中国植物营养生物学研究重要进展和展望

植物营养生物学是重点研究植物活化、吸收、转运与利用养分的生理、分子及遗传机制的科学,是支撑基于植物营养生理和分子遗传的农业养分高效新技术、新品种、新肥料可持续发展的重要基础学科之一。30多年来,中国植物营养生物学研究取得了显著进展,尤其是近5年来,中国植物营养生物学领域的科学家在国际综合性学术期刊及植物科学主流期刊发表的论文数量大幅增加,在营养元素高效、营养逆境耐性、根际和根系分泌物等若干领域取得了重要成果。本文评述了近5年来中国科学家在植物营养生物学若干领域取得的重要研究进展, 以期追踪和报道当前中国植物营养生物学科领域发展的前沿和热点,并对存在的问题和未来的发展方向进行了探讨。     

花生根系钙素吸收特性研究

运用电子探针、45Ca示踪及水培方法研究花生根系钙素吸收特性,结果表明花生根伸长区与成熟区均可吸钙,二者吸钙量分别占吸钙总量的28.9％～34.7％和71.1％～65.3％。在供钙浓度为0～0.5nmol/L范围,根系钙素吸收符合Michaelis-Menten酶动力学模型。此时其完全受代谢控制,完整根Km值为0.0549mmol/L、Fmax为3.81nmol/(cmh);断离根Km为0.0534mmol/L、Fmax为3.79nmol/(cm.h)。此后随供钙浓度增加,其受非代谢因素影响越大。供钙浓度为2.0mmol/L时,代谢因素对吸钙总量的贡献为63.2％,而非代谢因素的贡献为36.8％。     

温度对鱼类同工酶活性的影响

通过人工低温环境,对某些鱼类乳酸脱氫酶(LDH)同工酶,葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G-6-PDH)同工酶,乙酰胆碱酯酶(AchE)同工酶活性进行了测定,对LDH-A,LDH-B亚基变化进行了分析,以探索鱼类酶系统对低温环境的适应和抗低温机制。     

低产水稻土改良与管理研究策略

我国耕地后备资源极端缺乏,改良低产田是提高粮食产量的重要途径。低产水稻土作为低产田的重要组成部分,相关肥力特征及其改良技术研究比较零散,缺乏系统科学的调控管理策略。本文从低产水稻土类型、新的改良研究方法角度,探索可能的技术突破。基于农业部统计数据,因环境条件不良或土壤自身存在障碍因素,全国约有7.67×106hm2低产水稻土。按其主导成因,低产水稻土可分为冷潜型、粘结型、沉板型、毒质型四类。土壤质量评价是低产水稻土研究的重要方面,其评价方法主要包括土壤质量动力学法、土壤质量综合评分法、多变量指标克立格法、土壤相对质量评价法,现已发展了基于GIS的区域尺度水稻土质量评价方法,以及基于土壤生物学性状的质量评价方法。低产水稻土改良研究更多关注新技术和新方法,稳定性同位素探针技术、傅里叶变换红外光谱法(FTIR)和固相交叉极化魔角自旋13C核磁共振(CPMS13C-NMR)波谱技术的应用,将土壤有机碳的微团聚体分布、腐殖质的转化及其与土壤矿物结合机制深入到微观水平;同时高通量测序、土壤宏基因组学、宏转录组学等方法将相关研究推向分子水平。低产水稻土改良与管理的技术主要涉及到冷潜型、粘结型、沉板型、毒质型四大类低产水稻土的改良技术,基于产量反应和农学效率的推荐施肥方法是水稻土养分管理方法的重要发展方向。1)在低产水稻土质量评价方面,未来要结合不同低产类型的障碍因素开展个性化的土壤质量评价,如白土的质地和耕层厚度,加强引入土壤生物学指标进行土壤质量评价研究。2)在低产水稻土改良方面,要研究稻田障碍层次的形成机理与调控途径;研究其他低产类型如新垦水稻土、盐渍化水稻土、石灰化水稻土和污染水稻土的改良技术;研究长期改良措施对不同粒级团聚体腐殖质结构、酶类、微生物多样性和功能基因的影响。3)在低产水稻土管理方面,着重研究秸秆还田技术、推荐施肥技术、抗逆品种技术、群体控制技术。     

棉花早衰指标的诊断及防治

1 试验内容及方法试验在肥力中等、密度为4500株/亩的棉田中进行,供试品种为豫棉1号。棉花早褒指标的诊断,首先按华中农学院提出的“花位指标”在棉花蕾花期进行定株,选出50株正常株和50株早衰株,每10株为一组,正常株与早衰株对照比较,共5     

植物钙素营养机理研究进展

本文综述了近三十年来植物钙素营养机理的研究进展，内容包括细胞中钙的定位及其与超微结构的关系；细胞水平上钙的吸收与运输机制；钙对酶活性的调控机制，钙与植物激素的作用机理，植物个体水平上钙的吸收运输和分配，钙与其它营养元素的相互作用，植物钙营养遗传特性等，文中评述了当前有关钙营养的机理或假说，并提出了今后加强研究的问题。     

