植物根系对养分缺乏和毒害的适应及其与养分吸收效率的关系

根系是植物对养分最敏感的部位,直接与养分接触,参与养分的吸收过程,在养分胁迫(缺乏或毒害)下最先引起反应。植物在低氮、低磷、低钾和元素中毒胁迫下,其形态和生理上都发生一定的变化。综述了养分缺乏和元素毒害胁迫下植物根系形态的变化、生理反应、分子生物学基础及其与养分吸收效率和对元素毒害的抗性的关系。     

郁金香更新鳞茎发育的碳同化物积累与内源激素变化研究

 应用扫描电镜和¹⁴C同位素标记技术, 并结合内源激素测定, 考察郁金香更新鳞茎膨大发育与碳同化物积累、分配的关系。结果表明: 在鳞片细胞内观察到明显的淀粉颗粒, 并随鳞茎的发育进程充满整个细胞腔。在盛花期前, ¹⁴C同化物主要分配到地上部; 进入叶枯期后¹⁴ C同化物以向地下部运输为主,分配比例达66.01% , 其中更新鳞茎中¹⁴C同化物的分配占60.85% , 这时¹⁴C库活性表现为: 鳞茎>叶片>花茎>根系。在郁金香更新鳞茎发育进程中, 叶片中GA、IAA含量呈下降趋势, ABA含量则不断增高并在盛花期出现峰值, 达65.86 ng·g^{- 1} FM。比较不同生育期的GA₃ /ABA比值, 在发叶期的叶片和盛花期的更新鳞茎中均出现高比值, 表明内源激素的平衡可能是郁金香更新鳞茎发生和发育的调节因子。     

稻菜轮作制下土壤有效态汞提取剂和提取条件研究

选择长三角地区代表性人为耕作土——青紫泥为研究对象,通过网室盆栽和室内试验,选用CaCl2,HCl,DTPA(二乙烯三胺五乙酸)和NH4OAc共4种提取剂,研究了水稻—小白菜—萝卜作物轮作系统中土壤有效态汞提取剂的选择与提取条件的优化问题。结果表明,不同提取剂提取的有效态汞含量随提取时间的延长而逐渐增加,30min可作为提取剂提取土壤有效态汞的最佳平衡时间;随土水比的减小,提取剂提取的土壤有效态汞量明显提高,1∶5为较适宜的土水比;不同提取剂的提取能力不同,对供试土壤,提取剂提取能力的大小顺序为:CaCl2>HCl>NH4OAc>DTPA。提取剂提取的土壤有效态汞量之间存在显著正相关,其中CaCl2和NH4OAc之间相关性最高;在土壤—水稻系统和土壤—萝卜系统中作物可食部位汞含量与提取剂提取的土壤有效态汞含量之间存在显著正相关关系,但在土壤—小白菜系统中相关性不强。综合分析,确定CaCl2为供试土壤汞有效态的最佳化学提取剂。     

冬春季多年生牧草对富营养化水体的响应及净化效果研究

在室外条件下以8种多年生牧草为材料研究其在重度富营养化水体中的生长状况及生长期间对水体氮磷的削减。结果表明,8种牧草均能适应水生环境并快速生长。经过收割后,每1m2的坦克草浮床生长期内可从水体中吸收17.5g的氮和7.5g的磷。牧草修复水体后,其作为饲料的基本指标均符合国家标准。选取室外试验中生长状况较好的4种多年生牧草进行室内模拟实验,研究其对富营养化水体的修复效应。水体TN、TP、NH4+-N、NO3--N、NO2--N、COD在植物浮床系统处理下均显著下降,坦克草处理下去除率最高,对TN、TP、NO3--N、CODMn去除率分别达64.1%,92.1%,70.7%和80.7%。多年生牧草在冬春季对富营养化水体中的氮磷具有较好的净化效果,可作为水体生态修复的优良物种而使用。     

铜绿微囊藻对漂浮栽培植物去除氮磷效应的影响

以不同季节的漂浮栽培植物大漂(Pistia stratiotes Linn.)和冬牧70(Secale cereale L.)为研究对象,研究了铜绿微囊藻对两种植物去除氮磷效应的影响。结果表明,总氮(TN)的去除效率由高往低依次为:铜绿微囊藻+大漂82%铜绿微囊藻76%大漂68%对照CK 23%;铜绿微囊藻+冬牧70 79%冬牧70 65%铜绿微囊藻61%对照CK 11%;TP的去除效率由高往低依次为:铜绿微囊藻+大漂83%铜绿微囊藻79%大漂68%对照CK 26%;铜绿微囊藻+冬牧70 77%冬牧70 68%铜绿微囊藻63%对照CK18%。因此,铜绿微囊藻对富营养化水体中的氮磷有较好的吸收去除作用,特别是当藻类与植物相结合修复富营养化水体时可以有效提高水体中氮磷的去除效率,但是重要的前提条件是两者之间并无明显的克生作用存在。     

