氮磷钾胁迫下不同D基因组人工合成小麦生长和养分积累差异

【目的】人工合成小麦具有很多优良性状,是现代小麦遗传改良的重要基因资源。本研究以具有相同AB基因组、不同D基因组的人工合成小麦材料Syn79(S79)和Syn80(S80)为供试材料,研究在氮磷钾胁迫下其生长、养分积累、养分分配和利用,差异,为小麦抗逆性基因定位和抗逆性遗传改良提供依据。【方法】采用盆栽试验,以施用N 0.20、P2O50.15和K2O 0.15 g/kg土为正常氮磷钾水平,以不施氮磷钾作为胁迫,设立4个处理:NPK(CK)、N0PK、NP0K、NPK0。小麦整个生育期每隔1个月调查1次株高和分蘖,成熟期,将小麦分根、茎叶、颖壳(穗)和子粒4个部分整理样品,收集株高、有效分蘖数、根长、穗长、根重、茎叶重、穗重、籽粒重、小穗数、穗粒数、穗粒重、千粒重和结实率。【结果】D基因组来源不同的人工合成小麦S79和S80在氮磷钾胁迫下生长、养分积累、分配和利用方面差异很大。从生长角度看,S80对氮磷胁迫敏感性低于S79,其在氮磷胁迫下长势优于S79,主要表现为株高、有效分蘖、分蘖成穗率、单株茎叶、颖壳和籽粒重等农艺性状显著好于S79。S80在氮磷钾胁迫下株高、根长和根冠比显著增加,S79的显著降低。S79在钾胁迫下农艺性状表现好于S80,主要表现为低钾环境下S79单株根重、茎叶重、颖壳重和籽粒重均高于S80。从养分积累、分配和利用看,S79在氮钾胁迫下单株氮磷钾养分积累高于S80,但S80在氮钾胁迫下的氮磷钾利用效率和收获指数均高于S79;磷胁迫下,S80单株、单株茎叶和单株颖壳中氮磷钾养分积累高于S79,但其利用效率和收获指数低于S79。S80在氮磷胁迫下籽粒中养分分配率较高,S79在钾胁迫下籽粒中养分分配较好。【结论】S79和S80在不同养分胁迫下生长、养分积累、分配和利用产生差异。S80耐低氮低磷,S79耐低钾;S80在氮钾胁迫下对氮磷钾养分利用较高,S79在磷胁迫下对氮磷钾养分利用较高。S80在养分胁迫下通过增加根长扩大养分供给范围,增加养分供给量,满足作物生长,加快养分向穗部转运,降低对籽粒产量影响。     

低氮胁迫下水稻根系的发生及生长素的响应

采用水培实验,研究了5个氮(N)浓度下(0.01～5 mmol L-1)水稻的生物量、体内氮浓度、根系发育、体内生长素浓度以及生长素外流蛋白OsPIN家族基因的表达情况。结果表明,与正常供氮水平(2.5mmol L-1)相比,低氮(0.01 mmol L-1)胁迫下水稻根冠比增加28%,地上部全氮浓度降低约20%,根系全氮浓度降低约33%,种子根长度增加25%,种子根上的侧根密度降低26%,倒一叶中的生长素含量增加140%,而根茎结合处和根系的生长素浓度分别下降22%和60%;RT-PCR的结果表明,低氮(0.01 mmol L-1)胁迫下水稻根系中OsPIN1a-b、OsPIN2、OsPIN5a-b和OsPIN9基因表达显著下调;而外源生长素α-萘乙酸(NAA)和生长素极性运输抑制剂1-萘氨甲酰苯甲酸(NPA)的施加均能影响到水稻种子根长和种子根上的侧根密度。由此推论,低氮胁迫下水稻体内生长素从倒一叶到根系极性运输减少是水稻根系对低氮胁迫响应的生理机制之一。     

