不同供磷水平对旱作条件下水稻生长、根系形态和 养分吸收的影响

通过盆栽试验,比较分析了磷素对旱作条件下不同水稻品种苗期生长、根系形态及磷素吸收利用效率的影响。结果表明,施用磷肥促进水稻地上部和根系的生长,低磷胁迫显著增大了植物的根冠比,且品种间差异明显,丛矮2在低磷水平和高磷水平下的根冠比比值为1.982,而黄华占相应的比值为1.096;随供磷浓度的增加,水稻植株含磷量增加而磷素生理利用率降低,在3种磷水平下,3345的磷素吸收效率均高于其他4个品种,磷素生理利用率却低于其他4个品种。根系形态参数与磷素吸收、利用效率的相关性分析表明:根系总长对水稻植株吸磷量影响最大。总之,适当地施用磷肥能更好地协调根系与地上部的关系,促进根系的生长和根系对磷素的吸收。     

杉木根系对不同磷斑块浓度与异质分布的阶段性响应

【目的】对杉木根系在异质供磷(P)条件下的觅磷行为进行动态监测,探讨磷斑块的浓度与其异质分布对杉木根系觅磷行为的影响。【方法】以福建漳平五一国有林场的半同胞杉木家系为试验材料,利用垂直异质供磷装置,设置KH2PO4 0 mg/kg(缺磷,P0)、4 mg/kg(低磷,P4)、16 mg/kg(正常供磷,P16)和30 mg/kg(高磷,P30)4个磷浓度斑块,将其按照不同顺序垂直排列构建异质供磷处理。在生长50、100、150 d时,进行3次破坏性取样,测定不同阶段不同异质供磷处理下杉木根系形态、生物量及觅磷效率的变化,进行杉木根系生长及觅磷行为的动态观测。【结果】杉木根系表现出阶段性的觅磷策略: 1)当杉木根系处于表层缺磷或低磷斑块时,通过根系的增生向供磷量更高的斑块觅磷,根系增生促进了缺磷或低磷斑块根系的干物质积累,但其根系含磷量较低; 至处理中期,表层缺磷处理的根系从缺磷斑块生长至低磷斑块后,杉木根系受低磷胁迫持续大量增生; 而当表层低磷处理的根系从低磷斑块生长至高磷斑块后,根系在高磷斑块内大量增生,且促进了根系磷养分的吸收及干物质的积累; 处理末期,当高磷斑块置于最底层时,其斑块内的根系生长量、 干物质积累量及根系含磷量均明显较大。2)当杉木根系处在表层高磷斑块时,根系初期仅在供磷量较高的表层生长,其根系生长量与干物质积累量均低于表层供磷量较低的处理,但其根系含磷量却显著大于表层供磷量较低的处理; 处理中期及末期,表层的根系生长量、 干物质积累量及根系含磷量均显著大于其他层次,且表层充足供磷处理的根系向地生长速度最快。【结论】异质供磷条件下,当杉木根系处在缺磷或低磷斑块时,主要通过根系的大量增生来寻觅磷养分; 当杉木根系处在高磷斑块时,在初期致力于斑块磷养分的吸收之后,表层根系大量增生,且根系的磷养分吸收和干物质积累显著大于其他层次,同时提高根系向地生长速度。     

不同年代冬小麦品种的产量和磷生理效率对土壤肥力水平的响应

【目的】 本研究利用长期施肥定位试验构建的不同土壤肥力梯度,探索陕西关中地区小麦品种演替过程中产量、产量构成因素以及磷生理效率的变化,以期了解品种演替对土壤肥力水平以及磷效率的响应,为今后品种选育提供参考。 【方法】 长期试验包括 7 个处理,分别为不施肥处理 (CK)、单施两个水平有机肥处理 (M1 和 M2)、两个水平有机肥与两个水平无机肥配施处理 (M1N1P1、M1N2P2、M2N1P1、M2N2P2)。小麦品种为小偃 6 号 (80 年代)、小偃 22 (90 年代末) 以及西农 979 (当前品种)。 【结果】 小麦品种演替过程中单产水平逐步提高,同时小麦产量随着土壤肥力水平提高呈显著增加趋势;品种更替的增产效应主要反映在高肥力土壤上 (有机无机配施的 4 个处理),而在低肥力 (CK、M1、M2) 土壤上品种更替产量差异不显著。小麦品种演替过程中,在低肥力情况下穗数表现为 90 年代末的小偃 22 低于 80 年代的小偃 6 号,而当前品种西农 979 又高于小偃 6 号的趋势;但在高肥力情况下随品种演替穗数基本呈现为增加的趋势。在低肥力情况下随品种演替穗粒数的变化不一致,而在高肥力情况下穗粒数随品种演替基本呈增加的趋势。随着品种演替,无论在高肥力还是低肥力情况下,千粒重均呈逐渐增加的趋势。三个品种的穗数、穗粒数以及千粒重均随土壤肥力水平提高以及养分投入增加而呈增加的趋势。随着品种更替,无论高肥力还是低肥力土壤 100 kg 小麦需磷量均呈下降趋势,具体为小偃 6 号 > 西农 979 > 小偃 22 号;不过低肥力土壤的 100 kg 需磷量高于高肥力土壤。随品种的演替,无论高肥力土壤还是低肥力土壤磷生理效率均呈现升高的趋势,但是高肥力土壤的磷生理效率高于低肥力土壤。 【结论】 陕西关中地区随品种更替小麦单产逐渐提高,其中西农 979 单产的提升是由于穗数和千粒重的提高,而小偃 22 号单产的提升则由于穗粒数和千粒重的提高。品种更替在低肥力土壤上并没有表现出产量及磷效率的优势,在高肥力土壤上表现出产量及磷效率的协同提高。因此,品种更替对土壤肥力水平的要求更高,土壤培肥以及定向育种的有机结合是实现陕西关中小麦高产高效、可持续发展的有效方略。      

