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镉胁迫对玉米幼苗抗氧化系统及光合作用的影响_黄辉

镉胁迫对玉米幼苗抗氧化系统及光合作用的影响_黄辉
镉胁迫对玉米幼苗抗氧化系统及光合作用的影响_黄辉

农业环境科学学报2010,29(2):211-215Journal of Agro-Environment Science

摘要:采用水培方法,在玉米幼苗进入三叶期后向培养液中加入不同浓度氯化镉(0、10-6、10-5、10-4mol ·L -1),胁迫不同时间(5、

10、15d )后对幼苗进行各项指标检测。结果表明,低浓度(10-6mol ·L -1)及中浓度(10-5mol ·L -1)镉胁迫对幼苗生长均有较强刺激作用,而中浓度胁迫对地上部分作用更明显;低浓度镉胁迫对根部及叶片抗氧化酶(SOD 、POD 、CAT 及ASA -POD )活性影响较小,只是根部POD 、ASA -POD 活性明显升高,而中浓度胁迫对除SOD 外其他抗氧化酶活性均有显著促进作用;MDA 含量均未有显著升高,可见根部及叶片未受到氧化损伤;两种浓度胁迫下,Fv ′/Fm ′虽下降,净光合速率有所升高。高浓度镉(10-4mol ·L -1)胁迫下幼苗生长几乎停止;根部SOD 及CAT 活性升高,而POD 和ASA -POD 被明显抑制,叶片中CAT 、POD 及ASA -POD 活性显著升高;根部受到显著氧化损伤;各项光合参数(Fv /Fm 、Fv ′/Fm ′和净光合速率)均显著降低。关键词:镉;玉米;抗氧化酶;丙二醛;叶绿素荧光参数中图分类号:Q945.78

文献标志码:A

文章编号:1672-2043(2010)02-0211-05

镉胁迫对玉米幼苗抗氧化系统及光合作用的影响

辉,李

升,郭娇丽

(天津师范大学化学与生命科学学院生物系,天津300387)

The Influence of Cadmium (Cd 2+)to the Antioxidant System and Photosynthesis of Seedling of Zea mays L.

HUANG Hui,LI Sheng,GUO Jiao-li

(Department of Biology,College of Chemistry and Life Sciences,Tianjin Normal University,Tianjin 300387,China )

Abstract :The influence of Cd 2+to the antioxidant system and photosynthesis of maize (Zea mays L.)was studied systematically.Seedlings were cultivated in Hoagland liquid medium ,and in the three -leave -period were treated with different concentrations of CdCl 2(0,10-6,10-5,10-4mol ·L -1).After 5,10and 15days of stress ,physiological parameters of seedlings were measured.In the stress of low (10-6mol ·L -1)and middle (10-5mol ·L -1)concentration,the growth of seedlings was promoted obviously whereas that of parts above the earth more notably in the stress of 10-5mol ·L -1;In the stress of 10-6mol ·L -1,the activities of POD and ASA-POD in root increased and activities of other anti-oxidant enzymes changed little;However,the stress of middle concentration made activities of anti-oxidant enzymes increase obviously except SOD;The content of MDA was not high compared with control,which showed that seedlings were not hurt by oxidation;Fv ′/Fm ′de -creased and the net photosynthetic rate rose.In the concentration of 10-4mol ·L -1,the seedlings almost did not grow;The activities of SOD and CAT in root increased and those of POD and ASA-POD were inhibited seriously,and the activities of CAT,POD and ASA-POD in leave in -creased sharply;Root was hurt oxidately;Photosynthetic parameters (Fv /Fm ,Fv ′/Fm ′and net photosynthetic rate )decreased notably.Keywords :cadmium;Zea mays ;antioxidant enzyme;MDA;parameters of chlorophyll fluorescence

收稿日期:2009-09-09基金项目:天津师范大学博士启动基金(5RL034);国家自然科学基金

(30570101)

作者简介:黄辉(1976—),男,天津人,博士,副教授,主要从事植物

生物化学和光合作用方面研究。E-mail :

hippoh@https://www.wendangku.net/doc/5013488176.html, 镉(Cd )是生命体非必需元素,其化合物中,氯化镉(CdCl 2)毒性最强。采矿、冶炼等多种产业会造成环境镉污染,近年来随着我国工业的快速发展,土壤、水体中镉污染已成为很多地区面临的主要环境污染形

式。2003年统计显示,我国约有1.3×104hm 2耕地受到

镉污染,涉及11个省市的25个地区[1]。镉可以通过食

物链进入人体,造成病害,如“痛痛病”。目前,镉被公认为仅次于黄曲霉毒素和砷(As )的主要食品污染物。植物修复技术,即利用植物对重金属化合物的吸收、富集和转化能力把土壤、水体和大气中残存的重金属污染物吸收、富集到植物体内,然后收获植物,通过焚烧等方法回收重金属,由此减少进入土壤或水体中重金属的含量,实现环境修复的目标,具有广阔应用前景[2-3]。而研究植物在重金属胁迫环境中生长发育、生理生化特征无疑是这项技术重要理论基础。玉米是我

2010年2月

国北方广泛种植的作物品种,对多种环境因子的胁迫均表现出较强的抗性,属C4植物,生长迅速,生物量大,在植物修复方面具有很强的应用潜力,是广泛用于重金属污染研究的重要农作物[4]。本试验以玉米为实验材料,研究其三叶期幼苗在镉胁迫下生长过程中,光合作用及抗氧化酶活性变化情况,为植物修复提供一定理论依据。

1材料与方法

1.1植物培养及胁迫

供试玉米(Zea mays L.)种子为景白鲜2号(原名为津鲜二号,天津市景坡园艺科技有限公司生产)。种子经NaClO消毒,萌发露白后,用1/2Hoagland营养液进行水培,3d后换为全营养液再培养5d,待其进入三叶期后进行胁迫:选取长势一致的幼苗,分为4组,每组25~30棵,各组营养液中分别含0(对照),10-6、10-5、10-4mol·L-1氯化镉(CdCl2),每3d换一次营养液。培养条件:最大光照强度1500μmol·m-2·s-1,昼夜温度为(25±2)/(15±2)℃,相对湿度(50±5)%。以上各组简称为对照(CK)、10-6、10-5和10-4组。在胁迫5、10、15d后分别进行各项指标检测。

1.2形态指标测定

胁迫第5、10和15d,随机选取对照及每个处理组的10株幼苗,称取其根部及地上部分鲜重。

1.3抗氧化酶活性及丙二醛(MDA)含量测定

选取第3片真叶,差速离心法提取其中可溶性酶[提取液:氯化镁(MgCl2)10mmol·L-1,巯基乙醇20 mmol·L-1,乙二胺四乙酸二钠(EDTA)1.0mmol·L-1,甘油8%(V∶V),三羟甲基氨基甲烷(Tris)50mmol·L-1,pH7.8]。超氧化物歧化酶(SOD)活性测定使用核黄素-NBT法;过氧化物酶(POD)采用愈创木酚法;过氧化氢酶(CAT)采用H2O2-紫外比色法;抗坏血酸过氧化物酶(ASA-POD)活性测定采用抗坏血酸-H2O2紫外比色法[5-6]。

差速离心法提取[提取液∶三氯乙酸(TCA)10%(W∶V),EDTA1.5mmmol·L-1]第3片真叶中丙二醛,使用硫代巴比妥酸(TBA)法测定其含量[7]。

1.4光合作用参数测定

光合参数使用光合仪(LI-6400Photosystem)及其荧光装置测定。选取第3片真叶,擦净后用叶夹夹住中部,设定测量光强度为1(<0.1μmol·m-2·s-1),饱和光强度为7(8000μmol·m-2·s-1),测定Fo、Fm、Fv/Fm,然后将植株在500μmol·m-2·s-1光下光活化1h,设定饱和光强度为7,测定得到光适应后的最大荧光(Fm′),关闭活化光,再施加远红光以测量光适应的Fo′。

光系统Ⅱ最大光化学量子产量

(Fv/Fm)=(Fm-Fo)/Fm

光系统Ⅱ光化学的有效量子产量

(Fv′/Fm′)=(Fm′-Fo′)/Fm′

1.5统计分析方法及作图

采用SPSS version10.0统计软件进行统计分析,作图使用Sigmaplot8.0作图软件。

2结果

2.1生长状况

10-6和10-5mol·L-1镉处理对玉米幼苗根部和地上部分生长有明显促进作用,处理10d时,鲜重均明显高于对照,而10-6mol·L-1镉处理对地上部分促进作用更加显著;10-4mol·L-1处理组使幼苗生长基本停滞(图1)。