不同养分配比对高粱根系生长及养分吸收的影响

为探明高粱养分吸收和根系生长对氮、磷、钾胁迫的响应,通过长期定位试验,在高粱/玉米轮作条件下研究了不同养分配比NPK、PK、NK、NP、CK对高粱根系生长及养分吸收的影响。结果表明:与NPK相比,长期不施氮肥(PK)条件下高粱总根长增加18.29%,总根体积降低26.52%,且根系主要分布在0~10 cm土层,直径小于0.5 mm细根所占比例显著增加。不施磷肥(NK)显著抑制了高粱根系生长,总根长、总根表面积和总根体积分别降低24.03%、27.48%和41.29%。不施钾肥(NP)对细根生长有明显抑制作用。不施氮、磷、钾均降低高粱对相应养分的吸收和累积,不施氮促进了营养器官中氮和钾素向籽粒转运,不施磷或钾肥抑制了氮、磷及钾的转运。高粱对养分的吸收、积累和转运与根系形态有关,不同养分积累与运转与根系形态关系表现不尽相同:氮素、钾素积累和转运与根系形态具有较好的相关性,氮素的积累和转运与植株生物量和产量的相关性大于磷素和钾素。综上,高粱根系形态及养分吸收对氮、磷及钾胁迫响应不同,该研究可为不同养分瘠薄地高粱高效栽培提供理论依据。     

苹果砧木对低氮胁迫的响应及适应性评价

  【目的】  明确低氮胁迫对7种苹果砧木生长及生理生化特性的影响,为耐低氮苹果砧木的选育和氮高效吸收利用生理机制的研究提供理论依据。  【方法】  沙培试验以改良1/2 Hoagland营养液为基础,设定硝态氮含量正常水平(NN,5 mmol/L NO₃–)和低氮胁迫(LN,0.5 mmol/L NO₃–)两个处理,供试苹果砧木包括矮化砧T337、Nic29、Pajam2、B9、71-3-150和半矮化砧青砧2号、乔化砧山定子(Malus baccata L. Borkh.),均为一年生健康苗。处理60天后,测定砧木新稍生长、物质积累、根系形态、叶片和根系硝酸还原酶活性、植株氮累积量,利用隶属函数模糊评价法比较不同苹果砧木的耐低氮能力。  【结果】  在正常供氮条件下,乔化砧山定子的植株总干重和氮利用效率明显高于其他5种矮化砧;矮化砧中Pajam2的植株干物质积累量最大,B9的根冠比最高;矮化砧Nic29的新梢生长速率和叶片硝酸还原酶(NR)活性显著高于其余6种砧木;半矮化砧青砧2号的根系NR活性显著高于其余砧木,有利于植株的氮累积。与正常供氮相比,低氮条件下,T337、Nic29和山定子的新稍生长均受到显著抑制;B9、Pajam2和青砧2号的新稍生长未受明显影响;而71-3-150的新稍生长速率提高,叶面积增大,根系中干物质积累量增加,植株根冠比显著增大,为正常供氮处理的2.59倍。低氮条件下,T337、B9、Pajam2和山定子根系总表面积和总根长均显著降低,T337降幅最大;而71-3-150的根系总表面积、总根长、根系总体积、根尖数等根系参数显著升高;Nic29的根系总表面积、总根长和根总体积升高,但根尖数减少,根系分枝数也升高。低氮胁迫条件下,苹果砧木叶片NR活性减小,B9、Nic29、Pajam2和山定子根系中NR活性较正常供氮分别提高了3.70、5.16、2.85和5.14倍。低氮条件下,T337、B9、Pajam2和青砧2号的叶片、茎干和根系中氮累积量均趋于降低,植株氮累积量减小,青砧2号降幅最大,但B9、Nic29、Pajam2和青砧2号的氮利用效率均显著提高,青砧2号的增幅最大;而71-3-150的根系和植株氮累积量均显著升高。基于7种苹果砧木生长、根系参数、氮代谢酶活性、氮累积量和氮利用效率等19个指标的耐低氮胁迫指数,结合隶属函数模糊评价法和聚类分析将7种砧木分为3种耐性类型:第Ⅰ类为耐性强的砧木(71-3-150);第Ⅱ类为耐性较弱的砧木(Nic29、山定子、B9和青砧2号);第Ⅲ类为耐性最弱的砧木(Pajam2和T337)。  【结论】  在正常供氮条件下,乔化砧木山定子和半矮化砧青砧2号在植株干物质积累、根系发育和养分吸收利用等方面均强于矮化砧,但其对低氮胁迫适应性较弱。低氮条件下,苹果砧木通过提高氮利用效率适应养分亏缺,耐性强的砧木植株生长受抑制程度较小,并通过调节自身生理特性,增加根系中的物质和养分积累,提高植株根冠比,以适应低氮环境。     