不同供磷水平对盐碱地柳枝稷根系形态及土壤理化性质的影响

为探究盐碱条件下柳枝稷(Panicum vigatum L.)对供磷水平的响应,以不同品种柳枝稷(Alamo加倍体、Alamo、Pathfinder)为材料进行根箱试验,分析比较了不同磷浓度(0、10、100 mg/kg)处理对柳枝稷根系形态、生理特征及土壤理化性质的影响。结果表明:随着施磷水平的增加,各品种柳枝稷生物量、根系形态、根系活力及土壤有效磷含量整体呈上升趋势,而根冠比、土壤pH值和酸性磷酸酶活性呈下降趋势,均在高磷(100 mg/kg)处理下达到最大值和最小值。与高磷处理相比,低磷(10 mg/kg)处理下3个品种柳枝稷土壤pH值分别增加了0.31、0.28、0.23个单位,酸性磷酸酶活性平均提高了58.0%、42.0%、13.5%。低磷条件下,Alamo加倍体具有较大的根表面积,并保持较高的根系活力,表现出较强的适应性,有利于降低土壤pH,提高土壤酸性磷酸酶活性。总体而言,Alamo加倍体对盐碱低磷胁迫的适应能力优于Alamo、Pathfinder。同时增加供磷水平能够促进盐碱地柳枝稷根系生长、改善土壤环境,提高其生物质产量。     

蚯蚓与菌根提高玉米生长和氮磷吸收的互补效应

【目的】蚯蚓和丛枝菌根真菌处于不同的营养级,但在促进植物生长和提高土壤肥力等方面却都发挥着积极作用。研究蚯蚓菌根互作及其对玉米吸收土壤中的氮、磷养分的影响,可为提升土壤生物肥力及促进农业的可持续发展提供理论依据。【方法】本研究采用田间盆栽方式,以玉米为供试作物,研究蚯蚓(Eisenia fetida)与丛枝菌根真菌(Glomus intraradices)互作及其对玉米养分吸收的影响。试验设置P 25和175 mg/kg两个水平。每个磷水平进行接种与不接种菌根真菌以及添加与不添加蚯蚓,共8个处理。调查了玉米生长、养分吸收以及真菌浸染和土壤养分的有效性。【结果】两个磷水平下,蚯蚓和菌根在增加玉米地上部和根系生物量方面有显著正交互作用(P0.05)。接种菌根真菌的各处理显著增加了玉米的侵染率及泡囊丰度、根内菌丝丰度等菌根指标。同时添加蚯蚓和接种菌根真菌的处理(AM+E)显著提高了菌根的侵染率、菌丝密度、丛枝丰度和根内菌丝丰度但是泡囊丰度有所下降。两种磷水平下,AM+E处理玉米地上部和地下部含氮量和含磷量均显著高于其他三个处理。在低磷条件下,地上部氮磷总量的增加分别是添加蚯蚓和接菌的作用;而地下部磷总量的增加主要是菌根真菌的作用。在高磷条件下,单加蚯蚓显著增加玉米氮磷的总量,而接种菌根真菌对玉米氮磷吸收的影响未达显著性水平。在高磷条件下,单加蚯蚓的处理显著提高玉米地上地下部生物量(P0.05),而单接菌的处理效应不显著,蚯蚓菌根互作通过提高土壤微生物量碳、氮实现对玉米生长和养分吸收的调控。在低磷条件下,单接菌显著提高了玉米的生物量(P0.05),单加蚯蚓的处理具有增加玉米生物量的趋势。菌根真菌主要促进玉米对磷的吸收,蚯蚓主要矿化秸秆和土壤中的氮磷养分增加土壤养分的有效性,蚯蚓菌根互作促进了玉米根系对土壤养分的吸收并形成氮磷互补效应。【结论】无论在高磷还是低磷水平下,蚯蚓菌根相互作用都提高了玉米地上地下部生物量、氮磷吸收量同时提高了土壤微生物量碳、氮。蚯蚓菌根相互作用对植物生长的影响取决于土壤养分条件。在高磷条件下(氮相对不足),蚯蚓菌根互作通过调控土壤微生物量碳、氮调控玉米生长和养分吸收。低磷条件下,菌根主要发挥解磷作用,蚯蚓主要矿化秸秆和土壤中的氮素,蚯蚓和菌根互补调控土壤中氮、磷,从而促进植物的生长和养分吸收。     

