不同磷效率小麦对低铁胁迫的基因型差异

用营养液培养方法研究了不同磷效率小麦幼苗对低铁胁迫的基因型差异。结果表明,低铁胁迫(-Fe)对磷高效基因型小麦生长的抑制作用显著大于对磷低效基因型。低铁处理下,磷高效基因型81(85)-5-3-3-3、Xiaoyan54和Taihe-5025的植株地上部干重平均比正常供铁(+Fe)处理下降55.2%;磷低效基因型Jinghe90-Jian-17、NC37和Jing41平均33.0%。低铁胁迫显著降低了磷高效基因型小麦的叶片叶绿素含量,3个磷高效基因型的叶绿素a、叶绿素b和叶绿素a+b含量分别降低了35.6%、35.3%和35.3%,磷低效基因型分别降低了16.8%、7.7%和11.9%。低铁胁迫对小麦的根系生长、根系吸磷量和磷利用效率均未产生明显的影响,但显著降低了磷高效基因型小麦的植株地上部吸磷量和根效率比。与正常供铁的处理相比,磷高效和磷低效基因型小麦的地上部吸磷量和根效率比在低铁处理中平均降低了55.0%、54.9%和32.5%、36.4%。磷高效基因型小麦植株体内积累的磷量明显高于磷低效基因型,这是磷高效基因型不耐低铁的主要原因。磷效率越高,对低铁的反应越敏感。     

铁和不同形态氮素对玉米植株吸收矿质元素及其在体内分布的影响——Ⅰ.对氮、磷、钾、钙、镁等营养元素的影响

用营养液培养方法研究了铁和两种形态氮素(NO3--N和NH4+-N)对玉米植株吸收氮、磷、钾等大量元素和钙、镁等中量元素及其在体内分布的影响。结果表明:与NO3--N相比,供应NH4+-N促进了玉米对氮的吸收,在缺铁条件下,降低了对磷、钾、钙及镁的吸收。铁和NH4+-N都显著提高了玉米植株各器官中氮的含量。与NH4+-N处理相比,NO3--N处理的新叶中磷含量显著增加,但铁的供应对植物体内磷的含量无显著影响。使用NO3--N显著提高了玉米新叶和老叶中钾的含量,根和茎中钾的含量无明显影响。铁的供应降低了新叶和老叶中钾的含量。供铁时,NH4+-N处理的玉米新叶中钙和镁的含量显著低于NO3--N处理,而在缺铁时则无显著差异。     

不同NH_4~+/NO_3~-配比对红松幼苗生长的影响

对NH4+-N,NO3--N不同配比盆栽试验条件下红松幼苗生物量,NPK养分的吸收,培养基质中的NH4+-N、NO3--N浓度及pH作了比较研究。结果表明,红松幼苗在以NH4+-N为主的营养液中生长好。营养液中NO3--N比例增加则幼苗生长下降,过量的NO3--N可抑制幼苗根系生长。NH4+-N为主的营养液对红松幼苗NO3--N的供应无明显效果。营养液中NH4+-N比例增加,植株体内P浓度增加,K浓度下降。NH4+-N/NO3--N配比显著影响基质的pH值,NH4+-N比例增加,基质pH下降;NO3--N比例增加,基质pH升高。     

铁和不同形态氮素对玉米植株吸收矿质元素及其在体内分布的影响 Ⅱ.对铁、锰、铜、锌等营养元素的影响

用营养液培养方法研究了铁和两种形态氮素对玉米植株吸收铁、锰、铜、锌等微量元素及其在体内分布的影响。结果表明:与硝态氮(NO3--N)相比,铵态氮(NH4+-N)显著提高了玉米对铁的吸收,降低了对锰、铜及锌的吸收。供铁也明显提高了植株地上部铁的吸收总量,降低了锰及锌的吸收量,尤其是在供应No3--N时这种作用更为明显。在缺铁条件下,NH4+-N处理的玉米新叶中铁的含量明显高于NO3--N处理;而新叶、老叶、茎中锰、锌、铜含量以及根中锰、锌含量都明显低于NO3--N处理。但使用NH4+-N时,根中铜的含量较高。在供铁条件下,NH4+-N处理的玉米植株四个不同器官中锰和锌的含量显著低于NO3--N处理的植株,而铜的含量正好相反。在缺铁条件下,玉米新叶中活性锰、活性锌的含量显著高于供铁处理;与NO3--N相比,NH4+-N的供应也显著降低了玉米新叶中活性锰以及活性锌的含量。     

