植物钾营养性状的遗传潜力

钾是植物生长发育所必需的大量元素 ,是与氮、磷并列的植物营养的“三大要素”之一。不同植物种类或同种类植物的不同品种之间钾营养效率的差异非常显著 ,这为植物钾营养性状的遗传改良提供了科学依据。     

植物钾营养性状的遗传潜力v

钾是植物生长发育所必需的大量元素,是与氮、磷并列的植物营养的“三大要素”之一。不同植物种类或同种类植物的不同品种之间钾营养效率的差异非常显著,这为植物钾营养性状的遗传改良提供了科学依据     

滇池流域富磷区不同土壤磷水平下植物叶片的养分化学计量特征

滇池流域是我国典型的富磷区, 分析该区域内不同土壤磷含量下主要植物的化学计量特征, 有助于理解该区域的生态环境特点和生态恢复的特殊性。该研究测定了滇池流域滇中地区75种常见植物叶片的碳(C)、氮(N)、磷(P)及钾(K)含量, 综合分析了该区域不同土壤磷水平(富磷和正常)下不同生活型植物叶片的C、N、P和K的计量特征。结果表明, 研究区域植物叶片C、N和K含量的算术平均数分别是441.42、16.17和13.57 mg·g^-1, P含量的几何平均数为1.92 mg·g^-1, 植物叶片的N、P和K含量之间呈显著的正相关; 富磷区域植物叶片的P和K含量显著高于正常区域, N/P、K/P显著低于正常区域。无论是富磷还是正常区域, 草本植物的N、P和K含量均高于木本植物, 乔木与灌木差异不明显。植物叶片的P含量及N/P与土壤磷水平呈显著相关; 叶片N/P分析结果表明, N是影响滇池流域植物生长和群落恢复的主要限制元素。研究指出, 在滇池流域增加陆地植物群落及生态系统的氮素来源是进行生态修复和面源污染防治的重要切入点。     

半干旱典型草原养分添加对优势物种叶片氮磷及非结构性碳水化合物含量的影响

在7年的养分添加(对照、低磷、低氮、低氮高磷和高氮低磷)试验基础上,测定了内蒙古半干旱典型草原优势种大针茅(Stipa grandis)和羊草(Leymus chinensis)叶片氮、磷、可溶性碳水化合物和淀粉含量。结果表明:两物种叶片氮、可溶性碳水化合物、淀粉及非结构性碳水化合物含量对养分添加有显著的响应(P0.05),养分添加与物种有显著的交互作用(P0.05);加氮显著增加了两物种植物叶片氮含量(P0.05),单加N处理显著降低了两物种叶片中的淀粉含量(P0.05),单加磷处理显著增加了羊草叶片可溶性碳水化合物含量(P0.05),高氮低磷处理显著降低两物种叶片非结构性碳水化合物总量(P0.05)。大针茅叶片各变量对磷添加无明显的响应,其叶片相对较高的C/N、C/P和可溶性碳水化合物/淀粉比,表明其具有相对较高的可直接利用的碳水化合物以及较高的氮、磷养分利用效率;羊草对外源养分的添加具有相对较强的竞争吸收能力。     

紫胶生产对土壤及寄主植物营养元素含量和分布的影响

土壤、植物中的营养元素含量特征是生态系统养分循环的重要内容之一,为探讨人工紫胶林中紫胶生产对土壤及寄主植物中营养元素含量和分布的影响,本研究调查了不同强度紫胶生产样地中植物根、茎、叶、枝条各部位以及土壤不同深度的氮、磷、钾营养元素含量。结果显示:不同强度的紫胶生产会显著影响植物氮的含量,但是对磷和钾没有显著的影响。低强度紫胶生产样地的植物含氮量显著高于高强度紫胶生产和无生样地植物的含氮量。不同强度的紫胶生产对土壤中全氮、速效磷的含量无显著影响,但是对全磷、全钾和速效钾有显著影响,高强度紫胶生产样地土壤中全磷和全钾的含量都显著低于无生产样地。本研究揭示了紫胶林生态系统中低强度的紫胶生产会提高植物中氮元素的含量,同时紫胶生产会降低土壤中磷和钾的含量,对紫胶生产的持续经营有一定指导意义。     

