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高投入蔬菜种植体系磷素高效利用的根际对话及效应研究进展 总被引：1，自引：1，他引：0
蔬菜种植体系是一种高投入体系,高量磷肥的投入会造成磷资源浪费和磷高积累带来的环境风险。通过根际调控增加磷有效性以及提高蔬菜对磷的吸收利用是菜地减磷增效行之有效的手段之一。基于该研究思路,综述了根际对话三大模块,植物-植物对话（蔬菜间套作根系互作）、植物-微生物对话（蔬菜根系与菌根真菌及根际促生菌互作）以及微生物-微生物对话（菜地解磷微生物与根际微生物互作）在促进蔬菜根系发育、活化土壤累积态磷从而增加蔬菜对磷的吸收利用方面的作用及其作用机制。同时阐述了人为调控不同模块,如利用解磷微生物菌肥提高蔬菜磷吸收利用,以及在缓解蔬菜连作障碍方面的应用效果及机理。最后探讨今后高投入体系根际对话的研究方向,旨在为推动高投入蔬菜种植体系磷肥管理的绿色和可持续发展提供理论依据。 相似文献
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土壤—植物根际磷的生物有效性研究进展 总被引：14，自引：0，他引：14
探讨土壤－植物根际磷素养分状况及利用机理，提高土壤磷的生物有效性，使土壤中潜在的难溶性磷库活化，提高磷肥利用率，对促进农业生产的持续发展和陆地生态系统的良性循环具有重大的现实意义。文章从这一角度出发，论述了根际土壤中根际微生物，根际pH值，根系分泌物，菌根，根际土壤磷酸酶等各种因素对提高土壤磷素利用率的机理。 相似文献
3.
菜地土壤解磷微生物特征及其在磷形态转化调控中的作用 总被引：2，自引：2，他引：2
目前蔬菜生产存在为追求高产而盲目"高磷投入"的现象,尽管持续高量的磷肥投入导致菜地土壤磷库储量较之粮田更加丰富,但土壤中的磷极易被固定形成无效态磷,导致菜地磷肥当季利用率低以及磷高积累带来的环境风险。而解磷微生物可以利用自身的代谢功能驱动土壤难溶性磷向有效磷的转化,从而直接影响土壤磷素周转及供磷水平。本文探讨了菜地土壤解磷微生物特征、根际磷素周转及其对蔬菜磷吸收利用的贡献、磷肥及碳源种类对解磷微生物的影响、解磷微生物在菜地面源污染防控中的作用及其今后高效应用研究方向,旨在为今后提高蔬菜磷肥利用率,以及充分利用菜地累积态磷,从而进一步降低环境风险提供参考。 相似文献
4.
不同供磷水平对旱作条件下水稻生长、根系形态和 养分吸收的影响 总被引：3，自引：0，他引：3
通过盆栽试验,比较分析了磷素对旱作条件下不同水稻品种苗期生长、根系形态及磷素吸收利用效率的影响。结果表明,施用磷肥促进水稻地上部和根系的生长,低磷胁迫显著增大了植物的根冠比,且品种间差异明显,丛矮2在低磷水平和高磷水平下的根冠比比值为1.982,而黄华占相应的比值为1.096;随供磷浓度的增加,水稻植株含磷量增加而磷素生理利用率降低,在3种磷水平下,3345的磷素吸收效率均高于其他4个品种,磷素生理利用率却低于其他4个品种。根系形态参数与磷素吸收、利用效率的相关性分析表明:根系总长对水稻植株吸磷量影响最大。总之,适当地施用磷肥能更好地协调根系与地上部的关系,促进根系的生长和根系对磷素的吸收。 相似文献
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探究不同供磷条件下蔬菜作物根系形态、根际生理属性和解磷微生物丰度的变化,有助于揭示蔬菜作物 高效利用磷的机制,为高投入蔬菜种植体系实现减磷增效提供理论基础。以番茄为供试作物进行田间试验,设 置 T0(不施化学磷肥)、T0.5P(施磷量 100 kg/hm2;减施化学磷肥 50%)、T0.8P(施磷量 160 kg/hm2;减施化学磷肥 20%)、TP(施磷量 200 kg/hm2;常规施磷)4 个处理,测定移栽后第 15、30 及 45 d 番茄地上部生物量和磷吸收 以及根系形态(根长密度、比根长)、根际生理属性(有机酸含量)和土壤解磷微生物(phoD、phoC 和 pqqC)基 因丰度,阐明降低磷肥施用量影响作物根系、微生物以及驱动番茄磷吸收的动态过程。与常规施肥相比,减施磷 肥 50%(施磷 100 kg/hm2)促进了移栽后 45 d 番茄根系比根长的增加,提高了移栽后 45 d 番茄根际有机酸的分泌, 同时刺激了移栽后 30 和 45 d 土壤编码 phoC 和 pqqC 基因解磷微生物的增生。解磷微生物 phoC 和 pqqC 基因丰度 与番茄根系比根长和根际有机酸的分泌呈显著正相关。减施磷肥 20%(施磷 160 kg/hm2)与常规施肥相比,对番 茄根系根长密度、比根长以及根际有机酸的分泌无显著影响,但显著促进了成熟期番茄地上部磷吸收。集约化蔬 菜种植体系具有较大的减施磷肥的空间,最大化发挥植物根系形态、生理可塑性以及协同解磷微生物活化磷的能 力是实现减磷增效的关键。 相似文献
6.