2.2抗氧化酶活性

2.2.1根部抗氧化酶活性

如图2所示,镉处理对根部各抗氧化酶活性影响显著,但呈现出不同趋势:10-6和10-5组根部SOD活性变化不大,而10-4组5d时SOD活性下降,随后上升,10d后明显高于对照;10-6和10-5组根部POD活图1镉对玉米幼苗根部(A)及地上部分(B)鲜重的影响Figure1Effects of Cd on fresh weight in root(A)and part above

the earth(B)of maize seedling

1.5

1.2

0.9

0.6

0.3

时间/d

/

g

51015

对照10-6组10-5组10-4组12

9

6

3

A

/

g

B

黄辉等:镉胁迫对玉米幼苗抗氧化系统及光合作用的影响212

第29卷第2期农业环境科学学报1008060

40200

时间/d S O D /U ·

g -1F W 5

10155040

30

20100

C A T /U ·

g -1F W 400300200

1000P O D /U ·g -1F W 1200900600

3000

A S A -P O D /μm o l ·L -1·h -1·g -1F W 时间/d 51015

图2镉对玉米幼苗根部抗氧化酶活性的影响

Figure 2Effects of Cd on the activities of anti-oxidant enzymes in maize seedling root

图3镉对玉米幼苗叶片抗氧化酶活性的影响

Figure 3Effects of Cd on the activities of anti-oxidant enzymes in maize seedling leave

120100806040时间/d

S O D /U ·

g -1F W 5

10

15129630

C A T /U ·

g -1F W 160012008004000P O D /U ·

g -1F W 10007505002500

A S A -P O D /μm o l ·

L -1·h -1

·g -1

F W 时间/d 51015

性明显升高,而10-4组则被显著抑制;

10-5和10-4组CAT 活性依次明显升高,而10-6组该酶活性几乎无

影响;

10-6和10-5组10d 时ASA -POD 活性显著升高,

15d 后则与对照无显著差异,而10-4组该酶活性被明显抑制。

2.2.2叶片抗氧化酶活性

如图3所示,10d 时,随处理浓度升高,SOD 活性被抑制程度依次加大,随后10-6和10-4组活性升高,

15d 时与对照已无显著差异;10-5和10-4组POD 活性明显升高,处理浓度越高,促进作用越明显;镉胁迫10

对照

10-6组

10-5组10-4组

对照

10-6组

10-5组10-4

213

2010年2月

图4镉对玉米幼苗根部(左)及叶片(右)

丙二醛含量的影响Figure 4Effects of Cd on the contents of malondialdehyde (MDA )in maize seedling root (left )and leave (right )

时间/d

5

10

15对照

10-6组10-5组10-4组

86420

M D A /μm o l ·

g -1F W 时间/d

5

1015

d 后叶片CAT 活性随处理浓度提高而升高;处理前10d ,随处理浓度升高,ASA -POD 活性依次显著升高,随后,

10-4组活性下降,15d 时与对照已无显著差异。2.3丙二醛含量

图4为镉对根部及叶片丙二醛含量影响,处理10d 时,根部MDA 含量随镉处理浓度升高依次显著上升,而15d 后10-6

和10-5

组MDA 含量低于对照,10-4组MDA 含量在处理过程中均明显高于对照;处

理5d 时各组叶片MDA 含量均低于对照,

10d 时10-5和10-4组MDA 含量明显高于对照,而15d 时,随处

理浓度升高,MDA 含量依次上升,但差异不显著。2.4光合参数2.4.1Fv /Fm

如表1所示,处理5d 时各组Fv /Fm 明显低于对照,

10d 后10-6和10-5组与对照无显著差异,而10-4组一直明显低于对照。2.4.2Fv ′/Fm ′

5d 时10-6组Fv ′/Fm ′明显升高,而10d 后,10-6

和10-5组该指标明显低于对照,

10-4组处理过程中该指标被显著抑制。

2.4.3净光合速率

由表1可知,5d 时各处理组净光合速率均明显高于对照,

10d 时10-6组与对照基本一致,而10-5和10-4组明显降低,15d 时10-6和10-5组该指标明显高于对照,而10-4组则继续下降。

3讨论

超富集植物在生物修复中有广阔应用前景,对于

镉,目前被广泛接受的超富集植物定义为:茎叶中镉

百分含量超过0.01%(W /W )[8]

。根据此定义,玉米可作为镉超富集植物[9],因此本试验选择玉米为镉胁迫试验材料。镉对植物的影响是多方面的:镉可以影响根

部元素吸收,抑制细胞分裂,致使染色体畸变,破坏植

物超微结构等[10-11]。同时,植物也演化出多种抗镉机制:抑制吸收;对进入细胞的镉实施区域化;以沉淀或螯合的方式解毒;诱导热休克蛋白表达防止蛋白变性等[12-13]。而光合和抗氧化机制一直是重金属胁迫研究的热点问题。

镉对玉米幼苗的生长表现出“低促高抑”的特点,这也是重金属对植物生长影响的普遍规律。低浓度

(10-6mol ·L -1)和中浓度(10-5mol ·L -1)镉胁迫明显促进其生长,前者对地上部分的促进作用更明显;而中浓

度在胁迫初期对根部促进作用更明显,

10d 后,其生长速度慢于低浓度组,可能是由于镉主要积累于根

部,随着镉的积累,中浓度组根部镉含量超过植物耐

表1镉对玉米幼苗光合参数

(Fv /Fm ,Fv ′/Fm ′和净光合速率)

的影响Table 1Effects of Cd on the photosynthetic parameters (Fv /Fm ,

Fv ′/Fm ′and net photosynthetic rate )of maize seedling

Fv /Fm

对照

10-6组

10-5组

10-4组

5d 0.802±0.002a 0.772±0.011b 0.764±0.018b 0.736±0.023c

10d 0.791±0.006a 0.783±0.018a 0.756±0.042a 0.735±0.016b 15d

0.790±0.003a

0.788±0.012a 0.775±0.013a 0.732±0.018b

Fv ′/Fm ′

对照

10-6组

10-5组

10-4组

5d 0.569±0.011a 0.599±0.003b 0.572±0.005a 0.529±0.004c 10d 0.599±0.002a 0.580±0.008b 0.586±0.004b 0.511±0.004c 15d

0.632±0.002a 0.589±0.004b 0.616±0.002c 0.494±0.005d

净光合速率/mg ·cm -2·

s -1对照

10-6组

10-5组

10-4组

5d 6.727±0.307a 8.000±0.552b 8.160±0.520b 8.963±0.690c

10d

7.650±0.374a

6.557±1.460a 3.883±0.404b 4.620±0.075c

15d 10.900±0.265a 11.367±0.058b 11.767±0.058b 3.283±0.067c

黄辉等:镉胁迫对玉米幼苗抗氧化系统及光合作用的影响

214

第29卷第2期农业环境科学学报

受阈值,开始对生长表现出抑制作用所致。高浓度(10-4mol·L-1)镉胁迫使玉米幼苗生长几乎停止。镉对光合作用的影响与幼苗的生长状况密切相关,试验结果显示,光合作用光反应对镉胁迫更加敏感,低浓度胁迫即会导致相关指标(Fv/Fm,Fv′/Fm′)下降,而净光合速率在低浓度及中浓度胁迫下表现为明显升高,可能是由于光反应的产物处于过剩状态,因此光反应效率下调在一定程度内不会抑制CO2的固定。净光合速率的升高是幼苗生长促进的重要因素,高浓度下,对光合作用的抑制使得生长近乎停止。

抗氧化系统是植物重要保护机制,包括抗氧化酶和小分子物质(抗坏血酸,谷胱甘肽等)。以往抗氧化体系研究的重点为SOD、POD及CAT抗氧化酶体系,而和抗坏血酸相关的体系研究得较少[14-15]。本试验结果显示,镉胁迫对幼苗根部及叶片抗氧化酶活性有显著影响。SOD和CAT对镉胁迫的耐受能力最强,在高浓度胁迫组的根部两个酶活性仍表现为明显升高,而POD和ASA-POD则被明显抑制。另外,由于镉主要积累于根部,高浓度组POD和ASA-POD活性变化趋势为根部抑制、叶片促进,中浓度组根部及高浓度组叶片ASA-POD活性表现出很强的时间相关性,处理前期活性明显升高,随后急遽下降,可见该酶活性对镉积累非常敏感。总体来说,低浓度胁迫对抗氧化酶活性影响最小,中浓度对酶活性影响主要表现为促进。低浓度镉胁迫由于镉积累量小,依靠区域化、螯合等手段可限制其作用,因此抗氧化系统虽未动用,细胞未造成氧化损伤;而中浓度胁迫,依靠抗氧化机制的协同作用完全可清除镉积累造成的氧化胁迫,因此细胞亦未造成明显的氧化损伤,这也是光合作用得以正常进行的重要因素之一。高浓度胁迫下,根部抗氧化酶活性促进与抑制作用并存,抗氧化酶间的协同被打破,根部细胞受到明显的氧化伤害。

总之,玉米幼苗表现出较强的抗镉胁迫能力,加之其符合镉超富集植物标准,且生长迅速,生物量大,因此可作为镉污染生物修复的候选植物。

参考文献:

[1]杜应琼,何江华,陈俊坚,等.铅、镉和铬在叶类蔬菜中的积累及对

其生长的影响[J].园艺学报,2003,30(1):51-55.