土壤氮磷添加下豆科草本植物生物固氮与磷获取策略的权衡机制

豆科草本植物固氮是陆地生态系统重要的自然氮输入方式, 影响着草地生产的经济性和可持续性。为探讨氮磷交互作用影响豆科草本植物生物固氮率的潜在生理生态机制, 该研究选取8种豆科草本植物分别种植在对照、氮肥添加、磷肥添加和氮磷耦合添加处理的土壤中, 进行野外盆栽实验。测定了初花期植物生物量和营养含量、根部碳水化合物含量、根际pH、根际柠檬酸含量、根际有效磷含量、植物根瘤生物量、磷含量及其生物固氮率。主要结果: 依赖于豆科物种, 氮添加显著促进了豆科草本植物根际磷的活化, 降低了根生物量分配以及根系非结构性碳水化合物含量。在两种磷添加处理下, 氮添加导致8种豆科草本植物根瘤生物量平均下降27%-36%, 生物固氮率平均下降20%-33%。磷添加降低了根际的磷活化, 但促进了豆科草本植物根系发育和非结构性碳水化合物的积累。在施氮和不施氮条件下, 磷添加分别使8种豆科草本植物的生物固氮率提高了45%-69%和0-47%。氮添加降低豆科草本植物生物固氮率, 其原因是氮添加提高了植物磷需求, 为活化更多磷, 豆科草本植物降低根系生物量和根系非结构性碳水化合物的含量, 导致根瘤发育受到限制。在氮添加的同时进行磷添加, 能够改善土壤氮磷平衡, 促进根系生长和非结构性碳水化合物积累, 缓解了增氮对生物固氮的抑制作用。     

甘南高寒草甸微地形上植物叶片特征与环境因子的冗余分析

了解植物叶片性状的生态学含义,对于阐明不同自然环境下的群落构建途径,进一步揭示生态系统维持机制具有重要的理论意义。本研究通过测定甘南高寒草甸坡向梯度25科86种植物叶片稳定碳同位素、比叶面积、叶干物质量及叶片营养元素含量等叶片组成特征,分析不同坡向条件下植物叶片特征与环境因子之间的关系。结果表明,北坡-南坡梯度上,随着土壤含水量、土壤全磷、土壤有机碳、土壤速效氮、速效磷含量等养分的不同程度降低,土壤温度、光照度及pH值的增加,植物叶片相对含水量、叶片磷含量、比叶面积、叶片钾含量显著减少,而叶片干物质量、相对叶绿素含量及稳定碳同位素值显著升高。冗余分析结果表明,坡向梯度上土壤含水量、土壤全磷、有机碳及速效磷含量与植物叶片含水量、叶片磷含量、比叶面积及叶片钾含量显著正相关,与植物叶片稳定碳同位素值、叶片干物质量及相对叶绿素含量显著负相关。而土壤温度、光照度及pH值与植物叶片稳定碳同位素值、叶片干物质量及相对叶绿素含量显著正相关,与叶片含水量、叶片磷含量、比叶面积及叶片钾含量显著负相关。说明不同环境因子对植物叶片特征的贡献显著不同。其中土壤含水量、土壤全磷含量、土壤温度及pH值等是关键的限制因子。植物叶片性状特征对不同坡向条件下环境因子的这种响应模式反映了高寒草甸微地形生态系统的环境状况和稳定程度。     

土施糖类对丛枝菌根真菌侵染率和产孢的影响

丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)不能进行光合作用,需要宿主植物提供碳水化合物供其完成整个生命周期,添加外源物质调控AMF和宿主植物的关系被认为是一种可行的措施。通过盆栽实验种植番茄,探索土施不同糖类对摩西球囊霉Glomus mosseae的侵染率、产孢能力和功能(宿主植物生长和养分)的影响。结果表明,添加葡萄糖和蔗糖可提高接种了摩西球囊霉的番茄的地上部生物量以及磷、钾吸收量,但对地上部氮吸收量影响不显著;添加麦芽糖和淀粉对地上部生物量及氮磷钾养分吸收量的影响均不显著。添加糖类处理,土壤碱解氮均有下降趋势;土壤速效磷、速效钾随着地上部磷和钾吸收量增加有下降趋势。糖类添加对土壤有机质没有影响。添加不同糖类均提高了AMF的侵染率,其中添加蔗糖处理的侵染率较单独施用摩西球囊霉菌处理增加了114%。单独施用摩西球囊霉菌剂处理土壤孢子数为10个/g,添加葡萄糖和淀粉处理的孢子数均为8个/g,添加蔗糖和麦芽糖处理的孢子数均为11个/g,添加糖类均对AMF产孢无显著影响。     

