养分(磷)吸收机理模型的应用研究──Ⅲ.定量评价适应机制对玉米与大豆幼苗P吸收的作用

采用Claassen的养分吸收机理模型定量评价了不同土壤条件下，机理模型中未考虑的其它适应机制对玉米与大豆幼苗P吸收的作用。结果表明：同样土壤养分胁迫条件下，供试玉米与大豆幼苗的其它适应机制对P吸收的贡献率分别为1/4与1/5；土壤养分胁迫、土壤水分胁迫、土壤供N形态、土壤性质及土壤供Ca水平或pH值对这一P吸收适应机制的作用程度均有一定的影响，土壤水分胁迫能明显加强这一适应机制对玉米幼苗P吸收的作用；粘质棕红壤上养分胁迫与水分胁迫同时作用时，这一适应机制对玉米幼苗P吸收的贡献率可达69％。     

水肥优化耦合下设施青菜的养分吸收和干物质积累规律

为明确最佳灌溉施肥条件下设施青菜对氮、磷、钾养分的吸收规律,通过田间试验研究了微喷灌条件下设施青菜在不同生育期氮、磷、钾养分吸收积累和干物质积累的特征以及与养分累积吸收量的相关性。结果表明,在不同生育期,设施青菜氮、磷、钾养分含量存在显著差异(P<0.05)。旺长期青菜体内氮、磷、钾含量均显著高于幼苗期(P<0.05),进入成熟期后略有降低。从养分吸收速率来看,旺长期3种养分的吸收速率均最大,幼苗期和成熟期吸收速率较小。3种养分的吸收速率从大到小依次为钾、氮和磷。整个生育期养分累积量和干物质累积量从大到小依次为旺长期、幼苗期和成熟期。此外,设施青菜体内养分吸收量与干物质积累呈显著正相关(P<0.05),水肥优化耦合条件下氮、磷、钾3要素之间存在着相互促进吸收的正相关作用。     

外源磷与AMF菌丝对紫色土-玉米间作系统磷迁移的影响

丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungus,AMF)在植物与土壤系统中扮演着重要的角色,能促进宿主植物对养分尤其是磷的吸收,间作在提高土壤磷素利用及增产增收等方面具有重要作用。采用隔网分室盆栽模拟试验,根室设玉米单作及玉米-大豆间作处理,并分别进行不同AMF处理(不接种、接种Funneliformis mosseae,分别记为NM、FM),同时对分室进行不同磷处理(不施磷、施无机磷、施有机磷,分别记为P0、IOP50、OP50),研究不同形态外源施磷情况下AMF根外菌丝对间作玉米磷吸收、利用及累积的影响。研究结果表明,(1)FM-IOP50-间作组合处理下的玉米根系最短(16.76 m),生物量最高(1.88 g·pot~(-1)),FM-OP50-间作组合处理下的玉米根系菌根侵染率最高,为66.25%。(2)在相同种植模式及磷处理下,FM处理的玉米根系及地上部生物量均明显高于NM处理;同一磷处理下,无论接种与否,间作玉米地上部和根系生物量均显著高于单作处理。(3)无论何种种植模式及磷处理,接种FM均提高了玉米植株磷含量及磷吸收量,均以FM-IOP50-间作组合处理下磷含量(0.68 mg·kg~(-1))和磷吸收量(15.97 mg·pot~(-1))最高;不管接种及分室施磷与否,间作玉米磷含量和磷吸收量均明显高于单作处理。(4)在同一种植模式及菌根处理下,IOP50处理的玉米根系磷吸收效率均显著高于P0及OP50处理。(5)FM接种、分室施磷和间作均在一定程度上促进了玉米植株生物量的增加及其对磷的累积。所有复合处理中,FM-IOP50-间作组合处理下的玉米磷含量和磷吸收量最高。可见,间作体系接种F.mosseae与外源无机磷施用组合是促进紫色土上玉米生长及磷吸收利用的最佳组合,有望通过降低土壤水溶性磷残留而减少径流磷的流失。     

