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豆科作物氮素高效利用机制研究进展 总被引：1，自引：0，他引：1
工业氮肥的使用一定程度上满足了农作物高产的需求,但过量施用带来严重的环境生态问题,如何利用生物固氮提供的绿色高效氮素部分代替工业合成氮肥是当前研究的热点。虽然共生固氮体系效率较高,但肥料氮和根际微生物群落可能对结瘤固氮体系的利用产生消极影响。为此,本文从制约共生固氮体系高效利用的关键因素,即土壤有效氮含量及根际微生物群落入手,梳理了豆科植物-根瘤菌共生体系的建立及其对外源氮的响应以及根际微生物群落与根瘤菌共生效率的关系,总结分析了氮素高效利用的生理分子机制,通过优化调控技术提高氮素利用率,为豆科作物氮素高效利用提供理论支持。 相似文献
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《中国水稻科学》2015,(4)
在网室水培条件下,以IR45765-3B(深水稻品种)、中浙优1号(水稻品种)和中旱221(旱稻品种)为材料,研究不同根际氧浓度[1.0mg/L(T1,低氧浓度)、3.0mg/L(T2)、5.5mg/L(T3)、7.5mg/L(饱和氧浓度,T4)]对水稻产量及其氮素吸收利用的影响。结果表明,根际氧浓度显著影响水稻产量和干物质积累,这3个水稻材料的产量表现一致(T2T1T3T4),处理间差异显著。其中,IR45765-3B和中旱221产量差异主要是由每穗粒数和结实率导致的,而根际氧浓度对中浙优1号产量构成的影响,还表现在有效穗数上。在氮素吸收利用方面,水稻生长前期T1和T2处理有利于水稻对氮素的吸收;灌浆后期增氧处理在一定程度上可增加植株氮素积累,但氧浓度过高不利于氮素向籽粒中转运;这3个水稻品种以T2处理氮素利用效率最高,比低氧处理(T1)分别提高6.9%、12.8%和13.8%;根际氧浓度升高提高了水稻营养生长阶段的氮素干物质生产效率。综上所述,3.0mg/L根际氧浓度处理对不同类型水稻产量的形成及其对氮素利用优于其他处理。 相似文献
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我国超级稻根系特性及根际生态研究现状与趋势 总被引：1，自引：0，他引：1
以超级稻为代表的一批超高产水稻研发成功使水稻单产获得大幅度提高。较大的根系生物量、根重密度、根长、根长密度和根直径,根系偏向纵深分布且土壤深层根系生物量增大是超级稻根系生物学主要特征;高的单株根系氧化力、总吸收表面积、活跃吸收表面积、根系细胞分裂素(玉米素与玉米素核苷)含量是超级稻扩库增产的重要根系生理基础。生产中的施肥管理、水分管理、种植方式和根际土壤生态环境pH、氧、微生物、氮素形态等均可显著影响水稻根系的生长发育。通过适当的技术措施调控水稻根际生态环境向有利于水稻生长生理需求方向发展,以促进水稻根系健壮生长,实现水稻增产。水稻高产群体根系构型的形成与根际土壤生态因子匹配原理与调控,高产水稻地下根系、根际生态因子与地上群体的互作机制与调控路径,水稻根系定量化等方面是今后水稻根系深入研究的主要方向。 相似文献
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介绍了目前国内水稻氮素利用概况,详细论述了水稻植株和土壤氮素吸收利用的研究进展,分析了氮素对植物生长发育的重要作用、氮素存在形态和损耗、植株与土壤对氮素吸收利用差异及水稻生产中氮素利用存在的问题,并结合水稻生产实际对如何提高氮肥利用效率做了初步探讨。 相似文献
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连作导致大豆根圈微环境中物质代谢过程发生变化,其中土壤氮素转化相关的一些功能菌群落组成常用来表征土壤氮素转化能力对连作制度的响应。氨氧化是氮素转化过程中的第一步也是限速步骤,通常氨氧化细菌和氨氧化古菌被认为是氨氧化过程的引擎。本文利用黑龙江省农业科学院土壤肥料与环境资源研究所的大豆长期连作试验田为研究平台,采用qPCR和高通量测序等方法,分析连作大豆根际氨氧化古菌的群落丰度和结构组成。结果表明:连作2年和连作17年处理的氨氧化古菌丰度较其它处理低;连作大豆根际氨氧化古菌种类来自泉古菌门(Crenarchaeota)和奇古菌门两大类(Thaumarchaeota),仍有42%为未分类的古菌种类。氨氧化古菌群落结构与环境因子相关关系分析结果表明:轮作和连作2年大豆根际土壤氨氧化古菌群落结构组成与土壤总氮含量、总碳含量呈正相关关系而连作4年以上处理的氨氧化古菌群落结构组成与pH和碳氮比呈正相关关系。 相似文献
