Na+、K+、Ca2+对植物耐盐性影响的研究进展

介绍了植物耐盐性机理,综述了Na+/H+逆转蛋白、K+稳态和外源Ca2+对植物在盐胁迫下的生理调节,阐明了离子对于植物耐盐性的重要作用,指出研究Na+、K+、Ca2+对植物耐盐性的影响,将对促进作物的高产稳产、加强盐渍土的治理和综合开发利用具有重要意义.     

盐响应信号途径SOS与植物K+吸收关系

【目的】在盐胁迫条件下研究SOS突变体K+吸收的变化,旨在解析植物高盐胁迫响应与K+吸收的关系。【方法】以SOS信号途径的3个主要基因sos1、sos2、sos3突变体和野生型拟南芥（WT）为试验材料,在含有不同Na+/K+浓度比例的培养基上处理试验材料,观察各突变体与WT的表型差异,进行根系扫描、测定植物的RGR（相对生长率）,植株体内Na+、K+的含量,计算植株体内Na+/K+浓度比值,同时,利用qRT-PCR分析K+转运体基因AKT1、AKT2、SKOR在突变体和WT间的表达差异。【结果】不同浓度K+进行处理时,突变体和WT之间没有明显差异;在30 mmol•L-1 NaCl处理下,植株形态、RGR和体内Na+/K+浓度比值,体内K+浓度的测定结果显示,当K+浓度从0.2 mmol•L-1 增加到60 mmol•L-1 时,K+浓度增加缓解了高盐胁迫对突变体生长的抑制作用。所有植株体内的Na+/K+值降低,体内K+浓度提高。在相同处理条件下,突变体的Na+/K+值高于WT,WT体内K+浓度高于突变体;当K+浓度升高到80 mmol•L-1 时,突变体的生长又重新受到抑制。所有植株体内的Na+/K+值升高,体内K+浓度降低。3个K+转运体AKT1、AKT2、SKOR的real-time PCR分析结果显示,在30 mmol•L-1 NaCl处理时,在低钾条件下（0.2 mmol•L-1 K+）AKT1和SKOR表达比较低,而高钾条件下（20.05 mmol•L-1 K+或者60 mmol•L-1 K+）AKT1、AKT2、SKOR的表达量没有明显差异,这3个基因的表达方式在突变体之间没有明显的差异。【结论】在中度盐胁迫条件下,外界K+浓度增加可以缓解盐胁迫对植物生长造成的抑制作用,但是当外界一价阳离子的总浓度高于110 mmol•L-1时,拟南芥的生长重新受到抑制。SOS信号途径对植物K+吸收没有直接的调节作用。     

植物KUP/HAK/KT家族钾转运体研究进展

钾是植物必不可缺的大量元素,作为细胞内的主要溶质,参与植物的生长发育过程。植物通过钾通道和钾转运体两种方式吸收钾营养。钾转运体包括4个家族,其中KUP/HAK/KT家族成员最多,且研究最为深入。其成员是广泛存在于植物细胞质膜和液泡膜上的一种跨膜蛋白,多具有高亲和性钾吸收功能的转运体。KUP/HAK/KT转运体不仅在植物对K+的吸收与转运过程中发挥作用,也参与调节植物的生长发育。综述了植物KUP/HAK/KT家族的分类、组织定位、功能和表达调控等方面的研究进展,以期为研究植物的钾营养吸收机制提供理论参考。     

盐胁迫下植物体内保持高K/Na比率的机制

维持细胞内高K+/Na+比率是植物耐盐的关键因素.近年来已经鉴定与保持K+/Na+比率相关的基因和转运蛋白.这些基因和蛋白在K+与Na+的吸收、转运和排出过程起重要作用,在维持K+/Na+方面起调控功能.文章对植物体在盐胁迫下保持高K+/Na+比率的机制作以综述     

