大豆长期连作施肥白浆土中Zn营养的研究

研究了大豆连作条件下,土壤中有效Zn与植株体内Zn营养的变化情况。结果表明,不同生长期各施肥处理大豆连作土壤中有效Zn都高于轮作土壤,但连作大豆植株体内Zn累积吸收量却低于轮作。不同施肥处理轮作和连作土壤中有效Zn含量、植株体内Zn累积吸收量的大小排列顺序为:施有机肥>秸秆还田>施用化肥>对照。     

大豆长期连作施肥白浆土中Zn营养的研究

研究了大豆连作条件下,土壤中有效Zn与植株体内Zn营养的变化情况。结果表明,不同生长期各施肥处理大豆连作土壤中有效Zn都高于轮作土壤,但连作大豆植株体内Zn累积吸收量却低于轮作。不同施肥处理轮作和连作土壤中有效Zn含量、植株体内Zn累积吸收量的大小排列顺序为:施有机肥>秸秆还田>施用化肥>对照。     

大豆连作微量元素营养障碍与调控效果研究

采用盆栽与田间试验及室内分析相结合物方法,研究了大豆连作胁迫下土壤与植株中微理元素的营养障碍及调控效果。结果表明：大豆连作播前土壤有效态微量元素钼,硼的含量低于轮作大豆（正茬）,锌,锰,铁,铜含量的变化在不同年限规律不一致;不同生育时期各连作年限土壤有效钼,锌,锰 ,铁,铜的变化趋势和植株钼,锌,锰,铁,铜的积累特征一正茬相似,但土壤有效钼的含量低于正茬,土壤有效锌,锰,铁,铜的含量总体高于正茬;     

长期轮作连作对不同作物土壤磷组分的影响

对长期轮作连作条件下的大豆、玉米、小麦土壤磷组分进行研究,试验结果表明,供试土壤在不施肥情况下,土壤全磷以轮作区降幅最大,而土壤有效磷以小麦连作区降幅最大,土壤磷组分以大豆连作区土壤中的Ca2-P降幅最大;在施有机肥的情况下,土壤全磷以大豆连作区增幅最大,而土壤有效磷以轮作区增幅最小,土壤磷组分以轮作土壤中的Ca2-P增幅最大。     

耕作施肥措施对水旱轮作土壤小麦缺锰的影响

利用田间试验研究了不同耕作施肥措施对四川水早轮作土壤小麦缺锰的影响。结果表明,在缺锰条件下喷施锰肥、深耕均显著减轻小麦缺锰症状、改善小麦锰营养,从而提高籽粒产量;秸秆覆盖和猪粪对小麦缺锰症状影响相对较小,小麦产量略高于对照或与对照持平。各处理的整体效果依次为:喷施锰肥>深耕>稻秸覆盖>猪粪和对照。以上结果说明,水早轮作土壤上小麦缺锰与根系不能有效利用底层土壤中的有效锰有关。因此,促进小麦根系下扎及其利用底层土壤有效锰的能力将是避免水早轮作田小麦缺锰的重要途径。不同基因型小麦比较,耐缺锰基因型3317的缺锰症状较轻,植株地上部锰累积量高,而锰敏感基因型川麦22则正好相反,表明3317较强的吸收和累积锰能力正是其耐缺锰的基础。这也从另一侧面说明了利用小麦根系潜力、活化吸收土壤锰在解决水早轮作土壤中小麦缺锰现象中的重要性。     

