铁营养状况及不同形态氮素对玉米体内铁再利用效率影响的研究

本采用分根营养液培养方法,用＾５９Ｆｅ示踪技术研究了铁及不同形态氮素对玉米苗期体内铁再利用的影响。结果表明,缺铁促进了铁向地上部的运输,体内铁再利用率提高。与硝态氮相比,供庆铵态氮有利提高体内铁的再利用率,玉米新叶＾５９Ｆｅ含量比硝态氮处理的高９个百分点,改善了玉米新叶铁的营养状况。在缺铁条件下,供应铵态氮时、初生叶中＾５９Ｆｅ含量占地上部比例由５０％降至２５％,而供应硝态氮时,初生叶中该比值变     

铁营养状况及不同形态氮素对玉米体内不同铁库铁再利用的影响

采用分根技术、营养液培养方法 ,研究缺铁条件下供应不同形态氮素对玉米苗期体内不同铁库中铁再利用的影响。结果表明 ,缺铁条件下 ,玉米新生叶片铁营养状况不仅受体内铁库强度大小的影响 ,而且也受外界调节措施—氮素形态的调节。研究发现 ,与NO3-N相比 ,不考虑根细胞质外体铁库时 ,供应NH4-N可使初生叶中 32 %的铁再利用 ,考虑根系铁库时 ,初生叶铁变化不明显 ,而可使根系 40 %的铁转移至地上部。无论根系是否有铁库 ,缺铁条件下 ,NH4-N能提高新叶活性铁含量和伤流液中铁浓度。     

灭菌土壤玉米一花生混作对花生铁营养的影响研究

盆栽试验研究灭菌土壤玉米 花生混作对花生植株Fe营养与根际土壤有效铁的影响结果表明 ,玉米 花生混作可显著提高花生新叶叶绿素及活性铁含量 ,下针初期可增加花生地上部全Fe含量和根际土壤活性铁含量 ,混作在改善花生Fe营养过程中始终起主导作用 ;而灭菌土壤处理则仅在花生生长早期有利于改善其Fe营养状况     

玉米花生间作对花生铁营养的影响

采用根箱隔网盆栽方法模拟研究了玉米／花生间作对花生吸收利用铁营养的影响。用30m尼龙网将聚氯乙烯制作的根箱分为根室和外室，模拟了玉米单作、花生单作、玉米／花生间作三种情况。结果表明，间作对花生的铁营养状况有很大的影响。当花生与玉米间作时，花生地上部不表现缺铁现象；而花生单作则表现出严重的新叶缺铁黄化现象。间作花生新叶的全铁含量是单作的1．8倍，单作新叶活性铁含量仅是间作的47．2％，叶绿素含量是间作的25．3％。间作显著促进了花生对铁的吸收，使花生不同的部位的含铁量高于单作，从而提高了花生的光合速率；同时间作花生对铁的利用效率明显增加，花生子粒中铁的吸收量是单作的两倍多。     

铁和不同形态氮素对玉米植株吸收矿质元素及其在体内分布的影响 Ⅱ.对铁、锰、铜、锌等营养元素的影响

用营养液培养方法研究了铁和两种形态氮素对玉米植株吸收铁、锰、铜、锌等微量元素及其在体内分布的影响。结果表明:与硝态氮(NO3--N)相比,铵态氮(NH4+-N)显著提高了玉米对铁的吸收,降低了对锰、铜及锌的吸收。供铁也明显提高了植株地上部铁的吸收总量,降低了锰及锌的吸收量,尤其是在供应No3--N时这种作用更为明显。在缺铁条件下,NH4+-N处理的玉米新叶中铁的含量明显高于NO3--N处理;而新叶、老叶、茎中锰、锌、铜含量以及根中锰、锌含量都明显低于NO3--N处理。但使用NH4+-N时,根中铜的含量较高。在供铁条件下,NH4+-N处理的玉米植株四个不同器官中锰和锌的含量显著低于NO3--N处理的植株,而铜的含量正好相反。在缺铁条件下,玉米新叶中活性锰、活性锌的含量显著高于供铁处理;与NO3--N相比,NH4+-N的供应也显著降低了玉米新叶中活性锰以及活性锌的含量。     