DU Ying-qiong,HE Jiang-hua,CHEN Jun-jian,et al.Effects of heavy metals of Pb,Cd and Cr on the growth of vegetables and their uptake[J].

Acta Horticulturae Sinica,2003,30(1):51-55.[2]McGrath S P,Zhao F J,Lombi E.Phytoremediation of metals,metalloids

and radionuclides[J].Adv Agron,2002,75:1-56.

[3]Salt D E,Prince R C,Pickering I J,et al.Mechanisms of cadmium mo-

bility and accumulation in Indian mustard[J].Plant Physiol,1995,109:1427-1433.

[4]Liu D H,Wang M,Zou J H,et al.Uptake and accumulation of cadmium

and some nutrient ions by roots and shoots of maize(Zea mays L.)[J].

Pak J Bot,2006,38(3):701-709.

[5]González A,Steffen K L,Lynch J P.Light and excess manganese impli-

cations for oxidative stress in common bean[J].Plant Physiol,1998,118:493-504.

[6]Anderson J V,Chevone J V,Hess J L.Seasonal variation in the antioxi-

dant system of eastern white pine needles:Evidence for thermal depen-dence[J].Plant Physio,1992,98:501-508.

[7]黄辉,童雷,苗芃,等.铬污染地区芦苇(Phragmites australis L.)

生理特征分析[J].农业环境科学学报,2007,26(4):1273-1276.

HUANG Hui,TONG Lei,MIAO Peng,et al.Physiological characteris-tics of Phragmites australis L.growing in chromium polluted area[J].

Journal of Agro-Environment Science,2007,26(4):1273-1276.

[8]Baker A J M,McGrath S P,Reeves R D,et al.Metal hyperaccumulator

plants:a review of the ecology and physiology of a biological resource for phytoremediation of metal-polluted soils[C]//Terry,N.,Ba觡uelos,G.(Eds.)Phytoremediation of contaminated soil and water.Lewis Publish-ers.Boca Raton,2000:85-107.

[9]Wang M,Zou J H,Duan X C,et al.Cadmium accumulation and its ef-

fects on metal uptake in maize(Zea mays L.)[J].Biore Tech,2007,98:82-88.

[10]Liu D H,Jiang W S,Li M X.Effects of Cd2+on root growth and cell di-

vision of Allium cepa[J].Acta Sci Circumstantiae,1992,12:439-446.

[11]Shah K,Dubey R S.Effect of cadmium on RNA level as well as activity

and molecular forms of ribonuclease in growing rice seedlings[J].Plant Physiol Biochem,1995,33:577-584.

[12]Salt D E,Blaylock M,Kumar P B A N,et al.Phytoremediation:A novel

strategy for the removal of toxic metals from the environment using plants[J].Bio Technology,1995,13:468-474.

[13]Ma J F,Hiradate S,Matsumoto H.High aluminum resistance in buck-

wheatⅡ.Oxalic acid detoxifies aluminum internally[J].Plant Physiol, 1998,117:753-759.

[14]刘俊,廖柏寒,周航,等.镉胁迫对大豆花荚期生理生态的影响[J].

生态环境学报,2009,18(1):176-182.

LIU Jun,LIAO Bo-han,ZHOU Hang,et al.Effects of Cd2+on the phys-iological and biochemical properties of Glycine max in flowering-pod-ing phase[J].Ecology and Environmental Sciences,2009,18(1):176-182.

[15]金海燕,奚涛,时唯伟,等.镉胁迫对矮生四季豆种子萌发和幼苗

生长发育的影响[J].中国农学通报,2009,25(1):119-124.

JIN Hai-yan,XI Tao,SHI Wei-wei,et al.Effects of cadmium stress on seed germination and seedling growth of dwarf beans[J].Chinese Agri-cultural Science Bulletin,2009,25(1):119-124.

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钾胁迫对不同耐低磷基因型玉米生长和磷吸收影响

钾胁迫对不同耐低磷基因型玉米生长和磷吸收的影响-农学 论文 钾胁迫对不同耐低磷基因型玉米生长和磷吸收的影响 章爱群,斯琴朝克图,王立华,王有宁 (湖北工程学院特色果蔬质量安全控制湖北省重点实验室,湖北孝感432000) 摘要:研究了不同耐低磷基因型玉米(ZeamaysL.)幼苗对低钾胁迫适应性的差异。结果表明,低钾胁迫处理对株高有显著的抑制作用,低钾胁迫处理显著降低了植株的地上部和根系吸磷量,同时还使玉米根效比显著下降,且耐低磷基因型降低程度更为显著。低钾胁迫处理使地上部和根系的磷利用率增加,基因型间无明显差异。 关键词:玉米(ZeamaysL.);耐低磷;钾胁迫 中图分类号:S513;Q945.78文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2015)02-0292-04 DOI:10.14088/https://www.wendangku.net/doc/5013488176.html,ki.issn0439-8114.2015.02.010 土壤中全磷含量很高,但大部分以难溶性无机磷和有机磷的形态存在。在我国现有耕地中,大约有1/4~1/3的土壤缺磷、缺钾或严重缺磷、缺钾。近年来,随着复种指数的提高和肥料的不平衡施用,磷、钾缺乏现象越来越严重,加之我国磷、钾矿资源贫乏,需要进口磷、钾肥解决磷、钾缺乏问题[1-3]。有关养分胁迫下种质资源的筛选、鉴定、遗传改良的研究较多,许多学者开展了营养差异基因型的研究以及利用作物本身的遗传特性培养耐胁迫新品种的研究[4-6]。这不仅能为选育高效基因型提供遗传材料,而且对解决土壤磷、钾

普遍缺乏和磷、钾矿资源不足的矛盾具有重要意义。阎秀兰等[7]研究表明施磷提高了苗期甘蓝型油菜植株钾的含量与积累量;李绍长等[8]研究发现苗期时,低磷处理使玉米对钾素的吸收量和积累量显著减少,但不同基因型对供磷水平的反应存在较大差异。郭再华等[9]研究发现磷敏感水稻品种在低磷胁迫下不仅对磷的吸收量少,且对钾元素的吸收量也随磷水平的降低快速下降;而耐低磷品种在苗期就能吸收较多钾,且适宜的低磷水平更有利于它们对钾元素的吸收。通过田间试验结合室内化学和回归分析,发现钾肥可显著地促进春玉米对氮、磷、钾的吸收[10];在大田试验条件下研究氮、磷、钾肥对水稻产量、品质及养分吸收利用的影响,发现施用氮、磷、钾肥后,水稻养分总吸收量和每100kg子粒养分需求量显著增加,而养分干物质生产效率和养分稻谷生产效率显著下降,且3种肥料的吸收利用率、农学利用率及生理利用率均随施肥量的增加而下降[11,12]。 本研究通过耐低磷基因型玉米(ZeamaysL.)筛选,获得了对低磷胁迫差异显著的典型基因型,研究了钾胁迫对不同耐低磷基因型玉米磷吸收特性的影响和生长状况的差异,对系统研究耐低磷基因型玉米在不同胁迫条件下磷吸收利用以及元素间的相互关系具有重要意义,可以用于耐低磷基因型玉米遗传改良上的研究,在农业生产上也具有重要的参考价值。 1材料与方法 1.1试验材料 1.1.1种质资源对国内外不同遗传背景的300份玉米自交系进行苗期初步筛选与鉴定,根据干重和缺磷症状的综合表现[13]从中筛选得到6个对低磷胁迫差异显著的基因型玉米,其中牛2-1、87-1和HZ118为