不同轮作模式对土壤团聚体组成及有机碳分布的影响

选择干旱区玛纳斯河流域绿洲长期连作棉田土壤为研究对象,研究连作棉田、轮作玉米、轮作大豆、玉米//大豆间作和休闲免耕5种模式对土壤团聚体组成及有机碳分布特征的影响。结果表明：不同种植模式对土壤团聚体有明显的影响,土壤机械稳定性团聚体含量在粒径53～250 μm为最高,占39%～53%,水稳性团聚体含量呈最低; >250 μm机械稳定性团聚体含量在不同种植模式间差异显著,表现为大豆轮作>玉米轮作>休闲免耕>棉花连作>玉米//大豆间作; 秋季作物收获后,轮作大豆和玉米//大豆间作模式土壤团粒指数比春季分别减少18.7%和15.6%; 土壤团聚体有机碳及微生物量碳含量主要集中在>250 μm大团聚体中,而在微团聚体中含量较少; 不同模式土壤有机碳含量顺序为大豆轮作>玉米轮作>棉花连作>休闲免耕>玉米//大豆间作。比较几种种植模式,大豆轮作和玉米轮作有利于团聚体的形成和稳定,可作为长期连作棉田较为理想的短期轮作倒茬模式。     

半干旱区玉米-大豆轮作对土壤物理性质和化学性质的影响

为推广半干旱区节水高产高效栽培技术,开展了春玉米连作和春玉米-大豆轮作处理对比研究,明确半干旱区玉米-大豆轮作对土壤物理性质和化学性质的影响。结果表明:春玉米-大豆轮作处理土壤固相比例在0~10、20~30、30~40cm土层分别比春玉米连作处理低5.28%、25.59%和10.26%,液相比例也有呈增加趋势,土壤气相比例在20~30cm土层提高16.52%。春玉米-大豆轮作处理土壤孔隙度在表层土壤较春玉米连作处理也有增加趋势,0~20cm土层增加幅度为7.01%~8.68%。与春玉米连作处理,春玉米-大豆轮作处理土壤容重在表层0~20cm土层下降了0.10~0.13g·cm~(-3);春玉米-大豆轮作处理pH也略有降低,但幅度不明显。春玉米连作和春玉米-大豆轮作处理在不同土层土壤有效磷差异不显著;不同种植模式土壤速效钾的表层0~20cm含量高于20~50cm含量;而在0~10cm,春玉米-大豆轮作处理的碱解氮含量比春玉米连作高21.68%。轮作处理为大豆产量2 881kg·hm~(-2),玉米连作处理为8 373kg·hm~(-2),按照大豆价格3.2元·kg~(-1),玉米价格1.4元·kg~(-1)计算,大豆收入为9 219.2元·hm~(-2),玉米收入为11 722.2元·hm~(-2),轮作处理的收入比连作处理在种植大豆年少收入2 503元·hm~(-2)。     

连作对大豆吸收、分配锌的影响

采用盆栽试验方法,研究了连作对大豆吸收,分配和积累锌的影响。结果表明：各生育时期连作大豆吸收,分配和积累锌的趋势与轮作大豆相同,吸收和积累锌量低于轮作大豆,尤以盛花期,结荚期大豆叶片中锌含量降低幅度较大。连作影响了植株体内吲哚乙酸氧化酶活力和植株士物质重。     

氮、磷、钾对设施蔬菜产量及养分循环的影响(英文)

[目的]增加农民收入,减少肥料浪费,研究氮、磷、钾肥施用对蔬菜产量的影响,以及氮、磷、钾肥在蔬菜、土壤中累积量。[方法]进行一个周年轮作设施番茄、菜花、芹菜田间施肥试验。[结果]当番茄、菜花、芹菜不施N、P、K肥时,减产6.0%~13.8%,年总收入分别减少39220、36902、22023元/hm2;氮、磷、钾素是蔬菜产量的限制因子。蔬菜中N吸收量:番茄和菜花>芹菜,P吸收量:菜花>番茄和芹菜,K吸收量:番茄>芹菜>菜花;番茄果实中氮吸收量低于菜花果实氮吸收量,植株氮吸收量也低于菜花植株。而果实中磷、钾的吸收量是高于植株,并且钾吸收量明显高于植株。氮、磷、钾吸收总量顺序为菜花>番茄>芹菜。番茄、菜花和芹菜收获后的土壤氮、磷、钾含量均高于种植前的土壤含量;受底施有机肥的影响,番茄土壤中残留氮含量、芹菜土壤残留磷含量都高于基础土壤含量2倍以上;菜花没施有机肥,土壤残留氮、钾含量低于番茄和芹菜。[结论]土壤残留磷含量比较高,造成资源浪费,也污染土壤环境。应加强有机无机配合施肥。     

