生态系统恢复后干热河谷植物叶片N、P、K含量及物种优势度的变化

以金沙江干热河谷生态系统为对象,通过对比恢复区与对照区(干扰区)的植物叶片N、P、K含量、比值及其与优势度的关系,研究了生态系统恢复对植物叶片化学计量特征的影响.结果表明：生态系统恢复显著降低了植物叶片的N、P含量以及P/K,对K含量无显著影响.其中,恢复区内植物叶片N、P、K含量均值分别为10.405、0.604和9.619 g·kg^-1,比对照区分别下降了16.9%、34.9%和4.7%.恢复区中植物优势度与叶片P含量间呈极显著负相关,而对照区植物优势度与叶片K含量的负相关关系最显著.生态系统恢复改变了N、P、K之间标度关系的斜率和截距.而恢复区与对照区同一物种间叶片N、P含量差别不显著.研究区植物叶片化学计量特征的改变主要是由群落物种替代引起的.     

低分子量有机酸对大豆磷积累和土壤无机磷形态转化的影响

采用土培试验方法研究了低分子量有机酸（柠檬酸、草酸、苹果酸及其混合酸）对大豆磷积累和土壤无机磷形态转化的影响。结果表明：低分子量有机酸促进了大豆植株磷的吸收积累,大豆不同生育时期,不同有机酸对大豆磷的吸收积累均有促进作用,但作用效果有差异;外加低分子量有机酸使无机磷总量、难溶态磷（Ca₁₀-P、Al-P和O-P）含量均显著降低,而可溶态磷的Ca₈-P含量显著增加,柠檬酸和草酸使Ca₂-P含量显著增加,表明低分子量有机酸促进了土壤难溶态磷向可溶态磷转化,作用大小顺序为柠檬酸＞草酸＞混合酸＞苹果酸;同时,大豆根系分泌物也促进部分难溶态磷向可溶态磷转化,使无机磷总量、除Ca₂-P外的其他无机磷组分均有所降低,按磷释放比例的大小来看,对大豆吸磷的贡献大小顺序为O-P＞Fe-P＞Ca₁₀-P＞Al-P＞Ca₈-P＞Ca₂-P.     

中国主要湿地植被氮和磷生态化学计量学特征

研究湿地植物氮(N)和磷(P)的生态化学计量学特征对揭示植物与生境的耦合关系具有重要意义。通过收集中国52个采样区湿地植物不同器官和全株样本的N和P含量, 对其进行分类和统计分析, 探讨植物器官、生长期、植物类型、湿地类型和气候带对湿地植物N和P生态化学计量学特征的影响。结果表明: 1)湿地植物各器官N、P和N:P的几何平均值均表现为叶片(N, 16.07 mg·g^-1; P, 1.85 mg·g^-1; N:P, 8.67) >地上部分(N, 13.54 mg·g^-1; P, 1.72 mg·g^-1; N:P, 7.96) >茎(N, 7.86 mg·g^-1; P, 1.71 mg·g^-1; N:P, 4.58); 2)叶片N含量随时间变化呈现“三峰”型变化, 峰值分别出现在5月、7月和9月; 茎的N含量随时间变化表现为“双峰”型, 峰值出现在5月和9月; 成熟期之前, 植物叶片的N:P与N趋同波动, N:P主要受N含量控制; 衰老期N:P受P含量控制。3)湿地类型是影响植物叶片N和P生态化学计量特征的关键因素, N和P含量最高值出现在河流, 最低值出现在沼泽湿地, N:P的变化趋势大致与之相反。4)植物叶片N、P和N:P的几何平均值都表现为热带>温带>亚热带, 但总体差异不显著(p > 0.05)。5)中国大部分湿地植物叶片N:P < 14, 表现为N限制。     

