石灰性土壤上两种磷效率小麦根际特征差异

采用三室根箱实验,选用黑垆土和潮土两种石灰性土壤,对两种磷水平的磷低效型小麦京411和磷高效型小麦小偃54,进行植株生物量及吸磷量、根际土壤pH值、磷酸酶含量、水溶性磷含量的测定,旨在研究两种磷效率小麦在不同石灰性土壤上的根际特征差异.结果表明,不施磷条件下,两种土壤上,小偃54的根部生物量分别为0.85和4.62 g,均显著高于京411的0.68和3.65 g;小偃54根际土壤的pH值分别比京411低0.07,0.11个单位;在施磷条件下,小偃54的根际土壤水溶性磷分别低于京411 837,1588 μg/kg,达到显著性差异.根际磷酸酶在不同土壤上存在明显的差异,黑垆土在不施磷条件下小偃54的根际土壤磷酸酶含量显著高于京411,在潮土上呈现相反的趋势.试验结果表明,两种磷效率,小麦根际特征在不同土壤上有一定的相似性,同时存在明显差异.     

两种磷效率小麦在不同土壤上根际特征的差异

以磷高效型小麦小偃54和磷低效型小麦京411为研究对象设计三室根箱试验,通过测定生物量、吸磷量、pH和酸性磷酸酶,对比两种小麦在不同磷水平(P0 mg/kg土、100 mg/kg土)及两种不同土壤上(石灰性黑垆土、酸性红壤)根际特征的差异。试验结果表明,黑垆土上,增施磷肥使小偃54的总生物量增加了14.99%,京411增加了26.53%,总吸磷量二者分别增加了99.29%和83.70%;红壤的速效磷含量高,施肥仅提高了磷低效型小麦京411的生物量。黑垆土上磷胁迫并未造成小偃54与京411各部分生物量和吸磷量的显著性差异,但小偃54的根际pH降低值和酸性磷酸酶的活性却已显著高于京411;P0处理时,红壤上小偃54的地上部和总生物量显著高于京411,虽然红壤的速效磷含量高于黑垆土,但在P0处理时两种小麦在两种土壤上的生物量和吸磷量并无显著性差异。就根际分泌物而言,石灰性黑垆土上,小偃54的根系在低磷胁迫下通过降低pH和分泌酸性磷酸酶来活化土壤中难溶态的磷,而在红壤上小偃54的pH和酸性磷酸酶的活性保持稳定。酸性红壤中两种小麦酸性磷酸酶活性显著高于石灰性黑垆土。由此可见,两种磷效率小麦在两种不同性质土壤上活化机理存在差异。     

不同磷形态对两种磷效率小麦根系指标与根际特征差异的影响

磷高效基因型小麦的筛选,对于高效合理地利用生物有效性低的土壤磷源有着极其重要的意义.本文以典型的磷高效型小麦小偃54和磷低效型小麦京411为研究对象,采用石英砂砾培养的方式种植40d,通过测定小麦的生物量、含磷量、根系形态、根系酸化能力和酸性磷酸酶活性,探索了两种磷效率小麦根系形态和生理特征对两种不同无机磷源磷酸铁(FePO4)和有机磷源植酸钠(Na-Phytate)的响应.结果表明:施用FePO4时,与京411相比磷高效型小麦小偃54表现出根长显著伸长、pH值显著降低和根系吸收质子显著减少的适应性反应,根系生物量和根冠比显著低于京411,小偃54的根系生物量仅为京411的83％,并且在此施肥条件下,两种小麦的地上生物量低于无磷处理.小偃54的磷高效性在施用Na-Phytate时可以得到体现.施用Na-Phytate会导致小偃54的根长伸长、根尖数增加与单位根鲜重酸性磷酸酶的分泌量增加.两种小麦苗龄为40d时对Na-Phytate的利用效率显著高于FePO4,其表现为小偃54在Na-Phytate处理下的地上生物量和含磷量为FePO4处理的148％和336％,京411的地上生物量和含磷量为FePO4处理的146％和391％.FePO4与Na-Phytate混施时两种小麦的生物量和含磷量并未比单施Na-Phytate高,由上述结果可知两种小麦对介质中不同磷源的利用机制不同.     

