植物对低磷胁迫的适应及其分子基础

植物如何适应低磷环境和高效利用土壤中的有限磷资源的问题成为国内外当前的研究热点。本文概述了植物在低磷环境下发生的一系列复杂的生理生化变化,重点从四个方面阐述了这些变化的分子生物学基础:(1)植物向外界分泌酸性磷酸酶、RNA酶以及有机酸对难溶性磷的活化;(2)植物根系形态的改变和高亲和力磷酸盐转运蛋白的表达来提高磷的吸收效率;(3)磷向地上部分的运输;(4)植物体内磷的再利用。本文为进一步揭示植物对低磷环境的响应对策并发掘植物有效利用磷素资源提供了有效参考,在经济上和环保上均有非常现实的意义。     

植物磷胁迫条件特异性表达基因研究进展

磷是植物生长发育必须的元素,然而多数土壤中可利用磷的含量却很少能满足作物的需要,因而作物磷素营养研究成为广泛研究的课题。目前,磷素营养的研究已深入到分子水平。在磷缺乏时,植物根和茎中发现了许多磷缺乏特异性表达的基因,包括高亲和力磷转运子、有机酸的分泌相关基因、酸性磷酸酶、TPSI1/Mt4基因家族等。这些磷缺乏特异性基因的表达对植物吸收利用磷起到重要作用。磷缺乏特异性表达基因的研究为了解植物适应磷胁迫的机制、提高磷利用率改良作物奠定了基础。     

土壤解磷菌在现代农业中应用现状的研究

在农业生产过程中,磷是限制作物生长的第二大营养要素,在磷元素供给不足的情况下,作物将减产5%～15%。磷参与植物的许多生长和代谢过程,包括光合作用、呼吸作用、细胞分裂等生理过程。土壤中的磷主要是以螯合态的形式存在,不能被植物吸收。同时,过量使用磷肥导致土壤板结、水体富营养化等影响生态环境。解磷微生物能将土壤中不溶性磷或难溶性磷转化成容易被植物吸收利用的可溶性磷,可以提高植物对磷的利用效率,增强抗病性,改善盐碱地,增加农作物的实际产量,使得土壤生态肥力得到更加充分的发挥,在农业生态环境平衡的保护方面具有重要作用。通过文献研究,找出土壤解磷菌在现代农业中应用的最佳方式,为今后的研究提供理论支持,从而使我国农业向着可持续发展阶段迈进。     

解磷微生物研究与应用进展

磷是植物生长必需的营养元素,但磷肥的当季利用率较低,大部分被土壤固定形成难溶性的磷酸盐。农业生产中过量的磷肥投入又造成了生态环境的污染,而磷矿资源作为一种非可再生资源,过量的开采也会导致日益匮乏,逐步走向枯竭。所以如何提高土壤难溶性磷的利用率成为研究的难点问题,解磷微生物由于可以转化土壤中的无效磷被作物吸收利用,同时具有改善土壤、生态无污染等优点而受到广泛关注。为了掌握国内外解磷微生物的研究和应用状况,从而为解磷微生物在土壤磷资源利用方面提供理论支持,本研究对土壤中解磷微生物的种类、土壤分布特点、解磷机理以及应用现状进行了系统概述,并对未来的研究趋势进行了展望。虽然目前对解磷微生物的研究经历了较长时间,但研究基础比较薄弱,应用研究还不够完善,尤其是在农业应用领域的研究还不够深入,解磷微生物肥料的研制处于初始阶段,仍有待于进一步研究。综上所述,开展解磷微生物研究具有较好的应用前景,对于提高土壤磷素吸收利用、改善土壤生态环境等具有重要的指导意义。     

微晶化磷矿粉对杨树生长及土壤不同形态磷含量影响

为了研究磷矿粉经微晶化活化后的应用效果,探讨解磷细菌对微晶化磷矿粉的实际应用效应提升能力,以过磷酸钙作为对比肥料,利用盆栽试验研究了普通磷矿粉原料、微晶化磷矿粉及解磷细菌对杨树生长、磷吸收和土壤磷有效性的影响。结果表明,与普通磷矿粉相比,微晶化磷矿粉显著促进了杨树的苗高、地径和生物量积累,杨树地上部磷的含量和总吸收量分别增加8.96%和22.85%。与过磷酸钙处理相比,微晶化磷矿粉的处理杨树的生长及生物量无显著性差异,但杨树地上部磷的含量和总吸收量分别减少10.05%和11.97%。微晶化磷矿粉中加入解磷细菌,土壤中的细菌、放线菌和微生物总量分别增加41.89%、28.57%和41.53%,真菌数量减少31.19%,但对杨树生长、磷素吸收和土壤磷素的有效性影响较小。微晶化磷矿粉处理与普通磷矿粉处理相比,土壤中酸溶性磷和有效磷含量分别增加53.27%和45.35%。与过磷酸钙处理相比,酸溶性磷和有效磷含量分别增加15.68%和13.60%。磷矿粉原料处理的土壤全磷含量最高,各处理水溶性磷含量差异不显著。以上研究表明,磷矿粉经微晶化作用后显著提高了杨树的生长,促进了磷素的吸收利用,有利于土壤长期保持供磷能力,但解磷细菌的加入对杨树生长和土壤供磷能力影响较小。     

