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。     

水稻磷效率差异的生理生化特性

以磷效率差异显著的IR71379—2B—10—2—3-1(磷低效型)、IR7133l-2B-2-1(中间型)及IR74(磷高效型)3个品种为供试材料，采用水培法研究了它们对磷的吸收效率、运输效率及植株体内磷的利用效率，进而研究了其对低磷胁迫的根系形态学和生理生化机制的适应性反应．结果表明：水稻磷效率的高低是由基因型对磷的吸收效率，运输效率及利用效率综合作用的结果．磷高效基因型IR74和磷效率表现为中间型的IR71331-2B-2-1具有高的磷吸收效率．旺盛的根系生长，高的根系活力，Km、Cmin小，Imax大及相对酸性磷酸酯酶(APase)活性高等是水稻对磷高效吸收的特征．但品种不同特征也有别，本试验中的IR74对磷高的吸收效率主要是由于根系生长旺盛，根系吸收面积大所致，而IR71331-2B-2-1高的磷吸收效率则主要缘于根系活力强，Imax大．低磷胁迫下，叶片中核糖核酸酶的活性也大大升高，约是对照的10～15倍，但品种间无显著差异．图2表6参21     

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。     

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     

无机氮和有机氮对水培番茄幼苗碳水化合物积累及氮素吸收的影响

采用2个番茄品种(申粉918、沪樱932),以营养液设置相同氮浓度(3.0 mmol/L,以N计)的NH4 -N、NO3-N、Gly-N三个处理,探讨无机氮(NH4 -N、NO3-N)和有机氮(Gly-N)对番茄幼苗生长、碳水化合物的积累及氮素吸收的影响.结果表明,在无机氮和有机氮存在的营养介质中,NH4 -N、Gly-N对番茄幼苗的生长有明显的抑制作用,对根系尤甚;与NO3-N处理相比,Gly-N、NH4 -N处理均显著提高了叶片可溶性糖、叶片和根系游离氨基酸含量以及各器官氮素含量,降低了叶片淀粉含量、各器官氮素积累量,而Gly-N处理的根系可溶性糖、淀粉含量升高;番茄幼苗基因型差异是否表现与氮素形态有关,以植株根系干重为指标的基因型差异在供应NO3-N时不表现;沪樱932的生长显著优于申粉918;不同品种对有机氮的吸收利用能力不同.     

水稻不同时期吸收的氮素的行为

为研究水稻不同时期吸收的氮素在其体内的行为，作者利用^15NH^4＋和^15NO3^-双标记，对Indica水稻亚种（品种Hinohikari）进行水培，在分蘖期、幼穗分化期、开花期施用，将培养液卢州）20mg／L的NH4NO3换成相同质量浓度的^15TH4NO3或NH4^15NO3；部分水稻在一周后收获，其他分别在分蘖期、幼穗分化期、开花期、成熟期收获。植株分成根系、地上部的底部、地上部的顶部、旗叶和穗部，对各自的全氮、^15N进行测定，计算植物的总吸收量。从施用量、植株总吸收量以及三部分总和的植株氮残存量的比较来研究氮素在两种水稻亚种中的行为。研究结果表明，各个时期的^15NH4NO3或NH4^15NO3处理下水稻的N吸收总量上没有差别，但1周后收获的^15NH4-N处理的水稻中^15N的含量比^15NO3-N要高得多，直到成熟期收获的水稻都有同样的结果，这意味着各个时期吸收的NH4-N和NO3-N有着不同的损失量，吸收的NO3-N比NH4-N要损失得多。水稻叶片的氮素损失可能以N2O和NH3的形式。不同氮肥形态的处理下转移到穗部的氮素的量和来源也不相同，在NH4^15NO3的处理中穗部的^15N主要来自地上部的底部，而在^15NH4NO3的处理中穗部的^15N主要来自分蘖期吸收的^15N，少量来自成熟期并且^15N主要来自植株的各个部分。     