田间玉米和蚕豆对低磷胁迫响应的差异比较

【目的】植物在长期进化过程中形成了一系列适应机制,以应对低磷胁迫。本文提出玉米主要通过根系形态变化适应低磷胁迫的假设,并通过与蚕豆植株在根系形态与生理方面对低磷胁迫反应的比较试验加以验证。【方法】在中国农业大学上庄长期定位试验田进行两年田间实验,玉米和蚕豆分别单作,重复3次。在玉米抽雄前的拔节至大喇叭口期和蚕豆的初花至盛花期两次取样(两年的两次取样时间间隔10~12天),比较研究了不供磷和供磷100 kg/hm2下玉米和蚕豆生长和磷素吸收、根系在0—40 cm土层中分布、以及根际p H值和酸性磷酸酶活性的差异。【结果】1)玉米植株的生物量和含磷量远远高于蚕豆;第一次取样时蚕豆的根冠比高于玉米,而且两种植物低磷下的根冠比高于供磷充足处理。两次取样时玉米的总根长大于蚕豆,两种植物的大部分根系分布在0—20 cm表层土壤,玉米根系在0—10 cm土层的分布更多。2)蚕豆根系的比根长明显大于玉米,但单位根长吸磷量低于玉米,两种植物间的上述差异不受取样时间和供磷水平的影响。3)两次取样时,蚕豆根表的酸性磷酸酶活性均明显高于玉米。玉米根表的酸性磷酸酶活性在两个供磷水平下没有差异。第一次取样时,缺磷蚕豆根表的酸性磷酸酶活性高于供磷充足的蚕豆植株。4)缺磷蚕豆的根际土壤p H值明显低于供磷充足蚕豆;但玉米根际土壤p H值在缺磷和供磷充足条件下无显著差异。【结论】低磷条件下两种植物的根冠比均明显增加。玉米根系单位根长的吸磷量高于蚕豆,并且在含磷量丰富的表层土壤分布有更多根系,但缺磷条件下玉米没有增加根系的质子和酸性磷酸酶的分泌,主要以根系形态变化来适应低磷胁迫。结果支持本文提出的玉米主要通过根系形态变化适应低磷胁迫的假设。但蚕豆在低磷条件下除了增加根系生长外,还具有通过增加质子分泌和根表酸性磷酸酶活性提高根际土壤有效磷浓度的潜力。     

低磷胁迫下马尾松无性系磷效率性状对氮沉降的响应

【目的】剖析不同类型低磷胁迫下马尾松应对大气氮沉降的生长表现和适应机制,为在大气氮沉降背景下选育营养高效利用的马尾松速生优质新品种提供理论依据。 【方法】以来自马尾松 (Pinus massoniana) 全同胞子代的 5 个优良无性系 1 年生扦插幼苗为材料,分别在同质低磷 (介质表层与深层均缺磷) 和异质低磷 (介质表层磷丰富、深层缺磷) 两种土壤磷素环境下设置两种浓度梯度的模拟氮沉降试验,以研究低磷胁迫下马尾松无性系苗木生长、根系发育及氮、磷效率对模拟氮沉降的响应差异和规律。 【结果】1) 不同类型低磷胁迫下马尾松苗高和干物质积累量均表现出显著的无性系变异,且在同质低磷下存在明显的无性系 × 氮交互效应 (P < 0.05)。2) 马尾松无性系在不同类型低磷胁迫下应对氮沉降的适应机制有所差异。同质低磷、高氮环境下,33-4 和 19-5 等生长势较强的无性系,其根系长度、根表面积以及根分泌的酸性磷酸酶活性显著高于生长势较弱的无性系,干物质积累量与酸性磷酸酶活性之间的相关性增强,表明根系可通过增加在土壤中的分布面积和提高酸性磷酸酶活性来应对高氮、低磷的外界环境;异质低磷下,生长势较强的无性系,其根系长度和表面积在高氮沉降下显著增加,但比根长反而显著下降,意味着根系在高氮下增加吸收面积的同时,降低自身内部消耗可能是马尾松高磷效率的重要生物学基础之一。3) 马尾松无性系的磷吸收效率受氮沉降影响较大,在不同氮、磷水平下,其磷吸收效率与氮吸收效率均呈极显著正相关 (P < 0.01),表明模拟氮沉降有利于马尾松无性系对土壤中磷素的活化吸收,但磷利用效率无显著差异。4) 马尾松无性系的干物质积累量、根系长度、根表面积以及根分泌的酸性磷酸酶活性等指标的变幅较大,且无性系重复力均达到 0.75 (P < 0.05) 以上,这为高氮、低磷环境下马尾松耐受型植株的选择提供了可能。 【结论】以马尾松根系形态和根分泌的酸性磷酸酶活性变异为突破口,选育氮沉降下具有高磷效率的马尾松无性系将有利于遗传效益的提高。     

