肉桂酸对平邑甜茶幼苗根系呼吸速率及相关酶活性的影响

 【目的】探讨外源肉桂酸对平邑甜茶幼苗根系呼吸速率和相关酶活性的影响,为深入研究肉桂酸等酚酸类物质在苹果连作障碍中造成伤害的机理提供参考。【方法】将20 ml不同浓度的肉桂酸溶液浇至栽植平邑甜茶幼苗的营养钵中,处理后定期取样,在恒温（25℃）条件下用液相Oxy-Lab氧电极测定根系呼吸速率,用冻样测定相关酶活性。【结果】测定期内,5 mg•kg-1土、25 mg•kg-1土浓度处理使基础呼吸速率和三羧酸循环(TCA)、磷酸戊糖(PPP)途径的呼吸速率均表现初期上升随后（第3天）下降但末期有所恢复的趋势,而糖酵解途径(EMP)的呼吸速率则持续下降在末期小幅回升;125 mg•kg-1土浓度处理后基础呼吸速率及3条途径呼吸速率均呈下降趋势;磷酸果糖激酶(PFK)、苹果酸脱氢酶(MDH)和葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G-6-PDH)活性变化趋势分别与其对应途径呼吸速率变化相似。【结论】一定浓度的肉桂酸可抑制平邑甜茶幼苗根系基础呼吸速率以及EMP、TCA、PPP途径的呼吸速率,其中,高浓度下TCA途径呼吸速率下降更为显著。各途径对应相关酶活性与其呼吸速率变化相一致,随处理浓度的升高各酶活性均降低。     

水分胁迫对东北山樱幼苗呼吸等生理代谢的影响

 【目的】探讨东北山樱幼苗对水分胁迫的响应机制,为评价其资源特性提供理论和实践依据。【方法】采用持续干旱和淹水处理,测定根系呼吸途径和相关酶活性、呼吸底物、叶片叶绿素荧光参数等指标的变化过程,比较分析东北山樱幼苗对不同程度水分胁迫响应特征的差异及形成机制。【结果】持续干旱和淹水胁迫对东北山樱幼苗根系呼吸等生理代谢造成严重影响。干旱胁迫1 d后根系活力即受到严重抑制,而淹水胁迫在3 d后表现为迅速降低;干旱胁迫后根系呼吸速率先升高,第5 天时达到峰值后迅速降低,而淹水胁迫前5 d无明显变化,之后也迅速降低。水分胁迫1 d时根系呼吸各生化途径和电子传递途径比例未发生明显变化,而后三羧酸循环(TCA)、细胞色素途径(CP)比例迅速降低,磷酸戊糖途径(PPP)和交替途径(AP)成为主要方式,第7 天后各途径所占比例均大幅降低,根系呼吸代谢被严重抑制;轻度干旱和淹水胁迫使根系中琥珀酸脱氢酶(SDH)等TCA关键酶活性降低,而诱导葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G-6-PDH)等PPP关键酶活性的表达;胁迫第7 天后超过幼苗耐受阈值,各关键酶活性大幅降低,严重削弱了其酶促调控作用;根系中的呼吸底物可溶性糖、淀粉及呼吸代谢中间产物丙酮酸的含量在水分胁迫期间均表现为先上升后迅速降低,而柠檬酸含量持续下降;持续干旱和淹水胁迫也造成叶片最大光化学效率(Fv/Fm)降低,光合作用受到抑制,植物干物质积累量明显下降。【结论】水分胁迫初期东北山樱幼苗通过调节SDH等呼吸关键酶活性、改变PPP、AP等呼吸途径比例的方式,调整呼吸底物的消耗及呼吸代谢中间产物的形成,以适应不良外界环境,且幼苗对淹水胁迫的响应滞后于干旱胁迫。持续干旱与淹水胁迫对幼苗根系呼吸、叶片光合等生理代谢造成严重伤害。     

根际优势细菌对甜樱桃幼树光合及根系活力的影响

通过接种7种甜樱桃根际优势促生细菌,检测植株光合及荧光参数、根系活力和根系呼吸等指标变化,探讨根际优势促生菌对植株生理代谢的影响。结果表明:绿针假单胞菌(Pse1)、申氏不动杆菌(Aci1)、争论贪噬菌(Var)、假单胞菌(Pse2)及边缘假单胞菌(Pse3)菌株均显著提高净光合速率(Pn)和水分利用率(WUE);鲁氏不动杆菌(Aci2)和雷氏普罗威登斯菌(Pro)处理的叶片胞间CO2浓度(Ci)显著低于对照;PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)和PSⅡ的潜在活性(Fv/Fo)均无显著变化;Pse1、Var、Pse2及Pse3显著提高根系活力,其中Pse3菌株接种后根系活力最高,达对照的2.0倍;Aci1处理根系总呼吸速率上升,Pse1、Pse2、Pse3和Pro处理影响了根系电子传递途径的分配比例,但各菌株处理对根系呼吸基础生化途径比例无显著影响。接种根际优势促生细菌整体上提高了樱桃植株净光合速率、水分利用效率和根系活力,不同菌属菌株处理效应存在差异。     