磷矿是生产磷肥的原料,是不可再生的重要战略资源。高品位磷矿开采过度,面临枯竭。充分利用中低品位磷矿,是磷资源可持续高效利用的关键。中低品位磷矿有效磷含量低,提高磷的活化利用效率是综合利用中低品位磷矿的核心。然而,对中低品位磷矿的利用大多重视物理和化学方法的活化效应,忽视了植物自身根际效应的活化作用。植物通过调控根系形态与生理,以及根际互作效应,促进对中低品位磷矿养分的活化与吸收。这种基于根际过程的生物活化是磷资源高效利用的重要途径。本文在总结中低品位磷矿中磷的活化方法的基础上,提出了通过强化作物根际效应,挖掘植物的生物学潜力,提高作物对中低品位磷矿的综合利用效率,为磷资源的可持续利用提供科学依据。本文主要从根际效应层面剖析了中低品位磷矿高效利用的技术原理与途径。充分发挥作物高效利用磷的生物学潜力,有效利用作物的根际特性,实现土壤–作物–磷肥的匹配,开发“绿色”新型磷肥将是未来实现磷资源可持续利用的有效途径。加强磷矿中全量养分的综合利用也是未来研究的重点方向。 相似文献
7.
磷与水分互作的根土界面效应及其高效利用机制研究进展 总被引：6，自引：2，他引：4
【目的】磷与水分利用率低是制约作物生产的重要因子。磷必须在水分的作用下通过根土界面才能被作物吸收利用,磷和水分在根土界面的互作效应是影响其高效利用的关键环节。本文以根际为核心,重点综述了磷与水分在根土界面的互作机制,并剖析了通过强化根土界面磷与水分的协同,提高农田水肥资源利用效率的根际调控途径。[主要进展]根系的形态和生理变化深刻影响磷和水分的有效性,而根系生长和根际过程依赖于植物的营养和水分供应状况,作物根层适宜的水分和养分供应水平能最大化根系和根际过程的效率,从而促进作物对磷与水资源的高效利用。作物根系除了能对根层土壤中磷和水分的系统供应做出响应外,也对局部磷和水分的变化产生形态和生理上的反应。根系响应磷和水分的表型可塑性与植物激素的调控作用密切相关。ABA、乙烯、NO均参与磷和水分互作的调控过程,质外体pH在调控植物抵抗水分胁迫过程中具有重要作用,并与植物的营养状况密切相关。[展望]深入理解根土界面水与磷互作的协同过程及其调控机制是提高集约化作物体系水分和磷利用效率的关键。未来的研究方向与重点包括:进一步揭示磷和水分互作与激素信号途径之间的关系,探明农田生态系统中磷与水分互作的根土界面效应及其高效利用的协同机制,建立不同种植条件下水肥资源高效利用的根际调控途径,为通过根系、根际的定向调控,发挥其生物学潜力,提高集约化农田水肥资源的利用效率提供科学依据。 相似文献
8.
丛枝菌根真菌促进植物摄取土壤磷的作用机制 总被引：5，自引：0，他引：5
磷在土壤中易被固定沉淀,在植物磷利用率低的情况下,过度施肥会造成磷肥浪费,可能通过地表径流、地下水溶解等方式,造成水体富营养化产生面源污染,对人类生产生活造成较大影响。丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)和植物结合所形成的共生菌根可以显著增强植株对磷的吸收利用。通过AMF可以提高宿主植株对磷的吸收转运的特性,从AMF促进植株对磷元素的摄取机制、AMF促进植物磷摄取分子机理、AMF作用下根系分泌物对植株磷利用的影响与根际微生物对AMF磷元素利用的影响4个方面的研究进展进行分析总结。AMF可以通过改变宿主植株的根系形态和菌丝网络的形成,扩大植株对养分吸收范围;释放有机酸、磷酸酶和质子等根系分泌物改变土壤结构和理化性质,与根际微生物共同作用降解土壤中难溶性磷酸盐;诱导相关磷转运蛋白基因的特异性表达,提高植株对磷的转运能力而促进其吸收。 相似文献
9.
石灰性土壤难溶态磷的微生物转化和利用 总被引：21，自引：2，他引：21
目前农业生产中大多通过施用可溶性磷肥为植物提供有效磷。磷酸根化学性质活泼,施入土壤后能很快与土壤中的其它成分发生反应,使植物对其利用的有效度随时间延长而降低,最终以难溶性磷酸盐或吸附态形式滞留于土壤中,难以被植物直接吸收。据估计,在石灰性土壤中约有80% 的磷肥以难溶性磷酸盐存在。为此人们采用了许多方法提高磷肥的利用率,其中利用植物根际与磷循环相关的生物学系统来调节植物根际磷的有效性是重要的途径之一。这个生物学系统包括植物本身对土壤难溶态磷的吸收与利用以及土壤中某些微生物参与的难溶态磷的释放与利用。本文论述了微生物( 细菌和真菌) 转化和利用石灰性土壤中难溶态磷的研究进展。 相似文献
10.
