蔬菜作物中唯一的播种切成块的块茎或小整薯的无性繁殖作物。这一特性使试图了解和控制马铃薯生长、发育、产量和品质的生理学家们受到了挑战。     

无机磷形态对甜菜生长和磷吸收的效应

采用液培和砂培法,进行了不同基因型甜菜对外源无机磷吸收利用研究。结果表明:1)生长介质中有效性无机磷含量的高低,直接影响各参试甜菜品种磷的吸收效率和利用效率,且表现出明显的基因型差异;2)参试的3个品种对生长介质中不同形态无机磷的吸收表现出明显的生物多样性特点,并主要体现在Ca8-P以上形态的磷;3)在缺磷和足磷条件下,各参试甜菜品种根际周围的pH值均有不同程度的差异,但与品种的抗耐低磷胁迫能力关系不大,相差的pH值不足以显著增加土壤中Ca8-P以上形态磷的有效性。4)各甜菜品种须根系的长度与抗低磷胁迫指数呈高度一致性,是造成不同品种对难溶性无机磷胁迫抗耐能力差异的主要原因。     

小麦品种与氮,磷,钾肥的综合效应研究

试验选用４个小麦品种,配合施用不同水平的氮、磷、钾化肥,研究各因素对植株性状,产量及品质的综合效应。结果表明,不同品种随着氮、磷、钾化肥用量的增加,植株的干、鲜重有显著增加趋势。株高、穗长、穗粒数、千粒重等品种受遗传特性影响较大。决定小麦产量的因素及主次顺序是;品种〉氮肥〉磷肥〉钾肥。而影响蛋白质含量的主要因素为氮肥,其次是钾肥,试验选用的品种蛋白质含量较低。     

小麦品种与氮、磷、钾肥的综合效应研究

试验选用４ 个小麦品种,配合施用不同水平的氮、磷、钾化肥,研究各因素对植株性状、产量及品质的综合效应。结果表明,不同品种随着氮、磷、钾化肥用量的增加,植株的干、鲜重有显著增加趋势。株高、穗长、穗粒数、千粒重等品种受遗传特性影响较大。决定小麦产量的因素及主次顺序是：品种＞氮肥＞ 磷肥＞ 钾肥。而影响蛋白质含量的主要因素为氮肥,其次是钾肥。试验选用的品种蛋白质含量均较低。     

大豆磷胁迫响应研究进展

磷是影响植物生长和发育的重要大量元素之一。土壤中有效磷含量很低,限制了大豆生长,在磷胁迫下大豆会产生一系列适应性的变化。大豆如何适应低磷胁迫环境和高效吸收利用土壤中有限的有效磷已经成为当前的研究热点。文章综述了低磷胁迫下,大豆植株形态、生理生化指标的变化,基因水平的差异表达和磷胁迫下mRNA的表达,并对大豆对磷胁迫响应研究方向作了分析与展望,以期为大豆耐低磷研究及磷高效大豆品种改良提供理论依据和新思路。     

马铃薯对氮、磷、钾的吸收及分配规律研究进展

马铃薯的生长发育受到很多因素的影响,特别是养分的供应以及马铃薯对养分的吸收、利用,对其块茎的形成、膨大及淀粉积累的影响尤为显著。氮、磷、钾在马铃薯生长发育中需要量大,必须加以补充,才能满足其正常生长需求。生产上不合理的施肥,导致马铃薯产量不高、品质较差及生产成本增高。通过分析马铃薯不同生育阶段、不同器官吸收养分的特征和分配规律,从而探索马铃薯生产中最佳的氮、磷、钾施肥组合,这对于丰富马铃薯栽培生理理论和指导生产中氮、磷、钾肥合理配施均具有重要的现实意义。     

不同磷肥水平下马铃薯整薯播种产量分析

多年的生产实践证明,施用磷肥和采用整薯播种都可以提高马铃薯产量。本试验选用同等大小的马铃薯品种‘夏波蒂’脱毒二级原种小整薯和切块作为种薯播种,研究在不同施磷条件下马铃薯产量情况。结果发现,高磷整薯的平均单株结薯数显著高于其他处理,50 g以上块茎高磷整薯的产量显著高于其他处理,而低磷整薯的产量则显著低于低磷切块。     

5个马铃薯品种组培幼苗的磷效率差异研究

试验以5个生产用马铃薯品种脱毒试管苗为材料,采用组织培养的方法,初步研究了茎切段在正常磷及低磷培养基中生长30 d时幼苗的磷营养效率差异,为筛选出适宜于生产用的磷高效马铃薯品种奠定了基础。试验结果表明,5个马铃薯品种幼苗在正常磷和低磷胁迫下对磷素的吸收和利用能力均存在明显的基因型差异。利用各品种幼苗的磷效率指标(植株干重、鲜重、吸磷量、磷利用效率)的相对指标(低磷处理的结果/正常磷处理的结果×100)进行聚类分析(类平均法)的结果表明,大白和I-1035属于磷高效基因型品种,中农Ⅷ是磷低效基因型品种,凉薯97和疫不加则属于中间类型品种。     

