缺锌对玉米根系发育、生长素含量及生长素转运基因表达的影响

【目的】研究缺锌对玉米根系生长及根系中生长素含量与生长素运输关键基因表达的影响,揭示缺锌胁迫下玉米根系生长与生长素响应特征。【方法】以郑单958玉米为材料,进行营养液培养试验,设置Zn 0缺锌 (0 μmol/L) 和正常供锌 (1 μmol/L) 两个处理。植株干样经硝酸–过氧化氢消煮,利用原子吸收分光光度计测定消煮液锌浓度。保存于FAA溶液 (70% 乙醇︰38% 甲醛︰乙酸 = 90︰5︰5,体积比) 中的根系样品,经洗涤扫描获得数字图像,利用WinRHIZO软件分析得到根长、根表面积、根体积等指标;采用气相色谱-质谱联用仪检测根系中生长素吲哚乙酸含量;采用实时荧光定量PCR技术对玉米根系生长素转运基因ZmAUX1和ZmPIN1c表达进行定量分析。【结果】缺锌胁迫下,植株地上部锌含量低于20 μg/g,生物量显著降低;缺锌根系表面积与体积变小,总根长、侧根总长度与侧根平均长度变短,侧根密度增大,直径变细。缺锌条件下,距根尖2 cm的区域中生长素较正常供锌处理降低近30%。缺锌根系中ZmAUX1和ZmPIN1c基因表达明显受抑。【结论】缺锌胁迫下玉米根系中生长素转运关键基因表达降低,生长素含量下降,生长素分布改变,影响根系生长发育。     

温室番茄对增施不同浓度CO2的光合响应

【目的】 日光温室冬春季栽培中CO₂严重匮乏,探明增施不同浓度CO₂对温室番茄光合特性的影响,明确北方地区日光温室番茄各生育期适宜生长的CO₂浓度,可为其生产实践提供理论依据。 【方法】 用塑料膜将试验温室隔出四个52m2独立面积的隔间,于定植一周后到试验结束 (2016年11月—2017年4月) 采用CO₂自动释放控制系统,通过调整CO₂钢瓶上的流量计控制气体流速和循流风机将CO₂均匀施入试验区,增施时间为晴天9:00—11:00,14:00—16:00。设增施3个CO₂浓度水平:(600 ± 20)、(800 ± 25)、(1000 ± 30) μmol/mol,以大气CO₂浓度 (400 ± 15) μmol/mol为对照,‘兴海12号’番茄为试验材料,在温室内进行小区试验。分别于番茄苗期、开花期、幼果期及成熟期,选取生长势一致的植株生长点以下第3或4片功能叶片,采用80%丙酮浸提法测定其光合色素含量,采用美国LI-COR公司的LI-6400便携式光合仪测定其光合特性参数,计算光合色素含量、光合作用、光响应曲线特征参数以及番茄产量对不同CO₂浓度变化的响应。 【结果】 增施CO₂显著增加了番茄各生育期光合色素含量,增幅在开花期和幼果期较大。叶绿素a和叶绿素b含量均以CO₂ (1000 ± 30) μmol/mol处理的增幅最大;类胡萝卜素含量在开花期以CO₂ (800 ± 25) μmol/mol处理增幅最大,其他生育期均以 (1000 ± 30) μmol/mol浓度的增幅最大。番茄叶片净光合速率、胞间CO₂浓度及水分利用效率于各生育时期均显著增加,以CO₂ (1000 ± 30) μmol/mol的增幅最大,(800 ± 25) μmol/mol次之;气孔导度与蒸腾速率则随着增施的CO₂浓度的升高而显著降低。增施CO₂能不同程度提高番茄各生育期叶片光饱和点、最大净光合速率及表观量子效率,降低番茄叶片光补偿点,且均以CO₂ (1000 ± 30) μmol/mol效果最佳,(800 ± 25) μmol/mol效果次之。 【结论】 供试条件下,增施CO₂后显著增加了番茄在开花结果期的光合能力,提高了番茄叶片光合色素含量、净光合速率,提高胞间CO₂利用能力和水分利用效率,降低了非气孔限制及其光补偿点,有利于番茄产量的提高;在试验以增施CO₂ 800～1000 μmol/mol的效果较为适宜。      

激光剥蚀–电感耦合等离子体质谱分析缺锌胁迫玉米根尖微量元素空间分布

【目的】激光剥蚀?电感耦合等离子体质谱 (laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry,LA-ICP-MS) 法是一种利用聚焦激光扫描激发固体样品,并经电感耦合等离子体质谱离子化,以分析样品元素含量及分布的新兴技术。本文利用LA-ICP-MS技术研究缺锌 (Zn) 胁迫下玉米根尖铁 (Fe)、锰 (Mn)、铜 (Cu)、Zn元素的分布定位,以期从组织水平揭示作物中Zn的转运富集规律及缺Zn对微量金属元素吸收转运的影响。【方法】以玉米‘郑单958’为试材,用不同加锌浓度营养液进行培养,获得根系样品烘干后磨碎、混匀、压片,取适量混匀的根系样品消煮,利用液体进样系统ICP-MS检测得到样品中实际元素含量,并与样品压片LA-ICP-MS检测信号值间进行线性回归分析,标准曲线相关性良好 (R2 = 0.9995),从而获得可适用于LA-ICP-MS定量分析的自制根系标准样品。将此标准样品与待测根尖样品放入LA样品池中,13C作为内标元素,进行缺锌胁迫下玉米根尖中锌元素分布特征的定量成像研究。【结果】缺锌胁迫下玉米根系锌元素含量显著降低,仅为正常植株的27.78%;缺锌根系中Mn和Cu含量升高。LA-ICP-MS系统定量成像显示,玉米根尖顶端Zn含量较高,由表皮向内锌含量逐渐增加;缺Zn处理根系Zn含量降低,根尖顶端Zn分布明显减少。利用LA-ICP-MS检测信号强度值对Fe、Mn、Cu元素进行定性分布,成像显示在正常根系中Fe、Mn、Cu元素在根尖前端信号强度较高,由表向内逐渐增加;缺锌处理下,根系中Fe、Mn、Cu信号强度均有不同程度增加。【结论】正常施锌玉米根尖中锌、铁、锰、铜分布呈现由表皮向中柱增加的趋势;缺锌胁迫下根系锌含量显著降低,铁、锰、铜均有不同程度积累。     

