磷高效利用型转植酸酶基因玉米

植酸又称肌醇六磷酸,是植物中磷的主要储存形式,也是土壤有机磷的主要存在形式。动植物利用植酸磷,需要利用植酸酶将其降解为肌醇和磷酸。但自然条件下,植物的植酸酶表达量较低,不能提供足量的植酸酶活力。据此,我国科学家培育出磷高效利用型转黑曲霉源植酸酶基因phyA2玉米,该玉米不但可以通过根系向土壤中分泌大量的植酸酶,提高植株对土壤有机磷的利用效率;还可以在玉米的籽粒中积累丰富的植酸酶(干物质植酸酶活力高达7032U·kg~(-1)),提高动物对饲料磷及植酸螯合的钙、镁、锌、铜等微量元素的利用效率。     

西瓜根系分泌酸性磷酸酶对有机肥营养的响应

有机肥营养对西瓜品质具有提升效果,但根系对有机肥中养分的吸收机制尚不完全清楚,尤其对磷素的利用机制。本研究关注西瓜根系分泌酸性磷酸酶活性对有机肥施用的响应。采用模拟西瓜根系分泌物的方法研究有机酸对有机肥中可溶性全磷和有效磷含量的影响;采用砂培的方法,研究有机肥中的磷替代化肥磷时西瓜根系分泌酸性磷酸酶活性的响应;采用田间试验研究有机肥替代化肥以及有机肥不同施用量对西瓜根际酸性磷酸酶活性、西瓜磷营养、产量和品质的影响。结果表明,有机肥中水浸提可溶性全磷含量为6.9 g?kg~(-1),可溶性无机磷含量为525.1 mg?kg~(-1),可溶性全磷中无机磷占7.6%,有机磷占92.4%,可溶性有机磷需经过水解后才能被根系吸收。有机肥中磷替代化肥磷时,西瓜根系和根际土壤酸性磷酸酶活性均显著提高,西瓜茎、叶中磷含量提高。施用三倍有机肥时西瓜根际土壤有效磷含量和西瓜产量提高。因此,有机肥中磷替代化肥磷时,西瓜通过提高根系分泌酸性磷酸酶的活性而提高利用有机磷的能力。     

根际过程和高底物浓度促进黑土有机磷矿化

土壤有机磷是植物吸收磷素的重要来源之一。大量研究表明,植物根际过程能够促进土壤有机磷矿化,提高土壤有机磷的生物有效性。以高有机质含量的黑土为研究对象,通过温室根垫培养和大田原位测定相结合的方法,旨在揭示玉米和蚕豆根际过程和土壤有机磷浓度对有机磷矿化的影响。结果表明:温室条件下,不施肥(CK)处理的蚕豆根际pH未变化,玉米根际pH上升了0.09个单位;施氮磷钾肥和有机肥(NPKM)处理的蚕豆根际酸性磷酸酶活性较玉米高93.4%;CK处理的玉米、蚕豆根际土与空白土(相同装置下不种作物的土壤)有机磷含量无差异,NPKM处理有机磷在玉米和蚕豆根际分别耗竭了138和86 mg·kg~(-1)。根际有机磷浓度是驱动有机磷矿化的主要因素。田间玉米的根际pH与非根际相比下降了0.3～0.51个单位,酸性磷酸酶活性提高了10倍以上,施肥处理的根际苹果酸分泌量较不施肥处理高357%;根际过程与有机磷浓度可能共同调控了根际有机磷的矿化过程。因此,构建土壤高有机磷库,选择高效利用有机磷的作物品种,是维持黑土供磷能力、实现减磷增效的措施之一。     