影响菜豆体内铁再利用效率的因素及其机理

本文在人工气候室中，用营养液培养方法，并结合同位素示踪技术研究了铁的供应状况，两种形态氮素（ＮＯ＾－３－Ｎ和ＮＨ＾＋４－Ｎ）及叶处遮光对菜豆体内铁再利用效率的影响，并对其有关机理进行了深入的研究。结果表明，铁的缺乏有利于累积在根和初生叶中的铁身新生组织中转移，铁的再利用效率明显提高。无论有缺铁还供铁条件下，ＮＨ＾＋４－Ｎ的供应使得菜豆新叶中活性铁含量、新叶叶绿素含量及体内铁的再利用效率都明显高于Ｎ     

活性铁作为植物铁营养状况诊断指标的相关研究

通过研究铁供应状况和不同形态氮素对植物铁营养状况的影响,比较分析组织中全铁及活性铁含量与叶片叶绿素含量、过氧化物酶及过氧化氢酶活性的相关性,认为活性铁含量比全铁含量能更准确地反映植物的铁营养状况,尤其是对于双子叶植物,有望发展成为诊断植物铁营养状况的可行指标。     

玉米花生混作对花生根系还原力和花生铁营养的影响

采用自行设计的立培一营养液联合体系培养装置．研究了混作对花生根系还原力和铁营养状况的影响。向营养液中供给难溶性的氢氧化铁后,在不同的时间内测定花生根系的还原力及新叶中铁的含量。结果表明,在3～9天中单作花生还原力明显高于混作花生,12～15天期间单作花生还原力迅速下降并低于相应的混作花生;而混作花生在6～15无中缓慢上升,并在较长时间内维持了较高的还原力。花生新叶活性铁含量测定结果表明,在加入难溶性氢氧化铁后第3天,单作、混作花生新叶活性铁含量无明显的差异,而至第9天、第15天时,单作花生活性铁含量低于混作花生。玉米与花生混作对改善花生营养状况具有重要的作用。     

铁和不同形态氮素对玉米植株吸收矿质元素及其在体内分布的影响——Ⅰ.对氮、磷、钾、钙、镁等营养元素的影响

用营养液培养方法研究了铁和两种形态氮素(NO3--N和NH4+-N)对玉米植株吸收氮、磷、钾等大量元素和钙、镁等中量元素及其在体内分布的影响。结果表明:与NO3--N相比,供应NH4+-N促进了玉米对氮的吸收,在缺铁条件下,降低了对磷、钾、钙及镁的吸收。铁和NH4+-N都显著提高了玉米植株各器官中氮的含量。与NH4+-N处理相比,NO3--N处理的新叶中磷含量显著增加,但铁的供应对植物体内磷的含量无显著影响。使用NO3--N显著提高了玉米新叶和老叶中钾的含量,根和茎中钾的含量无明显影响。铁的供应降低了新叶和老叶中钾的含量。供铁时,NH4+-N处理的玉米新叶中钙和镁的含量显著低于NO3--N处理,而在缺铁时则无显著差异。     