生物强化提高水稻糙米锌含量及其生物有效性

【目的】研究利用有机锌肥生物强化水稻糙米锌含量的可行性及其生物可给性。【方法】锌生物强化试验在江苏溧阳进行，供试锌肥为糖醇螯合态锌(Zn 170 g/L)，供试水稻品种为中熟晚粳稻‘南粳46’。设5个处理：喷施清水(CK)；锌肥喷施一次，用量为2.55 kg/hm² (Zn1)、5.10 kg/hm² (Zn2)；锌肥喷施两次，总施用量为5.10 kg/hm² (Zn3)、10.20 kg/hm² (Zn4)。水稻成熟后，测定糙米中锌、植酸含量，测定糙米中锌赋存形态含量，计算糙米植酸/锌摩尔比、糙米锌赋存形态占比，并利用in vitro人工胃肠模拟法分析糙米锌在胃阶段和胃肠阶段的溶出量，以溶出锌与糙米锌量之比来计算糙米锌生物可给性。【结果】与CK处理相比，锌生物强化对糙米植酸含量无显著影响，但显著提高了糙米锌含量，Zn1、Zn2、Zn3和Zn4处理的增幅分别为23.93%、37.51%、82.38%和87.81%,Zn3和Zn4处理增幅差异不显著。Zn1、Zn2处理对糙米植酸/锌摩尔比无显著影响，Z...     

缺锌胁迫下玉米叶片出现类似细胞凋亡现象

【目的】植物缺锌表现为叶片脉间失绿、枯萎黄化、局部细胞死亡等。通过分析缺锌玉米营养学性状和细胞凋亡特异性指标，揭示缺锌是否会导致玉米出现细胞凋亡的特征。【方法】选择‘郑单958’和‘农大108’两个玉米品种，进行水培试验。设置不施锌(0μmol/L)和供锌(1μmol/L)两个处理，在玉米幼苗生长5、10、15和20天时，取样测定幼苗地上部和根部生物量和锌含量；利用光学显微镜和电子显微镜观察叶片细胞结构；利用琼脂糖凝胶电泳进行叶片DNA梯状条带分析，利用DAPI (4’,6-二脒基-2-苯基吲哚)荧光染色研究叶片细胞DNA降解特征；利用试剂盒测定Caspase-3酶活性。【结果】缺锌玉米植株生长矮小，新叶基部发白，地上部锌含量下降，生物量降低，叶肉细胞体积变小、收缩；叶肉细胞核膜出现皱缩，核内染色质凝集固缩，趋向核膜边缘，向外周聚集，形成周边化；维管束鞘细胞核结构变形、萎缩，呈不规则状。DAPI染色可见缺锌叶片细胞的细胞核变形、弥散，碎片增多。琼脂糖凝胶电泳发现，缺锌培养15天时，叶片中DNA出现降解，呈现拖尾(DNA ladder)，郑单958叶片DNA受破坏较农大108更为严重；缺...     

镉胁迫下外源IAA对栝楼生理变化和耐镉性的影响

为探究IAA对镉胁迫下栝楼(Trichosanthes kirilowii Maxim.)生理响应及耐镉性的影响,以保定栝楼(耐镉品种)和浦江栝楼(镉敏感品种)为材料,进行土培试验,研究800μmol/L镉胁迫下不同浓度IAA(10,35,60μmol/L)对2个栝楼品种的生长特性、光合特性、抗氧化酶活性及丙二醛(MDA)含量的影响。结果表明:(1)与CK组相比,800μmol/L Cd处理下,保定和浦江栝楼的平均根长、地下部分鲜重、超氧化物歧化酶(SOD)活性、叶绿素含量、最大光化学效率(F_v/F_m)和电子传递速率(ETR)明显降低,初始荧光(Fo)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性及MDA含量显著增高,细胞膜脂过氧化程度加深;(2)随IAA浓度升高,保定栝楼平均根长与地下部分鲜重持续增长,最大增幅为24.83%和40.55%,而浦江栝楼则由上升转为下降趋势;(3)外源IAA加入后,2个栝楼品种幼叶叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b含量、叶绿素a/b、叶绿素荧光参数中的Fv/Fm、ETR及抗氧化酶SOD、POD、CAT活性均呈现出先升后降的趋势,Fo和MDA含量先降后升,其中,35μmol/L的IAA使叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b含量、叶绿素a/b、Fv/Fm、ETR及SOD、CAT活性上升到峰值,而MDA含量降低35.44%～43.23%,达到谷值;(4)由隶属函数均值耐镉性分析得知,不同浓度IAA对栝楼镉毒害的缓解程度为35μmol/L10μmol/L60μmol/L0μmol/L。由此可见,外源IAA的施加对于缓解植物镉胁迫具有一定的应用前景。     

