不同磷水平下玉米-大豆间作对红壤无机磷组分及有效磷的影响

通过2年盆栽试验，探讨不同磷水平下玉米–大豆间作根际土壤无机磷组分、土壤有效磷含量及作物磷吸收的差异，明确土壤无机磷组分、土壤有效磷与作物磷吸收之间的相互关系。试验设置玉米单作、大豆单作、玉米–大豆间作3种种植方式以及3个P2O5施用水平(0、50、100 mg/kg，分别记作P0、P50、P100)，共9个处理。结果表明：与单作相比，2018年和2019年在P0、P50和P100水平下，间作显著提高玉米和大豆的籽粒产量，并显著提高玉米和大豆植株的磷素吸收量。与常规施磷水平(P100)下的单作处理相比，玉米–大豆间作在磷肥减少50%(P50)的条件下，并未降低玉米和大豆的磷吸收量与籽粒产量。3个磷水平下，间作提高了玉米和大豆根际土壤有效磷含量，而降低了根际土壤总无机磷以及Fe-P、Al-P、Ca-P、O-P的含量；同时适当增施磷肥显著提高了玉米和大豆根际土壤总无机磷及各无机磷组分的含量。本试验条件下，间作促进土壤中Fe-P、Al-P、Ca-P和O-P的活化(尤其是Fe-P)，是低磷胁迫下间作土壤有效磷含量与作物磷吸收量增加的重要原因。玉米–大豆间作具有节约磷肥、维持作物产量及根际土壤有...     

不同磷水平下玉米-大豆间作对根系有机酸分泌特征及磷吸收的影响

通过盆栽试验,探讨不同磷水平下玉米-大豆间作根系分泌物中有机酸以及磷吸收的变化特征。结果表明：与单作相比,在P50和P100水平下,间作种植显著提高了玉米和大豆籽粒产量70.82%、52.67%和22.46%、16.62%。2个磷水平下,玉米-大豆间作具有明显的磷吸收优势,磷吸收土地当量比（LERP）为1.32～1.56,且LERp不受磷水平调控。与常规磷水平（P100）下的单作相比,玉米-大豆间作在磷肥减施1/2 (P50)的条件下,并未降低玉米和大豆的磷素吸收量。间作改变了玉米和大豆根系有机酸分泌的种类,显著提高了有机酸的分泌速率,并且在P50水平下间作处理有机酸的分泌速率最大。因此,间作诱导根系有机酸分泌增加是驱动不同磷水平下玉米和大豆磷高效吸收的重要机制之一,玉米-大豆间作具有减施磷肥并维持作物产量和磷吸收的潜力。     

不同供磷水平对饭豆体内铁有效性的影响

采用溶液培养试验研究了低铁条件下（1 μmol/L FeEDTA）不同供磷水平P 3、30和300 μmol/L对饭豆叶绿素含量、生物量、铁含量以及质外体铁的影响。结果表明,饭豆叶片叶绿素含量及根系干重均随磷处理浓度的增加而显著降低; 低磷处理的植株地上部的铁含量明显高于中磷和高磷处理。随着供磷水平的增加,地上部和根系总铁量的比值呈降低趋势,说明铁由根系向地上部的转运显著减少,从而加剧了植株缺铁症状。进一步分析发现,低磷处理的根系质外体铁含量显著低于中磷和高磷处理。说明在铁吸收过程中,供磷水平增加促使铁在根系质外体空间中的固定,不利于根系中的铁转运至地上部,这可能是磷是对铁产生拮抗作用造成植物铁营养不利的原因之一。     

不同磷肥水平对大豆磷营养状况和产量品质性状的影响

本试验选用近年来黑龙江省推广面积较大并具有代表性的3个基因型大豆品种作为试验材料,采用盆栽试验,利用钼锑抗比色法测定了大豆生育期各器官磷素含量,并测定了单株产量及成熟子粒蛋白质和脂肪含量,结果表明:施磷量对不同大豆品种植株及各器官磷素含量有较大影响;不同品种不同处理全株及各器官磷素含量从分枝期逐渐增加,开花期达到高峰,随后下降至成熟期;同一品种不同处理间高蛋白品种和中间型品种是P150处理全株磷积累量最高,高油品种是P225处理全株磷素积累最高;生育期内只有适宜施磷才能促进磷素含量达到最高峰;同一处理不同品种间是高油品种磷素积累量大于中间型品种和高蛋白品种,说明高油品种需磷量多于中间型品种和高蛋白品种。高蛋白品种和中间型品种P150处理单株产量和子粒蛋白质含量最高,高油品种P75处理单株产量和子粒蛋白质含量最高。3个品种脂肪含量均以P225处理最高。     

