铝胁迫对烤烟生长和光合特性的影响

为明确酸性土壤条件下烟草遭受铝毒害的生理机制,以烤烟为材料,采用水培盆栽试验在营养液pH5.0条件下设置硫酸铝浓度分别为0、50、250和500μmol·L-14个处理,研究了铝胁迫对烤烟生长及光合特性的影响。结果表明:①烤烟在铝胁迫条件下根系活力明显降低;②根系鲜质量和干质量、茎叶生物量随铝处理浓度的升高而降低,且对烤烟根系生长的抑制效应大于对茎和叶的抑制效应;③铝胁迫条件下烤烟株高、茎围和单叶叶面积亦受到抑制,但对叶片长度与宽度的影响则不同,铝胁迫处理对叶片伸长没有明显影响,而对叶宽的抑制效应明显,导致受到铝胁迫的烤烟烟叶叶片狭长;④铝胁迫5 d时的烤烟叶绿素含量(质量分数)明显增加,但铝胁迫20 d时对其含量没有产生明显影响;⑤在50μmol·L-1(低浓度)铝胁迫条件下,烟叶净光合速率、气孔导度及蒸腾速率升高,而在250和500μmol·L-1(高浓度)铝胁迫条件下烟叶净光合速率、气孔导度及蒸腾速率明显降低,铝胁迫对烟叶胞间CO₂浓度没有明显影响。      

低钾胁迫下钙调素拮抗剂对烟草幼苗钾积累的影响

为探讨低钾胁迫下钙调素（CaM）拮抗剂对植株幼苗钾积累的影响及其生理机制,采用室内水培法,以烟草品种K326为试验材料,设置2个钾水平和2种钙调素拮抗剂（氯丙嗪和三氟拉嗪）处理,分别测定叶片钙离子及钙调素含量、植株各部位钾含量、根系钾离子吸收相关基因的相对表达量、植株生理特征。结果表明,与常钾水平相比,低钾胁迫下植株各部位钾含量、叶片抗氧化酶活性、叶绿素含量及光合特性指标（除水汽压饱和亏外）明显降低。其中,植株地上部及根系钾含量分别显著降低了23.80%和55.50%,根系中NKT2、NtKC1和NtHAK1基因的相对表达量分别增加了4.05、2.98和12.74倍。2个钾水平下,施加钙调素拮抗剂后,植株各部位钾含量、抗氧化酶活性、叶绿素含量及光合特性6项指标（除水汽压饱和亏外）明显降低。低钾胁迫下,与未添加钙调素拮抗剂相比,钙调素拮抗剂处理的叶片钙调素含量、植株各部位钾含量、根系钾吸收相关基因表达量、叶绿素总含量及光合特性6项指标（除水汽压饱和亏外）显著降低,其中植株地上部及根系钾含量平均降低了23.69%和60.00%,根系中NKT2、NtKC1和NtHAK1基因的相对表达量平均降低了82.84%、94.18%和52.44%。低钾胁迫下添加钙调素拮抗剂会抑制钙调素含量,阻碍Ca²⁺-CaM复合体的形成,影响信号传导,导致叶片抗氧化酶活性及光合作用降低,根系中K⁺吸收相关基因的表达量减少,抑制植株K⁺吸收和积累。     

钾对盐胁迫下甘蔗苗期生长的影响

本文利用水培方法研究了甘蔗品种ROC22在0.5%NaCl盐胁迫下,供给不同浓度钾（0、0.5、3、6 mmol/L）对其苗期生长的影响。结果表明,在盐胁迫下供钾能促进甘蔗生长,增加甘蔗生物量、根长、株高和根冠比,提高蔗叶的保水力和SPAD值,提高钾-钠比,增强甘蔗耐盐性。     