OsPT6基因过表达对低磷条件下菜用大豆结瘤及固氮的影响

采用砂培方法,以转OsPT6基因的菜用大豆(T3株系)与其非转基因(NT)受体品种为实验材料,研究了两者在低磷条件下的生长发育指标,植株有效磷、全磷、全氮、豆血红蛋白和籽粒蛋白质含量以及谷氨酰胺合成酶活性的差异,并对植株结瘤及固氮相关基因表达进行检测,为阐明转OsPT6基因菜用大豆在低磷条件下结瘤及固氮相关机理提供理论依据。结果显示:(1)转基因植株的株高、茎粗、花数和荚数、根瘤数均显著高于NT植株。(2)转基因植株根、茎、叶及根瘤中有效磷,全株总磷、总氮含量,根瘤中的豆血红蛋白含量、功能叶片中谷氨酰胺合成酶的活性和籽粒蛋白质含量均显著高于NT植株。(3)相关性分析表明,豆血红蛋白含量、谷氨酰胺合成酶活性、总磷、总氮含量4个指标间均呈显著正相关关系。(4)GmENOD40a、GmENOD40b、GmGS1β1、GmGS1β2基因在转基因植株中的表达量显著高于NT植株。研究表明,OsPT6基因过表达增强了菜用大豆在低磷条件下的结瘤及固氮能力,该研究结果为进一步研究其调控机理奠定了基础。     

低磷和干旱胁迫对大豆植株干物质积累及磷效率的影响

土壤缺磷和季节性干旱已经成为南方酸性红壤地区大豆生产的主要限制因素之一。选取2个大豆品种巴西10号(磷高效)和本地2号(磷低效),研究其在不同磷素(0,15, 30 mg/kg P)和水分处理(分别在开花期和结荚期进行干旱胁迫)下的反应,从植株生物量、叶绿素含量、磷效率指标等方面研究不同基因型大豆对水磷耦合胁迫的适应机制。研究结果表明,随着土壤磷素水平的增加,两个品种的生物量和叶片叶绿素含量显著增加,根冠比则显著下降。在同一磷素水平处理下,干旱胁迫则导致较高的根冠比,对叶片叶绿素含量影响不大,两个品种表现一致。两个基因型大豆受到干旱胁迫后,其产量均显著低于正常水分处理。中等施磷能显著提高两个大豆品种的产量,但高磷处理对产量的增加幅度有限,甚至高磷处理还造成本地2号减产。巴西10号的产量随土壤中磷素的增加而增加,而本地2号的产量则为中磷>高磷>低磷,不管是磷处理还是水分处理,巴西10号的产量均高于本地2号。无论是花期干旱还是结荚期干旱,巴西10号和本地2号的根磷效率比、磷吸收效率及磷转移效率均随土壤磷浓度的增加而增加,磷利用效率则降低。总体上来讲,巴西10号的磷吸收效率和利用效率高于本地2号,而根磷效率比、磷转移效率则小于本地2号。     

氮添加对森林植物磷含量的影响及其机制

氮沉降对森林生态系统磷循环产生了不可忽视的影响, 尤其是加剧了植物生长的磷限制, 从而使得氮沉降背景下植物磷含量变化备受关注。该文综述了氮添加对森林植物磷含量的影响, 认为氮添加通过促进土壤磷酸酶活性进而提高土壤有效磷含量, 有利于植物的磷吸收并增加植物磷含量。同时, 森林植物磷含量对氮添加的响应还受物种、生活型以及施氮时间长短等因素的影响。基于森林植物磷含量对氮添加响应的差异性, 该文进一步探讨氮富集背景下森林植物磷含量变化的可能机制: 1)外源氮输入通过改变土壤中有效磷含量从而对植物磷的来源产生影响; 2)通过影响植物的根系分泌物、菌根共生和根系形态结构等进而影响植物的磷吸收能力; 3)通过影响植物的磷养分再分配、磷养分重吸收对植物磷利用效率产生影响。综上所述, 外源氮输入使植物磷含量发生改变, 首要原因是土壤有效磷含量的改变, 其次是植物磷吸收能力和磷利用效率的改变起调控作用。     