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水分与氮素及其互作对水稻产量和水肥利用效率的影响研究进展 总被引：4，自引：1，他引：3
了解水分、氮素及其互作对水稻产量与水、氮利用效率的影响,对协同提高水稻产量与水氮利用效率有重要意义。本文概述了水稻节水灌溉技术、氮肥利用效率与氮肥施用技术、水分与氮素对水稻产量及水氮利用效率的耦合效应、作物-土壤关系及水氮调控机制等方面取得的进展;讨论了存在的问题,这些问题包括:高产水稻作物与土壤的水氮互作效应尚不明确;高产水稻水氮耦合与高效利用的分子机理不清楚;协同提高水稻产量与水氮利用效率的调控途径尚未掌握。针对这些问题,建议今后重点研究:高产水稻作物与土壤的水氮互作效应及其机制;水氮互作调控水稻吸收利用水分和氮素的生理与分子机理;协同提高水稻产量和水氮利用效率的调控途径与关键技术。 相似文献
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水稻根际微生物即水稻根系与土壤紧密接触区域内的微生物,它对水稻生长、营养和健康有重要影响。对国内关于水稻根际微生物的影响因素研究进展进行了综述,主要包括水稻自身因素(品种、根系分泌物、生育期和转基因)和外界因素(重金属与多环芳烃、栽培管理方式和环境变化),并对该领域未来的研究进行了展望。 相似文献
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稻蟹共作模式生态效应研究进展 总被引：3，自引：0，他引：3
主要从土壤、水环境和杂草防控三个方面,对目前我国稻蟹共作模式下田间生态的研究现状进行了总结与分析.提出了几种目前比较常见的稻蟹共作模式,即有机稻蟹和常规稻蟹两种普遍模式.分析了稻蟹共作对土壤理化性质、土壤酶活性和根际微生物区系的影响.养蟹稻田可以显著降低土壤容重,而总孔隙度及全氮、全磷、碱解氮、有效磷、速效钾和土壤有机质含量都显著增加;显著提高0~10 cm土壤脲酶、蛋白酶、脱氢酶以及过氧化氢酶的活性;土壤根际微生物以细菌为主要菌群,氨化细菌、反硝化细菌、嫌气性纤维素分解菌、好气性自生固氮菌、亚硝酸细菌数量显著高于单作水稻;与常规稻蟹相比,有机稻蟹的土壤性状表现更好.稻蟹模式下浮游动植物的多样性和生物量显著低于单作水稻,而水体中溶解氧(DO)明显偏低,硝酸盐、磷酸盐含量显著高于不养蟹稻田.稻田养蟹能够显著抑制稻田4种优势杂草的密度,对于稻田杂草的防控效果明显. 相似文献
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G．CHANDEL S．BANERJEE S．SEE R．MEENA D．J．SHARMA S．B．VERULKAR 《水稻科学》2010,17(3):213-227
Deposition of protein and metal ions (Fe, Zn) in rice grains is a complex polygenic trait showing considerable environmental effect. To analyze the effect of nitrogen application levels and native soil properties on rice grain protein, iron (Fe) and zinc (Zn) contents, 32 rice genotypes were grown at three different locations each under 80 and 120 kg/hm2 nitrogen fertilizer applications. In treatments with nitrogen fertilizer application, the brown rice grain protein content (GPC) increased significantly (1.1% to 7.0%) under higher nitrogen fertilizer application (120 kg/hm2) whereas grain Fe/Zn contents showed non-significant effect of nitrogen application level, thus suggesting that the