秸秆还田条件下不同供钾能力土壤水稻、油菜、小麦钾肥减量研究

【目的】研究不同供钾能力土壤在秸秆还田条件下钾肥减量施用对水稻、油菜、小麦的产量、钾素吸收量及钾肥利用率的影响,计算秸秆还田条件下3种作物的钾肥适宜用量,为秸秆还田条件下钾肥资源的合理利用及农田钾素养分管理和调控提供理论依据。【方法】2013—2015年在湖北省38个县(市)的水稻、油菜及小麦3种作物上开展秸秆还田钾肥减量施用田间试验。试验设置6个处理,分别为(1)对照,不施钾(CK);(2)施用全量化学钾肥(+K);(3)秸秆还田处理(+S);(4)秸秆还田配施50%钾肥(S+1/2K);(5)秸秆还田配施75%钾肥(S+3/4K);(6)秸秆还田配施全量钾肥(S+K)。参考不施钾肥处理的作物相对产量(即CK处理产量/+K处理产量)将土壤供钾能力分为高、中、低3个水平。【结果】不同供钾水平土壤施钾和秸秆还田均能不同程度增加水稻、油菜和小麦的产量和地上部钾素吸收量。其中,高供钾能力的土壤水稻、油菜和小麦仅通过上季作物秸秆全量还田即可满足作物高产的钾素需求;中等供钾能力的土壤3种作物可在秸秆还田条件下减少50%钾肥用量;而低供钾能力的土壤,秸秆还田条件下水稻季可减少25%钾肥用量,油菜和小麦季可减少50%钾肥用量。从土壤钾素表观平衡来看,秸秆还田可缓解土壤钾素亏缺,其中油菜季平均盈余量为14.1—152.6kg K_2O·hm~(-2),小麦季平均盈余量为25.5—95.9 kg K_2O·hm~(-2),水稻季则仍表现为钾素亏缺。在考虑秸秆钾素投入量的情况下,通过一元二次方程和线性加平台方程拟合秸秆还田条件下钾肥用量与作物产量之间的关系,以+K处理产量为标准得到秸秆还田条件下的适宜钾肥用量。结果表明,在前茬作物秸秆全量还田的条件下,供钾能力为中、高等水平的土壤3种作物钾肥适宜施用量为20—33 kg K_2O·hm~(-2),油菜钾肥施用量低于水稻和小麦;而供钾能力低的土壤上,秸秆还田土壤钾肥适宜施用量为45—49 kg K_2O·hm~(-2),油菜钾肥推荐用量高于水稻和小麦。与目前钾肥经济施用量60 kg K_2O·hm~(-2)相比,3种作物在供钾能力为中、高等水平的土壤通过秸秆还田可节省钾肥45.0%—66.7%,供钾能力低的土壤也可节省钾肥18.3%—25.0%。【结论】秸秆还田条件下水稻、油菜及小麦可以在减少18.3%—66.7%钾肥用量的同时保证作物产量,钾肥施用量减少的比例应根据土壤供钾水平进行调整。     

不同农艺措施对云南红壤坡耕地钾素平衡和流失的影响

通过野外径流小区的实地观测,研究种植方式、施肥方式和等高植物篱条带3种农艺措施对云南红壤坡耕地土壤钾素平衡和流失的影响.结果表明,在等高种植+平衡施肥+等高植物篱条带组合农艺措施条件下,收获玉米带走钾192.41 kg/hm2,水土流失带走钾15.56 kg/hm2;顺坡种植+农民习惯施肥收获玉米带走钾126.08 kg/hm2,水土流失带走钾538.06 kg/hm2.等高种植增加收获玉米带走钾素12.70 kg/hm2,减少水土流失带走钾素356.82 kg/hm2;平衡施肥增加收获玉米带走钾素61.59 kg/hm2,减少水土流失带走钾素47.97 kg/hm2;等高种植和平衡施肥条件下,等高植物篱条带减少水土流失带走钾素117.71 kg/hm2;顺坡种植和习惯施肥条件下,等高植物篱条带减少水土流失带走钾素518.14 kg/hm2.     

