氮素形态对番茄根系液泡膜焦磷酸酶活性的影响

采用超速梯度离心提取液泡膜微囊,研究硝态氮和铵态氮供应情况下番茄（Lycopersicon esculentum L.)根系液泡膜焦磷酸酶活性的变化。结果表明：供应铵态氮番茄根系专一性液泡膜焦磷酸酶活性比供应硝态氮的高37．7％;供应铵态氮根系液泡膜焦磷酸酶转运质子活力也明显高于供应硝态氮根系。Western blot结果表明,供应铵态氮根系液泡膜焦磷酸酶蛋白表达量也明显增加。     

作物根系形态与非生物胁迫耐性关系的研究进展

从水分、铝、磷等非生物胁迫方面综述了作物根系形态与非生物胁迫耐性之间的关系及主要研究进展,阐明了根系形态在作物逆境胁迫中的重要作用,对根系形态性状进行改良将是进一步提高作物产量潜力的重要方面之一。     

双季稻田种植不同冬季作物对甲烷和氧化亚氮排放的影响

研究双季稻收获后填闲种植不同冬季作物在其生长季节内CH₄和N₂O的排放特征,对合理利用冬闲稻田,发展冬季作物生产及合理评价不同种植模式具有重要意义。采用静态箱-气相色谱法对冬季免耕直播黑麦草、紫云英、油菜以及翻耕移栽油菜和冬闲的双季稻田中甲烷(CH₄)和氧化亚氮(N₂O)排放进行了分析。结果表明:在冬季作物生长期,CH₄、N₂O平均排放通量和总排放量均表现为翻耕移栽油菜＞免耕直播黑麦草＞免耕直播油菜＞免耕直播紫云英＞冬闲。不同冬季作物稻田CH₄和N₂O总排放量与对照(冬闲)的差异均达到极显著水平(P<0.01);翻耕移栽油菜的双季稻田中CH₄和N₂O排放量最高,分别达2.989 g/m²和0.719 g/m²。翻耕移栽油菜稻田的CH₄和N₂O温室效应总和也最大,为2893.92 kg CO₂/hm²;免耕直播黑麦草和免耕直播油菜处理次之,而免耕直播紫云英处理最低。种植不同冬季作物促进了稻田生态系统CH₄和N₂O的排放。     

冬季覆盖作物秸秆还田对双季稻田根际土壤微生物群落功能多样性的影响

微生物群落功能多样性是土壤质量变化重要的指标,不同作物类型的秸秆还田措施对土壤微生物群落功能多样性具有明显的影响。以位于双季稻主产区不同冬季覆盖作物-双季稻种植模式大田定位试验田为研究对象,以冬闲-双季稻种植模式为对照(CK),应用Biolog-GN技术开展黑麦草-双季稻(Ry)、紫云英-双季稻(Mv)、油菜-双季稻(Ra)和马铃薯-双季稻(Po)种植模式条件下不同冬季覆盖作物秸秆还田后对双季稻田根际土壤微生物功能多样性影响的研究。研究结果表明,早稻和晚稻成熟期,与CK处理相比,冬季覆盖作物秸秆还田处理增加了稻田土壤碳源平均颜色变化率(AWCD),以Po处理AWCD均为最高,均显著高于Ry和CK处理。不同冬季覆盖作物秸秆还田处理土壤微生物代谢多样性指数表现出明显的差异,早稻成熟期,Po处理的Richness、Shannon和McIntosh指数均为最高,其次为Ry、Mv和Ra处理,CK处理最低;晚稻成熟期,各处理的Richness、Shannon和McIntosh指数大小顺序均表现为PoRaMvRyCK。土壤微生物碳源利用的主成分分析结果表明,各冬季覆盖作物秸秆还田处理根际土壤微生物利用的主要碳源为氨基酸类和糖类物质,不同处理间碳源利用类型有差异。冬季覆盖作物秸秆还田措施有利于提高双季稻田根际土壤微生物对碳源的利用能力、物种丰富度和均匀度。     

