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期刊信息/Journal information
植物营养与肥料学报
植物营养与肥料学报

白由路

双月刊

1008-505X

zwyf@caas.ac.cn

010-82108653

100081

北京中关村南大街12号

植物营养与肥料学报/Journal Plant Nutrition and Fertilizer ScienceCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是中国植物营养与肥料学会主办，中国农科院土壤肥料研究所协办的植物营养与肥料学科方面的专业性学术期刊，是土壤学、肥料学的核心期刊。报道本学科具有创见性的学术论文，新技术和新方法研究报告、简报、文献评述和问题讨论等。其主要内容包括土壤、肥料和作物间关系，养分变化和平衡；各种肥料在土壤中的变化规律和配施原理；农作物遗传种质特性对养分反应；作物根际营养；施肥与环境；施肥与农产品品质；农业生物和生物化学应用；肥料的新剂型新品种的研制、应用及作用机理；本学科领域中新手段、新方法的研究以及与本学科相关联的边缘学科等。稿件采编系统
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收录年代

    我国主要麦区小麦籽粒和面粉铁含量的影响因素

    孙蕊卿党海燕佘文婷王星舒...
    627-640页
    查看更多>>摘要：[目的]明确主要麦区小麦籽粒铁含量,查明影响籽粒铁向面粉分配的主要因素,为提升我国小麦铁营养提供科学依据.[方法]于 2020-2021 和 2021-2022 年两个小麦生长季,在我国 17 个小麦主产省/区采集424 份小麦植株和土壤样品,研究小麦籽粒、面粉和麸皮铁含量与小麦产量和产量构成、土壤pH以及土壤有机质、有效磷、速效钾和有效态微量元素含量的关系.[结果]我国小麦籽粒、面粉和麸皮铁含量平均分别为38.8、13.9 和 86.7 mg/kg,其中 90.3%的籽粒和 93.9%的面粉样本铁含量未达到分别为 50 和 21 mg/kg的推荐含量.春麦区,较高的土壤有机质(37.4 g/kg)和全氮(1.90 g/kg)含量提高了土壤铁的有效性,促进了小麦对铁的吸收和铁向籽粒的转移,使得小麦籽粒和面粉铁含量相对较高,分别为 41.5 和 15.4 mg/kg;铁含量适中组小麦收获指数、穗粒数和千粒重分别比低铁组减少 13.1 个百分点、32.2%和 31.3%.旱作区的土壤有机质(19.7 g/kg)和有效铁含量(8.9 mg/kg)在 4 个麦区中最低,不利于小麦对铁元素的吸收和累积,使得籽粒与面粉铁含量较低,分别为 39.2 和 14.3 mg/kg.麦玉区(小麦-玉米区)的小麦产量显著高于其他麦区,受产量"稀释效应"的影响,籽粒和面粉铁含量最低,分别为 36.7 和 12.7 mg/kg.稻麦区(水稻-小麦区),较高的土壤有效铁含量(133.4 mg/kg)和较低的pH值(6.6)使得小麦籽粒铁含量在 4 个麦区中最高,籽粒中的铁更易于向面粉转移和累积,籽粒与面粉铁含量分别为 41.3 和 15.6 mg/kg;铁含量适中组的小麦穗粒数比低铁组增加了 15.7%,千粒重降低了 14.7%.[结论]适宜的土壤pH和较高的有机质、全氮及有效铁含量是小麦籽粒和面粉铁含量的关键影响因素.此外,还需通过管理措施优化穗数、穗粒数和千粒重,避免可能的稀释效应.