黄腐酸添加量对低氮胁迫下小麦生长和根系形态的影响

【目的】黄腐酸(FA)是腐植酸中分子量较小、活性最大的组分,作为一种生物刺激素,FA可以促进植物生长,提高植株的抗逆性。研究黄腐酸不同添加量对低氮胁迫下小麦生长及根系形态的影响,为小麦减氮增效提供实践和理论参考。【方法】以小麦品种‘鑫华麦818’为材料进行了水培试验。将营养液氮浓度调节为硝态氮0.1 mmol/L模拟低氮胁迫(LN),并分别设置FA添加量0、30、60、90、120 mg/L,即LN-FA0、LN-FA30、LN-FA60、LN-FA90、LN-FA120,共5个处理;以正常供氮营养液(硝态氮4 mmol/L)为对照(NN)。分析了小麦根系形态、植株生物量、植株氮浓度、氮累积量、叶片氮代谢关键酶活性等指标。【结果】与LN-FA0相比,LN-FA30、LN-FA60、LN-FA90和LN-FA120处理的地上部生物量分别提高了16.31%、23.18%、26.75%和35.16%,LN-FA120的地上部生物量与正常氮处理已无显著差异;LN-FA30、LN-FA60和LNFA90总根长增加了35.00%～44.67%,根表面积增加了39.93%～95.42%,根体积增加了...     

植物高效利用K素资源的研究进展

探讨了我国农业生产中K素资源的现状、提高植物对K肥利用效率的新途径、植物K营养特性差异的营养学基础和遗传学基础,为培育K肥利用效率高的耐低K作物新品种提供了理论基础。     

不同氮素形态对干旱胁迫杉木幼苗养分吸收及分配的影响

【目的】干旱胁迫是限制植物生长的重要非生物因素之一,而适宜的氮素营养可以提高植物的抗旱性。本文探讨了供应不同形态氮源对干旱条件下杉木[Cunninghamia lanceolata (Lamb.) Hook]幼苗养分吸收及分配的影响。【方法】采用水培试验,供试杉木材料为2个无性系幼苗(7–14号和8–8号),在营养液中添加10%(w/v)PEG-6000进行干旱胁迫。营养液中的氮源处理包括硝态氮、铵态氮、硝铵混合氮,氮素浓度均为4.571mmol/L,每个品种均设6个处理。培养20天后,测定了杉木幼苗根、茎、叶的养分含量及生物量。【结果】与正常水分供应相比较,干旱胁迫条件下供应铵态氮可促进叶片N、K以及茎叶P、K的吸收,供应混合氮可促进根部K的吸收;供应铵态氮可促进根、茎对Ca的吸收,对叶片Ca无明显作用。干旱胁迫对根部Fe、Mn、Cu、Zn吸收量影响显著,氮素供应不同程度地降低了干旱胁迫下各器官Mg、Fe、Mn和Cu吸收量,表现为抑制吸收,但添加铵态氮比硝态氮的降低幅度小。3个氮源处理均降低了干旱条件下根部Zn吸收量,但没有降低甚至增加了茎、叶中Zn的吸收量,说明氮营养可调节Zn在各器官间的分配,缓解干旱导致的缺锌现象。不同器官之间各养分吸收量差异显著,3个氮源处理中,N和P吸收量表现为叶>根>茎,K和Ca为叶>茎>根,Fe、Cu为根>叶>茎,Mg、Mn和Zn在各器官之间的分配规律不一。铵态氮吸收量均表现为叶>根>茎,且各器官铵态氮吸收量显著高于硝态氮,说明杉木具有明显的喜铵特性。【结论】在干旱胁迫下,氮素供应形态显著影响杉木幼苗对养分的吸收及在各器官中的分配,作用效果因家系品种和元素种类而异。总体来讲,铵态氮提高干旱胁迫下杉木幼苗养分吸收的效果好于硝态氮,杉木可以认为是喜铵植物。     