长期施肥对潮土硫、钙和镁组分与平衡的影响

本文以在潮土进行的 2 0年的长期肥料试验为例进行研究 .结果显示 ,单施化肥处理土壤有效硫出现耗竭趋势 ,而施用有机肥的处理则保持较高有效硫水平和由于所含钙磷肥和有机肥以及灌溉水中含有数量可观的钙 ,土壤水溶态钙和交换态钙含量除对照外 ,各处理间十分接近 ,各处理的钙均有赢余 ;由于有机肥对土壤镁素的补充作用 ,水溶态镁、交换态镁、酸溶态镁和全镁含量均表现为原始土 >单施有机肥 >对照 >化肥与有机肥配施 >单施化肥 ,即使在施用有机肥条件下 ,土壤镁素仍然亏缺     

大学生乡村企业发展调查报告摘登

暑假,我到兴国县龙口乡进行了乡村企业发展调查。该乡自然资源贫乏,生产条件极差,水土流失严重,在赣南老区是一个比较典型的丘陵特困乡。本文试图以龙口乡的乡村企业发展情况来说明贫困地区发展乡村企业的作用及其所存在的问题。     

稻麦轮作农田氮素循环的DNDC模型分析

基于长江中下游稻麦轮作体系的氮肥施用田间试验,采用Denitrification- Decomposition model (DNDC) 模型研究了气候条件、土壤属性、农业管理等输入因素的不确定性对子粒产量、作物氮吸收、氨挥发、N2O排放等预测结果的影响。结果显示:采用DNDC模型模拟的土壤氨挥发速率和N2O排放通量与田间实测结果较为吻合,氨挥发通量模拟值与实测值相关系数为0.688,N2O排放通量模拟值与实测值相关系数为0.528,均达极显著水平,表明DNDC模型预测农田土壤氮素具有较高可信度。模拟结果显示,气温和氮肥用量是影响作物产量和吸氮量的关键因素;土壤氨挥发主要受氮肥品种影响,并随氮肥用量增加而增加;土壤N2O排放主要受温度、土壤pH值、土壤有机碳含量的影响。为使DNDC能更有效地估算氨挥发和N2O排放,有必要获取更翔实的资料以减少输入数据的不确定性。     

东北三省典型春玉米种植区土壤剖面碳库变化特征

【目的】 农田土壤碳储量及变化影响着农田肥力、生产力以及地力的可持续性。本文研究了东北三省典型春玉米种植区在0—90 cm土层土壤碳库的变化特征,分析了东北三省典型春玉米种植区农民习惯施肥措施下土壤的碳贮存情况。 【方法】 于2012年春玉米全生育期定点跟踪了黑龙江、吉林和辽宁省各17户,总计51户农民习惯施肥处理,测定了0—30、30—60、60—90 cm土层中全碳 (TC)、有机碳 (SOC)、无机碳 (IC)、颗粒有机碳 (POC)、微生物生物量碳 (SMBC) 以及可溶性有机碳 (DOC)含量。 【结果】 黑龙江、吉林、辽宁省典型春玉米种植区0—90 cm土层全碳储量分别为159.8、128.5、108.1 t/hm2,有机碳储量分别为141.7、120.5、90.2 t/hm2,无机碳储量分别为18.2、8.0、17.9 t/hm2。三个省份间0—90 cm土层SOC储量差异均达显著性水平 (P < 0.05),黑龙江的储量显著高于吉林的,吉林的储量又显著高于辽宁的。关于0—30 cm土壤TC、SOC储量,黑龙江、吉林、辽宁三省间差异均达显著水平 ( P < 0.05),在30—60 cm、60—90 cm土层,黑龙江的TC、SOC储量显著高于吉林和辽宁的 ( P < 0.05),吉林和辽宁间差异不显著;土壤剖面TC、SOC储量表现为 0—30 cm > 30—60 cm > 60—90 cm深。在土壤活性碳库方面,0—30 cm土层中,随着纬度的降低,黑龙江、吉林、辽宁省内POC、POC/SOC、SMBC/SOC、DOC/SOC呈增加趋势,而SMBC则呈降低趋势,三省间POC/SOC、SMBC、DOC/SOC平均含量差异均达显著性水平 ( P < 0.05),黑龙江POC平均含量显著低于吉林、辽宁的 ( P < 0.05),吉林的DOC平均含量显著高于黑龙江、辽宁的 ( P < 0.05);30—60 cm土层,黑龙江、吉林、辽宁省内POC、POC/SOC、DOC/SOC随着纬度的升高而降低,且三省间POC/SOC平均值差异达显著性水平,黑龙江POC、DOC/SOC显著低于吉林、辽宁的 ( P < 0.05),但SMBC含量黑龙江显著高于吉林、辽宁的 ( P < 0.05);在60—90 cm土层,黑龙江土壤的POC、POC/SOC、DOC/SOC、SMBC/SOC含量平均值显著低于吉林、辽宁的 ( P < 0.05),吉林的SMBC显著高于辽宁的 ( P < 0.05)。随着土壤剖面深度的增加,各省土壤TC、SOC、IC及活性碳库呈降低趋势,而土壤IC/TC呈增加趋势。 【结论】 在东北三省典型春玉米种植区,0—90 cm土层以黑龙江的有机碳贮存最大,三省由于气温、土壤母质和施肥的影响,土壤活性碳库变化规律并不完全一致,随着土层深度增加土壤无机碳对全碳贡献增加,因此,下一步研究需重视无机碳库和剖面碳库在碳贮存中的作用。