东南景天对镉—苯并[a]芘复合污染土壤的修复效果

采用盆栽试验研究2种生态型东南景天对镉-苯并[a]芘(Cd-B[a]P)复合污染土壤的修复效果.结果表明:在Cd-B[a]P复合处理条件下,超积累生态型东南景天生长主要受高浓度B[a]P影响,而Cd是抑制非积累生态型东南景天生长的主要因素,在低Cd处理条件下,5 mg·kg-1 B[a]P能促进2种生态型东南景天根系的生长;超积累生态型东南景天地上部镉含量远远大于非积累生态型,且不受B[a]P水平的影响;2种生态型东南景天各部位B[a]P含量主要受土壤B[a]P水平的影响;在Cd-B[a]P复合处理条件下,超积累生态型东南景天对镉的去除效果显著高于非积累生态型,但在高质量浓度B[a]P(25 mg·kg-1)处理条件下,镉的去处效果明显降低;未种植物的土壤B[a]P平均去除率达到43.7%,而种植东南景天的土壤B[a]P平均去除率达到58.2%.本结果说明超积累生态型东南景天对中轻度CdB[a]P复合污染土壤具有较好的修复效果.     

氮对低镉处理下东南景天根系形态及镉积累的影响

通过水培试验,本文研究了施氮肥(尿素)对低镉处理下两种生态型东南景天根系形态及镉积累的影响。结果表明,在一定范围内供氮(4.0￣16.0mmol/L)能明显促进东南景天的根系生长,各项根系形态指标,如根系长度、根系表面积、根系直径、根体积和侧根均有升高,在16.0mmol/L达到最大值。但是,随着供氮(32.0￣64.0mmol/L)增加,表现出一定的负效应:东南景天的各项根系形态指标明显受到抑制,与对照相比差异达显著或者极显著水平。氮素对东南景天的镉积累有一定的促进作用,随着氮素用量的增加,体内镉积累逐渐升高,与根系形态不同的是,镉含量在氮水平32.0mmol/L条件下达到最大。研究结果表明适当提高营养液氮素水平有利于提高东南景天的各项根系形态指标以及对镉的吸收积累。     

水稻品种对石灰性土壤缺Zn耐性机理的研究

选用缺Zn敏感水稻品种IR26和耐缺Zn水稻品种IR8192－31－2,采用营养液培养的方法,研究了水稻品种耐石灰性土壤Zn与HCO^-3关系的生理生化机制。在低锌浓度下,HCO^-3严重抑制敏感品种根系生长,而对耐性品种影响很小;HCO^-3增加增加了两种水稻品种根中的苹果酸和柠檬酸浓度,但敏感品种增加的幅度大,以上结果表明HCO^-3对敏感品种根生长的抑制,并诱发缺Zn是由于根中有机酸过度积累导致的,HCO^-3显著提高敏感品种根中PEP羧化酶活性可能是HCO^-3增加其有机酸只累,从而影响根生长及Zn有效性机理的重要过程。     

锌离子活度对水稻幼苗锌吸收分配的影响及基因型差异

采用卜HEDTA螯合缓冲营养液,在4个锌水平(pZn2+即-log[Zn2+])分别为11.4、11.0、10.3和9.7下对锌营养效率不同的4个水稻基因型[IR8192、IR26、BY(碧玉早糯)、Z921(浙农921)]进行营养液培养试验,研究水稻幼苗对Zn吸收、转运和利用规律。结果表明,随着锌离子活度下降,各水稻基因型的锌累积量下降,锌从地下部向地上部的转运率提高,锌利用效率提高,且各基因型间差异显著。在锌离子活度较低时,耐低锌基因型(IR8192)锌养分利用效率和提高养分利用率的能力要远远高于锌敏感基因型IR26和子粒富锌基因型BY;在锌离子活度较高时,水稻子粒富锌基因型BY有较强的锌富集能力,具有较高的秧苗锌累积量,这可能是其子粒富锌的主要机理之一;利用苗期营养性状筛选子粒富锌水稻基因型效果可能较好。     

不同养分管理对杂交稻生育后期功能

研究了在施肥总量和NPK比例相同的条件下,不同时期施肥对水稻后期功能叶光合速率以及产量、粒重、结实率、籽粒灌浆速率的影响.结果表明,氮钾分次施肥对水稻产量有明显的影响,施用粒肥能显著地提高杂交水稻的产量,其中以粒肥中配以锌硼肥和BR的处理对产量的提高作用最为显著,比仅施基肥和分蘖肥的处理产量提高达30%.粒肥能延缓功能叶的衰老,使其在水稻生长后期仍维持较高的光合速率、灌浆速率和较长的灌浆时间,提高千粒重和结实率.加强后期的养分管理对杂交稻的影响比常规稻更显著.表明杂交水稻的粒重和结实率不仅受遗传控制,也受养分管理的影响.可以通过加强生育后期的养分管理提高杂交水稻的产量.加强水稻生长发育后期的养分管理还能显著改善稻米品质,如包括Asp、Lys、Ala、Gln等的氨基酸含量,在子实肥中加入锌能够显著地提高稻米中锌含量.