AM真菌改善植物磷营养吸收和转运机制的研究进展

旨在深入了解丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizae,AM)真菌在植物吸收和转运磷元素方面的机制。本研究归纳了近年来关于AM真菌能够促使植物改善磷营养（如磷酸盐转运蛋白、磷酸酶基因等）相关的最新研究成果,着重分析了AM真菌的菌根吸收途径,总结了国内外关于AM真菌对水溶性无机磷、难溶性无机磷和有机磷等3种土壤磷存在形态下的利用机制。最后指出该领域仍存在的一些问题以及未来的研究侧重点。     

Modulation of plant root traits by nitrogen and phosphate: transporters,long-distance signaling proteins and peptides,and potential artificial traps

As sessile organisms, plants rely on their roots for anchorage and uptake of water and nutrients. Plant root is an organ showing extensive morphological and metabolic plasticity in response to diverse environmental stimuli including nitrogen (N) and phosphorus (P) nutrition/stresses. N and P are two essential macronutrients serving as not only cell structural components but also local and systemic signals triggering root acclimatory responses. Here, we mainly focused on the current advances on root responses to N and P nutrition/stresses regarding transporters as well as long-distance mobile proteins and peptides, which largely represent local and systemic regulators, respectively. Moreover, we exemplified some of the potential pitfalls in experimental design, which has been routinely adopted for decades. These commonly accepted methods may help researchers gain fundamental mechanistic insights into plant intrinsic responses, yet the output might lack strong relevance to the real situation in the context of natural and agricultural ecosystems. On this basis, we further discuss the established—and yet to be validated—improvements in experimental design, aiming at interpreting the data obtained under laboratory conditions in a more practical view.     

我国主要麦区农户施肥评价及减肥潜力分析

【目的】明确我国主要麦区农户小麦施肥存在的问题及减肥潜力,为科学施肥、合理减肥提供依据。【方法】连续3年对我国主要麦区的小麦种植户进行施肥调研和取样,基于农户产量、养分需求量和土壤养分供应水平对其施肥状况和减肥潜力进行评价和分析。【结果】我国主要麦区农户小麦产量和生物量平均为6.0和13.2 t·hm ^-2,二者极显著线性相关。小麦产量与施肥量和土壤养分无显著相关。我国小麦氮（N）、磷（P₂O₅）和钾（K₂O）肥用量平均分别为191.1、112.8和53.4 kg·hm ^-2,春麦区农户氮、磷和钾肥用量平均分别为171.7、108.9和10.6 kg·hm ^-2,旱作区分别为154.3、111.8和32.6 kg·hm ^-2,麦玉区分别为236.4、128.1和74.0 kg·hm ^-2,稻麦区分别为177.5、77.0和71.8 kg·hm ^-2。就施氮量而言,春麦区过量施氮的农户较少,为34%,其次是麦玉区、稻麦区和旱作区,分别为42%、55%和63%;产量较低的农户是氮肥减施的重点,减氮潜力最高达43.6%,平均需减氮2.3—135.5 kg·hm ^-2。过量施磷问题比较突出,各麦区施磷过量的农户分别占63%、87%、68%和57%,即使小麦高产时,仍有超过50%的农户施磷过量;各麦区不同产量等级的农户均需减施磷肥,减磷量平均为3.8—91.1 kg·hm ^-2,旱作区减磷潜力最大,达55.6%。施钾状况因麦区而异,在春麦区,主要问题是施钾不足,占84%,平均需增施钾肥22.8 kg·hm ^-2;旱作、麦玉和稻麦区,减钾潜力分别达43.2%、25.7%和56.0%;产量较低的农户是减钾的重点,平均需减钾31.7—45.9 kg·hm ^-2。【结论】我国农户施肥状况和减肥潜力因农户产量和麦区不同存在差异,中低产农户过量施肥问题较为严重,应注意根据产量适量减少施用氮、钾肥,所有农户均需警惕磷肥过量投入问题,其中旱作区氮、磷肥减施潜力最高,稻麦区减钾潜力最高。     

