钙信号抑制剂加剧低钾胁迫对烟草幼苗光合特性及钾吸收的影响

  【目的】  研究低钾胁迫抑制钙信号传导对植株幼苗叶片光合特性及钾吸收的影响,为缓解作物的低钾胁迫提供理论依据。  【方法】  以烟草品种K326为试验材料进行了室内水培试验。烟草幼苗先在营养液正常钾(K+ 5 mmol/L)和缺钾(K+ 0.15 mmol/L)营养液中生长8 天,然后在营养液中分别施加钙通道有机阻断剂Vp、钙通道无机阻断剂LaCl₃和钙离子螯合剂(EGTA)钙信号抑制剂,继续生长4天后取样,测定植株干鲜重、电导率、活性氧含量、叶片抗氧化酶活性、叶片光合特性等指标和植株地上、地下部钾素浓度及钾离子吸收相关基因表达量。  【结果】  1)不添加钙通道抑制剂或螯合剂条件下,低钾胁迫的烟株地上部和根系干重较常钾水平显著降低了59.29%、39.82%,鲜重显著降低了51.58%、48.19%,除水汽压饱和亏外的其余5项光合特性指标显著降低,植株地上部和根系钾含量分别显著降低了39.31%和77.05%,而叶中可溶性蛋白、相对电导率、过氧化氢含量则显著增加,NKT2、NtKC1、NtHAK1、NtHAK5基因的相对表达量分别增加了2.09、3.32、3.23、12.34 倍。2)常钾水平下,3个钙抑制剂处理未明显影响地上部和根系干鲜重,而低钾水平下,钙抑制处理的地上部鲜重和干重显著高于无钙抑制剂对照。两个钾水平下,与各自对照相比,3个钙抑制剂处理的叶片相对电导率、活性氧积累量均显著增加,抗氧化酶SOD和POD活性、叶绿素含量显著减少,光合特性指标(除水汽压饱和亏外)明显降低。3)两个钾水平下,3个钙信号抑制剂处理的烟株地上部和根系钾含量均显著低于其对照,低钾胁迫下平均降低幅度分别达到25.54%和53.36%。低钾胁迫下,钾离子通道基因NKT2、NtKC1和转运蛋白基因NtHAK1、NtHAK5在根系中的相对表达量分别平均降低了60.60%、50.62%、38.61%、69.79%,钙通道相关基因NtCNGC1和NtCNGC11在根中的相对表达量分别平均降低了95.36%和87.04%。  【结论】  低钾胁迫明显影响烟株幼苗生长、光合作用及对钾素的吸收和积累。低钾水平下,外施钙通道抑制剂或螯合剂可进一步降低烟草叶片抗氧化酶活性,减弱烟株叶片光合作用,并抑制根中钾吸收相关基因的表达和烟株对钾素的吸收。     

粉煤灰和碳酸钙对As（Ⅲ）污染土壤上小麦产量性状及麦株As含量的影响

随着经济的发展,土壤As污染问题日益严重。采用露天盆栽试验方法,研究了在As（Ⅲ）污染土壤上,添加粉煤灰和碳酸钙对小麦成熟期产量及其性状、小麦根、茎叶和籽粒As含量的影响,并探讨了粉煤灰和碳酸钙对土壤As（Ⅲ）污染修复的有效方法。结果表明,在土壤中添加100g·kg^-1的粉煤灰或1．0g·kg^-1的碳酸钙能使小麦株高、结实小穗数、穗粒数、千粒重和产量增加。与对照相比,在As（Ⅲ）污染土壤上,100g·kg^-1的粉煤灰处理显著地增加了小麦产量（P〈0．05）,极显著地降低了小麦籽粒As含量（P〈0．01）;1．0g·kg^-1的碳酸钙处理极显著地增加了小麦的穗粒数、千粒重和产量（P〈0．01）,显著地降低了根中As含量（P〈0．05）,极显著地降低了籽粒As含量（P〈0．01）。因此,在As（Ⅲ）污染土壤上,添加100g·kg^-1的粉煤灰或1．0g·kg^-1的碳酸钙能使小麦产量升高,籽粒As含量下降,有效地缓解As（Ⅲ）对小麦的毒害。     