根际溶铁细菌与AM真菌协同提高石灰性土壤铁有效性的机制研究

石灰性土壤普遍存在铁有效性低导致的植物缺铁黄化现象,严重影响农业可持续发展。筛选高效溶铁细菌并探讨其与菌根真菌（AMF）协同提高土壤有效铁含量、改善植物铁营养机制具有重要意义。以石灰性土壤和番茄（Lycopersicon esculentum）为试材进行盆栽试验,分别接种Advenella kashmirensis（B1）、Arthrobacter cupressi（B2）、Klebsiella variicola（B3）、Variovorax guangxiensis（B4）和Enterobacter ludwigii（B5）5株细菌,以不接菌处理为对照（CK）,筛选出高效溶铁菌株B1、B2和B3。将其与纯培养得到的AM真菌孢子（Rhizoshagu irregularis, Ri）组合,设置单独接种AM真菌（Ri）、单菌与Ri（B1+Ri、B2+Ri和B3+Ri）、菌群与Ri（B1+B2+B3+Ri）共接种处理,进一步探究单菌及菌群与AMF协同促进石灰性土壤难溶性铁的活化和促进植物铁吸收的机制。结果表明：（1）与对照相比,接种B1、B2和B3能够显著促进番茄生长,根系和地上部全铁积累量分别提高6.48倍和2.61倍（B1）、4.11倍和2.03倍（B2）、4.37倍和2.25倍（B3）;新叶活性铁含量分别提高74.21%、1.33倍和1.75倍。（2）与单接AMF相比,不同共接种组合显著增加番茄生物量,各部位平均全铁积累量显著提高58.32%~119.43%,其中B3+Ri处理、B1+B2+B3+Ri处理下番茄根系活性铁含量分别提高41.47%和44.30%、新叶活性铁含量分别提高12.61%和12.77%。不同共接种组合处理显著提高AM真菌的菌根侵染率,较单接AM真菌处理提高13.35%~30.99%;根系铁还原酶活性增加9.86%~22.07%,根系LeFIT1、LeFRO2和LeMYB72基因表达显著上调。与单接AM真菌相比,B3+Ri和B1+B2+B3+Ri处理下根际土壤pH分别降低0.21和0.09,土壤有效铁含量分别提高15.78%和55.23%。综上,AM真菌与3株高效溶铁细菌的协同作用可显著提高石灰性土壤铁有效性并改善植物铁营养,不同类型溶铁细菌与AMF的协同作用机制不同,为解决石灰性土壤铁有效性低的问题提供了微生物途径。     

铁和不同形态氮素对玉米植株吸收矿质元素及其在体内分布的影响 Ⅱ.对铁、锰、铜、锌等营养元素的影响

用营养液培养方法研究了铁和两种形态氮素对玉米植株吸收铁、锰、铜、锌等微量元素及其在体内分布的影响。结果表明:与硝态氮(NO₃^--N)相比,铵态氮(NH₄⁺-N)显著提高了玉米对铁的吸收,降低了对锰、铜及锌的吸收。供铁也明显提高了植株地上部铁的吸收总量,降低了锰及锌的吸收量,尤其是在供应No₃^--N时这种作用更为明显。在缺铁条件下,NH₄⁺-N处理的玉米新叶中铁的含量明显高于NO₃^--N处理;而新叶、老叶、茎中锰、锌、铜含量以及根中锰、锌含量都明显低于NO₃^--N处理。但使用NH₄⁺-N时,根中铜的含量较高。在供铁条件下,NH₄⁺-N处理的玉米植株四个不同器官中锰和锌的含量显著低于NO₃^--N处理的植株,而铜的含量正好相反。在缺铁条件下,玉米新叶中活性锰、活性锌的含量显著高于供铁处理;与NO₃^--N相比,NH₄⁺-N的供应也显著降低了玉米新叶中活性锰以及活性锌的含量。     