    小麦籽粒面粉麸皮铁含量土壤pH有效铁

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    不同施氮水平下硅肥对谷子抗倒伏能力、产量和品质的影响

    温银元郭之瑶郑志强胡奇林...
    641-654页
    查看更多>>摘要：[目的]倒伏严重影响谷子产量和品质.探究不同施氮水平下硅肥提高谷子茎秆强度、产量及品质的作用,为谷子高产高效施肥提供技术方案.[方法]以晋谷 21 和张杂 13 为供试谷子品种,在山西太谷进行大田试验.在常规施氮量N1(180 kg/hm2)和高施氮量N2(450 kg/hm2)下,分别设置不施硅、施用硅酸钠(Si1,SiO2 68.85 kg/hm2)和硅钙肥(Si2,SiO2 67.2 kg/hm2),共 6 个处理.在谷子成熟期测量其株高、抗倒伏能力相关指标、光合特性、产量和品质相关指标,并观察茎秆横切面显微结构.[结果]N1 水平下,施用硅肥降低了谷子基节长度,增加了茎粗、茎秆抗折力和穿刺力,晋谷21和张杂13两品种前五基节的节间长度分别降低了4.1%～30.1%和 9.5%～11.5%,茎粗分别增加 5.3%～19.4%和 13.0%～34.1%;晋谷 21 抗倒性在N1-Si1 处理较强,第一、第二基节抗倒伏指数较N1-Si0 处理分别增加 37.4%和 35.8%,张杂 13 在N1-Si2 处理时较强,第一、第二基节抗倒伏指数较N1-Si0 处理分别增加 136.0%和 94.7%.N2 水平下,施用硅肥后晋谷 21 和张杂 13 前五基节的节间长度分别降低了 9.6%～30.3%和 10.6%～14.9%,茎粗分别增加了 9.56%～23.9%和 16.2%～31.0%,茎秆扁平度降低.硅钙肥对谷子茎秆强度影响大于硅酸钠,N2-Si2 处理晋谷 21 的第二基节抗折力、穿刺力和抗倒伏指数比N2-Si0 分别增加 97.9%、77.6%和 83.3%,张杂 13 的第一基节抗折力、穿刺力和抗倒伏指数比N2-Si0 分别增加 74.0%、66.8%和 128%.施硅后谷子茎秆中机械组织增厚,维管束数量增多且排列均匀,向茎秆中心延伸,且在N2 水平下,硅钙肥作用效果优于硅酸钠.硅可促进谷子穗码发育,增加穗粗、穗粒数和千粒重,在高氮水平下硅钙肥处理使晋谷 21 和张杂 13 的产量分别增加 23.8%和 24.0%.施用硅肥能够提高谷子脂肪、蛋白质和氨基酸含量,在高氮水平下可以降低谷子直链淀粉/支链淀粉值.[结论]在高氮条件下,施用硅钙肥使谷子前五基节长度降低,茎粗增加,机械强度增加,进而提高抗倒伏能力;施用硅肥还可增加光合速率和蒸腾速率,促进物质积累和运输,增加产量,改善品质.

    谷子硅酸钙硅酸钠施氮量基部茎秆性状机械强度抗倒伏指数产量品质

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    生物菌剂对青枯病防控效果及其影响因素的优化

    胡星磊白鸽邱巍袁军...
    655-665页
    查看更多>>摘要：[目的]由茄科劳尔氏菌引起的青枯病是一种普遍的细菌性土传病害,严重威胁多种经济作物的生产.青枯病主要采用生物技术防治,但由于施用方法以及生防菌株较为多元,生防效果差异较大.因此,我们研究了生物菌剂对青枯病发病率的防控效果及主要影响因素.[方法]基于Web of Science和CNKI数据库,以关键词"青枯病"和"生物菌剂"、"Ralstonia solanacearum"或"Pseudomonas solanacearum"和"Biological bacterium agent"或"Biological bacterium control"进行检索.以具有 1 个不施生物菌剂对照组,且具有发病率(DI)、发病率均值和样本量为条件进行筛选,共获得 113 对有效数据.采用meta分析方法评估了生物菌剂的防控效果及主要影响因素.采用Metawin软件中的随机效应模型,以处理组和对照组之间的效应值(effect size,ES)评价因素的效应强弱.[结果]施用生物菌剂后,青枯病发病率从 77.35%降至 37.13%,防控效率为 52.00%.施用模式、土壤中功能微生物与青枯菌数量比、功能微生物种类是影响青枯病防治效果的主要因素.土施、浸根、喷淋和种子处理 4 种施用方法对青枯病的防控效应值分别为-0.80～-0.61、-1.34～-1.15、-0.96～-0.79 和-0.67～-0.49,说明 4 种施用方法均有显著的防控效果,以浸根法的防控效率最好,其防控效率可达 66.72%.施用生物菌剂后的土壤中功能微生物与青枯菌数量比值为 1∶1、10∶1、100∶1 时,对青枯病均有显著防控效果,以比值为 100∶1 时的防控效果(63.62%)最为显著.链霉菌对青枯病的防效优于假单胞菌和芽孢杆菌,其防控效率可达 74.08%.[结论]生物菌剂对青枯病的防治效果普遍较为显著,采用移栽前浸根,生物菌剂施用量达到土壤中功能微生物数量与青枯菌数量比值为 100∶1,选择链霉菌属作为功能菌剂,均可获得较高且稳定的青枯病防控效果.