钾的营养作用

<正>与氮磷相比,钾在植物体内含量高,易流动,再分配的能力强。钾能调节叶片气孔的运动促使植物经济用水。钾不公能促进植物进行光合作用,提高CO2的同化率,而且对光合作用产物的运输有促进作用。K+对许多种酶有活化作用,通过对酶的活化作用,使一系列代谢作用能顺利进行。此外,钾还能增强作物多方面的抗逆性,如抗旱、抗寒、     

长期定位施肥对蔬菜保护地土壤钾素Q/I特性的影响

研究蔬菜保护地18个长期定位施肥处理的土壤钾素Q/I曲线特性,结果表明,不同长期定位施肥蔬菜保护地土壤供钾容量(-?K0即QK)、供钾强度(AReK即IK)和缓冲能力PBCK差异明显,土壤基本理化性质的差异是其存在差异的根本原因;土壤CEC、速效钾、粘粒、有机质含量越高,土壤-?K0、AReK值越大,PBCK值越小.影响各处理Q/I曲线特性的主要原因各异,施有机肥的各处理主要因为CEC和速效钾含量高,从而-?K0和AReK值较高,PBCK值较低;施钾肥的各处理主要因为速效钾含量高,具有较高的-?K0和AReK值和较低的PBCK值;施高量氮肥的处理有较低的-?K0值和PBCK值和较高的AReK值,这或许与NH4+浓度大有关.     

影响钾肥肥效的因素

<正>1.土壤含水量。土壤溶液中K+的浓度是钾有效性的重要指标。土壤有效钾的数量常随土壤含水量的增加而有所提高,而且K+在土壤中向作物根系的移动状况也受土壤含水量的影响。土壤含水量增加,移动速率加快。因此,施用钾肥后及时适量地灌溉,可为作物提供更多的钾营养。2.土壤粘粒含量。土壤粘粒含量决定土壤溶液中钾浓度的重要因素。粘粒含量高的土壤,施钾肥后一般有相当一部分要被粘粒吸附(或固定),因此为了     

盐胁迫下钾离子对甜高粱碳同化和光系统Ⅱ的影响

以甜高粱(Sorghum bicolor L.)为材料,比较不同盐胁迫条件下钾离子对甜高粱碳同化能力和光系统II光化学效率的影响.结果表明,随着K+浓度提高,K+/Na+比例提高,但盐胁迫明显降低该比例.低钾条件下盐胁迫导致的碳同化能力下降是非气孔限制的结果.低钾和盐胁迫共同作用下初始荧光产量升高、最大荧光产量和最大光化学效率下降;同时,光下实际光化学效率降低,分配到光化学反应的光能减少.当高钾和盐胁迫同时存在时净光合速率也降低,并且光系统Ⅱ发生伤害     

氮钾互作对马铃薯产量,品质与氮磷钾吸收的影响

本文研究了四个氮钾处理对马铃薯“金冠”品种植株生长、块茎产量与品质和氮磷钾吸收的影响.结果表明:在钾水平相同时,高氮比低氮抑制植株生长与降低块茎产量,尤其是在高钾条件下增氮的减产效应更明显.低氮时增钾明显地促进植株生长与提高块茎产量,而高氮时增钾则抑制植株生长与降低块茎产量.处理中,以低氮高钾(N_4K_6)处理的块茎产量、品质与商品率最佳.氮钾互作明显地影响植株对氮、钾吸收,而对磷吸收影响不大.植株的氮、磷含量与块茎产量无显著相关,植株的钾含量与块茎产量呈显著正相关.植株体内N/K比值与块茎产量呈显著负相关。     

烤烟氮、钾营养及其平衡的变化规律研究

 通过小区试验的方法,探讨了不同生育期土壤氮、钾水平及烤烟中部烟叶氮钾含量、氮钾平衡的变化。结果表明: （1）在烤烟整个生育期中土壤氮素与烟叶含氮量呈下降趋势,而烟叶含氮量在64～78 d出现一个高峰值,氮、钾肥施用多,则高峰值出现的时间早。（2）土壤与烟叶含钾量随着时间的推移呈下降趋势,但烟叶含钾量在78 d时略有升高。（3）烟叶氮/钾比随生育期推移呈上升的趋势,施氮量越多,最大值越高;而土壤氮/钾比变化规律不明显。     

