保水缓释肥对盐胁迫下水稻矿质元素分配的调控

研究了施加盐碱地保水缓释肥(ZL 2012 1 0400570.0)对盐胁迫水稻幼苗叶长、叶温、氮磷钾(NPK)及钠(Na)的吸收和转运的影响。结果表明:盐胁迫下,水稻植株最大叶长随基质肥配比(1%、2%和4%)的增加而增加,且随处理时间延长,其增加效应愈明显,而其叶温逐渐降低;随高盐(4.68 g kg~(-1)盐分)处理的进行,植株逐渐枯萎死亡。盐胁迫下,该肥料施用明显提高植株的NPK含量,降低Na含量。低盐(2.68 g kg~(-1)盐分)胁迫下,播种40 d,施肥显著增加N和K向植株地上部转运,但显著降低其P转运系数(P-TF)和Na转运系数(Na-TF),显著提高植株K~+、Na~+的选择性比率(S_(K,Na));而播种80 d,施肥导致植株N、P、Na转运下降,而K转运和S_(K,Na)显著上升。高盐胁迫下,施肥对植株氮转运系数(N-TF)无显著影响,而P和Na转运上升,钾转运系数(K-TF)和S_(K,Na)随肥施量增加而显著下降。综上所述,低盐胁迫下,施该颗粒状盐碱地保水缓释肥,可明显提高水稻幼苗植株的NPK吸收,降低植株Na的积累,显著提高了水稻幼苗植株对K的选择性运输,维持体内的离子稳态,从而显著提高水稻植株的耐盐性。高盐胁迫下,该肥短期内亦可明显促进植株矿质营养在体内的积累,降低植株Na含量,从而一定程度上缓解植株盐害。     

P(AA-AM)/SiO2复合保水材料的制备及其在保水缓释肥中应用

开发具有保水缓释双重功能的新型肥料,对于提高水肥利用效率和保障农业可持续发展具有重要意义。该研究探索了纳米二氧化硅(SiO_2)对提升保水材料吸水率及改善保水缓释肥性能的效果,采用丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)为原料,首先通过水溶液原位聚合法制备了P(AA-AM)/SiO2复合保水材料,然后采用双层包膜工艺制备了保水缓释肥,在合成保水材料时,丙烯酸和丙烯酰胺的质量比为3.5∶1,引发剂(过硫酸钾和亚硫酸钠)、交联剂(N,N-亚甲基双丙烯酰胺)、增塑剂(丙三醇)和纳米SiO_2分别为单体质量的1%、0.04%、15%和2%。保水缓释肥采用转鼓包膜工艺制备,内包膜层为聚氨酯,占肥料核芯的3%,外包膜层为P(AA-AM)/SiO2复合保水材料,占肥料核芯的24%。保水材料的形貌结构和热稳定性用傅里叶红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)、扫描电镜(Scanning electron microscopy,SEM)和热重(Thermogravimetry,TG)表征,保水材料的吸水率用过滤法测定;采用土壤培养研究保水缓释肥的保水和持水性能,保水缓释肥的缓释性能用水浸泡法研究。结果发现:纳米SiO2能较好地分散于基体P(AA-AM)保水材料中,与P(AA-AM)保水材料相比,添加纳米SiO_2的复合保水材料在去离子水和0.9%Na Cl水溶液中的吸水率分别提高152%和87%,而且热稳定性显著提高;SEM和FTIR结果表明,纳米SiO_2能较好地分散于P(AA-AM)保水材料中,SiO_2表面含有的硅羟基增加了保水材料的交联密度。相比没有保水层的缓释肥,复合保水缓释肥的土壤持水率和保水率(培养25 d后)分别提高了25.5%和47.2%,肥料释放期由60 d增加到72 d。综上所述,纳米SiO_2显著提高了保水材料的吸水率,以此制备的复合保水缓释肥具有优异的保水和缓释能力,该研究为研发高效肥料、提高水肥利用效率提供了新思路。     