大豆在利用不同氮源时对土壤磷形态和有效性的影响

通过盆栽培养方法,在土壤中可利用磷基本耗竭条件下,研究供给两种不同氮源的大豆对土壤中有机和无机磷的利用和形态转化的影响。结果表明,生物固氮处理大豆吸收的总磷量比尿素处理多58．0％,而对磷素的利用效率仅下降了3．3％。无论供给哪种形态氮源,种植大豆后土壤中各形态无机磷含量总体表现为O-P〉Al—P〉Fe—P〉Ca10-P〉Cas—P〉Ca2—P,有机磷的含量表现为：中等活性有机磷（MLOP）〉高稳性有机磷（HROP）〉中稳性有机磷（MROP）〉活性有机磷（LOP）。生物固氮处理,Al—P和0一P成为维持大豆生长的主要磷源,而尿素处理只有O-P。生物固氮处理主要是促进土壤中的MLOP和MROP矿化分解,分别减少了29．48mg／kg和14．16mg／kg;尿素处理土壤中的MROP和HROP转化的程度较大,分别减少了12．47mg／kg和3．68mg／kg。比较而言,尿素处理的大豆从土壤中获得有机磷的能力不及生物固氮处理。     

磷水平对不同磷效率小麦叶绿素荧光参数的影响

采用溶液培养方法,研究了磷水平(0、10、100、500和1000μmol/L)对不同磷效率小麦(西农979和小偃6号)幼苗基部第1叶叶绿素荧光参数与叶绿素含量的影响。结果表明,随着磷水平的增加,两小麦幼苗基部第1叶的叶绿素a荧光参数均表现出先升高后降低的趋势,不同的是小偃6号在磷水平为100μmol/L时就达到了峰值,而西农979的最大值则出现在500μmol/L磷水平下。说明小偃6号(磷高效)的光能转换效率和电子传递效率高于西农979,且受低磷胁迫的影响较小。     

不同磷水平土壤上磷启动肥对玉米生长效应的研究

探究不同磷水平土壤施用磷启动肥对玉米生长和磷吸收的影响,为玉米生产中合理施用磷启动肥提供理论依据。通过两因素盆栽试验,人工设置3个土壤磷肥力水平,分别为低磷土壤(LP,P 2.47     

接种菌根真菌对不同磷效率基因型大豆生长和磷吸收的影响

接种丛枝菌根真菌(AMF)能显著促进大豆生长和对磷的吸收,但不同磷效率基因型大豆对AMF接种的响应还少有报道。为探究接种AMF对不同磷效率基因型大豆生长和磷转运基因表达的影响,以磷高效大豆BX10和磷低效大豆BD2为试验材料进行盆栽试验,设置接菌和不接菌处理,对大豆干重、菌根侵染性状、氮磷养分含量、根系性状,以及菌根诱导的磷转运基因表达进行了分析。结果表明, AMF接种显著促进了大豆的磷吸收,并且接菌效果存在显著的基因型差异,接种AMF显著增加了BD2的地上部干重、磷含量以及植株总磷吸收量,但只增加了BX10的地上部磷含量和总磷吸收量,对植株地上部干重没有显著影响。无论接种与否,BD2的地上部磷含量均显著高于BX10,表明磷低效的BD2具有较高的植株体内磷转运能力。不接菌条件下,两个大豆基因型根系性状无显著差异;接种AMF后BX10的根系体积和根系平均直径均显著高于BD2。BD2的菌根生长反应(MGR)和菌根磷反应(MPR)均显著高于BX10,对菌根依赖性更高。此外,在接菌处理的BD2根系,代表菌根途径磷吸收的磷转运基因GmPT8、GmPT9和GmPT10表达均显著高于BX10;相应地,BD2的总磷吸收量也显著高于BX10。以上结果表明,接种AMF对促进磷低效大豆BD2生长和磷吸收的作用更大,这可能主要是由于BD2菌根途径的磷吸收量较高,体内磷转运效率较高。以上结果将为研究AMF接种对磷吸收的贡献提供理论依据。     