锌与氮磷钾配合喷施对小麦锌累积、分配及转移的影响

【目的】 在作物上喷施锌肥与目前应用较广泛的喷施大量元素肥料 (氮、磷或钾肥) 相配合,是解决人体锌缺乏问题的重要途径。本研究初步阐明了锌与氮、磷及钾肥配合喷施对小麦籽粒锌营养品质的影响机制,为小麦籽粒有效可行富锌方法提供理论参考。 【方法】 2010—2014年连续进行了4年裂区田间试验。主处理为不同氮肥用量土施 (N 0、120和240 kg/hm2),副处理为喷蒸馏水 (CK)、喷0.3% ZnSO₄ (Zn)、喷0.3% ZnSO₄和1.7%尿素 (Zn + N)、喷0.3% ZnSO₄和0.2% KH₂PO₄ (Zn + P + K)、喷0.3% ZnSO₄和0.5% K₂SO₄ (Zn + K)。分析测定小麦开花期地上部以及成熟期各部位 (籽粒、叶片、颖壳和茎秆) 锌含量,研究锌与氮、磷或钾肥配合喷施对锌在成熟期小麦各部位的分配,以及花前和花后锌分配比例及其对籽粒锌累积的表观贡献率的影响。 【结果】 喷施Zn、Zn + N、Zn + P + K或Zn + K处理后锌含量提升幅度以叶片最大 (2.4～7.7倍),颖壳 (2.0～4.7倍) 和籽粒 (1.8～2.4倍) 次之,茎秆最小 (0.2～1.0倍),锌在叶片和颖壳分配比明显提高。与单喷Zn相比,Zn + N或Zn + K处理籽粒和叶片锌含量进一步增加,而Zn + P + K处理籽粒和叶片锌含量均有所降低。与Zn处理相比,花后营养器官锌吸收量及其向籽粒的转移量在喷Zn + N时分别增加12和14 g/hm2,在喷Zn + K时增加44和32 g/hm2,但喷Zn + P + K时分别降低37和18 g/hm2。土施氮肥亦可显著增加籽粒和各营养器官锌含量,以及锌在营养器官的累积和再转移,但增幅明显低于各喷锌处理。此外,与Zn处理相比,Zn + N、Zn + P + K或Zn + K处理未进一步影响锌在小麦各部位的分配,但锌肥的回收率在Zn + N或Zn + K处理下显著提高,在Zn + P + K处理下显著降低。 【结论】 锌肥与氮肥或钾肥配合喷施,主要通过增加营养器官对锌的吸收及向籽粒的转移量,进一步提高籽粒锌含量,而磷锌配合喷施通过降低营养器官对锌的吸收及向籽粒的转移进而降低籽粒锌含量。      

曼地亚红豆杉(Taxus media cv“Hicksii”)栽培基质中适宜的锰、锌、铜浓度及采收时期研究

【目的】紫杉醇具有独特的抗癌机理和广谱强效的抗癌活性,被认证为目前最有效的天然抗癌药物之一。曼地亚红豆杉作为提取紫杉醇重要地天然源料,而备受重视。本试验旨在分析锰(Mn)、锌(Zn)和铜(Cu)三种微量元素对两种树龄曼地亚红豆杉植株生长及紫杉醇含量的影响,为曼地亚红豆杉药用原料林定向培育及通过合理施用微肥确定适宜采收期提供科学借鉴。【方法】以3年和5年生曼地亚红豆杉"Hicksii"幼苗为材料,采用砂基培养方式,使用高效液相色谱检测了施用不同浓度锰(0、4.50、9.00、13.50和18.00μmol/L)、锌(0、0.15、0.30、0.45和0.60μmol/L)和铜(0、0.40、0.80、1.20和1.60μmol/L)对3年和5年生曼地亚红豆杉"Hicksii"树苗生长及紫杉醇含量的影响。【结果】1)3种微量元素对两种不同年龄树苗的生长和枝叶紫杉醇含量影响显著。最适宜3年和5年生树苗生长(株高、地径、新梢长度)和生物量(枝叶与根系鲜/干重)积累的Mn浓度为9.00μmol/L,Zn浓度为0.40μmol/L;3年生树苗的最适宜Cu浓度为0.30μmol/L,5年生为0.15μmol/L。3年生树苗的Mn浓度为9.00μmol/L,5年生树苗为4.50μmol/L以及两种树龄树苗的Zn浓度为0.40μmol/L和Cu浓度为0.30μmol/L时,微量元素有利于两种不同年龄树苗枝叶的紫杉醇积累。高于该适宜浓度则抑制树苗枝叶的紫杉醇积累,且浓度越高抑制作用越强。2)3种微量元素处理下,5年生树苗紫杉醇含量显著高于3年生树苗,对两种树苗紫杉醇含量影响效果顺序为MnZnCu。3)在生长期3~10月,不同浓度Mn、Zn、Cu处理下的两种树苗均表现出相同规律:3~6月树苗紫杉醇积累量逐渐降低,6月降到最低,7月开始逐渐升高,9~10月含量趋于稳定。【结论】施用微量元素Mn 9.00μmol/L、Zn 0.40μmol/L和Cu 0.15~0.30μmol/L,5年龄"Hicksii"树苗,在9~10月份进行采收是紫杉醇含量高的关键点。     