如何进行肥料的科学组配

科学组配肥料．对种植好蔬菜意义很大．进行肥料科学组配的方法如下：一、过磷配钙与有机肥混合 二者相混可提高磷肥的肥效。因为有机肥能包围在过磷酸钙外面．减少磷与土壤的接触,防治土壤对磷的固定。同时有机肥分解产生的有机酸又能溶解难溶性磷．有利于作物的吸收和利用。二者混合堆沤,还可以减少有机肥中氮素的损失．起到以磷保氮的作用。[第一段]     

低磷胁迫下不同基因型玉米对难溶性磷酸盐的吸收和利用

为了解低磷胁迫下不同基因型玉米对难溶性磷酸盐的吸收利用的差异,以不同磷效率玉米自交系SDKH502和SDLH502为材料,采用营养液培养和砂培的方法,研究不同磷处理对玉米幼苗的生长以及对难溶性磷酸钙、磷酸铁、磷酸铝吸收利用能力的影响。结果表明：正常供磷处理和低磷处理的玉米植株的根系分泌物对难溶性磷酸盐都具有一定的活化能力,低磷胁迫下玉米的根系分泌物对Al-P、Ca-P或Fe-P的活化能力高于正常供磷处理的植株。与足磷下相比,低磷下SDKH502的根系分泌物对Al-P、Ca-P、Fe-P的活化能力依次提高了69.28%、87.34%和51.83%,SDLH502则依次提高了165.67%、141.13%和6.35%。与足磷下相比,低磷下SDKH502和SDLH502的根系分泌的有机酸分别提高了26.96%和18.85%,pH分别降低了0.79、0.57个单位,SDKH502和SDLH502间存在显著差异。在低磷胁迫下,自交系SDKH502和SDLH502活化吸收难溶性磷酸盐能力的不同与SDKH502和SDLH502根系分泌有机酸和质子能力的差异有关。     

豆科禾本科间作促进磷高效吸收利用的地下部生物学机制研究进展

磷是不可再生资源,磷素营养的高效利用一直是人们关注的热点。豆科禾本科间作可提高土壤磷有效性、改善作物磷营养而提高作物生产力。近年来,相关机理研究越来越深入。本文综述了国内外豆科禾本科间作对土壤磷及作物磷素吸收利用的影响,从作物根系形态、根构型、根系分泌物（质子、低分子量有机酸、磷酸酶）、菌根、根际微生物的角度,阐述了豆科禾本科间作提高土壤磷有效性、促进磷高效吸收利用的机制,对进一步深入理解豆科禾本科种间互作响应磷素的根际过程具有十分重要的意义。最后,从定量化研究及间作群体互作方面对今后的研究方向进行了展望。     

产气肠杆菌PSB28的解磷机理研究

解磷微生物在提高土壤肥力及促进作物对磷的吸收方面具有重要作用,明确其利用难溶性无机磷的本质在实际应用中具有重要的意义。本文分别在以Ca3(PO4)2和K2HPO4为唯一磷源的培养基中,检测了PSB28的解磷能力,并比较了生长动态和代谢产物的方面差异以分析其代谢难溶性无机磷的机理。结果表明,与含K2HPO4的培养基相比,在以Ca3(PO4)2为唯一磷源的培养基中菌体生长量较大但生长速率较慢,pH略高,呈逐渐降低趋势。HPLC测定结果发现有机酸种类和含量变化明显,且酸性磷酸酶活性明显增强。因此菌株PSB28解磷的主要原因是有机酸的螯合作用,酸性磷酸酶起到间接作用。     

