氮-平衡栽培体系中植物必需的大量元素

氮(N)是第一个植物必需大量元素.氮是蛋白质、叶绿素、核酸、酶、生物激素等重要生命物质的组成部分,是植物结构组分元素.     

磷胁迫下蔗糖对水稻苗期根适应性和磷酸转运蛋白基因表达的影响

磷是植物生长和发育中最重要的必须元素之一。尽管土壤中磷资源很丰富,但大部分磷是以植物不能吸收利用的固定态和有机态存在,特别是以酸性土壤为主的南方稻田,水稻缺磷现象非常严重。理解和掌握水稻对低磷的适应机制有助于利用分子手段培育磷高效利用水稻品种。为阐明蔗糖提高水稻耐低磷的机制,本研究对水稻幼苗进行不同磷、糖处理,分析水稻幼苗在不同磷糖配比培养基中的根系结构、无机磷、酸性磷酸酶活性的变化,并利用定量RT-PCR技术分析水稻磷酸转运蛋白基因(OsPT)和酸性磷酸酶基因(OsSAP1)的表达。试验设2个磷浓度:无磷和85 mg·L?1KH2PO4,2个蔗糖浓度:无糖和3%蔗糖,正交设计。结果表明,在低磷胁迫时添加蔗糖,能使水稻幼苗的根总长度、总根数、根冠比显著增加,根分泌的酸性磷酸酶活性降低,但水稻体内的磷酸转运酶活性提高。11个与磷具有高度亲和力的磷酸转运酶的表达发生了改变,其中根优势表达的4个基因OsPT2、OsPT3、OsPT4、OsPT6对磷、糖的影响最为敏感,暗示了蔗糖是通过调节磷转运蛋白维持磷的吸收和平衡。增加根系的蔗糖分配能够提高水稻幼苗对磷胁迫的耐受性。     

土壤硅磷元素交互作用研究进展

介绍并讨论了国内外有关土壤硅、磷两种元素交互作用的研究动态与进展。硅、磷元素在植物体内的交互作用并非由于硅在生理上代替了植物对磷的需要,而是由于硅的存在降低了过量铁、锰、铝等金属离子的毒害,从而改善了植物的磷素营养。硅、磷元素可以相互促进肥效,提高各自的生物利用率。二者在土壤中存在着竞争性吸附关系,其中土壤对磷的吸附结合能更大。磷的施用不仅降低了土壤对硅的吸附,而且增加了硅的解吸。     

施加粪肥对潮土有机磷形态转化的影响

施加粪肥是提高土壤肥力的重要措施,为了解粪肥磷在潮土中的化学行为,通过室内培养试验,采用NaOH-EDTA 浸提和 31P 核磁共振技术分析比较了鸡粪、牛粪及施肥后土壤中的磷形态及含量,并研究了施肥对潮土有效磷的影响。结果表明,粪肥磷主要以无机态形式存在,2 种粪肥的有机磷形态及含量有明显不同,肌醇六磷酸在鸡粪中的含量明显高于牛粪。粪肥施加到潮土后丰富了土壤有机磷的形态。随时间延长,潮土中各形态磷发生相互转化,以肌醇六磷酸为主的正磷酸单酯含量明显降低,核酸等正磷酸双酯显著升高。鸡粪处理的土壤有效磷含量逐渐升高,牛粪处理则表现出相反的趋势。施加粪肥后,土壤有效磷呈现不同的变化规律可能是无机磷在土壤中固定或沉淀,有机磷矿化和无机磷被微生物固持这三方面综合作用的结果。     

外源腐殖酸对三种土壤无机磷组分的影响

磷是植物生长所需的大量元素之一,然而磷肥的当季利用率一般只有10%~25%,75%~90%的磷肥以不同形态的磷酸盐积累在土壤中[1]。因此,磷在土壤中的存在形态,以及施肥对磷素形态的影响一直受到人们的广泛关注[2~5]。植物直接吸收利用的磷大部分为无机磷[6],已有研究表明,有机酸能明显提高土壤有效磷含量[7~10],而有效磷含量的增加与土壤中无机磷形态的变化密切相关。面对当前土壤中累积的大量磷元素,而植物可利用的磷却十分低的现象,如何激活并利用土壤中难溶态磷一直是土壤研究工作者高度关注的问题。腐殖酸类物质作为一种潜在的有机资源,越来越受到土壤学者的关注[11,12],特别是腐殖酸对磷肥增效作     