外源褪黑素对养分胁迫下苹果砧木幼苗氮代谢相关酶活性及基因表达的影响

【目的】探究外源褪黑素对养分胁迫下苹果砧木幼苗内源褪黑素合成、氮代谢关键酶活性及氮代谢和氮转运相关基因表达的影响。【方法】水培试验材料为7～8片叶的平邑甜茶(Malus hupehensis Rehd.)幼苗。幼苗在1/2 Hoagland营养液中生长12天，然后分为两组，一组营养液中添加褪黑素(0.1μmol/L)，一组不添加作为对照。第15天时，两组幼苗的营养液浓度又分为1/2和1/20 Hoagland营养液两个养分水平，形成4个处理：1/2 Hoagland营养液(CK)、1/2 Hoagland营养液+0.1μmol/L褪黑素(MCK)、1/20 Hoagland营养液(ST)、1/20Hoagland营养液+0.1μmol/L褪黑素(MST)。第35天时(处理20天)，取平邑甜茶幼苗叶片和根系样品，测定褪黑素含量、氮代谢相关酶活性、褪黑素合成关键酶和氮转运代谢相关基因的相对表达量。【结果】与CK相比，养分胁迫(ST)上调了平邑甜茶幼苗叶片中褪黑素合成相关基因MdTDC、MdT5H、MdAANAT和MdASMT的表达，显著增加了内源褪黑素含量，降低了幼苗叶片及根中的硝酸还原酶...     

叶面喷施锌硒肥对谷子抗氧化酶活性及籽粒锌硒含量的影响

  【目的】   研究叶面喷施锌、硒肥对谷子叶片抗氧化酶活性以及锌、硒在籽粒积累的影响,为谷子生产中合理施用锌、硒肥以及开发富锌富硒谷子提供参考。   【方法】   在2016—2017年,以冀谷21为试材进行田间小区试验。分别设3个锌水平 (0、2.25、4.50 kg/hm2) 和3个硒水平 (0、30、60 g/hm2),共组成7个处理分别为对照 (Zn0Se0)、单施低硒 (Zn0Se1)、单施低锌 (Zn1Se0)、低锌低硒 (Zn1Se1)、低锌高硒 (Zn1Se2)、高锌低硒 (Zn2Se1)、高锌高硒 (Zn2Se2),随机区组排列。分析了谷子叶片中超氧化物歧化酶 (SOD)、过氧化物酶 (POD)、谷胱甘肽过氧化物酶 (GSH-Px) 的活性,籽粒锌硒含量以及谷子产量。   【结果】   喷施锌、硒对叶片SOD、POD和GSH-Px活性影响达到显著或极显著水平。在低锌 (2.25 kg/hm2) 水平下,随着硒肥施用量的提高,SOD与GSH-Px活性均呈现出先升后降的趋势,且在低锌低硒配合处理下酶活性均达到最高。在低硒 (30 g/hm2) 水平下,随着锌肥施用量增加,SOD与GSH-Px活性先升后降。高锌高硒配合不利于叶片抗氧化酶活性的提高。喷施锌、硒对籽粒锌、硒的吸收影响极显著。单施锌、单施硒可显著提高籽粒Zn、Se含量。低Zn水平下,配施低Se提高了籽粒Zn含量,配施高Se则降低Zn含量。低Se水平下,配施Zn可提高籽粒的Se含量,而高Se水平下,提高Zn水平对籽粒Se含量没有显著影响。低锌低硒 (Zn 2.25 kg/hm2、Se 30 g/hm2) 对产量提高效果最好。   【结论】   叶面喷施Zn和Se可以显著提高叶片中的抗氧化酶活性,但是同时喷施Zn和Se,需注意喷施浓度。喷施低锌低硒 (Zn 2.25 kg/hm2、Se 30 g/hm2) 有利于提高谷子叶片抗氧化酶活性、籽粒锌硒含量与产量,Se和Zn有一定的协同效应。喷施高量Zn对Se的吸收没有显著的副作用,但是高锌时再喷施高Se则抑制籽粒Zn的吸收。     

水稻耐低锌基因型的生长发育和若干生理特性研究

在不同Zn2+活度（pZn2+9.7,pZn2+11.0和pZn2+＞11.5）的溶液培养条件下,研究了水稻耐低锌基因型的生长发育和若干生理特性。结果表明:水稻锌营养存在明显的基因型差异,降低锌离子活度会增加地下部于物质的积累,当Zn2+活度从pZn2+9.7下降到pZn2+11.0时,耐低锌品种的地上部干重虽下降,但因地下部干重显著增加,故总干重相近;锌敏感品种则地上部干重显著下降,而地下部干重增加不明显,总干重显著下降。当严重缺锌（pZn2+＞11.5）时,所有基因型水稻的干重构极显著地下降,但锌敏感品种比耐低锌品种下降得更多。降低Zn2+活度使水稻秧苗的出叶速度减慢,在极度缺锌条件下,敏感品种只能生长到3.5叶,而耐低锌品种能生长到4.5叶左右。对叶绿素和根系氧化力的测定结果表明,轻度缺锌或缺锌初期会使叶绿素含量上升和根系氧化力下降,但严重缺锌时,则使叶绿素含量显著降低,而使根系氧化力明显增加。锌敏感品种比耐缺锌品种的变化更为明显。锌离子活度对秧苗的含水量也有明显的影响。因此,耐低锌基因型在低Zn2+活度条件通过保持较低的根氧化作用,促进根系生长以维持地上部新叶生长,达到低锌适应稳态。     

