尿囊素对玉米幼苗根系生长及伤流液的影响

用尿囊素（Allantoin，All.）300mg/L和700mg/L喷淋一叶一心期的玉米超甜20号）幼苗，到四叶一心期对根系形态和伤流液进行测定。结果表明，尿囊素使一级根根数、最长根根长、根鲜重和根体积都比对照显著增加，整个根系显得强壮发达。同时，伤流液的流量、电导率、游离氨基酸总量及脯氨酸含量均明显高于对照，从而证明尿囊素确实促进了玉米幼苗根系的生长和对水分、矿质的吸收与同化能力，且尿囊素700mg/L的作用更优于300mg/L。     

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。     

增铵营养对番茄植株伤流液组分及含量的影响

在总氮(N)浓度相等的条件下,研究全硝营养(100% NO3-)和25% 增铵营养(NH4+∶NO3- = 25%∶75%)对开花期和幼果期番茄植株伤流液各组分含量的影响.结果表明,增铵营养显著增加幼果期伤流液中 K的含量,对Ca、Mg、P元素含量没有显著影响;增铵营养下伤流液中 NO3- 的含量下降、NH4+ 含量增加,氨基酸、苹果酸等的含量均显著增加,氨基酸/硝态氮含量之比显著提高,表明喜硝作物适当增铵不仅能够提高根系活力,显著促进K的吸收以供果实发育之需,而且提高了植株整体同化N素的能力.     

水 、氮供应对玉米伤流及其养分含量的影响

以玉米为供试作物, 在遮雨棚内进行了微区田间试验, 研究了不同水、氮供应玉米的伤流量, 伤流液中的硝态 氮、铵态氮、游离氨基酸及磷、钾含量, 以及对植株氮、磷、钾等养分含量和吸收量的影响。 结果表明, 供水明显增加 伤流量和伤流液中硝态氮、铵态氮、游离氨基酸及磷、钾含量。 水分充足或水分胁迫较轻时, 伤流量及其养分含量 随施氮增加而增加;水分胁迫严重时, 则减少。 在不同水、氮供应条件下, 植株氮、磷、钾养分含量及吸收量具有相 同的变化趋势。     

外源稀土对水稻伤流组分的影响

应用微区试验和伤流测定法研究了外源稀土对水稻根系合成氨基酸和激素的效应,以及对伤流中无机营养离子的影响。结果表明,在本试验条件下,土施低浓度稀土能促进根系合成,显著增加氨基酸总量和激素在伤流中的含量,提高营养离子的吸收;但高浓度稀土却有着明显的抑制效应。应用数学模拟的方法计算出稀土抑制氨基酸合成的半效应值(或50值)约为350～500mg/kg。稀土提高了伤流液中钙的含量,而对磷、钾的含量起抑制效应。     

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。     

不同水分条件下铵态氮对汕优63水稻硝态氮吸收的影响

通过水培试验,研究了汕优63水稻在不同水分以及有无NH+4-N供应条件下硝态氮的吸收特征。结果表明:在正常水分预处理的基础上,汕优63水稻硝态氮吸收速率随着硝态氮供应量的增加而增加。正常水分条件下,除0浓度,NH4+-N的供应抑制了硝态氮的吸收;模拟水分胁迫条件下NH4+-N的供应抑制了硝态氮吸收,且在0、20 mg.L-1浓度NO3--N有外溢现象。在无NH4+-N供应的情况下模拟水分胁迫抑制了硝态氮的吸收。在20 mg.L-1、40 mg.L-1、80 mg.L-1浓度,有NH4+-N供应的情况下水分胁迫促进了硝态氮吸收。在模拟水分胁迫预处理的基础上,汕优63水稻硝态氮吸收速率也随着硝态氮供应量的增加而增加,且大多数高于相应正常水分预处理,但处理3、4、5在正常水分预处理条件下硝态氮吸收速率相对高一些。在正常水分条件下,除20 mg.L-1浓度,NH4+-N的供应都促进了硝态氮吸收。在0、20 mg.L-1浓度,模拟水分胁迫条件下NH4+-N的供应抑制了硝态氮吸收;在60 mg.L-1浓度,模拟水分胁迫条件下NH4+-N的供应促进了硝态氮吸收。在40 mg.L-1、80 mg.L-1浓度,硝态氮吸收速率变化不大;在无NH4+-N供应的情况下,除20 mg.L-1浓度,模拟水分胁迫促进了硝态氮吸收。有NH4+-N供应的情况下,在0、20 mg.L-1浓度,水分胁迫抑制了硝态氮吸收;而在40 mg.L-1、60 mg.L-1、80 mg.L-1浓度,水分胁迫却促进了硝态氮吸收。     