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。     

缺磷对不同耐低磷玉米基因型酸性磷酸酶活性的影响

【目的】酸性磷酸酶活性与土壤及植株体内有机磷的分解和再利用有着密切的关系。本研究以不同耐低磷玉米自交系为材料,研究低磷胁迫下玉米叶片、根组织内以及根系分泌酸性磷酸酶活性的变化及基因型差异,探讨酸性磷酸酶与玉米耐低磷之间的关系,以期更深入地了解玉米耐低磷的生理机制。【方法】以5个典型耐低磷自交系99180T、99239T、99186T、99327T、99184T和2个磷敏感自交系99152S、99270S为试验材料,采用营养液培养方法,设正常磷和低磷两种处理,分别于缺磷处理3、8和12 d时调查取样,测定地上部干重、根干重、叶片中无机磷(Pi)含量、根和地上部磷累积量、根系分泌APase活性以及叶片中APase活性,并于缺磷处理12 d测定根系内APase活性。【结果】1)缺磷使玉米地上部干重下降,根干重、根冠比增加,随着缺磷处理(3 d→8 d→12 d)时间的延长,根干重、根冠比增加幅度增大,且耐低磷自交系根干重增加幅度普遍大于敏感自交系。2)低磷条件下,玉米自交系磷吸收、利用效率存在基因型差异,耐低磷自交系99239T、99180T和99327T磷吸收效率较高,99186T和99184T磷利用效率高,敏感自交系99152S、99270S磷吸收和利用效率均较低。3)低磷处理使玉米自交系叶片无机磷(Pi)含量显著下降,耐低磷自交系99184T、99327T和99239T下降幅度较小,相对叶片无机磷含量较高。4)缺磷诱导玉米根系分泌的APase活性升高。耐低磷自交系99184T和99186T根系分泌APase活性升高幅度较大,其余3个耐低磷自交系未表现出明显优势。缺磷处理3 d、8 d,玉米根系分泌APase活性与磷累积量显著正相关,而12 d时相关性不显著;根系分泌APase活性与磷利用效率在缺磷处理12d时达显著正相关。说明玉米根系分泌APase活性与磷吸收、利用效率相关关系不稳定。5)缺磷处理12 d,各玉米自交系根组织内APase活性与根系分泌APase活性变化情况较一致,两者相关系数r=0.755(P0.05)。6)缺磷条件下各玉米自交系叶片组织内APase活性均有升高趋势,并表现出明显的基因型差异。缺磷处理8 d,耐低磷自交系99184T和99239T叶片组织内APase活性升高幅度最大,其次是99327T和99186T,99180T、99270S和99152S升高幅度较小;缺磷处理12 d,各玉米自交系叶片APase活性仍继续增加,99239T、99184T、99327T和99186T的相对APase活性均较高,99270S和99152S的相对APase活性较低。相关性分析表明,缺磷条件下玉米自交系叶片中相对APase活性与叶片中相对无机磷(Pi)含量显著正相关,与磷吸收、利用效率不显著相关。【结论】低磷诱导玉米叶片、根组织和根系分泌APase活性升高,根组织和根系分泌APase活性的大小与玉米耐低磷能力不完全相关,叶片APase活性与玉米耐低磷能力有较好的一致性。     

低氮胁迫对不同耐低氮玉米品种苗期伤流液性状及根系活力的影响

【目的】研究了低氮胁迫对不同耐低氮性玉米品种苗期生长、伤流性状及根系活力的影响,比较不同耐低氮性玉米品种对低氮胁迫响应的差异,以期为西南丘陵地区耐低氮玉米品种的选育提供理论依据。 【方法】以两个耐低氮品种‘正红 311’、‘成单 30’和两个低氮敏感品种‘先玉 508’、‘三北 2 号’为试验材料进行水培试验,营养液设置 4 个氮水平:0、0.05、0.5、5 mmol/L。测定了苗期株高等形态指标、干物质积累量、根系活力,计算了根冠比、活跃吸收面积比、伤流液中可溶性蛋白等转运速度及氨基酸/硝态氮浓度的比值。 【结果】低氮胁迫下玉米苗期苗高、茎粗、叶面积、SPAD、单株干重、地上部干重、伤流强度,伤流液中可溶性蛋白和可溶性糖转运速度,氨基酸和硝态氮转运速度及浓度,根系活力,根系总吸收面积和根系活跃吸收面积均显著下降,但耐低氮品种各指标的降幅均低于低氮敏感品种。根冠比、伤流液中氨基酸/硝态氮浓度比值均显著升高,可溶性蛋白和可溶性糖浓度随胁迫时间的延长表现出先下降后升高的趋势。耐低氮品种根冠比增幅低于低氮敏感品种,而可溶性蛋白浓度的增幅高于低氮敏感品种,且低氮胁迫下耐低氮品种根系活力、伤流液中可溶性蛋白和可溶性糖浓度显著高于低氮敏感品种。 【结论】耐低氮品种在低氮胁迫下能够保持较高的根系活力,进而促进了根系对营养物质的吸收和转运,提高了伤流液中各组分的浓度和转运速度,较好地维持了碳氮循环,从而有效地协调了植株地上、地下部养分和物质的分配,控制了根冠比的增加,维持了地上部的生长。     

