15N同位素稀释法研究固氮菌接种对甘蔗生物固氮的影响

利用15N同位素稀释法,研究接种固氮菌klebsiella L03对甘蔗品种B8和ROC22的生物固氮的影响。结果表明： B8的固氮百分率最高为3128%Ndfa,从苗期开始就显著高于ROC22,分蘖期和伸长初期的固氮量和固氮百分率与ROC22相比差异达到极显著水平。B8和ROC22的根、茎、叶都可发生固氮,以伸长初期（60d）叶片中的固氮能力最强。接种L03能显著提高B8和ROC22各器官的含氮量,其中对ROC22叶片和B8茎的含氮量提高作用最明显。不同甘蔗品种、相同品种的不同器官甚至相同器官的不同生长时期固氮作用有很大差异。     

干湿交替灌溉与施氮量对水稻叶片光合性状的耦合效应

【目的】探讨干湿交替灌溉与施氮量耦合对水稻光合性状及其效应的影响,从光合源及光合质方面阐明不同水氮组合处理在光合性状上的差异。【方法】以新稻20为材料进行土培试验,设置浅水层灌溉 (0 kPa)、轻度干湿交替灌溉 (–20 kPa) 和重度干湿交替灌溉 (–40 kPa) 3种灌溉方式及不施氮 (N0)、中氮 (MN, 240 kg/hm2) 和高氮 (HN, 360 kg/hm2) 3种氮水平,研究不同水氮耦合处理对水稻产量、叶片叶绿素含量、叶面积指数、叶片氮含量、净光合速率、光合氮素利用率、PSⅡ的潜在活性和最大光化学效率的影响。【结果】灌溉方式与施氮量存在显著的互作效应,轻度干湿交替灌溉增加了主要生育期叶片叶绿素含量、氮含量、净光合速率、光合氮素利用率、PSⅡ的潜在活性和最大光化学效率,提高抽穗后群体叶面积指数,且与MN耦合后产量最高,为本试验最佳的水氮耦合运筹模式;重度干湿交替灌溉则显著降低主要生育期叶片叶绿素含量、叶片氮含量、叶面积指数、净光合速率、光合氮素利用率、PSⅡ的潜在活性和最大光化学效率;在同一灌溉方式下,中氮处理提高叶片净光合速率、光合氮素利用率、PSⅡ的潜在活性和最大光化学效率,有利于穗后叶片叶绿素含量及叶面积指数提高,重施氮肥反而降低叶片光合及荧光效率。水稻叶片叶面积指数、光合速率、光合氮素利用率、PSⅡ潜在活力及最大光化学效率与产量均呈显著或极显著的正相关关系。水稻主要生育期光合性状指标的供氮效应均为正效应,轻度干湿交替灌溉下主要生育期叶片叶绿素含量、氮含量、净光合速率、光合氮素利用率、PSⅡ的潜在活性和最大光化学效率的供水效应及耦合效应均为正效应,而重度干湿交替灌溉的控水及耦合效应则为负效应。【结论】轻度干湿交替灌溉耦合中氮处理水稻叶片净光合速率、光合氮素利用率、PSⅡ的潜在活性和最大光化学效率提高,有利于穗后叶片叶绿素含量及叶面积指数形成,表明通过适宜的肥水调控发挥水氮耦合效应,可以创造良好的光合性状,提高水稻光合生产能力,从而促进水稻高产。     

乙烯利对不同甘蔗品种光合特性的影响

本试验选用4个熟性不同的甘蔗品种桂糖11号、桂糖17号、新台糖10号、新台糖20号作为供试材料，在甘蔗生长前期以100mg/L乙烯利进行叶面喷施，测定了叶片中C4途径的两个关键光合酶活性、叶绿素含量、净光合速率和蒸腾速率，并分析了这些因素与甘蔗生长的关系。结果表明：(1)乙烯利处理可以提高甘蔗叶片中NADP—苹果酸酶的活性，而对磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)的活性因品种不同有一定差异，对桂糖11号与桂糖17号有明显的促进效应，而对新台糖20号却表现了一定的抑制。(2)乙烯利处理提高了叶片中叶绿素的含量。(3)乙烯利处理可以提高甘蔗的光合速率和蒸腾速率，但对不同品种的效应不同，尤以对桂糖11号和新台糖10号的效应最明显。     