根际通气对基质气体、肥力及黄瓜伤流液的影响

为改善根际气体环境,试验采用基质通气栽培方式,研究不同通气方式对基质气体、肥力及黄瓜伤流液的影响。结果表明,基质底部通气和基质上部通气均显著改善根际二氧化碳和氧气体积分数,二氧化碳体积分数比对照降低33.31%～98.02%,氧气体积分数比对照提高2.13%～12.22%。通气处理显著提高基质速效养分质量分数,碱解氮比对照提高12.95%～28.87%,速效磷比对照提高12.02%～20.46%。基质上部通气处理的伤流液流量、电导率值和伤流液氨基酸含量均最高,表明基质上部通气处理根系代谢旺盛,是较理想的基质通气方式。     

不同形态氮肥与结实期水分胁迫对水稻氮素利用及产量的影响

以杂交籼稻"冈优527"和常规粳稻"农垦57"为材料,设置硫酸铵(铵硝配比100∶0)、硝酸铵(铵硝配比50∶50)、硝酸钠(铵硝配比0∶100)3种形态氮肥及结实期4种水分胁迫处理[土壤水势(ψsoil)分别为0 kPa、25 kPa、50 kPa、75 kPa,持续处理14 d],研究其对水稻氮素吸收利用及产量的影响。结果表明:结实期土壤水势在25 kPa时,铵硝比50∶50处理较铵硝比100∶0处理的水稻籽粒产量增加显著,铵态氮比例≥50%时,适当增加硝态氮比例可缓解土壤水分严重不足对产量形成的不利影响。当土壤水势在0~25 kPa范围内适当增加硝态氮肥比例,有利于促进稻株氮素累积,尽管与纯铵态氮处理间未达到显著水平,但与纯硝态氮处理间差异均达到显著水平。土壤水势≤50 kPa时,增加硝态氮产量优势减弱,相反增加铵态氮肥的比例更有利于产量形成。增加铵态氮有利于分蘖盛期前稻株对氮的吸收,但在保证一定铵态氮比例下,适当增加硝态氮有利于加快中、后期对氮素的吸收速度和氮素累积量,为结实期氮素向籽粒转运及提高氮素利用效率提供保证。适度水分胁迫能促进结实期水稻对氮素的吸收,促进结实期干物质累积,提高各器官中营养物质向籽粒运转,进而有利于收获指数的提高。杂交籼稻"冈优527"和常规粳稻"农垦57"对不同形态氮肥与结实期水分胁迫下氮素利用及产量的响应趋势基本一致。     

局部根系干旱条件下分蘖期水稻对供氮形态的生物学响应

采用室内分根营养液培养及PEG模拟水分胁迫的方法,研究不同氮素形态(NH4 -N、NO3--N、NH4 -N/NO3--N比为50/50)对水稻局部根系遭遇水分胁迫后的生物学响应状况。结果表明,在非水分胁迫的条件下,供应NO3--N营养相对促进分蘖期水稻的根系发育,而供应NH4 -N营养相对促进分蘖期水稻的地上部发育;在局部根系受到水分胁迫的条件下,NH4 -N和NO3--N混合营养水稻生物量增量分别比全NO3--N和全NH4 -N营养水稻高31.7%和37.7%,其中地上部生物量增量也分别比全NO3--N和全NH4 -N营养水稻高33.5%和33.2%。全NO3--N营养水稻未受水分胁迫一侧根系生物量的增量明显高于另一侧受水分胁迫的根系生物量的增量,且明显高于两侧根系均未受水分胁迫的相同供氮形态营养的水稻单侧根系生物量的增量;而全NH4 -N以及NH4 -N和NO3--N混合营养水稻未受水分胁迫一侧根系和受水分胁迫的根系生物量增量之间没有明显差异,但均高于两侧根系均未受水分胁迫的相同供氮形态营养的水稻,为NH4 -N营养提高水稻抗旱能力提供了证据。     

