Interaction of phytases with minerals and availability of substrate affect the hydrolysis of inositol phosphates

The stability and activity of phytases in the soil environment may be affected by their sorption on soil particle surfaces and by substrate availability with important consequences for P cycling and nutrient bioavailability. This work evaluated the interaction of phytases with goethite, haematite, kaolinite, montmorillonite and two oxisol clays and investigated how this interaction is affected when myo-inositol hexakisphosphate (InsP₆) was sorbed on the mineral surfaces. phyA histidine acid phosphatases of fungal origin were used and their ability to release orthophosphate from the InsP₆-saturated minerals was evaluated.The phytases showed a high affinity for the mineral surfaces, with a loss of enzyme activity generally being observed over 24 h (up to 95% of the initially added activity). The loss of phytase activity was dependent on the type of mineral, with kaolinite and montmorillonite showing the greatest effect. Retention of enzyme activity was higher with the two oxisol clays, suggesting that the heterogeneous nature of clay surfaces and the presence of endogenous organic matter may limit the inhibition caused by interaction with minerals.In the presence of mineral surfaces saturated with InsP₆, the partitioning of enzyme activity between the solution and the solid phase was shifted more towards the solution phase, presumably due to the mineral surfaces being occupied by the substrate. However, phytases were not able to release any orthophosphate directly from InsP₆-saturated goethite and haematite, and hydrolysed InsP₆ that was desorbed from haematite. Conversely, in the case of kaolinite and of the oxisol clays, where desorption was limited, phytases appeared to be able to hydrolyse a small fraction of the InsP₆ adsorbed on the surfaces. These findings suggest that the bioavailability of P from inositol phosphates is governed to a large extent by the mineral composition of soil and by competitive effects for sorption on reactive surfaces among inositol phosphates and phytases.     

不同灌水量下氮磷钾配施对青稞产量和品质的影响

为探明在不同灌水量下青稞氮磷钾适宜施用量和最佳配比,研究不同灌水量下氮磷钾配施对青稞产量、品质的影响, 2018 — 2019年以春性二棱青稞品种陇青1号为指示品种,在甘肃河西灌区大田栽培条件下采用裂区试验设计,设置灌水为主区、施肥为副区并采用“3414”设计进行田间试验。对青稞产量及其构成因素及品质进行方差分析的结果表明,在各灌水处理下,青稞产量构成因素各项测定指标至少与1个其他指标极显著或显著相关性;在相同氮磷钾配比下青稞平均产量全生育期灌水2次和全生育期灌水1次较全生育期不灌水分别显著增产59.5%、52.8%,灌水2次较全灌水1次增产4.4%;各灌水处理下,13个施肥处理较不施肥处理显著增产,增产率分别为不灌水0.1%～26.2%、灌水1次0.9%～28.3%、灌水2次7.8%～22.7%,且施肥处理N2P2K3、N2P2K0和N3P2K2产量始终较高;各灌水处理下,氮、磷、钾施用量和产量的三元二次回归方程均能反应青稞产量与氮磷钾三要素之间的极显著相关关系。一元二次肥料效应方程下,青稞最高产量施肥量分别为N 189.11 kg/hm2(全生育期不灌水)、186.75 kg/hm2(全生育期灌水1次)和196.50 kg/hm2(全生育期灌水2次);P2O5 61.69 kg/hm2(全生育期不灌水)、48.77 kg/hm2(全生育期灌水1次)和-27.38 kg/hm2(全生育期灌水2次);K2O 61.11 kg/hm2(全生育期不灌水)、60.60 kg/hm2(全生育期灌水1次)和77.44 kg/hm2(全生育期灌水2次)。整体而言,青稞籽粒蛋白质含量随着灌水量增加而降低,籽粒淀粉含量随着灌水量增加而升高。推荐该区春青稞生育期浇水1次,即于拔节期按1 500 m3/hm2灌入。在此水分条件下推荐的N、P2O5、K2O施用量分别为186.75、48.77、60.60 kg/hm2,此时青稞籽粒产量可达到4 355.24 kg/hm2。     