低分子量有机酸对红壤无机态磷转化及酸度的影响

以鄂南、赣北两红壤样品为材料,加入不同有机酸并经室温培养后,测定不同P组分、pH及活性Al含量的变化。结果表明,供试有机酸均使土壤Ca2－P含量增高,增幅大小依次为柠檬酸＞苹果酸＞琥珀酸＞乙酸;2种土壤的Ca8－P和Ca10－P含量无明显变化规律,Fe-P、Al-P和O－P含量有所下降,除乙酸处理的土壤pH值无显著变化外,其它有机酸的加入使pH下降0．65－1．96;有机酸引起活性Al量增多,除乙酸处理的变化较小外,其它有机酸或混合物的加入使土壤中0．02mol.L^-1CaCl2提取Al增加4．7－50．3倍,1mol.L^-1提取Al增加4．0－67．3倍。可见,有机酸具有双重作用,既增加P的有效性,又增加土壤酸度和Al毒。     

氮、磷对水华发生的影响

简要介绍了水华的发生与氮、磷元素的关系,包括总氮、总磷的浓度、氮与磷的比值、以及氮、磷在水体中的存在形态等。同时提及水华发生是一个复杂的过程,只有经过多学科配合,进行多因子及其相互作用的综合性研究,才能真正揭示水华发生的杌理。     

氮、磷、钾对美洲斑潜蝇寄主选择性的影响

研究了不同浓度的氮、磷、钾营养液处理豇豆叶对美洲斑潜蝇Liriomyza sativae寄主选择性的影响,并探讨了其可能的机理和应用。     

氮、磷、钾营养对膜荚黄芪幼苗根系活力和游蓠氨基酸含量的影响

运用水培试验法研究不同营养水平对黄芪幼苗根系活力和游离氨基酸组成及含量的影响。结果表明：缺素显著降低黄芪根系活力,不同营养处理游离氨基酸含量差异显著,游离氨基酸总量的变化规律为叶片〉根,各处理游离氨基酸总量为-K〉-P〉NPK〉-N。全素处理与缺素处理相比．能提高根系活力、协调根冠比。黄芪幼苗通过提高体内游离氨基酸含量以增强对营养胁迫逆境的适应能力。     

内蒙古包头黄河湿地土壤碳氮磷含量及其生态化学计量学特征

为探究内蒙古包头黄河湿地土壤空间分布特征、生态化学计量学特征及其指示意义,以黄河包头段沿线从东到西的3种典型类型共6块湿地为研究对象,对其不同土层土壤碳(C)、氮(N)和磷(P)化学计量特征及环境因素进行研究分析。结果表明:1)SOC、TN和TP平均值分别为11.20、0.42、0.98 g/kg,SOC、TN含量随土层深度增加而垂直波动减小,TP含量垂直方向上差异不显著。2)土壤C/N、C/P、N/P平均值分别为25.39、9.26、0.37,与中国淋溶土、干旱土和沼泽湿地土壤相比,包头市黄河湿地土壤TN含量、C/P和N/P较低,TP含量较高。3)相关性分析结果显示,土壤TN与SOC、TP、N/P和C/P具极显著正相关(P<0.01),与C/N相关性不显著;土壤TP与SOC、TN、C/N和C/P呈极显著正相关(P<0.01),与N/P相关性不显著,TP含量高但有效性较低,TN含量及其有效性可能是限制包头黄河湿地土壤碳、氮、磷等元素循环及其生态化学计量特征的关键因子。研究结果将为包头黄河湿地的植被重建、生态修复和科学管理提供理论依据。     

Effect of Rhizobium sp. BARIRGm901 inoculation on nodulation,nitrogen fixation and yield of soybean (Glycine max) genotypes in gray terrace soil

Soybean plants require high amounts of nitrogen, which are mainly obtained from biological nitrogen fixation. A field experiment was conducted by soybean (Glycine max) genotypes, growing two varieties (Shohag and BARI Soybean6) and two advanced lines (MTD10 and BGM02026) of soybean with or without Rhizobium sp. BARIRGm901 inoculation. Soybean plants of all genotypes inoculated with Rhizobium sp. BARIRGm901 produced greater nodule numbers, nodule weight, shoot and root biomass, and plant height than non-inoculated plants. Similarly, inoculated plants showed enhanced activity of nitrogenase (NA) enzyme, contributing to higher nitrogen fixation and assimilation, compared to non-inoculated soybean plants in both years. Plants inoculated with Rhizobium sp. BARIRGm901 also showed higher pod, stover, and seed yield than non-inoculated plants. Therefore, Rhizobium sp. BARIRGm901 established an effective symbiotic relationship with a range of soybean genotypes and thus increased the nodulation, growth, and yield of soybean grown in gray terrace soils in Bangladesh.     