玉米自交系吸收利用磷素的差异及其相关性

大田选取11份玉米自交系，在两个供磷水平下研究了玉米自交系籽粒产量基因型差异及吸收效率、利用效率与磷效率的相关关系。试验结果表明：在磷胁迫的条件下，不同玉米自交系不仅产量存在较大的差异，而且对磷的响应度也不相同，产量最高的基因型中宗2号为最低的忻9005的5．15倍，将这些品种在二磷水平下以产量进行磷效率双向划分可以分为4种类型：双高效型(太411、KH12、58、中宗2号)；高磷高效型(187)；低磷高效型(冀257)；双低效型(478、冀35、XL12、忻9005、H21)，成熟期吸收、利用效率与磷效率的关系表明，在同一供磷条件下，11份自交系吸收、利用效率均有显著的差异，在两个供磷水平下，吸收效率与磷效率存在显著的正相关关系，而利用效率仅在高磷条件下与磷效率存在正相关性，表明在低磷水平下，成熟期磷效率主要由吸收效率决定，在高磷水平下，磷效率是吸收效率和利用效率共同作用的结果。图2表1参7。     

铝对大豆根系柠檬酸合成与分泌的影响

铝诱导有机酸分泌是作物解铝毒的一种重要机制,然而铝如何诱导有机酸分泌的机理并不清楚.以不同铝耐性大豆(Glpcine max)(BX10和BD2)为材料,研究了铝对柠檬酸合成与分泌的影响.结果发现,在0.5 mmol·L-1CaCl2溶液中,铝处理明显抑制大豆根系伸长,BX10比BD2具有较大的主根伸长率.铝处理明显诱导大豆根系分泌柠檬酸,BX10的柠檬酸分泌量比BD2高出32.3%～64%.铝处理降低根系内源柠檬酸含量,但不影响柠檬酸合酶活性,BX10比BD2具有较高的柠檬酸合酶活性,表明铝诱导的柠檬酸合成与其分泌关系密切.另外,在pH4.5的完全营养液中进行铝、磷间隔处理发现,供磷明显增加大豆铝吸收,而且BX10比BD2具有较大生物量与铝吸收,这表明,磷对铝的吸收具有重要作用,大豆磷效率可能影响其铝耐性.     

土壤条件与植物响应

植物对土壤状况的反应并不仅仅表现为根系具有吸收水分和营养元素的能力。植物根系能够感应到土壤的某些不利因素，对枝干发出信号，从而锻炼植株以抵抗退化或严酷的环境。这种信号能影响植株气孔导度、细胞伸长、细胞分裂及叶的出现速度等：对植物生长有重要影响的土壤物理条件包括土壤硬度、容器大小、孔隙大小和土壤干燥度等，在这些条件极端化的情况下，植物往往表现为生长变缓，根、叶等器官形态发牛改变。而在某些土壤化学条件不利的情况下，如土壤酸度增加、养分缺乏或发生铝毒时，植物则通过产生根际分泌物、降低生长速率及富集作用等来适应环境，维持生命。了解植物对不良环境的适应机制有利于筛选出具有一定抗性的优良基因类型。     

根系分泌物及其在植物营养中的作用

论述了根系分泌物的种类和影响因素，根系分泌物在植物营养中的调节作用、异种克生作用，根系分泌物与根际微生物的相互作用。在铁胁迫条件下，许多高等植物都能产生一系列生理和形态方面的适应性反应，禾本科植物通过根际特定分泌物——麦根酸类物质来自动调节其体内的铁营养状况；在磷胁迫条件下，根系分泌的低分子有机酸种类主要有柠檬酸、草酸、酒石酸和苹果酸，它们在植物根际的富集能明显促进土壤中磷的释放，提高作物对磷的吸收，缓解植物的磷胁迫；在锌胁迫条件下，双子叶植物的根系分泌物对锌的活化作用不明显，而禾本科植物的根系分泌物可以活化石灰性土壤中难溶性锌。     

生物炭对农业面源污染氮、磷流失的影响研究进展

综述了近年来国内外应用生物炭削减农田氮、磷养分流失的研究进展,从生物炭的作用机制和对土壤环境效应的影响2个方面出发,重点阐述了生物炭对土壤中氮、磷养分的吸附与转化,生物炭的作物效应以及生物炭对土壤淋溶过程的影响。生物炭不仅能够改善土壤环境,提高土壤氮、磷养分的有效性,促进作物的吸收和生长,而且由于其特殊的结构和理化性质,可以吸附土壤中未被作物利用的水分和养分,延缓养分释放,减弱其在土壤中的迁移转化能力,最终实现减少土壤氮、磷养分流失的目的。最后,着眼于当前相关研究的薄弱之处对今后研究重点和方向进行展望,供相关研究者参考。     