淹水胁迫下不同玉米品种根结构及呼吸代谢差异

【目的】研究不同玉米品种幼苗根显微结构及呼吸代谢对淹水胁迫的响应差异。【方法】以耐涝性不同的玉米品种浚单20（耐涝性强）和登海662（耐涝性弱）为试材,设CK、淹水2、4、6、8 d共5个处理,比较淹水胁迫下不同玉米品种苗期根结构及呼吸代谢差异。【结果】淹水后,两品种幼苗的根干重、根总长度、根系活力均明显下降,随着淹水天数增加,下降幅度增大,两品种间表现为登海662各指标下降幅度显著高于浚单20。其中淹水8 d时,登海662和浚单20根干重分别比对照降低29.7%和12.1%,根系活力分别比对照降低30.6%和8.7%。淹水增加了两品种玉米根气腔面积和根孔积率,平均比对照增加3.9倍和2.8倍,且随着淹水时间延长而增大。淹水使玉米根系的乙醇脱氢酶（ADH）、丙酮酸脱羧酶（PDC）和乳酸脱氢酶（LDH）活性比对照平均增加27.7%、55.0%和2.6倍,其中登海662的增加幅度大于浚单20,且差异显著。【结论】不同玉米品种根系对淹水胁迫的响应不同,耐涝品种具有完整根结构、较高的根系活力、大面积较发达的通气组织、适度的无氧呼吸代谢,因而能够更好地适应淹水胁迫,提高干物质生产能力。     

低氧胁迫对水稻幼苗根系功能和氮代谢相关酶活性的影响

【目的】研究短期低氧胁迫对水稻幼苗根系生长、呼吸功能和氮代谢的影响,探讨短期低氧胁迫影响水稻幼苗根系形态、分蘖、生物量的积累、根系呼吸强度以及氮代谢的生理机制,并分析低氧胁迫对水稻幼苗根系功能和氮代谢相关酶活性的影响,为探明低氧胁迫对水稻幼苗的伤害及其保护机制奠定基础。【方法】正式试验于2015年在中国水稻研究所网室进行。采用国际水稻研究所营养液配方进行水培试验,以春优84和秀水09为材料,移栽行间距为20 cm,移栽7 d后利用在线溶氧仪设定2个氧浓度：低氧（0-1 mg·L^-1）和对照（常规水培,不进行氧调节,水稻在自然状态下生长）,处理时间为12 d。采用便携式溶氧仪（HACHHQ30d,美国）测定营养液中溶氧量。处理后每隔3 d测定分析根系活力、呼吸强度、氮代谢相关酶活性。处理结束时取样测定分析株高、分蘖、叶绿素含量、根系形态和干物重等指标。【结果】短期低氧胁迫处理抑制水稻幼苗的生长。处理结束时,秀水09分蘖数、干物质的积累量分别比对照降低20.0%和7.78%。春优84分蘖数和干物质积累量分别比对照降低15.38%和6.28%。2品种根系体积以及粗根（根系直径>0.8 mm部分的根量）、细根(活性根,根系直径0.05-0.1 mm）根量也低于对照。叶片叶绿素含量、根系氮素吸收量以及可溶性蛋白质含量也受到低氧胁迫的抑制。秀水09各项指标分别比对照减少6.67%、15.11%和10.86%,春优84各项指标分别比对照减少5.18%、13.25%和6.67%,且秀水09的各项指标的减少量均大于春优84,说明秀水09对低氧胁迫较为敏感。2个品种的株高受低氧胁迫的诱导,秀水09比对照增加7.98%,春优84比对照增加3.30%。短期低氧胁迫对水稻幼苗根系呼吸强度的影响表现为抑制-促进-抑制,随处理时间的延长抑制作用会降低。根系活力的变化趋势同根系呼吸强度一致。水稻幼苗根系硝酸还原酶（NR）活性受低氧胁迫的诱导;根系谷氨酰胺合成酶（GS）活性在低氧胁迫0-6 d时受其诱导,9-12 d时受其抑制;低氧胁迫对水稻根系谷氨酸脱氢酶（GDH）活性的影响和品种有关,秀水09表现为促进-抑制,春优84则为抑制-促进-抑制。短期低氧胁迫处理抑制水稻幼苗的生长。【结论】水稻幼苗可以通过呼吸消耗、氮代谢相关途径的改变,减轻低氧胁迫的伤害,从而维持其在低氧逆境下生存。     

