小麦大豆间作对大豆根系质外体铁库累积与利用的影响

采用根箱隔网套根的盆栽方法模拟研究了小麦/大豆间作对大豆根系质外体铁库累积与利用 的影响及其在改善大豆铁营养中的作用。 分别用30 μm和0.45 μm的尼龙网将聚氯乙 烯 制作的根箱分为根室和外室(外室装土, 根室不装土), 模拟了大豆单作、 小麦/大豆间作 两种情况。 结果表明： 间作大豆根系质外体铁含量高于单作大豆,     

石灰土壤中植物铁营养生理生化的研究进展

为了阐明石灰土中植物缺铁失绿的生理生化机理,综述了石灰土或重碳酸盐胁迫下植物对铁吸收和转运的研究进展。在石灰土壤中,由于存在CaCO3或MgCO3,它们与CO2和H2O反应形成过量的碳酸氢根离子（也叫重碳酸盐）,从而导致了石灰土中富含重碳酸盐。总结了重碳酸盐改变土壤pH,降低了土壤中铁的可利用性,从而限制了植物对土壤中铁的吸收;另一方面,植物在重碳酸盐胁迫下,诱导植物根系产生一系列的生理生化反应响应低铁生境,包括植物根系分泌相关的物质或质子到根际土壤酸化土壤,诱导根系铁还原酶基因表达从而增强铁还原酶活性,以及诱导铁转运体基因的表达等。石灰土壤中的存在大量的重碳酸盐,针对该土壤环境的特殊性,未来应加强以下几个方面的研究,（1）重点研究重碳酸盐对铁在植物组织之间的长距离运输的影响,挖掘重碳盐影响铁转运的分子机制;（2）植物细胞内的铁蛋白是否受到重碳酸盐的影响,仍然需要开展相关的研究;（3）进一步研究土壤中的微生物与重碳酸盐在植物胁迫中的作用。     

小麦/玉米/大豆三熟套作体系中小麦根系分泌特性及氮素吸收研究

为探讨小麦/玉米/大豆多熟套作体系下小麦根系分泌物的分泌特性及其对根系生长环境和植株氮素吸收的影响,2006-2008年连续两个生长季采用田间定位试验,研究了小麦-大豆、小麦-甘薯、小麦/玉米/大豆和小麦/玉米/甘薯4种种植模式下小麦根系分泌物的数量与种类、小麦根系生长、土壤水分、土壤氮含量及植株吸氮量的变化特性。结果表明,与小麦-大豆和小麦-甘薯两种净作模式及小麦/玉米/甘薯套作模式相比,小麦/玉米/大豆套作降低了开花期和成熟期小麦生长区的土壤湿度、pH值及NO₃^--N和NH₄⁺-N的含量,提高了小麦植株地上部总吸氮量、根系活力、根干重及土壤总氮含量,并且,开花期小麦根系分泌有机酸总量和可溶性糖含量增加,表现为套作>净作,大豆茬口>甘薯茬口,边行>中行,其中以小麦边行处理的分泌量最高。拔节期根系分泌的有机酸,净作处理以乙酸含量较高,占总量的47.8%~51.6%,套作处理以柠檬酸含量较高,占总量的31.7%~55.1%;开花期根系分泌的有机酸,净作和套作处理均以乙酸含量较高,占总量的33.3%~78.3%。小麦/玉米/大豆套作对小麦根系分泌有机酸和可溶性糖有促进作用,从而改善了根系生长环境,提高了小麦对氮素的吸收。     

不同土壤水分条件下冬小麦根系分布规律研究

为了探讨不同土壤水分条件下冬小麦根系在土壤深度中的分布规律,为精细化农田灌溉提供技术支撑.采用池栽定量灌溉的方法,在冬小麦的几个主要生长发育期进行0～10 cm,10～20 cm,20～30 cm土壤层次的根系鲜重、干重测定并计算不同层次土壤中的根系占整个根系干重的百分数.结果表明0～10cm土壤中根干重占总重80％以上,10～20cm土壤中根干重占总重10％以上,20～30cm土壤中根干重占总重5％左右.小穗型品种山农20根干重顺序孕穗期是轻度干旱＞水分过量、干旱和适宜水分,开花期是适宜水分＞轻度干旱＞水分过量＞干旱.大穗型品种山农21根干重顺序孕穗期是适宜水分＞水分过量＞轻度干旱＞干旱,开花期是适宜水分＞水分过量＞轻度干旱＞干旱.在干旱型生产上多采用小穗型品种,根系强大,可减轻干旱危害,小麦全生育期生产上以灌溉水为宜.     