日本落叶松人工林针叶中矿质营养元素的季节吸收特点及其相互关系

本文测定了日本落叶松人工林针叶中N、P、K、Ca、Mg、Cu、Zn、Fe、Mn9种矿质营养元素含量并研究了生长期内元素含量的变化规律。结果表明,在生长期内各元素含量随季节变化可用修正指数曲钱描述;探讨了落叶松针叶中常量元素与某些土壤化学因子之间的关系。土壤有机质仅与土壤全量氮、水解氮表现了显著的线性相关,与落叶松针叶中的氮没有直接的线性相关。土壤中钙镁的含量则表现出明显的对针叶中磷、钾的含量的制约关系。在日本落叶松针叶中的氮、磷、钾3个元素之间,氮、磷的比值与钾的含量有显著的线性负相关,而磷与钾之间则表现为显著的线性正相关关系。     

青藏高原高寒草甸植物群落结构和功能对氮、磷、钾添加的短期响应

对中国科学院海北高寒草甸生态系统定位站的矮嵩草草甸水肥样地进行了氮、磷、钾及其组合的施肥处理,研究了施肥对植物群落结构和功能的影响。结果表明:(1)施肥使矮嵩草草甸植物群落物种丰富度减少,不同施肥处理下物种丰富度大小分别为:对照钾磷氮氮磷磷钾氮钾氮磷钾。(2)在氮磷配合施肥处理下,矮嵩草草甸植物群落Shannon-Wiener指数显著高于对照,而其它施肥处理对Shannon-Wiener指数影响不显著。(3)在同一施肥处理下,禾草类和莎草类的重要值明显高于豆科和杂类草功能群,不同施肥处理使禾草、莎草、豆科植物的重要值增加,而杂类草重要值减少。(4)与对照相比,不同施肥(除钾外)处理可不同程度的增加植物群落的高度。(5)除钾、磷钾养分添加对矮嵩草草甸地上生物量的影响与对照差异不显著外,其它养分及其组合添加都极显著增加了群落地上生物量,且大小顺序依次为氮磷氮磷钾磷氮钾氮磷钾钾对照。(6)施用不同种类的肥料后,矮嵩草草甸各功能群地上生物量的比例变化明显,禾草和莎草的比例均增加,杂类草的比例减少,而豆科植物无规律性。(7)熵值法综合评价短期施肥处理对矮嵩草草甸群落的影响表明,氮磷、氮磷钾配合施肥是青藏高原高寒草甸最佳施肥选择。     

水稻营养吸收和转运的分子机制研究进展

氮、磷、钾、铁和锌是植物必需的营养元素,在植物生长发育过程中行使重要的生理功能,在农业生产实际中,氮、磷、钾肥的大量施用是实现作物高产的重要措施之一.然而,由于长期大量施用化肥,土壤中未被利用的氮磷余肥也带来严重的环境污染问题.同时,磷肥和钾肥主要来源于不可再生的矿石资源,每年的大量使用,也逐渐加深资源短缺问题.铁、锌对植物产量和耐逆性能有重要影响,铁、锌、硒是人和动物易于缺乏的必需微量元素.因此,解析植物氮、磷、钾、铁、锌和硒的吸收、转运和储藏分子机制一直是植物营养学研究的热点,对这些元素的高效吸收分子机制的理解对提高植物养分利用效率、减轻对环境的破坏、降低农业成本和促进人体健康等都具有重要意义.本文概述了植物氮、磷、钾、铁、锌和硒等元素的吸收、转运及其调节机制的最新研究进展.     