局部根系盐胁迫对冬小麦生长和光合特征的影响

通过分根装置设置无盐胁迫(0|0)、局部根系150 mmol-L-1NaCl胁迫(0|150)、全部根系75 mmol-L-1NaCl胁迫(75|75)、全部根系150 mmol-L-1NaCl胁迫(150|150)4种处理,研究根系局部盐胁迫对冬小麦生长及光合特征的影响。结果表明:盐胁迫显著抑制了小麦幼苗的生长,并且随着盐胁迫浓度的增加,小麦受抑制程度加重;根系盐胁迫方式对小麦幼苗生长影响显著,局部根系胁迫处理(0|150)小麦幼苗地上部干重比等浓度150 mmol-L-1NaCl全部盐胁迫处理(150|150)增加23.5%,比等浓度75 mmol-L-1NaCl全部盐胁迫处理(75|75)增加17.2%。在局部根系盐胁迫下,非盐胁迫一侧根系(0|150-0)补偿生长,其根长、侧根数、侧根长比盐胁迫一侧根系(0|150-150)分别增加195.2%、206.2%和237.8%,盐胁迫一侧根系吸收的Na+部分向非盐胁迫一侧根系运输,盐胁迫一侧根系(0|150-150)的Na+含量比全部胁迫处理(150|150)减少12.1%。与全部根系盐胁迫相比,局部根系盐胁迫减少了Na+在叶片中的积累,降低了钠/钾值。局部根系盐胁迫叶片净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度和叶绿素荧光参数(Fv/Fm)均高于同浓度完全盐胁迫处理的小麦幼苗,进而增加地上部和根系的生物量。因此,局部根系胁迫显著缓解了全部盐胁迫对小麦地上部和根系生长的抑制作用。     

钙离子对盐胁迫下菊芋幼苗的生长、生理反应和光合能力的影响理论

以南芋2号为材料,研究了Ca²⁺对NaCl胁迫下菊芋叶片中超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量、净光合速率(Pn)和荧光参数及菊芋鲜重的影响,探讨了Ca²⁺在盐胁迫中的可能作用。结果表明,在1/2浓度的Hoagland营养液条件下外施10 mmol/L Ca²⁺对菊芋的生长没有明显的影响,但在150 mmol/L NaCl胁迫条件下,外施10 mmol/L Ca²⁺可有效防护胁迫所致的氧化损伤,从而维持较高的SOD活性,抑制脂质过氧化作用。使叶片在盐胁迫条件下,维持较高的PSⅡ的电子传递强度(Fm/Fo)、PSⅡ光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ量子效率(φPSⅡ)、光化学淬灭系数(qP)、Pn和较低的非光化学淬灭系数(qNP),有利于物质积累从而使生物产量增加。这主要归因于Ca²⁺可在一定程度上弥补盐胁迫导致Ca²⁺亏缺造成的离子失衡,使植物维持较正常的生理活动,稳定细胞膜结构,维持体内离子吸收平衡,保护光合机构。     

植物幼苗生长对缓释肥种类和施肥水平的反应

选用刺槐、白榆和大叶猪屎豆3种播种苗为试验植物,研究不同类型缓释肥以及施肥量对植物生长和地上部干质量的影响。结果表明：3种缓释肥类型对白榆的株高、地径以及地上部干质量生长有显著的促进作用,对刺槐的各项生长指标的促进作用有所减弱,而猪屎豆的生长指标则有随着缓释肥施用量的增加而减小的趋势;缓释肥中,总N量对3种植物地上部干质量的影响具有相似趋势,总P量对3种植物地上部干质量无显著影响。在播种造林技术中,为了促进苗木高生长,增强与周围杂草的竞争能力,要尽可能选用豆科植物,在选用无固氮能力的植物进行播种造林时,施用缓释肥料是促进植物幼苗生长的重要手段。     