氮锌配施促进小麦根系形态建成及其生理活性提高

  【目的】  氮、锌营养均影响作物的生长、产量和品质。从小麦根系生长发育及生理活性角度，研究氮锌配施提高小麦产量的机理。  【方法】  试验于2016—2018年在河南科技大学农场进行，供试材料为‘洛麦28’。采用2因素3水平完全随机设计，氮 (N) 水平设置为120 kg/hm2 (N120)、180 kg/hm2 (N180) 和240 kg/hm2 (N240)，锌 (ZnSO₄·7H₂O) 水平设置为0 kg/hm2(Zn0)、20 kg/hm2 (Zn20) 和40 kg/hm2 (Zn40)。在拔节期、孕穗期、灌浆期和成熟期采样，挖长和宽均为20 cm、深为40 cm的土块，将根样冲洗干净，测定小麦根干重、根长、根表面积、根系氮代谢相关酶活性、根系锌代谢相关酶活性、根系氮和锌含量。在成熟期测定产量及其构成因素。  【结果】  同一施氮水平下，根干重、根长、根表面积、根系硝酸还原酶活性、根系谷氨酰胺合成酶活性、根系吲哚乙酸氧化酶活性、根系氮和锌含量均在Zn20处理下最高，而其根系核糖核酸酶活性最低；同一施锌水平下，根长、根表面积、根系硝酸还原酶活性、根系谷氨酰胺合成酶活性、根系吲哚乙酸氧化酶活性、根系氮和锌含量均在N180处理下最高，而其根系核糖核酸酶活性最低。氮锌互作显著影响小麦产量、根干重、根长、根表面积、根系硝酸还原酶活性、根系谷氨酰胺合成酶活性、根系吲哚乙酸氧化酶活性、根系氮和锌含量。与其他处理相比，N180Zn20处理下小麦单位面积穗数、穗粒数以及千粒重均最高，产量增幅为3.5%～53.4% (2016—2017)、5.3%～54.5% (2017—2018)。相关分析表明，在主要生育期，小麦的根干重、根长、根表面积、根系硝酸还原酶活性、根系谷氨酰胺合成酶活性、根系吲哚乙酸氧化酶活性、根系氮含量和锌含量与产量存在显著或极显著的正相关关系，根系核糖核酸酶活性与产量之间存在显著负相关关系。  【结论】  施氮和锌均显著影响小麦根干重、根长、根表面积、根系硝酸还原酶活性、根系谷氨酰胺合成酶活性、根系吲哚乙酸氧化酶活性、根系核糖核酸酶活性、根系氮和锌含量。适宜的氮锌配施具有良好的氮锌协同效应，有利于根系良好形态的建成，调节根系生理活性以及氮、锌养分的吸收利用，从而促进小麦的高产稳产。综合分析可知，N180Zn20处理为本试验条件下的最佳配施组合。      

锌源和施锌方法对石灰性土壤锌组分及锌肥利用率的影响

【目的】选用合适的锌肥以及合理的施肥方式不仅可以提高小麦籽粒锌营养品质,还可以提高石灰性土壤的锌肥利用率。因此,研究不同锌源和施肥方式对石灰性土壤中锌组分含量以及锌肥利用率的影响具有重要意义。【方法】采用盆栽试验,设置两种锌源(水溶态锌肥Zn SO4·7H2O和螯合态锌肥Zn-EDTA)全层混匀均施和表面条施两种方式,调查了土壤中交换态Zn(Ex-Zn)、松结有机态Zn(LOM-Zn)、碳酸盐结合态Zn(Carb-Zn)、氧化锰结合态Zn(Ox Mn-Zn)、紧结有机态Zn(TOM-Zn)5种形态锌的含量,分析了小麦对锌肥的利用率。【结果】全层混匀均施与表面条施,两种锌肥均增加了小麦籽粒和秸秆Zn含量,全层均施Zn SO4·7H2O处理的籽粒Zn含量比对照提高43%,均施和表面条施Zn-EDTA的籽粒Zn含量分别比对照提高57%和75%;Zn-EDTA均施和条施的锌肥利用率分别为6.5%和5.3%,Zn SO4·7H2O均施和条施的锌肥利用率分别为3.6%和1.3%。小麦收获后,条施Zn SO4·7H2O和Zn-EDTA的施锌区有效锌含量分别为9.25和1.97 mg/kg,分别为均施处理的2倍和1.8倍;与对照相比,Zn SO4·7H2O和Zn-EDTA条施及均施的4个处理均增加了土壤中各形态锌的含量,并且4个处理与对照土壤中各形态Zn含量的规律一致,即:松结有机态碳酸盐结合态紧结有机态氧化锰结合态交换态。均施Zn SO4·7H2O和Zn-EDTA 2个处理的交换态Zn含量分别为0.12和0.13 mg/kg,条施分别为0.38和0.54 mg/kg;均施处理松结有机态Zn含量分别为5.26和1.56 mg/kg;不同处理碳酸盐结合态Zn含量变化趋势与松结有机态Zn含量基本一致;条施Zn SO4·7H2O施肥区氧化锰结合态Zn含量为对照的4倍,不同处理的土壤中紧结有机态Zn含量变化规律与氧化锰结合态Zn含量变化规律相似。相关分析表明,土壤交换态Zn、松结有机态Zn和碳酸盐结合态Zn含量均与有效锌含量呈显著正相关关系,与不施锌肥相比,Zn-EDTA施入土壤后,小麦收获后松结有机态Zn和碳酸盐结合态Zn含量明显增加,而紧结有机态Zn则相对减少。【结论】潜在缺锌石灰性土壤上施用螯合态锌肥Zn-EDTA能显著增加土壤中潜在有效的锌组分以及锌肥利用率,而且施用螯合态锌肥后,较高的有效锌含量可以维持至小麦收获后,有效提高了锌肥利用率。与均施处理相比,条施这种集中施用的施肥方法可以增加近根系土壤中有效性较高的锌形态含量。     