    青枯病发病率生物菌剂防控效果meta分析

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    拟南芥细胞膜质子泵对硝酸盐吸收利用的影响

    潘婷张雅琳周博阳成元...
    666-676页
    查看更多>>摘要：[目的]硝态氮(NO3--N)是多数植物吸收利用的主要氮素形态之一,NO3--N的跨膜运输需要耦合质子共转运,质子运转需要细胞膜上的质子泵提供质子驱动力.本研究通过分析拟南芥细胞膜质子泵AHA1 和AHA2对硝态氮吸收的信号网络,以明确硝态氮吸收过程中的分子调控机制.[方法]以野生型Col-0、质子泵基因突变体aha1-9、aha2-5 以及恢复系AHA1/aha1-9、AHA2/aha2-5 为试验材料,在不同NO3--N浓度(1、10 和 20 mmol/L)培养基上培养 10 天,观察其表型,记录根系生长以及生物量变化,测定根系细胞膜质子泵蛋白及其磷酸化水平变化,检测根系中参与NO3--N响应与转运相关基因(NRT1.1、NRT2.1、NRT2.2、NRT2.4 和NLP7)和生长素响应与转运相关基因(ARF11、IAA6、PIN7 和SAUR57)的相对表达量.[结果]20 mmol/L NO3--N处理下各材料之间的生长无显著差异.在 1 和 10 mmol/L NO3--N条件下,与野生型相比,aha1-9 和aha2-5 的主根长度、侧根数量、根部和地上部生物量均显著降低.1 mmol/L NO3--N时,aha1-9的上述指标与野生型的差异显著大于aha2-5.恢复系AHA1/aha1-9、AHA2/aha2-5 在各个NO3--N供应水平下均与野生型差异不显著.通过分离根系细胞膜发现,在 1、10 mmol/L NO3--N条件下,相比野生型,aha1-9 和aha2-5 的细胞膜质子泵蛋白水平分别降低了 68%、19%和 36%、53%,质子泵蛋白磷酸化水平分别降低了 83%、43%和 16%、42%;在20 mmol/L NO3--N条件下,aha1-9 和aha2-5 的质子泵蛋白水平与野生型差异不显著,但磷酸化水平显著降低.通过RT-qPCR测定发现,在 1 mmol/L NO3--N条件下,aha1-9、aha2-5 根系中的NRT1.1、NRT2.1、NRT2.2、NLP7 表达量相比野生型显著下调,10 和 20 mmol/L NO3--N条件下均没有显著差异.此外,在 1 和 10 mmol/L NO3--N条件下aha1-9、aha2-5中的ARF11、IAA6、PIN7和SAUR57表达量显著上调,然而在20 mmol/L NO3--N条件下其表达量没有显著差异.[结论]低氮条件下,敲除细胞膜质子泵基因不仅降低其自身蛋白的合成和磷酸化水平,同时也影响硝酸盐转运蛋白基因和生长素相关基因的表达,进而抑制植物的生长.

