细胞膜质子泵在水稻耐铵机制中的作用机理探讨

 水稻是一种典型的耐铵植物。由于铵态氮营养条件会导致根系分泌大量的氢离子,对植物生长产生胁迫。因此,耐铵植物应具备耐酸的能力。细胞膜质子泵具有主动排出质子,调节细胞内外pH的功能。结合目前的研究结果,探讨了水稻根系细胞膜质子泵在铵态氮与低pH两个因素交叉作用下活性的变化及其调节机制,以阐明水稻耐铵的一个必要机制。上述结果对于丰富植物耐铵机制的研究具有重要的理论与实践意义。     

水稻-再生稻体系干物质积累及氮磷钾养分的吸收利用

【目的】 阐明水稻-再生稻体系的干物质积累及氮、磷、钾养分吸收利用规律,为其科学施肥提供理论依据。【方法】 通过2年的田间试验,以深两优5814为材料,在养分供应充足的条件下,于水稻关键生育期(分蘖期、幼穗分化期、孕穗期、齐穗期、灌浆期、完熟期)进行取样,测定各器官的干物质量及氮、磷、钾养分含量,计算养分积累量,研究头季稻和再生稻干物质积累和氮、磷、钾养分吸收积累动态及分配、转运规律。【结果】 头季稻总干物质积累量在整个生育期表现为“慢-快-慢”的增长趋势,茎、叶干物质快速积累期分别在分蘖-齐穗期和孕穗前,增长量分别占其最大积累量的81.1%和43.8%,且茎、叶的干物质积累量在灌浆-完熟期之间没有明显降低;从齐穗期至灌浆中期是穗的干物质快速积累期,在此期间增加的干物质积累量占总量的58.8%。再生稻的总干物质积累呈“S”形曲线,茎、叶的干物质积累量分别在灌浆期和齐穗期达到最大;头季稻桩的干物质积累量从头季收割后呈下降趋势。养分吸收结果显示,头季稻氮的总积累量以及茎、穗两个器官的氮素积累量的变化规律与其干物质积累量相似,磷和钾的总积累量在灌浆后期降低;茎和叶的各养分积累量分别在齐穗期和灌浆期达到最大。头季收获后,头季稻桩的氮、磷和钾养分积累量表现为下降的趋势,茎和叶的养分积累量先增加后减少,穗的养分积累量则表现为不断增加。从齐穗期到完熟期,各器官的氮转运量表现为叶>茎>头季稻桩,磷转运量表现为茎>头季稻桩>叶,钾转运量表现为头季稻桩>叶>茎。【结论】 头季稻孕穗期至灌浆中期是其干物质和养分的快速积累期,从头季收获至再生季齐穗期间是再生稻干物质及养分积累的关键时期,头季稻桩中的养分会在头季收获后转移至再生器官中。满足头季稻抽穗灌浆期间的养分需求,及时补充再生芽萌发生长期间的养分供应是水稻-再生稻体系高产的基础和保障。     

根际pH对水稻细胞膜质子泵基因表达的影响

 通过水培试验研究了不同根际pH对水稻(日本晴)细胞膜质子泵基因表达的影响。以栽培在pH 5.5的营养液中的水稻作为对照,然后分别转移到pH 3.5和pH 7.5的营养液中培养。研究发现,质子泵基因OsPMA1、 OsPMA2、OsPMA3、OsPMA7在根系和叶片中均有表达;当营养液pH为3.5或7.5时,上述质子泵基因的表达总体上均比对照（pH 55）降低。但植物地上部的质子泵表达不受根际pH的影响。而且,pH越低,水稻生物量与体内的氮含量越低。其可能的原因是,水稻在pH骤然降为3.5的营养液中没有及时适应高浓度的H+胁迫,导致根系细胞膜质子泵受抑制,进而影响水稻对养分的吸收。而pH 7.5与植物细胞质pH相当,质子泵无需过量表达即可用于养分吸收。说明根际pH直接影响到根系细胞膜质子泵在转录水平上的表达,并间接影响根系对养分的吸收和植物的生长。     

水稻高产群体的养分吸收

<正> 氮、磷、钾是水稻生长所需要的主要营养元素,其施用数量、时期和方法对水稻生长发育影响很大。因此,多少年来,前人在这方面做了大量研究,目前己基本掌握了水稻的养分吸收规律、需肥的大致数量和各种肥科的配比。然而,随着产量水平的提高和施肥方法的改进,水稻的需肥和吸肥情况也必然发生一定变化。为了掌握水稻高产群体的养分吸收情况,1984—1987年间,结合高产栽培和高产开发,进行了此项研究。     