钾、镁交互作用对橡胶幼苗生长及养分吸收的影响

  【目的】  我国植胶区砖红壤钾、镁缺乏现象日益突出,研究钾、镁缺乏对橡胶幼苗根系形态和养分吸收的影响,可为橡胶平衡施肥和优质高产栽培提供理论依据。  【方法】  选用‘热研7-33-97’橡胶 (Hevea brasiliensis) 幼苗为研究材料,在人工气候箱内用营养液培养。采用二因素二水平的析因试验设计,设置4个处理:对照 (CK)、缺钾 (–K)、缺镁 (–Mg) 和缺钾镁 (–K-Mg),培养3个月后,取样测定橡胶幼苗干物质量、根系构型参数、根系活力和养分含量等指标。  【结果】  1) 与CK相比,–K和–K-Mg处理显著降低了单株干物质量和根冠比,干物质量降幅分别为8.4%和27.5%,根冠比降幅分别为20.4%和26.9%,而–Mg处理对干物质量和根冠比均无显著影响;K、Mg交互作用对茎干、根和单株干物质量及根冠比均有显著影响 (P < 0.05)。2) 与CK相比,各缺素处理均显著降低了橡胶幼苗吸收根 (直径 < 2 mm) 的根长、根表面积、根体积、总根尖数及根系活力等根系构型参数,而不同程度增加了平均根粗。方差分析结果表明,K、Mg交互作用对吸收根的根长、根表面积、根体积及总根尖数有极显著影响 (P < 0.01)。3) 各处理下氮和镁、磷和钾以及钙分别在叶片、根系以及茎皮中的平均分配比例高于其他器官。各缺素处理下,地上部的养分占比呈增加趋势。4) 与CK相比,–K处理显著增加了橡胶幼苗单株氮、磷和镁的积累,–K-Mg处理则显著降低了单株氮积累,各缺素处理均显著增加了单株钙的积累;K、Mg交互作用对氮、磷、钙和镁的积累有显著或极显著影响。  【结论】  钾、镁营养显著影响橡胶幼苗对养分的吸收,缺钾、缺镁显著抑制橡胶幼苗特别是根系的生长发育,同时缺钾缺镁加重抑制效果。因此,橡胶生产上不仅要保证培养基质或土壤的矿质营养充足,还要重视钾、镁元素间平衡关系。     

Root growth and nutrient element status of creeping bentgrass cultivars differing in heat tolerance as influenced by supraoptimal shoot and root temperatures

This study was designed to determine and compare root growth and nutritional responses of creeping bentgrass cultivars that differ in heat tolerance to differential, supraoptimal, shoot and root temperatures. Shoots and roots of ‘Penncross’ (heat sensitive) and ‘L‐93’ (heat tolerant) were exposed to four air/soil temperature regimes (20/20°C‐control, 20/35°C, 35/20°C, and 35/35°C) in water baths and growth chambers. Exposing roots to supraoptimal root temperature (35°C) while maintaining shoots at normal temperature (20°C) or particularly at 35°C reduced root fresh weight, root number, and contents of nitrogen (N), phosphorus (P), and potassium (K) in shoots and roots and accelerated root death for both cultivars. High root temperature had greater detrimental effects on root growth and nutrient element accumulation than high shoot temperature for both cultivars. A low root temperature at supraoptimal shoot temperature improved root growth, reduced root mortality; and increased N, P, and K contents in shoots and roots. Among the three nutrient elements, K was the most sensitive to changes in root temperature. L‐93 generally maintained higher fresh weight and number of roots and higher N, P, and K contents in shoots and roots, particularly K in roots, under high root (20/35°C) or shoot/root (35/35°C) temperatures. The results indicated that root growth and nutrient element accumulation, particularly of K, played an important role in creeping bentgrass tolerance to heat stress imposed on shoots by high air temperature or to roots by high soil temperatures. The enhanced root growth and nutrient element relations with a low root temperature at supraoptimal ambient temperatures could lead to the improved shoot growth in cool‐season grasses observed under these conditions.     

