植物根表铁,锰氧化物胶膜及其在植物营养中的作用

在渍水土壤中，由于嫌气条件下存在有许多Ｆｅ＾２＋、Ｍｎ＾２＋，长期适应这种环境的植物具有氧化根际的能力，从而在其根表淀积形成铁、锰氧化物胶膜。研究表明，这些包被在根表的铁、锰氧化物胶膜在适应淹水条件、养分吸收及重金属离子进入植物体过程中起着重要作用，具有重要生态意义。本文综述了近年来国际上这方面的研究进展。     

水稻根表铁氧化物胶膜对水稻吸收磷的影响

本文采用营养液培养方法研究了根表铁氧化物胶膜对水稻吸收磷的影响。结果表明，水稻报表的铁氧化物胶膜随营养液中Fe2+浓度的增加而增加。铁氧化物胶膜可富集生长介质中的磷，根表铁膜数量越多，富集的磷量也越多。根表铁股可促进水稻对磷的吸收，但这种促进作用的大小依赖于根表铁膜数量。根表铁膜数量为24570mp／kg时，促进作用达到最大，此后随着铁膜数量的增加，水稻吸收磷的数量下降，但仍高于根表没有铁膜的水稻。因此，水稻根表形成的铁氧化物胶膜在一定程度上是一个磷富集库，对水稻吸收磷起促进作用。在此过程中，缺铁条件下水稻根分泌物中的植物铁载体对淀积铁氧化物胶膜的水稻根系吸收磷没有明显的作用。     

根表铁氧化物和缺铁根分泌物对水稻吸收镉的影响

在人工光照植物培养室中采用营养液培养方法,研究了不同镉浓度条件下,水稻根表沉积的铁氧化物及缺铁根分泌物对水稻吸收镉的影响。结果表明：（１）水稻根只的铁氧化物对其生长介质的镉有富集作用,并在一定程度上能促进水稻对镉的吸收。水稻生长的铁营养状况不同,则地上部镉含量不同,地上部镉含量达到最大峰值时根表铁氧化物的数量也不同。（２）当根表铁氧化物数量一定时,随着营养液中镉浓度的增大（镉的处理浓度为０、０．０     

几种微量元素大量施用对水稻生长和产量的影响

在严重缺锰土壤上进行旱育秧培育供试植株,在分蘖末期淹水处理使水稻秧苗缺锰症基本消失后施入３水平用量较大的铁,锰,硼,铜,钼５种微量元素肥料,观察铁,锰,硼,铜钼大量施用时水稻生长和产量的影响。     

不同铁形态对水稻根表铁膜及铁吸收的影响

通过溶液培养试验研究了FeCl2?4H2O和FeCl3?6H2O对水稻根表铁膜数量及铁吸收的影响。结果表明,FeCl2处理时水稻根表铁膜浓度是FeCl3处理的197%～233%。利用EDTA-BPDS对铁膜形态分析看出,根表铁膜中Fe3+占85%～92%,Fe2+占8%～15%。水稻天优998根表铁膜数量显著高于培杂泰丰,其铁吸收是培杂泰丰的115%～138%。两种铁形态处理明显提高水稻的根系活力,其中,FeCl2处理时水稻根系活力增加24%～69%,FeCl3为16%～54%。FeCl2处理时水稻根系SOD、POD和CAT活性分别增加11%～32%、15%～30%和30%～31%,但FeCl3处理没有明显影响。上述结果表明一定浓度铁处理明显增加水稻根表铁浓度和铁吸收;与FeCl3处理相比,FeCl2处理能提高根系抗氧化酶活性,增加水稻的铁吸收和根表铁膜数量。     

不同栽培方式对镉污染水稻土籼、粳稻根表铁膜铁、镉含量及根镉含量的影响

通过对镉污染水稻土籼、粳稻分蘖、孕穗、灌浆和收获期根表铁膜的铁、镉和根系镉含量的测定,研究淹水、覆膜、覆草和湿润栽培对籼、粳稻吸镉量的影响。结果表明:1)分蘖期,淹水和覆草栽培籼稻根表铁膜铁含量高于粳稻;覆膜和湿润栽培的粳稻根镉含量高于籼稻。2)孕穗期,淹水和覆膜栽培的籼稻根表铁膜铁含量高于粳稻;湿润栽培的籼稻根表铁膜镉含量高于粳稻;覆膜、覆草和湿润栽培的籼稻根镉含量低于粳稻。3)灌浆期,淹水和湿润栽培籼稻根表铁膜铁含量高于粳稻;覆膜和湿润栽培的籼稻根表铁膜镉含量低于粳稻;根镉含量籼稻低于粳稻。4)收获期,根表铁膜铁含量籼稻低于粳稻;根表铁膜镉含量覆膜栽培的籼稻高于粳稻;根镉含量覆膜、覆草和湿润栽培的籼稻低于粳稻。     