大豆磷铁养分胁迫响应的FER基因鉴定及FER1缓解铁毒作用

  【目的】  FERRITIN (FER)是一类保守铁蛋白,对于维持铁的稳态及铁代谢中起重要作用。通过鉴定大豆FERRITIN (GmFER)基因家族的组成及其对低磷、铁毒等养分胁迫的响应,为今后研究FER功能奠定基础。  【方法】  对GmFER基因进行生物信息学分析,根据其编码的GmFER氨基酸序列,用ProtParam tool网站计算了GmFER家族的相对分子质量、氨基酸组成和等电点(PI);用PSORT网站预测GmFERs蛋白定位;从Phytozome网站下载GmFER家族的氨基酸序列与基因启动子序列,用 MEME 预测GmFER家族序列中的保守基序;用MEGA X对GmFERs进行进化分析,用最大似然法重建进化树;通过定量PCR分析GmFER对低磷、铁毒等养分胁迫的响应,构建GmFER1基因启动子融合GUS 报告基因的载体与GmFER1超表达载体,进一步分析GmFER1基因启动子活性和对铁毒的响应,以及异源超表达GmFER1对拟南芥耐受铁毒的影响。  【结果】  大豆基因组有12个GmFER基因,对GmFERs进行进化分析,发现GmFERs可以分为4个亚组(亚组Ⅰ～Ⅳ),其中GmFER3、GmFER7、GmFER8、GmFER10和GmFER11属于亚组Ⅰ,GmFER2和GmFER9同属亚组Ⅱ;GmFER5和禾本科植物水稻和玉米的FER同属亚组Ⅲ,GmFER1、GmFER4、GmFER6、GmFER12属于亚组Ⅳ;通过MEME预测,GmFER家族序列中的保守基序有3个;蛋白亚细胞定位预测显示,大豆FER蛋白可定位于细胞质、线粒体和叶绿体。运用定量PCR技术检测GmFER基因在大豆根和叶的表达水平,发现12个GmFER基因在响应磷铁养分胁迫时存在差异,其中GmFER1、GmFER4、GmFER5、GmFER6、GmFER12受低磷诱导,GmFER1、GmFER4、GmFER12表达受铁毒诱导;对GmFER1启动子的活性进行分析,发现铁毒促进GmFER1启动子在根系的活性;在铁毒胁迫下,与野生型Col-0比,超表达GmFER1显著提高了拟南芥的主根长、侧根数目、侧根密度、叶绿素含量和鲜重,增强了耐铁毒的能力。  【结论】  大豆基因组共有12个FER基因,GmFER基因响应低磷或铁毒等养分胁迫。超表达GmFER1可促进主根生长,增加侧根密度,提高叶绿素含量,增加植株鲜重,表明GmFER1在缓解铁毒胁迫方面起重要作用。     