基于EFDC的滇池藻类模型参数敏感性时空特征

分析大型浅水湖泊藻类模型参数敏感性时空特征,可以提高模型率定效率和模拟精度,还可通过模型参数时空敏感性认识藻类生理特点的时空变化.基于环境流体动力学模型(Environmental Fluid Dynamic Code,EFDC),构建滇池藻类模型,选取13个藻类模型参数对计算网格进行参数敏感性分析,并基于K-means聚类法对网格聚类,分析参数在4个时期的空间敏感性特征及其时间差异性.结果表明:(1)1月份参数敏感性在空间上被聚为2类,呈现南北分布,其差异主要由藻类最大生长速率(PMc)及低温限制参数(KTG1c)敏感性不同导致;3月份参数敏感性的空间差异消失,叶绿素消光系数(KeChl)最敏感,其次为藻类最大生长速率参数(PMc);7月份由于磷营养盐吸收(KHPc)和水动力条件相关参数(WSc)敏感性不同,参数敏感性在空间上被聚为3类,呈北部、湖心、湖岸分布;10月份水华转向衰退,温度相关参数(TMc1、KTG1c)敏感性提高,水温的限制作用最早在湖心区显现.(2)参数敏感性的时间差异大于空间差异,其时间差异主要由温度变化引起,而空间差异主要由湖体水动力条件和磷营养盐浓度的空间分布不同引起,其中水动力条件为主导因素.以上结果表明,滇池藻类模型参数敏感性在水温、水动力和营养盐的作用下呈现时空异质性,在进行敏感性分析时,要注意这些因子的变化对结果的影响.(图6表1参30)     

磷水平对不同耐低磷玉米基因型幼苗生长和养分吸收的影响

选取2个耐低磷玉米基因型M08和M11及1个低磷敏感基因型M05为材料,采用营养液培养,研究低磷和正常磷条件下不同基因型玉米苗期生长状况及对磷、钾、钙、镁、铁、锌的吸收情况.结果表明,耐低磷基因型适应低磷的能力较强,它们具有较长的根系和较大的根干重,其株高受低磷的影响明显小于敏感基因型M05.低磷胁迫增大了植株的根冠比,改变了植株对营养元素的吸收及其在地上部和根系的分配.磷敏感基因型M05吸收磷、钾、钙、镁、铁、锌的量随供磷水平的下降而减少,并且吸收各元素的量受磷水平变化的影响显著较2个耐低磷基因型大.图1表2参24     

大豆根系分泌物和根细胞壁对难溶性磷的活化

探讨了不同磷效率大豆品种根系细胞壁和根分泌物对难溶性铝磷的活化与吸收能力。结果表明，砂培条件下，磷高效品种(巴西10号)对难溶性铝磷的吸收显著高于磷低效品种(本地2号)。铝磷处理条件下，根系总表面积巴西10号是本地2号的131％，而钾磷处理二者没有明显差异。根系细胞壁对铝磷的活化表明，大豆苗期根系细胞壁对铝磷的活化量显著高于成熟期。苗期、成熟期巴西10号对铝磷的活化量为本地2号的119％、176％。不同栽培方式根系细胞壁对铝磷的活化量表现为水培大于砂培，水培条件下两个大豆基因型对铝磷的活化量没有差异。不同生育时期、栽培方式根分泌物对铝磷的活化量表现为，成熟期大于苗期，砂培大于水培。巴西10号根分泌物对铝磷的活化量比本地2号分别高出69．3％(成熟期)和40．1％(砂培)。上述研究结果表明，大豆根分泌物和根细胞壁对难溶性铝磷的溶解具有促进作用，有利于大豆对铝磷的吸收。     

磷水平对不同耐低磷水稻苗根系生长及氮、磷、钾吸收的影响

选取3个耐低磷水稻基因型99011、580和99112及1个磷敏感基因型99056为材料，采用营养液培养，比较了它们在不同磷水平下苗期根系的生长状况及对氮、磷、钾的吸收情况，结果表明，耐低磷基因型适应低磷的能力较强，它们具有较长的根系、较大的根体积和根干重，其中99011和580表现尤为突出，且它们的根系受磷水平变化的影响明显小于敏感基因型99056；0．081～0．161mmol／L的磷处理更有利于耐低磷基因型根系的发育，并且促进氮和钾的吸收，此时，植株能够吸收较正常磷处理更多的氮和钾；而磷敏感基因型99056吸收氮和钾的量随供磷水平的下降而减少，并且吸收磷的总量受磷水平变化的影响显著较3个耐低磷基因型大。     