轮作对黑土区作物产量及土壤理化性质的影响

为明确大兴安岭南麓黑土区不同种植模式对作物产量和耕地地力的影响,依靠耕地质量提升项目在大兴安岭南麓黑土区设置的定位监测点,研究不同种植模式下的作物产量、土壤pH、全氮、有效磷和速效钾含量。结果表明,在实际农业生产中,大豆、玉米长期连作产量下降,轮作可以提高大豆、玉米单产。不同种植模式下土壤全氮、有效磷和速效钾含量变化不同,大豆连作,土壤全氮含量大幅下降,有效磷含量增加,速效钾含量下降;玉米连作,土壤有效磷、速效钾含量大幅增加,全氮含量小幅下降。因此轮作可以提高作物产量,连作造成作物减产,玉米长期连作不影响土壤养分含量,大豆连作下土壤养分含量明显下降。     

持续淹水对水稻镉吸收的影响及其调控机理

【目的】研究持续淹水对不同镉(Cadmium,Cd)积累水稻品种Cd含量的影响,通过分析持续淹水条件下土壤有效性Cd、植株Cd含量以及水稻根系Cd吸收转运关键基因表达,揭示持续淹水对水稻Cd积累的作用及其调控机制。【方法】采用水稻品种辐品36(FP36,Cd高积累品种)和中嘉早17(ZJZ17,Cd低积累品种),盆栽条件下(外源加入1.5 mg·kg-1 Cd Cl2)于水稻分蘖始期开始持续淹水处理,分蘖盛期取样分析植株Cd含量及Cd转运相关基因表达情况,测定土壤中有效性Cd、Fe、Mn含量和根膜Cd、Fe和Mn含量。相同处理继续培养至水稻完熟期,收获植株和稻米并测定Cd含量和产量。【结果】在Cd污染土壤条件下,与正常灌溉处理相比,持续淹水显著降低了分蘖盛期水稻FP36和ZJZ17的Cd含量,根部降幅分别为39.5%和33.9%,地上部降幅分别为62.1%和71.7%。在完熟期也表现相同作用效果,持续淹水显著降低完熟期水稻FP36和ZJZ17根部、地上部和稻米中Cd含量,FP36根部、地上部和稻米分别降低36.4%、43.7%和36.8%,ZJZ17分别降低62.5%、61.5%和55.4%。研究发现,持续淹水显著降低了两个水稻品种的土壤有效性Cd含量(降幅分别为12.1%和17.7%)和根膜中Cd的含量(降幅分别为52.2%和43.1%)。Cd胁迫下,持续淹水增加了土壤有效性Fe(增幅分别为23.7%和10.3%)和有效性Mn含量(增幅分别为24.5%和43.9%),也使根膜中Fe(增幅分别为83.1%和81.5%)和Mn含量(增幅分别为41.5%和27.7%)显著增加。更为重要的是,持续淹水显著下调了两个水稻品种根部Os Nramp1(58.3%和58.0%)和Os LCD(21.6%和17.8%)基因的相对表达量。【结论】持续淹水通过降低土壤有效性Cd含量和抑制Cd吸收基因表达(Os Nramp1和Os LCD)的双重调控作用,降低了水稻对Cd的吸收和积累。     