增硝营养对不同基因型水稻苗期氮素吸收同化的影响

利用控制条件下的溶液培养方法,研究了增硝营养(NH4+∶NO3-比例为100∶0和50∶50)对4种不同的基因型水稻(常规籼稻、常规粳稻、杂交籼稻、杂交粳稻)苗期生长和氮素吸收同化的影响。结果表明,增NO3-营养可以增加水稻叶片的光合速率,促进水稻对氮素的吸收,提高氮素利用率,进而促进水稻生长;不同基因型水稻在增NO3-营养下氮积累量增幅不同主要是由于其生物量增幅不同,而整株氮素含量增幅差异不大;NO3-的存在可增强谷氨酰胺合成酶和硝酸还原酶的活力,促进水稻对NH4+和NO3-的同化利用,从而增加了氮素在植株地上部的积累同化;籼稻与粳稻相比,杂交粳稻与杂交籼稻相比,前者在氮素吸收利用上均表现出更为明显的优势。     

活化钙镁磷肥对不同磷效率基因型冬小麦生长及磷效率的影响

用土培方法研究了两种磷肥 (枸溶性钙镁磷肥CMP和水溶性磷肥过磷酸钙SSP)和两种非水溶性磷肥活化剂(无机矿物活化剂IA和有机活化剂OA)在石灰性土壤中对不同磷效率小麦苗期生长和基因型差异以及磷效率的影响。结果表明 ,SSP和CMP对不同磷效率基因型小麦生长的影响无显著差异 ,但对植株磷效率的影响效果明显不同。SSP可提高植株的磷吸收效率 ,CMP对提高植株的磷利用效率更有效。不同磷效率小麦生长的基因型差异在所有磷肥处理中均表现 ,但在CMP处理中的差异最大 ,不同溶解性磷肥品种可作为小麦磷效率基因型的鉴定材料。两种非水溶性磷肥活化剂对钙镁磷肥均有效 ,但作用大小和方向因小麦基因型不同而异 ,OA有利于磷高效基因型小麦的生长 ,IA对磷低效基因型小麦的生长则更加有利 ,其效果甚至超过水溶性磷肥。经IA处理的CMP能明显提高小麦植株的磷含量和吸磷量 ,并能显著增加土壤的有效磷含量     

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.     

氮素形态及HCO3——对豌豆铁素营养的影响

在水培条件下研究了NO3-N ,NH4-N及添加HCO3-和HEPES对豌豆铁营养的影响。与NO3-N相比 ,供应NH4-N时豌豆根系铁还原力上升较早 ,铁还原酶活性显著较高 ,铁向地上部转移较多。供应NH4-N时培养Sparkle的营养液pH下降较快 ,而培养E107营养液 pH受氮源形态的影响较小。对根系质外体铁的利用 ,以NH4-N为氮源时 ,两种豌豆经过 15天后都全部利用 ;供应NO3-N的E107能全部利用 ,Sparkle也利用了约 3/4 ;以HCO3-缓冲时E107利用了约 3/4 ,而Sparkle则几乎不能利用。但是生长在HCO3-缓冲的营养液中的豌豆根系结构完好 ,转移到低pH环境中后铁还原力不仅没有降低 ,反而比对照有所提高。HCO3-和HEPES对豌豆铁营养的影响相似。表明HCO3-对豌豆铁营养的影响不是破坏了根系的结构和功能 ,而主要是通过提高根际 pH值 ,抑制了根系铁还原酶活性的作用 ,从而降低了对铁的吸收利用能力。氮素形态对豌豆铁营养的影响主要是通过影响质外体 pH起作用的。     

水分及铵、硝营养对水稻幼苗氮素吸收的影响

采用5% PEG模拟水分胁迫,研究武育粳3号水稻幼苗生长状况以及在水分胁迫下对不同NH4+-N / NO3--N质量比例（100/0、75/25、50/50、25/75、0/100）处理的响应。结果表明,模拟水分胁迫后水稻幼苗生长对不同的NH4+-N/NO3--N处理反应不同,水稻对NH4+-N和NO3--N的吸收发生显著改变,水稻幼苗更偏向于吸收NO3--N营养,与正常水分处理相比其对总氮和NO3--N的吸收量显著增加。     

长期种植苜蓿对土壤氮素营养的作用

13年长期施肥和轮作试验结果表明，连续种植苜蓿对N肥、P肥、有机肥的配合施用（NPM）较单施P肥对提高土壤硝态氮（NO3^-N)含量水平有较好效果；而无论施肥与否，种植苜蓿对土壤深层NO3^-均造成不同程度的亏缺。苜蓿（NPM）连作较小麦（NPM）连作土壤NO3^--N利用率高；种植苜蓿对土壤铵态氮（NH4^ -N)分布影响与NO3^--N不同，深层土壤CK、NPM配施处理CK、NPM配施处理NH4^ -N含理明显高于施P和裸地处理，不同作物种植系统中以苜蓿连作土壤剖面中NH4^ -N含量最高。与其他轮作相比，苜蓿连作在提高土壤剖面供N能力方面有较好作用。     