供磷水平对间套作物根系酸性磷酸酶活性的影响

选择小麦／大豆和小麦／玉米２种模式,用盆栽法和根系栽培法研究了不同供磷水平对间套作物根系酸性磷酸酶（ＡＰase)活性的影响,试验得出：间套种植种植根系Ａpase的分泌量,套作大表兄弟经单作大豆平均提高３５．９％,而小麦和玉米在间套种植时也有不同程度地提高,说明间套种植有利于土壤有机磷向有效化方向转化,大豆不论单作还是间套作其根系ＡＰase都远高于相应小麦,而小麦又高于玉米,说明大豆利用土壤的潜在的能力大于小麦,而小麦又高于玉米,可见,禾谷类的小麦与大豆间套后不但能改善小麦的氮素营养状况还使磷素营养也得以好转。     

场效应对作物萌发期酶活性动态影响

小麦１５０ＧＹ,玉米５０ＧＹ剂量γ场处理的种子,在萌发期超氧化物歧化酶,淀粉酶活性峰值出现期提前,低磁（６５０ＧＳ）高磁（１３５０ＧＳ）处理的种子,提前α－淀粉酶活性峰值及总淀粉酶活性第一次峰值出现的时间。１．２小时微米波处理处理的种子,在萌发期超氧化物歧化酶二次活性峰值出现期提前α－淀粉酶活性出现双峰值,总淀粉酶两次活性峰值出现时间均提前,低剂量γ场,恒定磁场,微米波处理的种子发芽势,发芽率,百     

双季稻超高产栽培条件下根系特性的研究

试验在大田条件下进行,以国家水稻工程醴陵基地应用的旺壮重栽培法作超高产栽培途径,与当地习惯栽培法比较研究了超高产双季稻根系生长及生理特性,结果表明:根系生长量以生长中期最大,其次为前期,生长后期新根发生和老根衰亡同时进行,因此根量增加很少甚至呈负增长.超高产栽培条件下早稻V402和晚稻V198全生育根系生长总量为1844.3和1710.4kg.hm-2,比对照分别提高20.64%和25.05%,并且这种根量优势主要在水稻生长的前、中期形成;根系总吸收表面积和活跃表面积也表现出相同的趋势,同时,早稻中期、晚稻中后期根系α-萘胺氧化力比对照增加;根系对32P吸收活力以前期和中期较高,抽穗后明显降低;超高产水稻各生育期单蔸根系吸收的32P总量明显高于对照,其增加的幅度为3.86%～37.77%,并且前、中期提高的幅度大于后期,超高产栽培条件下这种根系生长和根系活力的优势最终转化为产量优势,1997和1998年实际产量分别为17652和17772kg.hm-2,比习惯栽培法提高21.28%和15.57%.     

不同冬季覆盖作物对双季稻田土壤有机碳的影响

以冬闲-双季稻种植模式为对照(CK),分析了黑麦草-双季稻(Ry)、紫云英-双季稻(Mv)、马铃薯-双季稻(Po)和油菜-双季稻(Ra)5种不同种植模式下冬季覆盖作物秸秆还田后对0～5、5～10、10～20 cm土壤有机碳、活性有机碳、碳库管理指数和有机碳储量的影响.结果表明:与CK处理相比,黑麦草、紫云英、马铃薯和油菜秸秆还田处理均提高了稻田0～5、5～10、10～20 cm土壤总有机碳和活性有机碳含量,其中Po处理最高.冬季覆盖作物秸秆还田均提高了稻田不同层次土壤的碳库活度、碳库活度指数、碳库指数和土壤碳库管理指数,其大小顺序均表现为Po>Mv>Ry>Ra>CK.不同冬季覆盖作物秸秆还田处理与CK处理相比均有利于提高稻田不同层次土壤有机碳储量,其中以紫云英秸秆还田的效果最好,黑麦草和马铃薯次之;各处理稻田土壤有机碳储量均随土壤深度的增加而递增.     

