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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.
以黄淮海区普通玉米国家区域试验的对照品种郑单958为试验材料,设67500、82500株/hm22个种植密度水平和0、180、270 kg/hm23个施氮量水平,研究种植密度及施氮量对夏玉米淀粉粒分布及淀粉糊化特性的影响.试验结果表明,种植密度、施氮量单因子及其交互作用对玉米淀粉粒的体积分布存在显著影响,且施氮量是影响淀粉粒体积分布的主要因素.增加施氮量,<3.5μm与3.5~7.4μm淀粉粒体积比下降,>7.4μm淀粉粒体积比增加;随着氮肥用量增加,籽粒产量、粒重、总淀粉含量、支链淀粉含量,以及玉米淀粉的峰值黏度、谷值黏度、最终黏度、崩解值、回复值增加;相反,籽粒直链淀粉含量、直/支比以及玉米淀粉的峰值时间、糊化温度降低.种植密度与施氮量对淀粉粒体积分布的影响效果相反.该研究中,在种植密度82500株/hm2、氮肥用量270 kg/hm2条件下,玉米籽粒淀粉平均粒径较大,大型淀粉粒比例较高,其糊化特性和淀粉组成较优,且能兼顾籽粒产量.  相似文献   
4.
为了阐明氮肥用量对黑龙江省第二积温区粳稻生长及产量的影响,选取适宜于该积温区种植的20个粳稻品种/系为材料,对高低2个不同氮肥水平下粳稻的分蘖动态、叶绿素含量、干物重以及产量性状进行分析.结果表明,高氮肥施用量能够增加参试粳稻的分蘖数,提高分蘖期和抽穗期粳稻叶片叶绿素含量,促进干物质积累,但与低氮施用量间差异未达显著水平.对产量及其相关农艺性状的调查分析表明,不同氮肥施用量对有效穗数、穗粒数和实粒数3个性状影响较大,其变异系数均超过10.00%,且产量的变异系数也达9.63%.相关分析结果表明,2个氮肥用量下第二积温区粳稻穗部性状之间的相关性趋势基本一致,其中穗长与穗粒数、实粒数呈显著正相关;穗粒数与实粒数呈极显著正相关,与结实率呈显著负相关.  相似文献   
5.
在地球化学元素循环中,氮素是最重要、最活跃的营养元素之一。农田生态系统中的氮素很大程度上决定农作物的产量和品质。然而,在全球气候变化背景下,随着大气CO2浓度和温度升高,作物-土壤氮循环的变化可能显著影响农田生态系统中的作物生产。因此,研究作物-土壤氮循环对大气CO2浓度和温度升高的响应,能够为科学合理地预测未来气候条件下,农田生态系统中作物的氮素需求,以及保障农作物产量的稳定供应提供理论依据,对于全面认识全球气候变化背景下的农田生态系统氮素循环过程及土壤可持续利用具有重要意义。本文综述了大气CO2和温度升高对作物氮素吸收和分配,以及与氮有效性密切相关的土壤氮转化的影响,并系统总结了二者对作物-土壤氮循环过程产生的交互作用。总结以往研究发现,在大气CO2浓度升高条件下,作物的蒸腾作用减弱,但光合作用增强,生物量加大,根系分支和根表面积增加,豆科作物的根瘤固氮能力提高,因此整体上促进作物对氮的吸收,并且增加作物向籽粒中分配氮的比例,但作物的平均氮浓度降低。此外,高CO2浓度提高了土壤酶活性,增强了土壤有机氮矿化作用、硝化及反硝化作用,加速了土壤氮转化。升温和CO2浓度升高对作物-土壤氮循环产生正向或负向的交互作用,主要表现在:高温和高CO2浓度对作物的生物量、光合作用、地下部氮分配、根系分支以及根表面积具有协同促进作用,升高温度减轻了高CO2浓度对作物蒸腾作用和作物氮浓度的抑制作用。然而,升温抑制了高CO2浓度对作物向籽粒中氮分配、氮吸收以及产量的促进作用;升温虽然能进一步增强高CO2浓度对土壤酶活性和有机氮矿化的促进作用,但是对于土壤硝化和反硝化作用,二者的交互作用以及相关的分子机制尚不明确。大气CO2升高和温度升高对土壤微生物,以及微生物与作物之间的耦合关系的研究比较薄弱,特别是由微生物主导的氮循环过程及其对全球气候变化的反馈机制是未来研究的重点。本文提出利用16S rRNA、DGGE、T-RFLP、qPCR、RT-PCR技术、蛋白组学以及稳定性同位素探针原位研究技术,可以将复杂环境中微生物物种组成及其生理功能进行耦合分析,揭示大气CO2浓度与温度对作物-土壤氮循环过程的交互作用机理,增强对气候变化下农田生态系统氮素循环响应的预测能力,为农田生态系统有效地适应气候变化提供科学的理论依据。  相似文献   
6.