持绿和早衰花生品种根系形态、叶片生理及产量对叶面喷施磷肥的响应

  【目的】  叶面喷施磷肥是土壤施磷的重要补充,作物品种、喷施浓度等因素都会影响磷的喷施效果。比较不同花生品种喷施磷肥后根系形态、叶片酶活性、养分吸收特性及产量的差异,可加深对品种特性与叶面喷磷效果关系的理解。  【方法】  在温室大棚内进行沙培盆栽试验,采用两因素试验设计,以持绿型品种花育39和早衰型品种花育20为材料,设置P₂O₅ 0 (对照)、0.1% (P_0.1) 和0.2% (P_0.2) 3个叶面喷磷水平,以磷酸二氢钾作为叶面磷源,于初花后第5和15天各喷施1次。结荚初期 (播种后70天) 和成熟期 (播种后110天) 分别取新鲜叶片 (主茎倒三叶) 测定丙二醛 (MDA) 含量及抗氧化酶活性,取根系鲜样测定根系形态指标,将整株花生分为营养体 (根、茎和叶)、果针和荚果三部分烘干后测定干物质重及氮、磷含量。  【结果】  结荚初期,与对照相比,P_0.1处理显著提高了两品种根长、根体积、根表面积,提高叶片超氧化物歧化酶 (SOD)、过氧化物酶 (POD) 及过氧化氢酶 (CAT) 活性,降低了MDA含量;P_0.2处理植株各指标增幅小于P_0.1处理,多数与对照差异不显著。成熟期,持绿型品种两喷磷处理 (P_0.1和P_0.2) 各指标增幅较小,多数与对照差异不显著;叶面喷磷降低了早衰型品种根系长度、表面积和体积,增加了叶片膜脂过氧化程度,加速了植株衰老,其中P_0.2对根系和叶片的负面影响大于P_0.1处理。喷施叶面磷肥提高了两品种不同器官及整株的氮、磷积累量,持绿型品种P_0.2处理荚果中元素积累量高于P_0.1处理,而早衰型品种则表现出相反趋势。叶面喷磷提高了两品种各器官干重及荚果产量,其中持绿型品种P_0.2处理整株干重低于P_0.1处理,荚果产量高于P_0.1处理,虽然早衰型品种P_0.2处理的营养体干重高于P_0.1处理,但其果针干重和荚果产量均低于P_0.1处理。  【结论】  叶面喷磷对两个品种结荚初期根系发育及叶片生理活性均有促进作用,0.1% P₂O₅的效果好于0.2% P₂O₅。成熟期,持绿型品种根系和叶片对叶面磷肥的反应不敏感,但与P_0.1相比,P_0.2处理荚果中氮、磷元素累积量及荚果产量增幅更大,因此,该品种适宜的叶面喷施磷肥浓度为0.2% P₂O₅。喷施0.2% P₂O₅磷肥显著降低了早衰型品种成熟期根系形态指标和叶片生理活性,一定程度上抵消了叶面喷施磷肥对该品种结荚初期的积极作用,导致P_0.2处理植株氮、磷积累量及荚果产量的增幅小于P_0.1处理。因此,早衰型品种更适合的浓度为0.1% P₂O₅。     

根系互作对玉米大豆间作作物磷吸收的影响

【目的】间作作物的养分吸收与根系相互作用有着密切关系。研究玉米大豆间作后根系互作对磷含量、磷积累动态的影响,旨在为以玉米大豆为主的间作体系中磷的高效利用提供科学依据。【方法】本文通过盆栽试验,采用玉米和大豆根系无分隔(NB)、尼龙网分隔(MB)、塑料膜分隔(PB)3种分隔方式,研究了间作玉米(苗期、大喇叭口期、孕穗期、成熟期)和大豆(苗期、分枝期、鼓粒期、成熟期)在不同生育期对土壤中磷的吸收。【结果】与PB相比,MB处理的玉米茎中磷含量在孕穗期提高了16.8%(P0.05);叶中磷含量在苗期、大喇叭口期分别提高了6.6%、14.2%(P0.05);NB处理玉米茎中磷含量在大喇叭口期、孕穗期分别提高了25.4%、55.0%(P0.05);玉米叶中磷含量在大喇叭口期、成熟期分别提高了21.3%、22.2%(P0.05);与PB相比,NB处理大豆茎中磷含量在分枝期、成熟期分别提高了21.3%、24.7%(P0.05);叶中磷含量在分枝期提高了11.4%(P0.05),MB处理大豆叶中磷含量在分枝期提高了4.8%(P0.05)。与PB相比,NB处理玉米茎中磷积累量在大喇叭口期、孕穗期提高了24.6%、32.3%(P0.05),MB处理玉米茎中磷积累量在大喇叭口期提高了50.6%(P0.05),叶中磷积累量在苗期提高了33.6%(P0.05)。与PB相比,NB处理大豆茎中磷积累量在分枝期、鼓粒期分别提高了36.3%、51.8%(P0.05),叶中磷积累量在分枝期、成熟期分别提高了27.3%、110.6%(P0.05);MB处理大豆茎中磷积累量在鼓粒期提高了35.7%(P0.05)。【结论】根系互作系统中的玉米和大豆茎、叶中磷的累积量大于根系分离生长系统。因此,玉米大豆间作具有明显的磷吸收利用优势。     