Plant growth promoting rhizobacteria accelerate nodulation and increase nitrogen fixation activity by field grown soybean [Glycine max (L.) Merr.] under short season conditions

A 3 × 2 × 2 factorial field experiment, organized in a randomized complete block split-plot with four replications, was conducted in 1994 to evaluate the effect of two plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) strains (Serratia liquefaciens 2-68 or Serratia proteamaculans 1-102) on nodulation, nitrogen fixation, and total nitrogen yield by two soybean cultivars in a short season area. The experiments were conducted at the Emile A. Lods Research Centre, McGill University, Macdonald Campus, Montreal, Canada, and performed at two adjacent sites. One site was fumigated with methyl bromide (50 g m^-2). Another site was kept unfumigated. Co-inoculation of soybean with B. japonicum and PGPR increased soybean nodulation and hastened the onset of nitrogen fixation, when the soils were still cool. Total fixed N, fixed N as a percentage of total plant N, and protein and N yield were also increased by PGPR inoculation. AC Bravor tended to be more responsive to both PGPR treatments for total fixed N and N yields than Maple Glen, suggesting that inoculation with PGPR was more effective for cultivars with higher yield potentials.     

模拟氮沉降对低磷胁迫下马尾松无性系细根形态和氮磷效率的影响

根系是植物吸收土壤营养的关键部位, 不同径级根系的形态和功能差异不仅与植株自身的遗传因素有关, 而且受到土壤中营养元素分布和水平的影响。在我国亚热带高氮沉降和酸性红壤磷匮乏及不均一的土壤环境下, 研究林木不同径级根系对外界营养环境变化的响应有利于深入了解林木根系的觅养机制及规律。该文以马尾松(Pinus massoniana)无性系19-5 (高磷效率)和21-3 (低磷效率)为材料, 在同质低磷和异质低磷两种盆栽处理下, 设置3个氮水平(对照、中氮和高氮)的模拟氮沉降实验。结果表明: 1)马尾松无性系苗木的生长受磷环境、氮水平和无性系三因素共同影响, 模拟氮沉降显著促进了异质低磷下马尾松苗高和整株干物质量的增加, 而在同质低磷下氮效应不显著; 在异质低磷、高氮下, 无性系19-5的苗高和整株干物质量分别是无性系21-3的1.1倍和1.6倍。2)马尾松各径级细根长度和表面积随径级增大而减小, 模拟氮沉降促进了直径≤1.5 mm的细根的增生发育, 直径1.5-2.0 mm的细根和>2.0 mm的较粗根无明显变化; 另外, 直径≤1.5 mm的细根长度占总根长的比例保持在90.4%-92.8%范围内, 受氮影响较小。3)模拟氮沉降显著提高了异质低磷下无性系19-5≤1.5 mm的细根长度和表面积, 同时, 其根系氮、磷吸收效率较对照分别高出93.3%和148.4%; 无性系21-3的根系氮、磷吸收效率受氮影响较小; 根系氮、磷利用效率均无显著变化。上述结果表明, ≤1.5 mm的细根的增生发育和氮、磷吸收效率的提高可能是磷高效马尾松无性系应对高氮低磷环境的重要响应机制。     

河岸带农田不同恢复年限对土壤碳氮磷生态化学计量特征的影响——以温榆河为例

弃耕地撂荒是土壤与植被向自然方向进行的次生演替,研究河岸带土壤撂荒后碳氮磷生态化学计量特征,是恢复和重建由农田干扰导致的退化河岸带生态系统的重要科学基础之一。以河岸带农地为对照,不同撂荒年限(撂荒2年、撂荒8年、撂荒10年)的土壤为研究对象,探索不同撂荒年限对土壤碳、氮、磷含量及相互关系的影响。结果表明:(1)土壤有机碳、氮的含量均呈现撂荒10年>撂荒8年>农田>撂荒2年;土壤中磷含量呈现撂荒10年>撂荒8年>撂荒2年>农田;农田和各撂荒年限的土壤碳、氮、磷含量,均随着土层深度的增加而呈降低的规律,但土壤碳和氮差异的显著性比磷明显。(2)河岸带土壤中C/N、C/P的均值均呈现:撂荒10年>农田>撂荒8年>撂荒2年趋势。N/P的均值呈现:撂荒10年(0.78)>农田(0.77)>撂荒8年(0.77)>撂荒2年(0.67),表明N是本研究区河岸带植被恢复的限制性营养元素。(3)河岸带农田和不同撂荒年限土壤碳、氮含量均存在极显著的耦合线性关系,而碳与磷、氮与磷之间的线性拟合程度相对较低。(4)在农田撂荒演替的初期阶段(2...     

