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1.
  【目的】  磷素作为植物生长发育过程中必需的大量营养元素之一,因其在土壤中的难移动性使得根系对磷的获取有限。植物为满足其生长对磷素的需求,已经进化出一系列相应的机制提高对内部磷的再利用,以减少磷肥投入,保证产量的同时实现环境友好。本文以植物内部磷的高效利用为核心,重点剖析植物有机磷库与无机磷库中磷素的活化再利用的途径,综述释放出的无机磷在不同组织和器官中的转运过程,并对今后深入研究磷再利用的有关方向作出展望。  主要进展  植物体内磷的存在形式主要包括无机磷和有机磷两种。植物吸收的多余无机磷会被暂时储存在液泡中,并在植物缺磷时外流到胞质以满足植物对磷的需求,位于液泡膜的磷酸盐转运蛋白负责无机磷在液泡和胞质之间的分配。存在于核酸和磷脂中的有机磷在磷缺乏时由酶类(核酸酶、磷脂酶和紫色酸性磷酸酶等)水解并释放无机磷以供植物生长需要。植物遭受低磷胁迫,营养器官(老叶等)中活化的无机磷由多种磷酸盐转运蛋白转运到幼叶等新的生长中心被利用,从而显著提高磷的再利用效率。磷转运蛋白(PHTs)通过调控磷向籽粒的运输降低了磷在禾谷类作物籽粒中的积累,提高了磷利用效率,同时降低环境风险。  展望  现阶段的研究较为详细地阐述了植物体内磷素再活化的生理分子机制,但对磷转运功能蛋白参与特定磷转运过程的相关研究仍不够全面,比如液泡磷能调控细胞磷稳态,目前已鉴定得到的与其外排有关的转运蛋白极少,其调控机制也有待深入探索。国内外关于PHT1、PHT2、PHT3和PHT4蛋白如何将磷素从源器官转运到库器官缺乏系统的研究。无机磷库和有机磷库中磷的利用对植物应对缺磷的贡献也鲜有报道。因此,植物体内与磷再活化后转运利用相关的分子生物学调控机理还需进一步研究。  相似文献   
2.
为深入理解未来大气CO2浓度升高背景下草地生态系统结构与功能响应土壤磷亏缺的潜在机理,该研究利用可精准控制CO2浓度的大型人工气候室,探讨了正常CO2浓度400 μmol/mol、升高CO2浓度800 μmol/mol和磷素供应水平(0.004、0.012、0.02、0.06、0.1和0.5 mmol/L)对黑麦草气孔特征及其气体交换过程的影响。结果表明,CO2浓度升高使供磷水平0.1和0.5 mmol/L的气孔密度增加约35%(P=0.012)和25%(P<0.001),但却减小气孔开度13%(P=0.002)和12%(P=0.005),且导致供磷水平为0.06 mmol/L的黑麦草气孔分布更加规则。同时,CO2浓度升高还导致供磷水平0.1和0.5 mmol/L的净光合速率显著增加8.6%(P=0.002)和15.8%(P<0.001),从而提高黑麦草的水分利用效率。另外,不同供磷水平明显改变了植株生物量及其分配,且高浓度CO2对较高磷水平时地上生长产生更强的施肥效应。研究结果将为深入理解草地生态系统对大气CO2浓度升高和土壤磷素亏缺的响应机理提供理论依据和数据支撑。  相似文献   
3.
为降低棉短绒中的杂质含量,提高棉短绒的质量及收率,对棉短绒清理回收的生产工艺进行了改进,创新连续化多级除杂装备和短绒精细化分离工艺。棉籽清理除杂工艺中,增加了圆筛、棒条机,并且调整了风力清籽机组配置;短绒分离工艺中,增加了五联筛和新型棒条机。改进后的工艺能够提升对毛棉籽的除杂效果,彻底清理剥绒得到的棉短绒中的碎棉仁、棉壳及棉秆等杂质。此外,该工艺还能回收棉短绒下脚料,满足大型生产线的生产要求。  相似文献   
4.