不同基因型小麦对低氮胁迫的生物学响应

采用溶液培养的方法,研究了不同基因型春小麦(加春1、2、4号)根系对低氮胁迫的生物学响应、小麦苗期氮素吸收、分配的基因型差异以及与根系形态之间的相关关系,结果表明,⑴低氮胁迫下小麦的根重、根长、根条数、根系总吸收面积与活跃吸收面积、根系SOD及POD活性、根系活力均明显降低,但不同基因型间的差异明显。低氮胁迫下加春2号小麦根系具有较好的形态学与生理学性状,并向地上部分配了较大比例的氮素,地上部氮累积量占总氮量的百分率比其它两种基因型分别高7.6%和8.2%,氮的利用率也比其它两种基因型高8.0%和9.9%。加春2号比其它两个基因型更能适应低氮环境胁迫。⑵在低氮胁迫下,春小麦根重、根总长度、根系活力、根系总吸收面积及活性吸收面积与总吸氮量呈显著线性相关,而在高氮水平下无相关关系,表明在氮素胁迫条件下,根系形态对氮吸收率起重要作用。     

不同倍性冬小麦根系生长对水分和密度的响应

为探讨不同倍性冬小麦根系生长对水分和密度的响应,利用3个倍性小麦材料（二倍体栽培一粒、四倍体栽培二粒、六倍体现代品种‘长武134’）通过在不同水分条件下进行密度试验,研究其拔节期和开花期的根系生长和水分消耗特征,结果表明,在拔节期密度的增加显著提高了小麦根系干物质累积量和根长总量,而竞争加剧使得高密度处理的根量优势到花期显著减弱;拔节期四倍体和六倍体的根重和根长均表现出高于二倍体的趋势,花期各倍性材料之间的根重无显著差异,但是高倍性材料仍保持显著的根长优势;干旱和高密度处理均减少了花期根系在表层的分布,增加了深层根系的分布量,利于深层水分的利用。最终得到结论,六倍体现代小麦根系在不同生育期的根系干物质分配更利于产量增长,而在水分亏缺地区构建合理的群体有益于根系下扎,从而促进土壤深层水分的利用,并提升产量。     

水分胁迫下一氧化氮对小麦幼苗根系生长和吸收的影响

以25%聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱, 利用一氧化氮(nitric oxide, NO)供体硝普钠(sodium nitroprusside, SNP) 处理小麦幼苗, 探讨外源NO对水分胁迫下小麦幼苗根系生长和吸收的影响。结果表明, 50 mol L^-1 SNP可增加小麦主根长度及侧根数目, 分别比对照增加11.94%和83.78%。同时, SNP可使水分胁迫下小麦的根系活力提高55.88%, 根系K⁺ 的含量提高42.52%。膜片钳全细胞电流显示, SNP处理可增强小麦根细胞质膜内向K⁺ 电流, 而NO的专一清除剂c-PTIO可以逆转SNP的上述效应。因此认为, 外源NO可通过提高小麦根系活力, 增强根细胞质膜内向K⁺ 通道的活性, 从而促进根细胞对K⁺ 的吸收以适应水分胁迫。     

质外体参与重金属胁迫响应机制的研究进展

质外体是植物细胞质膜外的结构,主要由细胞壁和细胞间隙组成,在植物细胞营养物质运输、结构支撑、防御生物和非生物胁迫等过程中发挥重要作用。土壤重金属污染是一种世界环境问题,严重危害生态安全及人类健康,而植物对重金属具有一定的富集效应从而改善土壤污染状况。为了探究质外体在植物重金属胁迫响应中的作用,本研究着重阐述了质外体细胞壁成分(多糖,木质素以及蛋白质)、质外体ROS的产生、质外体酶促及非酶促抗氧化系统在植物重金属胁迫响应中的作用,以期对植物重金属耐性机制有更深入的了解。     