硫化氢和一氧化氮在平邑甜茶幼苗抵抗镉胁迫中的作用

【目的】探究气体信号分子H₂S和NO在平邑甜茶幼苗抵抗镉胁迫中的调节作用和相互影响,为果树抗逆应用研究提供参考。【方法】以平邑甜茶幼苗为供试材料,采用营养液培养法,以正常Hoagland营养液为对照（CK）,在Cd胁迫条件下,分别通过外源施加H₂S供体硫氢化钠（NaHS）或清除剂亚牛磺酸（HT）和外源NO供体硝普钠（SNP）或清除剂Carboxy-PTIO盐（c-PTIO）,共计8个处理,分别为CK、Cd、Cd+NaHS、Cd+NaHS+HT、Cd+NaHS+c-PTIO、Cd+SNP、Cd+SNP+c-PTIO和Cd+SNP+HT,观测幼苗生长情况的变化,分析幼苗叶片叶绿素含量、叶绿素荧光参数和根系细胞死亡数量、呼吸速率、呼吸代谢关键酶活性、O^-·₂产生速率、H₂O₂含量以及抗氧化酶活性等的变化。【结果】与CK相比,单独Cd胁迫明显抑制平邑甜茶幼苗的生长,导致叶片光合能力下降;根系细胞大量死亡,活性氧积累,SOD、POD、CAT活性增加,呼吸速率下降,呼吸代谢关键酶PFK、MDH活性降低,而G-6-PDH活性升高。与单独Cd胁迫处理相比,Cd+NaHS和Cd+SNP处理平邑甜茶叶片叶绿素a、叶绿素b含量分别提高了22.84%,29.66%和16.29%,29.52%;潜在光化学活性（F_v/F_o）、最大光化学效率（F_v/F_m）和实际光化学效率（ΦPSⅡ）均显著升高;根系呼吸速率增加了46.33%和44.93%,PFK、MDH活性提高了11.29%,27.17%和13.70%,17.48%,G-6-PDH活性降低了13.82%和16.98%;根系O^-·₂产生速率降低了37.75%和35.74%,H₂O₂含量降低了27.49%和26.66%,SOD、POD和CAT活性显著提高了41.52%,82.22%,49.29%和34.87%,98.90%,78.72%。Cd胁迫条件下,外源H₂S和NO均能抑制根系细胞死亡,促进幼苗生长。而添加NO清除剂c-PTIO抑制了外源H₂S和NO对平邑甜茶幼苗镉损伤的缓解,添加H₂S清除剂HT仅能抑制外源H₂S的保护效应,对外源NO的作用基本无影响。【结论】平邑甜茶幼苗遭受镉胁迫时H₂S和NO有交互作用,推测H₂S的产生先于NO。     

镉胁迫下根际促生菌对紫花地丁生长和镉含量的影响

【目的】为研究不同镉浓度下单独接种铜枯草芽孢杆菌、绿假单胞菌及混合接菌对紫花地丁生长的影响。【方法】利用盆栽试验探讨接种不同根际促生菌对镉胁迫下紫花地丁生物量、氮、磷、钾元素及镉含量的影响。【结果】接菌处理后的株高、地上生物量和地下生物量均比未接菌处理增加,且在Cd浓度为10 mg/L时增幅最大,分别为6.4%、20.2%、66.6%。对根系形态的交互作用表明,单独接种铜绿假单胞菌促进了根系表面积和根长,随着Cd浓度的增加,混合接菌对根长的增加效果最好,对根系形态的主效应表明,接种铜绿假单胞菌促进根尖数的增加,1 mg/L的Cd处理促进根系分叉数的增加。接菌后地下部分全氮、全磷、全钾升高,L、M、H处理下接种铜绿假单胞菌后紫花地丁的地下部分全磷最高,混合接菌后地上部分全氮含量最高,接种铜绿假单胞菌地上部分全磷和全钾含量最高。1 mg/L Cd处理下,接菌处理对紫花地丁地上部分的镉含量无显著差异,高浓度Cd处理下,混合接菌促进对镉的吸收。【结论】镉胁迫抑制了紫花地丁株高和生物量的生长,镉胁迫和促生菌的交互作用下接种铜绿假单胞菌促进根系表面积,混合接菌促进根长,接种铜绿假单胞菌促进根尖数增...     

模拟增温对高寒地区农田土壤呼吸日动态特征的影响

【目的】研究高原高寒农田生态系统土壤呼吸的温度、体积含水量响应特征,为科学评估西藏农田生态系统土壤碳周转和全球气候变暖背景下研究青藏高原高寒农田生态系统土壤呼吸提供理论支持。【方法】以西藏农牧学院试验农场幼苗期青稞农田为研究对象,设置增温（2.0±0.5） ℃和对照两个处理,采用LI-8100土壤呼吸监测系统,于2017年5月6日、5月8日-5月13日对农田土壤呼吸速率进行实时监测,分析土壤温度和土壤体积含水量对幼苗期青稞农田昼、夜间土壤呼吸速率特征动态变化的影响以及土壤呼吸作用对增温的响应特征。【结果】（1）增-温处理和对照的土壤温度、体积含水量及土壤呼吸速率均表现为单峰型日变化特征。就土壤温度而言,增温处理最高值出现在12:00-14:00,对照最高值出现在14:00-16:00;两者最低值均出现在00:00-07:00。就土壤体积含水量而言,增温处理和对照日最大值均出现在02:00-09:00;最小值出现时间存在差异,增温处理出现在14:00-17:00,对照出现在14:00-19:00。增温处理和对照的土壤呼吸速率日峰值分别出现在14:00-16:00和15:00-17:00;最小值均出现在07:00-09:00。（2）17:00-07:00两个处理土壤呼吸速率与土壤温度、体积含水量呈极显著线性关系,08:00-16:00两个处理速率变化滞后效应表现不同。（3）通过双变量回归模型拟合土壤呼吸与温度、体积含水量的复合关系可知,土壤温度、体积含水量的协同影响更能反映实际情况。【结论】增温能在短期内显著改变土壤水热条件,促进有机碳分解,加大土壤CO₂排放速率。     