大豆响应低磷胁迫的XTH基因鉴定及XTH38调节根系生长研究

  【目的】  鉴定大豆木葡聚糖内糖基转移酶/水解酶 (xyloglucan endotransglycosylases/hydrolases, XTHs) 基因家族,分析其表达模式和对低磷养分胁迫的响应,初步明确大豆XTH38调节根系生长的功能。  【方法】  供试大豆品种为粤春03-3 (YC03-3),拟南芥野生型为哥伦比亚 (Columbia-0,Col-0) 生态型。通过生物信息学方法,鉴定了大豆XTH基因家族成员,并对大豆的XTH家族成员进行进化分析。采用水培方法,设定高磷对照(HP,KH₂PO₄ 500 μmol/L)和低磷处理(LP,KH₂PO₄ 25 μmol/L)营养液培养,将大豆幼苗处理14天后,取大豆幼苗的根和叶,使用定量PCR分析幼苗中5个GmXTHs的表达;将在1/2 MS固体培养基上发芽2天的超表达GmXTH38株系和Col-0分别接种到HP、LP、低铁 (LFe,Fe 0 μmol/L)、中铁(MFe,Fe 50 μmol/L)和高铁 (HFe,Fe 500 μmol/L)固体培养基上,7天后测定GmXTH38株系的侧根长度和密度。  【结果】  通过生物信息学分析,确定了大豆XTH基因家族共有61个成员,分为3个不同亚组,其中GmXTH38与AtXTH9、AtXTH23位于同一亚组。定量PCR分析结果表明,GmXTH基因家族成员在大豆器官或组织的表达模式不同,其中GmXTH28、GmXTH38、GmXTH41和GmXTH52受LP诱导表达,特别是GmXTH38在大豆根和叶中的表达均受LP诱导。与大豆一致,LP条件下GmXTH38启动子在拟南芥幼苗根、叶的活动强于HP处理。在高磷和中铁(植物正常生长养分需求量)条件下,拟南芥异源超表达GmXTH38抑制拟南芥主根生长、侧根数目和侧根密度。在LP、LFe和HFe胁迫下,与Col-0相比,超表达GmXTH38拟南芥材料主根变短、侧根数和侧根密度减少;超表达GmXTH38导致Col-0侧根形成对LP的敏感性增加;超表达GmXTH38导致Col-0侧根密度在LFe或HFe胁迫条件下下降程度更明显,超表达GmXTH38增加拟南芥主根生长对LFe或HFe的敏感性。  【结论】  大豆基因组存在61个XTH成员,分别为GmXTH1~GmXTH61。GmXTH38在大豆根叶均受LP诱导。超表达GmXTH38 在正常养分条件下抑制拟南芥主根生长和侧根数目;超表达GmXTH38改变拟南芥根系在磷铁养分胁迫条件下的生长。     

钼、硼对大豆光合效率的影响

以大豆(Glycinemax)浙春3号、浙春2号和3811等3个品种为材料,设置了不同的钼、硼处理(低钼低硼,施钼,施硼和钼、硼同施),研究了钼、硼对大豆光合效率的影响。结果表明,施钼或硼促进了大豆叶面积的扩大,提高了大豆光合速率和荚的可溶性糖含量,延缓了大豆生育后期叶绿素的衰退,增强大豆的呼吸作用,降低茎和叶的可溶性糖含量,从而提高了大豆的光合效率,且钼、硼同施作用更大。在对大豆光合叶面积、叶绿素含量和呼吸作用的影响强度上,钼的作用于大硼;对大豆光合速率和可溶性糖含量的影响强度,硼的作用大于钼。3个大豆品种对钼、硼的反应存在一定的基因型差异。     

氮磷比对大豆生物学性状和根系分泌有机酸量的影响

为阐明生长介质中的氮磷条件对大豆生长和根系分泌有机酸的影响, 采用沙培培养方法, 设计3 种不同的氮磷配比, 分析不同氮磷条件下大豆生物量积累和结瘤情况, 利用高效液相色谱分析根系分泌的有机酸, 探讨根系分泌有机酸的变化情况。结果表明, 在大豆苗期, 适当减少磷肥施用量不影响生物量积累, 但需要充足的氮才能保证结瘤性状。低磷促进大豆根系分泌有机酸, 高氮对低磷处理有机酸分泌有促进作用, 说明磷和氮对大豆根系分泌有机酸存在负交互作用。     

磷素营养对大豆磷素吸收及产量的影响

本试验以绥农14大豆为试验材料,利用砂培法,研究了不同供磷水平和不同生育时期断磷对大豆磷素吸收及产量的影响。结果表明:1）较高的供磷水平对大豆中前期植株磷浓度和磷素吸收促进作用明显,初花期（R1）,大豆植株磷素吸收量随供磷水平的提高而持续增加;鼓粒初期（R5）,当供磷水平达到51 mg/L时,再增加磷素营养已无明显促进作用;叶片和茎部磷浓度在磷素水平达到21～31 mg/L时,不再显著上升;到成熟期（R8）,供磷水平达到31 mg/L,对大豆磷素吸收促进作用不明显,达到41 mg/L时,根部磷浓度不再明显增加。2）大豆产量和单株大豆粒数随供磷水平的增加呈单峰曲线变化,供磷水平为31 mg/L处理产量最高,供磷水平为21 mg/L处理的粒数最多;供磷极低水平（1 mg/L）处理大豆植株处理粒数最少,节数也最少,百粒重反而最高。3）大豆鼓粒初期（R5）之前,磷素营养水平是产量形成的关键因素,之后是对磷素营养的非敏感期。V3～R1和R1～R5期间断磷,大豆节数和粒数减少,产量和磷素吸收明显下降,但对植株营养器官磷浓度无明显影响;R5～R7断磷处理影响大豆植株营养体、荚皮和子粒的磷浓度和磷素吸收量,而对产量无明显影响。     