滴灌条件下不同产量棉花氮磷钾积累的模拟分析

[目的]研究滴灌条件下,不同产量棉花科学施肥氮、磷、钾配比、施用时间及施用量。[方法]利用Logistic方程,分析不同产量棉株各个生育期的氮、磷、钾的积累量。[结果]高产和中产棉株对氮磷钾最大积累量和积累最高速率远大于低产棉株。滴灌棉株出苗后40～95d左右是氮积累的旺盛期,出苗后51～110d左右是磷积累的旺盛期,出苗后47～90d左右是钾积累的旺盛期。[结论]保证棉株苗蕾至花铃前期吸收足量的氮,满足棉株花铃期到吐絮期对磷的高强度需求,并保持棉株生育后期对钾仍有旺盛的吸收能力,是形成棉花高产的重要因素。     

不同磷水平处理下水稻田磷氮径流流失研究

研究了不同磷水平处理下水稻田磷素及氮素的径流损失情况。结果表明,不同磷水平处理下稻田径流水中磷素的浓度随着施磷量的增加而显著增加,磷的径流损失量呈现相同趋势,在每公顷施磷量为0 kg、25 kg6、0 kg1、20 kg及240 kg的情况下,磷的当季径流损失量分别达到了125 g/hm^2、499 g/hm^2、939 g/hm^2、3 022 g/hm^2及5 974 g/hm^2。试验结果还表明,施氮肥后短期内若出现径流则氮素流失较多,但不同磷水平处理对于稻田径流水中氮素的浓度及损失量没有影响。几次径流中活性磷的浓度均有诱发附近水域水体富营养化的可能。     

盐碱地稻田径流中磷素的动态变化特征及其潜在环境效应

[目的]研究盐碱地稻田径流中磷素的动态变化特征及其潜在环境效应。[方法]以松嫩平原苏打型盐碱地前郭灌区为研究对象,探讨了不同灌溉条件下稻田径流中磷素的动态变化规律及其潜在环境效应。[结果]盐碱地稻田表水呈碱性,土质分散,保肥能力差;土壤总磷在表层富集,增加了磷素随径流流失的风险。稻田磷素流失的主要时期为灌溉期及暴雨径流发生期,稻田径流中总磷、颗粒态磷、总溶解态磷和溶解性活性磷的浓度均随时间的推移呈下降趋势,磷素流失以颗粒态磷为主,而且磷素浓度均超过导致富营养化发生的临界值,直接影响下游查干湖的水质安全。各退水渠磷素浓度均随时间的推移而增大,并在高温时期出现不同程度的富营养化现象;各稻田表水与退水渠总磷浓度呈高度负相关,相关系数R2（α=0.05）分别为0.8509、0.8964和0.9153。灌排条件最好的稻田磷素流失负荷较大,污染风险等级最高,应作为磷素输出的关键源区进行重点监控和防治。[结论]该研究为合理开发盐碱地资源、制定盐碱地最佳磷素管理措施、控制农田磷素流失和保护当地水资源提供了理论依据。     

磷在土壤中有效性的衰减

培育试验表明,磷与红壤中有效性的衰减可分为快反应（3小时）阶段和慢反应阶段,前者有效磷以直线关系下降,后者则为一渐减性曲线。快反应阶段磷有效性的衰减量和土壤活性铝含量显著相关,但与活性铁和交换铝相关不显著。用红壤、潮土、板浆白土三种性质不同的土壤进行的生物试验表明,产量也随着土－磷作用时间延长而下降,而且有一个终止时间,中性水稻土在8个月培育后产量即可不再下降,石灰性潮土为16个月,而酸性红壤在28个月以上,影响产量衰减的可能和磷在土壤中的双核化（转化为环状双核结构）和吸收作用有关,它们在程度上和延续时间上不同土壤不同,在水稻土上最弱,延长时间最短,而在红壤上作用最强,延长时间最长,潮土处于两者之间。     