基于多效唑减量和川麦冬优质高产的施肥量研究

【目的】川麦冬生产上存在多效唑滥用现象,长期过量施用多效唑会造成土壤酸化、有效养分淋湿,降低川麦冬产量及品质,不利于川麦冬出口。本研究旨在找到合理的氮、磷、钾肥配比,以期减少多效唑的施用量。【方法】田间试验采用4因素5水平 (2、1、0、–1、–2水平) 二次正交旋转组合设计,氮肥5个水平分别为3200、2500、1800、1100、400 kg/hm2;磷肥5个水平4100、3100、2100、1100、100 kg/hm2;钾肥5个水平分别为1760、1333、907、480、53 kg/hm2;多效唑用量分别为150、112.5、75、37.5、0 kg/hm2共36个处理。于收获期调查了川麦冬根、茎、叶生长状况,块根产量及折干率、根冠比。【结果】试验因素对块根鲜重、块根干重、叶鲜重、叶干重、叶长、根冠比有显著影响,对叶片数、叶宽、分蘖数、须根数、须根长、块根数及折干率无显著影响。随氮肥施用水平的增加,叶长、叶鲜重、叶干重、块根鲜重、块根干重均降低。随磷肥施用水平的增加,叶干重先增加后降低、根冠比先降低后升高。随钾肥施用水平的增加,叶鲜重、叶干重增加,块根鲜重先降低后增加,根冠比 (干) 降低。随多效唑施用水平的增加,叶长、叶鲜重、叶干重、块根鲜重、块根干重均降低。在影响地上部生长的因素中,多效唑贡献率最高,在影响产量的因素中,氮肥贡献率最高。【结论】通过肥料的合理配施,可保证川麦冬产量,多效唑的施用量较川麦冬生产中用量降低41%。川麦冬产量大于3100 kg/hm2的肥料用量为尿素799～1051 kg/hm2、过磷酸钙1904～2296 kg/hm2、硫酸钾823.31～900.69 kg/hm2,其多效唑用量为44.25～58.88 kg/hm2。     

水培燕麦根系形态和氮吸收流量对硝态氮供应浓度的响应

【目的】苗期根系的形态结构与作物的养分吸收和抗倒伏性密切相关,对燕麦如何合理施肥以达到最大的增产效果,需要对不同燕麦品种的氮吸收利用效率做出评价。【方法】本研究以3个不同燕麦栽培品种(坝莜9号、 坝莜3号和200215)为材料,分析了低、 中、 高NO-3-N浓度下(NO-3浓度为1、3、6 mmol/L)根系生长以及NO-3吸收流量的变化。将燕麦种子萌发至一片真叶展开时,每个品种挑选长势一致的10株幼苗放入含不同NO-3浓度的Hoaglands培养液中培养,培养3周后选取长势基本一致的幼苗,采用非损伤微测技术测定根系NO-3流量并利用根系图像分析系统WinRhizo分析根系形态指标。【结果】NO-3-N浓度对不同燕麦品种节根数影响不显著,对侧根密度、 总根长、 根系平均直径和不同直径范围内根系长度分布均有显著影响; NO-3-N浓度的变化对坝莜3号根系吸氮量有显著影响,对坝莜9号和200215根系吸氮量的影响不显著; 根系NO-3吸收流量的动态变化与侧根数量变化有一致性; NO-3平均吸收流量与总根长、 平均直径及根系平均直径≤0.16 mm的细根在根系中所占比例的变化一致。【结论】不同NO-3-N供应浓度主要影响燕麦苗期侧根(直径≤0.16 mm的细根)的形成和生长,对根系NO-3吸收流量的影响因品种而异; 根系NO-3吸收流量的变化主要受总根长、 根系平均直径及细根在根系中所占比例的影响。     