磷肥对花生根系形态、生理特性及产量的影响

采用池栽, 测定不同施磷量对花生(Arachis hypogaea)根系性状、生理特性及产量的影响。结果表明: (1)结荚中期, 根系总长度、体积、表面积及根尖数量均随施磷量的增加而增加, 在施磷30-90 kg·hm^-2范围内, 施磷比不施磷4项指标分别增加3.5%-20.7%、9.3%-21.9%、9.7%-20.3%和12.6%-21.4%。特别是当施磷量超过60 kg·hm^-2时, 上述4项指标均显著高于不施磷处理; 施磷可使根系中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT) 3种酶活性分别提高12.7%-20.6%、14.8%-36.8%和17.0%-41.8%, 丙二醛(MDA)含量降低8.4%-19.5%, 根系活力和可溶性蛋白含量分别提高10.4%-25.0%、29.2%-53.5%; 同时, 施磷可使单株根瘤数量和鲜重分别增加10.7%-21.7%和22.6%-35.6%。(2)收获期, 除MDA含量随施磷量的增加而增加, SOD、POD和CAT活性, 根系活力和可溶性蛋白含量均随施磷量增加而呈降低趋势, 但多数指标施磷与不施磷及不同施磷量之间差异不显著。造成这一现象的原因与施磷后花生荚果库容增大, 对光合产物需求量增加, 导致植株和根系营养不良, 加速衰老有关。(3)花生单株结果数、生物产量、经济系数、出米率及产量均随施磷量的增加而增加, 其中产量的增加主要是通过生物产量和经济系数协同提高来实现的。     

部分根系供磷对黄瓜根系和幼苗生长及根系酸性磷酸酶活性影响

通过分根处理研究了部分根系供磷结黄瓜幼苗生长、植株体内的含磷量及根系酸性磷酸酶活性的影响。结果表明,２０％根系缺磷（１条根所磷,４条根系地上部的生物量分别是正常生长植株的１．３９倍和１．２１倍。２０％根系缺磷,唯心论促进其它供磷系对磷的吸收。分根处理后,２０％根系缺磷不影响植物对磷营养的需要,但却表现出了Ｒ／Ｓ比增大的典型缺磷反应,说明植物感应缺磷根系起飞丰比地上部更为重要的作用。分根处理后不供磷     

不同耐性水稻幼苗根系对镉胁迫的形态及生理响应

采用水培试验,以两个耐镉性不同的水稻品种为材料,研究了不同浓度镉胁迫对水稻幼苗根系形态、根系活力、游离脯氨酸含量及抗氧化酶活性的影响。结果表明:低于5 μmol/L Cd胁迫对2个水稻品种总根长、根表面积、根体积、根干重、根系活力无明显影响,在1 μmol/L Cd时,甚至起促进作用。随Cd浓度增加表现出一定的抑制效应,秀水63在10 μmol/L Cd胁迫下根系形态、根系活力明显受到抑制,而秀水09在25 μmol/L Cd胁迫下明显受抑。随Cd胁迫浓度的增加,游离脯氨酸含量、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性均呈上升趋势,两品种相比,秀水09的游离脯氨酸含量、SOD和POD增幅大于秀水63,而MDA含量增幅小于秀水63;过氧化氢酶(CAT)活性变化表现为先上升后下降,10-100 μmol/L Cd胁迫下秀水63根系中CAT活性明显低于秀水09。总之,水稻对Cd毒害响应存在明显的品种差异,且Cd胁迫下根系生理响应的差异是品种间耐性差异的重要原因之一。     

不同耕作措施对冬小麦根系时空分布和产量的影响

在田间定位试验的基础上,研究了内陆河绿洲灌区不同耕作措施对冬小麦根系时空分布和产量的影响.结果表明:免耕秸杆覆盖(NTS)和免耕立茬(NTSS)措施下冬小麦根系总干重和总根长都大于传统耕作(T),且差异显著;开花期各处理总根干重和总根长都达到最大,之后开始下降;NTS和NTSS处理0～10cm土层的根长密度和根干重密度显著高于T处理,表现出根系表层分布的特征;拔节期, NTS、NTSS和NT处理10～30cm的根长密度和干重密度都小于T,而拔节后NTS 和NTSS各土层根长密度和根干重密度增长幅度大于T.产量研究结果表明,NTS和NTSS能显著提高冬小麦产量,与T 相比,产量分别提高16.84%～30.59%和12.76%～24.32%.     