沙培条件下磷、 钾、 钙亏缺对枳（Poncirus trifoliata）幼苗根系形态及营养吸收的影响

【目的】根系是吸收水分和养分的主要器官,对于多年生木本果树的生长发育尤为重要。由于果树根系庞大、 分布错综复杂,对根系构型和空间分布等的研究相对较少。本文利用计算机扫描系统及其图像分析软件观测根系二维形态参数,并用原子吸收法测定植株养分含量,以探索养分亏缺对枳根系形态的影响,以及根系形态变化与植株养分吸收的关系。【方法】本试验在沙培条件下,以柑橘砧木枳(Poncirus trifoliata)实生苗为试材,研究了缺磷、 钾和钙对其根系形态以及植株体内营养元素含量的影响。利用爱普生数码扫描仪（Expression 10000XL 1.0, Epson Inc. Japan）扫描根系,并用WinRhizo Pro (S) v. 2004b软件(Regent Instruments Inc., Canada)分析获取根系总长、 总体积和总表面积等二维形态参数。利用原子吸收光谱仪(SPECTR AA220)测定样品K、 Ca、 Mg、 Fe、 Cu、 Zn等元素含量。【结果】从扫描数据可知,3 种缺素处理对枳幼苗根系形态结构有较大的影响,即在缺素时根系总长、 表面积和体积均显著降低,缺P处理使枳实生苗粗根的根系长度、 表面积、 体积显著降低,但是增加了中等粗根的表面积和体积; 缺K和缺Ca处理的中等粗根根系长度、 表面积和体积均显著低于对照; 3种缺素处理均显著降低了细根和粗根的根系长度、 表面积和体积。不同缺素处理对植株根系和地上部生长的影响也存在差异,缺P对地上部的抑制作用显著强于根系,缺K处理对根系生长的抑制作用较强,缺Ca对根系和地上部生长的抑制作用均较小。缺Ca处理植株体内Zn和Fe浓度均显著增加但Ca浓度降低,缺P时植株体内Ca和地上部Zn浓度增加,而缺K时植株体内Ca、 Zn浓度增加但Fe和K浓度均显著降低。【结论】不同缺素条件下枳实生苗根系形态各异,导致根系对不同养分的吸收能力不同,从而使植株体内K、 Ca、 Zn、 Fe等养分含量发生改变,最终影响整个植株根系和地上部的生长,表现出各缺素环境所特有的树体特征。     

水培条件下加入钾和硅减轻甘蔗盐胁迫效应

A hydroponics experiment was conducted to evaluate the role of potassium (K) and silicon (Si) in mitigating the deleterious effects of NaCl on sugarcane genotypes differing in salt tolerance. Two salt-sensitive (CPF 243 and SPF 213) and two salt-tolerant (HSF 240 and CP 77-400) sugarcane genotypes were grown for six weeks in ? strength Johnson’s nutrient solution. The nutrient solution was salinized by two NaCl levels (0 and 100 mmol L-1 NaCl) and supplied with two levels of K (0 and 3 mmol L-1) and Si (0 and 2 mmol L-1). Applied NaCl enhanced Na+ concentration in plant tissues and significantly (P ≤ 0.05) reduced shoot and root dry matter in four sugarcane genotypes. However, the magnitude of reduction was much greater in salt-sensitive genotypes than salt-tolerant genotypes. The salts interfered with the absorption of K+ and Ca2+ and significantly (P ≤ 0.05) decreased their uptake in sugarcane genotypes. Addition of K and Si either alone or in combination significantly (P ≤ 0.05) inhibited the uptake and transport of Na+ from roots to shoots and improved dry matter yields under NaCl conditions. Potassium uptake, K+/Na+ ratios, and Ca2+ and Si uptake were also significantly (P ≤ 0.05) increased by the addition of K and/or Si to the root medium. In this study, K and Si-enhanced salt tolerance in sugarcane genotypes was ascribed to decreased Na+ concentration and increased K+ with a resultant improvement in K+/Na+ ratio, which is a good indicator to assess plant tolerance to salt stress. However, further verification of these results is warranted under field conditions.     