通过盆栽试验和大田栽培试验相结合的方法,对赤峰主栽谷子品种在低氮胁迫下氮素吸收及利用效率的差异进行了系统研究.盆栽试验结果表明:赤谷6号、赤谷8号、赤谷9号低氮胁迫下根长较施氮处理显著增长;赤谷5号、赤谷6号、赤谷9号耐低氮胁迫能力较强;赤谷10号氮利用率最为稳定;赤谷5号、赤谷6号耐低氮指数大.赤谷5号在农艺性状和氮累积量及耐低氮指数均表现出较好的耐低氮胁迫能力.大田栽培试验表明:赤谷6号和赤谷8号耐低氮胁迫能力较强.谷子出苗至抽穗期受低氮胁迫的影响较抽穗至成熟期更为敏感.谷子全生育期中,低氮胁迫对拔节期株高的影响较大;抽穗期、灌浆期、成熟期的干物质累积量对低氮胁迫影响较大.穗部相关农艺性状较其他农艺性状而言较易受到低氮胁迫影响.穗部性状中,穗长相对于其他性状对低氮胁迫影响较为迟钝,其他性状较为敏感;对低氮胁迫敏感的指标可作为谷子耐低氮能力评价指标.综合盆栽试验与大田栽培试验结果表明,赤谷5号、赤谷6号、赤谷8号这3个品种耐低氮能力强,适于在赤峰地区相对贫瘠的土壤种植.  相似文献   
7.
硅元素作为一种植物生长所需的有益元素,能有效提升作物产量,改善品质。以3 a生红枸杞‘宁杞7号’为试验材料,在常规滴灌施肥基础上分别设置叶面喷施硅肥+滴灌清水(T1)、叶面喷清水+滴灌增施硅肥(T2)、叶面喷施硅肥+滴灌增施硅肥(T3)3个处理,并以叶面喷施清水+滴灌清水为对照(CK),探讨增施硅肥对枸杞生理代谢、产量和品质的改善效果。结果表明:施硅处理能有效促进枸杞叶片的叶绿素合成及植株的营养生长,增加其叶片的植被覆盖指数(NDVI)和干物质累积量、光合速率(P_n)、水分利用率(WUE)在叶面喷施硅肥配合滴灌增施硅肥和叶面喷清水配合滴灌增施硅肥中均显著提高,叶片气孔导度(G_s)在叶面喷施硅肥配合滴灌增施硅肥中显著提高了16.98%,而叶面喷施硅肥配合滴施清水整体的效果不显著,蒸腾速率(T_r)在施硅处理中显著降低;增施硅肥可以显著改善浆果可溶性固形物、可溶性糖和还原性糖含量,对维生素C(V_C)含量有极显著影响,显著增加高达133.61%,但枸杞的总酸含量在各施硅处理下显著降低。枸杞的产量在叶面喷施硅肥配合滴施清水、叶面喷清水配合滴灌增施硅肥、叶面喷施配合滴灌增施硅肥中依次显著提高了3.46%、13.00%、24.57%,以叶面喷施配合滴灌增施硅肥处理下的经济效益达到最大,为35 270.8元·hm~(-2),增幅为26.73%,产投比为1.85。在常规施肥的基础上,通过增施硅肥能有效改善枸杞光合特性,提升枸杞产量,改善枸杞品质,尤其采用叶面喷施硅肥配合滴灌增施硅肥的方式对枸杞的生产应用有较大的推广价值。  相似文献   
8.