低磷胁迫对水稻铁、锰吸收和积累的影响

在盆栽土培条件下,采用不同耐低磷基因型508、580、99011、99112和低磷敏感基因型99012、99056为材料,研究了不同生育时期低磷胁迫对水稻铁、锰吸收和积累的影响.结果表明,不同磷效率水稻基因型间茎叶相对铁、锰含量差异并不明显.分蘖期时,低磷胁迫条件下,低磷敏感基因型水稻茎叶铁含量显著下降,耐低磷基因型受到的影响明显小于低磷敏感基因型.孕穗期时,只有99056茎叶铁含量在低磷胁迫时显著降低;而茎叶锰含量除99112外其它基因型均显著降低.至成熟期,由于受转移效率的影响,水稻茎叶铁、锰含量变化明显比前期复杂.低磷胁迫条件下,耐低磷基因型水稻籽粒铁、锰含量呈下降趋势,低磷敏感基因型籽粒铁、锰含量呈上升趋势.低磷胁迫降低了铁、锰在水稻地上部的积累量.在生育前期,耐低磷基因的铁、锰积累量显著高于低磷敏感基因型;生育后期,耐低磷基因型的绝对积累量优势消失,但相对积累量优势变大.图4表4参25     

白榆/刺槐互作条件下土壤与植物养分季节变化

采用盆栽试验对白榆（Ulmus pumila）单作（BB）、刺槐（Robinia pseudocacia）单作（CC）及白榆/刺槐（U.pumila-R.pseudocacia.）互作（BC）（3种互作方式：根系不分隔（N）、根系用尼龙网（L）分隔和根系用塑料膜（P）分隔）及两种施肥方式（施肥处理（F）和不施肥处理（N））下土壤pH值、土壤养分及植株N、P养分吸收总量的季节变化进行了研究。结果表明,不同处理土壤pH值从5—9月呈增加趋势,互作中根系不分隔处理和根系用尼龙网分隔处理降低土壤的pH值效果较明显;各处理w（土壤有机质）在7月份较高,其中施肥处理〉不施肥处理,在3种互作方式中,w（土壤有机质）大小顺序为：根系不分隔〉根系用尼龙网分隔〉根系用塑料模分隔;随着季节的变化,不同处理土壤销态氮含量呈降低趋势。在白榆、刺槐整个生长期内,w（NH4＋-N）占绝大部分,w（NO3--N）极少,由此说明在白榆、刺槐整个生长期吸收的氮素形态主要是NH4＋-N。不同处理白榆、刺槐植株的N、P养分吸收总量从5月到9月呈现不断增加趋势,至9月达到最大。互作植物N、P养分吸收总量均高于其相应的单作,但不同互作方式对N、P养分吸收总量的变化不同。在3种互作方式中,改善土壤养分状况及植株N、P养分吸收总量的最优互作方式为根系不分隔施肥处理（BCNF）。     

谷子根系对群体压力胁迫的生物学响应

采用根管土柱栽培的方法,比较了在相同根管土柱体积上种植不同株数谷子时谷子根系的主要特征,如根系数量,根系入土最大深度,根系SOD、POD活性,总根长,根系MDA含量及根系总吸收面积与活性吸收面积等对群体密度变化的可塑性.结果表明,不同群体下,谷子单株根数前期差异小,中后期差异大;而单位土体中的根量前期差异大,后期差异小.群体大(密度高),谷子根量、总根长及根系总吸收面积与活性吸收面积达到高峰的时间早,但衰亡时期也早,且入土深度较浅.群体小根量高峰出现得迟但维持的时间较长,根系在土体中的延伸深度也较大,有利于后期营养的获取和产量的提高.群体在作物生长中起着量的决定作用,而个体生长发育由于群体不同而引起质的差异.在生产上要想获得理想的产量,既要有足够量的保证,又要求达到一定质的标准,以使群体与个体协调发展.表4图2参18     

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。     

水稻对低磷反应的基因型差异及其生理适应机制的初步研究

选取构建水稻分子连锁图谱的两个亲本ＪＸ１７和ＺＹＱ８为材料,在３低磷胁迫下,对磷营养效率有关指标进行分析,结果表明,ＪＸ１７在与磷吸收效率有关的生理指标,如根干重、根分泌质子、根分泌有机酸等方面,都明显优于ＡＹＱ８,说明ＪＸ１７表现较高的相对干物重,低磷胁迫反应不敏感。     