生物炭与甲壳素配施对连作平邑甜茶幼苗及土壤环境的影响

【目的】研究生物炭与甲壳素配施对连作条件下平邑甜茶幼苗生物量、根系呼吸速率、根系保护酶和土壤环境的影响,为防治苹果连作障碍提供依据。【方法】盆栽条件下,以苹果常用砧木-平邑甜茶为试材,试验设苹果连作土壤作为对照(CK),用1‰甲壳素(w/w,T1)、2%生物炭(w/w,T2)、1‰甲壳素+2%生物炭(T3)以及溴甲烷灭菌(T4)处理苹果连作土壤,共5个处理。采用常规方法测定不同处理对平邑甜茶幼苗生物量、根系呼吸速率及根系抗氧化酶活性的影响,同时用末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)和实时荧光定量PCR测定不同处理土壤中真菌群落结构和尖孢镰刀菌数量。【结果】T3和T4可显著增加平邑甜茶幼苗株高、地茎和干鲜重,T3使平邑甜茶幼苗的株高、地径、鲜重、干重分别增加了44.6%、33.0%、76.8%和77.1%,T4各指标分别增加了73.1%、76.9%、117.0%和123.7%;与对照相比,不同处理均使根系呼吸速率明显提高,T1、T2、T3和T4处理的幼苗根系呼吸速率分别是对照的1.37、1.70、1.87和2.02倍;T4处理超氧化物歧化酶(SOD)活性最高,其次为T3处理,T2和T1处理也增加了SOD活性,所有处理都与对照达到了显著差异;过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性变化与SOD变化趋势一致,T4处理根系POD和CAT活性分别为对照的2.68和2.64倍,其次为T3,3种酶活分别为对照的2.52和2.18倍;与对照相比,T2、T3和T4均可显著降低根系丙二醛(MDA)的含量,分别为对照的82.0%、61.9%和43.1%。T2和T3明显提高细菌数量,细菌/真菌比值分别是对照的1.7和2.2倍,溴甲烷灭菌(T4)则使土壤中的细菌、真菌显著降低,但是真菌降低的数量大于细菌的,因此,细菌/真菌比值高于对照;T4具有最高的多样性、丰富度和均匀度指数,分别比对照增加了24.4%、41.3%和13.6%,其次是T3处理;溴甲烷灭菌、生物炭配施甲壳素处理土壤中尖孢镰刀菌基因拷贝数均显著低于连作土,说明连作土壤中尖孢镰刀菌为主的有害真菌数量明显减少;与对照相比,T3土壤中根皮苷、根皮素、肉桂酸、对羟基苯甲酸和间苯三酚含量分别降低了28.1%、30.6%、50.8%、33.6%和46.2%。【结论】生物炭与甲壳素配施相较于单施生物炭或者甲壳素,能更好的提高连作条件下平邑甜茶幼苗的生物量、根系呼吸速率和根系保护酶活性。并且二者配合施用优化了连作土壤的真菌群落结构,增加了土壤细菌/真菌比值,降低了土壤中尖孢镰刀菌基因拷贝数,减少了酚酸类物质含量。因此,生物炭配施甲壳素能更好地缓解苹果连作障碍。     

假单胞菌浸种对盐胁迫下水稻种子萌发及幼苗生长的影响

【目的】为了探讨嗜碱假单胞菌Pseudomonas alcaliphila Ej2发酵液浸种对盐胁迫下水稻种子萌发及幼苗生长的影响。【方法】以宁夏自育水稻品种宁粳61号为研究对象,采用1×10⁸CFU·m L^-1嗜碱假单胞菌Ej2发酵液浸种6 h,分别用0%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%、0.30%、0.35%NaCl溶液模拟盐胁迫,无菌水浸种作为对照,研究嗜碱假单胞菌Ej2发酵液浸种对盐胁迫下水稻种子萌发及幼苗生长的影响。【结果】结果表明：不同浓度的盐胁迫处理均会抑制宁粳61号种子萌发、根系生长和地上部幼苗生长,盐浓度越高抑制越明显。嗜碱假单胞菌Ej2发酵液浸种可以提高盐胁迫下的水稻种子萌发率,促进率在5%以上;可以增加幼苗出苗率、根系长度及单株根数,增加率分别达10%、6%和10%以上;可以提高幼苗根系鲜质量及干质量积累量;可以增加幼苗株高、叶片相对含水量,增加率分别达6%和8%以上。【结论】对于宁夏自育水稻品种宁粳61号而言,采用嗜碱假单胞菌Ej2发酵液浸种能够有效提高其对盐胁迫的抵抗能力,促进种子萌发和幼苗生长。     