供氮形态和水分胁迫对苗期—分蘖期水稻光合与水分利用效率的影响

采用室内营养液培养及聚乙二醇(PEG6000)模拟水分胁迫处理的方法,在3种供氮形态(NH4+/NO3-比为100/0,50/50和0/100)和2种水分条件(非水分胁迫及水分胁迫)下,研究了水稻苗期—分蘖期的生长及其水分利用效率。结果表明,苗期—分蘖期水稻在非水分胁迫条件下,NH4+/NO3-比为50/50处理(NH4+、NO3-混合处理)的生物量最大,比单一供NH4+-N和单一供NO3--N的处理分别高49.63%和63.25%。而在水分胁迫条件下,单一供NH4+-N的处理生物量最大,比NH4+、NO3-混合处理和单一供NO3--N的处理分别高5.76%和484.0%;单一供NH4+-N其水分利用效率也最高,比NH4+、NO3-混合处理和单一供NO3--N的处理分别高11.36%和81.63%,而比非水分胁迫条件下的相应处理高12.39%。此外,单一供NH4+-N较单一供NO3--N的处理水稻有较强的抗旱性,主要与其能保持相对较高的叶绿素含量、叶面积、分蘖数和净光合速率有关。     

Chemical forms of iron in xylem sap from graminaceous and non-graminaceous plants

Graminaceous plants can take up iron-phytosiderophore complexes, whereas non-graminaceous plants absorb ferrous ions after the reduction of ferric compounds at the root cell membranes. The iron (Fe) in the roots may be transported to the aerial plant parts through the xylem. We compared the chemical forms in xylem sap collected from the cut stems of three graminaceous plants (rice [Oryza sativa L.], maize [Zea mays L.], barley [Hordenum vulgare L.]) and three non-graminaceous plants (tomato [Lycopersicon esculentum Mill.], soybean [Glycine max Merr.], castor bean [Ricinus communis L.]) grown in composite soils for the concentrations of iron and iron-chelating compounds (nicotianamine, phytosiderophores, citrate). We also fractionated the xylem saps by size-exclusion chromatography to gain insight into the chemical forms of iron. The Fe concentrations in the xylem sap ranged from 9 to 40 μM. Nicotianamine was found in the xylem sap from all the plants examined, with higher concentrations in the non-graminaceous plants. In contrast, phytosiderophores (2’-deoxymugineic acid and mugineic acid) were predominantly detected in the graminaceous plants. The concentrations of free citrate varied greatly (from 4 to 2200 μM) among the six plant species. The xylem sap iron in non-graminaceous plants may form two types of Fe-citrate, whereas in graminaceous plants, the bound Fe forms may be largely two types of Fe-citrate with various Fe-phytosiderophores.     

Ammonia exchange between rice leaf blades and the atmosphere: Effect of broadcast urea and changes in xylem sap and leaf apoplastic ammonium concentrations

Abstract

To elucidate the effects of broadcast urea on ammonia (NH₃) exchange between the atmosphere and rice, we investigated the NH₃ exchange flux between rice leaf blades and the atmosphere, xylem sap ammonium (NH⁺ ₄) concentration, leaf apoplastic NH⁺ ₄ concentration and pH, and determined the stomatal NH₃ compensation point. Paddy rice (Oryza sativa L. cv. Nipponbare) cultivation using experimental pots was conducted in the open air. Three treatments, no nitrogen (NN), standard nitrogen (SN) and high nitrogen (HN), were prepared for two supplemental fertilizations. Urea with 0, 30 and 60 kg N ha^?1 for the NN, SN and HN treatments, respectively, was broadcast at panicle initiation, and urea with 0, 20 and 40 kg N ha^?1 for the NN, SN and HN treatments, respectively, was broadcast at heading. The NH₃ exchange fluxes between the rice leaf blades and the atmosphere (SN treatment) measured using a dynamic chamber technique showed net deposition in general; however, net emission from the old leaves occurred 1 day after the application at heading. In contrast, the xylem sap NH⁺ ₄ concentrations increased markedly 1 day after both applications, which suggests direct transportation of NH⁺ ₄ from the rice roots to the above-ground parts. The applications resulted in no obvious increase in the leaf apoplastic NH⁺ ₄ concentrations. The relationship between the NH⁺ ₄ concentration in the xylem sap and that in the leaf apoplast was uncertain, although the NH⁺ ₄ in the xylem sap came from the roots and the NH⁺ ₄ in the apoplast might be affected by the stomatal deposition of NH₃. The stomatal NH₃ compensation point of rice was estimated to be 0.1–4.1 nmol mol^?1 air (20°C). The direction and intensity of the exchange flux through the stomata, interpreted on the basis of the temperature-corrected NH₃ compensation point, agreed with the observed exchange flux between the rice leaf blades and the atmosphere.     