氮磷钾不同施用量对两系杂交水稻产量和养分吸收利用的影响

在田间条件下研究了氮磷钾不同组配量对两系杂交水稻产量及养分吸收利用的影响。试验结果表明，在中等肥力水平下，两系杂交水稻的N，P2O5，K2O每公顷经济施用量：早稻分别为160～180，70～90，90～110kg，晚稻分别为180～190，45-55。180-200kg；早稻分别施180，90，180kg，晚稻分别施240。90。270kg获得了最高产量。随着氯、钾肥用量的增加．钾、磷、氯吸收量呈逐渐提高的趋势;早稻施中量磷，晚稻施低量磷肥有助于对氮、钾的吸收。此种关系亦表现在养分的利用率上．其中中量钾肥更有利于氮、磷养分利用率的提高。在最佳经济施肥量范围内．肥料利用率氮磷钾彼此间产生了不同程度的互促效应。     

根际氧浓度对水稻分蘖期养分吸收和根系形态的影响

以秀水09和春优84为材料,利用在线溶氧仪(氧气、氮气调节)设置4个氧浓度(低氧,0~1 mg/L;中氧,2.5~3.5 mg/L;高氧,>6 mg/L,即饱和溶解氧处理,在水稻生长过程中用充气泵连续向水体中充入空气;CK,常规水培,不进行氧调节),研究根际氧浓度对水稻幼苗生物量、养分吸收、积累以及根系形态的影响,探讨根际氧浓度变化情况下两个水稻品种幼苗养分吸收、积累和根系形态的差异。结果表明,与O₂浓度正常水平(对照)相比,中氧处理增加两个水稻品种幼苗根系、茎叶和总生物量。秀水09分别增加30.30%、32.96%和32.46%;春优84分别增加7.01%、1.77%和9.17%;高氧处理减少两个水稻品种幼苗根系、茎叶和总生物量,秀水09分别减少35.35%、15.62%和17.76%;春优84分别减少43.95%,18.92%和21.34%。低氧处理增加供试品种的根冠比。中氧处理增加两个水稻品种的N、P、K、Mn、Mg和Ca的吸收累积总量,低氧处理增加其Fe、Cu和Zn的吸收累积总量。中氧处理增加两个供试品种幼苗根系总根长、表面积、总根尖数和细根比例,降低幼苗粗根比例,有利于水稻幼苗对养分的吸收,使部分营养元素含量增加。同时,中氧处理对水稻幼苗生物量、养分吸收、积累、分配和根系形态的影响存在显著品种差异。     

氮磷钾配施对鸦胆子养分吸收与分配的影响

运用“3414”不完全正交回归设计,采用盆栽试验,研究了氮磷钾配施对鸦胆子养分吸收与分配的影响。结果表明,施氮处理显著提高了鸦胆子叶、茎、根氮浓度,其中叶氮浓度最高,但对磷和钾素的吸收影响不显著。土壤氮亏缺时,植物将较多的氮、磷和钾素分配到根部。供磷和供钾水平对鸦胆子氮、磷和钾素的吸收分配规律的影响均不显著,氮磷、氮钾和磷钾施肥处理之间的交互作用不明显,叶片氮、磷、钾浓度的大小受氮肥施用量的变化影响较大。不同施肥处理条件下,鸦胆子植株对磷的吸收量最多,钾次之,氮最少,其氮、磷、钾的吸收比例平均为1∶1.4     