花生缺铁黄化的敏感时期及耐低铁品种的筛选指标

采用盆栽试验,系统研究了石灰性土壤上16个花生品种在各个生育时期新叶的黄化度、叶绿素值、活性铁含量的差异及其动态变化。结果表明,缺铁胁迫下花生耐低铁和铁敏感品种间叶片的黄化程度存在着显著差异,大多数铁敏感品种在出苗后50～65 d时黄化度最高。供试16个品种顶部新展开叶片的叶绿素值（SPAD值）和活性铁含量在整个生育期的变幅分别为4.5～34.6和8.0～36.3 mg/kg, FW,随生长时间的延长两者均呈高―低―高的动态变化趋势。在生长前期,耐低铁品种新叶的叶绿素值和活性铁含量均显著高于铁敏感品种;开花期是花生对缺铁胁迫最为敏感的时期,此阶段黄化现象最严重、各品种新叶的叶绿素值和活性铁含量最低。相关分析表明,在生长前期叶绿素值与黄化度、活性铁及荚果产量之间均呈极显著的相关关系。新叶叶绿素值可作为花生耐低铁品种筛选的一可靠指标。     

Depressed growth of non‐chlorotic vine grown in calcareous soil is an iron deficiency symptom prior to leaf chlorosis

The development of iron deficiency symptoms (growth depression and yellowing of the youngest leaves) and the distribution of iron between roots and leaves were investigated in different vine cultivars (Silvaner, Riparia 1G and SO4) grown in calcareous soils. As a control treatment all cultivars were also grown in an acidic soil. Only the cultivars Silvaner and Riparia 1G showed yellowing of the youngest leaves under calcareous soil conditions at the end of the cultivation period. All cultivars including SO4 showed severe shoot growth depression, by 50 % and higher, before yellowing started or without leaf yellowing in the cultivar SO4. Depression of shoot growth occurred independently from that of root growth. In a further treatment the effect of Fe‐EDDHA spraying onto the shoot growth of the cultivar Silvaner after cultivation in calcareous soil was investigated. Prior to Fe application plants were non‐chlorotic, but showed pronounced shoot growth depression. Spraying led to a significant increase in shoot length, though leaf growth was not increased. Accordingly, depression of shoot growth of non‐chlorotic plants under calcareous soil conditions and with ample supply of nutrients and water has been evidenced to be at least partly an iron deficiency symptom. We suggest that plant growth only partially recovered because of dramatic apoplastic leaf Fe inactivation and/ or a high apoplastic pH which may directly impair growth. Since growth was impaired before the youngest leaves showed chlorosis we assume that meristematic growth is more sensitively affected by Fe deficiency than is chlorophyll synthesis and chloroplast development. In spite of high Fe concentrations in roots and leaves of the vines grown in calcareous soils plants suffered from Fe deficiency. The finding of high Fe concentrations also in young, but growth retarded green leaves is a further indication that iron deficiency chlorosis in calcareous soils is caused by primary leaf Fe inactivation. However, in future, only a rigorous study of the dynamic changes of iron and chlorophyll concentration, leaf growth and apoplastic pH at the cellular level during leaf development and yellowing will provide causal insights between leaf iron inactivation, growth depression, and leaf chlorosis.<?show $6#>     

Remobilization of iron from primary leaves of bean plants grown at various iron levels

In order to study the effect of different growth rates of the shoot apex, i.e. shoot demand, on the remobilization of iron (Fe) from mature (primary) leaves, bean (Phaseolus vulgaris L.) plants were precultured with 8x10^‐5 M FeEDTA for four days. Thereafter, plants were grown for another six days at various levels of Fe (0.0, 1.0, and 10.0μM FeEDTA), and simultaneously treated with or without shading of one primary leaf. Dry weight increment of the shoot apex decreased with decreased Fe in the nutrient solution. Shading of one primary leaf decreased total dry weight of plants irrespective of Fe supply, but increased the dry weight of the shoot apex of plants supplied without Fe or with only 1.0μM Fe. In these plants, the concentration of chlorophyll and Fe in the shoot apex corresponded with the treatment effects on dry weight of the shoot apex. Shading induced senescence of the shaded leaf, decreased the content of “active Fe”; (extractable in dilute acid), and also enhanced the remobilization of Fe and copper (Cu) from the shaded leaf. The remobilization of Fe from primary leaves was not related to the severity of chlorosis in the shoot apex (the Fe demand of sink tissue), indicating that only a certain fraction of the total Fe in mature leaves can be remobilized.     