营养液浓度对甜瓜幼苗生长和光合特性的影响

以厚皮甜瓜皇后为试材,研究了不同营养液浓度对基质积盐和甜瓜幼苗生长、光合特性的影响。结果表明,EC2mS/cm的高浓度营养液导致幼苗根际出现盐分的积累,影响幼苗光合特性;叶片细胞超微结构出现一定程度的盐害症状,细胞质空泡化,叶绿体肿胀、球形化,超微结构发生解体,净光合速率下降;但单株叶面积、叶绿素含量与营养液浓度呈正相关。因此,甜瓜穴盘育苗,营养液浓度不应超过2.0mS/cm,以保持在1.5～2.0mS/cm之间为宜。     

水稻专用叶面喷剂对水稻幼苗生长的影响

用水稻专用叶面喷剂喷施水稻秧苗,１６７０￣２５００ｍｇ／Ｌ浓度处理可改善秧苗素质,控制株高,秧苗粗壮,假茎宽,干物质增多,促进分蘖,５０００ｍｇ／Ｌ浓度处理抑制秧苗生长,水稻专用叶面喷剂可提高秧苗叶片可溶性糖,可溶性蛋白质,叶绿素含量和硝酸还原酶活性。     

盐胁迫对两种甘草幼苗生物量及光合荧光特性的影响

为明确甘草幼苗生物量和光合及荧光特性对盐胁迫的响应机制,以甘草幼苗为主要试材,设置0、50、100、150和200 mmol·L-1共5个盐(NaCl)浓度,研究盐分胁迫对甘草幼苗生物量和光合特性的影响.结果表明,随盐浓度的提高,胀果甘草和光果甘草的各器官生物量以及总生物量不断降低,分别以S4和S3处理达最低值,而根冠...     

荫蔽信号对大豆幼苗生长和光合特性的影响

红光/远红光比值(R/FR)下降是自然界荫蔽发生的重要信号。为探究大豆幼苗对荫蔽信号的应答机制,本文采用室内盆栽试验,以‘南豆12’和‘南032-4’两个大豆品种幼苗为材料,通过正常光照和低R/FR两种光照处理后,对其形态、光合特性以及叶绿素荧光参数进行研究。结果表明:与正常光照相比,低R/FR下,两个大豆材料幼苗均表现出典型的避荫性反应,即株高、叶面积、叶柄长、节间长增加,茎秆变细,其中,‘南豆12’的株高、叶柄长、节间长分别显著增加7.86%、81.48%、26.55%,‘南032-4’分别增加3.95%、76.67%、20.00%;叶片的光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)提高,胞间二氧化碳浓度(Ci)和初始荧光强度(Fo)、最大荧光(Fm)、最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)、光化学淬灭系数(q P)等降低,非光化学淬灭系数(q N)升高,总干物质积累量增加,其中,‘南豆12’和‘南032-4’的Pn分别增加37.21%和39.04%、总干物质积累量分别增加12.35%和17.36%、Ci分别降低9.29%和11.72%。然而,不同大豆材料对低R/FR的敏感程度不同。在低R/FR光环境下,‘南豆12’较‘南032-4’表现出较低的株高、节间长、叶柄长,较大的叶面积和茎粗,较高的光能传递转换效率、Pn、Gs以及干物质积累量,体现了对荫蔽较强的适应性。本研究进一步证实了大豆具有感受荫蔽信号(低R/FR)的能力,但其敏感程度因品种不同而不同,在间套作过程中,为提高大豆耐荫性,降低大豆因避荫反应导致的倒伏率,保障大豆产量,应该选择对荫蔽信号不敏感的品种。     

水杨酸对高温胁迫下水稻幼苗抗热性的影响

以"西农优1号"水稻品种为材料,研究了水杨酸(SA)预处理对高温胁迫下水稻幼苗抗热性的影响,结果表明:0.5 mmol·L-1 SA预处理可减缓水稻幼苗的电解质渗出,降低MDA含量和超氧阴离子产生速率,提高高温胁迫下水稻幼苗体内过氧化氢、脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白质、抗坏血酸和GSH的含量.表明SA预处理可提高高温胁迫下水稻幼苗的抗热性.     