小麦残茬对连作西瓜生长及根际土壤微生物的影响

 【目的】土壤微生物群落结构构成是土壤生态环境质量的重要组成部分,探讨两种小麦残茬对连作西瓜生长及根际土壤微生物的影响,阐释西瓜枯萎病与根际土壤微生物间的关系,为西瓜连作障碍和枯萎病的生态防治提供依据。【方法】将D123和D125两种小麦残茬粉碎后施入瓜类连作土壤中并继续栽培西瓜,采用常规方法测定西瓜蔓长、鲜重及产量,稀释平板法测定根际土壤中细菌、真菌和尖孢镰刀菌数量,通过Real-time PCR测定西瓜根际土壤中功能微生物芽孢杆菌和西瓜专化型尖孢镰刀菌数量。【结果】D123和D125两种小麦残茬的施入,促进了西瓜蔓长的伸长,并在后期显著促进了植株地上鲜重、根鲜重和全株鲜重的增加（P＜0.05）,且D125处理略高于D123处理;残茬处理虽然增加了西瓜单株产量,但与对照（CK）差异不显著。对根际土壤微生物数量统计表明,定植第20天时,D125处理细菌数量显著高于D123处理与CK（P＜0.05）,D123与CK间差异不显著;定植第30天时,D125处理细菌数量显著高于CK（P＜0.05）,D123与CK、D125间差异均不显著。对真菌数量的研究表明,各时期均表现为D125＞D123＞CK,并在定植30 d时相互间差异显著（P＜0.05）。对根际尖孢镰刀菌数量的研究表明,各时期均表现为D125＞D123＞CK,在定植30 d时,D125处理显著高于D123处理和CK（P＜0.05）,但D123处理和CK间差异不显著。土壤中细菌/真菌的比值随着取样时期的延长,呈下降趋势,细菌繁殖速度低于真菌繁殖速度;定植20 d时,D125处理的根际土壤中细菌/真菌的值显著高于D123处理和CK（P＜0.05）,D123处理与CK间差异不显著。随着西瓜植株的生长,土壤中西瓜专化型尖孢镰刀菌的数量呈增长趋势,各时期尖孢镰刀菌均表现为CK＞D123＞D125,在定植第20天和第40天时表现为小麦残茬处理显著降低了尖孢镰刀菌数量（P＜0.05）。芽孢杆菌数据表明,各处理在定植30 d时芽孢杆菌数量均达到最高,其他时期均较低,小麦残茬的施入增加了根际土壤中芽孢杆菌数量,D125处理在各时期均表现为显著高于CK（P＜0.05）,D123处理在定植后20 d和30 d表现为显著高于对照（P＜0.05）,而D125处理在定植后20 d和40 d显著高于D123处理（P＜0.05）,定植后30 d时则表现为相反的结果。【结论】小麦残茬的施入,促进了西瓜生长,有利于土壤微生物繁殖,并增加有益微生物数量,减少枯萎病致病菌数量,对西瓜连作土壤有一定的修复作用。     

氮钾配施对甘薯光合产物积累及分配的影响

【目的】探讨氮钾配施对甘薯光合产物转移分配的影响及其生理机制。【方法】开展两年田间试验,设CK(不施肥)、单独施氮(75 kg N·hm~(-2))、单独施钾(150 kg K_2O·hm~(-2))和氮钾配施(75 kg N·hm~(-2)+150 kg K_2O·hm~(-2))4个处理,在生长前期(40 d)和薯块膨大期(100 d)分别进行~(13)C叶片标记。测定了功能叶~(13)C积累量和分配率、蔗糖合成酶(SS)和磷酸蔗糖合成酶(SPS)活性、叶绿素荧光和光合特性、干物质积累和产量等指标,并进行逐步回归分析、通径分析和RDA分析。【结果】与单独施氮和单独施钾相比,氮钾配施处理2014和2015年分别增产7.9%—10.1%和9.3%—10.7%。双因素分析表明,氮钾配施对甘薯产量的增加呈显著的正交互效应,其中,2014年交互效应值为0.95 t·hm~(-2),2015年交互效应值为1.35 t·hm~(-2)。在生长前期和薯块膨大期,与氮、钾处理相比,氮钾配施处理显著提高了甘薯功能叶光合及叶绿素荧光特性,从而促进了两关键生长期光合产物的积累。其中CO2同化速率对应的量子产额(ΦCO2)提高27.1%—39.7%,净光合速率(Pn)提高9.1%—20.2%,甘薯地上部和地下部~(13)C总积累量提高26.3%—42.2%。氮钾配施条件下光合产物分配在两生长期内存在差异。生长前期,氮钾配施处理通过提高叶片SS和SPS酶活性,显著提高了地上部~(13)C分配率(达60.7%)(P0.05),促进光合产物在源器官分配;薯块膨大期,氮钾配施处理显著提高块根中SS和SPS酶活性,光合产物在库-源器官膨压差的作用下由地上部向地下部转运,显著提高~(13)C向块根分配(~(13)C分配率为71.6%,P0.05)。逐步回归分析表明,SS和SPS酶活性、光合特性和叶绿素荧光特性是调控甘薯光合产物分配的关键指标(R1=0.954,R2=0.912);通径分析表明,生长前期氮钾配施对甘薯~(13)C分配的影响直接作用系数较大的是Pn、Fv/Fm和SS;薯块膨大期氮钾配施对甘薯~(13)C分配的影响直接作用系数较大的是Pn、ΦPSⅡ和SPS。【结论】生长前期,氮钾配施处理通过提高Pn、Fv/Fm和SS促进光合产物在地上部积累,实现"建源",而薯块膨大期主要提高Pn、ΦPSⅡ和SPS促进光合产物由地上部向地下部转运,兼顾"促流"和"扩库",氮钾协同最终提高了甘薯产量。     