硫酸锌和EDTA-Zn不同施用方法对第二季小麦籽粒锌和土壤锌有效性的影响

【目的】在潜在缺锌石灰性土壤上,特别是种植小麦并以此为主粮的地区,缺锌问题日益受到人们的关注。提高小麦籽粒锌含量以满足人体锌需求,对于改善人体锌营养不良的现状具有重要意义。【方法】以ZnSO₄和Zn-EDTA为锌源,布置了2个为期两年的田间定位试验。试验均采用裂区设计,即主因子为喷施锌肥,设喷施与不喷2个主处理;副因子为土施方法,设不施锌、均施、条施3个副处理。在第1季试验基础上,第2季不再土施锌肥,调查了小麦籽粒锌含量、土壤有效锌含量及锌组分含量,分析了第1季锌肥的后效。【结果】第2季单独喷施ZnSO₄小麦籽粒Zn含量提高了11.13 mg/kg,提高幅度为33%,而喷Zn-EDTA无明显效果。不喷Zn时,第1季均施和条施的ZnSO₄在第2季均表现出一定后效,小麦籽粒锌含量比对照分别提高了6.05、3.51 mg/kg,提高幅度为20%和11%;喷Zn时,第2季均施和条施ZnSO₄处理的小麦籽粒锌含量增加了28.59和21.59 mg/kg,增幅100%和76%,表现出显著富锌作用,但增加幅度比单独喷施要小很多。第1季土施的两种锌肥在第2季小麦收获后DTPA-Zn仍维持在1 mg/kg以上,即不喷Zn时,均施和条施ZnSO₄处理的土壤有效锌含量分别为1.99和1.65 mg/kg,均施和条施Zn-EDTA的有效锌含量分别为1.23和1.01 mg/kg;喷Zn时,均施和条施ZnSO₄处理的土壤有效锌含量分别为1.44和2.22 mg/kg,均施和条施Zn-EDTA处理的有效锌含量分别为1.16和1.10 mg/kg。土壤各锌组分含量均表现为:松结有机态Zn > 碳酸盐结合态Zn > 氧化锰结合态Zn > 紧结有机态Zn > 交换态Zn。具体而言,第1季均施和条施ZnSO₄,第2季结束后交换态Zn（Ex-Zn）、松结有机态Zn（Wbo-Zn）、碳酸盐结合态Zn（Car-Zn）含量均显著提高,其提高幅度分别为184%和116%;75%和85%;53%和43%。而均施和条施Zn-EDTA仅Ex-Zn、Wbo-Zn含量显著提高,其提高幅度分别为232%和132%;18%和10%。均施Zn-EDTA处理的锌肥利用率为0.27%,条施为0.70%,后者约为前者的3倍;而条施与均施ZnSO₄无差异。【结论】在潜在缺锌石灰性土壤上,单独喷施ZnSO₄显著提高了小麦籽粒锌含量,而喷施Zn-EDTA效果不显著;土施ZnSO₄和Zn-EDTA,不论条施或均施,虽然会使有效锌（DTPA-Zn）及较高活性锌形态（Ex-Zn、Wbo-Zn）长时间维持较高含量,但对第2季小麦籽粒富锌的后效有限;土施基础上配合喷施ZnSO₄对小麦籽粒锌的含量效果最令人满意。     

锌对不同基因型玉米幼苗光合特性及锌积累的影响

为探究不同基因型玉米幼苗对锌敏感性差异,以玉米杂交品种天农九(TN9)和信玉9(XY9)为材料,研究不同Zn浓度(0.00、0.01、0.1、1.0、10.0、100μmol·L-1)对叶片光合色素含量、光合作用参数及叶绿素荧光特性的影响。结果表明,玉米最适生长锌浓度为0.1~1μmol·L-1,低锌(0~0.01μmol·L-1)和高锌(10~100μmol·L-1)条件均对不同基因型玉米幼苗的生长产生抑制作用,其中XY9在低锌及高锌胁迫下光合参数及光合色素含量降幅显著,从而导致其植株长势和干物质积累等对锌浓度的动态响应更为强烈,而TN9则对低锌及高锌环境具有较强的适应性。同时,随着锌处理浓度的不断升高,玉米植株中锌含量和积累量均逐渐升高,锌利用率则逐渐降低,其中XY9植株锌积累量低于TN9,而锌利用率则高于TN9;相比于不敏感型品种(TN9),敏感型品种(XY9)对锌的吸收、积累和利用受锌浓度变化的影响更为明显。本研究为植物锌高效利用研究提供理论基础。     