不同形态无机磷对两种磷效率小麦根际特征的影响

以磷高效型小麦小偃54和磷低效型小麦京411为材料的砂培试验,通过测定植株生物量及吸磷量、根系形态特征、根际pH、磷酸酶活性,研究不同形态无机磷WP(KH2PO4),Al-P(AlPO4)和Fe-P(FePO4)对两种磷效率小麦根际特征的影响.结果表明,在WP处理下,两种磷效率小麦的地上部吸磷量、总吸磷量和磷吸收效率均显著高于其它处理,而其根冠比和磷利用效率却低于其他处理.除了根部吸磷量,小偃54的生物量和吸磷量有高于京411的趋势.除了WP处理,其他处理的小偃54的根冠比和地下吸磷量均高于京411.所有处理的小偃54的根长和根体积均显著高于京411,且不施磷条件(PO)下更为明显,小偃54根系长度是京411的1.6倍;此外,小偃54根系磷酸酶活性均比京411弱.除Al-P外,小偃54的根际酸化能力较京411强.由此可见,磷胁迫条件下,磷高效小麦根系形态特征改变是根际磷活化的主要机理之一,且受磷水平、磷形态及其溶解性的影响.     

小麦蚕豆间作对红壤有效磷的影响及其与根际pH值的关系

在云南红壤上采用田间小区试验,通过测定分蘖～拔节期、孕穗～抽穗期、灌浆～乳熟期不同土层深度小麦根际土壤有效磷(available phosphorus)含量和根际pH值,比较研究了小麦蚕豆间作对小麦根际土壤有效磷含量和pH值的影响,探讨了间作小麦根际pH与根际土壤有效磷之间的相互作用.结果表明,与小麦单作相比,小麦蚕豆间作显著地促进了小麦产量的提高.同时,小麦蚕豆间作促进了小麦根际土壤有效磷含量的提高,分蘖～拔节期、孕穗～抽穗期0-10 cm、10-20 cm土层单、间作差异显著;间作显著降低了分蘖～拔节期10-20 cm土层、孕穗～抽穗期0-10 cm、10-20 cm、20-30 cm土层小麦根际土壤pH.分蘖～拔节期、灌浆～乳熟期,单、间作小麦根际土壤有效磷含量与根际pH呈负相关关系.试验表明,在红壤上间作小麦根际土壤有效磷含量的提高与间作降低根际pH有密切关系.     

液培条件下磷水平对两种磷效率小麦根际特征的影响

为探讨磷高效型小麦(小偃54)和磷低效型小麦(京411)在不同磷水平下根际特征的差异,测定了液培条件下苗期小麦的植株生物量和吸磷量、根际pH值与根系分泌的酸性磷酸酶活性等。结果表明,不同磷水平(P0:0、P1:0.5 mmol/L和P2:1 mmol/L)下,磷高效型小偃54的植株吸磷量和根部生物量从移苗第6 d起明显高于磷低效型京411,在P0水平下尤为明显,且随培养时间的延长两者差距逐渐增大;小偃54的根际pH值在移苗初期与京411并无明显差异,随着培养时间的延长,小偃54的根际pH值显著低于京411,但两者单位根系分泌质子量差异逐渐减小。从移苗第6 d到第18 d,小偃54在不同磷水平下酸性磷酸酶的分泌量均显著高于京411;小偃54在P0水平下根系分泌的酸性磷酸酶量显著高于P1和P2水平,而京411从第12 d起才有相同规律,小偃54比京411对磷胁迫反应快且强度大。由此可见,在不同磷水平下,磷高效型小偃54在苗期的各项测定指标均优于磷低效型京411,在P0水平下两者根际特征差异尤为显著,且两种小麦根际特征差异与苗期生长天数有很大的关系。     

不同磷效率玉米自交系根系形态与根际特征的差异

通过三室根袋栽培试验,对3种磷高效型和3种磷低效型的玉米自交系在2种不同磷水平下的植株生物量、吸磷量、根系形态、根际pH值以及根际磷酸酶进行研究,比较不同磷利用率基因型玉米自交系的根系形态及根际特征的差异。结果表明,在低磷情况下,磷利用率高的玉米自交系其植株生物量中的根干重、植株的吸磷量、根系形态中的根尖数与根长以及根际磷酸酶的活性方面均高于磷利用率低的玉米自交系。植株的根部干重:磷高效的1号品种（hp1）显著高于磷低效的2号品种（lp2）,hp2显著高于lp1、lp2、lp3;hp1、hp2的地上部与根系的吸磷量均显著高于lp2、lp3。hp1、hp2根尖数、根长显著高于磷低效型的lp2、lp3。hp1、hp2、hp3根际土壤的酸性磷酸酶活性显著高于lp2、lp3。其他指标如植株地上部分干重、pH值,磷高效型玉米自交系也存在一定优势。所有品种中hp2与lp3的差异最为显著。     