根系分隔方式对玉米/大豆根际土壤碳含量及磷有效性的影响

【目的】豆科与禾本科间作体系中对磷有效性的影响主要集中在根系分泌物的活化作用,由根际沉淀引起的土壤碳含量与磷酸酶活性变化及其对红壤磷有效性的影响机制尚不清楚。【方法】本研究以间作玉米大豆为研究对象,设置根系完全分隔、尼龙网分隔、不分隔3种方式,在0、21.83、43.67、65.50和87.34 P mg kg-1（分别记为P0、P1、P2、P3和P4）磷肥施用水平下进行盆栽试验,研究根系分隔方式对间作玉米大豆根际土壤微生物量碳（MBC）、溶解性有机碳（DOC）、根际土壤有机碳（ROC）、酸性磷酸酶活性（ACP）、碱性磷酸酶活性（ALP）、速效磷和Hedley磷组分的影响。【结果】相比完全分隔,根系不分隔可提高玉米和大豆根际土壤MBC含量,显著降低玉米根际土壤DOC含量,低磷水平（P0、P1）时显著提高大豆DOC含量,显著提高玉米（仅在低磷时）和大豆根际土壤ACP活性,低磷时显著提高大豆根际土壤ALP活性。除玉米活性磷组分外,根系分隔方式对间作玉米大豆根际土壤速效磷、磷组分有显著或极显著影响。根系不分隔较完全分隔可通过降低大豆根际活性无机磷（Pi）(P0除外)和中活性Pi从而提高玉米根...     

转植酸酶玉米大田种植对根际土壤磷含量及组成的影响

转基因作物种植推广中的生态风险是广泛关注的焦点。转植酸酶玉米可以提高动物对玉米籽粒的磷素利用率,但是对土壤磷素的影响尚未见报道。本研究基于2011年开始的田间实验,通过2012年和2013年玉米生长季的动态采样,研究转植酸酶玉米种植对土壤磷含量和组成的影响。结果表明,与亲本相比,转植酸酶玉米对土壤磷的影响强烈依赖于采样时间和磷形态,2012年玉米播种前和2013年抽穗期土壤水溶态磷(H2O-Pi)、氢氧化钠提取态无机磷(NaOH-Pi)和氢氧化钠提取态有机磷(NaOH-Po)含量均显著低于对照;碳酸氢钠提取态有机磷(NaHCO3-Po)在2012年播种前和2013年成熟期显著低于对照,而微生物生物量磷(MBP)只在2013年成熟期有显著差异。种植转植酸酶玉米没有影响土壤全磷(TP)、稀盐酸提取态无机磷(Dil.HCl-Pi)、浓盐酸提取态无机磷(Conc.HCl-Pi)、浓盐酸提取态有机磷(Conc.HCl-Po)和残留态磷(Residual-P)含量。总之,连续3年种植转植酸酶玉米仅在某些采样期对土壤高活性和中等活性磷产生影响。转植酸酶玉米种植对土壤磷素影响的评价和影响机制研究需要结合植物和土壤,并在不同地点开展长期监测。     

耐盐碱转基因大豆对盐碱土壤磷有效性的影响

以转入BADH基因的耐盐碱转基因大豆株系(SRTS)和其受体黑农35(HN-35),以及野生大豆(Y-21)、当地主栽品种抗线王(K)和盐碱敏感性品种合丰50(HF-50)为材料,在大田盐碱土壤条件下封闭种植,比较分析了耐盐碱转BADH基因大豆对根际土壤磷有效性的影响。研究结果表明,相比受体野生型大豆HN-35,SRTS、K和Y-21在苗期、花期和结荚期均表现出较高的有效磷、无机磷、微生物量磷含量以及较低的有机磷含量,以苗期和花期差异最为明显;SRTS植株根际土壤p H值在生长发育前期显著(P0.05)低于HN-35,与Y-21和K差异不明显,而生育后期SRTS与HN-35差异不显著。根际土壤有机磷细菌数量在苗期、花期、结荚期和鼓粒期SRTS均显著高于其他品种大豆,无机磷细菌数量SRTS在花期、结荚期和鼓粒期占优势。且分别与微生物量磷呈极显著的正相关关系(R=0.607**;R=0.715**)。同时,SRTS根际土壤酸性和中性磷酸酶活性在各时期均显著(P0.05)高于HN-35,以花期差异最为明显;而两者碱性磷酸酶活性差异仅在鼓粒期达显著水平。从上述结果可以看出,在大豆生长的一些时期,耐盐碱转基因大豆可能通过根系释放大量H+,使磷素转化的相关微生物群落结构和功能发生改变,从而增强盐碱土壤无机磷的水解和有机磷的矿化能力,促进磷素的循环和有效磷含量的提升,但其影响程度具时期性,且后期基本可得到恢复。     