根表铁膜对水稻吸收污灌土壤中的锌的影响

采用土-石英砂联合培养的盆栽试验，研究两个不同基因型的水稻根表铁膜的形成情况及其对水稻吸收污灌土中的锌的影响。结果表明，两基因型水稻在不同不分条件下根表铁膜的形成情况不同：淹水条件下形成的铁膜数量最多，高于湿润和干-湿交替，后二者之间差异不明显。不同基因型水稻（金优22与90-68-2）根表铁膜的形成趋势一致，只是数量稍有差异；不同基因型秸秆及籽粒中锌的含量存在差异，不同铁处理的根表铁膜数量、地上部锌含量均不同。     

土壤铁锰氧化物对铜离子富集作用的初步研究

土壤中的铜是以多种形态存在的,其中以被铁锰氧化物所吸附的铜较为引人重视,一是因为铁锰氧化物吸附容量大;二是铁锰氧化物吸附态铜易受环境因素(如pH和Eh)影响而变化。吸附态铜在铜的各个形态的动态平衡之间,处在一个关键的位置,因此,应对它进行更多的研究。     

磷饥饿诱导水稻根表铁膜形成机理初探

采用溶液培养的方法,初步探索了磷饥饿诱导水稻根表铁膜形成的机理。磷饥饿24h后水稻的根表出现了明显的红棕色物质的沉积,扫描电镜的能谱分析结果显示,红棕色物质是铁的氧化物。针对这一现象,首先研究了没有水稻生长的正常磷营养液和缺磷营养液的变化,结果表明二者之间全波长的扫描图谱没有出现差异。采用酸碱混合指示剂的琼脂染色方法,观察了水稻根系表面及根际pH值的变化情况,并分别测定了正常磷营养（P）和缺磷（P0）2种条件下水稻的根系活力。结果看出,缺磷时水稻根系活力高于磷营养正常的处理,尤其是基因型Jin23A,其P和P0处理间根系活力差异极显著。水稻根表三价铁的浓度高于二价铁,并且缺磷根系表面三价铁和二价铁浓度均明显高于供磷处理;缺磷处理水稻根质外体沉积的铁浓度也明显高于供磷处理。因此,初步确定磷饥饿诱导水稻根表铁膜形成是生物学基础上的化学反应过程。     

不同土壤的还原状况对铁镉形态转化和水稻吸收的影响

采用土壤-蛭石联合培养,以填充蛭石的网袋模拟根际,置于红壤、水稻土、盐土中后淹水栽培水稻13 d.试验结果表明,水稻栽培期问,红壤、水稻土、盐土pH变化范围分别为6.05 ～6.78、6.47 ～7.33、6.42 ～7.44;有机质处理下,除红壤根际pH明显升高外,其余土壤根际和非根际pH均有所下降.各土壤对照根际Eh保持在233 ～ 385 mV;有机质处理使根际Eh下降,同时也导致除盐土外的非根际Eh上升.土壤还原溶解Fe与蛭石吸附Fe的90％以上均米自铁锰氧化物结合态铁(Oxide-Fe)组分,与溶液Eh、pe+ pH均有显著相关性,表明两表面同为Fe的氧化还原反应,但方向相反.水稻根表Fe膜的形成与根际氧化还原状况有关,在对照根际(高Eh)环境下,根表Fe含量随pH升高而降低,在有机质处理根际(低Eh)环境下则随pH升高而升高;在红壤中,根表Fe膜阻碍Fe的吸收,在水稻土和盐土中,根表Fe膜促进Fe吸收.根表Cd含量与根内Cd、地上部Cd有显著正相关;在红壤中,根表Fe膜阻碍了水稻Cd的吸附和吸收;水稻土和盐土中,根表Fe膜促进了水稻Cd的吸附和吸收.     