    拟南芥硝酸盐细胞膜质子泵AHA1AHA2

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    过氧化氢在水稻镉耐受及吸收分配中的作用机理

    余晓燚苗渝青吕魏张文祺...
    677-688页
    查看更多>>摘要：[目的]研究镉(Cd)胁迫下不同浓度过氧化氢(H2O2)对水稻幼苗生长、根系发育及活性氧、Cd含量的影响,阐明H2O2 在水稻Cd耐受和吸收分配中的作用机理.[方法]采用水培试验方法,供试材料为粳型水稻(Oryza sativa L.,ZH11).在水稻营养液中添加 10 μmol/L CdCl2 进行Cd胁迫,同时分别添加 0、20、80 μmol/L H2O2 溶液,以正常营养液培养为对照(CK).处理 1 天后取根系鲜样测定水稻幼苗内源H2O2、超氧阴离子含量;处理 30 天后,测定水稻幼苗倒二叶的SPAD值、株高、根系形态、干物质重、Cd2+含量,提取根表铁膜及亚细胞组份.为验证外源H2O2 在Cd胁迫中的作用,设置了H2O2 清除剂碘化钾(KI)添加试验,对水稻幼苗进行 10µmol/L CdCl2+20µmol/L KI和 20µmol/L KI处理.处理 20 天时,测定水稻幼苗倒二叶的SPAD值和株高.从CK和 10µmol/L CdCl2、10µmol/L CdCl2+20µmol/L H2O2 处理 1 天的水稻根中提取总RNA.[结果]Cd胁迫下,水稻生长受到抑制,外源添加H2O2 显著缓解了水稻Cd胁迫,且随着浓度增加缓解效果减弱,但添加KI加剧Cd胁迫造成的抑制作用.20 μmol/L H2O2 处理下,水稻株高较无H2O2 处理增加了 35.1%,倒二叶SPAD值提高了 50.5%,地上部和根部干重分别显著提高 227.1%和 339.0%,根系形态参数(总根长、根表面积、根体积、根尖数)显著增加.Cd胁迫导致水稻幼苗根中超氧阴离子含量显著增加,外源添加H2O2 可以显著降低超氧阴离子含量.外源H2O2 通过下调OsNRAMP5 的表达水平,降低水稻对Cd的吸收,根和地上部中Cd离子含量均显著下降.此外,H2O2 处理促进水稻根表铁膜的形成,吸附较多的Cd离子在根表,抑制了Cd从根表向根内的转移.在根内,H2O2 处理上调了果胶的合成和果胶甲酯酶基因表达水平,促进了细胞壁中Cd的区隔化,降低了细胞质中Cd含量,从而减轻Cd的细胞毒性.[结论]外源添加适宜水平的H2O2 可降低O2-造成的氧化损伤,同时下调OsNRAMP5 的表达水平,减少水稻对Cd的吸收.外源H2O2 还可促进水稻根表形成铁膜,抑制Cd2+从根表向根内的转移,促进细胞壁中Cd的区隔化,干扰细胞质中Cd的移动,从而减轻Cd的细胞毒性,提高水稻抗Cd胁迫能力.但外源高水平H2O2 缓解水稻Cd胁迫的效果大幅减弱,这可能与其抑制根表铁膜的形成有关.

    水稻活性氧过氧化氢镉吸收细胞壁修饰

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    SmZIP11基因过表达增强杨树对重金属的吸收和转运