喷施山梨醇螯合钙对花生生长及钾、钙、镁吸收的影响

为探究不同山梨醇螯合钙喷施浓度对花生生长及养分吸收的影响,采用大田试验,以花育22号为试材,在施基肥基础上设置5个钙素喷施浓度处理(以Ca²⁺计,单位g/L):0 (CK)、1.4 (T1)、1.6 (T2)、1.8 (T3)与2.0 (T4),测定了各处理对花生光合作用、收获期产量、品质、各器官干物质积累量及钾、钙、镁含量的影响。结果表明：(1)与CK处理相比,喷施山梨醇螯合钙提高了叶片SPAD值,促进了花生光合作用,尤其在结荚期;(2)喷施山梨醇螯合钙能提高花生产量及粗脂肪、粗蛋白含量,其中T2处理较CK处理分别提高11.48%、5.74%、7.82%;(3)喷施山梨醇螯合钙能够显著增加籽仁干物质积累量,有效提高花生生殖器官干物质占比,降低营养器官干物质分配比例,以T3处理改善效果较为突出,其次是T2处理;(4)喷施山梨醇螯合钙对花生各器官钾、钙、镁含量的影响不同,但总体上促进了花生对养分的吸收。主成分分析结果表明,喷施山梨醇螯合钙显著影响了花生生长发育。综合来看,喷施Ca²⁺浓度为1.6～1.8 g/L的山梨醇螯合钙对花生增产提质效果更...     

A soil chronosequence in the semi-arid environment of Patagonia (Argentina)

Soil development with time was investigated on beach ridges with ages ranging from about 1380 to 6240 ¹⁴C-years BP at the eastern coast of central Patagonia. The main pedogenic processes are accumulation of organic matter and carbonate leaching and accumulation within the upper part of the soils. Soil formation is strongly influenced by incorporation of eolian sediments into the interstitial spaces between the gravel of which the beach ridges are composed. Different amounts of eolian material in the soils lead to differentiation into Leptosols (containing ≤ 10% fine earth in the upper 75 cm) and Regosols (containing > 10% fine earth). Soil depth functions and chronofunctions of organic carbon, calcium carbonate, pH, Ca:Zr, Mg:Zr, K:Zr, Na:Zr, Fe:Zr, Mn:Zr, and Si:Al (obtained from X-ray fluorescence analysis) were evaluated. To establish soil chronofunctions mean values of the horizon data of 0–10 cm below the desert pavement were used, which were weighted according to the horizon thicknesses. The depth function of pH shows a decrease towards the surface, indicating leaching of bases from the upper centimeters. Chronofunctions of pH show that within 6000 radiocarbon years of soil development pH drops from 7.0 to 6.6 in the Leptosols and from 8.1 to 7.5 in the Regosols. The higher pH of the Regosols is due to input of additional bases from the eolian sediments. Chronofunctions of Ca:Zr and K:Zr indicate progressive leaching of Ca and K in the Regosols, showing close relationships to time (R² = 0.972 and 0.995). Na leaching as indicated by decreasing Na:Zr ratios shows a strong correlation to time only in the Leptosols (R² = 0.999). Both, Leptosols and Regosols show close relationships to time for Fe:Zr (R² = 0.817 and 0.824), Mn:Zr (R² = 0.940 and 0.803), and Si:Al (0.971 and 0.977), indicating enrichment of Fe and Mn and leaching of Si. Leaching of mobile elements takes place on a higher level in the Regosols than in the Leptosols from the beginning of soil formation. Hence, a significant part of the eolian sediments must have been incorporated into the beach ridges very soon after their formation.     