石灰性土壤小麦根际pH及磷动态变化的研究

本文采用网隔栽培室种植小麦,置于人工气候室内生长,对不同温度条件下土小麦根际及距根不同距离土体中ｐＨ,Ｏｌｓｅｎ-Ｐ及无机磷组分动态变化进行了研究。主要结果有:（１）根际及０～３ｍｍ土体ｐＨ较低,而３～８ｍｍ和８～５０ｍｍ土体ｐＨ较高;（２）Ｏｌｓｅｎ-Ｐ含量为根际＜０～３ｍｍ土体＜３～８ｍｍ和８～５０ｍｍ土体,温度升高,各土层Ｏｌｓｅｎ-Ｐ含量呈降低趋势;（３）距小麦根系越近,Ca2-P、Ａｌ Ｐ、Ｆｅ-Ｐ和Ca8-P含量越低,Ｏ-Ｐ和Ca10-P变化不明显;随时间延长和温度升高,Ca10-P含量有所增加,Ca2-P、Ａｌ-Ｐ、Ｆｅ-Ｐ和Ca8-P含量有所降低,Ｏ-Ｐ含量变化不大     

砂培条件下两种磷效率棉花根系形态及根际特征差异

为对比两种磷效率棉花在两种磷水平(0.1和5 mmol/L)的根系形态和根际特征的差异。以磷高效型棉花ZM42和磷低效型棉花XLZ13为研究对象设计砂培花盆分层试验,测定生物量、吸磷量、根系形态数据、分层Olsen－P、 pH值和酸性磷酸酶。结果表明：在砂培条件下两种磷效率棉花生物量和磷素积累量随施磷量的增加均有不同程度增加; ZM42在两种磷处理的根部生物量、吸磷量以及根冠比都优于XLZ13。在两种磷处理下, ZM42根系中根径(0~0.4 mm)的细根长度较XLZ13长,细根在总根长中的比例较高。总根长中细根越多有利于促进植株对磷的吸收。生长介质中磷含量降低时,棉花根际pH值也随之降低,高效品种ZM42的根际pH值降低幅度显著高于XLZ13;两种磷效率棉花在两个时期的根际土壤磷酸酶活性均随着施磷量的减少而增加,磷高效棉花ZM42分泌的土壤磷酸酶活性均高于磷低效棉花XLZ13。由此可见,两种磷效率棉花在相同生长介质中根际机理存在差异,且在低磷胁迫下磷高效棉花根系形态特征改变是根际磷活化主要机理之一。     

两个水稻基因型根际磷素组分、pH以及磷酸酶活性的动态变化

A rhizobox experiment with two phosphorus （P） treatments, zero-P （0 mg P kg^-1） and plus-P （100 mg P kg^-1） as Ca（H2PO4）2.H2O, was conducted to study the chemical and biochemical properties in the rhizosphere of two rice genotypes （cv. Zhongbu 51 and Pembe） different in P uptake ability and their relationship with the depletion of soil P fractions. Plant P uptake, pH, phosphatase activity, and soil P fractions in the rhizosphere were measured. Both total dry weight and total P uptake of Pembe were significantly （P 〈 0.05） higher than those of Zhongbu 51 in the zero-P and plus-P treatments. Significant depletions of resin-Pi, NaHCO3-Pi, NaHCO3-Po, and NaOH-Pi, where Pi stands for inorganic P and Po for organic P, were observed in the rhizosphere of both Zhongbu 51 and Pembe under both P treatments. Pembe showed a greater ability than Zhongbu 51 in depleting resin-Pi, NaHCO3-Pi, NaHCO3-Po, NaOH-Pi, and NaOH- Po in the rhizosphere. HCl-Pi and residual-P were not depleted in the rhizosphere of both genotypes, regardless of P treatments despite significant acidification in the rhizosphere of Pembe under zero-P treatment. Higher acid phosphatase （AcPME） activity and alkaline phosphatase （AlPME） activity were observed in the rhizosphere of both Zhongbu 51 and Pembe compared to the corresponding controls without plant. AcPME activity was negatively （P 〈 0.01） correlated to NaHCO3-Po concentration in the rhizosphere of both Zhongbu 51 and Pembe, suggesting that AcPME was associated with the mineralization of soil organic P.     