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。     

不同氮形态对两种基因型水稻根系形态及氮吸收效率的影响

为了探索不同铵硝配比对水稻根系形态和地上部N累积量的影响及其与根系吸N量的关系,以苗期N高效品种桂单4号和N低效品种南光为材料,设置1.0mmol/L NO3--N、0.5mmol/L NH4NO3、1.0mmol/L NH4 -N 3个N处理开展了研究.结果表明:含有NO3--N的处理总根长、总根数和总根表面积均明显高于NH4 -N的处理,且桂单4号和南光两种基因型水稻之间存在差异.两品种均在0.5 mmol/L NH4NO3处理中根系吸N量最高,其次是1.0 mmol/L NH4 -N处理,1.0 mmol/L NO3--N的处理根系吸N量最少.     

The Influence of Phosphorus Sources on the Growth and Rhizosphere Soil Characteristics of Two Genotypes of Wheat (Triticum aestivum L.)

A rhizobox experiment was conducted to investigate the effects of phosphorus (P) sources on the rhizosphere soil characteristics of two wheat genotypes Xiaoyan54 (P-efficient) and Jing411 (P-inefficient), which were colonized with an arbuscular mycorrhizal fungus and grown in Cumulic Haplustoll. The four P sources included a control (no added P), OP [organic P: sodium (Na)-phytate], IP [inorganic P: monopotassium phosphate (KH₂PO₄)], and OPIP (Na-phytate plus KH₂PO₄). The results showed that when no exogenous P was added the shoot biomass of Xiaoyan54 was 28% significantly higher than Jing 411. The acid phosphatase activity (APA) in the rhizosphere soil was significantly depressed when inorganic P was added; the APA for Xiaoyan54 was higher than that of Jing411 in most of the layers regardless of the P source. Inorganic and organic P fertilizer conditions did not significantly impact the soil pH relative to the control, and the pH did not significantly differ between the two genotypes. In conclusion, when no exogenous P was added, shoot biomass of Xiaoyan54 was greater than Jing411. This increase was promoted by greater soil APA but not soil acidification. The rhizosphere soil pH was not altered across different wheat genotypes or P sources, but APA was increased in the soil of control and OP-treated plants compared with IP- and OPIP-treated plants. The APA of Xiaoyan54 was higher than Jing411 for all of the P sources. The response mechanism of rhizosphere soil acidification is different from acid phosphatase exudation in plants receiving different P sources under arbuscular mycorrhizal fungus inoculation.     

不同氮素供应对烟草品质指标的影响

用盆栽试验研究了不同氮形态和不同氮浓度对烟草钾、氯、总糖和烟碱等品质指标的影响。两种氮形态均有助于叶片钾和氯的积累,铵态氮有助于增加氯的积累,硝态氮更有利于钾的积累。铵态氮有利于总糖提高,其比例超过硝态氮时不利于烟碱含量的提高。任何铵/硝比下,氮浓度增加均会降低糖/烟碱比。下部叶对氮的反应不同于上部和中部叶,也是其烟叶品质不同于上部和中部叶的内在原因。     

不同基因型小麦铁营养效率差异及其可能机制

采用营养液培养试验对苗期6个不同小麦基因型旱选10,鲁麦14,小偃54,京411,洛夫林和中国春的铁营养效率进行了研究,并对其可能机制进行了探讨。试验设低铁(2μmol/L)和正常铁(100μmol/L)2个处理。结果表明,小麦的铁营养效率存在基因型差异,其范围从58%到92%。供试基因型中铁营养效率最高的基因型为中国春,最低的为旱选10。本试验条件下,小麦种子中铁浓度与其苗期铁营养效率间未发现相关性。多重回归分析表明,小麦铁营养效率差异主要由铁吸收决定,而铁吸收主要由根表面积差异决定。说明具有较大根表面积的小麦基因型在苗期具有更高的铁营养效率与抵抗铁缺乏的能力。     

土壤供氮能力指标研究

本文对国内外土壤供氮能力指标的研究进行了论述 ,作者根据自己的研究结果认为 :在土壤起始NO- 3 N含量较高时 ,用KCl煮沸浸取出的一定深度土壤的NO- 3 N就可作为土壤供氮能力指标 ,反映出当前土壤的供氮能力 .而在土壤起始NO- 3 N含量较低或考虑到起始NO- 3 N的影响后 ,1mol/LNaOH扩散出的NH+ 4 N或KCl煮沸法在酸性土壤上浸取出的NH+ 4 N则是较好的土壤供氮能力指标 ,反映了土壤潜在的供氮能力     