富集钙磷的草原植物

在家畜营养中,钙磷的生理功能具有十分重要和密切的关系,它们常以磷酸钙的形式存在于骨骼中,其含量可占家畜矿物质总量的65％以上。对许多种家畜来说,不仅对钙磷含量的高低有一定要求,而且要求二者保持一定比例。一般来说,钙磷的正常比例多在2:1—1:1之间。假如家畜饲料中长期缺乏钙磷,或者这种比例不当,许多家畜表现出异食癖,奶牛产奶量下降,且易罗致软骨病。放牧家畜所需要的钙磷主要来自天然牧草,所以草原植物中钙磷的含量对家畜营养十分重要。     

青藏高原高寒草甸植物群落生物量对氮、磷添加的响应

青藏高原正经历着明显的温暖化过程, 由此引起的土壤温度的升高促进了土壤中微生物的活性, 同时青藏高原东缘地区大气氮沉降十分明显, 并呈逐年增加的趋势, 这些环境变化均促使土壤中可利用营养元素增加, 因此深入了解青藏高原高寒草甸植物生物量对可利用营养元素增加的响应, 是准确预测未来全球变化背景下青藏高原高寒草甸碳循环过程的重要基础。该研究基于在青藏高原高寒草甸连续4年(2009-2012年)氮、磷添加后对不同功能群植物地上生物量、群落地上和地下生物量的测定, 探讨高寒草甸生态系统碳输入对氮、磷添加的响应。结果表明: (1)氮、磷添加均极显著增加了禾草的地上绝对生物量及其在群落总生物量中所占的比例, 同时均显著降低了杂类草在群落总生物量中的比例, 此外磷添加极显著降低了莎草地上绝对生物量及其在群落总生物量中所占的比例。(2)氮、磷添加均显著促进了青藏高原高寒草甸的地上生物量增加, 分别增加了24%和52%。(3)氮添加对高寒草甸地下生物量无显著影响, 而磷添加后地下生物量有增加的趋势。(4)氮添加对高寒草甸植物总生物量无显著影响, 而磷添加后植物总生物量显著增加。研究表明, 氮、磷添加可缓解青藏高原高寒草甸植物生长的营养限制, 促进植物地上部分的生长, 然而高寒草甸植物的生长极有可能更受土壤中可利用磷含量的限制。     

植物缺钾诊断与施钾

土壤中钾的含量一般是氮、磷的10倍以上,所以,当土地复种指数一般,氮、磷化肥施用量较低时,植物往往不缺钾,钾肥效果也不十分明显。但是,近10多年来,由于氮肥猛增,磷肥用量不断提高,从而增加了植物对土壤中钾的摄取量,打破了土壤中钾素的平衡,这是导致植物生长中缺钾和出现缺钾症的重要原因。由于我国化学钾肥短缺,施用钾肥年限也不长,所     

亚热带次生常绿阔叶林植物功能性状及多样性对人工抚育的响应

亚热带次生常绿阔叶林普遍存在生长滞缓、固碳功能和经济价值低下等问题,迫切需要通过人工抚育提高其生态系统功能。对植物功能性状及其多样性的深入研究,能够找寻植物共存与群落稳定发展的内在机制,为提升森林生态系统功能的实践提供基础。为了探究人工抚育对亚热带次生常绿阔叶林质量提升的影响,以杭州午潮山国家森林公园内的次生常绿阔叶林为研究对象,实施了不同强度的抚育措施,通过群落植被复查,分析群落植物功能性状以及功能多样性对不同强度人工抚育的响应。结果发现:抚育2年后,群落最大潜在树高与叶片氮、磷、钾含量显著上升,而叶片干物质含量和叶片叶绿素含量均有显著下降,比叶面积有下降趋势,两种强度的抚育之间差异不显著;叶片干物质含量、叶绿素含量与叶片氮含量间的相关性由不显著变为了显著负相关,而叶片干物质含量与叶片叶绿素含量,叶片磷、钾含量与叶片氮含量,叶片磷含量与叶片钾含量间的相关性由不显著变为显著正相关;在20%强度抚育下,功能丰富度指数均值从对照的0.52显著下降为0.16,功能均匀度指数与功能分离度指数的均值则分别上升到0.61和0.67,显著高于对照组的0.51和0.56;在10%强度抚育下,功能丰富度有所下降,功能均匀度与功能分离度均有所上升,但差异不显著。研究表明,人工抚育在一定程度上改变了群落水平的植物功能性状与功能多样性,提高了群落植物利用资源的能力和效率;而适度的抚育强度更能解放资源空间,对群落产生的影响更加明显。该结果为亚热带次生常绿阔叶林的经营与管理提供依据与参考。     

