15N示踪技术在植物N素营养研究中的应用及进展

近年来,由于氮肥利用效率的不断下降,植物氮素的营养学研究更是日益受到重视。氮肥利用率受施氮水平、施用方法、土壤性状、气象条件、品种类型等多种因素的影响,平均利用率只有30%-35%。减少氨的挥发和反硝化作用,选育氮高效、耐低氮品种是提高氮素利用率、减少环境污染与资源浪费和实现农业可持续发展的主要途径。本文简要概述15N标记技术尤其是示踪技术在植物氮素的吸收、利用及分配等方面的应用及近年来的研究进展。     

油-稻轮作制中供氮水平对作物及土壤氮磷钾含量的影响

田间试验条件下探究了不同供氮水平(0、90、180、270、360 kg/hm2)对油(华油杂9号)-稻(丰两优香1号)轮作下作物及土壤中氮磷钾含量的影响。结果表明,油菜生育前期氮磷钾积累量无显著变化,120 d后氮磷钾积累量随施氮量增加而增加,各处理差异显著。磷素积累量在直播180 d后呈先增加后降低趋势,以180 kg/hm2处理积累量变化最大,与270、360 kg/hm2处理相比无显著差异。水稻氮积累量随施氮量增加而增加,但270 kg/hm2与360 kg/hm2处理无显著差异,而磷钾积累量呈先增加后降低趋势,磷素积累量以270 kg/hm2处理最大,180、270、360 kg/hm2处理下,钾积累量在整个生育期内无显著差异,说明在油菜季施用较高氮肥来保证油菜对氮磷钾吸收基础上,后季水稻适当减少氮肥用量便可保证其对氮磷钾的吸收;从整个轮作周期农田氮磷钾平衡状况看,除不施氮肥外,其他处理农田土壤氮素均处于盈余状态,盈余量随施氮量的增加而增加,各处理在投入相同磷钾肥情况下,土壤磷素盈余量随施氮量增加呈降低趋势,施氮量为270、360 kg/hm2时,磷素出现亏缺,不同氮处理的农田钾素均处亏缺状态,且亏缺量随施氮量增加而增加。     

氮水平对水稻植株氮素损失的影响

利用15N差值法,在溶液培养条件下研究了不同氮肥水平对水稻植株氮损失的影响,并就影响水稻氮损失的因素进行了分析。结果表明,对前期正常供氮的水稻幼苗做为期10 d的不同氮(N 04、0、801、60 mg/L)处理,水稻植株生物量未受显著影响,表明前期吸收氮可维持水稻生长。但是,随着供氮水平的提高,叶片及根的含氮量显著增加,而15N的丰度却显著下降,叶片15N的丰度显著高于根。说明高氮处理增加了水稻植株吸氮量并稀释了前期吸收的15N,而且根系累积的氮向地上部转移。缺氮(N 0 mg/L)与过量供氮(N 160 mg/L)均显著增加植株氮的损失率,而适量供氮(N 80 mg/L)则氮肥利用率显著提高。水稻的生长期显著影响植物氮的损失率,在N 80 mg/L的条件下,随着水稻生长期的延长,植株氮损失从11.6%增加到22.3%。同时,随着供氮水平的增加,叶片中NH4+-N含量和谷草转氨酶(GOT)活性均显著增加,叶片组织pH也随之增加。表明植物体内铵浓度增加而引起的氨挥发是导致植物氮损失增加的原因之一。     

有机水溶性肥与无机肥配施对大白菜的产量、品质和养分利用率的影响

肥料利用效率低是制约我国作物产量提高的重要因素.为了研究提高肥料利用效率的新方法,将有机水溶性肥以叶面喷施和灌根的方式与无机肥配合施用,探讨其对大白菜产量、品质和养分利用率的影响.结果表明,有机水溶性肥以叶面喷施和灌根的方式与无机肥配施时,比无机肥单施大白菜产量分别提高了7.3％和18.8％,包心率分别增加7.2％和4.7％,有机水溶性肥灌根增产效果明显优于其叶面喷施;有机水溶性肥以叶面喷施和灌根的方式与无机肥配施比单施无机肥硝酸盐分别降低14.2％和12.7％,VC增加均不显著;有机水溶性肥以叶面喷施和灌根的方式与无机肥配施比单施无机肥氮、磷、钾肥利用率分别提高了12.1％、6.4％、3.4％和18.6％、16.2％、12.9％;有机水溶性肥以叶面喷施和灌根的方式与无机肥配施时,其投入产出比分别为6.4、16.6,有机水溶性肥灌根经济效益高于其叶面喷施.     