磷施用量对烤烟根系生理及叶片光合特性的影响

【目的】根系作为吸收水分和养分的重要器官,其生理功能的强弱对烟草地上部分的生长发育有重要的影响。本研究分析磷施用量对烤烟不同生育期根系生理和叶片光合生理的影响,初步阐明磷素对烤烟生长的生理效应,明确烤烟品质形成的生理基础,为生产中合理施磷提供一定的参考。【方法】2014年在河南农业大学采用盆栽土培试验,设置四个处理,各处理P2O5用量分别为0(CK)、 3.5(T1)、 7.0(T2)和10.5 g/plant(T3),N用量为3.5 g/plant,N∶K2O=1∶3。在烤烟不同生育时期测定各处理烟株的根系活力、 根系总吸收表面积和活跃吸收表面积等根系生理指标以及中部叶的叶面积、 叶绿素含量和叶片的光合指标。【结果】在整个生育期内,T2处理烟株的根系活力强、 根系总吸收表面积和根系活跃吸收表面积大。团棵期(移栽后30 d左右)随施磷量的增加,上述根系生理指标及中部叶叶面积、 叶绿素含量不断增加,T3处理显著高于不施磷处理; 成熟期(移栽后90 d左右)T3处理叶片的叶绿素含量较其他处理下降更快。随生育期的推进,各处理叶片的净光合速率、 蒸腾速率、 气孔导度和胞间CO2浓度均呈现先升后降的变化趋势,在移栽后60 d达到最大值。与其它处理相比,T2处理叶片的净光合速率、 蒸腾速率和气孔导度在整个生育期内均最大,且在移栽后60 d时显著高于CK处理。根冠比随生育期的推进呈波动变化,但整体表现出上升的趋势。在整个生育期内,T3处理的根冠比最大,其次为CK,T1、 T2处理的根冠比相对较小。【结论】施用P2O5 10.5 g/plant的烟株在团棵期快速生长及成熟期叶绿素含量迅速下降的现象证明,在一定范围内,充足的磷素供应能促进烟株生育前期根系发育、 叶片扩展,生长后期烟叶适时落黄。磷用量对叶片光合性能和烟株根冠比的作用证明,磷素对叶片光合性能的促进作用建立在烟株根、 冠结构和功能协调一致的基础上,当根、 冠生长的协调性被打破,其叶片的净光合速率也随之降低。施用P2O5 7.0 g/plant 烟株整体表现最优,而施用P2O5 3.5 g/plant在基本满足烟株正常生长的同时能够降低生产成本,这对生产中如何确定磷肥的施用量提供了一定的参考。     

不同生育期灌水处理对小粒型花生光合生理特性的影响

为揭示不同生育时期灌水处理对花生叶片光合生理特性的影响,确定花生水分效率最大时期,采用防雨棚池栽法,对2个小粒型花生品种"花育20号"和"花育27号"分别设置全生育期灌水(CK)、全生育期干旱胁迫处理(T1)、苗期灌水(T2)、花针期灌水(T3)和结荚期灌水(T4)5个处理,对比分析各处理花生叶片光合色素含量和叶绿素荧光动力学参数变化。结果表明,土壤水分状况并未使叶绿素a含量明显变化,但两品种叶绿素a含量升高或降低幅度受不同处理影响。叶片类胡萝卜素含量对土壤水分状况的响应因品种而异,两品种全生育期干旱胁迫处理下到达峰值的时间不一致。两品种结荚期灌水处理均能增加叶绿素b和类胡萝卜素含量。"花育27号"整个生育期内Fv/Fm值高于"花育20号",表明其具有较强的光能转换效率。两个花生品种在结荚期灌水处理均能提高Fv/Fm和Fv/Fo值,提高其光能转换效率,有效避免或减轻了光合机构受损的程度。花针期、结荚期灌水及对照处理能够保持较高的表观光合电子传递速率(ETR)和非光化学淬灭系数(QN)值,保持较高的光合反应总量,但苗期灌水处理对生育后期净光合速率没有促进作用。各生育期不同灌水处理中净光合速率(Pn)和气孔导度(Gs)下降的同时,胞间CO2浓度(Ci)亦下降,表明气孔限制是土壤水分不足状况下花生光合速率下降的主要原因。总体而言,花针期和结荚期灌水处理能提高花生叶片的光合能力,表明花生开花以后进行灌水处理是经济有效的灌水方式。     