氮磷减量与液体有机肥配施对膜下滴灌棉田土壤养分的影响

以新疆膜下滴灌棉田为试材,研究氮磷减量与液体有机肥配施对膜下滴灌棉田土壤养分的影响。试验设11个处理:(1)常规施肥(NP);(2)80%常规施肥(80%NP);(3)80%常规施肥+低量氨基酸有机肥(80%NP+LAA);(4)80%常规施肥+中量氨基酸有机肥(80%NP+MAA);(5)80%常规施肥+高量氨基酸有机肥(80%NP+HAA);(6)80%常规施肥+低量黄腐酸有机肥(80%NP+LFA);(7)80%常规施肥+中量黄腐酸有机肥(80%NP+MFA);(8)80%常规施肥+高量黄腐酸有机肥(80%NP+HFA);(9)80%常规施肥+低量沼液有机肥(80%NP+LBS);(10)80%常规施肥+中量沼液有机肥(80%NP+MBS);(11)80%常规施肥+高量沼液有机肥(80%NP+HBS);分别在蕾期、花期、成熟期采集0～20、20～40 cm土层土壤,测定土壤pH值、有机质、氮、磷、钾等有效养分含量。研究结果表明:(1)蕾期时,80%常规施肥配施高量黄腐酸、沼液有机肥显著降低了0～20 cm土层土壤pH值,并对提高土壤速效氮、速效磷含量效果最好。(2)花期时,80%常规施肥配施高量沼液有机肥对提高0～20 cm土层土壤有机质、速效磷含量效果最好。(3)成熟期时,80%常规施肥配施高量沼液有机肥对降低0～20 cm土层土壤pH值、提高土壤有机质含量效果最好。综上所述,新疆滴灌棉田应用80%常规施肥配施高量沼液有机肥效果最好,是新疆滴灌棉田提高土壤肥力和肥料利用率的有效途径。     

Do cover crops change the lability of phosphorus in a clayey subtropical soil under different phosphate fertilizers?

Plants have developed different mechanisms to absorb and solubilize phosphorus (P) in the soil, especially in environments with low P availability. This study evaluated the effects of different winter cover crops on soil P availability in a clayey subtropical (Hapludox) soil receiving soluble P fertilizer and a rock phosphate applied to the summer crop, under no‐tillage. The experiment was carried out over 3 yrs (2009–2011) with five different cover crop species: common vetch, fodder radish, ryegrass, black oat, white clover and fallow as control. The soil was sampled after the third year of cover crop cultivation and analysed for inorganic and organic P forms according to the well‐established Hedley fractionation procedure. Phosphate fertilizers promoted accumulation of both labile and nonlabile P pools in soil in the near surface layer, especially under rock phosphate. Fertilizer applications were not able to change P fractions in deeper layers, emphasizing that the Brazilian clayey soils are a sink of P from fertilizer and its mobility is almost nil. Although the cover crops recycled a great amount of P in tissue, in a short‐term evaluation (3 yrs) they only changed the content of moderately labile P in soil, indicating that long‐term studies are needed for more conclusive results.     

磷酸铵镁堆肥产品养分释放特性及其肥效研究

为了研究磷酸铵镁堆肥产品的氮磷养分释放特性及其肥效,分别采用土柱淋溶方法及盆栽试验研究了磷酸铵镁堆肥(MAPC)产品的氮磷养分释放特性及对油菜的肥效,并与普通化肥(CCH)、普通堆肥(CCO)、磷酸铵镁肥(MAP)3种肥料进行对比。结果表明:在整个淋溶过程中,CCH和MAPC处理淋溶液的总氮及总磷浓度均较其他处理高;MAP肥具有缓释性,且堆肥对其养分释放具有促进作用;CCO处理的养分释放最慢。在最后一次淋洗(即第5次)后,总氮及总磷养分浓度排序均为:CCHMAPCMAPCCO。盆栽试验18 d后油菜快速生长,且与对照(不施肥)处理相比,MAP和MAPC处理能显著提高油菜的株高及生物量。在45 d盆栽试验结束时,CCH、CCO、MAP和MAPC处理的生物量分别是对照处理的14.8、4.8、20.5倍和16.0倍。MAP处理能显著提高油菜的养分含量,TN和TP含量分别比对照提高了2.24 g·kg~(-1)和1.54 g·kg~(-1)。研究表明,4种肥料均可改善油菜的生长发育情况,且MAP和MAPC的肥效优于CCH和CCO,在堆肥中利用鸟粪石结晶原理可固定部分氮磷元素,提高堆肥产品肥效。     