锰对超富集植物青葙镉积累的影响

为探讨锰对青葙吸收和积累镉的影响,通过水培试验和土培试验两种方式,分别在镉处理为0(对照)、0.6、1、2 mg·L~(-1)和0(对照)、3、5、10 mg·kg~(-1)的条件下,施加100 mg·L~(-1)和500 mg·kg~(-1)的锰研究了锰对青葙吸收和积累镉的影响,并且在土培试验进行的同时监测土壤溶液中的镉含量。结果表明,在水培和土培条件下施加锰对青葙吸收和积累镉的作用不同。在水培条件下,向镉处理组中施加锰可显著抑制青葙对镉的吸收和积累。当镉处理浓度为0.6 mg·L~(-1)时,施加锰使青葙叶片镉含量降低了35.9%。然而,在土培条件下,施加锰显著促进了青葙对镉的吸收和积累。在镉处理浓度为3 mg·kg~(-1)时,锰对青葙镉积累促进作用最强,与未施加锰处理组相比青葙叶片中镉含量增加了352%。土壤溶液中镉含量较低,但锰的施加可显著提高土壤溶液中的镉含量(P0.05)。上述结果表明,尽管镉和锰在青葙中可能存在部分相同的转运和吸收途径,但由于两者在土壤固相与液相之间存在的离子交换作用使得土培和水培实验表现出相反的趋势。     

施用锰肥对根际土壤锰有效性及小麦镉吸收转运的影响

为探究施用锰肥对重度污染土壤中小麦Cd吸收的影响,采用盆栽试验,研究了施加不同浓度（13、26、66 mg·kg^-1）和不同种类（常规锰肥、缓释锰肥）锰肥对根际土壤Cd、Mn有效性和小麦Cd、Mn吸收转运的影响。结果表明：施用锰肥可显著增加土壤有效态Mn含量,且缓释锰肥在小麦生长后期对土壤Mn的供给显著高于常规锰肥。与对照（不施锰肥）相比,常规锰肥在小麦生长前期使土壤有效态Mn含量增加了8%~61%;缓释锰肥在小麦生长后期使土壤中有效态Mn含量增加了6%~105%。施用常规锰肥显著增加了小麦拔节期根部Mn含量,而施用缓释锰肥在小麦灌浆期和成熟期显著增加了小麦根部Mn含量。施用锰肥处理显著降低了小麦拔节期和孕穗期根部Cd含量和成熟期地上部Cd含量。所有处理中,仅施用中、高浓度常规锰肥和中浓度缓释锰肥显著降低了小麦籽粒中Cd含量,降幅分别为14%、27%和17%。相关性分析显示,在小麦全生育期,小麦根部Mn含量与地上部Cd含量、小麦根部向地上部Cd转移系数均呈负相关关系。研究表明,施用锰肥可通过增加土壤有效态Mn含量,促进小麦根部Mn吸收,从而抑制小麦根部Cd吸收,减少小麦根部Cd向地上部的转运。在中、重度Cd污染土壤中,单施锰肥不能保证小麦的安全生产,需要同时采取更多有效措施或综合农艺技术,进一步降低Cd在小麦籽粒中的积累。     

Reduction in cadmium accumulation in japonica rice grains by CRISPR/Cas9-mediated editing of OsNRAMP5

Cadmium (Cd) intake is harmful to human health and Cd contamination in rice grains represents a severe threat to those consuming rice as a staple food. Knockout of Cd transporters is a promising strategy to reduce Cd accumulation in rice grains. OsNRAMP5 is the major transporter for Cd and manganese (Mn) uptake in rice. Nevertheless, it is uncertain whether knockout of OsNRAMP5 is applicable to produce low Cd rice without affecting plant growth and grain yield. In this study, we adopted CRISPR/Cas9-based gene editing technology to knock out OsNRAMP5 in two japonica varieties. We generated three independent transgene-free osnramp5 mutants and investigated the effect of osnramp5 mutations on Cd accumulation and plant growth. Hydroponic experiments showed that plant growth and chlorophyll content were significantly reduced in osnramp5 mutants at low Mn conditions, and this defective growth in the mutants could be fully rescued by supply of high levels of Mn. Cd and Mn accumulation in both roots and shoots was markedly reduced in the mutants compared to that in wild-type plants. In paddy field experiments, although Cd in flag leaves and grains was greatly reduced in osnramp5 mutants, some agronomic traits including plant height, seed setting rate, and grain number per panicle were affected in the mutants, which ultimately caused a mild reduction in grain yield. The reduced plant growth in the mutants can be attributed to a marked decrease in Mn accumulation. Our results reveal that the manipulation of OsNRAMP5 should be treated with caution: When assessing the applicability of osnramp5 mutants, soil pH and soil water content in paddy fields need to be taken into consideration, since they might affect the levels of available Mn in the soil and consequently determine the effect of the mutation on grain yield.     