白菜型冬油菜天油15号选育报告

天油15号为天水市农业科学研究所以天油2号为母本、秦油4号为父本杂交,后代经过轮回选择而育成的白菜型冬油菜新品种。在2014 — 2016年甘肃省冬油菜区域试验中,2 a 16点(次)折合平均产量1 990.05 kg/hm2,较对照品种天油4号增产6.07%。籽粒芥酸含量41.60%,硫苷含量136.71 μmol/g(饼),含油量41.52%。抗寒耐旱,高产稳产,适宜于甘肃省中东部干旱、半干旱、二阴山区种植。     

绿洲盐化潮土施镁对玉米幼苗生长、活性氧自由基代谢和锌营养的影响

【目的】甘肃河西走廊绿洲盐化潮土地玉米缺锌现象非常普遍,土壤镁含量高通常被认为是造成土壤和作物缺锌的重要因素之一,本文探讨了绿洲盐化潮土锌、镁之间的关系。【方法】采用盆栽模拟试验方法,以硫酸镁为原料,设加入Mg2+0、74、147、221、515 mg/kg,形成交换性Mg含量分别为287.3、349.2、411.6、487.9、755.2 mg/kg的混合土壤,来模拟绿洲盐化潮土含镁量低、较低、中等、较高、极高5种类型。在玉米生长期间浇灌去离子水,用重量法控制水分的供应。玉米生长45 d收获,测定株高后,采集心叶下第二个叶片鲜样用于测定叶绿素含量,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性和丙二醛(MDA)含量。植株分地上部和根系,烘干粉碎后用于测定锌的含量。【结果】1)较高和极高的土壤交换性镁抑制玉米幼苗的生长。镁加入量为22l mg/kg,土壤交换性镁含量达到487.9 mg/kg时,玉米植株矮小,生长已受到胁迫,加入量为515 mg/kg,土壤交换性镁含量达到755.2 mg/kg时,玉米株高显著降低了14.5%,植株叶缘焦枯,个别植株叶片出现白色条纹,表现出明显的镁中毒症状和典型缺锌症状。2)随施镁量的增加或土壤含镁量水平的提高,玉米地上部和地下部的干重分别降低了11.9%~38.3%和4.6%~23.0%,茎叶干重的降低幅度明显高于根系。3)随施镁量的增加或土壤含镁量水平的提高,玉米叶片叶绿素含量降低了9.4%~45.9%,用量达到515 mg/kg时几乎降低了一半,导致地上部叶片出现枯黄。叶片SOD、POD、CAT活性都是先升高再迅速降低,峰值分别出现在147 mg/kg、74 mg/kg和147 mg/kg,用量达到515 mg/kg时分别降低了49.75%、48.06%和32.21%;MDA含量始终呈增加趋势,增幅在20.39%~183.58%。4)施镁显著降低了玉米幼苗的锌含量和吸收量,但对茎叶和根系的抑制程度不同。与不施镁处理相比,茎叶锌含量降低了4.05%~57.09%,吸收量降低了15.41%~73.55%;根系锌含量降低了7.55%~18.99%,吸收量降低了11.62%~37.40%,不管是锌含量还是吸收量,根系的降低幅度都明显低于茎叶。这也导致锌从根系向地上部的转运显著降低,施镁147 mg/kg时锌的转运率还有46.60%,施镁515 mg/kg时只有34.55%,仅达到不施镁水平的62%。5)随着施镁量的增加或土壤含镁量水平的提高,土壤有效锌含量也显著降低,降幅在11.4%~46.6%,特别是施镁515 mg/kg,土壤交换性镁含量达到755.2 mg/kg时,土壤有效锌含量已降至0.47 mg/kg,超过了土壤缺锌临界值(DTPA-Zn0.5 mg/kg)。【结论】绿洲盐化潮土上的玉米缺锌问题与土壤含镁量水平密切相关,随着施镁量的增加,玉米幼苗的生长受到抑制,株高、干重、叶片中的叶绿素含量和SOD、POD、CAT活性都显著降低,MDA含量显著增加。施镁抑制了玉米幼苗对锌的吸收,对茎叶的抑制程度明显高于根系,导致锌从根系向地上部的转运率显著降低。施镁降低了土壤有效锌含量,用量达到515 mg/kg时,土壤有效锌含量已低于缺锌临界值。     

CO2浓度升高和氮素供应对黄瓜叶片光合色素的影响

本文通过N供应浓度[2(低N),7(中N)和14(高N)mmol/L]和CO_2浓度[400(C1),625(C2),1 200(C4)μmol/mol]处理的水培试验一,以及硝铵比[14/0(N1),13/1(N2),11/3(N3)和8/6(N4)]和CO_2浓度[400(C1),800(C3),1 200(C4)μmol/mol]处理的水培试验二,共同研究黄瓜叶片光合色素对CO_2升高、N供应浓度和形态的响应。研究结果表明:苗期时,低、中和高N下,C4处理使得植物干物质都明显增加;而初果期干物质提高程度下降,植株生长速率降低。中等CO_2浓度(C3)显著增加植物在各硝铵比处理的干物质量,但最高CO_2浓度(C4)有提高N3处理的干物质量的趋势。苗期时,在低N和中N供应时C4处理显著降低叶片叶绿素a、叶绿素b和胡萝卜素含量;但高N时,C3处理提高总色素含量,C4处理提高叶绿素b含量;初果期时CO_2浓度处理对色素含量无显著影响;N2硝铵比处理,中等CO_2浓度(C3)下叶片的3种色素含量最高。因此当苗期N素供应浓度较低时,CO_2浓度升高会显著降低叶片3种色素的含量,这主要可能与苗期植物生长速率显著提高产生的稀释作用有关。当N浓度为14 mmol/L时,CO_2浓度适当提高显著促进色素合成,其合成速率大于植物生长速率,导致色素含量提高,提高光合能力;初果期时,CO_2浓度升高的促进作用降低缓和了色素浓度的下降。适当提高NH4+-N供应比例也能达到提高色素含量的效果,但CO_2浓度不宜过高。故而植物光合色素含量可能受到CO_2浓度升高导致的植物干物质增加速率和光合色素合成速率改变的双重调节。中N和高N供应时,叶绿素a/b在苗期随着CO_2浓度的升高而降低,在初果期仅在高N时有显著降低。而在硝铵比试验中,植株种植稀疏时,C4处理提高叶绿素a/b。因此,CO_2浓度升高下的植物捕光能力的提高,可通过适当降低叶片光照强度和提高N供应浓度来实现。从实际生产角度出发,使用中等浓度CO_2施肥,提高N肥供应浓度和NH4+-N比例,结合植株的适当密植更有利于光合色素含量提高,优化其组成,从而有利于黄瓜生物量的提高。     