镁对厚皮甜瓜坐果节位叶片叶绿素荧光特性和活性氧清除系统的影响

【目的】厚皮甜瓜坐果节位叶片在果实生长过程中早衰现象严重,对果实生长会造成不利影响。本试验采用外源喷施硫酸镁的方法,研究了镁对坐果节位叶片叶绿素荧光特性、活性氧清除系统及果实的影响,以期延缓坐果节位叶片衰老,提高厚皮甜瓜产量和品质。【方法】以厚皮甜瓜品种‘迎春(F1)’为试材,于坐果节位雌花开放授粉当天对植株叶片喷施不同浓度(0、2、4、6 mmol/L)的硫酸镁溶液,每7天喷1次,共喷3次,采用随机区组试验设计,重复3次。在第一次处理后每隔7 d对坐果节位叶片进行各项生理指标测定。叶片叶绿素荧光参数采用成像荧光仪MINI-IMAGING-PAM测定,光合特性采用Li-6400光合仪测定,叶片镁元素含量采用电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)法测定,酶含量、果实可溶性糖及可溶性蛋白测定参照李合生的方法测定,可溶性固形物采用手持糖度计测定,Vc采用2,6-二氯酚靛酚滴定法。【结果】对坐果节位叶片及果实生理指标进行分析,结果显示2mmol/L和4 mmol/L镁处理能够显著增加坐果节位叶片的镁含量,延缓叶片衰老过程中叶绿素的降解速率;明显降低坐果节位叶片初始荧光Fo值,增强PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学量子效率(ФPSⅡ)及表观光合电子传递速率(ETR),提高坐果节位叶片的净光合速率;明显提高叶片过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)等抗氧化酶活性,降低活性氧和MDA含量;显著提高了厚皮甜瓜果实的可溶性糖、可溶性固形物、可溶性蛋白及Vc含量,但对单果重影响不显著。【结论】适宜浓度的镁处理能够提高厚皮甜瓜坐果节位叶片的叶绿素和镁元素含量,改善其叶绿素荧光参数和净光合效率,增强POD、SOD和CAT活性,减少H2O2、O-·2和MDA的累积,从而延缓其衰老,并能提高果实可溶性糖、可溶性固形物、Vc及可溶性蛋白等品质指标,但对果实产量影响不显著。     

聚乙二醇处理不同甘蔗品种/品系组培苗的生理响应研究

利用聚乙二醇(PEG-6000)作为渗透剂进行模拟水分胁迫处理4个甘蔗品种/品系的组培苗,分析测试甘蔗组培苗在不同浓度PEG-6000的水分胁迫下的叶绿素含量、丙二醛含量和脯氨酸含量等生理响应。结果表明:随着PEG-6000的处理浓度增高,胁迫强度增大,甘蔗组培苗叶片叶绿素、脯氨酸和丙二醛的含量发生了不同变化。不同甘蔗品种/品系的抗旱性不同,对水分胁迫的敏感程度也不同,水分胁迫后叶绿素含量均低于对照,脯氨酸含量随着处理强度的增大显著增加,且以30%的PEG-6000浓度处理增加较为明显,抗旱性强的甘蔗品系脯氨酸增幅更大;丙二醛含量随着胁迫强度的增大急剧增加,抗旱性差的甘蔗品种/品系增幅更大。聚乙二醇模拟水分胁迫组培苗结果表明,4个甘蔗品种/品系中02-6甘蔗品系抗旱性最强,其次为新台糖22号,最差的为新台糖16号。通过组培在实验室模拟甘蔗抗旱胁迫,为进一步田间干旱胁迫提供初选材料及参考价值,有利于加速甘蔗抗旱新品种的选育进程。     

缺锌胁迫对‘天红2号/冀砧2号’苹果幼树生长、光合特性和内源激素含量的影响

【目的】研究‘天红2号/冀砧2号’幼树生长、光合特性及内源激素变化对缺锌胁迫的响应。【方法】以1年生‘天红2号/冀砧2号’砧穗组合苹果幼苗为试材,采用营养液浇灌方式进行盆栽试验。营养液设置供锌浓度分别为0μmol/L (Zn0)、2μmol/L (Zn2)、4μmol/L (Zn4,对照),共3个处理。处理后40天,测量幼树株高、叶面积,取样测定叶片锌含量、光合特性、叶绿素含量、叶绿素荧光参数、内源激素含量等指标,并分析叶绿素合成关键酶基因MdHEMA1、叶绿素降解关键酶基因MdPAO、生长素合成基因MdYUCCA4a和MdYUCCA6a相对表达量。【结果】‘天红2号/冀砧2号’幼树的株高、叶面积及叶片锌含量随供锌浓度的下降而显著降低;供锌浓度越低,生长素合成基因MdYUCCA4a和MdYUCCA6a相对表达量越低,植株体内IAA和GA3水平越低;与对照(Zn4)相比,净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)在缺锌条件下显著降低,胞间CO2浓度(Ci)升高;缺锌胁迫下,叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量下降,叶绿素a/b值上升,叶绿素合成关键酶基因MdHEMA1和叶绿素降解...     