低磷胁迫下玉米根中磷的运转与再利用

磷在植物体内可被活化和循环利用，因此磷的再利用程度成为评价植物磷营养效率的重要指标。低磷胁迫下植物根皮层细胞解体形成通气组织的过程中，原细胞内磷素可能被转运到根尖用于根轴的伸长从而扩大吸收范围，并提高体内磷素的利用效率。本研究旨在检验这一假设。试验结果表明，在低磷胁迫下，玉米种子根皮层细胞的磷素在细胞解体过程中主要被转运往茎叶重新利用。     

土壤中磷的存在形态及分级方法研究进展

土壤中的磷直接决定植物生长发育和作物产量,但磷在土壤中的存在形态复杂,能被植物吸收利用的磷形态占全磷含量很少一部分。因此,研究土壤中磷的存在形态及分级方法对提高磷的作物利用效率、探寻提高磷有效性的途径、减少磷损失尤为重要。笔者通过查阅国内外文献报道,系统阐述了磷在土壤中的存在形态、影响磷有效性的影响因素和磷素分级方法等方面的研究进展。研究表明,磷在土壤中的存在形态包括无机磷和有机磷2类,被植物吸收利用的主要是无机磷中的水溶态磷,其他形态的磷很难被植物吸收利用,使得磷在土壤中的利用效率很低。导致磷利用效率低的因素有很多,主要有钙、铁、铝等离子、其他有机质、pH、温度、水分等,研究清楚各因素影响的机制加以改进,能有效提高磷的利用效率。同时,国内外学者不断对磷素分级方法进行完善改进,对磷有效形态的研究不断深入准确,目前,Bowman-Cole的有机磷分级法和Hedley的磷分级方法是应用最广泛的2种方法。     

秸秆还田对土壤改良的研究进展

农作物秸秆中含有大量的碳、氮、磷等多种营养元素,同时富含纤维素、半纤维素和一定数量的木质素、蛋白质和糖等有机物质,是一种可以资源化利用的固体废弃物。秸秆还田可以改善土壤结构及保水、肥、气、热的能力,使土壤容重降低、孔隙度增加、有机质含量提高,养分结构趋于合理;秸秆还田能够节约化肥用量,降低生产成本,减少环境污染,确保农业生产的良性循环,保护农村生态环境,促进农业的生态化发展。     

有机肥产业化与中国农业可持续发展

农业的持续发展必须建立在土地肥力持续发展的基础上。长期单施偏施化肥和有机肥投入的减少,是造成土壤肥力下降、环境污染和农产品品质降低的重要原因。有机肥的产业化利用是解决环境污染问题,促进有机肥增施、提高农产品品质的新路子,也是农业持续发展的需要。本文提出了实施有机肥产业化的建议,以促进中国农业的持续发展。     

有机肥产业化与我国农业的持续发展

农业的持续发展必须建立在土地肥力持续发展的基础上。长期单施偏施化肥和有机肥投入的减少,是造成土壤肥力下降、环境污染和农产品品质降低的重要原因。有机肥的产业化利用是解决环境污染问题,促进有机肥增施、提高农产品品质的新路子,也是农业持续发展的需要。本文提出了实施有机肥产业化的建议,以促进我国农业的持续发展。     

能以植酸为唯一磷源生长的转基因甘蓝型油菜

由于难溶性矿物磷酸盐和有机磷的大量存在,土壤总磷虽高,但多数土壤缺乏有效磷,这是世界范围内农业生产的主要限制因素之一。土壤中有机磷的存在形式主要是植酸,为了提高土壤有效磷供给,利用根癌农杆菌菌株LBA4404,通过两步再生方法将植物表达载体pBINPR-phyI中含有的带胞外分泌信号肽序列的植酸酶基因转入油菜品种中双6号中,并获得转基因油菜56株,转化效率0.16%~9.20%。分子检测和酶活性检验表明,植酸酶基因已导入中双6号,转基因植株能有效表达植酸酶基因并向根外分泌植酸酶,转基因植株能以植酸为唯一磷源正常生长,非转基因植株则不能。结果表明,转基因植株根系分泌大量高活性植酸酶有助于土壤中有机磷释放出有效磷供植物利用;利用基因工程技术提高植物对土壤闭蓄态有机磷利用效率的前景是可期待的。     