大豆种质耐低磷与耐铝毒部分指标及其相互关系的研究

通过溶液培养试验 ,对来源于华南酸性土壤的 5个大豆品种的地上部及根部耐低磷及耐酸铝部分指标进行了系统的研究。研究结果表明 ,大豆在磷效率和耐铝毒特性方面存在着一定的差异 ,大豆品种 6 2号、乐昌及广州大粒具有较高的磷效率和耐铝毒特性。在低磷及铝毒胁迫下它们具有较高的生物量、磷含量、叶面积、叶绿素含量、总酸分泌量以及主根长。低磷和铝毒胁迫严重影响地上部磷的吸收 ,高磷能缓解铝毒。铝浓度不同处理大豆的地上部无显著差异 ;但在铝毒胁迫下 ,根部的铝浓度比地上部高 5～ 6倍 ,且品种间存在显著差异。本研究初步确定了大豆耐低磷与耐铝毒的相关关系     

干旱胁迫下施钾水平对油菜生长特性、籽粒品质和钾素利用的影响

[目的]探究长期干旱胁迫下不同施钾水平对油菜生长、籽粒品质、钾素利用的影响,旨在明确不同钾肥水平下油菜通过调节生长和营养分配应对干旱胁迫的机制,为油菜抗旱栽培提供科学依据.[方法]以抗旱油菜品种油研57和干旱敏感品种川油36为试验材料,采用盆栽土培试验,每盆装风干土10 kg,设置K2O施用量0、80和160 mg/k...     

酸胁迫对不同基因型玉米生长和养分吸收的影响

采用盆栽试验研究了4个不同耐酸特性的玉米自交系在几个关键生育期的氮、磷、钾营养特性和生长状况。结果表明,耐酸自交系在苗期、拔节期和开花期对氮、磷、钾的吸收和累积均高于酸敏感自交系;不同生育期耐酸自交系的营养利用率和再分配特征存在差异,苗期表现为氮的利用率较高,开花期表现为磷、钾营养的再分配能力强。不同耐酸材料对酸胁迫土壤反应不同,耐酸自交系在不同生育阶段始终能较好生长,尤其是Z01,即使在pH4.6的酸性土壤上干物质累积几乎不受酸胁迫影响;中等耐酸自交系则受酸的危害,且随着发育进程而加剧,而酸敏感自交系表现出与中等耐酸材料相同的趋势,但各生育阶段受到的危害更大。     

Effect of Nitrogen and Potassium Stress and Cultivar Differences on Potassium Ions and Nitrate Uptake in Sugarcane

ABSTRACT

This study was conducted to evaluate the effect of nitrogen (N) and potassium (K) stress on nitrate (NO₃ ^?) and potassium ion (K⁺) uptake of two sugarcane (Saccharum officinarum L.) cultivars known to differ with regard to their resistance to drought and salinity stress. The plants were hydroponically grown in a greenhouse and subjected to varying levels of N and K. Nitrogen and K stress increased root affinity for NO₃ ^? and K⁺ absorption by increasing apparent maximum uptake rate (V_max) and decreasing apparent affinity (K_m) for NO₃ ^? and K⁺ uptake in both cultivars. In addition, dry-matter allocation to roots increased with decreasing N and K supply. The results suggest that the acclimation to long-term N starvation in sugarcane involves regulation of both nitrate-specific assimilatory steps and growth responses. The cultivar ‘H69-8235,’ which was drought and salinity resistant, showed greater adaptability to a low- nutrient environment due to its higher root allocation and affinity for NO₃ ^? and K⁺ under N and K stress, suggesting that the resistance of sugarcane to multiple stresses may involve a general stress-response system.     