采用类型划分结合典型调查的方法,研究吕梁山生态功能区24县的耕地利用与抛荒情况.结果表明,在吕梁山南部,基本不存在耕地抛荒问题;在吕梁山中部,主要表现为红枣经济林的抛荒;在吕梁山北部,耕地抛荒比较普遍,耕地利用的限制因子主要为海拔高带来的热量资源不足和坡耕地带来的机械耕作困难;究其原因,耕地抛荒、农业结构调整和退耕还林是边际耕地的3种可替代利用状态,物质服务成本实现、人工成本实现、平均利润实现是耕地抛荒、老年人自给农业、年轻人农场农业的决策临界点.在吕梁山中部和北部,在农业结构调整困难和农业结构调整后经济效益很低的区域,宜增加退耕还林指标,核减耕地与基本农田保护面积,把耕地抛荒发展为生态服务价值高的生态林地.  相似文献   
5.
【目的】研究膜下滴灌水稻不同水分处理对耗水特征和水分生产效率的影响。【方法】2017年设置5个灌溉定额,对比分析不同水分处理下水稻产量、各生育期耗水量。【结果】W5处理(灌溉定额910.00 mm)的水稻产量比其他处理分别增加21.95%~458.43%。膜下滴灌水稻全生育期5个水分处理的耗水强度分别为3.75~7.14 mm/d。随着灌水量减少叶面积衰减指数逐渐增大,叶片表现出早衰特征,株高受到灌水量抑制。W5处理与其他处理水分生产率相比分别提高7.61%~193.06%。生育阶段耗水强度变化规律为拔节孕穗期>抽穗扬花期>灌浆期>分蘖期>成熟期>苗期。【结论】水稻全生育期适宜灌溉定额910.00 mm,在拔节孕穗期、分蘖期2个关键需水期,满足水稻水分需求。  相似文献   
6.
利用长期定位试验,为探明豫西旱区一年两熟制不同降水年型垄作覆盖下底墒对冬小麦生产的影响,以及垄作覆盖下冬小麦土壤水分动态变化和运移规律,研究了不同降水年型垄作覆盖下冬小麦耗水量、降水利用效率、全生育期土壤含水量变化,以及冬小麦播种和收获时土壤含水量的垂直变化.结果表明:不同降水年型垄作覆盖冬小麦耗水量和降水利用效率与对照间的差异表现为欠水年<平水年<丰水年,冬小麦不同生育期0~200 cm土壤含水量、播种和收获时的土壤含水量垂直变化与对照间的差异均表现为欠水年>平水年>丰水年.冬小麦不同生育期0~20 cm土壤含水量与对照间差异则表现为平水年>欠水年>丰水年.说明豫西旱区一年两熟制冬小麦产量受底墒和生育期降雨分布的影响较大,垄作覆盖具有提高蓄水保墒和土壤供水的能力,尤其是0~20 cm耕层土壤在受旱的情况下垄作覆盖有较好的保墒效果.丰水年降雨充沛在一定程度上削弱了耕作措施的应用效果.  相似文献   
7.
气候变化下新疆棉花调亏灌溉的节水效果评估   总被引:1,自引:0,他引:1  
调亏灌溉是一种在新疆棉花生产中具有广泛应用前景的节水灌溉方法,然而其在气候变化背景下的节水效果尚有待评估.在新疆早熟和早中熟植棉区各选一个代表站点,利用Crop Growth(CROPGRO)-Cotton棉花模型和3个大气环流模式生成的未来气候数据,设置充分和调亏灌溉2组试验,模拟了1999–2018年、2041–2060年和2081–2100年新疆棉花生产,并通过模拟结果评估调亏灌溉在不显著影响新疆棉花籽棉产量情况下的节水效果.研究结果表明:调亏灌溉可以有效提高新疆棉花水分生产力,节省灌溉用水量,其最优灌溉用水量较充分灌溉可节约5%~28%的灌溉量;为了在不显著减少籽棉产量的情况下尽量减少新疆棉花生产耗水量,需要不断优化调亏灌溉策略以适应气候变化.研究结果可为实现新疆棉花可持续生产提供科学参考.  相似文献   
8.