镉处理根表铁膜对水稻吸收镉锰铜锌的影响

本试验利用营养液和土壤培养系统,研究不同Fe、 Cd处理下根表铁膜对水稻吸收Cd、 Mn、 Cu、 Zn的影响。土壤中Fe的水平为0、 1、 2 g/kg Fe（以FeSO47H2O的形式供应）,Cd 的水平为0、 2、 10 mg/kg Cd（以3CdSO48H2O的形式供应）。营养液中Fe和Cd的水平分别为0、 10、 30、 50、 80、 100 mg/L Fe 和 0、 0.1、 1.0 mg/L Cd。收获后测定水稻根表、 根中和地上部Cd、 Fe、 Mn、 Cu、 Zn 含量。试验结果表明,两种培养方式下,随着介质中Fe浓度的增加,水稻根表铁膜（DCB-Fe）逐渐增多。土壤培养方式下,根表铁膜中Cd 和 Mn 含量随铁膜量增加而略有增加,所有元素含量均表现为根中大于铁膜中。营养液培养条件下,根表铁膜中Mn和Cu含量在高量 Fe 供应时有所增加, Mn、 Cu、 Zn表现为铁膜中大于根中。根表铁膜中Zn含量在两种培养方式下均未呈现一定规律性变化。根中和地上部 Cd、 Mn、 Cu、 Zn 含量一般都随介质中Fe浓度的增加而下降,Cu和Zn含量在加Cd处理中下降。以上结果证明,铁膜对Cd 的吸附阻挡能力有限,对Mn、 Cu、 Zn 的吸附作用因培养方式和元素种类不同而有所差异,植株体内微量元素含量的下降主要与它们之间的相互抑制作用有关。     

移栽灵对不同土壤上水稻旱育秧生长及铁,锰营养的影响

采用一种缺锰土壤,二种缺铁土壤和一种铁,锰丰富的土壤进行盆栽试验研究了移栽灵混剂对水稻旱育秧苗生长及铁,锰营养的影响,结果表明,在铁,锰供应充足土壤上,移栽灵轻度抑制时秧生长,缺锰和轻度缺铁土壤上移栽灵增加旱秧分蘖并促进生长;但在严重缺铁土壤上则无明显效果。移栽灵防治旱秧铁,锰缺乏和促进旱秧生长的效果均不如传统单 育秧技术中硫黄调酸处理。植株分析发现仅在缺锰土壤上移栽灵增加了旱秧铁,锰吸收量,其余     

HGMS技术与NaOH溶液浓缩土壤铁锰氧化物的效果比较

以我国中南地区几种土壤和土壤锰结核为材料，比较了高梯度磁分选仪与５ｍｏｌ．ｌ＾－１ＮａＯＨ溶液对土壤铁锰氧化物的浓缩效果。结果表明：（１）以１：１型高岭石为主的土样，经５ｍｏｌ．Ｌ＾－１ＮａＯＨ溶液处理后，其氧化铁浓缩倍数高于ＨＧＭＳ处理后的样品，以２：１型层状酸盐矿物为主的土壤浓缩倍数则相反。（２）ＨＧＭＳ处理浓缩土样锰结核中的锰氧化物，其浓缩倍数比５ｍｏｌ．Ｌ＾－１ＮａＯＨ溶液处理的低；但前者     

水分调控对水稻根际土壤反硝化作用的影响

以水稻农田生态系统为研究对象,采用室内盆栽试验,研究干湿交替、浅水层连续灌溉以及控水3种水分管理模式引起的水分变化对水稻根际土壤反硝化作用过程的影响。结果表明:浅水层连续灌溉模式下的反硝化强度、反硝化速率、反硝化势的平均值为2.19 mg/（kg·d）,118.54 mmol/（m²·d）,28.42 mol/（m²·d）,而干湿交替模式以及控水模式下,反硝化强度平均值仅为连续灌溉模式的64.40%,52.34%,反硝化速率平均值为连续灌溉模式的69.02%,59.73%,反硝化势平均值为连续灌溉模式的77.39%,81.43%,即3种水分管理模式下,水稻根际土壤反硝化强度、反硝化势以及反硝化速率均表现为连续灌溉 > 干湿交替 > 控水模式。随着水稻的生长,3种水分管理模式下的水稻根际土壤反硝化强度、反硝化势以及反硝化速率均呈现递减趋势,表现为分蘖期 > 孕穗期 > 成熟期;相关分析表明,根际土壤反硝化强度、反硝化势及反硝化速率与系统中NO₃^-浓度有显著相关性,由此可见,3种水分模式下,水分及其植物生长导致底物NO₃^-浓度的差异是影响水稻根系土壤反硝化作用过程的因子。     