盐胁迫对黑麦草幼苗生长的影响及磷肥的缓解作用

采用盆栽试验和生理生化分析方法研究了盐胁迫对黑麦草幼苗生长的影响以及施用磷肥(过磷酸钙)对盐胁迫下黑麦草幼苗生长的缓解作用。结果表明,盐胁迫下黑麦草幼苗干物质积累下降;增施磷肥能促进黑麦草幼苗生长,增加干物质积累,增强黑麦草对Na+、K+吸收的选择性,促进K+的吸收和向叶片运输;能提高叶片叶绿素含量,增强叶片净光合速率和气孔导度,增加可溶性蛋白、可溶性糖及脯氨酸含量,从而增强黑麦草幼苗对盐胁迫的适应能力。     

水肥管理减缓麦秸还田对水稻生长负面效应研究

稻麦轮作系统中,麦秸还田腐解产生的有毒有害物质可对下茬水稻幼苗产生不利影响,有效减缓或避免其负面影响对于水稻生产尤为重要,而稻田苗床环境的改善是减缓麦秸还田负面效应的重要途径。通过室内盆栽模拟试验,评估大量麦秸还田(麦秸/土壤重量比为2%)对水稻生长发育的影响,同时采用施化肥、换水、双倍水层及泡田等不同水肥管理组合,以期筛选能有效减缓麦秸还田负面效应的水稻栽培技术措施。试验结果表明,大量麦秸单独还田(麦秸/土壤重量比为2%)使水稻幼苗生长发育受到抑制,水稻植株株高、生物量和叶绿素含量均显著下降(P0.05),丙二醛(MDA)含量和过氧化物酶(POD)活性显著增加或升高(P0.05),同时水稻总根长、根表面积、根体积、根尖和分枝显著减少或降低(P0.05);而在麦秸还田时,通过施用化肥、换水、双倍水层及泡田等水肥管理措施,可以有效减缓麦秸还田对水稻生长的负面效应,水稻植株株高、生物量均不同程度得以恢复,水稻植株的生理生化过程和根系形态也表现出积极的响应;在所有水肥管理技术措施中,以施用化肥并延长泡田时间至10天的效果最好。     

粉煤灰磁化肥对杂交水稻效应研究

粉煤灰磁化肥在水稻土上对水稻作物试验结果表明：粉煤灰磁化肥在水稻土上一般用量为９２６ｋｇ／ｈｍ２左右．粉煤灰磁化肥比对照增产２７．７％，增产１９７７．８ｋｇ／ｈｍ２；比当地农民习惯施肥增产１０．６％，增产８７０ｋｇ／ｈｍ２；　比未磁化粉煤灰复混肥增产５．９％，增产５０７　ｋｇ／ｈｍ２．最高产量施用粉煤灰磁化肥为１１６９　ｋｇ／ｈｍ２，水稻产量为９２５３　ｋｇ／ｈｍ２；最佳产量施用粉煤灰磁化肥为９２６　ｋｇ／ｈｍ２，水稻产量为９１３１　ｋｇ／ｈｍ２．粉煤灰磁化复混肥在改善水稻生物学及经济性状，提高叶绿素含量和光合速率方面有显著的效应．     

保水剂与磷肥的相互影响及节水保肥效果

采用茶袋法测定保水剂在磷酸一铵、过磷酸钙溶液中的吸水倍率,并以差减法计算保水剂对磷素养分的吸持量,研究不同磷肥对保水剂吸水性能以及保水剂对不同磷肥的吸持作用的影响;盆栽条件下以玉米为供试作物,研究保水剂和不同磷肥配合施用下的节水保肥效果。结果表明:保水剂在不同磷肥溶液中的吸水倍率随肥料浓度的增加而下降,过磷酸钙对保水剂吸水倍率的影响大于磷酸一铵;保水剂在大量吸水的同时,也对溶于水中的磷素养分有吸持作用,吸持量随肥料浓度的增加出现先增大后减小的规律;保水剂和磷肥配合施用能增加叶片净光合速率和气孔导度,提高玉米生物量和水肥利用效率,保水剂与磷酸一铵配合施用水肥调控效果较好。     