rate of uptake and translocation of macro-elements does not influence the uptake and translocation of micro-elements. The pH, organic matter content and inherent Fe/Zn levels of native soil showed significant effects on grain Fe and Zn contents of all the rice genotypes. Grain Zn content of almost all the tested rice genotypes was found to increase at Location III having loamy soil texture, neutral pH value (pH 6.83) and higher organic matter content than the other two locations (Locations I and II), indicating significant influence of native soil properties on brown rice grain Zn content while grain Fe content showed significant genotype × environment interaction effect. Genotypic difference was found to be the most significant factor to affect grain Fe/Zn contents in all the tested rice genotypes, indicating that although native soil properties influence phyto-availability of micronutrients and consequently influencing absorption, translocation and grain deposition of Fe/Zn ions, yet genetic makeup of a plant determines its response to varied soil conditions and other external factors. Two indica rice genotypes R-RF-31 (27.62 μg/g grain Zn content and 7.80% GPC) and R1033-968-2-1 (30.05 μg/g grain Zn content and 8.47% GPC) were identified as high grain Zn and moderate GPC rice genotypes. These results indicate that soil property and organic matter content increase the availability of Fe and Zn in rhizosphere, which in turn enhances the uptake, translocation and redistribution of Fe/Zn into rice grains. 相似文献
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为研究不同耕作方式下水稻根际土壤真菌群落多样性,本研究以旋耕、免耕和粉垄耕作处理的水稻根际土壤为研究对象,采用高通量测序技术分析了真菌群落结构和多样性,并结合土壤环境因子进行相关性分析。结果表明：3种耕作处理水稻根际土壤中优势菌门为子囊菌门、接合菌门、担子菌门和球囊菌门,优势菌属为镰刀菌属、被孢霉属、Pyrenochaetopsis、柄孢壳属、毛壳菌属、支顶孢属、隐球菌属、Westerdykella、顶囊壳属、绿僵菌属。接合菌门和被孢霉属、支顶孢属、隐球菌属、顶囊壳属真菌相对丰度在不同处理间差异显著。Alpha多样性指数分析显示,3种耕作处理间无显著差异。PCoA分析表明,不同耕作处理下的土壤真菌群落分布特征存在明显差异。冗余分析表明前两个排序轴共解释了3种耕作处理间土壤真菌群落变化的87.46%。相关性分析显示,土壤pH与接合菌门真菌丰度呈极显著正相关关系,土壤速效磷、碱解氮和有机质含量与接合菌门真菌丰度呈极显著负相关关系,土壤速效磷与担子菌门真菌丰度呈显著正相关关系。综上表明,短期不同耕作方式处理下水稻根际土壤真菌群落结构和多样性存在差异,不同处理下真菌群落分布受土壤pH值、有机质、碱解氮和速效磷影响。 相似文献