植物对不同形态磷响应特征研究进展 总被引：2，自引：1，他引：1
磷是植物生长发育所必需的大量营养元素之一,参与植物体内许多重要化合物的合成与代谢。土壤中磷素具有多种形态,且不同形态磷的植物有效性差异较大;植物在不同形态磷环境下,体内会形成相应的适应性机制。植物吸收积累磷通常与根形态、根系分泌物、体内磷转运等因素有关,受到特异基因表达的调控。了解植物对磷的吸收积累特性是筛选磷高效植物或磷富集植物的前提,也是充分利用土壤磷素资源、修复磷过剩环境的关键。根据国内外研究现状,本文从磷素吸收积累、根系形态特征、磷酸酶与植酸酶的变化以及磷营养高效的分子机制,综述了植物对不同形态磷的响应特征,并对未来该领域的研究进行了展望。 相似文献
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集约化互作体系植物根系高效获取土壤养分的策略与机制 总被引：6，自引：1，他引：5
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我国蔬菜生产上化肥投入高,化肥减量潜力大。在对重庆化肥投入来源进行分析的基础上,开展重庆主要蔬菜种类的施肥情况调查,并针对性地开展多点有机肥替代试验,研究蔬菜化肥减量和有机替代潜力以及对蔬菜产量的影响。结果表明,2017年蔬菜生产化肥用量占重庆总化肥用量的35.3%,其对2010~2017年重庆化肥用量增加的贡献率为61.4%,远高于其他农作物。469个蔬菜种植农户施肥的调查结果表明,重庆蔬菜种植平均化肥用量为502.7 kg·hm-2(折N、P2O5、K2O合计),多次采收的蔬菜(茄果类、瓜菜类)和浅根系蔬菜(绿叶菜类、甘蓝白菜类)化肥投入最高,具有较大的化肥减量潜力,深根系蔬菜(根菜类、薯芋类)化肥投入较低。54个有机肥替代试验结果显示,通过有机肥替代化肥,菜地土壤有机碳的投入增加681.6 kg·hm-2,有机养分投入增加47.2 kg·hm-2,显著提高蔬菜产量14.7%,每公顷化肥投入平均减少88.0 kg·hm-2,占总化肥养分投入的17.3%,其中氮肥、磷肥和钾肥分别减少27.26%、43.6%和17.2%,磷肥减量幅度高于氮肥和钾肥。综上所述,重庆蔬菜化肥投入普遍偏高,多次采收和浅根系蔬菜,具有较大的减肥潜力;采用有机肥替代化肥技术,不仅减少化肥投入,还可实现蔬菜增产。 相似文献
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Jinxiu Zhang Zhenning Liang Dongmei Jiao Xiaolong Tian 《Communications in Soil Science and Plant Analysis》2018,49(15):1922-1933
Water and nitrogen (N) nutrition are two key factors affecting nutrient absorption growth and biomass production of vegetables. However, less information is available to the interaction between water utilization and nitrogen use efficiency in vegetable production. In this study, a combination of three water levels and three nitrogen fertilizer rates was applied to optimize water and nitrogen application in field experiments. Plant traits, biomass production, and allocation were determined. The fresh and dry weight of leaf, stem, and root significantly decreased when irrigation water was short. Total aboveground biomass decreased in response to deficit irrigation. Leaf chlorophyll concentrations decreased when nitrogen fertilizer reduced. The leaf area was highest when spinach was grown under 170 kg ha?1 of nitrogen fertilizer and 70–80% of field capacity. These results suggested that spinach could be planted with good growth and quality by implementing effective water and nitrogen managements. 相似文献
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有机无机肥料对蔬菜产量和硝酸盐累积的影响 总被引：22，自引：0，他引：22
以成都平原的主要蔬菜萝卜和大蒜为研究对象,探讨不同有机肥料和化肥对萝卜和大蒜的产量及硝酸盐的影响。结果表明,在等氮量的情况下,三种有机肥处理对萝卜、大蒜产量的影响差异显著,而全化肥处理和半量化肥加半量有机肥处理能够保证萝卜和大蒜都获得较高的产量,表明不同有机肥品种对不同蔬菜的适宜性和很强的针对性。两种蔬菜的硝酸盐含量在生长前期大大高于成熟期,并非有机肥生产出来的蔬菜其硝酸盐含量就一定低于化肥。无论是有机肥还是化肥,合理施用都能生产出硝酸盐含量很低的蔬菜产品。有机肥和化肥的合理配合施用,既能提高蔬菜的产量,又能降低蔬菜的硝酸盐。 相似文献