微润灌溉下施氮浓度对小白菜生长的影响   总被引:2,自引:0,他引:2  
为探究微润灌水肥一体化条件下适合大棚小白菜生长的施氮浓度,试验设置在1.5 m压力水头下4个施氮水平0(CK)、200 mg/L(T1)、400 mg/L(T2)、600 mg/L(T3),每组处理重复3次.对不同处理下土壤含水率、小白菜株高、叶面积、鲜重及肥料增产贡献率进行测定分析,在相同压力水头下筛选适合小白菜生长的施氮浓度.结果表明:在微润管埋深15 cm,间距30 cm,压力水头为1.5 m情况下,施氮可以促进小白菜生长,施氮浓度为400 mg/L小白菜生长情况最好.低浓度施氮水平下,小白菜各生长指标随着施氮浓度升高而升高;而高浓度施氮水平对植株生长有抑制作用.作为一种新型灌溉模式,微润灌溉在大田的推广和应用仍需要不断探索和试验.  相似文献   
9.
为了解保健砂中主要矿物质元素的含量情况,试验采集了6省共11个地区的鸽保健砂产品,首先比较了用湿法消化、干法消化和酸溶解法对钙磷待测样品进行前处理的效果,分别按照GB/T 6436-2018和GB/T 6437-2018测定方法测定了样品中的Ca、P含量,接着采用GB/T 13885-2017方法测定了样品中Fe、Cu、Zn、Mn的含量。结果表明:Ca的测定3号样品干法较湿法消化结果高3.16%(P < 0.05),5号样品干法、酸溶解法较湿法消化结果分别低0.87%、2.16%(P < 0.05),三种方法中酸溶解法最适合对保健砂进行前处理|多数省(市)的保健砂样品均有较高含量的Ca,最高达到29.4%|P含量普遍严重偏低,8个样品的P含量都在0.05%以下,比其余样品的P含量低数十倍|钙磷比多数都在100以上,最高钙磷比达到792,保健砂中钙磷比例严重失衡|样品中Fe、Cu、Zn、Mn的含量分别为3387 ~ 22185、3.8 ~ 112.5、7.46 ~ 865.5 mg/kg和58.8 ~ 1401 mg/kg。由此可见,保健砂中各矿物质元素含量差异均极大,迄今没有统一的标准,质量问题不容忽视。 [关键词] 保健砂|矿物质元素|前处理|钙|磷  相似文献   
10.
协调水稻产量和品质的植株临界氮浓度的确定   总被引:1,自引:0,他引:1  
根据植株氮营养状况指导优质米生产具有重要意义。试验以五优稻4号为供试材料,以密度为主区(密度分别为每平方米18穴和25穴),氮量为副区(氮量分别为0、75、105、135 kg hm?2),测定水稻植株全氮、籽粒无机氮含量、水稻产量和品质等指标,以期为实现水稻丰产优质提供理论依据。结果表明:施氮量和水稻产量呈2次曲线关系,最高产量施氮量为113 ~ 119 kg hm?2,经济合理施氮量为110 ~ 116 kg hm?2;随着施氮量增加,各个时期水稻植株含氮量,收获期籽粒铵态氮和硝态氮含量显著提高,N105处理与N0处理间上述指标差异均显著(P < 0.05),而 N105和N135处理间只有籽粒无机氮含量差异显著;施氮后籽粒蛋白质含量有增加趋势,随着施氮量增加稻米食味值下降,N135处理食味降低超过10%(P < 0.05),其他处理间差异不显著。密度增加,水稻氮素积累量增加,产量提高了11.4%;稀植有利于提高地上部含氮量、籽粒铵态氮和硝态氮含量;稀植出米率提高了4.77个百分点(P < 0.05),食味值有降低趋势。根据肥料效应函数以及施氮量和植株含氮量关系函数,拔节期和抽穗期,D1密度下植株临界氮浓度分别为15.26 ~ 16.18 g kg?1和22.65 ~ 25.98 g kg?1,D2密度下对应值分别为11.71 ~ 12.94 g kg?1和20.73 ~ 23.24 g kg?1。上述结果表明,合理密植有利于水稻高产,氮量过高不利于水稻高产和优质。在水稻丰产和优质的情况下,氮肥用量在91 ~ 105 kg hm?2比较合适,抽穗期叶片含氮量24.82 ~ 25.98 g kg?1(D1)和22.18 ~ 23.24 g kg?1(D2)可以作为协同实现水稻丰产优质的诊断指标。  相似文献   
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