磷胁迫条件下北美红杉幼苗生长的适应性反应

采用温室盆栽的方法探讨了不同的P质量浓度(0、0.018、0.036、0.054、0.071、0.108、0.142和0.213g.L-1,以0.071g.L-1作为对照)处理下北美红杉一年生幼苗生物量及根系生长的反应,结果表明,P供应不足时,幼苗将更多的生物量分配到地下以扩大根系的生长,地下/地上生物量比率增加,缺P时为0.47。高水平供P条件下,增加幅度较大,供P水平增加2倍时,达0.66。幼苗细根/叶生物量比率与地下/地上生物量比率变化规律相似。当供P水平较低时,幼苗的一级侧根数增多,根系的分枝密度增加,二级侧根节点之间距离减小,细根的特定根长增加,这些根系结构特征的变化有利于幼苗吸收更多的养分和水分。P养分供应适宜时,幼苗增加了地上部分的分枝数,以争取更多的地上资源空间。     

小麦／玉米间作作物根系与根际微环境的交互作用

通过根箱模拟试验和水培试验，测定小麦／玉米间作条件下根系的分布与根际养分的含量，初步探讨了间作对作物根系分泌有机酸的影响。结果表明，间作显著提高了各层土壤中小麦根的重量，同时提高了小麦、玉米的根系数量和地上部生物量，使生长前期根系大小发生较大变化，而对根系活力影响较小。间作使玉米根际土速效N含量增加，速效P、K含量降低；使小麦根际土N含量降低，P、K含量提高。小麦与玉米间作以后，根系分泌有机酸的种类明显增加；而植株体内和根系中有机酸的种类和数量却有所降低。     

腾格里沙漠东南缘春小麦生态系统养分平衡研究

对不同养分类型（养分平衡、养分亏缺、养分严重亏缺）春小麦生态系统养分平衡研究表明，第一类型的生物产量和籽粒产量最高，籽粒中氨、磷、钾含量最多；第二类型的生物产量、籽粒产量较低，籽粒中氮、磷、钾含量较少；第三类型生物产量、籽粒产量最低，籽粒中氮、磷钾含量最少，研究还表明，春小麦养分平衡与土壤中氮、磷含量有关，春小麦从土壤中吸收钾，主要依赖于本身的吸收能力。     

根际养分活化与吸收过程的定量模拟研究进展

在论述植物根系作为养分的主动吸收槽．对根际养分生物有效性产生重要作用的前提下，本文扼要讨论了根际pH值变化、根分泌螯合物与还原性物及根际微生物在根际土壤养分活化中的作用过程，并重点评述了有关养分活化与吸收模拟模型的研究进展与发展趋势．     

不同连作障碍消减措施对新疆棉花根系形态生理特征的影响

采用盆栽试验,研究添加生物炭(BF)、施用有机肥(MF)、施用硫肥(SF)和轮作(CR)4种不同连作障碍消减措施对新疆棉花盛花期根系生理生化、生长形态以及土壤养分的影响.结果显示,不同的消减措施对棉花根系和土壤特征的影响存在差异.添加生物炭显著提高了土壤p H值和62.48%的土壤速效钾含量,降低了有效磷含量,并显著提高了棉花根系活力、根系长度和平均直径(P 0.05).与对照相比,轮作增加了土壤有机质、全氮和碱解氮含量,增加程度分别为31.79%、40.28%及32.43%,降低了土壤有效磷和速效钾的含量,并显著降低了根系丙二醛含量的积累(P0.05),且根系长度、根系表面积、根长密度和比根长最大.土壤速效钾和有效磷含量在施用有机肥处理下显著增加,分别增加了53.75%和16.75%,且根系平均直径显著增加(P 0.05),这将提高根系与土壤的接触面积,有利于膜下滴灌下异质性养分的吸收.本研究区域施用硫肥对土壤养分提高以及棉花根系生理活性、根系生长的改善效果不显著(P 0.05),并且施用硫肥具有最小的根冠比(0.499),不利于棉花根系自身的生长以及水分和养分的吸收.综上所述,添加生物炭、施用有机肥和轮作可通过影响根系形态或生理特征来提高根系功能的发挥,有利于养分的高效利用,可作为该区域可持续绿色农业的有效管理措施.(图1表5参51)     