Study of various NH4+/NO3- mixtures for enhancing growth of potatoes

Two experiments were conducted to determine the effects of various NH4(+)-N/NO3(-)-N percentages on growth and mineral concentrations in potato (Solanum tuberosum L.) plants using a non-recirculating nutrient film system in a controlled environment. The first experiment included six NH4(+)-N/NO3(-)-N percentages at 0/100, 20/80, 40/60, 60/40, 80/20, and 100/0 with the same total N concentration of 4 mM. The second experiment included six NH4(+)-N/NO3(-)-N percentages at 0/100, 4/96, 8/92, 12/88, 16/84, and 20/80 again with the same total N of 4 mM. In each experiment, plants were harvested 35 days after transplanting when tubers had been initiated and started to enlarge. Dry weights of shoots, tubers, and whole plant at the harvest were increased significantly with all mixed nitrogen treatments as compared with single NH4+ or NO3- form. The enhanced growth with mixed nitrogen was greatest at 8% to 20% NH4(+)-N. Also, the concentrations and accumulation of total N in the shoots and roots were greater with mixed nitrogen than with separate NH4+ or NO3- nutrition. With NH4+ present in the solutions, the concentrations of P and Cl in the shoots were increased compared to NO3- alone, whereas the tissue concentrations of Ca and Mg were decreased. It was concluded that nitrogen fertilization provided with combined NH4+ and NO3- forms, even at small proportions of NH4+, can enhance nitrogen uptake and productivity in potato plants.     

不同氮效率水稻品种苗期吸氮效率差异及其机理研究

以大田筛选得到的不同生物学特性的12个水稻品种为材料,研究了水培条件下这些品种苗期的吸N效率差异,结果表明大田N效率不同的品种在苗期水培条件下吸N效率也不相同,并且大田相同类型的品种在苗期N效率也不完全相同。供试7个大田高产品种中只有桂单4号、云粳38和黔育421这3个水稻品种在水培环境中同样保持较其它品种生物量大,N响应高的特性;另外3个大田高产品种南光、予粳7号和4007在苗期N效率表现很差;红稻Vmax虽然很大,但是生物量很小,所以综合表现一般。3个低产品种Elio、抚宁小红芒和黄金糯中,Elio在苗期N效率很高,另外2个品种N效率不高。研究发现,生物量(尤其是根系的生物量)和对NH4 的亲和力(1/Km)以及Vmax是水稻苗期吸N效率的主要决定因素。典型的苗期N高效品种有桂单4号、黔育421、Elio和云粳38,这些品种苗期N累积量高,N响应值高,原因在于桂单4号、黔育421和Elio在水平增加后Vmax都成倍增加,尤其Elio的Vmax一直都很高,而云粳38则主要是靠较高的生物量来获得高吸N量。典型的低效品种有南光、4007、武运粳7号和予粳7号,这些品种N累积量小,N响应值小,原因在于其中前3个品种在N水平增加后Vmax都降低,Km大幅度增加,而予粳7号虽然Vmax稍有增加,但亲和力则降低最大而成为所有品种中最低的,所以综合结果仍是低效。     

加气灌溉与秸秆还田对水稻氮磷损失的影响

秸秆还田对于培育地力、提高作物品质与产量具有重要意义,然而在中国南方水稻种植区稻麦轮作耕作方式下,小麦秸秆还田后出现了水稻田面水质恶化的问题。该研究设置不同秸秆还田以及不同进气量的微纳米加气灌溉6个处理,开展水稻盆栽试验,观察分析水稻生育期内稻田水化学指标以及氮磷损失的变化规律。结果表明：水稻田面水与渗漏水中化学需氧量（Chemical Oxygen Demand,COD）浓度以及氮磷浓度的起伏变化主要受施肥因素影响;秸秆还田条件下水稻田面水COD浓度、总氮（Total Nitrogen,TN）浓度、铵态氮（NH4+-N）浓度、硝态氮（NO3--N）浓度均有所提升,总磷（Total Phosphorus,TP）浓度有所降低;水稻渗漏水COD浓度、NH4+-N浓度在秸秆还田后会有所升高,TN浓度、NO3--N浓度会有所降低;微纳米加气灌溉有利于降低秸秆还田后稻田水的COD浓度、TN浓度、NH4+-N浓度,其最优去除率可达19%、31%、45%。秸秆还田有利于提高稻田氮磷利用率,但是会增加氮素损失量,微纳米加气灌溉可以有效减少小麦秸秆还田后稻田的氮磷损失量,综合考虑改善稻田水COD浓度、减少氮磷损失以及保证水稻产量,推荐使用0.7 L/min进气量的微纳米气泡水对小麦秸秆还田后的水稻进行灌溉。该研究结果可为秸秆还田条件下稻麦轮作区水稻灌溉管理提供理论和技术指导。