外源NO对铜胁迫下番茄光合、生物发光特性及矿质元素吸收的影响

采用营养液培养,研究了外源一氧化氮（NO）供体硝普钠(Sodium nitroprusside, SNP)对50 μmol/L铜（Cu）胁迫下番茄叶片叶绿素含量、光合特性、生物发光强度和矿质营养元素的影响。结果表明,在Cu胁迫下,外施100 μmol/L SNP显著提高番茄叶片叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b含量、叶绿素a/b比值、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和叶片中Cu、Ca、Fe、Zn、Mn以及根系中Cu、K、Fe、Zn的含量; 显著降低叶片超微弱发光强度、荧光强度、磷光强度、胞间CO2浓度(Ci)和根系中Ca的含量。然而,SNP对Cu胁迫下的缓解效应可被NO的清除剂血红蛋白所抑制。在Cu处理液中加入100 μmol/L NO-x（NO的分解产物）或100 μmol/L亚铁氰化钠（SNP的相似物或分解产物）,与Cu胁迫处理差异不显著。表明外源NO可以通过改善Cu胁迫下番茄叶片光合特性,降低超微弱发光、荧光、磷光强度,维持矿质营养元素平衡,缓解Cu胁迫对番茄的抑制作用。     

白羊草光合特性及非结构性碳水化合物含量对 CO2 浓度倍增和干旱胁迫的响应

【目的】 探明 CO₂ 浓度倍增对干旱胁迫下白羊草光合特性及非结构性碳水化合物含量的影响,为未来大气 CO₂ 浓度升高以及干旱、半干旱地区水分亏缺等逆境下白羊草的生长提供理论依据和技术参数。 【方法】 盆栽试验采用裂区设计,研究了黄土丘陵区典型草本植物白羊草光合特性和非结构性碳水化合物 (NSC) 及其组分 (可溶性糖和淀粉) 的含量对不同 CO₂ 浓度 (400 μmol/mol 和 800 μmol/mol) 和不同水分处理 [35%～40% FC (重度干旱胁迫)、55%～60% FC (轻度干旱胁迫) 和 75%～80% FC (对照)] 的响应。 【结果】 CO₂ 浓度倍增和干旱胁迫对白羊草光合–光响应曲线参数和 NSC 及其组分含量有显著影响,但 2 个因素之间没有显著的交互作用。CO₂ 浓度倍增显著提高了白羊草叶片最大净光合速率 (P_max )、表观量子效率 (AQY)、光饱和点 (LSP) 和光补偿点 (LCP)(P < 0.01),而干旱胁迫则显著降低了P_max 、AQY 和LSP (P < 0.01)。CO₂ 浓度倍增和干旱胁迫均提高了白羊草地上部分可溶性糖含量。在正常 CO₂ 浓度条件下,与对照相比,轻度干旱胁迫和重度干旱胁迫均显著降低了白羊草地上部分和根系部分淀粉含量。CO₂ 浓度倍增使对照、轻度干旱胁迫和重度干旱胁迫处理下白羊草地上部分淀粉含量分别提高了 17.4%、44.2% 和 18.7%,根系部分淀粉含量分别提高了 17.3%、88.4% 和 54.4%。轻度和重度干旱胁迫均显著降低了正常 CO₂ 浓度条件下白羊草根系部分 NSC 含量。CO₂ 浓度倍增显著提高了对照处理和轻度干旱胁迫处理下白羊草地上部分以及轻度干旱胁迫处理和重度干旱胁迫处理下白羊草根系部分 NSC 含量。在正常 CO₂ 浓度下,轻度和重度干旱胁迫导致白羊草地上部分和根系部分可溶性糖含量与总 NSC 含量比值的显著提高。在倍增 CO₂ 浓度下,重度干旱胁迫显著提高了白羊草地上部分可溶性糖含量与总 NSC 含量的比值,而对照处理和轻度干旱胁迫处理无显著差异。 【结论】 干旱胁迫促进了白羊草体内淀粉向可溶性糖的转化,导致可溶性糖含量的升高和淀粉含量的降低。CO₂ 浓度倍增促进了白羊草地上部分和根系部分淀粉和 NSC 含量的积累,为干旱胁迫下白羊草生理代谢活动所需可溶性糖提供了来源。CO₂ 浓度升高能够缓解干旱胁迫造成的不利影响,提高了白羊草的抗旱性。