减量施肥对水稻生长及氮素利用率的影响

通过在不同肥力水平土壤上设置不同幅度的氮肥减量试验,研究其对水稻产量及氮肥利用率的影响,为巢湖流域坡岗地区氮肥的减量施用提供依据。结果表明:在巢湖流域坡岗地区中高肥力水平土壤上减少30%的常规施氮量、中低肥力水平土壤减少10%的常规施氮量,虽然单位面积有效穗数下降,但水稻结实率、每穗粒数和千粒重明显增加,不会造成水稻显著减产。两种肥力水平土壤上,氮素收获指数均以常规施氮量处理最低,减量施肥、分期施氮可以促进氮素从茎、叶、根部向谷粒的转移;减量施肥,中高肥力土壤上氮素回收率提高9.99～16.52个百分点,中低肥力水平土壤上提高6.0～12.15个百分点。     

盐分胁迫对菠菜生长和吸氮量的影响

为了研究盐分胁迫对菠菜生长和吸氮量的交互影响,在光培养室内开展了土柱栽培试验。试验设置3个灌溉水含盐量水平:0.87dSm-(1淡水,S0)、2.0dSm-(1盐分胁迫,S1)和5.0dSm-(1盐分胁迫,S2),2个氮肥水平:100kg Nhm-2(N1)和300kgNhm-(2N2)。本试验条件下,菠菜生育期为54天。在前44天,随着盐分胁迫程度增加,菠菜相对生长速率(relative growth rate,RGR)降低,其中在33~44天时,N1水平下,S0处理的RGR最大,为1.30×10-1gg-1day-1;在生育期的后10天,随着盐分胁迫增加,RGR升高。盐分胁迫导致菠菜吸氮量和干物质重下降。盐分胁迫和氮肥的交互影响使菠菜吸氮量降低47.02mgpot-1。菠菜吸氮量是其生长时间的二次函数。该研究表明,S2水平下,菠菜生育前期施肥量高,抑制作物生长。     

水分胁迫下黄瓜叶片光响应过程的模拟

以黄瓜品种"博新525"(Boxin525)为试材,设置4个土壤水分处理,即正常灌溉CK(土壤相对湿度为70%~80%)、轻度胁迫T1(土壤相对湿度为60%~70%)、中度胁迫T2(土壤相对湿度为50%~60%)、重度胁迫T3(土壤相对湿度为35%~45%),利用LI-6400便携式光合仪测定不同水分处理下黄瓜叶片的光响应曲线,采用直角双曲线、非直角双曲线、指数和叶子飘等4种光响应模型对黄瓜叶片光响应过程进行模拟,运用统计方法进行模拟效果评价,以探讨水分胁迫对黄瓜叶片光响应过程的影响。结果表明:(1)水分胁迫导致黄瓜叶片净光合速率(Pn)下降,当光合有效辐射PAR(photosynthetically active radiation)为800μmol·m~(-2)·s~(-1)时,T1、T2和T3处理叶片Pn分别比CK下降17.92%、26.49%和50.00%。实测与模拟的光响应曲线对水分胁迫的响应趋势一致,随着胁迫程度增加,Pn-PAR曲线变化幅度减小。(2)水分胁迫显著影响黄瓜叶片的光响应曲线参数。4种模型模拟的叶片初始量子效率均随胁迫加重呈先升高后降低的变化趋势;叶片暗呼吸速率以T2处理最高;4种模型计算的T1、T2和T3处理叶片光饱和点平均值较CK分别下降24.28%、31.99%和38.33%,叶片最大净光合速率平均值分别降低23.88%、33.19%和55.78%。(3)CK处理的黄瓜叶片光响应曲线模拟值偏离程度及光响应曲线参数的平均相对误差均最低,水分胁迫降低了黄瓜叶片光响应曲线的模拟效果。(4)4种模型模拟效果以叶子飘模型最佳,其后依次为指数模型、非直角双曲线模型、直角双曲线模型。研究认为水分胁迫显著影响黄瓜叶片的光响应过程,降低黄瓜叶片的光合能力。     