外源甘氨酸促进火龙果根系生长和养分吸收

根是植物的重要营养器官,控制水分和养分的吸收,很大程度上影响了作物的产量,因此,健康庞大根系网络的建成,对促进作物生产具有决定性意义。火龙果（Hylocereus polyrhizus）属于仙人掌科量天尺属,是热带地区重要的经济作物,具有很高的食用价值和工业价值,近年来其在热带和亚热带地区的种植面积呈现出急剧扩大的趋势。火龙果是浅根系作物,而关于如何促进火龙果根系生长的研究依然非常匮乏。氨基酸态氮是植物重要氮源,对改善根系生长和作物品质有重要作用,而外源氨基酸态氮如何影响火龙果根系生长以及养分吸收尚无相关报道。本研究以‘软枝大红’火龙果为研究对象,在水培条件下,分析了不同外源氨基酸态氮（甘氨酸、谷氨酸、精氨酸）对火龙果幼苗根系和养分吸收的影响,探究适合火龙果生长所需的外源氨基酸类型。结果表明：甘氨酸处理条件下,火龙果幼苗地上部分生物量和侧枝长度分别为18.12 g/株和59.0 cm,显著高于无机氮（NH₄⁺+NO₃^?）、谷氨酸或精氨酸等处理。地上部养分吸收量也显著受氨基酸类型的影响,甘氨酸处理氮、磷、钾以及中微量元素的吸收量均显著高于其他氨基酸处理。同谷氨酸和精氨酸相比,甘氨酸处理显著促进了根系的生长,幼苗总根长和根表面积分别达到2578 cm/株、401 cm²/株,但低于对照无机氮处理。甘氨酸处理火龙果幼苗根系FTIR光谱在1604 cm^?1和1380 cm^?1波数附近的透射率均高于其他处理,表明甘氨酸处理降低了火龙果根系氨基酸等物质的含量,可能由于含氮素等物质更多向地上部分配引起。综上所述,同谷氨酸和精氨酸相比,甘氨酸能显著促进火龙果幼苗根系生长,并提高地上部生物量以及养分吸收。     

不同养分存在情况下水稻对氮磷钾的利用效果研究

探究当土壤中有不同的养分存在时,水稻对于氮、磷、钾三种肥料的利用效率和正常土壤相比有什么不同.水稻对于肥料的利用效果正常时,会对水稻产生什么样的结果,是否对我们有利;当水稻对于肥料的利用效果低于或高于正常时,会对水稻产生什么样的结果,是否会对我们产生不利影响.通过整理、归纳各项数据,了解土壤养分不同的时候,水稻对于氮磷...     

氮素用量对油葵氮磷钾养分吸收积累及产量的影响

为研究氮素对油葵植株氮磷钾养分积累和产量的影响,采用田间试验方法,在宁夏中部干旱带同心地区进行了油葵肥料试验。结果表明,在供试土壤条件下,氮磷钾养分积累均呈“S”型曲线,符合Logistic方程。施氮量在6～18kg/667m2之间时,均促进油葵对氮磷钾的吸收。其中,100kg籽粒所需N、P2O5、K2O范围分别是5.68～6.19kg、4.32～4.62kg、14.82～21.20kg,三要素（N:P2O5:K2O）平均比例为1:0.76:2.93。成熟期时,氮磷钾总积累量均是N2P2K2处理最高,分别达到47.99g/株、35.45g/株、152.30g/株。当施氮量为10.53kg/667m2时,产量达最高值221.02kg/667m2,最佳经济效应施氮量为9.54kg/667m2,最佳经济效益产量为220.48kg/667m2。     

油蔬两用油菜干物质积累及氮磷钾养分的吸收利用

为了解油蔬两用生产方式下油菜养分吸收利用特性以合理施肥,通过两年定点取样,以不摘薹处理为对照,比较油菜现蕾摘薹后至成熟期间甘蓝型油菜品种的干物质积累、养分吸收与分配的差异。结果发现：摘薹后油菜生育期、分枝结构、干物质积累、养分吸收利用特性等均发生了改变。与不摘臺相比,摘薹后油菜籽粒产量降低,整株干物重增多,生育期延长8d,分枝发生提前,二次分枝增多（达每株19.2枝）,籽粒产量主要来自二次分枝。氮磷钾三种元素含量随生育进程低,成熟时在角果中的含量大于根茎。摘薹后20d内,由于创伤的修复导致植株干物质积累量、氮磷钾养分吸收量增加缓慢。摘薹20d后,植株开始快速吸收养分;至成熟时,摘薹处理氮磷钾养分的积累更高。摘薹后油菜冠层结构以二次分枝为主、一次分枝为辅,二次分枝花果干物重、氮素积累量均高于一次分枝;而不摘薹处理一次分枝干物重和氮素积累量最高,主茎次之,二次分枝最低。油菜摘薹后生育期延长,干物质和养分积累持续时间变长。可见,油蔬两用生产的油菜需肥特性与常规油菜不同,需要结合特性研究具体的肥料运筹方式。     