蚯蚓对铁的富集转移及对苹果根铁营养影响研究

田间试验在永年县曹庄果园和中国农业大学曲周实验站果园进行,试材为8年生红富士苹果树,在苹果根际用不同价态、不同浓度的铁处理玉米秸秆后接种蚯蚓.试验表明:蚯蚓对铁有很大的富集量,在20 000 mg/kg(试验所用最高浓度)二价铁和三价铁处理的秸秆中可以成活并把秸秆转化为蚯蚓粪,促进根系生长,提高根的质外体铁含量,蚯蚓对二价铁的适应性高于三价铁.蚯蚓可以将有机物料中的铁转移到果树根系内,5 000 mg/kg铁处理增加蚯蚓体内Fe~(2+)含量和根质外体铁含量效果最好,蚯蚓、蚯蚓粪和根中的全铁含量随铁处理浓度的增加而增加.铁显著促进果树根系生长,没有用铁处理秸秆接种蚯蚓的新根量明显少于用铁处理的,两种不同价态的铁都是以5 000 mg/kg的新根量最多.蚯蚓显著促进根系生长,没有接种蚯蚓的处理新根量显著少于接种蚯蚓的处理.     

大豆和小麦对土壤中汞的吸收与富集研究

为了探讨不同作物对汞吸收和富集特征,在盆栽条件下,研究了大豆和小麦在汞添加量为0~3.0 mg/kg的土壤中生长及对汞的吸收与富集特征。结果表明,随外源汞添加量增加,大豆株高、单盆籽粒数、根系和地上部汞含量均无明显变化,但小麦株高和单盆籽粒数会降低,根系和地上部汞含量会增加。适量低浓度汞均能促进2种作物的单盆产量增加。相同汞添加量的条件下,地上部汞含量均为大豆＞小麦,而根部汞含量在较低汞添加量时为大豆＞小麦,较高汞添加量时为小麦＞大豆。2种作物对汞的转移系数则表现为在不添加汞的土壤中小麦＞大豆,而在添加汞的土壤中大豆＞小麦。大豆不同部位的汞富集系数表现为：根＞茎＞叶。小麦空白处理各部分的富集系数为茎叶＞根,其他处理为根＞茎叶。     

长期小麦秸秆还田对壤质潮土磷素含量及磷盈亏的影响

明确长期小麦秸秆还田壤质潮土土壤中磷素演变特征,可为潮土区土壤磷素管理和磷肥高效施用提供理论依据。利用壤质潮土长期定位试验（1992-2015年）,比较单施化肥处理（NP、NPK）和小麦秸秆还田配施化肥处理（NPS、NPKS）土壤有效磷、全磷含量变化,量化土壤磷盈亏和累积磷盈亏,并解析土壤有效磷变化量与累积磷盈亏之间的关系。结果表明,长期施用磷肥和小麦秸秆还田显著提高了土壤有效磷和全磷含量,提升了磷活化系数（PAC）,其年增量分别为0.68~0.78mg/kg、0.0031~0.0047g/kg和0.07%~0.09%,且小麦秸秆还田对土壤有效磷含量的增加速率有抑制作用,对全磷含量的增加有促进作用,但效应不显著。小麦秸秆还田增加土壤磷盈余。在土壤磷盈余时,土壤每盈余100kg/hm²磷,有效磷增加9.7~10.0mg/kg,小麦秸秆还田对其影响不大;在土壤磷亏缺时,土壤每亏缺100kg/hm²磷,秸秆不还田土壤有效磷含量降低12.6mg/kg,小麦秸秆还田土壤降低1.95mg/kg,小麦秸秆还田对土壤有效磷含量的维持有缓冲作用。小麦秸秆配施磷肥是提高和维持壤质潮土土壤磷素水平、增强土壤供磷潜力的重要措施。     