玉米平衡施肥技术

玉米平衡施肥技术 玉米是一种高产的粮食作物,又是畜禽的优质饲料,它品种多适应性又强,几乎在全国各地不同土壤上都能种植。所以玉米种植面积既多又广。 随着经济的不断发展,粮食的重要性越来越突出。特别是近几年,国家又出台了一系列优惠扶植政策,大家种玉米的积极性那是空前的高。 可是,你越想种好,却越不能如意。力没少出,肥料也没少施,成本增加了不少,可产量就是上不去,就连玉米倒伏的问题也解决不了,粒少、秃顶现象也随处可见,眼瞅着,别人种的玉米又好又壮,不少人纳闷:一样种的玉米,怎么人家种的玉米产量又高,既不倒伏也没秃顶、缺粒现象呢? 这些都跟施肥是否平衡合理有关,所以要想把玉米种好,实现高产高效,就必须学会平衡施肥,要学会玉米平衡施肥,首先得要了解玉米的营养需肥规律。 一、玉米的营养需肥规律 与其它禾本科作物相比,玉米植株高大,吸收养分多,玉米正 在氮磷钾素相对需氮钾较多,需磷较少。不同品种、产量水平之间略有差异。 研究表明:每生产100千克玉米子粒需要吸收氮2.4千克~2.6千克,五氧化二磷0.9千克~1.4千克,氧化钾2.0千克~2.3千克,其比例是1:0.4:0.8。

一般情况下:高肥力地块通过施肥提供的产量占总产量30%以上,中等肥力地块占总产量40%以上,低肥力地块占产量的50%左右。也就是说,土壤肥力低的地块,施肥增产效果显著。 玉米从播种到收获要经过苗期、穗期、花粒期三个生育期,不同生育期对养分的需求品种、数量、比例有很大不同。 苗期:苗期是指播种至拔节这段时间,一般20-30天。是生根、长叶为主的营养生长阶段,是培育壮苗打基础的时期。随着幼苗的生长消耗养分的数量开始逐渐有所增加,吸收养分占全生育期的比例分别为:氮占2.5%、有效磷占1.12%、有效钾占3%;这一时期总的需肥量较少。 苗期吸收营养物质虽然少,但苗期是肥料的敏感期,肥料过量或不足对苗期玉米的生长都不利。 这一时期,氮肥对玉米的生长和产量有很大的影响。 播种时施入过量的可溶性氮肥,一旦遇到干旱,就会伤害种子,影响发芽,出苗慢而不整齐,降低出苗率,氮肥过量也会影响正常生长。 氮肥不足时,生长初期植株生长缓慢,呈黄绿色;旺盛生长期氮肥不足时呈淡绿色,然后变成黄色,同时下部叶片干枯,由叶尖开始逐渐达到中脉,最后全部干枯。 玉米幼苗期缺钾生长缓慢,茎秆矮小,嫩叶呈黄色或褐色。严重缺钾时,叶缘或顶端成火烧状 三叶期,还是磷肥营养临界期,玉米从发芽到三叶期前,幼苗所需的磷是由种子供给的,三叶期前以后,开始吸收土壤或肥料中的磷。但因幼苗根系短小,吸收能力弱,如此期磷素不足下部叶片便出现暗绿色,此后从边缘开始出现紫红色。极度缺磷时,叶片边缘从叶尖开始变成褐色,此后生长更加缓慢。玉米三叶期缺磷,将导致以后的空杆秃顶 氮肥临界期比磷稍后,通常在营养生长转向生殖生长的抽穗期。临界期对养分需求并不大,但养分供应必须及时,才能获得壮苗。

作物生长需肥量及吸收规律

1、小麦:每生产500公斤冬小麦吸收氮、磷、钾公斤数量分别为:16、9、4,每生产300公斤春小麦吸收量为:9、4、4, 2、棉花:每生产80公斤皮棉需要吸收氮、磷、钾公斤数量分别为:11、6、6 3、黄瓜:每生产1000公斤鲜瓜需要吸收氮、磷、钾公斤数量分别为:4.1、2.3、5.5 4、玉米:每生产600公斤/亩春玉米吸收氮、磷、钾公斤数量分别为:23、10、8,每生产400公斤夏玉米吸收量为:12、 5、4, 吸收量 出苗 拔节 抽穗 成熟 返青和分蘖 孕穗和开花 吸 收量 出苗 蕾期 吐絮期 收花期 花铃期 吸收量 播种 结瓜 抽蔓 吸收量 苗期 穗期 花粒期 (210-220天)

5、水稻:每生产100公斤稻谷吸收氮、磷、钾公斤数量分别为:1.6-1.9、0.8-1.3、1.8-2.4, 450公斤/亩双季稻需求:14、5、9,550公斤/亩单季稻需求:19、9、7, 6、大豆:每生产100公斤大豆吸收氮、磷、钾公斤数量分别为:8.1-10.1、1.8-3、2.9-6.3,其根瘤菌固氮能力为4-7公斤/亩,满足30-50%的需求;微肥中重点补钼、铁 7、香蕉:每生产1000公斤需氮、磷、钾5.9、1.1、22公斤,N :P :K :Ca :Mg 为1:0.19:3.72:0.69:0.2,不同生育期的吸比相当 8、花生:每产100千克荚果约吸收氮5~7千克,磷1~1.2千克,钾2~3.5千克,对钙的需要量仅次于钾,花生与大豆一样,根部生根瘤,能固定空气中的氮素,全生育期仅需从土壤中吸收氮素总量的1/3,即可满足花生的需求,其他养分要靠从土壤中吸收。花生对中微量元素钙、硼、钼、铁较为敏感, 吸收量 营养生长 生殖生长 吸收量 苗期 分枝 结荚 鼓粒 花期 成熟 90-130天 吸比 营养生长 成熟 的吸收 孕蕾

玉米科学施肥技术

玉米科学施肥技术 玉米是高产作物,需肥量较大,必须在确保底肥充足的前提下,实施合理追肥是玉米高产高效的重要措施。怎样才能够做到科学施肥呢?那就要把握好施肥时期、数量、方法、次数。 一、玉米需肥特点 不同生长时期玉米对养分的需求特点 每个生长时期玉米需要养分比例不同。 玉米从出苗到拔节,吸收氮2.5%、有效磷1.12%、有效钾3%; 从拔节到开花,吸收氮素51.15%、有效磷63.81%、有效钾85%; 从开花到成熟,吸收氮46.35%、有效磷35.07%、有效钾12%。 玉米营养临界期: 玉米磷素营养临界期在三叶期,一般是种子营养转向土壤营养时期;玉米氮素临界期则比磷稍后,通常在营养生长转向生殖生长的时期。 临界期对养分需求并不大,但养分要全面,比例要适宜。这个时期营养元素过多过少或者不平衡,对玉米生长发育都将产生明显不良影响,而且以后无论怎样补充缺乏的营养元素都无济于事。 玉米营养最大效率期: 玉米最大效率期在大喇叭口期。这是玉米养分吸收最快最大的时期。这期间玉米需要养分的绝对数量和相对数量都最大,吸收速度也最快,肥料的作用最大,此时肥料施用量适宜,玉米增产效果最明显。 玉米整个生育期内对养分的需求量 玉米生长需要从土壤中吸收多种矿质营养元素,其中以氮素最多,钾次之,磷居第三位。 一般每生产100公斤子粒需从土壤中吸收纯氮2.5公斤、五氧化二磷1.2公斤、氧化钾2.14公斤。氮磷钾比例为:1∶0.48∶0.8。 肥料施用量=(计划产量对某要素需要量-土壤对某要素的供给量)/(肥料中某要素含量(%)×肥料当季利用率(%)) ,肥料的利用率变化很大,据试验,一般有机农家肥当季利用率为30%左右,氮素化肥当季利用率约为40%~50%(以40%计),磷、钾化肥约为30%~40%(以30%计)。 二、玉米施肥量 确定目标产量 目标产量就是当年种植玉米要定多少产量,它是由耕地的土壤肥力高低情况来确定的。 另外,也可以根据地块前3年玉米的平均产量,再提高10%—15%作为玉米的目标产量。 例如:某地块为较高肥力土壤,当年计划玉米产量达到600公斤,玉米整个生育期所需要的氮、磷、钾养分量分别为15公斤、7.2公斤和12公斤。 计算土壤养分供应量 测定土壤中含有多少速效养分,然后计算出1亩地中含有多少养分。1亩地表土按20厘米算,共有15万公斤土。