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水稻氧营养的生理、生态机制及环境效应研究进展 总被引：6，自引：2，他引：4
氧是水稻生命活动过程中重要的营养因子。水稻利用通气组织将大气中的氧从地上部分转运到根部,同时也能通过根系从生长介质中吸收一部分氧。良好的氧营养状况下水稻才能正常生长,不仅如此,氧营养还参与了水稻 土壤环境系统的作用过程,具有重要的生态效应。从氧营养的水稻生物学响应和根际生态效应两个方面综述了近年来稻田氧营养相关研究状况,重点总结了目前国内外有关水稻需氧性,氧营养对水稻形态学、解剖学特征的影响,相应的生理、生态机制以及环境效应的研究成果,同时比较了水稻生产上所采用的氧营养调控途径,并对水稻氧营养研究作了展望。 相似文献
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【目的】再生稻是头季稻生长的延续。本研究尝试从根际微生态系统的变化来阐明机械化栽培下头季稻氮肥管理对头季-再生季水稻产量形成的影响,为再生稻高产高效栽培提供参考。【方法】以“甬优1540”为材料,通过2年的田间试验,在头季总施氮量(225.00 kg/hm2)不变的前提下,设置头季不同氮肥运筹处理,分析了机械化栽培下再生稻产量、根系伤流强度、根际土壤酶活性及其微生物多样性的变化特点。【结果】头季前氮后移施肥处理(N1、N2)有助于根系保持较高活力,尤其在头季生长中后期N1处理(基肥∶一次分蘖肥∶二次分蘖肥∶孕穗肥=3∶1∶2∶4)根系伤流强度比对照(N0)和当地常规施肥处理(N4)显著提高;N1处理两季总产量最高,2年平均达17 351.23 kg/hm2,比当地常规施肥处理(N4)提高了23.00%。土壤酶活性分析表明,蔗糖酶活性在头季齐穗期表现为N2>N1>N3>N4>N0,之后则表现为N1>N2>N3>N4>N0;过氧化氢酶与硝酸还原酶活性在头季生长期均表现为N1>N2>N3>N4>N0;脲酶活性从头季齐穗期至再生季齐穗始终表现为N1>N2>N3>N4>N0;各生育时期土壤酶活性与根系伤流强度间均呈显著或极显著正相关。细菌 16S rDNA 测序表明,施肥与不施肥处理细菌群落结构多样性差异显著,N1处理细菌 Chao1 指数和香农指数显著高于其他处理。菌群结构分析表明,施肥处理增加了与土壤碳氮循环、有机质含量及抗逆性密切相关的细菌数量,尤其是N1、N2处理硝化螺旋菌属相对丰度较高,有利土壤氮素循环。【结论】机械化栽培下,头季氮肥适当后移有利于再生稻根际微生态系统的改善,从而提高根系活力,促进水稻生长,获得两季水稻的高产。 相似文献
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氮肥水平与栽植密度对植稻土壤养分含量变化与氮肥利用效率的影响 总被引：2，自引：1，他引：2
【目的】为解决水稻土壤保肥能力较弱，水稻产量较低，氮肥利用效率不高等问题，【方法】于山东省济宁市任城区水稻田设置氮肥水平与栽植密度双因素大田试验，设4个施氮量水平，即无氮(N1，0 kg/hm2)、低氮(N2，216 kg/hm2)、中氮(N3，288 kg/hm2)和高氮(N4，360 kg/hm2)；栽植密度设3个梯度，即低密度(24万穴/hm2)、中密度(27万穴/hm2)和高密度(30万穴/hm2)。以探究不同氮肥水平和栽植密度下水稻成熟期土壤养分含量及氮肥利用效率的变化。【结果】随着土层加深，氮、磷、钾、有机质含量均明显下降。其中D3N4处理碱解氮含量下降了60.8%，D3N3处理速效磷含量降低了72.7%。随着施氮量增加，土壤pH值和有机质含量有所下降，速效钾含量升高，肥料偏生产力和氮肥农学利用效率降低，产量先升高后降低；随着栽植密度增加，土壤pH值与速效磷含量有所下降，表层土壤碱解氮含量略有升高，有机质含量与产量及肥料偏生产力均先升高后降低，氮肥农学利用效率降低。【结论】当栽植密度为27万穴/hm2时，氮肥用量288 kg/hm2，水稻产量最高，为14 615.3 kg/hm2；相同密度下氮肥按照216 kg/hm2施用，水稻产量、氮肥农学效率和肥料偏生产力均较高。研究结果可在实际生产中参考应用。 相似文献