保定潮土铅的生态毒性及其土壤环境质量基准推导

以保定市农田潮土为研究对象,利用搜集的本土生物毒性数据,结合本文研究的8种陆生植物(小麦、玉米、莴苣、黄瓜、白菜、大豆、韭菜、番茄)的发芽和根伸长试验以及1种土壤动物(蜗牛)的生长抑制试验,对重金属Pb的生态毒性进行研究,结果表明,莴苣的根伸长对Pb的敏感性最高,小麦的根伸长对Pb的敏感性最低,玉米、白菜和番茄的根伸长对Pb的敏感性指标值均相同,黄瓜和韭菜的根伸长对Pb污染的敏感性指标值均相同,其中,Pb对小麦、玉米、莴苣、黄瓜、白菜、大豆、韭菜、番茄和蜗牛的生长影响的无观察效应浓度(NOEC)值分别为1300、300、100、800、300、500、800、300、1200 mg·kg~(-1).基于log-normal物种敏感度分布法(Species sensitivity distribution,SSD),计算保定市潮土中Pb的HC_5(对5%物种产生危害的浓度)值和土壤环境质量基准值,其中,HC5值为158(74.6CI256)mg·kg~(-1),土壤环境质量基准值范围为31.7—158 mg·kg~(-1).     

干湿交替和过氧化物对水稻根表铁膜及养分吸收的影响

干湿交替是水稻生产过程中常用的生产管理技术,通过调控稻田水分含量和土壤通气性,提高水稻根系活力,同时影响土壤中铁氧化物的存在形态。过氧化钙和过氧化尿素施用于水田土壤中可缓慢释放氧气,可能影响水田土壤中铁的形态和水稻根系活力。为了探明干湿交替和过氧化物对水稻根表铁膜及养分吸收的影响,以广东特色水稻(Oryza sativa L.)品种增城丝苗为材料,采用土壤盆栽试验研究了这两种管理方式对水稻分蘖期至拔节期的根际土壤无定形铁、结晶铁、根系活力、根系抗氧化酶活性、根表铁膜、干物质累积和养分吸收的影响。结果表明:与长期淹水处理相比,干湿交替3次分别提高水稻根际土壤中无定形铁浓度35.2%、根系活力11.3%和根表铁膜浓度55.2%,但对水稻氮、磷、钾、铁的吸收和干物质累积无明显影响;与未施用过氧化物且长期淹水相比,过氧化钙和过氧化尿素增加水稻根际土壤中无定形铁23.9%~54.2%、根系活力32.7%~58.0%和根表铁膜58.1%~169.7%,同时增加了水稻对氮、磷、钾、铁的吸收量和干物质的累积;干湿交替和过氧化物都可以增加土壤中无定形铁浓度,同时提高根系活力,从而诱导水稻根表形成更多的铁膜,其中过氧化物处理更有利于促进水稻对养分的吸收和干物质的累积。该研究为田间条件下调控水稻根表铁膜浓度提供了技术支撑。     

凤庆县不同古茶园根际与非根际土壤酶活性及其化学计量特征

研究不同古茶园土壤养分状况间的差异影响,可为古茶园的土壤养分管理提供理论依据,实现茶园的提质增效.以凤庆县郭大寨乡3个典型古茶园的根际与非根际土壤为研究对象,探究其根际与非根际土壤理化性质、土壤酶活性及其化学计量比之间的关系.结果显示：（1）茶园根际与非根际土壤养分含量及酶活性差异显著（P <0.05）,且表现出不同的土壤营养条件.（2）不同茶园的根际土壤含水量、全碳、全氮、全磷含量差异显著（P <0.05）,均表现为大箐>龙潭>琼英;同时,龙潭茶园土壤pH=4.5为茶树生长最适值.（3）不同茶园非根际土壤胞外酶活性的高低表现为大箐>龙潭>琼英,其活性与土壤含水量、全碳、全氮、全磷含量正相关,其中土壤含水量解释了97.2%变异,与pH值负相关.而在植物根系的作用下,根际土壤酶活性呈现出不同变化趋势;其活性与土壤含水量、pH值、全碳、全氮、全磷含量均正相关,土壤含水量解释了93.9%的变异,全碳解释了5.2%的变异.（4）根据土壤酶化学计量比矢量分析,3个茶园土壤微生物受碳源限制程度不同,限制程度为琼英>龙潭>大箐,大箐茶园土壤微生物受到一...