  【目的】  磷是作物生长发育所必需的营养元素。在植物体内,磷多以植酸形式储存在成熟籽粒中。非反刍动物,包括人类,无法消化植酸来获取磷及植酸螯合的有益元素,籽粒中收获的大量磷素进入人及动物排泄物,不仅造成磷资源浪费,也加大了环境风险。因此,培育籽粒低植酸品种是改善作物营养品质、降低磷素环境风险的重要途径。本文综述作物籽粒磷的来源,控制籽粒植酸磷含量的主要生理过程及遗传改良策略等研究进展,为相关领域研究奠定基础。  主要进展  籽粒植酸磷的积累主要由3步组成,木质部或韧皮部向籽粒转运无机磷酸盐,籽粒利用无机磷酸盐合成植酸,植酸被运输至液泡中储存。目前已分离鉴定到负责相关过程的转运蛋白和关键酶及其编码基因,如SULTR3;4、SULTR3;3、PHT1;4蛋白介导无机磷酸盐向籽粒的转运,MIPS、ITPK、IPK1酶参与植酸的合成,以及MRP蛋白介导植酸合成后的转运储藏。对籽粒低植酸突变体的产量、农艺性状表型及改良策略的优缺点进行比较,籽粒低植酸品种可能存在产量下降、种子萌发率低等不足。  展望  未来可以从特异性修饰籽粒中关键基因的时空表达、发掘关键基因的优良等位变异及针对品种的磷营养管理3个方向,深入研发籽粒低植酸含量的高产品种,实现磷资源高效利用。  相似文献   
9.
探究适于引黄灌区枸杞的水分调控和种植模式,以解决水土资源紧缺的生产实际问题。采用两因素随机区组设计进行大田试验,设置4个水分梯度(充分灌溉W0,75%~85%;轻度亏缺W1,65%~75%;中度亏缺W2,55%~65%;重度亏缺W3,45%~55%)和2种种植模式(枸杞单作D、枸杞间作苜蓿J),研究不同灌水种植模式对土壤水分含量,以及枸杞耗水特征、生长、产量和水分利用效率的影响。研究结果表明,枸杞总耗水量随水分亏缺程度加重而减小,间作较单作增加了耗水量,但同时提高了灌水利用比例。枸杞生长随水分亏缺程度加重而减缓,间作苜蓿抑制枸杞生长。轻度亏缺W1提高了枸杞干果百粒质量,充分灌溉枸杞产量最大,轻度亏缺枸杞水分利用效率最高,DW1处理水分利用效率为3.83 kg/(hm2·mm)。间作苜蓿对枸杞产量影响不显著,降低了枸杞水分利用效率,但因苜蓿的产出而提升了综合效益。综合考虑,轻度水分调控W1的枸杞生长与水分利用效率均较优,间作会一定程度上影响枸杞生长,但能提高水土资源利用效率。   相似文献   
10.
为揭示有利于提高甜糯玉米水分利用效率和固碳能力的水氮管理模式,通过盆栽实验,研究了不同滴灌施氮模式对甜糯玉米干物质量、产量、水分利用效率以及碳含量和碳固定的影响.结果表明:①交替滴灌下,中氮水平(0.15 g N/kg土)处理以干物质量为基础的水分利用效率(WUEs)和以产量(籽粒)为基础的水分利用效率(WUEt)最高.②与苗期-开花期常规滴灌(CC)相比,苗期-开花期交替滴灌(AA)玉米耗水量降低19.7%~20.8%.中氮水平下,AA模式WUEs和WUEt较CC模式分别提高33.8%和35.8%.③中氮水平时,与CC模式相比,AA模式地上部、籽粒和全株固碳量分别提高16.5%、16.5%和16.3%.④相同滴灌模式下,中氮水平下玉米植株含碳量与固碳量最高.因此,中氮水平下AA模式玉米水分利用效率和固碳能力最高,是甜糯玉米适宜的水氮管理模式.  相似文献   
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