Effects of Potassium Sulfate on Adaptability of Sugarcane Cultivars to Salt Stress under Hydroponic Conditions

The effect of potassium sulfate (K₂SO₄) on adaptability of sugarcane to sodium chloride (NaCl) stress was investigated under hydroponic conditions. Two sugarcane cultivars, differing in salinity tolerance, were grown in half strength Johnson's solution at 80 mM NaCl with 0, 2.5 and 5.0 mM potassium (K) as K₂SO₄. Salinity disturbed above and below-ground dry matter production in both sugarcane cultivars. However, salt sensitive cultivar showed more reduction in shoot dry matter and higher root:shoot ratio compare to the salt tolerant cultivar under. Application of K significantly (p < 0.05) improved dry matter production in both sugarcane cultivars. The concentration of Na was markedly increased with increasing salinity; however, the application of K reduced its uptake, accumulation and distribution in plant tissues. Salinity induced reduction in K concentration, K-uptake, K utilization efficiency (KUE) and K:Na ratio in both sugarcane cultivars was significantly improved with the addition of K to the saline growth medium.     

钾镁水平对番茄苗期生长、根系形态及钾素吸收和生理利用效率的影响

采用水培方法,研究不同钾、镁水平对"天福冠露"和"毛粉802"两种番茄幼苗生长、根系特征及钾素吸收、利用效率的影响。结果表明,钾、镁水平(8 mmol/L、1 mmol/L)处理的植株鲜重、干重及钾、镁水平(4 mmol/L、4 mmol/L)处理的株高显著高于其他处理。随钾、镁水平升高,两种番茄植株的根长、"天福冠露"植株的根直径、根体积和分根数先减少后增加;番茄植株钾素吸收率显著提高,生理利用效率显著降低。钾、镁水平(8 mmol/L、1 mmol/L)处理的植株根长、根表面积、根直径及根体积显著高于缺钾处理。钾、镁水平(4 mmol/L、4 mmol/L)处理,两种番茄植株根长、根表面积、根体积和分根数均显著高于缺镁处理,"天福冠露"植株钾含量显著高于"毛粉802",而钾素生理利用效率显著低于"毛粉802"。与其它等钾处理相比,缺镁植株钾素积累量最低、生理利用效率最高,镁过量处理的植株钾素生理利用效率显著降低。     

Effects of root-zone temperature and N,P, and K supplies on nutrient uptake of cucumber (Cucumis sativus L.) seedlings in hydroponics

The nutrient uptake and allocation of cucumber (Cucumis sativus L.) seedlings at different root-zone temperatures (RZT) and different concentrations of nitrogen (N), phosphorus (P), and potassium (K) nutrients were examined. Plants were grown in a nutrient solution for 30?d at two root-zone temperatures (a diurnally ?uctuating ambient 10°C-RZT and a constant 20°C-RZT) with the aerial parts of the plants maintained at ambient temperature (10°C–30°C). Based on a Hoagland nutrient solution, seven N, P, and K nutrient concentrations were supplied to the plants at each RZT. Results showed that total plant and shoot dry weights under each nutrient treatment were significantly lower at low root-zone temperature (10°C-RZT) than at elevated root-zone temperature (20°C-RZT). But higher root dry weights were obtained at 10°C-RZT than those at 20°C-RZT. Total plant dry weights at both 10°C-RZT and 20°C-RZT were increased with increased solution N concentration, but showed different responses under P and K treatments. All estimated nutrient concentrations (N, P, and K) and uptake by the plant were obviously influenced by RZT. Low root temperature (10°C-RZT) caused a remarkable reduction in total N, P, and K uptake of shoots in all nutrient treatments, and more nutrients were accumulated in roots at 10°C-RZT than those at 20°C-RZT. N, P, and K uptakes and distribution ratios in shoots were both improved at elevated root-zone temperature (20°C-RZT). N supplies were favorable to P and K uptake at both 10°C-RZT and 20°C-RZT, with no significantly positive correlation between N and P, or N and K uptake. In conclusion, higher RZT was more beneficial to increase of plant biomass and mineral nutrient absorption than was increase of nutrient concentration. Among the three element nutrients, increasing N nutrient concentration in solution promoted better tolerance to low RZT in cucumber seedlings than increasing P and K. In addition, appropriately decreased P concentration favors plant growth.     