增加烟草一级和二级侧根是抵御干旱的生理机制

【目的】 挖掘植物自身的抗旱能力是提高农业水分利用效率的有效措施。本研究通过比较水分胁迫处理下 5 个烤烟品种苗期根系发生和伸长以及叶片光合特性的变化,探讨烤烟抗旱能力差异的生理机制,为烟草生产的可持续发展提供理论依据。 【方法】 采用水培试验,设置对照和水分胁迫处理 (添加 2.5% PEG 处理来模拟中度干旱),研究 5 个烤烟品种苗期的地上部和根系的生物量、一级和二级侧根的发生和伸长,利用 Li-Cor 6400 光合测定系统测定叶片的光合速率和气孔导度等参数,利用 FLIR 手持式红外热成像仪测定新展开叶的叶片温度,分析烟草抗旱能力差异明显的生理机制。 【结果】 水分胁迫条件下 5 个烤烟品种的生长差异明显。与对照处理相比,水分胁迫对大平板和农大 202 的生长影响不明显,但柳叶尖、金星 6007 和中烟 100 的地上部和根系生物量显著被抑制,降幅范围在 66%～83%,达到差异极显著水平。水分胁迫抑制 5 个烤烟品种一级和二级侧根的伸长,但大平板和农大 202 的一级侧根数目和二级侧根密度显著增加,最终导致根系生物量没有下降;另外 3 个烟草品种柳叶尖、金星 6007 和中烟 100 的侧根发生增加趋势不明显。水分胁迫处理下抗旱能力强的大平板和农大 202 地上部生物量和叶片温度变化不明显,而叶片的净光合速率显著下降,但其降幅显著低于 3 个抗旱能力弱的烤烟品种。与对照处理相比,抗旱能力弱的柳叶尖、金星 6007 和中烟 100 叶片的气孔导度和蒸腾速率显著下降,叶片温度上升 5～7℃。进一步的研究表明,PEG处理下耐旱能力强烤烟品种侧根数目的显著增加是地上部维持较强光合能力的主要原因。 【结论】 抗旱能力强的烟草品种苗期受到水分胁迫时其一级和二级侧根显著增加,进而能保持较高的光合特性。      

长期水分胁迫下氮、钾对夏玉米叶片光合特性的影响

采用2 种不同夏玉米基因型（陕单9号,抗旱品种;陕单911,不抗旱品种）的盆栽试验,研究了长期水分胁迫下氮、钾对各生育期叶片净光合速率、蒸腾速率、胞间二氧化碳浓度和叶绿素含量的影响,旨在从光合生理特性揭示这些因子的抗旱机理。结果表明,长期水分胁迫下叶片净光合速率、蒸腾速率、胞间二氧化碳浓度（除成熟期）和叶绿素含量显著降低,不抗旱品种降幅更甚。抗旱品种的净光合速率和叶绿素含量大于不抗旱品种,而蒸腾速率和胞间二氧化碳浓度则相反。两品种苗期光合作用较弱,净光合速率和叶绿素含量均较低,抽雄期达到高峰。施氮能不同程度降低水分胁迫下玉米叶片的蒸腾速率,增加叶绿素含量,提高净光合速率,从而减缓水分胁迫对光合作用的伤害。随氮肥用量增加,不抗旱品种净光合速率和叶绿素含量显著升高,蒸腾速率和胞间二氧化碳浓度明显降低,两种氮肥用量间有显著差异;抗旱品种在低氮用量时效果显著,但高低氮用量间无显著区别。钾对受水分胁迫的玉米表现出比氮肥更突出的效果。相反,在适量供水条件下,氮钾肥的作用明显下降。以上结果表明,适当用量的氮、钾肥,可以有效地改善水分胁迫下作物叶片的光合特性,从而增强作物的抗旱性。     

花生主要碳代谢指标与根瘤固氮能力的关系

[目的]比较花生叶片碳代谢指标与根瘤固氮的关系,以寻找与根瘤固氮能力关系最为密切的叶片碳代谢指标,为花生育种提供可靠的判定方法.[方法]盆栽试验在山东省花生研究所莱西试验站进行,试验以19个花生品种(系)为材料,包括山东、河南、河北、四川等省份近年来审定或育成的品种(系),辅助利用15N示踪技术,测定了花生叶片叶绿素含...     