    杨钰颖陈舒鑫于淼贾瑜涵...
    689-701页
    查看更多>>摘要：[目的]利用木本植物修复重金属污染土壤是经济、安全、有效的方法.研究锌铁转运蛋白家族中SmZIP11 基因表达对吸收和转运重金属的影响,为重金属污染土壤植物修复提供重要的基因资源.[方法]采用馒头柳(Salix matsudana var.matsudana f.umbraculifera Rehd.)无性系一年生幼苗进行水培试验.幼苗在正常营养液中生长 60 天后进行重金属胁迫处理,重金属处理包括:200µmol/L ZnSO4、100µmol/L CuSO4 和100µmol/L CdSO4.在重金属处理 0、1、4、7、14 和 21 天时,取根、茎和叶组织样品提取RNA,利用实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,qRT-PCR)测定SmZIP11 的表达水平.利用叶盘法将提取的SmZIP11 基因转入银灰杨(Populus×canescens)中,经卡那霉素抗性筛选共得到 8 个过表达SmZIP11 基因的转化杨树株系(OEs).选择SmZIP11 基因表达水平较高的 3 个转基因株系和野生型株系(WT)于重金属胁迫营养液中培养14 天后,测定根、茎、叶生物量和重金属含量,计算耐受性指数和转移系数.[结果]SmZIP11 基因编码区序列长度为 1053 bp,编码 351 个氨基酸,分子量为 37.71 kDa,含有 9 个保守的跨膜结构域,该基因编码的蛋白定位于细胞膜.系统进化树分析结果显示,馒头柳SmZIP11 与杨柳科的亲缘关系最近,与大戟科、锦葵科、伞形科植物的ZIP11 亲缘关系相对较远.qRT-PCR结果表明,在Zn、Cu和Cd胁迫下,馒头柳茎和叶片中的SmZIP11 比对照显著上调;在Cd和Zn胁迫下,根、茎和叶片中该基因的表达量都显著提高.在转基因杨树中,SmZIP11 基因显著增强了植株对Zn和Cu的耐受性,促进了Cd从根系向茎中转移,以及Zn向叶片中转移,同时将Cu富集在根部.与WT相比,OE7 株系对Zn的耐受指数和地上部Zn的含量及转移系数都显著提高.[结论]馒头柳SmZIP11 基因增强了转基因杨树对Cu和Zn的耐受性,并提高了从根系向地上部转移Cd和Zn的能力,为植物修复土壤重金属污染提供了基因资源和理论指导.

    馒头柳SmZIP11基因重金属胁迫功能分析

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    基于模糊c-均值聚类的亚热带丘陵区土壤肥力空间分异与管理分区

    赖佳鑫李康祺周萍戴玉婷...
    702-716页
    查看更多>>摘要：[目的]亚热带丘陵区地形复杂,土壤肥力空间变异大,科学地将土壤按照相似地力进行分区,是实现丘陵区土壤精确管理,优化土壤培肥技术的理论基础.[方法]研究对象位于亚热带丘陵区的典型小流域—湖南省长沙县金井镇,2009 年在全镇范围内(112 km2)密集布置 946 个样点采集土壤样品,以测定的土壤肥力指标为数据源,包括土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、速效氮(AN)、有效磷(AP)和pH,采用地统计学和模糊c-均值聚类算法,分析流域土壤肥力的空间异质性;采用主成分分析法进行土壤肥力分区,并根据数据的差异显著性和变异系数对分区结果进行验证.[结果]除pH外,流域内土壤有机碳、全氮、全磷、速效氮和有效磷均存在中等至强的空间变异,变异系数(CV)介于 36%～125%.基于主成分分析和模糊c-均值聚类可将研究区划分为 3 个肥力管理分区:MZ1、MZ2 和MZ3,分区后各土壤肥力指标的变异系数(CV)不同程度地降低,以pH变异系数降幅最小(6%),AP变异系数降幅最大(96%).同一分区内主要土壤肥力指标趋于同质化,分区间则异质化显著(P<0.01).分区间水稻产量差异明显,MZ1 区晚稻产量和早晚稻总产量显著高于MZ2 和MZ3(P<0.01).MZ1、MZ2 和MZ3 区土壤pH值分别为 4.12、4.04 和 4.00,均属于极酸水平;SOC分别为 15.15、14.38 和 12.24 g/kg,均处于高水平;TN也为高水平(1.56、1.48 和 1.34 g/kg);TP为高至很高水平(0.86、0.69 和 0.60 g/kg);AN则处于很低至低水平(41.08、35.33 和 26.16 mg/kg);AP为中低水平(8.63、4.46 和 3.39 mg/kg).[结论]亚热带丘陵区地形地貌复杂,是土壤肥力空间变异较大的主要影响因素.通过土壤肥力管理分区,可有效降低区域内肥力指标的变异程度,优化复杂丘陵区耕地管理措施.本研究区域中MZ1、MZ2 和MZ3 区均应着重改良土壤酸化现象,提高肥料氮素利用率,避免过量施用化学氮肥;MZ1 区可适当减施磷肥,避免关键生育期过量施用磷肥;MZ2 和MZ3 区可以考虑适量施用生物酶活化磷肥或增施有机肥,以提高作物对磷素的利用效率.