商陆PaHAK1与拟南芥HAK/KUP/KT家族基因的比较分析

为探明商陆高亲和性K+转运体基因(Pa HAK1)的结构、功能及商陆耐低钾的原因,分析比较了商陆Pa HAK1和拟南芥HAK/KUP/KT家族基因中15个基因编码的高亲和性钾离子转运体氨基酸序列、蛋白质结构及其理化性质。结果表明:HAK基因家族编码蛋白均定位于细胞膜上,含有多个跨膜结构且跨膜结构域是蛋白质的保守结构域;Pa HAK1与At KUP3的跨膜结构十分相似,低钾胁迫下Pa HAK1和At KUP3的高表达与其高亲和钾转运吸收功能密切相关。系统进化树分析结果表明,Pa HAK1与拟南芥HAK基因家族中At KUP8亲缘关系最近,其氨基酸序列相似度为76.98%,推测Pa HAK1还可能通过维持细胞内高水平钾量在水分胁迫下发挥重要的调节作用。     

不同钾效率棉花基因型伤流液钾状况的研究

在营养液培养条件下,对钾"双高"(钾高效和高增产潜力)棉花基因型HG103和钾"双低"(钾低效和低增产潜力)棉花基因型LG122的伤流液进行了研究。结果表明,施钾显著增加了各基因型棉花的伤流量、伤流液中的钾含量和钾积累量及植株各器官的钾含量和钾积累量;两个基因型对低钾胁迫的反应不同,钾"双高"基因型HG103的伤流量显著高于钾"双低"基因型LG122。二者伤流液中的钾含量与根、茎、叶中的钾含量和钾积累量及单株钾积累量均达到了极显著或显著相关,说明伤流液中的钾含量和积累量与植株各器官的钾含量和钾积累量有一定的关联。     

钾肥对春玉米氮磷钾吸收动态模型及养分生产效率影响的研究

通过田间试验结合室内化学和回归分析,查明钾肥可显著地促进春玉米对N.P.K的吸收.建立了N.P.K吸收动态模型,根据各自的吸收模型计算,施钾肥的N.P.K最快吸收速率分别为5.6kg/hm2@d、1.04kg/hm2@d、5.03kg/hm2@d,分别出现在出苗后69d,83d,52d,均有不同程度的加快和提前.生产百公斤籽粒吸收N.P.K数量分别为2.23kg,0.38kg,1.70kg,比对照均有所提高.而N.P.K生产效率有所降低.     

河西走廊地区不同氮磷钾最佳配比对棉花产量影响

在甘肃河西走廊地区开展了棉花氮磷钾最佳配比和施用量的田间试验。结果表明,N在172.5￣241.5kg/hm2的前提下,氮磷钾各因素对棉花产量的影响顺序为P>K>N;氮、磷对棉花单株铃数影响较大,而钾对单铃重的影响较大。最佳氮磷钾配比为N:P2O5:K2O=1:0.67:0.23。     

湖南省花垣县农田土壤钾素现状、存在问题及对策

基于花垣县2007年农田土壤钾素调查数据与1980年湖南省第二次土壤普查数据,分析花垣县农田土壤钾素现状,探讨其存在问题,从而提出因地制宜的农田土壤钾素肥力管理措施。结果表明,花垣县农田土壤全钾平均含量为12.93 g/kg,与湖南省第二次土壤普查相比下降了22.44%;土壤速效钾含量总体水平偏高,平均达到124.66g/kg,与湖南省第二次土壤普查相比增加了54.76%,呈明显增加趋势;缓效钾含量总体偏低,低于100 mg/kg的农田占全县农田面积的87.46%。目前花垣县农田土壤存在钾素储备偏低,长期供钾潜力不足的问题。针对花垣县农田土壤钾素现状及存在的问题,应当改善耕作方式,防止农田钾素流失;实行秸秆还田,有效防止农田钾素失衡;推广测土配方施肥,实现钾素投入平衡等有效措施,提高土壤钾素肥力。     

植物根部细胞钾离子转运机制及其分子基础

植物根系钾转运机制及其分子基础研究是目前国际植物营养科学的热点之一。本介绍植物根系钾吸收的两个过程－－高亲和力钾转运和低亲和钾运转的力学机制，钾转运机制蝗分子生物学基础及其研究方法。     

植物高亲和性钾离子转运系统

钾是植物生存的必需元素,而K＋必须从细胞外摄取以满足植物自身的生理需要。植物K＋吸收可分为高亲和吸收与低亲和吸收,其中植物高亲和性K＋转运体包括HAKs和HKTs。在普遍缺钾的陆生环境中,HAKs和HKTs在转运K＋时发挥了主要作用。主要综述了这2个转运体的功能、转运机制和最新研究进展。