水稻耐低磷特性研究

选取3个耐低磷水稻基因型99011、580、99112和1个磷敏感基因型99056为供试材料，采用营养液和石英砂培养的方法，研究了与磷效率相关的一些指标．结果表明，99011和580均具有较高的磷吸收效率和利用效率，其中根长是99011高效吸收的重要贡献因子，其次它对难溶性磷有一定的活化吸收能力；580不仅对难溶性磷的活化吸收能力最强，而且善于从低浓度的磷环境中吸收较多的磷；而99112主要靠被动适应生态环境来表现它的耐低磷特性，与磷吸收效率相关的次级因子表现不佳，是99056对低磷反应敏感的主要原因．图3表4参16     

沙打旺与柳枝稷单、混播种苗期水分利用和根冠生长的比较

在室内生长箱内盆栽沙打旺和柳枝稷的苗期生长阶段进行高土壤水分 (黄绵土土壤田间持水量FC的 80 % )和低土壤水分 (5 0 ?)处理 ,比较二者单、混播种植下水分利用与根冠生长差异 ,以探讨黄土高原半干旱丘陵区牧草植物的合理种植方式 .结果表明 :在水分利用方面 ,低水处理下混播使沙打旺和柳枝稷叶片瞬时水分利用效率均较单播提高 ,低水处理后混播群体水分利用效率也显著比单播柳枝稷增大 .在根冠生长方面 ,混播促进了柳枝稷地上部分植株高度生长 ,并使地下部分分配比重增大 ,根系绝对长度缩短 ;混播后沙打旺的植株高度降低 ,根系绝对长度增加 ,但干物质分配比重减小 .低水处理后 ,沙打旺和柳枝稷混播下的根冠生长趋向于资源的充分合理利用 ,表现在混播群体的根系生长有利于充分利用土壤深层水和表层来水 ,混播后地上部分高度的生长特征变化利于对光的利用 .因此 ,在水分和养分条件相对较差坡地占较大比例的半干旱黄土丘陵地区 ,采用沙打旺和柳枝稷混播种植相比各自单播利于促进苗期生长与提高土壤水分利用率 .图 2表 2参 10     

水分和氮素供应对菠菜硝酸盐累积和钾素吸收的影响

研究了水分和氮素供应对露地秋菠菜的硝酸盐累积和钾、氮吸收的影响。结果表明：与传统的水氮管理措施相比，采用水分平衡法和氮素专家系统进行的水氮供应并没有造成作物减产，但对钾、氮元素的吸收却有明显的影响，同氮素吸收相比，作物对钾素的吸收数量更高；并且作物对钾、氮的吸收比例随氮素供应水平的增加而降低，试验还动态监测了菠菜最新展开叶的叶柄汁液中的硝酸盐和K^ 浓度在一天内的变化情况。结果表明，不同水氮处理的菠菜叶柄汁液的硝酸盐浓度在白天均没有发生显著变化；叶柄汁液中的K^ 浓度和NO3^-／K^ 的浓度比在白天受氮素供应水平的影响很大，供氮量高，K^ 浓度和NO3^-／K^ 浓度比的变化也大，但受灌水量影响不大。图3表2参17。     

Differential toxicity of cadmium to mustard (Brassica juncia L.) genotypes under higher metal levels