铝胁迫下植物根尖细胞壁组成物质变化抑制根伸长的生理机制研究

根伸长受抑制是植物受铝毒害的主要症状,铝诱导的细胞壁组成物质的变化是其主要原因。本文主要对铝胁迫下植物根尖细胞壁组成物质如木质素、 胼胝质、 纤维素、 半纤维素、 果胶、 细胞壁多糖蛋白及相关代谢酶类在铝胁迫下的变化对根伸长的影响及生理机理的研究进展进行了综述,明确了铝胁迫诱导的植物根尖细胞壁组成物质含量、 比例及结构的变化导致细胞壁刚性降低,从而抑制细胞伸长,最终抑制根伸长。本文还指出,鉴于缺乏对同一植物甚至同一个种类的植物根尖细胞壁各主要组成物质铝胁迫下变化的系统研究,不能对造成该植物根伸长受抑制的原因做出全面合理的解释,所以今后应侧重于铝胁迫下各细胞壁组分变化在抑制根伸长中的贡献率的研究,尤其要针对主要粮食作物进行系统研究,以有效解决铝胁迫造成的产质量降低。     

氮肥和磷肥的施用量对杂交水稻产出效应的影响

对湖北省谷城县中稻主产区之一的盛康镇96户农民2005年杂交水稻大田氮肥、磷肥及钾肥施用量和水稻产量进行了抽样调查。分析结果表明,杂交水稻产量与土壤有机质、全N、速效磷和速效钾含量均呈正相关。其中产量对土壤磷含量高低的反应最为敏感。配方施肥能提高杂交水稻产量,N施用量以150 kg/hm2,P2O5施用量以75 kg/hm2以上为宜。杂交水稻大田每增施一个单位的纯N和P2O5,其相应的增产幅度比为1∶1.37,增收幅度比为1∶1.43,因此,稳氮增磷是盛康镇杂交水稻施肥增产的主攻方向。     

农业害虫抗药性及其治理

对农业害虫抗药性的定义、害虫抗药性现状、抗药性的发展因素、抗性产生的机理等方面进行了阐述,并介绍几种害虫抗药性治理方案。     

植物氮素营养遗传研究进展

介绍了近年来植物氮素营养性状遗传的研究进展,主要对植物氮素营养性状的基因型差异、植物镲氮素高效利用的生理机制、植物氮素营养性状与遗传有关的基因研究及分子机理进行了综述.     

氮形态对水稻植株氮损失的影响

在溶液培养条件下,利用15N示踪法研究了不同形态氮对水稻植株氮损失的影响,并分析了影响氮损失的因素.水稻幼苗先在以15N为氮源的营养液中生长2周,然后转入供给不同氮形态的营养液中培养10 d.结果表明:供给NH4+-N的水稻长势最好,收获时地上部和根部生物量均高于其他氮形态处理,但其氮损失量也最大,损失率达到17.06%;供给复合氮源NH4NO3的水稻生物量和供给NH4+-N的相差不大,然而其氮损失率却显著下降,仅为9.96%,说明供给复合氮源可在不影响水稻生长的条件下,降低植株氮损失,提高其氮肥利用率.此外,供给NH4+-N的水稻叶片中NH4+含量、谷草转氨酶活性及叶片组织pH值均高于其他氮形态处理,表明植物体内NH4+浓度增加而引起的氨挥发可能是导致植物氮损失的原因之一.     

纤维素酶研究综述

综述了分解纤维的重要意义、纤维素酶底物及其复杂结构、纤维素酶作用机理、酶的分类、产酶生物种属的多样性,并对纤维素酶研究进行了展望。