平邑甜茶根系构型、养分吸收和新梢生长对根域形状的反应

【目的】根系构型是根系的重要形态特征,也是影响植株养分吸收的重要因素,栽培容器可以通过特异的根域形状影响根系形态、结构和养分吸收特性;平邑甜茶[Malus hupehensis (Pamp) Rehd.]是优良的苹果砧木,对根域环境反应敏感,本研究主要探讨不同形状的根域对平邑甜茶新梢生长、根系构型参数及根系养分吸收的影响,为分析和塑造理想根系构型及改善苹果砧木养分吸收和植株生长提供依据。【方法】分别利用盆口直径小于盆高、盆口直径大于盆高和盆口直径等于盆高3种陶土盆,创造深窄形根域、浅宽形根域和等高等径根域3种根系构型环境,早春将等体积、同类型的营养土装入盆中,并选择植株长势和根系形态相近的平邑甜茶幼苗移栽至上述陶盆中,8个月后取样调查根系形态构型参数、新梢生长量、根系活力和根系养分吸收速率。【结果】在根域形状不同的3种栽培环境中生长8个月后,平邑甜茶幼苗新梢生长、根系构型和养分吸收特性差异明显,其中,生长在深窄形根域中的幼苗一级侧根数量最多,一级和二级侧根长度最短,植株根/冠比最大,其根系活力和对钾的吸收速率最低,对磷、钙和锌的吸收速率较低,对铁的吸收速率较强。生长在浅宽形根域中的幼苗新梢粗长、叶片多,新梢生长量最大,一级侧根和二级侧根最粗和最长,二级侧根数量和毛细根数量最多,根/冠比较小,根系对钾的吸收速率最高,对磷和锌的吸收速率较高,对钙的吸收速率较低,对铁的吸收速率最低。生长在等高等径根域中幼苗新梢细短、叶片少,新梢生长量最小,主根最细,一级侧根数量和毛细根最少,根/冠比较小,其根系活力最高,对钙和锌的吸收速率较高,对磷、钾和铁的吸收速率较低。【结论】根域形状对平邑甜茶幼苗根系形态构型、养分吸收性能、根/冠比和新梢生长影响显著;深窄形根域使幼苗侧根长度和直径变小、一级侧根数量增多,植株根/冠比增大及对铁的吸收能力提高;浅宽形根域使平邑甜茶幼苗侧根粗且长、毛细根更丰富,植株对磷、钾的吸收能力和新梢生长增大;等高等径根域使幼苗主根直径变小、一级侧根和毛细根数量减少,使根系活力和植株对钙的吸收能力提高。     

基于不同施肥模式添加生物炭后菜地土壤CO2释放特征及不同形态碳含量变化

【目的】研究4种常规施肥模式下,添加生物炭后菜地土壤（褐潮土）CO₂释放量、可溶性有机碳（DOC）和微生物生物量碳（SMBC）含量的变化,阐明添加生物炭对土壤CO₂释放及不同形态碳的影响。【方法】采用室内恒温好氧培养-气象色谱测定方法,在不施肥（CK）、施有机肥（M）、施化肥（F）、有机无机混施（M+F）4种模式下投入2%和4%（质量比：生物炭/土壤干重）生物炭,定期采集气样和土样,分析土壤CO₂的释放量及DOC、SMBC含量的动态变化,并分析DOC、SMBC含量变化与CO₂释放量变化之间的相关关系。【结果】在F和M+F基础上,添加生物炭处理的土壤CO₂释放速率在培养前期（2—8 d）显著高于未添加生物炭处理,而在10—60 d,二者CO₂释放速率无显著差异;在CK和M基础上,添加与未添加生物炭处理在整个培养期间CO₂释放速率没有显著差异。在CK基础上,添加2%和4%生物炭后CO₂累积释放量分别为2 839和3 272 mg·kg^-1,与CK（3 134 mg·kg^-1）相比均无显著差异;而在F和M+F基础上,添加2%和4%生物炭后CO₂累积释放量均显著提高,分别提高20.6%和19.8%、29.9%和40.7%。相关分析表明,未添加生物炭处理DOC、SMBC含量与CO₂释放量之间无相关关系,而添加生物炭处理DOC、SMBC含量与CO₂释放量极显著相关。【结论】将生物炭单独投入未施肥土壤中,土壤CO₂排放量未出现明显增加或降低;在有机肥基础上添加生物炭,土壤CO₂排放量随着生物炭投入量的增加而增加;在化肥、有机无机配施基础上添加生物炭后,土壤CO₂排放增加比例最高。     

不同施肥制度下中国东部典型土壤易分解与耐分解氮的组分特征

【目的】土壤易分解氮（labile nitrogen,Lab-N）和耐分解氮（recalcitrant nitrogen,Rec-N）是土壤氮库的两个重要组分,其组分含量与比例可反映土壤有机氮周转与固存特性。因此,研究土壤长期不同施肥制度下易分解氮与耐分解氮的含量及比例特性,是土壤氮库管理与土壤肥力质量建设的重要研究内容。【方法】利用中国东部3种旱作土样（吉林公主岭黑土、河南郑州潮土、湖南祁阳红壤）和1种水稻土土样（湖南望城）,运用颗粒密度分组法,研究长期不施肥（CK）、施化肥（NPK）、化肥配施秸秆（NPKS）和化肥配施有机肥（NPKM）4种不同施肥制度下易分解氮和耐分解氮的含量及比例变化特征。【结果】旱作土壤易分解氮的平均含量为0.15 g·kg^-1（0.10-0.29 g·kg^-1）低于水田的0.22 g·kg^-1（0.20-0.23 g·kg^-1）,而其占全氮的比例高于水田。经23年处理后,旱作土壤CK处理全氮含量较试验初期氮含量显著下降,下降的比例为7.5%-9.7%,水稻土则显著上升,升高的比例为11.5%;长期NPK处理,旱作土壤和水田全氮含量较CK显著增加,红壤易分解氮含量较CK易分解氮显著下降,其他地点无显著变化;长期NPKS处理,旱作和水田土壤全氮含量显著增加,黑土和水稻土易分解氮含量及其占全氮的比例较CK无显著变化,红壤易分解氮含量显著下降,而潮土易分解氮含量显著增加;长期NPKM处理,显著提高了旱作土壤全氮含量、易分解氮含量及易分解氮占全氮的比例,其中黑土增加的比例最大分别为85.0%、106.0%和4.2%,水稻土易分解氮含量及其占全氮的比例无显著差异性。4种土壤耐分解氮的含量与全氮含量的变化趋势一致,均表现为NPKM＞NPKS＞NPK＞CK,其中NPKM处理降低了耐分解氮占全氮的比例。【结论】旱作土壤易分解氮含量及其占全氮的比例对不同施肥处理的响应比水田更加敏感。化肥配施有机肥处理显著提高了旱作土壤全氮含量、易分解氮含量及其占全氮的比例,效果优于秸秆还田,更优于化肥处理。     