Effect of Field Bean and Soybean Cultivation on Soil Compaction Amelioration and its Influence on Wheat and Barley as subsequent Crops

Effect of field bean and soybean cultivation on soil compaction amelioration and its influence on wheat and barley as subsequent crops
Amelioration effect of field bean and soybean growth on compacted soil and its influence on the following crops of wheat and barley was tested. The performance of both field bean and soybean was affected by compaction. A reduction of 5–16 % in total dry matter, 10–22 % in seed yield, 5–12 % in no. of pods per plant, 4–14 % in plant height, 8–19 % in total accumulated N in plant and 11–22 % in accumulated N in seed of the both crops was registered. The crops were grown at 30 and 60 plants/m² densities. The negative effects of compaction were compensated to some extent by high plant density. Both crops loosened the compacted field, the effect increased with an increase in plant density. Field beans decreased the soil bulk density up to 8 %, increased total porosity up to 8 % and air filled pores up to 19 % till 30 cm soil depth, the effects being higher than produced by soybeans.
The increases in yields of wheat and barley and in their accumulated N were 9–57 % and 11–56 %, respectively after field bean and soybean as preceeding crops than after barley.     

不同储藏时间的土壤修复剂抑制根结线虫的效果评价

摘 要: 为明确本实验室研制的土壤修复剂的有效储藏时间,本研究在实验室条件下从千秋1号黄瓜幼苗的叶片面积、地上重、须根数量和总长度、每10cm根系长度的根瘤数量几个方面评价了不同储藏时间的土壤修复剂对南方根结线虫（Meloidogyn incognita）的抑制效果和对黄瓜生长的促进效果。结果显示：与线虫对照相比,储藏14周的土壤修复剂可以使生长20d的黄瓜叶片面积增加113.12%,地上部增重30.19%,其结果都极显著优于储藏1周、16周、37周和42周的土壤修复剂;储藏14周的土壤修复剂还可以使生长20d的黄瓜须根数多178.15%,其结果与储藏1周和42周的无极显著差异;储藏1周和14周的土壤修复剂使黄瓜根总长增长200%以上,使根瘤数减少72.82%,各处理间无极显著差异。综上所述,14周的存放时间为土壤修复剂的最佳储藏时间。     

冬小麦抗逆栽培技术原理的研究——Ⅰ 打破犁底层对小麦根系发育和抗逆性的影响

三年的研究表明,绝大多数耕作土壤中,都具有较坚实的犁底层,此层一般位于地表下20cm左右,其坚实度为耕作层的几倍至几十倍,比心土层的坚实度也高一至数倍,其厚度约为5—10cm.采用打破犁底层的措施,可明显地降低土壤的坚实度和容重,增强土壤的蓄水保水能力,改善根系生长的生态条件,促进根系生长.打破犁底层以后,小麦的水平根(0—30°)的比例减少,斜下根(30—60°)和直下根(60—90°)增多,各层土壤中的根量分布也有明显下移的趋势,而且提高了小麦生长后期的根系活力和抗逆性,增强了籽粒灌浆强度,有明显提高千粒重的增产效果.同时,打破犁底层后的第二季或第二年的作物也有增产后效,有的胜于当季,如打破犁底层同时结合深施磷肥或复合肥则效果更佳.     

小麦新鲜根系铁氰化钾还原酶与氢、钾跨膜运输的关系

为研究麦根质膜氧化还原反应与钾离子吸收的关系,比较不同基因型小麦吸钾差异,以水培和短期生物吸收试验方法,检测到小麦根系铁氰化钾还原酶的存在,而且不同品种铁氰化钾还原酶还原活性不同。反应液中由于根系内外质子和钾离子的迁移,加与不加铁氰化钾,不同品种根系都引起了溶液pH的改变,但外部电子受体Fe(CN)63-的存在即铁氰化钾还原酶底物的存在加强了溶液pH改变（更多为降低）的程度。铁氰化钾还原也明显影响了根系钾离子的吸收或外排动态,但不同品种影响不同。小麦根细胞膜氧化还原系统明显影响质子和钾离子的跨膜运输,不同品种影响不同。     