保水剂与秸秆深施对砂质潮土水肥状况及小麦产量的影响

保水剂与秸秆深施对砂质潮土培肥效应的研究,为中低产田砂质潮土的改良提供科学合理的依据。于典型的砂质潮土区设置了五种不同的田间处理方式:秸秆翻埋还田(TS)、秸秆深施(DS)、秸秆与保水剂深施(DS+W)、保水剂深施(DW)和不处理对照(CK)。比较分析了小麦生育期不同土层中水分、有机质、速效氮以及小麦产量。研究结果表明:(1)与CK相比,从孕穗期到灌浆期,秸秆与保水剂的施用均使0~80 cm土层的含水量有所提高,且DS+W与DW均显著提高了60~80 cm土层水分,其中在孕穗期两处理水分含量分别是CK的3倍和2倍,灌浆期为CK的2倍和1.5倍。(2)与CK相比,其余各处理均显著提高了小麦产量(P<0.05),TS、DS和DS+W分别增产了30.7%、27.3%和48.9%。(3)与CK相比,TS、DS、DS+W和DW的水分利用效率显著增加,分别增加了0.63、0.57 0.93和0.29 kg m~(-3)。(4)与CK相比,20~80 cm土层中,深埋处理DS、DS+W、DW均提高了土壤中有机质含量,DS+W处理下土壤有机质含量与其他处理之间差异显著(P<0.05)。(5)与CK相比,TS和DS处理能够有效的提高各土层中硝态氮含量,保水剂的施用在40~80 cm土层中对土壤硝态氮未见显著影响。(6)各处理间单茎小麦各器官干物质积累量大小为:DS+W>DS>TS>DW>CK,且从不同器官的干物质积累量的比例来看,TS、DS、DS+W处理下的籽粒所占比重较CK的籽粒所占比重有所增加,茎+叶所占比例相应减少,植株干物质的积累逐渐向籽粒偏斜。(7)从小麦产量与土壤水分和硝态氮含量的相关分析结果来看,土壤水分主要在小麦灌浆期影响小麦产量,且是砂质潮土中影响小麦产量的最主要因素。综上所述,保水剂与秸秆的施用均能不同程度的改善砂质潮土的理化性状,提高农作物产量,以保水剂与秸秆的配合深施对砂质潮土的改良效果最佳。     

大气CO2浓度升高条件下稻稗共生系统中稗草对水稻光合生理的影响

稗草是水稻田的恶性杂草之一,严重影响水稻的生长发育和产量形成。为明确CO2浓度升高条件下稗草和水稻的光合生理响应及其竞争关系变化,以吉粳88为研究对象,利用开放式CO2浓度富集系统（FACE系统）开展模拟试验。试验设置2个CO2浓度,分别为自然大气CO2浓度（400µmol·mol−1）和高CO2浓度（550µmol·mol−1）,高CO2浓度环境应用FACE系统进行调控;每种CO2浓度处理中设2种种植方式,分别为清种水稻和水稻与稗草混种,稗草与水稻种植密度比为1:5,在水稻各生育期测定相应的光合生理指标并进行分析。结果表明：CO2浓度升高使水稻每穴穗数显著增加,结实率也有所提高,最终使水稻产量显著提高;稗草与水稻混种使水稻结实率显著降低,水稻千粒重显著增加,最终使水稻产量显著降低;CO2浓度升高和稗草互作使水稻千粒重显著提高,但对产量影响并不显著。CO2浓度升高使水稻干物质量显著提高,稗草使水稻干物质量显著降低;而CO2浓度升高和稗草互作对水稻干物质影响不显著。CO2浓度升高使水稻剑叶净光合速率、胞间CO2浓度及SPAD值显著升高,使水稻剑叶气孔导度和蒸腾速率显著降低,稗草显著降低了水稻剑叶净光合速率、胞间CO2浓度、气孔导度、蒸腾速率、瞬时水分利用效率及SPAD值;CO2浓度和稗草互作使水稻剑叶净光合速率先降低后升高。水稻抽穗后CO2浓度升高对水稻光合作用的影响大于稗草对水稻光合作用的影响。