种间距离对玉米-大豆带状套作土壤理化性状及根系空间分布的影响

【目的】探究玉米-大豆套作种间距离对土壤环境及根系空间分布的影响,以期为作物根系调控养分高效吸收提供理论依据。【方法】采用单因素随机区组试验设计,设置5种根系互作方式,其中玉米-大豆套作种间距分别为30 cm（MS30）、45 cm（MS45）、60 cm（MS60）,单作玉米行间距100 cm（MM100）,单作大豆行间距100 cm（SS100）,研究玉米-大豆套作下土壤理化性状及根系空间分布的变化规律。【结果】玉米蜡熟期（R4）至成熟期（R6）、大豆始粒期（R5）至成熟期（R8）,套作处理日平均土壤氧气含量、土壤呼吸速率随种间距离增加呈先增后减趋势;其中玉米土壤氧气含量MS45处理最高,MS30处理最低,而套作后的土壤呼吸速率均显著低于单作;大豆土壤呼吸速率以MS45处理最高,较SS100处理高130.00%,而套作后的土壤氧气含量均低于单作。与单作相比,套作玉米土壤中>5 mm水稳性团聚体含量、套作大豆土壤中5—2 mm水稳性团聚体含量、土壤NO- 3-N显著增加,其中均以MS45处理最高,较单作分别显著增加19.26%、4.49%、18.07%。共生期间,与单作相比,套作各处理玉米、大豆根系空间分布呈非对称性,套作玉米根系横向能延伸到大豆行的空间下方,纵向能下扎生长更深,套作大豆根系明显偏向大豆带生长,套作玉米和大豆根长、根表面积、根体积、根干重低于单作;玉米收获后,套作大豆根系恢复生长,在水平和垂直方向上进一步延伸,其中MS45处理的根体积高于单作。通过PCA分析,土壤养分含量和水稳性团聚体指标与根系形态参数呈正相关关系【结论】玉米-大豆带状套作合理的种间距离会促进土壤大团聚体的形成,增加土壤氧气含量,改善土壤通气环境及土壤养分状况,优化作物根系空间分布,促进根系生长发育。     

水分与玉米秸秆还田对小麦根系生长和水分利用效率的影响

【目的】通过两年的防雨棚微区控水试验,探索秸秆还田和水分调控对小麦根系生长、产量及水分利用效率的影响,为提高秸秆还田效果及推广应用秸秆还田技术提供参考。【方法】试验设玉米秸秆粉碎翻压还田（RS）和秸秆不还田（CK）处理;3种土壤水分处理,分别为田间持水量的50%—55%（干旱处理,D）、60%—65%（轻旱处理,SD）和70%—75%（适宜水分处理,N）。测量土壤水分含量、根干重、根干重密度、根系活力、籽粒产量和水分利用效率等指标。【结果】干旱条件下小麦成熟期的次生根数显著降低,与轻旱和适宜水分处理相比,不同生育时期小麦根系活力均显著降低,0—25 cm土层中的根干重密度在不同的生育时期也基本表现为降低趋势,产量下降幅度分别为4.34%—38.30%和14.30%—36.63%,但土壤贮水消耗量分别显著增加7.92%—25.56%和31.34%—90.72%,水分利用效率分别显著增加12.69%—30.09%和11.83%—32.88%。干旱条件下,与CK处理相比,RS处理在返青期和成熟期的单株次生根数分别提高了17.17%—29.41%和5.60%—27.86%,不同生育时期0—25 cm土层中根干重密度降低,花后根系活力及25—50 cm土层中根干重密度的下降幅度增大,产量和水分利用效率分别显著降低了15.02%—19.52%和7.51%—14.56%。轻旱和适宜水分条件下,与CK处理相比,RS处理提高了不同生育时期的单株次生根数,减缓了小麦花后的根系活力及25—50 cm土层中的根干重密度下降幅度,并且增加土壤贮水消耗量,降低灌溉量及总耗水量,除2013—2014年小麦生长季适宜水分条件下不同还田方式间产量和水分利用效率差异未达显著水平外,秸秆还田处理的产量和水分利用效率分别显著提高了6.09%—9.18%和6.77%—11.13%。另外,秸秆还田方式与水分调控的交互作用显著影响小麦产量和水分利用效率。【结论】在较好的土壤水分条件下（轻旱和适宜水分）,秸秆还田对小麦根系生长具有正效应,有利于延缓根系衰老,增加土壤贮水消耗量、产量及水分利用效率,减少灌溉量;而在土壤水分条件较差时进行秸秆还田,小麦产量和水分利用效率显著降低。     