玉米施肥方案

光碳原动力玉米施肥方案 一、玉米需肥特点 玉米生长需要矿物质元素有十几种,但是主要以氮、磷、钾等常量元素及铁、锰、锌等微量元素为主。 氮是玉米生长需求最多的营养元素,氮元素补给充足,可有效促进植株新陈代谢、增强光合作用,提高穗重和产量。磷元素玉米生长需求量不是很大,但是在土壤中的有效磷含量一般较低,所以必须要重视磷肥的施加。磷肥充足有助于提高玉米色泽和品质,促进早熟。钾在玉米生长的整个时期都需要补充,钾充足可有效促进植株体内淀粉、蔗糖、纤维素的含量,促进茎秆机械组织和厚角组织的发程度,提高疾病抵抗能力。 在玉米生长苗期,由于植被生长缓慢,三种肥料的吸收量有限,速度也较缓慢,吸收量仅占总吸收量的10%以下。但是,此时植株中三种元素的需求浓度却是一生中最高的,由此可见,苗期充足的肥料对于培育壮苗有着积极的作用。拔节到抽雄期对养分的吸收数量最多,速度最快,是需肥的关键时期。到抽雄时,植株吸收的氮和磷已占今生育期吸收量的50%左右,钾的吸收量已达70%以上。在该时期施肥作用最大,是肥料的最大效率期,因而也是玉米施肥的关键时期。玉米在开花授粉后,吸收养分数量虽多,但吸收速度明显减慢。到乳熟期,玉米需要的钾已全部吸收,氮、磷也己吸收90%以上。从乳熟期到成熟,玉米对氦、磷仍有一定的吸收,所以仍不能缺肥断水。 二、玉米施肥方案 结合玉米需肥规律,玉米施肥在技术上应该把握“基肥为主,追肥为辅”的原则,实际施肥基肥以有机肥为主,配合化学肥料;追肥以速效氮肥为主,配合施加磷、钾肥料。总体要做到,施足基肥,适施种肥,轻施苗肥,巧施秆肥,重施穗肥,酌施粒肥。 1、基肥:基肥可在耕地起畦时一次施入,施加肥料集中在耕层地10-15cm之间。 基肥配比: 每亩施用80斤生物有机肥,60斤二胺、20斤硫酸钾、2斤硫酸锌 2、种肥:种肥是在播种时使用的肥料 种肥配比: 光碳原动力1:100拌种(包衣种子不能拌种) 3、追肥 追肥分四个阶段,第一阶段为幼苗4-5叶期、第二阶段为幼苗7-9片叶、第三阶段为雄穗发

春玉米种植技术

春玉米种植技术 春玉米的种植,怎样才能更高产呢?有哪些要注意的呢? 春玉米的种植的准备 一、选用优良高产品种 根据我县气候生态条件,亚热带季风湿润气候,气温稳定高于 10摄氏度的时间长达250天左右,大于10摄氏度的活动积温历年 值5371.8度(玉米仅需3000摄氏度),无霜期历年值280天(玉米仅 需150-160天),阳光充足,日照长,降雨充沛,年降雨量平均 1340毫升,多集中在3-6月,为此宜选择审定推广的生育期较长, 在我地近2-3年表现高产抗病的品种。我县近两年推广较突出的品 种有:三北公司的三北系列:三北二号、三北六号等、奥瑞金公司 的临奥系列:临奥一号、奥玉3102等。还有渝单19、潞玉13等。 这些品种全生育期春播120-125天,株高230-270cm,穗位高90- 100cm之间,亩产量500公斤以上。适宜在玉米高产创建示范片进 行规范化高产栽培。 二、耕翻整地 在玉米高产创建示范片种植玉米一般选择水源条件差的稻田和旱土种植,根据当地种植习惯一般为清种(同一季节一块地只种一种作物),少部分间作花生、黄豆、红薯等,今年要大力推广宽窄行,一 穴单株种植,在冬前要将土壤翻耕冻坯,播种前及时耙碎,按厢宽2.6-2.8米分厢,开沟起垄。 春玉米的种植的管理 三、施足基肥 根据土粮普查资料,新田铺镇小塘镇玉米示范基地土种80%为灰 黄泥土质和河砂泥(石马江流域)有机质含量高(23.1-54.9g/kg),碱 解N含量适宜偏高(124-217mg/kg),有效磷含量适宜偏低(0.5- 16.4mg/kg),速效钾含量缺乏(33-158mg/kg)PH值 5.2-7.0等特点,

玉米需肥特点

一、玉米需肥特点 1、不同生长时期玉米对养分的需求特点 每个生长时期玉米需要养分比例不同。玉米从出苗到拔节,吸收氮 2.5%、有效磷1.12%、有效钾3%;从拔节到开花,吸收氮素51.15%、有效磷63.81%、有效钾97%;从开花到成熟,吸收氮46.35%、有效磷35.07%,有效钾0%。一般春玉米苗期(拔节前)吸氮仅占总量的 2.2%,中期(拔节至抽穗开花)占51.2%,后期(抽穗后)占46.6%。而夏玉米苗期吸氮占9.7%,中期占78.4%,后期占11.9%。春玉米吸磷,苗期占总吸收量的1.1%,中期占63.9%,后期占35.0%;夏玉米苗期吸收磷占10.5%,中期占80%,后期占9.5%。玉米对钾的吸收,春夏玉米均在拔节后迅速增加,且在开花期达到峰值,吸收速率大,容易导致供钾不足,出现缺钾症状。 玉米营养临界期:玉米磷素营养临界期在三叶期,一般是种子营养转向土壤营养时期;玉米氮素临界期则比磷稍后,通常在营养生长转向生殖生长的时期。临界期对养分需求并不大,但养分要全面,比例要适宜。这个时期营养元素过多过少或者不平衡,对玉米生长发育都将产生明显不良影响,而且以后无论怎样补充缺乏的营养元素都无济于事。 玉米营养最大效率期:玉米最大效率期在大喇叭口期。这是玉米养分吸收最快最大的时期。这期间玉米需要养分的绝对数量和相对数量都最大,吸收速度也最快,肥料的作用最大,此时肥料施用量适宜,玉米增产效果最明显。 2、玉米整个生育期内对养分的需求量 玉米生长需要从土壤中吸收多种矿质营养元素,其中以氮素最多,钾次之,磷居第三位。一般每生产100千克籽粒需从土壤吸收纯氮2.5千克、五氧化二磷 1.2千克、氧化钾 2.0千克。氮磷钾比例为:1:0.48:0.8. 二、玉米施肥量 1、确定目标产量目标产量就是当年种植玉米要定多少产量,它是由耕地的土壤肥力高低情况确定的。另外,也可以根据地块前三年玉米的平均产量,再提高10%一15%作为玉米的目标产量。例如:某地块为较高肥力土壤,当年计划玉米产量达到600千克,玉米整个生育期所需要的氮、磷、钾养分量分别为15千克、7.2千克和12千克。 2、计算土壤养分供应量测定土壤中含有多少速效养分,然后计算出1亩地中含有多少养分。1亩地表土按20厘米算,共有15万千克土,如果土壤碱解氮的测定值为120毫克/千克,有效磷含量测定值为40毫克/千克,速效钾含量测定值为90毫克/千克,则1亩地土壤有效碱解氮的总量为:15万千克×120毫克/千克×10-6 = 18千克,有效磷总量为6千克,速效钾总量为13.5千克。由于土壤多种因素影响土壤养分的有效性,土壤中所有的有效养分并不能全部被玉米吸收利用,需要乘上一个土壤养分校正系数。我国各省配方施肥参数研究表明,碱解氮的校正系数在0.3一0.7之间(o/sen法),有效磷校正系数在0.4一0.5之间,速效钾的校正系数在0.5一0.85之间。氮磷钾化肥利用率为:氮30%一35%、10%一20%、钾40%一50%。 3、确定玉米施肥量有了玉米全生育期所需的养分量和土壤养分供应量及肥料利用率就可以直接计算玉米的施肥量了。再把纯养分量转换成肥料的实质量,就可以用来指导施肥。根据1、2当中的数据,亩产600千克玉米,所需纯氮量为(15-18×0.6)÷0.30=14千克。磷肥用量为(7.2-6×0.5)÷0.2=21千克,考虑到磷肥后效明显,所以磷肥可以减半施用,即施10千克。钾肥用量为(12