Cadmium application inhibited various growth and biochemical parameters in seedlings of five cultivars of Brassicajuncia L. with different magnitude at lower Cd supply, however, at higher metal applications the variation in Cd toxicity ranged with minor differences. The seedling vigour index (SVI) was inhibited more severely in Gangotri (62.25% over control) and least in Pusa Jai Kisan (8.95%) at 1.0 mM CdCI2. The SVI of all five mustard cultivars, however, severely inhibited (84.29-91.80%) at 5.0 mM Cd. The root and shoot elongation in 7 days old seedlings were inhibited by 32.39-40.38 and 11.83-56.40% respectively at 1.0 mM CdCI2. whereas the varietal differences in root and shoot elongation were 76.71-82.47 and 71.57-78.91 respectively at 5.0 mM CdCI2 The genotypic differences at lower Cd level were more pronounced in shoot elongation than that in the root elongation. The dry weight and moisture content of the seedlings, however, does notshow much varietal differences even at lower Cd level, though the Cd toxicity increased at higher level of Cd application. The metal tolerance index (MTI) and % phytotoxicity of 3 days old seedlings ranged between 43.30-98.37 and 1.63-56.70% respectively at 1.0 mM CdCI2 for different mustard genotypes, whereas at 5.0 mM CdCI2 these factors ranged between 12.26-20.92 and 80.08-87.74% respectively. The varietal differences of MTI and % phytotoxicity was, however, less pronounced at all the metal levels when the seedling attained an age of 7 days. Asimilar trend of genotypic variation was noticed in Cd accumulation in the seedlings at lower and higher levels of Cd supply to the seedlings.Amongst some biochemical parameters e.g. photosynthetic pigments, carbohydrates and proteins in the leaves, the photosynthetic pigments i.e. chlorophylls and carotenoids were decreased more drastically. The carbohydrate content of leaves, however, was the least affected component. Our data indicate that the differential toxicity of cadmium to Indian mustard genotypes was dependent on the level of contamination and growth phases.     

根修剪对冬小麦根系效率、水分利用及产量的影响

通过盆栽试验研究了根修剪对冬小麦根系效率、水分利用及产量形成的影响.结果表明,在不同水分条件下,根修剪均减少了小麦的根量及根呼吸速率,但对根冠比没有显著影响.在湿润和中度干旱条件下,根修剪提高了小麦花期的光合速率和根系效率;在严重干旱胁迫条件下,根修剪小麦的光合速率显著下降,但根系效率与对照相比没有显著差异.在湿润条件下,小剪根处理对籽粒产量并没有显著的影响,而大剪根处理小麦的籽粒产量显著下降;在中度干旱胁迫条件下,小剪根处理小麦的产量(25.18 g pot-1)显著高于对照(22.31 g par-1),但大剪根处理小麦的产量(18.34 g pot-1)显著下降;在严重干旱条件下,两个剪根处理小麦的产量均显著下降.在湿润和中度干旱胁迫条件下,小剪根处理籽粒产量水平的水分利用效率(分别为1.57 g kg-1和1.85 g kg-1)显著大于相应的对照处理(分别为1.46 g kg-1和1.55 g kg-1),但大剪根处理水分利用效率和对照相比没有显著差异;在严重干旱条件下,各剪根处理的水分利用效率和对照相比没有显著差异.可见,在湿润和中度干旱条件下进行的适当根修剪根对作物生产是有利的.图1表3参15     

HCO3^—对不同水稻品种Zn吸收运输的影响

应用营养液培养的方法,研究了不同Zn浓度下,HCO3^-对缺Zn敏感和耐性水稻品种生长及Zn吸收运输的影响。结果表明,在低Zn浓度下,HCO3^-明显抑制敏感品种根的生长,但对耐性品种根生长有轻微的促进作用;HCO3^-降低缺Zn敏感品种对Zn的吸收及Zn从根向地上部的运输,而对耐性品种影响较小,HCO3^-抑制缺Zn敏感品种生长并诱导缺Zn的最初作用可能是抑制根的生长,进而影响Zn的吸收和运输。     

不同磷水平对不同种源尾叶桉的生长和养分吸收的影响

选定4个尾叶桉种源在不同的施P水平下盆栽，研究它们之间在生长和P、N吸收上的遗传差异．结果显示：施P肥对尾叶桉4个种源的生长高度、生物量积累、P及N吸收有着明显的作用，种源之间在上述指标上也有着明显的差异．在低P和高P施肥条件下，这种差异不明显，最大差异出现在土壤P的临界供给范围内（每kg土壤施15－20mg的P）．施P肥还会改变苗木地上部分和地下部分的干重之比、地上部分和地下部分的P、N吸收量之比．