烤烟对不同土壤类型中镉的吸收及其分配

采用盆栽试验方法,研究了烤烟对不同土壤类型中1．0～2．5g／kg镉的吸收及其体内分配。试验结果,添加2．0g／kg以下镉对烤烟生长影响较小,但烟叶中已大量积累。地上部分在未添加镉时,镉含量大小顺序依次为紫色土、水稻土、红壤。而地下部分则为红壤、水稻土、紫色土;在添加镉时。都是水稻土、紫色土、红壤;且不同土壤类型积累镉能力均有所不同。随着施镉量的增加。烟株各器官镉含量和总量均呈递增趋势,但增长幅度均呈下降趋势。现蕾期未添加镉时,各部位镉的含量大小顺序依次为叶、根、花、茎;当施用镉时。各部位镉的含量大小顺序为叶、花、茎、根。其中,烟叶是镉累积最大的部位,而花的镉累积上升最慢。     

紫色土锌锰氯与氮磷钾配施对大麦的营养效应

当土壤有效锰(DTPA—Mn)为13.3ppm时,大麦可不施锰肥。在有效锌为0.3ppm的土壤上施用锌肥时,不含氯的氮肥处理中,大麦增产述18～20%;而含氯氮肥仅增产5～6%。含氯氮肥各处理的土壤和植株锌、锰含量以及产量均比不含氯氮肥高,表明钙质紫色土上施用含氯氮肥优于不含氯氮肥。氯活化了土壤中的锌、锰,促进了大麦对锌和锰的吸收。     

铁胁迫下硒对水稻养分吸收的影响

通过水培法,在铁胁迫下,研究硒对寒地水稻养分吸收和干物质积累的影响.结果表明,与正常培养液培养( Fe0+Se0)相比,加铁胁迫(Fe+Se0)显著提高了植株体内铁的含量,物质积累降低并不显著,但是抑制了水稻对氮、磷和锰的吸收,氮、磷和锰的积累量分别降低了7.8%、26.7%和74.0%,均达到显著水平(P＜0.05)...     

施锰微肥对镉污染土壤中玉米生长及镉吸收分配的影响

为定量研究锰(Mn)对镉(Cd)污染土壤的修复效果,以低(5 mg·kg~(-1))和高(10 mg·kg~(-1))Cd污染棕壤为供试土壤,通过盆栽培养试验,研究施加不同浓度的MnSO4(20、200、2 000 mg·kg~(-1))对土壤Cd形态、玉米生长和体内Cd吸收、Cd亚细胞分布的影响。结果表明:施Mn可以显著改变土壤中Cd的赋存形态,与对照(未施加Mn)相比,土壤可交换态Cd含量降低了4.75%～30.81%,且随着Cd浓度的增加,可交换态Cd降低比例逐渐增大。适量的Mn(20、200 mg·kg~(-1))可以促进玉米根系的生长,提高玉米各部位生物量,增产11.42%～17.51%,但过量的Mn(2 000 mg·kg~(-1))则会对玉米产生一定的毒害作用,导致减产。Mn降低了土壤中Cd的生物有效性,从而抑制玉米对Cd的吸收,籽粒Cd含量在低Cd污染土壤中降低了46.15%～53.85%,在高Cd污染土壤中降低了38.37%～52.33%。同时Mn增加了细胞壁对Cd的沉积和液泡区隔化作用,促进Cd在根部的固持,从而降低其向地上部转运。研究表明,Mn的施加对低Cd污染土壤的钝化效果优于高Cd污染土壤,适量的Mn更有助于玉米的生长发育以及降低玉米体内的Cd含量。