施用常规磷水平的80%可实现玉米高产、磷素高效利用和土壤磷平衡

【目的】近年来,黑土有效磷含量呈逐年增加趋势。研究田间条件下,黑土的玉米产量及构成因素、磷素的吸收利用和土壤有效磷含量变化对不同施磷水平的响应,为黑土区的磷肥合理施用和地力培育提供理论依据。【方法】在土壤有效磷初始含量较高（30.15 mg/kg）的吉林公主岭黑土区,进行了3年的田间试验,以不施磷肥为对照（P0）,设置当地磷肥用量的80%（P₂O₅ 60 kg/hm2,P60）和当地施肥量（P₂O₅75 kg/hm2,P75）,研究不同施磷水平对玉米产量及产量性状、磷素吸收分配、磷肥利用效率的影响,并分析了土壤表观磷平衡和有效磷含量的变化。【结果】连续三年（2009~2011年）不同施磷水平下,玉米的产量随施磷水平的提高而增加,到第三年施磷处理的玉米产量显著高于不施磷处理,随施肥年限增加,P60与P75处理的增产效应差距缩小。P75处理吸收的磷素高于P60,但分配到籽粒中的磷素比例逐年下降,说明其吸收的磷素未高效转移到籽粒中,存在磷素奢侈吸收现象。两个施磷处理的磷肥利用率均为P75>P60,磷肥偏生产力均为P60>P75,说明P60处理中土壤基础养分和施入磷肥的综合效应更大。2009~2011年,土壤的表观磷平衡,P0处理一直处于亏缺状态,P60和P75处理均有盈余。P0、P60和P75处理的土壤有效磷的变化量为-15.4、-0.19和3.50 mg/kg。有效磷含量变化与表观磷盈余量呈极显著线性正相关,土壤P盈余每增加100 kg/hm2,有效磷含量增加9.6 mg/kg。【结论】在有效磷含量较高的黑土区,适当减少磷肥用量（60 kg/hm2 P₂O₅,比传统施肥减少20%）能获得与传统施磷相当的产量,维持土壤适宜的有效磷含量和供磷水平,并能保证磷肥的高效利用。可以考虑将P₂O₅ 60 kg/hm2作为黑土区的推荐施磷水平。     

低磷胁迫下溶液培养大豆生长和磷素营养特性及其与土培下磷效率特性的关系

采用无磷 (P0 )和低磷 (P1 )溶液培养方法 ,对 1 9份经田间和盆栽土培试验中磷效率特性表现不同的大豆基因型进行研究 ,探讨低磷溶液培养条件下大豆基因型生长和磷素营养特性及其与土培条件下磷效率特性的关系。结果表明 ,在低磷溶液培养下 ,不同大豆基因型吸收溶液中可溶性磷的能力存在差异 ,吸收的磷量可达到自身固有磷量的 5 %～ 80 %左右。土培条件下磷效率比值相对值较小 (即在酸性红壤耕地上适应性较好 )的基因型 ,在低磷溶液培养下 ,不同基因型吸收溶液中可溶性磷的能力有强有弱 ;而磷效率比值相对值较大 (即在酸性红壤耕地上适应性较差 )的基因型 ,亦有相似的表现。低磷处理的不同大豆基因型植株鲜重净增量为无磷处理的 17.79%～99.09% ,植株干重净增量为 15.64 %～11.6 67%。无磷处理的植株干、鲜生物量 ,地上部干、鲜量 ,磷效率比值和低磷处理的磷效率比值以及种子重与土培条件下大豆基因型磷效率比值相对值呈显著、极显著正相关。     