田间玉米和蚕豆对低磷胁迫响应的差异比较

【目的】植物在长期进化过程中形成了一系列适应机制,以应对低磷胁迫。本文提出玉米主要通过根系形态变化适应低磷胁迫的假设,并通过与蚕豆植株在根系形态与生理方面对低磷胁迫反应的比较试验加以验证。【方法】在中国农业大学上庄长期定位试验田进行两年田间实验,玉米和蚕豆分别单作,重复3次。在玉米抽雄前的拔节至大喇叭口期和蚕豆的初花至盛花期两次取样(两年的两次取样时间间隔10~12天),比较研究了不供磷和供磷100 kg/hm2下玉米和蚕豆生长和磷素吸收、根系在0—40 cm土层中分布、以及根际p H值和酸性磷酸酶活性的差异。【结果】1)玉米植株的生物量和含磷量远远高于蚕豆;第一次取样时蚕豆的根冠比高于玉米,而且两种植物低磷下的根冠比高于供磷充足处理。两次取样时玉米的总根长大于蚕豆,两种植物的大部分根系分布在0—20 cm表层土壤,玉米根系在0—10 cm土层的分布更多。2)蚕豆根系的比根长明显大于玉米,但单位根长吸磷量低于玉米,两种植物间的上述差异不受取样时间和供磷水平的影响。3)两次取样时,蚕豆根表的酸性磷酸酶活性均明显高于玉米。玉米根表的酸性磷酸酶活性在两个供磷水平下没有差异。第一次取样时,缺磷蚕豆根表的酸性磷酸酶活性高于供磷充足的蚕豆植株。4)缺磷蚕豆的根际土壤p H值明显低于供磷充足蚕豆;但玉米根际土壤p H值在缺磷和供磷充足条件下无显著差异。【结论】低磷条件下两种植物的根冠比均明显增加。玉米根系单位根长的吸磷量高于蚕豆,并且在含磷量丰富的表层土壤分布有更多根系,但缺磷条件下玉米没有增加根系的质子和酸性磷酸酶的分泌,主要以根系形态变化来适应低磷胁迫。结果支持本文提出的玉米主要通过根系形态变化适应低磷胁迫的假设。但蚕豆在低磷条件下除了增加根系生长外,还具有通过增加质子分泌和根表酸性磷酸酶活性提高根际土壤有效磷浓度的潜力。     

碳酸钙和根际作用对酸性红壤解磷微生物丰度的影响

选用玉米品种郑单958为试验材料,设置不添加碳酸钙(CK)、每千克土添加0.3g碳酸钙(Ca-0.3)和0.5g碳酸钙(Ca-0.5)3个碳酸钙处理,以相应处理未种植物土壤为非根际对照土壤,研究了碳酸钙和根际作用对酸性红壤磷酸酶活性及解磷微生物相关功能基因phoC和phoD丰度的影响。结果表明:碳酸钙添加能有效改善玉米生长,促进地上部氮、磷、钾和钙的吸收。土壤酸性磷酸酶(ACP)活性显著高于碱性磷酸酶(ALP)活性,表明酸性土壤中ACP在矿化有机磷方面占主导地位。根际土壤ACP、ALP活性和phoD基因拷贝数均显著高于非根际,而仅Ca-0.5处理ALP活性和phoD基因拷贝数显著高于CK,说明根际效应强于碳酸钙处理。phoC基因拷贝数与土壤铵态氮、硝态氮含量存在显著相关性,ALP活性和phoD基因拷贝数与土壤pH及铵态氮、硝态氮、有效磷、交换性钙含量均存在显著相关性。可见,碳酸钙和根际作用均影响酸性土壤解磷微生物功能和丰度,但根际效应更加明显,这些作用与土壤理化因子的改变密切相关。     