谷子光合特性及产量最优的氮磷肥水平与细胞分裂素6-BA组合研究

【目的】谷子的干物质90%来源于光合作用,提高谷子群体光能利用,维护中上部叶片较大的光合速率及持续时间对于产量形成十分重要。研究合理施肥对谷子光合特性的影响将为谷子生产提供合理施肥依据。【方法】以张杂谷5号为试材,采用三因素二次通用旋转组合设计进行田间试验。设5个氮水平为22、 69、 138、 207、 254 kg/hm2; 5个磷(P2O5)水平为11、 36、 72、 108、 133 kg/hm2;细胞分裂素6-BA [0.5%(v/v)]于开花期开始,每天16:00左右叶面喷施,连喷4 d。灌浆期调查旗叶叶绿素含量、净光合速率、叶面积系数和产量。【结果】随着施磷量的增加,叶片净光合速率、叶面积系数先迅速上升后缓慢下降;随着喷施6-BA浓度的增加,叶片净光合速率、叶面积系数先迅速上升后下降明显。叶绿素含量受氮、磷、6-BA影响显著,三个因素变化趋势比较一致,随着施氮、磷的用量和喷施6-BA的浓度升高,叶绿素含量均呈先增后降的趋势,产量也随氮、磷、6-BA的水平变化显著。根据一次项对产量的作用方程来看,增产作用磷6-BA氮。在供试施用水平内,氮、磷、6-BA对产量的影响均呈抛物线状,随着施磷的增加,产量先迅速增加后缓慢下降,随着施氮量、6-BA用量的增加,产量先迅速增加后下降明显。氮肥和细胞分裂素6-BA之间交互作用对叶绿素含量、净光合速率、叶面积系数和产量均有显著影响。【结论】在供试条件下,适宜氮磷施用水平配合喷施6-BA可显著增加谷子的叶面积系数、叶绿素含量和净光合速率,超过适宜用量后,降低作用也很明显。氮、磷、6-BA与产量间回归关系极显著,拟合程度较高,可用于实际产量预测。对于张杂谷5号,最高产量为N175.0 kg/hm2,P2O5 94.3 kg/hm2,喷施6-BA 11.8 mg/L,预期产量为6629 kg/hm2。     

施氮量对穗期高温胁迫下玉米叶片光合生理及产量的影响

  【目的】  探究不同施氮量对玉米穗期高温胁迫下光合生理及产量的影响,为合理施氮实现玉米抗逆稳产提供理论依据。  【方法】  2020—2021年开展人工模拟高温田间试验。以耐热型品种郑单958 (Zhengdan 958) 和热敏感型品种先玉335 (Xianyu 335) 为材料;设置3个施氮量,分别为低氮 (N 90 kg/hm2,N90)、中氮 (N 180 kg/hm2,N180) 和高氮 (N 270 kg/hm2,N270)。在玉米第11片叶展开期至抽雄期进行高温处理 (HT),分别持续12天 (2020年) 和9天 (2021年),以田间自然生长的植株为对照 (CK),处理期间高温和对照的日最高温度均值分别为41.9℃、35.9℃ (2020年) 和40.8℃、37.7℃ (2021年),昼夜温差均值分别为19.3℃、13.0℃ (2020年) 和18.1℃、14.8℃ (2021年),调查两个品种穗位叶的光合色素含量、光合参数、叶绿素荧光参数、光合酶活性、籽粒产量及产量构成因素,分析温度、品种和施氮量三者之间的互作效应。  【结果】  1) 高温胁迫提高了两个玉米品种穗位叶的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶 (PEPCase) 和核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶 (Rubisco) 活性,降低了穗位叶光合色素含量、净光合速率 (P_n)、叶绿素荧光参数和产量,高温对热敏感型品种先玉 335的影响大于耐热型品种郑单 958。 2) 在对照条件下,两个品种的光合色素含量、P_n、最大光化学效率 (F_v/F_m)、PEPCase活性、Rubisco活性、籽粒产量及产量构成因素随着施氮量的增加而增加;在高温条件下,则随施氮量增加呈先升后降趋势,均以N180处理最高。3) 品种、温度、施氮量及温度×施氮量的互作效应对光合性能指标和产量均具有极显著影响 (P<0.01)。与对照相比,高温条件下3个氮肥用量中N270处理的各项指标降幅最大,说明在高温条件下高氮加剧了玉米穗位叶光合性能减弱,加深了高温危害,且先玉 335表现更明显。4) 相关分析表明,两个品种的产量与穗粗、穗粒数、光合色素含量、P_n、F_v/F_m、实际光化学效率 (YⅡ)、表观电子传递速率 (ETR) 和光化学淬灭系数 (qP) 均呈极显著正相关 (P<0.01),穗粗、穗粒数与各光合生理指标均呈极显著正相关 (P<0.01)。因此,光合性能下降引起穗粒数减少,进而导致产量下降。  【结论】  第11片叶展开期至抽雄期高温胁迫可显著抑制玉米光合生理,降低产量。合理的施氮量 (N 180 kg/hm2) 可以缓解高温胁迫,提高光合生理活性,增加籽粒产量,而高氮 (N 270 kg/hm2) 会增加高温造成的产量损失。     