磷盈亏供应对黄瓜和番茄穴盘苗生长发育的影响

为明确磷盈/亏对黄瓜和番茄穴盘苗生长发育的影响,以标准Hoagland营养液为对照,研究了磷盈余供应（8倍磷浓度Hoagland营养液）和亏缺供应（1/8磷浓度Hoagland营养液）对黄瓜（中农203）、番茄（中杂105）穴盘苗形态建成、矿质元素和叶片叶绿素含量的影响.结果表明：磷盈/亏供给后13d,黄瓜穴盘苗的株高分别减小12.7％和17.3％,番茄穴盘苗的株高分别减小15.8％和15.0％,根冠比显著增大;磷亏缺供应后15 d,黄瓜穴盘苗叶绿素含量增大了14.4％,番茄穴盘苗叶绿素含量增大12.1％,磷盈余供应后15d,黄瓜穴盘苗叶绿素含量减小了21.6％,番茄穴盘苗叶绿素含量减小了16.7％;磷亏缺供给促进钾和镁的吸收,磷盈余供应,则反之.以上说明,磷供应水平对黄瓜和番茄穴盘苗生长发育具有重要调节作用.     

不同施肥模式对土壤氮磷含量及作物吸收特征的影响

以北京4 号大白菜为试材,采用大田试验方法,研究了不同施肥模式下土壤中氮、磷含量的变化规律及大白菜对其吸收利用特征。结果表明：长期过量施肥可导致表层土中氮素的累积,增加氮素淋溶流失的风险,且未能有效提高大白菜对氮素的吸收利用。随着化学氮肥施用量的增加,表层土中速效磷含量增加。各有机肥处理大白菜对磷素的吸收利用均明显高于其他处理;有机肥+化学氮肥处理大白菜的产量最高,明显高于过量施肥处理。因此,减少氮肥投入,有机—无机肥料合理配施,控制磷肥的投入量是提高作物产量、品质及肥料利用率的有效途径之一。     

纽荷尔脐橙幼树对不同供磷水平的光合响应

为探索不同供磷水平对纽荷尔脐橙[Newhall navel orange(Citrus sinensis Osbeck.)]幼树光合特性的影响,给幼龄脐橙果园磷肥的合理施用量提供科学依据,以枳砧纽荷尔脐橙幼树为材料,采用土培的方法研究了不同供磷水平条件下纽荷尔脐橙幼树叶片的光合速率日变化规律;不同供磷水平与光合速率、蒸腾速率、水分利用率的关系;不同供磷水平对光合色素含量的影响。结果表明,纽荷尔脐橙Pn日变化基本规律并不因供磷水平的高低而改变。供磷水平25 mg·kg-1的条件下,叶片中Chl.a、Chl.b和Car.含量也最高,全天的Pn都维持在最高水平,这一供磷水平最有利于纽荷尔脐橙发挥光合效率。不同供磷水平与纽荷尔脐橙叶片Pn、Tr和WUE之间表现出极显著的非线性一元二次回归关系。供磷水平低于或高于25 mg·kg-1,纽荷尔脐橙幼树叶片的Pn、Tr和WUE和Chl.a、Chl.b及Car.含量都极显著地降低了;供磷水平大于45 mg·kg-1对Chl.a、Chl.b合成和Pn的抑制作用要比低于25 mg·kg-1供磷水平的强得多。     

镉、磷、钙在姬松茸细胞内的积累和分布特征及其交互作用

采用姬松茸悬浮细胞系研究镉、磷、钙在细胞中的积累和分布特征及其交互作用。结果表明，培养基中低浓度镉能促进姬松茸细胞的生长，姬松茸细胞能大量积累镉，镉、磷、钙大部分被截留在细胞壁上，小部分进入细胞质和液泡内，细胞含镉量随培养基中镉浓度的提高而提高，但钙和磷含量却随之下降，高浓度钙和磷能有效地降低细胞中的镉含量。