栽培模式及施肥对玉米和大豆根际土壤磷素有效性的影响

栽培模式及施肥管理对作物吸收利用土壤磷素的影响较大,本研究为探明玉米/大豆套作系统作物根系交互作用下根际土壤无机磷组分动态变化特征,利用盆栽试验测定了玉米/大豆套作(M/S)、玉米单作(MM)和大豆单作(SS)3种栽培模式以及不施肥(CK)、施氮钾肥(NK)和施氮磷钾肥(NPK)3种施肥处理下玉米和大豆地上部生物量及吸磷量和根际与非根际土壤速效磷、无机磷组分含量,以期为优化玉米/大豆套作系统磷素管理提供理论依据。研究结果表明同一施肥水平下,套作玉米的籽粒产量显著高于单作玉米;施磷显著提高了单作玉米籽粒产量,而对套作玉米籽粒产量影响不大。无论施肥与否,套作大豆秸秆及籽粒产量均高于单作大豆。所有施肥处理均表现为套作模式下单株作物地上部磷积累量显著高于单作模式。玉米成熟期,CK、NK处理下套作玉米根际土壤速效磷含量分别比单作玉米高54.2%和71.8%;大豆始花期,NPK处理下套作大豆根际土壤速效磷含量比单作大豆高19.8%。大豆成熟期,NK、NPK处理下套作大豆根际土壤速效磷含量分别比单作大豆高23.8%和108.0%。无论是单作还是套作模式,玉米根际土壤Al-P含量在3个施肥处理下均低于非根际土壤。CK和NK处理下单作玉米根际土壤Al-P含量分别是套作玉米的1.19倍和1.22倍;NPK处理下单作玉米根际土壤Fe-P含量是套作玉米的1.21倍。在CK、NK和NPK施肥处理下,单作大豆根际土Al-P含量分别是套作大豆1.12倍、1.30倍和1.25倍,单作大豆非根际土Al-P含量分别是套作大豆的1.22倍、1.30倍和1.06倍。CK、NK处理下单作大豆根际土壤Fe-P含量分别是套作大豆的1.47倍和1.12倍。研究得出结论,低磷条件下,与单作相比,玉米/大豆套作更有利于作物对土壤Al-P、Fe-P的活化吸收。     

氮形态和磷肥对红壤玉米根际解磷微生物群落和磷酸酶活性的影响

较低的土壤磷素有效性限制了酸性红壤生产潜力提升。作为磷素活化的主要执行者,解磷微生物对施肥和根际作用的综合响应尚不清楚。以玉米为试验材料,设置磷肥水平（施磷和不施磷）与不同氮形态（铵态氮肥和硝态氮肥）的交互试验,使用编码酸性磷酸酶和碱性磷酸酶的微生物phoC和phoD基因作为分子标记物,研究了施肥和根际作用对酸性红壤磷酸酶活性和相关功能微生物群落的影响。结果显示,根际作用显著提高了土壤磷酸酶活性,且作用强度大于氮形态和磷肥水平。氮形态、磷肥水平和根际作用均显著影响phoD细菌操作分类单元（OTU）数目和香农指数,然而仅有氮形态和根际作用影响phoC细菌OTU数目。根际作用对phoC和phoD细菌群落组成结构的影响程度显著高于氮形态和磷肥水平,而且对phoD细菌群落的作用更明显。根际磷酸酶活性提高与土壤有机质增加密切相关。phoC细菌群落组成和结构的变化主要与根际养分变化有关,而phoD细菌群落结构的变化可能是根系分泌物和养分变化共同作用的结果。总体而言,玉米根际作用对酸性红壤磷酸酶活性和相关功能细菌群落的影响大于氮形态和磷肥水平,但是其作用强度一定程度上依赖于上述施肥措施。     

Physical Properties of the Soils of Sibay City of the Republic of Bashkortostan

Eurasian Soil Science - The results of the study of the properties of urban soils of the city of Sibay located in the mining region of the Republic of Bashkortostan are presented. A specific...     