两个小麦品种对根际土壤中磷的吸收

Inorganic soil phosphorus extractable with sodium bicarbonate(NaHCO3-Pi),soil pH and root hairs length and density in the rhizosphere of two winter wheat cultivars (Tritium aestivum L.cv.Shichum,Sleipner)grown on a high pH Chinese silt loam(52.7 mg NaHCO3-Pikg^-1) and a Danish sandy loam(43.4mg NaHCO3-Pi kg^-1)wer studied to assess how these wheat cultivars differed in phosphorus uptake.The rhizosphere soil pH of two wheat cultivars grown on the two soils were fairly unchanged with increasing distrance from the roo surface.However the root hairs of Shichun were 2.1 times longer than those of Sleipner,Root surface area(RSA) of Shichun increased by 192% due to root hairs whereas root hairs of Sleipner increased RSA by 68% only.Hence the root system of Shichun was in contact with more soil than that of Sleipner,even though Sleipner had a longer root,Grown at the lower pH and level of NaHCO3-Pi in the Danish soil Shichun absorbed more inorganic phosphorus than Sleipner whereas at the higher pH and level of NaHCO3-Pi in the Chinese soil there was no phosphorus uptake difference between the two wheat culivars.     

不同小麦基因型耐铝性的差异及筛选方法的研究

采用了大体积溶液培养法、培养皿快速鉴定法和小盆钵土培筛选法对小麦基因型进行了耐铝性筛选。供试的 24个小麦基因型的耐铝性存在极显著的差异。所采用的各项筛选指标间呈极显著的正相关 ,且都能不同程度地区分基因型间的耐铝性差异。其中相对根长的SD、CV及分布范围最大 ,可以灵敏、可靠地反映不同基因型的耐铝性差异 ;其次是相对根系干重 ;相对株高和相对地上部干重的SD、CV及分布范围较小 ,反映基因型间耐铝性差异的灵敏度较低。 3种筛选方法能克服传统筛选方法如小体积溶液培养、土培和田间试验的繁琐、费时和筛选效率低等缺点 ,具有快速简便 ,一次可筛选较多样本 ,且条件易于控制等优点 ,大大地提高了筛选的可靠性和筛选效率。     

重碳酸根对不同小麦基因型生长及锌营养的影响

石灰性土壤上小麦锌缺乏问题在世界范围内广泛存在,而高含量的HCO3-被认为是造成缺锌的主要原因之一。本试验采用土培试验方法,选用3种小麦基因型（中育6号、S02-8、远丰998）,研究了不同HCO3-浓度水平对小麦生长及Zn营养的影响。结果表明,HCO3-对小麦植株生长（尤其是对根系）及Zn吸收有一定的抑制作用,且在较低浓度（15 mmol/L）条件下表现更为明显。另外,高浓度HCO3-对土壤中有效锌含量及对锌从小麦根系向地上部的转运率均会产生不利的影响,在HCO3- 30 mmol/L条件下,与未进行HCO3-处理的对照相比,土壤有效锌及锌向地上部的转运率分别下降11.1%和5.0%,表明HCO3-对小麦锌营养的影响可能主要是通过以下途径实现的:1) 对土壤中有效锌的钝化;2) 对小麦根系生长的抑制;3) 抑制锌从小麦根系向地上部的转运,其中前两个途径可能起着更为重要的作用。总体来看,土壤中高含量的HCO3- 对供试的3种冬小麦基因型的生长及Zn吸收的抑制作用比较轻微,这可能与它们对高浓度的HCO3-具有较高的耐性有关。     

不同磷肥对石灰性土壤磷效率小麦基因型生长发育的影响

田间试验和测试结果表明 ,磷酸二铵、普钙和沉淀磷肥分别比对照增产 2 1 .8%、1 7.9%和 1 1 .3 %.对枸溶性磷肥 ,磷高效基因型冀 87-4 61 7小麦比对照增产 1 3 .9%,而磷低效基因型的秦麦 1号仅增产 2 .9%.对各种磷肥的利用率亦以冀 87-4 61 7最高 ,秦麦 1号最低     

冬小麦红边参数各向异性特征分析

基于冬小麦冠层高光谱二向性反射波谱数据及其配套的非波谱参数，对可见光至近红外波段二向性反射特性和红边参数随观测角度的变化情况进行了分析。结果表明：冬小麦在太阳主平面呈现出强烈的各向异性反射特性。不同叶面积指数下，由于作物冠层的结构特征和其他组分参数发生较大变化，其二向性反射特性在强度和趋势上也有一定的变化。红边幅值及红边峰值面积随观测角度的变化而发生了变化，呈现为各向异性特征,而红边位置几乎不发生变化。鉴于以往采用垂直观测时的红边参数推算植物生化组分含量，该文指出应选取合理观测角度下的红边参数来精确反演其他相关参数。另外为了定量描述红边幅值随观测角度而变化，提出了红边幅值各向异性指数和红边幅值各向异性因子。