磷肥不同施用方法对郑单958产量及养分吸收的影响

玉米苗期低温会降低玉米对磷养分吸收能力,导致后期减产。改进玉米磷肥施肥方法将会提高玉米的产量。通过对玉米品种郑单958磷肥5种不同施肥方法的比较研究,表明种肥条施能促进玉米对磷的吸收,进而增加产量。促根剂促进玉米根系生长,增加了对磷吸收和产量的提高。     

低磷胁迫下磷高效基因型小麦的筛选

为获得小麦磷高效育种所需的材料,在不施磷肥的条件下对58份小麦品种的磷效率及其年度间的稳定性进行了研究(磷效率用耐低磷力和品种适应性来描述),筛选出内乡188、徐麦25、西农979等3个高耐低磷力的品种和徐麦856、徐麦270、徐麦3-54、小偃54等4个磷高效品种.磷效率年度间稳定性分析表明,磷效率稳定的品种占66.67%,为增加鉴定的准确性应连续进行多年试验.     

不同磷水平对剑麻生长和磷肥效率的影响

采用盆栽试验,研究4个不同施磷(P2O5)水平(0、0.16、0.21、0.26 g)对剑麻幼苗生物学性状、产量、肥料利用效率和养分积累量的影响。结果表明,施用磷肥显著提高剑麻株高、叶片长度和叶片厚度。施磷处理剑麻地上部和根系生物量有所增加。在施用尿素(以N计)0.45 g/株、氯化钾(以K2O计)0.70 g/株基础上,施用过磷酸钙0.21 g/株时,剑麻地上部鲜重最大,为644.7 g/株,比不施磷处理增加39.6%,且其磷肥回收率和农学利用率也最大。施磷处理剑麻叶片和根系全磷含量均比不施磷处理P0高,叶片全氮含量和根系全磷含量明显随着施磷量的增加而增加。剑麻整株氮素积累量随着施磷水平的增加而增加,磷素和钾素积累量总体上随着施磷水平的增加呈先增后减的趋势。     

甘蔗磷效率基因型差异及磷高效基因型筛选研究

以120个不同地域或具有不同遗传背景的甘蔗品种(系)为材料,通过田间试验研究甘蔗不同基因型间的磷效率差异并筛选出甘蔗磷高、低效基因型。结果发现:低磷胁迫下,甘蔗幼苗期地上部生物量、苗高、磷累积量、磷素利用效率、叶片(+5)磷含量均受到显著影响;幼苗期地上部生物量与磷累积量、磷素利用效率呈显著相关,与其他性状相关不显著。以幼苗期地上部生物量、磷累积量、磷素利用效率等为参数进行聚类分析,结果表明:供试品种(系)可分为低产磷低效、较低产磷较低效、高产磷低效、低产磷高效和高产磷高效5大类型。综合幼苗期效率相关性状和成熟期蔗茎产量相关性状,筛选出5个磷素高效基因型和5个磷素低效基因型。磷素高效基因型为福农91-21、闽糖01-77,桂糖97-69、云瑞06-8270、云瑞06-8362;磷素低效基因型为Co285、台引14、云瑞05-782、云瑞05-784、云瑞06-2414。该研究结果为甘蔗磷高效选育及机制研究提供了基础。     

磷素水平对杂交水稻生长发育和磷素运移的影响

通过水培试验和32P标记,研究了不同P素水平下P素营养对杂交水稻D68生长发育的动态影响以及P在杂交水稻体内的运移动态。结果表明,P对杂交水稻生长发育起十分重要的作用,施P对杂交水稻发育特别是根系的生长发育、根系活性和地上部分干物质积累产生了极大的影响。通过32P标记结果表明,杂交水稻体内P的吸收累积、运移分布规律主要与根系活力和施P水平有关。P胁迫条件下杂交水稻根系中P含量较高而地上部分较低,P转移到地上部分的百分率较低;P充足条件下,稻株体内P主要累积在茎、叶中;根系活性的增强则进一步促进了P素养分的吸收以及P在杂交水稻体内的向上运移。同时P在杂交水稻体内的运移与水稻代谢和生长中心的转移密切相关,营养生长期P主要集中在茎、叶中;进入生殖生长期后,P由茎、叶向穗部转移,促进稻穗的生长发育。P在杂交水稻体内运移对杂交水稻P素营养具有极其重要的意义。     