青海省耕地资源开发利用分析及对策研究

分析论述了青海省耕地资源开发利用的现状、特点和问题。在此基础上,提出了对青海省耕地资源进行研究的框架体系和思路,同时基于GIS/RS技术设计了相关的技术路线。最后依据所做设计对青海省耕地资源开发利用做了初步分析,并进行了相关的对策研究分析。     

物联网安全及解决措施

物联网是一个集信息通信、数据交换、传感器技术与软件工程于一体的综合性产业,探讨和分析了物联网的结构体系与发展中遇到的安全问题。     

荔枝种子结构的扫描电镜观察

荔枝种子从果实中剥离出来后, 即使在室内条件下, 也极易失水干缩, 潮湿环境中又易发霉而腐烂。扫描电镜观察表明: 种皮上布满纹孔, 水分散失面积很大; 种脐部为疏松的海绵组织, 且营养丰富。据此, 生产上应对种子彻底清洗, 并保存于适当湿度的环境中, 以提高其发芽率。     

三门峡水库库岸坍塌成因分析与防治措施研究

三门峡水库自1960年9月蓄水运行以来,库岸坍塌现象频繁发生,平均每年塌岸0.5～0.7亿m3.指出了造成库岸坍塌的原因主要是地质环境的影响以及水力条件的变化;不同的地形、地貌、地质结构和岩性特征,表现了不同的塌岸强度,其中黄土塬区为极强塌岸段,黄河Ⅱ级阶地为强烈塌岸段,黄河Ⅰ级阶地为中等强烈塌岸段;分析了引起库岸坍塌的主要水力条件有大气降水、地表水和地下水,并且不同水力条件及其变化特征,对库岸坍塌影响的方式和程度也不同;最后给出了防治库岸坍塌应采用标本兼治的原则,治标是指对塌岸进行必要的加固、支挡、衬砌等;治本就是根据引起塌岸的原因以及不同地质环境条件下的塌岸特征和水力条件,因地制宜,因害设防,从根本上进行综合治理.     

食用仙人掌萎蔫气象条件分析

塑料大棚内种植的食用仙人掌在土壤墒情较好时也有萎蔫现象发生，通过试验观测和对仙人掌生理习性的分析，发现阴雨过后天气突然放晴温度急剧上升易使仙人掌发生萎蔫现象，并提出了田间管理的应对措施。     

Heterogeneity of Organic Matter of Aggregates of Protocalcic Chernozems

Eurasian Soil Science - Layers were step-by-step removed from macroaggregates (2–1 mm in diameter) of Protocalcic Chernozems via successive abrasion in a revolving rotator during 5, 10, 15,...     

Unity of mechanisms of water and wind erosion of soils

An equation for the threshold velocity of the water or wind flow at which erosion of a homogeneous model soil begins was derived on the basis of accepted and explicitly formulated suppositions and limitations and tested using experimental data. The validity of the proposed mechanisms and equations describing the lifting force of the soil-eroding water or wind flow and the interaggregate cohesion in a model homogeneous incoherent soil was confirmed. The limit for the decrease in the threshold flow velocity with decreasing size of the soil particles (aggregates) was theoretically substantiated. The first unified equation of the threshold velocity of the water or wind flow for a homogeneous model soil in dimensionless variables was derived and experimentally justified.     

大豆连作障碍的研究进展

从生物学、微生物学和植物营养生理学的角度及诸多障碍因子等方面,综合评述和分析了国内外大豆连作研究的现状,阐述了目前国内外学者提出的各种应对连作问题的策略和技术措施,提出大豆连作障碍研究仍有待解决的问题和研究方向。