东北和西北春玉米氮磷钾养分吸收、积累特点比较

通过东北(吉林公主岭,JL-GZL)和西北(新疆伊犁71团,XJ-71)两个生态条件差异明显的大田试验,比较不同生态区春玉米植株养分吸收、积累差异。研究表明,西北试点的春玉米子粒产量、干物质积累量、氮磷钾等养分积累量均高于东北试点,其中,子粒产量、干物质积累量达极显著水平,叶片、茎秆、子粒氮、磷、钾养分积累量均达显著水平。东北春玉米叶片、茎秆氮含量较西北春玉米高,叶片、茎秆磷含量无显著差异,叶片、茎秆钾含量在整个生育期低于西北春玉米。西北春玉米每吸收1 kg氮所产生的子粒、干物质分别较东北春玉米高7.75%、7.11%,每吸收1 kg钾所产生的子粒、干物质分别较东北春玉米低9.12%、9.71%,每吸收1 kg磷所产生的子粒、干物质两个生态区无显著差异。氮磷钾收获指数与养分利用效率的变化趋势相同,西北试点氮收获指数高于东北试点,钾收获指数低于东北试点,磷收获指数无显著差异。     

水稻苗期根系铵钾离子吸收的交互作用研究

【目的】为探讨水稻幼苗根系NH_4~+、K~+吸收的交互作用,深化水稻养分吸收理论,【方法】采用溶液培养的方法,对低钾及高钾浓度下水稻在有铵和无铵时的K~+吸收动力学特征进行了研究,对不同钾浓度下水稻根系NH_4~+的吸收速率进行了比较。【结果】1)当K~+0.2 mmol/L时,水稻根系通过高亲和转运系统吸收K~+服从Michaelich-Menten动力学方程;NH_4~+的存在显著降低K~+的最大吸收速率(Vmax),且降幅随着NH_4~+浓度的增加而增大;NH_4~+对水稻根表载体与K~+的亲和力(Km)影响较小,在1.62 mmol/L NH_4~+浓度下,水稻品种齐粒丝苗和沪科3号的Km分别下降了12.33%和16.46%,远低于Vmax 47.30%和39.21%的降幅。2)当K~+0.5 mmol/L时,水稻根系K~+低亲和转运系统发挥作用,K~+吸收速率随浓度的增加而不断增加,呈不饱和特征;但在相同K~+浓度下,水稻根系的K~+吸收速率随NH_4~+浓度的增加而下降。3)水稻根系对NH_4~+的吸收速率随着NH_4~+浓度的增加而增加;在相同NH_4~+浓度下,水稻根系对NH_4~+的吸收速率受K~+浓度的影响很小。【结论】NH_4~+抑制水稻苗期根系K~+的高亲和转运和低亲和转运,NH_4~+对K~+高亲和吸收的影响主要是由于铵竞争细胞膜上的钾载体所致;外界K~+浓度的变化对水稻幼苗的NH_4~+吸收速率影响很小。水稻铵钾的交互作用主要表现在NH_4~+对K~+吸收的抑制作用。     

水稻植株氮素分布与根系吸收部位及根系发育的关系

本试验是研究施肥方法对根系和生根的影响以及在产量形成过程中根系的作用。本试验是采取水培法种植水稻品种“日本睛”,利用根系分离法和~(15)N的示踪技术来研究根系的发育和N素的分布状况。所得到的结果概括如下: 1.幼穗分化期前后进行低浓度处理的植株总N量显著减少。这个时期,尽管于物质有所减少,但根的伸长或发根数却显著增加。(见表2) 2.抽穗阶段,低浓度小区(即L小区)的稻穗干重、上位叶片干重、上位节间干重     

高产棉花的干物质积累和氮磷钾养分的吸收分配规律探讨

本试验是对高产棉花生长发育过程中干物质积累与氮、磷、钾养分吸收分配规律进行探讨。并对棉花高产栽培中的科学施肥技术问题进行分析讨论,以求对科学施肥提供理论依据。一、试验材料和方法1979年在本校农场进行。土壤为粉砂壤土,PH7.2,土壤肥力中等偏上,有机质含量为1.43%,全氮0.078%,速效磷16PPm,速效钾105PPm。品种为协作2号。4月16日套种直播,密度3920株/亩。试验处理。以不同氮肥用量分低、中、高三个处理。小区面积5厘,随机排列,重复4次,其中1个重复为取样区。施肥如下表。     