根系在凋落物层生长对凋落叶分解及酶活性的影响

根系向凋落物层生长是森林生态系统存在的普遍现象,研究根系存在对凋落物分解的影响对理解森林生态系统的养分物质循环具有重要意义.在福建三明市楠木和格氏栲林进行1年的凋落叶分解试验,设置有根处理和无根处理(对照),研究根系生长对凋落叶分解速率、养分释放和酶活性的影响.结果表明:在分解360 d后,有根处理楠木和格氏栲凋落叶干...     

Localized supply of phosphorus induces root morphological and architectural changes of rice in split and stratified soil cultures

A localized supply of phosphorus may affect root morphology and architecture, and thereby affect phosphorus uptake by rice plants. In the present study, we attempted to test this hypothesis using two rice cultivars representing upland and lowland ecotypes grown in specially designed split and stratified soil cultures with a low-phosphorus red soil. Our data indicate that a localized supply of phosphorus increased both total root length and root fineness, particularly in the high-phosphorus zone. In split culture, plants roots tended to preferentially grow on the high-phosphorus zone, with about 70–75% of the total root length allocated to the high-phosphorus compartment. The total root length on the high-phosphorus side in the split-phosphorus treatment was significantly longer than that in the homogenously high-phosphorus treatment, implying that a phosphorus-deficiency signal from the low-phosphorus side may stimulate the growth of the roots located in the high-phosphorus zone. In stratified soil culture, changes in root morphology and architecture were also observed as indicated by increased total root length, root fineness and relative root allocation in the high-phosphorus layers, again suggesting altered root morphology and preferential root proliferation in the high-phosphorus regions. The induced changes in root morphology and architecture by localized phosphorus supply may have both physiological significance and practical implications in that plants can meet the demand for phosphorus with parts of the roots reaching the high-phosphorus zone, hence localized fertilization methods such as side dressing or banded application of phosphorus fertilizers may both minimize phosphorus fixation by the soil and increase phosphorus uptake efficiency from the fertilizers.     

Effects of rhizosphere oxygen concentration on root physiological characteristics and anatomical structure at the tillering stage of rice

Oxygen is essential for all aerobic organisms. Higher plants need oxygen to sustain metabolism and growth. After experiencing anaerobic stress for a period of time, most plant tissues will be damaged. This study examined the physiological characteristics and anatomical structures in the root tips of rice seedlings (cultivars Xiushui09 and Chunyou84) in response to different rhizosphere oxygen environments. The results showed that moderate oxygen (MO: 2.5–3.5 mg L⁻¹) increased the dry weight accumulation and formation of rice roots (including length, surface area, number of tips) in both genotypes. Compared to under normal conditions (NC), the magnitudes of increase in these four variables were 4.67, 66.40, 35.44 and 49.50% in Xiushui09 and 12.25, 15.59, 13.57 and 13.48% in Chunyou84, respectively. Low oxygen (LO: 0–1.0 mg L⁻¹) stress decreased the root surface area but increased root volume and average diameter. LO and high oxygen (HO: >6.8 ± 0.21 mg L⁻¹) stress each damaged the apical cells' ultrastructure, reduced the number of organelles, and increased electrical conductivity. Meanwhile, the root activity and respiration of rice seedlings decreased; the abscisic acid content increased compared to levels under NC. Under MO treatment, the cell membrane was not damaged, the root tip organelles were rich, the soluble protein content, root activity, respiration rate and gibberellic acid content increased compared to levels under NC; the magnitudes of these increases were 24.76, 36.00, 8.00 and 283.00% in Xiushui09 and 4.78, 40.00, 15.45 and 49.35% in Chunyou84, respectively. In conclusion, MO optimised rice root morphology and enhanced root physiological activity.     