谷子光合特性及产量最优的氮磷肥水平与细胞分裂素6-BA组合研究

【目的】谷子的干物质90%来源于光合作用,提高谷子群体光能利用,维护中上部叶片较大的光合速率及持续时间对于产量形成十分重要。研究合理施肥对谷子光合特性的影响将为谷子生产提供合理施肥依据。【方法】以张杂谷5号为试材,采用三因素二次通用旋转组合设计进行田间试验。设5个氮水平为22、 69、 138、 207、 254 kg/hm2; 5个磷(P2O5)水平为11、 36、 72、 108、 133 kg/hm2;细胞分裂素6-BA [0.5%(v/v)]于开花期开始,每天16:00左右叶面喷施,连喷4 d。灌浆期调查旗叶叶绿素含量、净光合速率、叶面积系数和产量。【结果】随着施磷量的增加,叶片净光合速率、叶面积系数先迅速上升后缓慢下降;随着喷施6-BA浓度的增加,叶片净光合速率、叶面积系数先迅速上升后下降明显。叶绿素含量受氮、磷、6-BA影响显著,三个因素变化趋势比较一致,随着施氮、磷的用量和喷施6-BA的浓度升高,叶绿素含量均呈先增后降的趋势,产量也随氮、磷、6-BA的水平变化显著。根据一次项对产量的作用方程来看,增产作用磷6-BA氮。在供试施用水平内,氮、磷、6-BA对产量的影响均呈抛物线状,随着施磷的增加,产量先迅速增加后缓慢下降,随着施氮量、6-BA用量的增加,产量先迅速增加后下降明显。氮肥和细胞分裂素6-BA之间交互作用对叶绿素含量、净光合速率、叶面积系数和产量均有显著影响。【结论】在供试条件下,适宜氮磷施用水平配合喷施6-BA可显著增加谷子的叶面积系数、叶绿素含量和净光合速率,超过适宜用量后,降低作用也很明显。氮、磷、6-BA与产量间回归关系极显著,拟合程度较高,可用于实际产量预测。对于张杂谷5号,最高产量为N175.0 kg/hm2,P2O5 94.3 kg/hm2,喷施6-BA 11.8 mg/L,预期产量为6629 kg/hm2。     

磷、钾营养对套作大豆钾素积累及利用效率的影响

以贡选1号为材料,研究了磷、钾营养对套作大豆钾素积累及利用效率的影响。结果表明,套作大豆全生育期钾素积累动态符合"S"型增长曲线。完熟期钾素积累总量以及根、茎、叶片、荚果各器官钾素含量均随施钾量增加而增加,随施磷量增加呈先增加后减少的趋势;各处理均以P2K3(P2O517.0 kg/hm2,K2O 112.5 kg/hm2)最高,较不施磷、钾(P0K0)高18.79%5~8.33%。全生育期钾积累速率呈单峰曲线变化,随施钾量增加而增加,随施磷量增加先升高后降低,出苗后90 d左右达到最大值。钾素生产效率、吸收利用率、农学利用率随施磷、施钾量增加与钾积累速率表现一致,但收获指数随施磷量增加先降低后升高。合理施用磷、钾肥能提高套作大豆钾素利用效率,以P2K1(P2O517.0 kg/hm2,K2O 37.5 kg/hm2)处理最好。     

The effect of titanium and gallium on photosynthetic rate of algae

The influence of titanium (Ti) and gallium (Ga) on photosynthesis in synchronized algae (Anacystis nidulans) has been investigated. At moderately low concentrations, Ti and Ga enhanced photosynthetic oxygen evolution and a three‐fold increase in fructose‐1, 6‐bisphosphatase activity. In the presence of Ti, growth as determined by dry weight of Anacystis nidulans was increased, but not so influenced by Ga if the cultures were exposed to continuous illumination.     

施磷水平对玉米大豆间作系统氮素吸收与分配的影响

[目的]研究施磷对玉米大豆间作系统氮素吸收、分配和间作优势的影响,为优化玉米与大豆间作系统氮、磷养分管理提供参考.[方法]两年盆栽试验设置3种种植方式:玉米单作、大豆单作、玉米与大豆间作;4个P2O5施用水平:0、50、100、150 mg/kg,分别以P0、P50、P100和P150表示.在玉米小喇叭口期、大喇叭口期...