磷酸钠对粉红单端孢的离体抑菌作用研究

以引起果蔬采后病害的重要病原物粉红单端孢(Trichothecium roseum)为研究对象,探究离体条件下不同浓度磷酸钠对T. roseum菌丝生长和孢子萌发的抑制作用及其初步机理。结果表明,不同浓度磷酸钠处理均可抑制T. roseum菌丝生长和孢子萌发,且随着处理浓度的增加,抑制效果增强。此外,2.0 mg/mL磷酸钠处理降低了T. roseum胞外相对电导率,提高了胞外丙二醛和可溶性蛋白含量,降低了胞外可溶性糖含量。扫描电镜结果显示,2.0 mg/mL磷酸钠处理的孢子表面粗糙且发生皱缩。因此,离体条件下磷酸钠能够抑制T. roseum生长,其抑菌机理与细胞膜结构的破坏有关。     

华南地区主要蔬菜磷钾肥料利用率研究现状

总结了近年来在华南地区主要蔬菜生产区进行的田间试验结果,分析了施磷钾肥对叶菜、瓜类、豆类蔬菜产量和养分吸收的影响,以及目前条件下华南地区蔬菜磷钾肥的偏生产力、农学效率、肥料表观利用率、生理利用率、肥料贡献率和地力贡献率。结果表明,叶菜、瓜类和豆类蔬菜施用磷钾肥均能促进蔬菜产量的增加和磷钾养分的吸收。叶菜、瓜类、豆类蔬菜磷肥偏生产力分别为781.9 kg/kg、257.6 kg/kg、211.9 kg/kg,农学效率为30.5 kg/kg、64.1 kg/kg、23.1 kg/kg,表观利用率为17.2%、9.7%、6.1%,生理利用率为222.3 kg/kg、370.6 kg/kg、292.7kg/kg,肥料贡献率为16.4 %、19.4%、12.9%,地力贡献率为83.6 %、80.4%、87.1%。叶菜、瓜类、豆类蔬菜钾肥偏生产力分别为298.8 kg/kg、164.3 kg/kg、165.8 kg/kg,农学效率为29.5 kg/kg、39.5 kg/kg、25.8 kg/kg,表观利用率为24.8%、24.3%、13.0%,生理利用率为152.3 kg/kg、218.6 kg/kg、229.1kg/kg,肥料贡献率为13.8 %、21.6%、17.4%,地力贡献率为86.2 %、78.3%、82.6%。分析肥料利用率分布频率可以看出,磷肥表观利用率＜20%的试验样本和钾肥表观利用率＜30%的试验样本均占总样本的80%以上,表明目前试验条件下各类蔬菜的磷钾肥利用率较低,生产上需同时解决蔬菜产量及肥料利用效率提高的问题。     

磷酸二氢钾对酿酒葡萄‘赤霞珠’果实类黄酮物质的影响

以‘赤霞珠’葡萄为试验材料，于转色前1~2周、转色末期在叶幕上喷施浓度为3 g·L^-1的磷酸二氢钾，研究其对酿酒葡萄果实类黄酮物质的影响，旨在改善果实着色及其他类黄酮物质的含量，为优质葡萄酒酿造奠定基础。结果表明，转色末期喷施磷酸二氢钾能显著地提高‘赤霞珠’花色苷和黄酮醇的含量，花色苷含量较对照提高了30%，黄酮醇含量提高了48%；但喷施磷酸二氢钾降低了黄烷醇的含量，其中，磷酸二氢钾的喷施时期对其含量影响较大，转色前1周喷施处理的葡萄果实黄烷醇含量显著低于转色末期的喷施处理。说明转色末期喷施3 g·L^-1的磷酸二氢钾有利于花色苷与黄酮醇含量的积累。