不同磷水平对不同基因型烤烟磷素吸收动力学参数特征的影响

采用砂培营养液培养方法,研究了不同基因型烤烟在缺磷(-P)、适磷(+P)、过磷(++P)处理10 d后对磷吸收情况及(H2PO4--P)吸收动力学参数特征。结果表明:经不同磷水平预处理后,不同基因型烤烟品种对H2PO4--P的吸收符合离子吸收动力学模型,其吸收动力学参数Vmax值与Km值随磷浓度的增加存在较大差异,随磷浓度的增加,K326的Vmax值增大,Km值增加;粤烟97在+P浓度处理时Vmax值最大,Km值最小;粤烟98在++P浓度处理时Vmax值最大,Km值最小。-P处理时,不同烤烟品种对H2PO4--P的吸收速率表现为:K326>粤烟97>粤烟98;+P处理时,对H2PO4--P的吸收速率表现为:K326≈粤烟97>粤烟98;++P处理时,对H2PO4--P的吸收速率表现为:K326>粤烟97≈粤烟98。上述结果表明,不同浓度磷供应对不同品种烤烟H2PO4--P吸收速率影响较大,不同基因型烤烟亲和力水平存在差异;低磷胁迫对K326低亲和力系统H2PO4--P吸收速率具有促进作用,高磷胁迫对粤烟98高亲和力系统H2PO4--P吸收速率具有促进作用,而低磷、高磷胁迫对粤烟97磷吸收速率均存在抑制作用。     

磷对不同磷效率基因型大豆保护酶的影响

选用不同磷效率型大豆品种,设低磷(0 kg·hm-2)、中磷(82.5 kg·hm-2)和高磷(165 kg·hm-2)3个磷处理,测定了不同磷效率基因型大豆叶片的SOD、POD和CAT的活性及MDA含量的变化,并探讨了这些指标与产量的关系.结果表明,低磷条件下,磷高效品种的SOD、POD和CAT的活性在整个生育时期均保持较高水平,而MDA含量较低.中磷和高磷对磷高效品种SOD和POD活性影响较小,生育后期CAT活性下降减缓,且可以增加磷低效品种生育后期的SOD和POD活性,使CAT活性下降时期延迟至鼓粒期.与低磷条件相比,在中、高磷条件下,磷高效品种的MDA含量分别下降了10.0%和4.8%,磷低效品种分别下降了20.9%和17.9%.说明磷高效品种具有较强的植株活性氧清除能力,能保持生物膜结构的稳定性,使其具有抵抗低磷胁迫的能力,从而获得较高产量.     

磷素施用对糯玉米子粒产量和磷素积累分配的影响

以苏玉糯5号和渝糯7号为试材,研究不同磷肥施用量和施用时期对糯玉米子粒产量及磷素积累分配的影响。结果表明,糯玉米成熟期子粒产量随施磷量的增加而增加,苏玉糯5号在基施和拔节期分别追施P_2O_575 kg/hm~2处理子粒产量最高;渝糯7号一次性基施P_2O_5150 kg/hm~2的处理子粒产量最高。随着生育进程的推进,两个品种植株磷素积累量均逐渐增加;同一生育时期下,两个品种植株磷素积累量随着施磷量的增加而增加。成熟期苏玉糯5号和渝糯7号两个品种在各施磷处理下子粒中磷素占植株整体的分配比例均最高,达70%左右;雄穗和苞叶中磷素含量相对最低,各仅占植株整体含磷量的2%左右。植株磷素利用效率在基施和拔节期分别追施P2O575 kg/hm~2处理下较低。综合两个品种产量、磷素积累和分配在不同处理的变化趋势,以基施和拔节期分别追施P_2O_575 kg/hm~2较优。     

Phosphorus Balance and Soil Phosphorus Status in Paddy Rice Fields with Various Fertilizer Practices

Abstract

Excess phosphorus (P) has accumulated in Japanese paddy soils, due to fertilizer P inputs over crop requirement for several decades, and improvement of the excess of P is necessary in view of environmental conservation. This study aimed to evaluate the input/output balance of P related to soil P status in paddy rice systems, and to obtain a practical indication. Irrigated rice (Oryza sative L.) was cultivated on a gley soil from 1997 to 2006. Six field plots fertilized with commercial fertilizer, animal waste composts, green manure and none were included. Phosphorus input varied among plots from 0 to 73 kg ha-¹ yr-¹. Rice P uptake was approximately 20 kg ha-¹, indicating no response to the P input. This was attributed to a large amount of plant-available Bray- and Truog-P in our soils. In our fields, paddy rice could be cultivated with no P-containing fertilizer or amendment. As a result, increase in the P input led to an increase in partial P balance (PPB). Cumulative increase in PPB resulted in the increase in soil total P, whereas cumulative decrease of PPB tended to decrease it. Excess accumulation of the soil P results in a loss of P into the environment. We concluded that P fertilization should be restricted to 20 kg ha-¹ yr-¹ (corresponding to 46 kg ha-¹ yr-¹ as P₂O₅), based on evenly balanced P input with the rice P uptake. It is also important to include all of the P-containing fertilizers and amendments when determining the amount of application.     