Genotypic Differences in Spectral and Photosynthetic Response of Peanut to Iron Deficiency

To assess the genetic variability of peanut (Arachis hypogaea L.) in tolerance to iron (Fe) deficiency, spectral and photosynthetic parameters of 12 peanut cultivars were determined. The results showed that peanut exhibit significant variations in spectral and photosynthetic parameters within cultivars in response to Fe deficiency. The 12 peanut cultivars were separated into three groups, which include (i) a Fe-deficient tolerant cultivar (‘Zhenghong 3’), (ii) a Fe-deficient sensitive cultivar (‘Huayu 22’), and (iii) ten intermediate cultivars. Iron deficiency caused an increase in root biomass, root/shoot ratio, structure independent pigment index and intercellular carbon dioxide (CO₂) concentration, but resulted in a decrease in net photosynthetic rate (Pn), quantum yield of PS II photochemistry (F_v/F_m), effective quantum yield of PS II (ΦPS II), photochemical reflectance index, red edge point, and chlorophyll normalized difference index. Iron deficiency-induced decline in net photosynthetic rate may be resulted from the reduction of photosynthetic pigment contents and inhibition of PSII photochemistry.     

硝态氮抑制尖孢镰刀菌侵染促进黄瓜生长的内在生理机制

  【目的】  连作障碍严重影响设施农业的发展。不同形态氮素可影响黄瓜土传枯萎病的发生,然而其内在生理机制尚不明确。通过氮素营养调控植物–微生物互作关系,为防控土传病害的发生提供理论依据。  【方法】  以黄瓜品种津春2号和尖孢镰刀菌黄瓜专化型菌 (FOC) 为试材,进行温室营养液培养试验。设营养液中添加铵态氮不接菌 (A)、硝态氮不接菌 (N)、铵态氮接菌 (AI) 和硝态氮接菌 (NI) 共4个处理。尖孢镰刀菌侵染8天后进行植株样品的采集及测定,包括株高、根长、生物量、病情指数、叶绿素含量、光合特性、叶片温度,并进行了叶肉细胞超微结构的观察,测定了植物全氮、可溶性蛋白及可溶性糖含量。  【结果】  与铵态氮相比,硝态氮营养显著抑制了黄瓜植株枯萎病的发病率,并显著促进了植株的生长以及植株生物量的增加。未接菌条件下,供应铵态氮的植株光合速率、气孔导度、蒸腾速率、羧化效率及表观量子效率均显著高于供应硝态氮的植株;尖孢镰刀菌的侵染导致供应铵态氮的植株叶绿体结构受损,显著降低了其光合速率、气孔导度、蒸腾速率、细胞间隙CO₂浓度、羧化效率及表观量子效率,而病原菌侵染对供应硝态氮的植株叶片光合特性无显著影响。未接菌条件下,供应铵态氮的植株叶片温度及水分利用效率显著低于供应硝态氮的植株;尖孢镰刀菌侵染后,供应铵态氮的植株叶片温度及水分利用率显著增加,而病原菌侵染对供应硝态氮的植株无显著影响。叶片温度与蒸腾速率呈显著负相关关系,而与水分利用率呈显著正相关关系。供应铵态氮的植株根系全氮、可溶性蛋白及可溶性糖含量均显著高于供应硝态氮的植株,从而促进病原菌对供应铵态氮的植株的侵染。尖孢镰刀菌侵染后,供应铵态氮的植株根系可溶性蛋白含量显著增加,可溶性糖含量降低,而尖孢镰刀菌侵染对供应硝态氮的植株可溶性蛋白及可溶性糖含量无显著影响。  【结论】  硝态氮能够有效地抑制黄瓜枯萎病的发生,维持叶绿体结构的完整性,保持黄瓜植株正常的光合作用及生长,并减少碳水化合物向根系的运输,从而抑制病原菌的侵染及病害的发生。在黄瓜的设施栽培中,可适当增加硝态氮肥的施用而减少铵态氮肥的投入,以抑制土传枯萎病发生。     