    土壤肥力分区空间分异模糊聚类主成分分析养分管理措施

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    湖南省柑橘园土壤pH值空间变异特征、成因及养分有效性

    徐章倩周卫军崔浩杰周雨舟...
    717-730页
    查看更多>>摘要：[目的]研究湖南省柑橘园土壤pH值的空间变异特征、影响因素及主要养分的有效性,为减缓柑橘园土壤酸化,提升土壤肥力提供科学依据.[方法]本研究以湖南省 38 个柑橘重点县的 15722 个柑橘园土壤为对象,利用地统计学、相关性分析、结构方程模型等方法,探究了湖南省柑橘园土壤pH值的空间变异特征,分析了土壤pH值对地理、气候、土壤性质等因子的响应,并研究了土壤pH值对土壤氮、磷、钾有效性的影响.[结果]湖南省柑橘园土壤pH值范围为 3.00～8.50,均值为 5.58,变异系数为 18.06%,空间变异为中等程度.最适合柑橘生长的弱酸性土壤面积占 44.35%,而酸性、强酸性、中性和碱性土壤分别占 48.92%、1.69%、4.95%和 0.08%.通过Pearson相关性分析发现,土壤pH值与降水量呈显著正相关(P<0.05),与速效钾含量呈极显著正相关(P<0.01),而与气温、碱解氮和有效磷含量呈极显著负相关(P<0.01).结构方程模型模拟结果表明,土壤类型与成土母质是解释土壤pH值空间变异的主导因子.除少量强碱性土壤中碱解氮和有效磷含量处于较低水平外,柑橘园土壤各酸度等级土壤中的碱解氮、有效磷和速效钾含量皆处于适宜水平.[结论]由于特有的土壤类型和成土母质,湖南省柑橘园超过一半(50.61%)的土壤处于过酸状态(酸性和强酸性).湖南省柑橘园土壤速效氮、磷、钾养分含量基本处于适宜水平,因此,应重视改善土壤酸性.

    柑橘园土壤pH值空间特征成土母质地理因素速效养分

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    新疆早熟棉花不同水分下临界氮稀释曲线的构建与验证

    张雨鑫吕宁高志建李全胜...
    731-744页
    查看更多>>摘要：[目的]基于临界氮浓度(Nc),构建不同水分条件下早熟棉花氮营养指数(NNI)、氮吸收量(Nupt)和累积氮亏缺量(Nand)模型,为棉花氮素营养诊断提供快捷准确的方法,以提高水肥利用效率.[方法]田间试验于2021 和 2022 年在新疆石河子市进行,供试棉花品种为当地主栽早熟品种'新石K-18'.试验采用完全区组设计,设置 4 个灌溉水量(W):中度亏缺(W1,3000 m3/hm2)、轻度亏缺(W2,3750 m3/hm2)、正常水分(W3,4500 m3/hm2)、水分盈余(W4,5250 m3/hm2);5 个氮素(N)水平:0、225、262.5、300、337.5 kg/hm2,记为N0、N1、N2、N3 和N4,共 20 个处理.出苗后第 60、75、90、105、120 天,取棉株样品,分为茎、叶和铃,吐絮后棉铃又分为铃壳、棉籽、皮棉,测定干物质量和氮浓度.在吐絮期调查棉花株数、单株结铃数、单铃重,以及皮棉产量和衣分.以植株干重与含氮量构建不同水分条件下的临界氮浓度稀释曲线(Nc),采用均方根误差(root mean square error,RMSE)和标准化均方根误差(n-RMSE)对临界氮浓度稀释曲线的可靠性进行验证.基于Nc,建立棉株氮营养指数、氮吸收量、累积氮亏缺量模型,用于不同水分条件下的棉花氮素最佳用量推荐.[结果]棉花各生育期地上部干物质、棉花产量、氮含量均随灌水与施氮量的增加而增加,籽棉与皮棉产量均以W3N3 处理最高,分别为 5892 与 2747 kg/hm2.W1～W4 各水分条件下临界氮浓度稀释曲线R2 分别为0.999、0.912、0.952、0.974,RMSE分别为 0.284、0.280、0.243 和 0.269,说明模型具有较高的精度.基于Nc的氮营养指数、氮吸收量与累积氮亏缺量模型,对不同水分条件滴灌棉花氮营养状况的诊断结果均表明N3(300 kg/hm2)为最适施氮水平.综合棉花产量与氮含量,中度水分亏缺条件(W1)下的最佳施氮量为262.5 kg/hm2,轻度亏缺、正常水分和水分盈余(W2、W3 和W4)条件下均为 300 kg/hm2.[结论]建立的滴灌棉花临界氮浓度稀释曲线和基于该模型建立的氮营养指数、氮吸收量和累积氮亏缺量模型,能够精准预测不同水分条件下滴灌棉花的氮素营养状况,为棉花氮营养诊断和高效施氮管理提供支撑.