Effects of metalaxyl enantiomers stress on root activity and leaf antioxidant enzyme activities in tobacco seedlings

The objective of this experiment was to study the effects of metalaxyl enantiomers on the activity of roots and antioxidative enzymes in tobacco seedlings. Water culture experiment was conducted to analyze the effects of different concentrations of metalaxyl enantiomers (30 and 10 mg L^?1) on root activity and leaf superoxide dismutase (SOD), peroxidase (POD), and catalase (CAT) activities and malondialdehyde (MDA) content of tobacco seedlings. The results showed that metalaxyl significantly inhibited root activity and significantly improved leaf SOD, POD, and CAT activities and MDA content. A better physiological response in tobacco seedlings was observed at 30 mg L^?1 than at 10 mg L^?1 metalaxyl. The stereoselectivity for different enantiomers had no obvious effect on root activity and the leaf POD activity, but it affected significantly the SOD and CAT activities and MDA content. The SOD activity was promoted more by R‐enantiomer than by S‐enantiomer at 30 mg L^?1 metalaxyl, and the same effect was observed on CAT activity from the beginning to the end of the stress period. The MDA content under the stress by R‐enantiomer was higher than that under the stress by S‐enantiomer at 10 mg L^?1 metalaxyl.     

南方不同“冬种+双季稻”种植模式对土壤有机碳和作物产量的影响

设置了冬闲-双季稻、紫云英-双季稻、油菜-双季稻、大蒜-双季稻,马铃薯、紫云英、油菜轮作接茬双季稻5个处理,通过3年(2013—2015)大田试验,系统研究了双季稻田冬季复种对产量和土壤有机碳、活性有机碳及碳库管理指数等的影响。结果表明:冬种作物早稻产量均高于对照,晚稻产量除冬种油菜有所降低外,其他各冬作处理均高于对照。各冬种处理土壤总有机碳、活性有机碳、可溶性有机碳、微生物量碳含量和碳库指数较冬闲处理均有显著提高。土壤碳库管理指数除了冬季作物轮种处理外,其他冬种处理较冬闲处理均有显著提高。土壤总有机碳与活性有机碳和微生物量碳之间呈极显著相关,与可溶性有机碳和碳库管理指数存在显著相关,碳库活度和碳库活度指数各冬种处理也有所提高,但影响不显著。     

化感水稻根际微生物类群及酶活性变化

以化感水稻PI312777（PI）和非化感水稻Lemont（LE）为材料,分别测定不同水稻叶龄期（3～7叶期）根际微生物区系变化及根际土壤酶活性.结果表明,化感水稻明显影响土壤根际微生物类群及相关酶活性.化感水稻PI根际细菌、放线菌、固氮菌的数量高于非化感水稻LE,增幅分别在11.2%～28.3%、40%～78.6%和111.5%～173.9%之间,而真菌数量低于非化感水稻LE,最高仅为其值的25.5％,说明化感水稻PI对绝大多数细菌、放线菌、固氮菌生长有促进作用,对一些真菌生长有抑制作用.进一步分析表明,化感水稻PI对氨化细菌、亚硝酸细菌、硝酸细菌、好气性固氮菌、好气性纤维素分解菌、硫化细菌的生长具有促进作用,其中以氨化细菌、好气性固氮菌的更为明显,最低增幅分别为53.7％和57.6％;而对反硫化细菌、反硝化细菌生长有抑制作用,其值最高分别为非化感水稻的54.2％和50.6％.此外,化感水稻PI根系分泌物对脲酶、磷酸酶、蔗糖酶的活性具有促进作用,而对过氧化氢酶则呈抑制作用.