水分胁迫条件下有机肥对小麦根苗生长的影响

水分胁迫条件下施用有机肥对小麦根苗生长的影响研究表明：随着水分胁迫程度的加剧,无论施肥与否,小麦根系均表现出根重下降、根长缩短、根活力降低、次生根数与根系吸收面积减小、根系SOD、POD活性明显降低、MDA含量和根冠比明显增高的趋势。但施有机肥促进小麦根系的生长,改善根系生理特性,增加根系吸收面积和活力,具以肥促根、以肥调水、延缓根系衰老的作用。有机肥和土壤水分对小麦产量的增加具有明显的正交互作用,特别是在小麦生长中心发生转换的关键时期,即拔节期,水肥的显著互作促进根系的生长,在一定程度上缓解干旱胁迫的影响,最终导致土壤水分利用率的提高和产量的增加。     

褐潮土中外源镍对植物根伸长和蚯蚓生殖的毒性效应研究

土壤污染物基础生态毒理数据是开展污染土壤生态风险评估和构建土壤生态筛选基准的重要依据。以北京褐潮土为试验介质,采用ISO 11269-1—2012 标准方法,在土壤中添加0、10、18、32、56、100、180、320、560、1000、1780 mg/kg 外源镍,测定镍对单子叶植物大麦、小麦、燕麦和双子叶植物黄瓜、生菜、油菜根伸长的影响,并检测土壤中镍的残留含量。同时,以此系列浓度（除1780 mg/kg 以外）的镍污染土壤为测试介质,测定了镍对赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)生殖（产茧量）和生长（体重变化）的影响。植物毒性试验结果表明：褐潮土中低剂量的镍可以促进大麦、小麦根系的生长,表现出一定的毒物兴奋效应,而在高浓度下,镍对6 种植物的根伸长均表现出明显的抑制作用,镍抑制大麦、小麦、燕麦、黄瓜、生菜和油菜根伸长的EC50 值分别为918.3、696.6、837.5、409.3、232.3、608.1 mg/kg,镍对双子叶植物的毒性普遍大于对单子叶植物的毒性。蚯蚓毒性试验结果表明：在0~1000 mg/kg 的处理浓度范围内,镍对蚯蚓体重无明显影响,但在浓度大于180 mg/kg 时对蚯蚓生殖表现出较强毒性,可明显降低蚯蚓的产茧量。北京褐潮土中镍影响蚯蚓生殖的EC50 值为329.6 mg/kg,研究结果可为制定镍的土壤生态基准和开展镍污染土壤生态风险评估提供基础参考数据。     

不同季节温室黄瓜硼的吸收与分配规律研究

研究了不同季节日光温室内光温环境变化及其对黄瓜根系和植株硼吸收分配的影响,结果表明：温室内的光温环境冬春茬较秋冬茬符合黄瓜生育要求,冬春茬根系体积增加较快,根系活力逐渐上升,秋冬茬根系体积增加缓慢,根系活力逐渐下降。黄瓜对硼的吸收量和吸收强度,冬春茬明显高于秋冬茬。植株硼的分配以向叶中为主、根中最少,且冬春茬明显高于秋冬茬。生产上应依据环境和植株生育期调整硼素的供给。     

不同土壤水分条件下小麦根系生态生理效应的研究

1988～1990年的研究结果表明,土壤水分不足或过多,均抑制小麦根系的生长。干旱导致土壤表层根量减少,而深层根量所占比例增大。当土壤相对含水量低于60％时,单株次生根数明显减少;低于50％时,单株根量显著下降。根系活性随水分胁迫程度的加强而下降,其中以扬花期的下降幅度为最大。小麦单茎伤流量与土壤含水量呈极显著的正相关,而根冠比与土壤含水量则呈极显著的负相关。此外,研究还指出,40％的土壤相对含水量是小麦生育后期重度干旱的极限指标。