不同梨砧木对缺铁胁迫的生理响应差异研究

【目的】 旨在通过探究缺铁胁迫下不同梨砧木幼苗体内铁分配规律及有机酸种类和含量的差异,为培育铁高效利用梨砧木提供理论依据。 【方法】 以三种不同梨砧木,杜梨Ⅰ (湖北杜梨HB-Pyrus betulaefolia)、杜梨Ⅱ (郑州杜梨ZZ-Pyrus betulaefolia) 、山梨 (黑龙江山梨HS-Pyrus ussuriensis) 幼苗为试材,进行水培试验。以Hogland营养液为基础,在其他养分含量不变的情况下,设两个Fe水平1和40 μmol/L,分别代表缺铁胁迫和正常供铁。在砧木幼苗培养21天后,测定了幼苗活性铁和全铁元素含量、根系构型及各部位不同种类有机酸的含量。 【结果】 缺铁胁迫下,杜梨Ⅰ茎叶中活性铁/全铁比例是杜梨Ⅱ的2.80倍和2.94倍, 是山梨的3.29倍和2.05倍,其叶中的活性铁和全铁积累量分别达到15.71 mg/plant和78.82 mg/plant。缺铁胁迫下,杜梨Ⅱ和山梨的倒一叶叶绿素含量下降幅度显著高于杜梨Ⅰ。三种梨砧木幼苗体内柠檬酸含量最高,其次是苹果酸,这两种酸占有机酸总量的74.8%以上。与正常供铁相比,缺铁胁迫下山梨根和叶中苹果酸含量提高了4.70和1.69倍,分别达到0.96 mg/g和4.80 mg/g,显著高于杜梨Ⅰ和杜梨Ⅱ,而杜梨根和叶中的柠檬酸含量较高,尤其是杜梨Ⅰ品种,达到4.02 mg/g和11.98 mg/g。 【结论】 三种梨砧木对铁的吸收和运输存在较大差异。杜梨Ⅰ根系吸收能力较强,根和叶中活性铁含量及积累量均较高,因而耐缺铁。缺铁胁迫下,两种杜梨根系中主要合成柠檬酸而山梨主要合成苹果酸,可能是山梨对缺铁敏感的机制之一。      

缺铁胁迫柑橘砧木幼苗的光合特性和叶绿体超微结构

【目的】通过研究枳壳与枳橙砧木在缺铁和正常铁浓度处理下的反应,重点揭示两种柑橘砧木光合特性、叶绿体超微结构等对铁敏感性的差异。【方法】以柑橘的枳壳砧木和枳橙砧木实生苗为试验材料,设置缺铁 (–Fe,0 μmol/L) 和正常铁 (+Fe,37.3 μmol/L) 2个处理进行营养液培养,测定了缺铁胁迫对两种砧木苗期铁元素含量与积累量、光合色素含量、叶片糖含量的影响,并进行了叶绿体超微结构的电镜扫描。【结果】缺铁胁迫显著降低了两种砧木铁元素含量与积累量、叶片光合色素含量,且枳橙砧木光合色素含量下降幅度较大。与对照相比,缺铁后枳壳砧木叶片的糖类物质含量降低,且达到显著差异水平;而枳橙砧木叶片可溶性糖、蔗糖含量显著升高,淀粉和果糖含量显著下降。另外,缺铁胁迫条件下,两种柑橘砧木片层结构模糊,嗜饿体数目增加。并且,缺铁后枳壳砧木叶绿体长度、厚度比对照分别降低了22.1%、26.4%,枳橙砧木则分别下降了55.1%、40.4%。【结论】缺铁胁迫下,枳橙砧木幼苗的铁元素含量和积累量、叶片光合色素含量、叶绿体超微结构等均比枳壳砧木受到较大影响,表明枳橙砧木比枳壳砧木对铁营养缺乏更加敏感。