磷肥施用深度对夏玉米产量及根系分布的影响

【目的】探明华北平原区磷肥施用深度对夏玉米产量及根系分布的影响。【方法】采用大田试验和土柱试验方法。大田试验设不施肥（CK）、常规垄侧施磷（T-side）、8 cm土层施磷（T-8）、16 cm土层施磷（T-16）、24 cm土层施磷（T-24）以及3层（8、16、24 cm土层）均匀施磷（T-all）处理,研究其对夏玉米产量、养分吸收量的影响。土柱试验,研究8 cm施磷（P 8）、16 cm施磷（P 16）、24 cm施磷（P 24）以及3层均匀施磷（P-all）对夏玉米根系分布的影响。【结果】大田试验结果表明,磷肥不同施用深度显著影响夏玉米产量,玉米籽粒产量依次为T-24处理>T-all处理>T-16处理> T-side处理>T-8处理>CK,T-24处理玉米产量较T-side处理提高了10%,差异显著。玉米地上部磷素累积量在八叶期、吐丝期、收获期分别以T-side处理、T-8处理、T-all处理最高。随着磷肥施用深度的增加,玉米收获期氮素吸收量呈现显著增加趋势。土柱试验结果表明,玉米根系长度以P 24处理最高,与CK、P-all和P 8处理相比分别提高了68%、18%、17%,差异均达显著水平。玉米根系在磷肥施用点处集中生长,磷肥深施有利于玉米根系向土壤深层生长。【结论】磷肥深施能够诱导根系向深层生长,显著提高夏玉米产量。本试验条件下以磷肥集中施在24 cm土层最好。     

油菜素内酯对阔世玛胁迫下谷子叶片光合荧光特性及糖代谢的影响

【目的】探明油菜素内酯(brassinolide,BR)对阔世玛胁迫下谷子叶片的光合荧光特性及糖代谢的影响,为谷子田磺酰脲类除草剂阔世玛的安全应用及利用植物生长调节剂油菜素内酯缓解除草剂药害提供理论基础和技术途径。【方法】采用完全随机设计,重复3次,以杂交高产谷张杂5号和普通优质谷晋谷21号为材料,进行盆栽试验,待幼苗长至3—5叶期时,喷施7.5 mg·L~(-1)阔世玛,药后1 d,分别叶面喷施清水(对照)、0.05、0.1、0.2和0.4 mg·L~(-1)的油菜素内酯,7 d后对所有处理的谷子幼苗株高、叶面积、鲜重等农艺性状、叶片光合色素含量、气体交换参数、叶绿素荧光参数、糖含量及蔗糖代谢关键酶活性进行测定与分析。【结果】在7.5 mg·L~(-1)阔世玛胁迫下,谷子的株高、叶面积、鲜重、叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、叶绿素(a+b)、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、最大光化学产量(Fv/Fm)、表观光合电子传递速率(ETR)、非调节性能量耗散量子产量(Y(NO))、中性转化酶(NI)、蔗糖合成酶(SS)及蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性显著降低;而胞间CO2浓度(Ci)、调节性能量耗散量子产量(Y(NPQ))、还原性糖、蔗糖和淀粉含量显著升高。药后1 d喷施适宜浓度的BR能部分缓解阔世玛对谷子的药害,显著提高谷子的株高、叶面积、鲜重、光合色素含量、Pn、Tr、Gs、Fv/Fm、ETR、Y(NO)、NI、SS及SPS活性,并显著降低Ci、Y(NPQ)、还原性糖、蔗糖和淀粉含量;其中,0.05—0.1 mg·L~(-1) BR对缓解张杂5号阔世玛药害的效果较好,0.1—0.2 mg·L~(-1) BR对缓解晋谷21号阔世玛药害的效果较好。≥0.4 mg·L~(-1) BR不能缓解阔世玛药害。【结论】7.5 mg·L~(-1)的阔世玛对谷子产生显著药害的原因之一是降低了其光合色素含量,抑制了PSⅡ光化学活性,影响了糖代谢的正常运转。0.1 mg·L~(-1)的油菜素内酯通过提高光合色素含量、增加气孔导度、提高PSⅡ光化学活性、促进碳水化合物的卸出、维持蔗糖代谢平衡等来缓解阔世玛对谷子光合作用的抑制。     

本溪山樱根部解磷细菌的定殖规律及其对植株生长发育的影响

【目的】探讨解磷细菌定殖规律及其与本溪山樱地上和地下部生长发育的关系,为土壤管理提供参考依据。【方法】以本溪山樱为研究对象,采用土壤缩影系统并结合常规的分析方法,研究植物促生根际细菌—3株解磷细菌[Bacillus（Y4）、Pseudomonas（J6）、Flavimonas（H7）]于本溪山樱根部的定殖规律及其对根际特征和植株生长发育的影响。【结果】3种菌株定殖部位因时间变化而变化,混接处理中根内没有菌株定殖,但无论单接与混接处理3种菌株定殖密度均随时间延长而降低。接种解磷细菌后,细菌于本溪山樱根部的侵染速度较快,数量较多,放线菌和真菌的侵染能力较低,数量较少。接种Y4可较对照提高植株的净光合速率（Pn）,这种效果随时间的延长逐渐减弱,而接种其它菌液处理均降低了植株的Pn。单接Y4可增加植株中全磷含量。【结论】解磷细菌的定殖数量随外来微生物侵入数量的增多而减少。外来细菌的侵入对解磷细菌的定殖影响较大。处理前期,接种假单胞杆菌（Y4）和芽孢杆菌（J6）对植株生长有一定的促进作用。