丛枝菌根真菌对玉米锌、磷拮抗作用的影响

【目的】 利用丛枝菌根 (arbuscular mycorrhizal fungi,AM) 真菌与作物互利共生的关系来提高作物对锌的吸收是缓解锌、磷拮抗作用的途径之一,本试验在不同锌、磷浓度条件下,研究了接种AM真菌对玉米侵染和锌、磷吸收的影响,以期为揭示AM真菌影响锌、磷拮抗作用的机理提供理论依据。 【方法】 采用盆栽试验,设置三个施磷水平 (0、200 、400 mg/kg),两个施锌水平 (0、5 mg/kg),2个接菌水平[接菌 (+AM)和不接菌 (–AM)],共12个处理,每个处理4次重复。利用生物镝灯补充光照,在人工光照植物培养室内植株生长50天后,地上部与根部分别收获,测定其生物量、锌磷的含量和吸收量。 【结果】 施磷和接种AM真菌都显著提高了玉米植株生物量,不施锌条件下,施磷从0 mg/kg增加到400 mg/kg,玉米植株地下部和地上部生物量分别提高6.67倍、9.30倍。接种处理对玉米植株生物量的影响也有相同的趋势。在锌水平为5 mg/kg、磷水平为200 mg/kg的条件下,接种AM真菌玉米植株地下部磷的吸收量和含量分别增加了110%、55%;在同一锌、磷供给条件下,接种AM真菌显著提高了玉米对锌的吸收量,地下部和地上部分别是未接种处理的1.71倍和1.68倍。随着施磷水平的不断提高,玉米植株的锌含量会逐渐下降。不施锌条件下,施磷从0 mg/kg增加到200 mg/kg,玉米植株地上部锌含量降低36%,与之相反,接种AM真菌后地上部锌含量增加35%。但在高磷条件 (400 mg/kg) 下,接种AM真菌对玉米植株锌磷含量和吸收量影响均不显著。 【结论】 在本试验条件下,施磷抑制玉米对锌的吸收,接种AM真菌可提高玉米锌磷的含量和吸收量,有效缓解玉米锌磷拮抗作用,改善玉米的锌营养状况。      

低氮胁迫对耐低氮玉米品种苗期光合及叶绿素荧光特性的影响

【目的】叶绿素荧光参数经常用来评价光合器官的功能和环境压力的影响,不同玉米基因型耐低氮胁迫能力差异较大,与光合及叶绿素荧光特性对低氮胁迫的响应机制有关。本文以耐低氮能力差异较大的4个玉米杂交种为试验材料,研究了低氮胁迫对不同耐低氮性玉米品种苗期光合及叶绿素荧光特性的影响,以期明确耐低氮胁迫玉米品种的光合机制。【方法】采用二因素完全随机设计盆栽试验,因素A为不同耐低氮性玉米品种:‘正红311’、‘成单30’和不耐低氮品种‘先玉508’、‘三北2号’;因素B为不同氮素水平:正常氮CK(霍格兰完全营养液,N 15 mmol/L)、低氮胁迫LN1(N 0.5 mmol/L)、极低氮胁迫LN2(N 0.05 mmol/L)。测定了苗期单株干物质积累量,单株氮素积累量,叶片叶绿素含量与荧光特性,以及光合效率指标。【结果】低氮胁迫下玉米苗期单株干物质积累量、单株氮素积累量、叶片叶绿素含量等生理指标显著下降,但耐低氮品种的下降幅度显著低于不耐低氮品种;低氮胁迫下玉米苗净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)显著降低,胞间CO2浓度(Ci)显著升高,净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)的降幅及胞间CO2浓度(Ci)的增幅耐低氮品种均显著低于不耐低氮品种;低氮胁迫下可变荧光(Fv)、最大荧光(Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv/F0)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ有效光量子产量(Fv'/Fm')和光化学猝灭系数(q P)等叶绿素荧光特性也均显著降低,耐低氮品种下降幅度显著低于不耐低氮品种;低氮胁迫下耐低氮品种PSⅡ实际光量子产量(ΦPSⅡ)降低,不耐低氮品种有所增加;而耐低氮品种非光化学猝灭系数(NPQ)升高,不耐低氮品种有所降低。【结论】耐低氮玉米品种能够减缓低氮胁迫对植株光合系统的影响,进而保证植株较高的氮素积累,提高叶片叶绿素含量,维持较高的PSⅡ有效光量子产量(Fv'/Fm')和光化学猝灭系数(q P),为光合作用提供充足的光能;从而保持了较高的净光合速率(Pn),保证了耐低氮品种在低氮条件下保持较高的干物质生产。     