Application of gibberellic acid to the surface of soybean seed (t Glycine max (L.) Merr.) and symbiotic nodulation,plant development,final grain and protein yield under short season conditions

In short-season soybean production areas, low soil temperature is the major factor limiting soybean establishment, nodulation and nitrogen fixation. Gibberellic acid (GA) pretreatment of crop seeds can overcome low soil temperature inhibition of seed germination and seedling development. However, previous studies have found that the application of GAs decreased legume nodulation and nitrogen fixation under optimal growth conditions. A field experiment was conducted under short season conditions in eastern Canada to determine whether the application of GA₃ to soybean seed could accelerate germination, and increase plant nodulation and nitrogen fixation. The results indicated that GA₃ application accelerated seedling emergence but decreased plant nodulation and nitrogen accumulation at early plant growth stages. However, these initial negative effects were overcome as the plants developed. Gibberellic acid applied to soybean seed at the time of planting did not influence final grain and protein yield.     

模拟酸雨对福州沿江稻田水稻叶片碳氮磷含量及其生态化学计量学特征的影响

为阐明酸雨对早、晚稻叶片不同时期碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及其生态化学计量学特征的影响,设置对照(Control,CK)、pH4.5、pH3.5酸雨处理,对福州沿江稻田早、晚稻叶片不同时期C、N、P含量及其生态化学计量学特征进行测定和分析。研究结果表明:早稻叶片C、N、P含量在拔节期和成熟期分别为(401.08±1.83)、(37.01±2.54)、(1.01±0.05) g/kg和(349.08±4.52)、(15.52±0.05)、(0.48±0.01) g/kg,晚稻C、N、P含量在拔节期和成熟期分别为(389.00±2.82)、(28.52±0.31)、(0.74±0.01) g/kg和(317.25±1.65)、(8.18±0.51)、(0.29±0.03) g/kg,早稻叶片养分含量整体显著高于晚稻(P<0.05),且各处理拔节期养分含量均显著高于成熟期含量(P<0.05),整体上,酸雨处理可显著降低早稻叶片在拔节期的C、N、P含量(P<0.05)。早稻叶片C/N、C/P、N/P在拔节期和成熟期分别为(10.94±0.77)、(400.13±18.9...     

Genomic,molecular evolution,and expression analysis of NOX genes in soybean (Glycine max)

Reactive oxygen species (ROS) are versatile signaling molecules in sensing stresses and play critical roles in signaling and development. Plasma membrane NADPH oxidases (NOXs) are key producers of ROS, and play important roles in the regulation of plant-pathogen interactions. Here, we performed a comprehensive analysis of the NOX gene family in the soybean genome (Glycine max) and 17 NOX (GmNOX) genes were identified. Structural analysis revealed that the GmNOX proteins in soybean were as conserved as those in other plants. 8 duplicated gene pairs were formed by a Glycine-specific whole-genome duplication (WGD) event approximately 13 million years ago (Mya). The Ka/Ks ratios of GmNOX genes ranged from 0.04 to 0.28, suggesting that the GmNOX family had undergone purifying selection in soybean. Gene expression patterns showed different expression of these duplicate genes, suggesting that the GmNOXs were retained by substantial subfunctionalization during the soybean evolutionary processes. Subsequently, the expression of GmNOXs in response to drought and phytohormones were characterized via qPCR. Importantly, four GmNOXs showed strong expression in nodules, pointing to their probable involvement in nodulation. Thus, our results shed light on the evolutionary history of this family in soybean and contribute to the functional characterization of GmNOX genes in soybean.