缺素培养对大豆营养生长和根系形态的影响

通过营养液栽培试验,探讨了巴西10号和本地2号两个大豆基因型在氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁缺乏条件下的缺素症状和植株生物量变化,以及根系形态指标的改变。结果表明,缺素处理对大豆植株生长影响显著,在各种缺素条件下大豆植株生物量均明显降低,地上部与根部均表现出各种营养元素缺乏时的特有症状;缺氮、缺钾、缺钙、缺镁和缺铁处理时大豆总根长和根表面积也均显著降低。大豆对不同缺素处理的反应存在基因型差异。     

水分胁迫下新造地施磷深度对苦荞生长及根系分布的影响

  【目的】  根系构型影响作物的抗旱能力,研究磷肥施用深度调节苦荞根系分布的可行性,为贫瘠干旱地区苦荞的生长提供科学养分管理措施。  【方法】  以‘黑丰1号’苦荞 (Fagopyrum tataricum L.) 为试验材料,进行根管土柱 (直径25 cm、高50 cm) 栽培试验,设置田间持水量65%～75% (W1)、45%～55% (W2) 和35%～45% (W3) 3种土壤水分条件,磷肥施用深度分别设置距离地表10 cm (P10)、20 cm (P20)、30 cm (P30) 以及3层均匀施用 (P-all) 4种方式,共有12个处理。在苦荞幼苗三叶一心期进行处理,生长22天后取样,测定根系构型,并记录生物量。  【结果】  干旱胁迫抑制了苦荞植株生长、干物质量的积累以及根系发育,其中W3水分条件抑制作用最为明显,导致苦荞株高、茎粗和叶面积较W1水分条件分别下降17.20%、18.03%和23.17%;根长、根表面积和根体积分别下降16.97%、20.39%和17.39%;地上部干物质量和根系干物质量分别下降39.16%、28.60%。干旱胁迫促进根系下扎,增加深层土壤中的根系分布。与W1水分条件相比,W2、W3水分条件下0—10和10—20 cm土层平均根长分别下降30.18%和27.55%、41.83%和41.02%,根系干物质量分别下降36.62%和33.61%、49.72%和48.11%;而20—30和30—45 cm土层中的苦荞平均根长则分别增加33.53%和42.52%、31.74%和50.95%,根系干物质量分别增加13.70%和26.84%、5.85%和28.64%。深层施磷促进施磷层土壤根系生长,与P-all处理相比,P10处理10—20 cm土层根长平均增加18.96%,P20处理20—30 cm土层平均增加32.39%,P30处理30—45 cm土层平均增加28.73%,根系干物质量依次分别增加26.62%、30.74%和24.65%。方差分析结果表明,各水分处理条件下,0—10和10—20 cm土层根系干物质量均表现为P10处理显著高于其他施磷处理,且其他处理间差异也达显著水平;而20—30、30—45 cm土层根系干物质量则表现为P20、P30施磷处理显著高于其他处理。  【结论】  水分和施磷深度对苦荞苗期植株生长以及根系分布均有显著影响。在干旱胁迫下,增加磷肥的施用深度可促进苦荞根系在20—45 cm深土壤中的分布,显著扩大根系对土壤养分和水分的获取空间,并最终促进苦荞的生长。本试验条件下,采样仅限于苦荞苗期,在水分胁迫条件下磷肥以10 cm的施肥深度效果最佳。