长期施有机肥对耕地棕壤团聚体及钙素分布的影响

为了探明施有机肥对耕地棕壤团聚体及钙素分布的影响,以长期定位施肥近30年的耕地棕壤为研究对象,采用干筛法进行土壤团聚体分级,系统研究了单施有机肥及有机肥配施氮磷肥对耕地棕壤团聚体及不同形态钙素分布的影响。结果表明:与不施肥对照相比,施有机肥可增加1~2mm粒级团聚体含量,且随有机肥施入量的增加而增加,最高增加了66.68%;与单施有机肥相比,配施氮磷肥则降低了1~2mm粒级团聚体含量;与对照相比,单施及配施有机肥均降低了0.25~1 mm粒级团聚体含量,降幅最高达15.20%。单施及配施有机肥均提高了全土的全钙含量,其中单施高于配施,最高为施高量有机肥处理,增幅达11.67%;单施有机肥处理以1~2 mm粒级团聚体的全钙含量最高,配施氮磷肥后以0.053~0.25mm的最高;与对照相比,单施及配施有机肥均增加了各粒级团聚体水溶性钙含量;单施有机肥提高了土壤交换性钙含量,配施氮磷肥却相反;单施及配施有机肥处理均增加了全土酸溶性钙含量。相关性分析显示,耕地棕壤各级团聚体的全钙含量是影响各形态钙素分布的重要因素。因此,长期施有机肥不仅增加了耕地棕壤较大粒级团聚体含量,且可增加较大粒级团聚体的钙素含量。     

过磷酸钙用量对猪粪堆肥过程及磷形态变化的影响

【目的】过磷酸钙作为常用的畜禽粪便堆肥添加剂,具有减少氮素损失率并提高氮、磷养分含量等优点,但其对磷的有效性和形态的影响有待深入探讨。通过试验研究不同过磷酸钙添加量对猪粪锯末好氧堆肥过程的影响及堆肥中不同形态磷含量和形态之间的相互转化规律,以期为畜禽粪便堆肥中磷素的转化及合理施用提供科学依据。【方法】将猪粪和锯末以质量比（鲜重）4:1的比例混合,然后按照猪粪和锯末干物质量的5%、10%、15%添加过磷酸钙,以不添加过磷酸钙作为对照（CK）,进行42 d好氧堆肥,监测堆肥温度、含水率、pH、全氮、有机碳、全磷、有效磷、有机磷等指标。【结果】与CK相比,添加适量过磷酸钙可以显著提高堆肥的温度,增加高温持续期2~10 d;提高堆肥物料的持水能力,加快有机碳降解。添加5%~15%的过磷酸钙可以显著降低堆肥初始pH值0.33~0.68个单位,有效抑制堆肥过程中铵态氮的挥发损失,CK、5%、10%和15%的处理在堆肥结束时的氮素损失率分别为29.4%、26.6%、18.5%和8.0%,全氮和全磷含量分别较堆肥初增加17.3~34.2%和37.0%~123.1%。CK有效磷含量随堆肥时间不断上升,第42 d较堆肥初增加73.0%,而添加过磷酸钙5%、10%和15%的处理有效磷含量显著降低,分别较堆肥初减少了4.0%、23.2%和41.8%。随着堆肥的进行,各处理中有效磷占全磷的比例均不断下降,表明堆肥过程降低了磷的有效性。堆肥前期以有机磷的矿化为主,后期以有机磷的合成为主,第42 d有机磷占全磷的比例CK最高（22.1%）,添加5%、10%和15%过磷酸钙的处理分别为15.4%、11.0%和8.7%。【结论】猪粪堆肥中添加过磷酸钙,可以有效减少氮素损失,加快有机物料降解,以10%的添加量效果最佳;堆肥过程降低了磷的有效性,随着过磷酸钙用量的增加有效磷的比例不断下降;腐熟后堆肥中的磷以无机态为主,有机磷占全磷的比例随着过磷酸钙用量的增加而递减。     

钙对苹果果实钙调蛋白含量和Ca2+ -ATPase活性及其基因表达的影响

研究不同浓度钙（0、1和10 mmo1/L CaCl2 ;5 mmo1/L EGTA）对苹果果实钙调蛋白（CaM）含量和Ca2+-ATPase活性及其基因表达的影响。利用同源克隆方法分离CaM和Ca2+-ATPase基因,采用荧光定量PCR方法研究它们表达特征。结果表明,果实切片外源补钙,可溶性Ca2+及CaM含量在高钙处理12 h达到高峰;高钙处理12 h质膜Ca2+-ATPase活性显著增加,与胞内CaM含量增加时间一致;高钙处理24 h液泡膜Ca2+-ATPase活性显著增加;随着质膜和液泡膜Ca2+-ATPase活性显著增加,可溶性Ca2+含量在加钙处理48 h显著下降。研究基因表达发现,加钙处理6 h苹果CaM基因的表达量显著增加;加钙处理12 h苹果Ca2+-ATPase基因的表达量显著增加,与CaM含量及质膜Ca2 +-ATPase活性变化一致。果实缺钙处理显著增加CaM基因表达量,而苹果Ca2 +-ATPase基因的表达量没有显著变化。上述研究表明,苹果补钙可以提高细胞内可溶性Ca2+和CaM含量以及CaM基因的表达量,有效启动钙信使系统;质膜及液泡膜Ca2+-ATPase是调控胞内Ca2+关键的酶,通过提高质膜及液泡膜Ca2+-ATPase的活性及Ca2+-ATPase基因的表达量,维持胞内Ca2+的稳态水平。     