秸秆还田对土壤氮磷及水土的影响研究

秸秆还田作为低碳农业、有机农业的重要环节,对改善土壤结构,减少水土流失,提高土壤的养分含量具有积极作用。秸秆还田主要通过增加土壤孔隙度,降低土壤容重从而调节地温,达到蓄水保墒的功能,促进作物生长。秸秆还田能有效增加土壤有机质含量,提高氮肥的利用效率,有效减少氮素、磷素的流失,提高土壤氮素的含量,对土壤中有效磷和全磷含量均有所提高,改善农田生产环境,保障粮食增产能力。秸秆还田能有效减少地表径流量和径流次数,从而减少径流所带走的养分,减缓对周围水系的面源污染,有利于提高土壤含水量。有效的秸秆还田对N2O等温室气体的排放的实验研究,有着不同的研究结果。但是秸秆还田的实施还存在着一定的问题,应进一步深入研究秸秆还田对土壤养分和环境的影响机制,进行长期监测实验,发展恰当的秸秆还田方式,减少化肥的使用,对促进我国农业的持续快速发展有着十分重要的意义。     

有机肥和生物炭对旱地土壤养分累积利用及小白菜生产的影响

为探明有机肥与生物炭对旱地作物种植及环境效应的影响,利用田间小区长期定位试验,研究了有机无机肥配施及添加生物炭对土壤养分变化、小白菜产量和品质以及肥料利用率的影响。结果表明：与施纯化肥处理相比,有机无机肥配施并添加生物炭的土壤全氮、碱解氮、全钾、速效钾、速效磷、有机质分别提高0.52%、1.46%、0.44%、19.65%、1.58%、30.31%;氮、磷肥利用率分别提高了195.35%、307.3%。小白菜体内可溶性糖和氨基酸含量分别提高15.42%、26.24%;增产74.37%。有机无机肥配施且添加生物炭处理能有效提高土壤养分含量,促进小白菜地上部氮磷养分累积,提高小白菜产量,改善小白菜品质。     

大豆耐低磷胁迫研究进展

磷是作物生长发育不可缺少的营养元素之一,但它在土壤中有效性是非常低的.缺磷是限制目前农业产量的一个重要因子,传统的农业生产主要通过施肥和土壤改良来满足植物对磷的需求,近年来人们开始发掘磷高效利用植物来替代传统方法提高磷的利用效率.在缺磷胁迫下,植物会产生一系列的包括根系形态及生理方面的适应性变化.本文综述了低磷胁迫对大豆根系、光合作用等影响的研究进展,大豆耐低磷胁迫的遗传学研究进展,以及讨论当前大豆磷效率遗传研究中存在的主要问题.     

滨海盐碱地不同耐盐草本植物土壤养分动态变化

为探求不同耐盐草本植物对滨海盐碱地生物改良效果,促进盐碱地土壤理化性质向良性循环方向发展,在天津大港地区以盐碱荒地为对照,选取4种耐盐草本植物（田菁、苜蓿、苏丹草、碱蓬）进行试验研究。经过2年(2012—2013)的试验研究,分析了不同耐盐植物对滨海盐碱地土壤有机质、速效氮、速效磷、速效钾的影响。结果表明：随着生育期的延长,4种耐盐植物土壤有机质含量整体变化趋于平稳,土壤速效氮含量表现出逐渐下降的趋势,土壤速效磷整体上表现出了下降的趋势,而土壤速效钾含量与前三者均不同,均表现出了逐渐上升的趋势。耐盐植物处理随着生育期的延长,土壤N/P、N/K、P/K的差异显著性变化趋势表现不同。土壤N/P和P/K的差异显著性变化趋势均表现不同;土壤N/K差异显著性变化趋势表现一致,均表现出逐渐降低。4种耐盐草本植物对土壤有机质、速效氮磷钾的改良效果存在着差异,其中碱蓬处理对于增加土壤有机质效果显著,苜蓿处理对于提高土壤速效氮磷钾含量效果显著。     

施肥对烤烟生长及根际土壤磷钾养分的影响?

为研究不同施肥处理对烟苗生长和根际磷钾养分的影响,采用根箱培养技术,设置有机肥、化肥、有机无机配施、不施肥（对照）4种施肥处理。结果表明,在有机无机配施的处理中,烟苗的生物量、磷钾吸收量均高于其他处理,比对照分别提高了1.2倍、1.5倍和1.7倍。在烟苗根系附近,土壤有效磷钾的含量低于远根区,说明烟苗的吸收速率大于土壤供应速率,合理施肥成为调节烤烟根区磷钾营养的重要手段。根际Ca-P和O-P含量比较稳定,为土壤潜在磷源。有机无机配施提高了烟苗根际有效磷的含量,近根区的Al-P、Fe-P显著降低,酸性磷酸酶活性显著提高,说明有机无机配施增强了烟苗利用Al-P、Fe-P和有机磷的能力。在生产实践中,提倡化肥与有机肥的合理配合施用,对于保持土壤养分的持续供应、提高磷钾利用效率、促进烟苗的生长发育和生产优质烤烟有重要的意义。