    棉花滴灌临界氮浓度稀释曲线氮素诊断

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    不同品种马铃薯幼苗对NaHCO3胁迫的响应及耐碱能力指标筛选

    逯春杏刘玉龙吴娟苑志强...
    745-756页
    查看更多>>摘要：[目的]探究不同马铃薯品种对NaHCO3 胁迫的响应机制,为选育耐碱性较强的马铃薯品种提供理论依据.[方法]以V7、后旗红、克新 1 号、兴佳 2 号、荷兰 15 号、康尼贝克 6 个品种马铃薯为研究对象,以 1/2霍格兰(Hoagland)营养液为母液进行了水培试验.营养液设置 6 个NaHCO3 浓度,分别为 0、10、20、30、40、50 mmol/L,选择出苗后 7 天的马铃薯幼苗,缓苗 3 天后进行碱胁迫处理.胁迫处理 7 天后,调查马铃薯幼苗株高、茎粗、主根长,分析叶片含氮量和叶绿素相对含量,分析根系脯氨酸含量、过氧化物酶(POD)活性、过氧化物歧化酶(SOD)活性以及过氧化氢酶(CAT)活性等 11 项生理指标.[结果]随着碱胁迫浓度的增加,各品种马铃薯幼苗生长受到不同程度的影响,在碱浓度 30、40、50 mmol/L胁迫处理下,V7 根长较 0 mmol/L处理分别增加了 54.37%、46.04%、25.58%,其余 5 个品种根长均显著低于 0 mmol/L.50 mmol/L胁迫处理下,各品种株高、茎粗均显著低于碱浓度 0 mmol/L处理.各品种叶片含氮量、叶绿素相对含量随胁迫浓度增加呈现不同的变化趋势,V7、后旗红、克新 1 号叶片含氮量均在 40 mmol/L处理下达到峰值,兴佳 2 号叶绿素相对含量在 50 mmol/L处理下达到峰值,而荷兰 15 号、康尼贝克叶片含氮量、叶绿素相对含量均在 50mmol/L处理达到最小值.各品种幼苗根系活力呈先增后降的趋势,碱浓度 40 mmol/L胁迫处理下,V7、后旗红根系活力显著高于 0 mmol/L,而荷兰 15 号的降幅达 80%以上.各品种幼苗根系中丙二醛含量随胁迫程度加剧而增加,但V7 的丙二醛含量始终低于其他品种.各品种幼苗根系CAT活性、SOD活性均呈先升后降变化趋势,其中V7、后旗红、克新 1 号、兴佳 2 号的CAT活性、SOD活性高于康尼贝克和荷兰 15 号.利用主成分分析计算得到 5 个特征值>1 的归一化指标,其对碱胁迫抗性的累积贡献率达 80.07%,符合主成分分析要求,因此将 11 个指标转化为 7 项生理指标,包括:株高、茎粗、叶片含氮量、叶绿素相对含量、脯氨酸含量、POD活性、CAT活性.[结论]株高、茎粗、叶片含氮量、叶绿素相对含量、脯氨酸含量、POD活性、CAT活性这 7 项生理指标可作为马铃薯耐碱性能力强弱的评价指标.综合各项指标筛选出耐碱能力较强的品种为V7,后旗红、克新 1 号、兴佳 2 号耐碱能力中等,康尼贝克与荷兰15号耐碱性较弱.

    马铃薯NaHCO3胁迫耐碱性耐碱能力指标

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