植物体内磷与重金属元素锌、镉交互作用的研究进展

本文对近几十年来有关磷与重金属元素锌、镉交互作用的研究及其现状和未来趋势进行了综述。论述了磷锌和磷镉交互作用的基本特性和差异以及在元素交互作用过程中磷、锌、镉元素的吸收、转运和积累及相互关系。讨论了磷锌和磷镉交互作用的生理生化基础,细胞学和分子作用的机理。并对已提出的有关交互作用的机理学说进行了评述。本文还概括了环境条件对磷锌和磷镉交互作用影响的各种因素,提出了磷与重金属元素交互作用研究中的若干薄弱环节,展望了该领域研究的发展动态,使磷与重金属元素交互作用的研究领域由单纯的植物营养学延伸至植物对重金属元素的抗性及环境污染的治理等方面。     

从磷石膏的特性谈农业上的应用

阐述了磷石膏的基本特性对农业上的作用，其主要元素对作物不但无害而且有益，它能改良盐碱地，提高土壤渗水率，又是酸心土层的改良剂。磷石膏具酸性，含钙、硫、硅、磷等植物营养元素，作氮肥添加剂或直接施用于农田，能提高农作物的产量和质量。     

磷高效利用型转植酸酶基因玉米

植酸又称肌醇六磷酸,是植物中磷的主要储存形式,也是土壤有机磷的主要存在形式。动植物利用植酸磷,需要利用植酸酶将其降解为肌醇和磷酸。但自然条件下,植物的植酸酶表达量较低,不能提供足量的植酸酶活力。据此,我国科学家培育出磷高效利用型转黑曲霉源植酸酶基因phyA2玉米,该玉米不但可以通过根系向土壤中分泌大量的植酸酶,提高植株对土壤有机磷的利用效率;还可以在玉米的籽粒中积累丰富的植酸酶(干物质植酸酶活力高达7032U·kg~(-1)),提高动物对饲料磷及植酸螯合的钙、镁、锌、铜等微量元素的利用效率。     

基于~(31)P核磁共振分析的植物体内磷分级研究

为了深入了解植株残体中磷的分级情况以及在降解过程中的供磷情况,采用~(31)P核磁共振(31phosphorus nuclear magnetic resonance,~(31)P-NMR)技术,分析了油菜、蚕豆不同部位的磷的分级情况,并采用室内模拟的方法评价不同植物材料还田后的有效性。结果表明,不同植物材料中都以正磷酸盐所占比例最高,在60%~67%之间,其次为磷酸单酯,占浓缩液全磷的比例为20%~28%;高磷植株的正磷酸盐和磷酸单酯含量显著高于中磷和低磷植株,这与植物吸收磷的特性以及磷在植物体内的储存方式有关。结果表明,~(31)P-NMR分析技术能较好地反应植物材料还田后的供磷潜力。     

丛枝菌根真菌促进植物摄取土壤磷的作用机制

磷在土壤中易被固定沉淀,在植物磷利用率低的情况下,过度施肥会造成磷肥浪费,可能通过地表径流、地下水溶解等方式,造成水体富营养化产生面源污染,对人类生产生活造成较大影响。丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)和植物结合所形成的共生菌根可以显著增强植株对磷的吸收利用。通过AMF可以提高宿主植株对磷的吸收转运的特性,从AMF促进植株对磷元素的摄取机制、AMF促进植物磷摄取分子机理、AMF作用下根系分泌物对植株磷利用的影响与根际微生物对AMF磷元素利用的影响4个方面的研究进展进行分析总结。AMF可以通过改变宿主植株的根系形态和菌丝网络的形成,扩大植株对养分吸收范围;释放有机酸、磷酸酶和质子等根系分泌物改变土壤结构和理化性质,与根际微生物共同作用降解土壤中难溶性磷酸盐;诱导相关磷转运蛋白基因的特异性表达,提高植株对磷的转运能力而促进其吸收。