常见作物需肥特点及施肥技术

常见作物需肥规律及施肥技术 (一)大田作物 1、小麦 需肥规律: 一般每生产100kg小麦籽粒,需吸收纯氮 3.00kg,磷(P205)1.00-1.50kg,钾(K20)2.00-4.00kg,氮、磷、钾比例约为3:1:3。根据小麦的生长发育规律和营养特点,应重施底肥,一般应占总施肥量的60%-80%,追肥占40%-20%为宜。 施肥技术: 1)底肥:小麦的底肥应以农家肥为主,配合施用化肥。一般每亩施农家肥2000-3000kg 的基础上,再施22-18-8或24-14-7的复混肥40-50kg 2)追肥:对于底肥不足,播种比较晚分蘖少的三类麦田,要及早追肥,一般都要采取春肥冬施的措施,结合浇冻水追肥,可在小雪前后施肥,每亩追施28-6-6配方肥20-25kg;对于底肥施的比较足、分蘖多的一、二类麦田,要根据长势及群体情况可在小麦起身、拔节期酌情追肥。每亩可用28-6-6的配方肥10-15kg,并配合浇水。 3)根外追肥:后期小麦仍需要一定的养分,这时小麦根系己老化,可采取叶面喷肥的方法来给小麦补充养分。对抽穗到乳熟期如叶色发黄,有脱肥早衰现象的麦田,每亩可以喷施1%的尿素液50升左右,7-10天喷一次,连喷两次。对于叶色浓绿,有贪青晚熟趋势的麦田,每亩可喷施0.2%浓度的磷酸二氢钾溶液50升,防止干热风,增加粒重。 小麦施肥指标 2、玉米 需肥规律: 每生产100kg玉米约需从土壤中吸收2.22-4.24kg氮,平均量为2.57kg;磷(P2O5)1-1.5kg;钾(K2O)1.52-4.00kg,平均量为2.14千克,产量愈高氮磷钾吸收就愈多。

玉米对氮肥很敏感,在配施农家肥和磷肥的基础上,在每亩施3-10kg尿素的范围内,1kg尿素可增产6-11kg玉米籽粒。玉米需磷较少,但不能缺,三叶期缺了磷,将导致以后的空秆秃顶。玉米又是喜锌作物,施用锌肥,增产在15%左右。 施肥技术: 玉米施肥原则是以有机肥为基础,重施氮肥、适施磷肥、增施钾肥、配施微肥。采用农家肥与磷、钾、微肥混合作底肥,氮肥以追肥为主。春玉米追肥应前轻后重,夏玉米则应前重后轻。 玉米施肥量:在中等肥力地块上,每增产100kg玉米需要施氮5kg,磷2kg,钾3kg,具体运用还应因地、因品种不同而作适当调整。亩产千斤玉米的参考施肥量为:农家肥1500kg,氮素9-11kg,磷4-5kg,钾5-6kg,锌肥1kg。 1)基肥:直播露地春玉米,应把所需的磷、钾、锌肥和2-3kg尿素一并与农家肥拌匀,施入种穴,适墒播种。余下的氮素肥料留作追肥;山区地膜覆盖直播玉米,要把玉米全生育期所需磷、钾、锌肥和70%氮肥作底肥。其方法是:在播种两行玉米之间开一条深3-4寸、宽8寸左右的沟。先将氮肥施于底层,再将所有的磷钾锌肥与农家肥混匀,施在氮肥上面。然后起垄覆土,垄高2-3寸,待时播种覆膜。 2)种肥:对未包衣的种子,播前晒种2-3天,用锌肥10kg加水50g,拌种1.5-2kg,堆闷1小时,摊开阴干即可播种。 3)追肥: ①直播露地春玉米追肥要前轻后重。氮素肥料追拔节肥(6-7叶期)占施氮总量的1/3,喇叭肥(10-11叶期)占1/3。 ②直播夏玉米追肥应前重后轻。夏播回茬玉米因农活忙、农时紧,多数是白籽下种,追肥显得十分重要。拔节肥(5-6叶期)应占总施氮量的三分之二,喇叭肥(10-11叶期)占三分之一。 ③地膜玉米:因底肥用量足,肥效长,每亩将未施的30%的氮肥在喇叭口期一次追施。方法是每隔两株玉米打一施肥孔,施入肥料。 玉米施肥指标

水稻低磷胁迫研究进展

收稿日期:20060615 作者简介:戴高兴(1975),男,理学硕士,助理研究员,主要研究方向为植物逆境生理。 水稻低磷胁迫研究进展 戴高兴, 邓国富, 周 萌 (广西农科院水稻研究所, 南宁 53007) 摘要:缺磷是农业生产中限制水稻产量的一个重要因子。通过对磷在土壤中的存在形式,低磷胁迫对水稻根系、光合作用、磷亲和力的影响,以及水稻耐低磷基因型的筛选和耐低磷基因分子定位的进展进行综述,并对今后水稻低磷胁迫的研究趋势作出预测,以期为水稻耐低磷研究及磷高效水稻品种改良提供新的思路和理论依据。 关键词:水稻;低磷胁迫;根系;耐低磷中图分类号:S 511.01  文献标识码:A 文章编号:1002—8161(2006)06-0671-05 Advances i n low phosphorus stress on r ice DA I Gao 2x ing ,D EN G Guo 2fu ,ZHOU M eng (R ice R esearch Institu te ,Guang x i A cad e m y of A g ricu ltu ral S ciences ,N anning 53007,Ch ina ) Abstract :T he lack of pho spho rus in rice is one of the m aj o r constraints to rice yield in agricultural p roduc 2ti on .T he p rogresses on the existed fo r m s of pho spho rus in so il ,and the effects of low pho spho rus stress on rice roo t ,pho to synthesis and affinity of pho spho rus w ere summ arized ,as w ell as the screening of rice geno type to ler 2ance to low pho spho rus and its gene mo lecular m app ing .M o reover ,the future research trend on low pho spho rous stress on rice w ere p redicted and it w ould offer a new idea and reference fo r studying rice to lerance to low pho spho 2rous and i m p roving rice varieties w ith h igh efficiency of pho spho rus . Key words :rice ;low pho spho rus stress ;roo t ;to lerance to low pho spho rus 水稻是世界一半以上人口的主要食物来源[1],水稻栽培环境多种多样,从坡地到低洼地,从富氧的土壤环境到淹水环境,从温带到赤道都有种植。由于水稻对土壤中磷的利用率较低,所以施入土壤中的磷肥大部分转变为无效态而进入土壤磷库。此外,水稻是对缺磷很敏感的作物,磷(P )是水稻生长发育的必需元素,因此缺磷就成为限制水稻产量的一个重要因子。如何解决水稻磷素营养、既保持水稻高产又保护环境并提高资源利用率,成为国内外众多学者研究的焦点之一。随着生物技术的迅速发展,人们对水稻磷素代谢的本质有了较清楚的了解,特别是在作物耐低磷资源筛选及品种选育上已取得了一定的成效;同时在水稻吸收利用土壤磷的基因型差异的机制方面也进行了广泛的研究,认为水稻在磷亏缺条件下会在形态、生理、生化等方面发生适应性改变,包括根构型、碳代谢、膜结构的调整,低分子量有机酸、质子和酶的分泌以及提高低磷响应基因的表 达等。本文主要对近年来水稻低磷胁迫的研究进展 做一简要回顾。 1 磷在土壤中的存在形式 磷是作物生长的必需营养元素,不仅是植物体的组成成分,也是植物体内能量载体的主要组分和提供者。磷在植物的光合作用、呼吸作用和生理生化调节过程中起着重要作用[2]。一般土壤中全磷含量都比较充足,但植物可吸收的有效磷却很低,只有110Λm o l L 左右,明显低于许多微量元素的含量水 平,这就是所谓的“遗传学缺乏”[3],而非“土壤学缺磷”。磷在土壤中的移动性较差,主要借助扩散方式迁移到根表,其扩散距离只有1~2mm ,且磷在土壤中的扩散系数很小(约为3×10~14m o l c m ?s )。植 物一般仅能吸收距根表面1~4mm 根际土壤中的 磷。土壤中的磷主要以PO 3-3、H PO 2-3和H 2PO -3 等无机可溶态形式被吸收,而绝大部分的磷是以难溶 ? 176?广西农业科学 2006年第37卷第6期

贾绪存-低磷胁迫对玉米侧根密度的影响

低磷胁迫对玉米侧根密度的影响 汇报人:贾绪存 导师:刘鹏教授董树亭教授 山东农业大学 2017.8.18 哈尔滨

汇报提纲 一.前言 二.材料与方法三.主要研究结果四.小结

一、前言 磷是植物生长发育必需的大量元素,全世界30%-40%的耕地粮食生产受低磷限制。虽然我国磷肥用量持续增长,但粮食作物磷肥利用率仅为11.6%。且我国耕地严重缺磷土壤(有效磷<5 mg kg-1)占全国耕地面积的50%左右。土壤缺磷成为粮食生产的主要限制因素之一。

Cordell et al (2009) 1800-2000年全球磷肥来源 ?全球磷矿资源有限,全球商业磷储量将在50-100年内耗尽。

?植物根系可对低磷胁迫产生一系列的生理、形态方面的响应。研究表明,较高的根长密度、根毛长度和浅根型根系构型可提高低磷胁迫下植物对磷素的吸收。 ?侧根由主根上的侧根原基分化、伸长形成。侧根的形成和生长影响根系对土壤探索能力、根系吸收面积和土壤磷溶解。研究表明,较高的侧根密度有利于形成浅根型根系。SimRoot模型分析表明,当土壤中有效磷含量较低时,较高的侧根密度有利于根系吸收表层土中的磷,促进植物生长发育。 FL MS Postma et al., 2014