Phosphorus balance in potato tubers

Summary Tubers of virus-free Norland, Kennebec, Norchip, Russett Burbank, Red Pontiac, Norgold and Early Ohio potato varieties with a common environmental history were freeze-dried, and the major phosphorus-containing fractions determined. The method devised gave very reproducible values for phospholipid, nucleotide phosphorus, phytic acid phosphorus, starch phosphorus and nucleic acid phosphorus. Very little varietal differences were found as long as environmental factors were constant. The greatest variation was in inorganic phosphorus levels. There were no obvious relationships between protein level and any of the phosphorus-containing fractions.

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Zusammenfassung Unsere Arbeit über Kartoffelhybriden mit hohem Proteingehalt erforderte die Kenntnis der Interaktionen zwischen St?rke, Protein, Nukleins?ure und Nukleotiden, was wir in der Literatur nicht finden konnten. Es schien keine hinreichende Zusammenstellung über die wichtigsten phosphorhaltigen Komponenten von Kartoffelknollen zu geben, die unter bekannten Umweltbedingungen angebaut wurden. Eine Fraktionierungsmethode wurde ausgedacht, die es erm?glichte, das Total an Phospholipiden, Nukleotiden, Phytins?ure, St?rke und Nukleins?uren, das in gefriergetrocknetem Knollenpulver vorhanden ist, zu trennen und quantitativ zu bestimmen. Das Verfahren wurde an Knollen von sieben Kartoffelsorten angewendet, die unter streng vergleichbaren Umweltbedingungen angebaut wurden. Die Ergebnisse (Tabelle 1) waren-mit nur kleinen sortenbedingten Unterschieden-gut reproduzierbar und einheitlich, vorausgesetzt die Umweltbedingungen waren vergleichbar. Die Ergebnisse dienen als Vergleichswert, an dem man die Einflüsse von variierenden Ploidiestufen oder variierendem Proteinniveau in der Entwicklung von Hybriden mit hohem Proteingehalt messen kann. Die hohen St?rkegehalte stellten kein Hindernis für die Nukleins?ureausbeute unter unseren Extraktionsbedingungen dar (Tabelle 2).

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Résumé Notre étude sur les hybrides de pomme de terre, ayant une haute teneur en protéines, exigeait une connaissance des intéractions entre amidon, protéines, acides nucléiques et nucléotides, lesquelles étant introuvables dans la littérature. Aucun inventaire satisfaisant ne semble exister pour la plupart des constituants phosphorés de tubercules de pomme de terre se développant dans des conditions d'environnement connues. Une méthode de fractionnement a donc été con?ue, qui rend possible la séparation et la mesure quantitative des phospholipides, nucléotides, acide phytique, amidon et acides nucléiques totaux présents dans la poudre de tubercules lyophilisés. Le procédé a été appliqué sur sept variétés cultivées dans des conditions d'environnement comparables. Les résultats (tableau I) sont très reproductibles et uniformes, montrant peu de différences entre les variétés, en raison même des conditions de culture. Ils peuvent servir de référence pour qui veut évaluer l'effet des variations du degré de plo?die ou du taux de protéines en vue de l'obtention d'hybrides riches en protéines. Le taux élevé d'amidon ne présentait pas d'obstacle pour l'isolement des acides nucléiques, dans les conditions de notre extraction (tableau 2).

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This study was carried out while the senior author was a guest, on sabbatical leave, at the Laboratory of Plant Hardiness, Department of Horticultural Science and Landscape Architecture, University of Minnesota, St. Paul, MN 55108.     

磷素对不同磷效率基因型大豆根系养分吸收特性的影响

以两类不同磷效率基因型大豆(磷高效品种锦豆33和辽豆13,磷低效品种铁丰3号和锦8-14)为试验材料,设3个磷浓度用量(0,82.5,165 kg·hm-2),测定大豆根系氮、磷和钾的百分含量和积累量,考察磷素对不同类型大豆根系养分吸收特性的影响和磷高效基因型大豆根系N、P、K吸收动态特征。结果表明:在低磷处理下,鼓粒期和始熟期磷高效品种根系氮的百分含量显著高于磷低效品种;除分枝期外其它生育时期磷高效品种的根系磷的百分含量均高于磷低效品种的,平均高41.4%;整个生育期磷高效品种根系钾的百分含量均高于磷低效品种的,平均高84.8%。磷高效品种的磷和钾的积累量也均高于磷低效品种的(平均高73.3.7%和122.9%)。与低磷相比,中磷和高磷处理能显著增加磷低效品种的根系氮、磷和钾的积累量,而磷高效品种则相对变化较小,即使在较低的磷浓度下其根系也能吸收较多的氮、磷和钾。