低温胁迫下磷肥施用量对油橄榄生长发育的影响

  【目的】  探究自然低温胁迫下磷肥施用量对油橄榄幼苗生长发育的影响，旨在确定低温条件下增强油橄榄幼苗抗寒性及促进其生长发育的最适磷肥施用量，为油橄榄苗期养分管理提供科学依据。  【方法】  本试验选用我国油橄榄主栽品种‘鄂植8号’为试验材料，所用磷肥为磷酸二氢钠 (NaH₂PO₄·2H₂O)，6个处理的每株幼苗P₂O₅施用量分别设为0、15、30、45、60和75 g，记作P0、P15、P30、P45、P60 和 P75；低温胁迫是在自然条件下，取样时间为2018年9月16日、11月15日和12月30日上午9:00左右，取样当日与前两日平均气温分别为17.6℃、3.1℃和–5.3℃，采集样品为植株叶片、根系，分析油橄榄幼苗叶片冻害指数、渗透调节物质含量、膜伤害指标、抗氧化酶活性、叶绿素含量、磷含量及根系活力、根系形态和生物量积累。  【结果】  在低温环境 (3.1℃、–5.3℃) 下，增施适量磷肥可降低油橄榄叶片冻害指数，增加叶片中脯氨酸 (Pro)、可溶性蛋白 (SP)、可溶性糖 (SS)、叶绿素和磷含量，增强叶片抗氧化酶活性，降低叶片膜透性、超氧阴离子产生速率和丙二醛 (MDA) 含量，增强根系活力。在3.1℃条件下，P45处理油橄榄叶片超氧化物歧化酶 (SOD)、过氧化氢酶 (CAT) 与抗坏血酸过氧化物酶 (APX) 活性较P0分别增加了104.75%、95.02%和100.01%；叶绿素含量和磷含量较P0分别增长了114.83%和33.66%。在低温条件下，油橄榄幼苗根系和地上部生长均受到抑制，P45处理的油橄榄总根长、根表面积、根体积和根尖数较P0处理增加了42.60%、28.79%、55.50%和25.01%，各磷肥处理下根系平均直径间差异不显著；株高、根干重、地上部干重较P0处理分别增加了48.48%、80.27%和34.51%。  【结论】  低温抑制油橄榄幼苗生长发育，而适量增施磷肥可有效提高油橄榄的生理活性，进而缓解低温对油橄榄幼苗的损伤，增强了植株的抗寒性。低温胁迫条件下，每株施用45 g磷肥 (P₂O₅)的效果最佳。     

不同辣椒品种镉吸收积累能力及关键期研究

[目的]比较不同辣椒品种植株Cd的吸收和积累动态差异,明确Cd积累关键期,为生产上规避辣椒Cd积累提供技术支持.[方法]以8个辣椒品种为材料进行了田间小区试验,供试土壤全镉含量为0.194 mg/kg.在辣椒苗期(移栽当天)、壮苗期(移栽后32天)、结果期(移栽后65天)、成熟期(移栽后111天)采样,分析辣椒植株根、...     

不同芹菜品种镉吸收和运转差异研究

【目的】 研究镉胁迫下芹菜生长、镉吸收和向上运转品种间差异,为筛选镉低积累型芹菜品种减少镉对人体的危害提供依据。 【方法】 以10个芹菜品种为试材进行基质无土栽培试验,基质为蛭石,营养液采用1/2华南农业大学叶菜类营养液配方,以只浇灌营养液的处理作为对照,浇灌含15 mg/L氯化镉（CdCl₂）的营养液为Cd胁迫处理;每3 d浇灌一次,每次浇灌0.2 L,累计浇灌15次,每盆Cd施用量为45 mg。移栽45 d后,测定生长指标与根、叶柄和叶片Cd含量。计算相对生长量（relative growth yield,RGY）和转运系数（translocation factor,TF）,并筛选出高、低Cd积累品种。分别对高、低Cd积累品种进行穴盘基育苗,14 d后采用华南农业大学叶菜类营养液配方进行营养液栽培,21 d后利用非损伤微测技术（non-invasive micro-test technology,NMT）测定根系分生区、伸长区和根毛区Cd2+离子流速。 【结果】 与非Cd胁迫相比,Cd胁迫使‘速生四季西芹王’、文图拉西芹’、‘四季小香芹’、‘实心香芹’、 ‘雪白芹菜’ 地下部受到显著抑制,对地上部无显著影响;Cd胁迫促进了 ‘四季小香芹’ 地上部生长;而 ‘种都金黄芹菜’、‘红芹’、‘鲍芹’ 地上部受到显著抑制,对地下部则无显著影响;‘马家沟芹菜’ 和 ‘速生香芹’ 地上部和地下部均生长均受到抑制。食用器官叶柄中Cd含量以 ‘种都金黄芹菜’ 和 ‘雪白芹菜’ 最高;‘速生香芹’ 和 ‘实心香芹’ 最低。地上部Cd含量高的 ‘种都金黄芹菜’ 和 ‘雪白芹菜’ 对Cd转运能力也最高;Cd含量低的 ‘速生香芹’ 对Cd转运能力也最低。在根系成熟区（根毛区）,‘种都金黄芹菜’ 较 ‘速生香芹’ 有更高Cd2+ 离子流速。 【结论】 Cd胁迫下,芹菜不同品种生长、Cd吸收、转运和积累存在显著差异。‘四季小香芹’、‘速生四季西芹王’、‘文图拉芹菜’、‘实心香芹’ 和 ‘雪白芹菜’ 较为耐镉;而 ‘种都金黄芹菜’、‘红芹’、‘鲍芹’、‘马家沟芹菜’ 和 ‘速生香芹’ 对镉敏感。‘雪白芹菜’ 和 ‘种都金黄芹菜’ 为高Cd积累型,‘实心香芹’ 和 ‘速生香芹’ 为低Cd积累型,其中 ‘实心香芹’ 表现为低Cd含量和高生长量。高Cd积累型芹菜较低Cd积累型芹菜有更强Cd2+ 吸收能力和Cd转运能力,根部Cd2+ 流速可用于低积累品种的快速筛选。