长期定位施肥对保护地土壤钙素形态分布的影响

利用长期定位试验,研究了有机肥和氮、磷、钾肥不同配施方式对保护地土壤钙素形态分布的影响。研究结果表明:有机肥的施入增加了保护地土壤全钙含量。随着施氮肥数量的增加,土壤水溶性钙含量增加,土壤全钙、吸附性钙和酸溶性钙含量均呈现下降趋势。施钾肥对土壤中钙素形态分布的影响较小。含钙磷肥的施入增加了土壤全钙的含量,但对其它形态钙素分布的影响规律性不明显。土壤pH值与全钙和吸附性钙含量之间呈显著正相关关系,与水溶性钙呈显著的负相关关系。土壤有机质与全钙和非酸溶性钙之间呈显著正相关关系,与水溶性钙呈极显著负相关关系。     

心土培肥犁改良瘠薄土壤的效果

研究根据心土培肥的改土技术要求研制出心土培肥犁,并分别在瘠薄黑土和碳酸盐草甸黑钙土上开展大面积机械改土试验,明确自主研发的心土培肥犁改土后对土壤理化性质影响及对作物产量的效果,为其广泛应用到低产土壤改良提供机械及技术支持。试验设深松、心土培肥和常规对照耕作,采用大田对比方法。研究结果表明:心土培肥和深松在不同类型土壤上对土壤理、化性质,对作物产量及产量性状影响后效不完全一致;心土培肥降低土壤抗剪强度后效明显,碳酸盐草甸黑钙土10~30 cm土层土壤抗剪强度比对照降低6.65~12.16 k Pa,黑土比对照降低8.20~11.31 k Pa,碳酸盐草甸黑钙土改土后效果明显,黑土改土后效长,心土培肥改土效果优于深松;土壤容质量和硬度趋势同上;心土培肥提高土壤透气系数为2.78~14.28倍,饱和导水率为2.38~11.62倍;深松和心土培肥可提高下层土水分消耗比例,30~60 cm土层耗水量为心土培肥区深松区对照区,心土培肥耗水量比照高10%;心土培肥处理可提高土壤磷含量和供磷强度,20~30 cm和30~40 cm土层土壤供磷强度比对照分别提高4.19~5.17倍和4.96~17倍,碳酸盐草甸黑钙土高于黑土;心土培肥可提高玉米产量,碳酸盐草甸黑钙土上心土培肥增产幅度为6.82%~18.01%,黑土增产幅度为6.45%~11.18%,平均增产效果碳酸盐草甸黑钙土薄层黑土,但黑土持续增产效果好。     

富硒有机肥、复合肥和灌水量对番茄产量和品质的影响

以樱桃番茄"千禧"为供试材料,采用大田小区试验的方法,研究了膜下滴灌条件下富硒高钙有机肥和复合肥配比(每667 m2分别施50 kg复合肥(F1),500 kg富硒高钙有机肥+25 kg复合肥(F2),1 000 kg富硒高钙有机肥(F3))和灌水量(100%灌水量(W1)和80%灌水量(W2))对番茄产量和品质的影响。结果表明:(1)富硒高钙有机肥和复合肥配施,比使用同量氮磷钾的富硒高钙有机肥或复合肥,产量都显著提高;(2)随着富硒高钙有机肥施肥量比例的增加,番茄果实中硒含量、番茄红素含量、维生素C含量和可溶性糖含量均显著增加;(3)滴灌可以有效提高水分利用效率,80%灌水量在产量降低不显著的情况下,番茄果实中硒的含量和果实品质均有不同程度的提高。因此,膜下滴灌80%灌水量时,富硒高钙有机肥和复合肥配施(各占50%)在保证果实品质和硒含量达到富硒农产品标准的同时,产量达到最佳。