施用钢渣对土壤和水稻植株中硅、铁、锰的影响

盆栽试验结果表明:施用钢渣降低了土壤水溶态硅、DTPA-Fe、DTPA-Mn的含量,其效果随钢渣用量的增加而更为显著。但在钢渣用量一定时,却以中等粒度(60目)处理降低程度最大。施用钢渣还可以提高水稻植株体内硅的含量,降低水稻植株体内铁和锰的含量,其效果随钢渣用量增加或粒度变细而更为明显。     

植稻年限对土壤铁锰氧化物的影响

以浙江不同耕作年限水田和旱地为研究对象,探讨了植稻年限对土壤铁锰氧化物的影响,并揭示了水稻土发育过程中铁锰氧化物的剖面运移规律和诊断意义。结果表明:①土壤剖面中,全Fe、游离Fe及全Mn的变异随着种稻时间的延长而增大。种植达到一定年限时,全Fe、全Mn以及游离Fe在土壤剖面下层出现淀积。在各种铁锰氧化物中,对水稻土最具诊断意义的是游离Fe和全Fe。②无定形Fe以及络合态Fe、Mn与有机质呈显著正相关。植稻年限对它们的影响是通过对有机质的影响达到的。     

水肥状况对土壤剖面中锰的移动和水稻吸锰的影响

水旱轮作条件下水麦缺锰是四川冲积性水稻土上主要的养分胁迫问题,为了深入探讨这一问题,作者利用模拟土柱试验研究了不同水肥状况对四川两种典型冲积土中锰的迁移,转化及其对水稻吸锰的影响。     

水稻不同生育期对硒吸收累积及铁膜的吸附特性

采用盆栽试验方法,研究不同生育期水稻各部位对硒的吸收累积及根表铁膜对水稻吸收积累硒的影响机制。结果表明:水稻营养器官生物量在拔节期积累最快,不同时期营养器官中硒含量不同,根中的硒在拔节期达到最大,根和茎中的硒在灌浆期和成熟期被转运至其他部位。水稻各组织中约50%的硒在拔节期和孕穗期被吸收,小穗吸收总硒的47.22%且是在孕穗期完成的,说明这两个时期对于水稻硒吸收累积非常关键。铁膜中硒占总硒的比例在幼苗期高达73.63%,是同时期茎中硒所占比例的4.87倍。随着生育期的推进,铁膜中硒所占比例显著递减,在成熟期降低至20.02%,同时期茎中硒占总硒的比例为65.42%。这表明,根表铁膜在水稻整个生长周期内通过吸附作用使其表面能够富集一定量的硒,在水稻生育后期,当土壤溶液中硒含量较少时,根表铁膜可能会作为一个硒源,吸附在根表铁膜中的硒重新被水稻所利用,铁膜在水稻硒吸收转运的过程中扮演了"缓冲器"的角色。明确不同生育期根表铁膜对水稻硒累积特性,在生产管理中可在不同生育期采取措施提高稻田硒生物有效性,从而为进一步提高农产品中硒含量提供科学依据。     

不同水分条件下喷施锰肥对小麦叶片衰老的影响

干旱是制约小麦生产力的主要因素之一,为探究在不同土壤水分条件下锰对小麦叶片衰老的影响,采取室外盆栽试验的方法,设置3种土壤水分处理[正常水分为田间持水量的70%～75%(CK),中度缺水为田间持水量的50%～55%(MS),重度缺水为田间持水量的40%～45%(SS)]在孕穗-扬花期期间分别对小麦叶面喷施质量浓度为0%、0.2%、0.5%、1.0%、2.0%的Mn SO4溶液,检测小麦叶片的超氧化物歧化酶（SOD）活性、过氧化物酶（POD）活性和丙二醛（MDA）含量。拟合结果表明：两次喷施后小麦叶片MDA含量最低值在CK处理下对应的锰浓度分别为3.19和4.04 g/L,在MS和SS处理下仍为较低浓度值且小麦叶片MDA含量明显降低;POD活性最大时在MS处理下对应的锰浓度分别为5.13和4.30 g/L,在CK和SS处理下对应的锰浓度差异较大;两次喷施后SOD活性最大时在各处理下对应的锰浓度均在10 g/L以上且SOD活性均有所提升。喷施锰肥降低了小麦叶片MDA含量并提高了SOD和POD活性,能够对不同土壤水分条件下小麦叶片衰老起到一定延缓作用,但最适浓度却不相同。