Effects of excess manganese and metal chelators on micronutrient concentrations in the xylem sap of iron-deficient barley plants

Barley (Hordeum vulgare L.) plants were grown hydroponically in a greenhouse for 14 d under Fe-deficient conditions before treatment for 3 h with excess Mn (25 µM) and equimolar amounts of plant-borne (phytosiderophores, PS) or synthetic (ethylene diamine tetraacetic acid, EDTA) metal chelators. The xylem sap was collected for 3 h and analyzed for PS, Fe, Mn, Zn, Cu, and citrate concentrations. Excess Mn in the feeding medium decreased the concentrations of PS, Fe, Zn, and Cu in the xylem sap. Addition of 25 µM Mn and an equimolar amount of PS to the feeding medium increased the concentrations of PS, Fe, and Cu in the xylem sap, while EDTA decreased the concentrations of PS and the above nutrients. Excess Mn in the feeding medium increased the Mn concentration in the xylem sap and this increase was more pronounced with the addition of PS to the feeding medium, while EDTA had a depressing effect. These findings suggested that the roots of Fe-deficient barley plants can enhance the absorption and/or translocation of both Mn²⁺ and a PS-Mn complex. Addition of excess Mn to the feeding medium, irrespective of chelators, did not affect the xylem citrate concentration, indicating that citrate may not contribute to the translocation of metal micronutrients. In the xylem sap of Fe-deficient barley plants, the concentrations of metal micronutrients were positively correlated with the concentrations of PSG     

水肥耦合对水稻地上部分生长与生理性状的影响

该文通过盆栽试验和田间试验，研究了水肥耦合对水稻地上部分生长与生理性状的影响，结果表明：节水灌溉处理的水稻茎蘖数和干物质积累量均高于相应的淹水灌溉处理，但株高小于淹水灌溉处理；低氮处理的叶水势低于高氮处理，但地上部植株干物质重相对较小，产量相对较高；低施氮条件下，节水灌溉处理的水稻产量均高于淹水灌溉处理，增产幅度分别为6.01%和11.68%。氮肥施用量较高时，水稻地上部植株干物质重虽然增加，但产量增加幅度较小，说明施用较高的氮肥，并不利于节水灌溉条件下水稻增产。     

分蘖期冷水胁迫下施氮量对寒地粳稻分蘖消长和产量形成的影响

以3个耐冷性不同的寒地粳稻品种东农428、龙稻7和松粳10为材料,设置7个施氮量水平,在分蘖期进行冷水处理,研究分蘖期冷水胁迫下施氮量对寒地粳稻分蘖消长和产量形成的影响。结果表明,冷水胁迫下寒地粳稻分蘖生长速度下降,最高分蘖数、有效分蘖率、有效穗数、每穗粒数、千粒重、结实率和产量均降低。随着氮肥用量的增加,分蘖生长速度加快,最高分蘖数增加,分蘖盛期推迟,有效分蘖率、千粒重、结实率下降。100 kg/hm2的氮肥用量下寒地粳稻的有效穗数、每穗粒数、产量及产量冷水反应指数最接近对照,最能够减轻低温冷害下寒地粳稻产量的损失。     

不同灌溉模式下氮肥水平对水稻氮素利用效率、产量及其品质的影响

以水稻品种两优培九为材料,研究了大田条件不同灌溉模式下氮肥水平对水稻氮素利用效率及稻米产量和品质的影响。结果表明,干湿交替灌溉（W2）和厢沟灌溉（W3）条件下水稻氮素积累总量、氮素吸收利用率分别比常规灌溉（W1）增加了18.5%、94.6％和22.1％、62.4％;产量分别增加了2.5％和9.1％。中等氮肥（N 180 kg/hm2, F2）处理的水稻氮素农学利用率和吸收利用率分别比低肥（N 90 kg/hm2, F1）处理增加了73.9％和36.2％;产量比不施肥处理（F0）增加了48.9％。水氮互作效应对稻米垩白粒率和蛋白质含量产生显著影响。