?验证高侧根密度玉米根系有利于土壤磷素吸收的假设。研究不同侧根密度玉米自交系根系构型、根长密度、根代谢与植株磷素吸收、光合速率、干物质和产量形成间的关系。 ?低磷胁迫下不同表型玉米侧根密度的表现 ?低磷胁迫对不同表型玉米根系呼吸的影响 ?低磷胁迫对不同表型玉米根系通气组织的影响 ?低磷胁迫对不同表型玉米磷素吸收的影响 ?低磷胁迫对不同表型玉米光合速率的影响 ?低磷胁迫对不同表型玉米地上部生物量和产量影响

春玉米施肥技术

春玉米施肥技术 近期南漳县薛坪农技中心根据该镇产量指标,地理基础,气候条件,肥料利用率,密度,品种等因素,在农户间宣传了春玉米施肥技术,深得农户响应。春玉米施肥总原则:施肥应掌握“基施为主,种肥,追肥为辅”原则。 1、基肥施肥方法 使用基肥要结合耕翻作业,要求达到土壤相融,全层施肥。一般情况,全部氮肥的30%-40%(如有种肥可相应减少部分用量)做基肥效果好,比全部做追肥增产10%以上。尿素做基肥一般不能超过7公斤/亩,老大量施肥深度不够,烧苗的几率达10%以上。磷肥应集中条施,不要撒施,防止水溶性磷肥被固体而降低肥效。钾肥要早施,集中施,春玉米在抽雄期要吸收完成一生需钾量的90%以上。早期不能满足春玉米对钾的需要,即使后期再补给也难以弥补造成的损失,所以钾肥总量的70%做基肥,30%做追肥效果较好。 2、种肥施肥方法 选择腐熟的牲畜粪,禽类,人类等有机肥。也可选择磷酸二铵,硫酸钾,氯化钾等化肥做种肥,尿素不宜做种肥施用。 施肥方法:有机肥人工滤施,有机颗粒复合肥可机械施入,颗粒状化肥随机械施入。做到种,肥隔离,施在种旁2-4厘米或种下3厘米为安全。 3.追肥方法 各种速效氮肥,钾肥,如尿素,硫酸铵,碳酸氢铵等可作追肥。春玉米长势差,肥料又充足,可以在拔节期,喇叭口期和果穗吐丝期3次追肥,肥料不足应在大喇叭口期一次追肥。春玉米长势好,地力强,基肥足,在大喇叭口期追肥一次。拔节肥一般没亩可追1.5-2.5千克纯氮的化肥,通常在玉米拔节后,长出7-9片叶时开穴追施。穗肥一般在玉米出现大喇叭口时期施用,该时期约离抽雄花前10-15天,每亩可穴施2.5-3.5千克纯氮。粒肥一般应在果穗吐丝时施用为好,这样能使肥效于灌浆乳熟时期发挥作用,粒肥用量不宜过大,每亩穴施纯氮1.0千克即可。 玉米科学施肥技术 玉米对大量元素养分的需求以氮最多,钾次之,磷最少。玉米吸收肥料三要素各生育期累积吸收百分率的趋势是:拔节期1%-4%,小喇叭口期5%-8%, 玉米对大量元素养分的需求以氮最多,钾次之,磷最少。玉米吸收肥料三要素各生育期累积吸收百分率的趋势是:拔节期1%-4%,小喇叭口期5%-8%,大喇叭口期30%-35%,抽雄期50%-60%,籽粒形成至成熟期为65%-100%。一般来说,苗期生长慢,植株小,吸收的养分少,拔节期至开花期生长快,正是雌穗和雄穗的形成和发育时期,吸收养分的速度快,数量多,是玉米需要营养的关键时期。春玉米在抽雄开花期达到高峰,夏玉米以大喇叭口至抽丝期最多,其中大喇叭口期是需肥高峰期,这也跟雨水和积温等气候条件密切相关。 当前农户施肥习惯存在以下问题: 1)农民习惯只在小麦种植前施用一次有机肥(农家肥),且有相当大的比例农户没有施用,有机质含量较低,肥力差,造成地力的下降。 2)只用氮肥(尿素、碳铵)或氮磷肥(磷酸二铵),轻视钾肥的使用,或者有些只施用一定比例的复合肥,造成养分的不均衡。不能根据自家地的产量水平准确肥料用量。 3)施用方法及施用部位不科学,采用撒施的较多,肥料流失较多,利用率降低,亦有烧苗 现象存在。 4)大多数小麦秸秆进行还田,导致土壤的碳氮不平衡。

玉米需肥特性及施肥技术

一、玉米的需肥特点 玉米是高产作物,植株高大,吸收养分多,施肥增产效果极为显著。据试验分析,亩产100公斤籽粒,需要吸收纯氮2.2―2.8公斤,五氧化二磷0.7―0.9公斤,氧化钾1.5―2.3公斤。玉米不同生育阶段对养分的需求数量、比例有很大不同,从三叶期到拔节期,随着幼苗的生长消耗养分的数量逐渐增加,这个生育期吸收营养物质虽然少,但必须满足要求才能获得壮苗。拔节到抽雄期是玉米果穗形成阶段,也是需要养分最多的时期,此期吸收的氮占整个生育期的三分之一,磷占二分之一,钾占三分之二。此期如营养充足,能促使玉米植株高大,茎秆粗壮,穗大粒多。抽穗到开花期,植株的生长基本结束,所消耗的氮占整个生育期的五分之一,磷占五分之一,钾占三分之一。灌浆开始后,玉米的需肥量又迅速增加,以形成籽粒中的蛋白质、淀粉和脂肪,一直到成熟为止。这一时期吸收的氮占整个生育期的二分之一,磷占三分之一。 二、氮、磷、钾营养不足或过剩对玉米生长及产量有哪些影响 N的影响:生长初期氮肥不足时植株生长缓慢,呈黄绿色;旺盛生长期氮肥不足时呈淡绿色,然后变成黄色,同时下部叶片干枯,由叶尖开始逐渐达到中脉,最后全部干枯;播种时施入过量的可溶性氮肥,一旦遇到干旱,就会伤害种子,影响发芽,出苗慢而不整齐,降低出苗率。后期氮素营养过多时,生育延迟,营养生长繁茂,子实产量下降。同时由于氮素多,促进了蛋白质的合成,大量消耗碳水化合物,因此组织分化不良,表皮发育不完全,易倒伏。 P的影响:玉米有两个时期最容易缺磷。一是幼苗期,玉米从发芽到三叶期前,幼苗所需的磷是由种子供给的,当种子内的磷消耗完后,便开始吸收土壤或肥料中的磷。但因幼苗根系短小,吸收能力弱,如此期磷素不足下部叶片便出现暗绿色,此后从边缘开始出现紫红色。极度缺磷时,叶片边缘从叶尖开始变成褐色,此后生长更加缓慢。二是开花期,开花时期植株内部的磷开始从叶片和茎秆向子粒中转移,此时如果缺磷,雌蕊花丝延迟抽出,受精不完全,往往长成籽实行列歪曲的畸形果穗。但磷肥也不宜过多,施磷过多玉米加速生长,果穗形成过程很快结束,穗粒数减少,产量不高。 K的影响:玉米幼苗期缺钾生长缓慢,茎秆矮小,嫩叶呈黄色或褐色。严重缺钾时,叶缘或顶端成火烧状。较老的植株缺钾时叶脉变黄,节间缩短,根系发育弱,易倒伏。植株缺钾时,果穗顶部缺粒,子粒小,产量低,而钾肥过多对玉米的生长发育及产量并没有明显的影响。 三、施肥技术 玉米施肥原则是以有机肥为基础,重施氮肥、适施磷肥、增施钾肥、配施微肥。采用农家肥与磷、钾、微肥混合作底肥,氮肥以追肥为主。 1.施肥量夏玉米是需氮较多的作物,一般情况下施氮可增产30%左右。氮、磷配合施用夏玉米增产47%左右;氮、磷、钾配合施用夏玉米增产60%以上。根据黄淮夏玉米区地力水平,夏玉米地力分为3级:在产量为6 750 kg/hm2以下时,折合实物化肥,相当于追施尿素375.0~487.5 kg/hm2、磷酸二铵75.0~112.5 kg/hm2、氯化钾60-90 kg/hm2。在产量为6 750~-9 000 kg/hm2时,折合实物化肥,相当于追施尿素412.5~487.5 kg/hm2、磷酸二铵97.5~127.5 kg/hm2、氯化钾112.5~150.0 kg/hm2。在产量为9 000 kg/hm2以上时,折合实物化肥,相当于追施尿素487.5~562.5 kg/hm2、磷酸二铵112.5~165.0 kg/hm2、氯化钾150-225 kg/hm2。 2.施肥时间玉米追肥一般分为苗肥、拔节肥、攻穗肥。苗肥要轻,保证