基质栽培番茄营养液中氮、钾最佳浓度研究

【目的】合理的氮、钾养分供给是提高番茄生长及果实品质的重要措施，本文研究了滴灌营养液中不同的氮、钾养分供给水平对基质栽培番茄生长及果实品质的影响，为优化基质栽培番茄的营养液配方，确定最佳的氮、钾养分浓度，实现养分供给的精量化管理提供科学依据。【方法】以沙∶珍珠岩比例为1∶2配置栽培基质，用于温室中番茄栽培，以番茄‘A20’为试材，进行了水培试验。采用2因素 (氮、钾) 5水平响应面中心复合设计，滴灌营养液中氮浓度的基础值为244 mg/L，试验设计步长为120 mg/L；钾浓度的基础值为313 mg/L，试验设计步长为150 mg/L。调查了番茄叶片叶绿素含量、净光合速率、单株产量、果实可溶性糖含量、可滴定酸含量、糖酸比、维生素C含量和番茄红素含量。【结果】随着滴管液中氮浓度从74 mg/L增加到414 mg/L，番茄产量、叶片叶绿素含量、叶片净光合速率、果实可溶性糖含量、糖酸比、番茄红素含量和果实维生素C含量均呈先增后减的趋势。随着营养液中钾浓度从101 mg/L增加到525 mg/L，果实可溶性糖含量、糖酸比和维生素C含量持续增加，番茄产量、叶绿素含量、净光合速率、番茄红素含量均先增后减。此外，通过建立各指标与氮钾二因子的二次回归方程发现，氮素是叶绿素含量、净光合速率和单株产量的主要影响因子，钾素是果实可溶性糖、可滴定酸、糖酸比、维生素C和番茄红素含量的主要影响因子。氮、钾互作显著影响番茄产量和叶片叶绿素含量；充足的钾营养供给可以促进植株对氮素的吸收与同化，提高叶片叶绿素含量，利于产量提高；适量的氮素供应有利于钾素的吸收与利用，促进产量的进一步提高。采用主成分分析方法对8种配施方案下番茄产量和品质的综合性能进行评价，结果显示营养液中氮、钾浓度分别为N 378 mg/L、K 391 mg/L时为最优配方方案，且番茄叶片净光合速率达到最大值。【结论】在沙子和珍珠岩1∶2 (v∶v) 为基质的番茄无土栽培条件下，滴灌营养液中氮、钾浓度分别为N 378 mg/L和K 391 mg/L时，番茄产量和品质的综合性能达到最优，该方案可在生产实践中为基质栽培番茄营养液精确管理提供一定的借鉴意义。     

Endophytic nitrogen-fixing Klebsiella variicola strain DX120E promotes sugarcane growth

Klebsiella variicola bacteria are found in association with plants. Little is known about their colonization patterns, roles, and mechanisms during association with the plant hosts. Here, we identified a nitrogen-fixing bacterium, DX120E, which was isolated from surface-sterilized roots of the ROC22 sugarcane cultivar, as K. variicola by phylogenetic analyses of its 16S rRNA gene, RNA polymerase β-subunit gene, and DNA gyrase subunit A gene sequences. gfp-tagged DX120E was found to colonize at the roots and aerial parts of micropropagated sugarcane plantlets by fluorescence microscopy and confocal microscopy. DX120E was able to survive in soils and colonize in root epidermal cells, intercellular spaces in root cortices, and leaf mesophyll and vascular tissues. DX120E preferentially colonized at root maturation and elongation zones and entered roots via cracks at the emergence site of lateral roots and at disrupted epidermis. DX120E may penetrate root epidermal cells with the aid of their cellulose-degrading enzymes. ¹⁵N isotope dilution assay demonstrated that DX120E was able to fix N₂ in association with ROC22 sugarcane plants under gnotobiotic condition. DX120E was also able to promote GT21 cultivar growth and plant uptake of N, P, and K under greenhouse condition. Together, this study for the first time shows that a K. variicola strain is able to colonize in its sugarcane plant hosts, to fix N₂ in association with plants, and to promote plant growth.     

氮素形态对强筋和中筋小麦产量和品质的影响

[目的]研究不同氮素形态对强筋和中筋小麦植株生长、籽粒蛋白质含量及产量的影响,为选择适宜氮肥种类、提高氮素利用率提供科学依据.[方法]选用强筋小麦'藁优2018'和中筋小麦'济麦22'在河北邢台进行田间试验.在相同施氮量下,设置5个氮源处理:不施氮肥(CK)、酰胺态氮肥(Urea)、铵态氮肥(NH4+-N)、硝态氮肥(...     