京东板栗主产区土壤氮磷钾的空间变异

采用经典统计学和地统计学相结合的方法,对京东板栗主产区迁西县土壤氮、磷、钾的空间变异进行了分析.结果表明：迁西县土壤全量氮、磷、钾和速效氮、钾的含量普遍较低,但表层土壤速效磷含量较高;氮、磷、钾的空间分布均表现为中等变异,且以磷的变异最大.表层土壤全氮和碱解氮的分布符合高斯模型,其空间变异主要由结构性因素决定;全钾和速效钾的分布分别符合球状模型和高斯模型,前者空间变异受结构性因素和随机性因素的共同影响,空间相关性为中等;后者主要受结构性因素的影响,空间相关性强烈.氮、钾在全县范围内的空间分布特征相似,高值区均出现在县域南部和西北部,而中部和东北部的含量较低.全磷的高值区主要分布在该县北部,速效磷高值区则分布在县区南部.氮、钾全量和有效态含量之间存在极显著正相关关系,但全磷和速效磷含量的相关性不显著.     

The interspecific competition presents greater nutrient facilitation compared with intraspecific competition through AM fungi interacting with litter for two host plants in karst soil

AM 真菌和枯落物互作下两种喀斯特植物种间竞争较种内竞争更能促进植物养分利用 枯落物是植物养分获取和土壤养分转化的关键载体。丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizae, AM)对植物养分摄取的影响已被广泛认知。然而，在养分亏缺的喀斯特生境中，不同竞争方式的植物如何通过AM真菌和枯落物利用养分尚不清楚。本研究对两种喀斯特适生植物构树(Broussonetia papyrifera)和云贵鹅耳枥(Carpinus pubescens)进行种内竞争和种  间竞争种植处理，并通过幼套球 囊霉(Glomus etunicatum)接种或不接种处理，以及土壤中添加或不添加两物种叶片混合枯落物处理，测定了植物生物量以及氮、磷、钾浓度等指标，研究植物的生长和养分利用。研究结果表明，AM真菌对两种植物养分摄取影响不同，AM真菌显著提高了种内和种间竞争下构树的养分摄取量，但降低了云贵鹅耳枥的养分摄取量。种间竞争下接种AM真菌，枯落物添加促进了云贵鹅耳枥对氮的摄取，抑制了构树对氮的摄取。接种AM真菌和添加枯落物条件下，种间竞争的构树对氮、磷和钾的摄取量及云贵鹅耳枥对氮的摄取量均高于种内竞争；种间竞争下两物种养分竞争力呈现明显差异，即构树对磷和钾养分竞争力显著提高，对氮则不显著；云贵鹅耳枥仅对钾的养分竞争力显著降低，对氮和磷则无显著影响。这些结果说明，在AM真菌与枯落物相互作用下，两种喀斯特植物种间竞争较种内竞争更能促进植物养分利用。     

植物体内淀粉磷酸化的生物学研究进展

植物中淀粉是主要储存碳水化合物形式,是食品和工业应用中最重要的植物原材料之一。而植物淀粉中惟一的取代是磷酸化作用,更体现了淀粉的独特性能。淀粉的品质和理化性质影响其应用。因此对淀粉的研究是有重要意义的。主要介绍了淀粉磷酸化作用机制,概述GWD功能与磷酸化作用和淀粉代谢的关系的生物学研究进展,并在此基础上讨论利用基因工程改良淀粉品质的可能途径以及今后的研究任务。     

土壤缺水时不同时期施用氮素对于大多的影响

我们实验室的工作曾研究了,与阶段发育联系着的禾谷类作物对于土壤中水分不足的关系。在这些试验里,植物是栽培在正常的矿物营养条件下。已经确定,禾谷类作物有了钾,磷及硼就能减轻在其某一个发育时期中土壤水分不足所产生的影响。文献上关于研究当土壤缺水时,氮素对于禾谷类作     

复合菌肥的生产和使用

在批林批孔运动的推动下,为了广辟肥源,支援农业生产,松桃中学农药厂生产了一种含有氮、磷、钾的复合菌肥。这种肥料能固定空气中的氮素,分解土壤和肥料中难溶性磷、钾供植物吸收利用,并分泌植物生长刺激素,经1974年在四个点上使用,都获得一定的增产效果。