作物需肥规律及施肥方法

玉米的营养特性与施肥技术 (一)生育与营养 玉米生育可分为苗期、穗期和花粒期。苗期,是扎根、长叶为主;穗期,从拔节至抽穗,营养生长和生殖生长同时进行,影响果穗大小;花粒期,从雄穗抽出、灌浆、蜡熟至成熟,是玉米生殖生长阶段。研究表明,玉米在不同的生育阶段对NPK吸收表现出苗期少,拔节期显著增加,孕穗到抽穗期达到最高峰。春玉米在子粒形成阶段,氮素吸收最多,占总量的47%,其次是拔节孕穗期;夏玉米生育期短,吸收氮素的时间较早,拔节孕穗期占总量的76%。玉米施肥应根据这一特点,在需肥高峰期前施用。 春玉米主产区在东北地区,多为一年一熟制种植,生长期120天左右,大多亩产500—700公斤。一般每生产100公斤玉米子粒,需吸收氮(N)3.0—4.0公斤、磷(P2O5)1.2—1.6公斤、钾(K2O)4.5—5.5公斤,N:P2O5∶K2O平均为3.5∶1.4∶5.0,N:P2O5∶K2O平均为1.8∶1.1∶2.1,即1∶0.6∶1.2。如果亩产双季稻谷450公斤,需吸收N—P2O5—K2O平均为8—5—10(公斤);亩产单季稻谷550公斤,需吸收10—6—12公斤。 (二)施肥用量 我国北方地区大多缺磷,玉米亩施磷肥(P 2O5)4—8公斤效果显著。虽然北方地区土壤钾素较丰富,但春玉米产量较高,对钾素较敏感,也需要增施钾肥。在正常施用有机肥的情况下,合理施肥的养分比例:N:P2O5∶K2O为1∶0.4—0.5∶0.3—0.4,平均1∶0.45∶0.35。如果春、夏玉米分别亩产600公斤和400公斤,亩需氮肥(N)20—26公斤和11—13公斤。春玉米N—P2O5—K2O 的平均施肥量为23—10—8(公斤);夏玉米为12 —5—4(公斤)。春玉米的高产区以东北地区为主,土壤肥力较高,供肥能力强;夏玉米以华北地区为主,种植期间气温高,水分充足,有利于土壤磷素的释放。试验证明,以上提出的施肥量,可以达到养分平衡,经济施肥的目的。 (三)施肥方法 春玉米生长期较长,产量高,既施足基肥,也要重视追肥。施肥大多将全部的农家肥、磷、钾肥和40%左右的氮肥作基肥。余下的约60%氮肥作追肥,采用“前轻后重”的施肥方法,即在拔节前施入追肥的1/3,在大喇叭口期施入追肥的2/3。夏玉米大多与小麦轮作,在小麦收割前采用套种或收割后不耕地直接播种。农户大多在播种时施部分种肥,追肥采用“前重后轻”,将追肥总量的2/3的氮素在拔节前期施入,大喇叭口期施入1/3。如果前茬冬小麦施足磷、钾肥,夏玉米也可以仅追施尿素,利用前茬冬小麦的磷、钾肥后效即可。追肥方法:在作物行间开7厘米左右深沟,沿沟施入肥料,随即覆土。玉米对微量元素锌敏感,在缺锌的地块,亩用硫酸锌1—2公斤与肥料混匀一起施入,或亩用0.1—0.3%的硫酸锌溶液50—70公斤,作叶面喷施,经济效益更好。 玉米缺素症状

植物根系形态对低磷胁迫应答的研究进展

植物学通报 2006, 23 (4): 409 ̄417收稿日期: 2005-12-14; 接受日期: 2006-05-09 基金项目: 高等学校博士学科点专项科研基金(20050504009) * 通讯作者 Author for correspondence. E-mail: fangsenxu@https://www.wendangku.net/doc/5013488176.html, .专题介绍. 植物根系形态对低磷胁迫应答的研究进展 赵华1,2 徐芳森1,2* 石磊1,2 王运华2 (1华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室 武汉 430070) (2华中农业大学微量元素研究中心 武汉 430070) 摘要 本文综述了近年来植物对磷营养高效吸收有关的根系形态方面的研究进展, 总结了植物适应低磷胁迫的根系形态特征, 以及植物适应低磷胁迫根系形态变化的激素调控的内在机制, 着重阐述了植物适应低磷根系形态变化的分子生物学基础, 并对开展此类工作的有效途径进行了探讨。 关键词 磷, 胁迫, 根系形态, 激素, 分子生物学 Advances in Plant Root Morphology Adaptability to Phosphorus Deficiency Stress Hua Zhao 1 ,2, Fangsen Xu 1 , 2*, Lei Shi 1 ,2, Yunhua Wang 2 (1 National Key Laboratory of Crop Genetic Improvement , Huazhong Agricultural University , Wuhan 430070) (2 Microelement Research Center , Huazhong Agricultural University , Wuhan 430070) Abstract This paper summarizes the advances in studies of plant root morphology related to high efficient uptake and utilization of phosphorus (P), specifically, plant root morphological characters adapting to P deficiency stress and its possible mechanism regulated by phytohormones and the molecular biology of plant root systems adapting to low-P stress. Discussed are useful advanced biology approaches to develop similar studies. Key words phosphorus, stress, root morphology, phytohormone, molecular biology 磷是植物生长发育所必需的大量营养元 素。磷在能量代谢、糖分代谢、酶促反应和 光合作用等过程中起着至关重要的作用, 并且是 核酸、植素和卵磷脂的重要组成成分, 在很大 程度上决定了作物的产量和品质(Lynch, 1995; 孙海国等, 2001)。然而, 磷在土壤中的移动性 很小, 它主要借助扩散方式迁移到根系表面, 土 壤中磷亏缺区常常只有几个毫米, 且易被土壤中 的矿物和有机物所固定, 导致土壤中磷的有效性 较低, 从而成为作物生长的重要限制因子(赵明等, 2002)。低磷胁迫下, 根系形态的适应性变化是植物高效利用土壤磷的重要基础, 而这一重要基础受遗传调控, 这就使得通过作物根形态特性的遗传改良来提高磷利用效率成为可能(廖红和严小龙, 2000; Hammond et al., 2004; Tara and Niels, 2004)。因此, 发掘作物自身磷营养高效利用的种质资源, 改良作物磷营养性状, 已成为目前植物磷营养研究的热点和重点(严小龙等,1992; 廖红和严小龙, 2000, 2001)。本文综述了植物适应低磷胁迫的根系形态适应性变化特征

(完整版)低磷胁迫对不同甜糯玉米品种苗期生物量的研究毕业设计

低磷胁迫对不同甜糯玉米品种苗期生物量的研 究 Study on Biomass in Different Sweet and Waxy Corn Seedling Stage under Low Phosphorus Stress 学生姓名陈应标学号 所在学院农学院班级农资1111班所在专业农业资源与环境

申请学位农学学士学位 指导教师郭荣发职称教授副指导教师职称 答辩时间2015年5月30 日

目录 摘要................................................................................................................................... ABSTRACT ........................................................................................................................ 1前言.............................................................................................................................. 1.1........................................................................................................................ 1.2低磷胁迫下玉米的缺素症状表现研究................................................................. 1.3湛江土壤特性......................................................................................................... 1.4低磷胁迫生物量的研究进展................................................................................. 1.5研究目的与意义..................................................................................................... 2实验材料与方法.......................................................................................................... 2.1实验材料 ..................................................................................................................... 2.2实验设计 ..................................................................................................................... 2.2.1准备工作............................................................................................................... 2.2.2实验步骤............................................................................................................... 2.3测定项目与方法 ......................................................................................................... 2.4数据分析方法 ............................................................................................................. 3结果与分析.................................................................................................................. 3.1低磷条件下对甜糯玉米苗期株高的影响 ................................................................. 3.2低磷条件下对甜糯玉米苗期茎粗的影响 ................................................................. 3.3低磷条件下对甜糯玉米苗期根体积的影响 (1) 3.4低磷条件下对甜糯玉米苗期根数的影响 (1) 3.6低磷条件下对甜糯玉米苗期冠干重的影响 (1) 4结论与讨论 (1) 4.1结论 (1)

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