不同水分条件下磷肥运筹对小麦旗叶和穗部叶绿素及核酸含量的影响

  【目的】  在干旱和半干旱地区,缺磷常导致作物产量下降。研究不同水分状况下,磷素施用次数对花后小麦旗叶和穗部维持光合效能及胚乳细胞分裂能力的影响,为科学施用磷肥提供理论依据。  【方法】  以冬小麦品种‘新冬23号’和‘新冬20号’为试验材料开展裂区田间试验。设干旱胁迫 (DT,灌水量为5625 m3/hm2) 和适水灌溉 (WT,灌水量为9000 m3/hm2) 两个水分处理;每个水分条件下,设置3个磷肥 (P₂O₅ 105 kg/hm2) 施用次数处理:P1 (在小麦返青期一次性施用)、P2 (在小麦返青和拔节期分别追施50%)、P3 (在小麦返青、拔节和灌浆期按40%∶30%∶30%比例追施)。在小麦开花后7、14、21、28、35天,取样测定旗叶叶绿素和DNA含量、籽粒DNA含量和淀粉积累量,在成熟期测定产量及产量构成因子。  【结果】  干旱条件下,两个品种旗叶叶绿素含量均为P1处理显著高于P2和P3处理;适水条件下为P3处理显著高于P1和P2处理。干旱条件下,新冬23号小麦旗叶和籽粒DNA含量表现为P2处理显著高于P1和P3处理,而新冬20号小麦则为P1处理显著高于P2和P3处理;适水条件下两个小麦品种均为P3处理最高。干旱胁迫下,两个小麦品种籽粒总淀粉含量均以P1处理最高。两个品种千粒重在两种水分条件下均以P3处理最高。  【结论】  干旱胁迫下,不论小麦品种的产量潜力高低,返青期一次性施磷比分期施磷可提高灌浆期旗叶和穗部叶绿素和DNA含量,有利于光合作用产物的积累和细胞分化,最终形成较高的籽粒千粒重和淀粉积累量。适水条件下,分3次施磷有利于维持旗叶和穗部叶绿素以及DNA含量,增加淀粉含量和粒重。因此,小麦磷肥的施用方法应依据水分状况而定。     

低氮胁迫对耐低氮玉米品种苗期光合及叶绿素荧光特性的影响

【目的】叶绿素荧光参数经常用来评价光合器官的功能和环境压力的影响,不同玉米基因型耐低氮胁迫能力差异较大,与光合及叶绿素荧光特性对低氮胁迫的响应机制有关。本文以耐低氮能力差异较大的4个玉米杂交种为试验材料,研究了低氮胁迫对不同耐低氮性玉米品种苗期光合及叶绿素荧光特性的影响,以期明确耐低氮胁迫玉米品种的光合机制。【方法】采用二因素完全随机设计盆栽试验,因素A为不同耐低氮性玉米品种:‘正红311’、‘成单30’和不耐低氮品种‘先玉508’、‘三北2号’;因素B为不同氮素水平:正常氮CK(霍格兰完全营养液,N 15 mmol/L)、低氮胁迫LN1(N 0.5 mmol/L)、极低氮胁迫LN2(N 0.05 mmol/L)。测定了苗期单株干物质积累量,单株氮素积累量,叶片叶绿素含量与荧光特性,以及光合效率指标。【结果】低氮胁迫下玉米苗期单株干物质积累量、单株氮素积累量、叶片叶绿素含量等生理指标显著下降,但耐低氮品种的下降幅度显著低于不耐低氮品种;低氮胁迫下玉米苗净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)显著降低,胞间CO2浓度(Ci)显著升高,净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)的降幅及胞间CO2浓度(Ci)的增幅耐低氮品种均显著低于不耐低氮品种;低氮胁迫下可变荧光(Fv)、最大荧光(Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv/F0)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ有效光量子产量(Fv'/Fm')和光化学猝灭系数(q P)等叶绿素荧光特性也均显著降低,耐低氮品种下降幅度显著低于不耐低氮品种;低氮胁迫下耐低氮品种PSⅡ实际光量子产量(ΦPSⅡ)降低,不耐低氮品种有所增加;而耐低氮品种非光化学猝灭系数(NPQ)升高,不耐低氮品种有所降低。【结论】耐低氮玉米品种能够减缓低氮胁迫对植株光合系统的影响,进而保证植株较高的氮素积累,提高叶片叶绿素含量,维持较高的PSⅡ有效光量子产量(Fv'/Fm')和光化学猝灭系数(q P),为光合作用提供充足的光能;从而保持了较高的净光合速率(Pn),保证了耐低氮品种在低氮条件下保持较高的干物质生产。