氮磷钾配比对高产夏玉米产量、养分吸收积累的影响

通过大田试验研究了高产夏玉米土壤养分限制因素及植株养分吸收积累规律。结果表明：各施肥处理均比不施肥显著增产,增产7.3%～15.9%,氮磷钾推荐施肥(OPT)处理产量最高,达到12 051.2 kg/hm²,增产1 651.2 kg/hm²;施用氮肥、钾肥能显著提高夏玉米的产量,N、K是高产夏玉米主要养分限制因素。高产夏玉米植株体内氮、磷、钾的积累量均随生育期的延长而增加,养分积累量的大小顺序为N>K>P,从拔节期至大喇叭口期是氮素、磷素和钾素吸收量和吸收速率最大的时期,整个生育期,高产夏玉米能持续吸收N、P、K养分。N当季回收率为18.05%,P₂O₅为14.55%,K₂O为18.34%,每生产100 kg经济产量需吸收的N、P₂O₅、K₂O的量分别为1.62、0.69、1.83 kg。     

低温对玉米苗期根系生长及磷养分吸收的影响

利用盆栽实验研究了低温对春玉米苗期根系生长、根际和非根际土壤磷的有效性及玉米磷吸收的影响。结果表明,低温抑制了玉米根系的生长,降低了玉米对磷的吸收。同时,低温胁迫下玉米苗期根际和非根际土壤有效磷均低于对照,且根际土壤磷素与非根际土壤磷素没有明显差异。     

粉垄耕作促进甘蔗根系生长、养分吸收及增产

为探究粉垄耕作不同深度对新植蔗和宿根蔗根系形态发育、养分吸收及产量差异,探索适合的粉垄耕作深度,为推广粉垄耕作技术提供理论依据.本研究以'桂糖42号'为供试材料进行田间试验,设立常规浅耕、粉垄浅耕、常规深耕和粉垄深耕4个处理.结果表明:粉垄浅耕处理下,新植蔗产量比常规浅耕和常规深耕处理分别提高了24.9％和12.4％;...     

水稻根系细胞膜H+ ATPase对铵硝营养的响应差异

用两相法分离了铵态氮（NH4+ N）和硝态氮（NO3- N）营养下水稻苗期根系的细胞膜,并测定了细胞膜上H+ ATPase的水解活性,以期阐明水稻根系细胞质膜上H+ ATPase对不同氮素形态的响应差异。两相法分离的细胞膜纯度达到95%以上。在离体条件下,NH4+ N营养的水稻根系细胞膜H+ ATPase的水解活性和H+ ATPase的Km和Vmax均显著高于NO3- N营养。NH4+ N营养的水稻根系细胞膜H+ ATPase最适pH值为6.0,而NO3- N营养的在pH 6.2左右。Western blot结果表明,NH4+ N营养的水稻根系细胞膜H+ ATPase浓度显著高于NO3- N营养的H+ ATPase。说明NH4+ N营养的水稻根系细胞膜H+ ATPase活性高是因为单位细胞膜上的H+ ATPase分子数量大于NO3- N营养,并且在NH4+ N营养的水稻根系细胞膜上可能存在着与NO3- N营养不同的H+ ATPase的同工酶。因此,NH4+ N营养的水稻根系细胞膜H+ ATPase活性高很可能是水稻根系对铵态氮营养的一种适应机制。     

不同氮磷钾处理对中浙优1号水稻产量、品质、养分吸收利用及经济效益的影响

采用"3414"试验设计,在2008-2010年3年中研究了不同氮磷钾施肥处理对浙中水稻籽粒产量、品质、养分吸收利用及经济效益的影响。结果表明,氮、磷、钾肥的施用可以显著提高籽粒产量,且3种肥料配施的增产效果显著优于任意两种肥料配施;其对籽粒产量的作用顺序为NKP。N3P2K2处理产量最高,为8746kg/hm2。施氮可提高稻米胶稠度、蛋白质含量和总氨基酸含量,降低碱消值;施磷可提高蛋白质含量;施钾可提高胶稠度、碱消值及蛋白质含量;氮、磷、钾肥的施用对直链淀粉含量均无显著影响。水稻养分总吸收量和100kg籽粒养分需求量随施肥量增加而增加,肥料吸收利用率及农学利用率则随施肥量增加而下降。氮、磷、钾肥吸收利用率分别为25.2%、38.3%和36.0%。N2P2K2、N2P3K2、N2P2K1和N3P2K2处理的经济效益较高,比N0P0K0处理分别提高21.1%、20.3%、20.3%和22.4%,差异达显著水平。利用肥料效应方程,得出该地区获得最高产量的氮、磷(P2O5)和钾(K2O)肥施用量分别为258.8kg/hm2、39.3kg/hm2和100.8kg/hm2。