低钾胁迫下不同钙浓度对烟草钾吸收的影响

为探讨低钾胁迫下钙对烟株生长发育及钾素吸收的影响及其机制,通过室内水培法,以烟草品种K326为试验材料,设置2个钾水平和6个钙浓度,分别测定烟株生理特征、根系钙离子含量和ATPase活性及烟株各部位钾含量。结果表明,不同钾水平对烟株生长发育及钾吸收影响显著,低钾水平下的烟株地上部及根系物质量、烟株生理指标及各部位钾含量均低于常钾水平,低钾胁迫下烟株地上部及根系钾含量分别降低了71.80%~25.63%和88.68%~45.47%。同一钾水平下,随着钙浓度的升高,烟株各部位物质量、烟株生理指标、烟株各部位钾含量呈现先升高后降低的趋势。低钾胁迫下,烟株各部位物质量、叶片和根系可溶性蛋白含量、叶片POD和CAT酶活性及烟株各部位钾含量以钙浓度为5 mmol/L时表现最佳,其中根系钾含量达到7.323 mg/g。低钾胁迫显著影响烟株生长发育及钾吸收,外界适当的Ca²⁺浓度可以促进烟株K⁺吸收,但过高的Ca²⁺浓度则会对烟株K⁺吸收产生抑制,水培条件下钙浓度为5 mmol/L时最利于烟株生长发育及钾吸收。     

转拟南芥AtCBL9和AtCIPK23基因甘蔗对低钾胁迫的响应研究

以转At CBL1、At CIPK23基因和非转基因甘蔗品种为材料,研究了转At CBL9和At CIPK23基因甘蔗在低钾胁迫下(100μmol/L)的生长及生理特征。结果表明,在低供钾胁迫60天后,转At CBL9和At CIPK23基因甘蔗株高、干物质积累和根系钾含量高于非转基因甘蔗;甘蔗根系活力上升,转基因甘蔗根系活力上升幅度高于非转基因甘蔗;非转基因甘蔗可溶性糖、丙二醛含量、和SOD酶下降,而2个转基因甘蔗中则表现为上升,或下降幅度降低。在甘蔗中过量表达拟南芥At CBL9和At CIPK23基因有利于甘蔗生长和对低钾的抗性。     

低钾胁迫下过表达NtCaM10对烟草生长及钾素吸收的影响

为探究低钾胁迫下过表达NtCaM10基因对烟草生长及钾素吸收的生理与分子调控机制,以野生型烟草K326(WT)及过表达NtCaM10转基因K326为试验材料,设置两个钾水平,5 mmol/L（常钾）、0.15 mmol/L（低钾）,分析低钾胁迫下NtCaM10基因的表达模式及启动子活性,测定相关生理生化指标、钾离子吸收相关基因的相对表达量及各部位钾含量。结果表明,低钾胁迫后NtCaM10基因的相对表达量显著上升、启动子活性被激活。与常钾水平相比,低钾水平下WT和转基因株系的鲜质量及根系长度均显著降低。在低钾水平下,WT生长受抑制的效果更加明显,NtCaM10过表达3个转基因株系的平均鲜质量相比WT显著提高了57.44%,平均根系长度显著提高了35.77%,转基因系中丙二醛的积累显著低于WT,SOD、POD、CAT的活性均显著高于WT,NtCaM10过表达烟草中的NtHAK1、NtHAK5、NtKC1、NtNKT2的平均相对表达量显著上调,增幅分别为56.60%、81.84%、98.08%、638.89%,过表达NtCaM10烟草根部和地上部的平均钾素积累与WT相比显著提高了21.59%...     

干旱胁迫对甘蔗品种及野生近缘材料光合特性及水分利用率的影响

采用盆栽控制浇水的方法对6个伸长期的甘蔗材料进行水分胁迫处理,测定不同水分胁迫时期叶片的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度以及水分利用率。试验结果表明:不同甘蔗材料随着干旱胁迫程度的增加,净光合速率、蒸腾速率、气孔导度均呈下降趋势;胞间CO2浓度、水分利用率随干旱胁迫时间的增加呈现不同的变化趋势。净光合速率与蒸腾速率、气孔导度与蒸腾速率、胞间CO2浓度与净光合速率以及胞间CO2浓度与水分利用率均呈现较高的相关性。综合分析可知,ROC22和割手密的抗旱能力较强,果蔗和KN90-445的抗旱能力适中,大茎野生种和ROC16的抗旱能力较弱。     

低pH条件下钾对液培甘蔗幼苗生长及根系形态的影响

本研究采用液培方法模拟在低pH条件下,不同钾水平(0.1、3、6 mmol/L)对甘蔗幼苗生长及根系形态的影响。研究结果表明,在低pH液培条件下供钾不足时(0.1 mmol/L),甘蔗幼苗干物质量下降,株高降低,根冠比增大,根系形态参数包括根总长、根平均直径、根总表面积与根总体积均显著减小,根系活力下降,植株钾含量降低。当钾水平提高到3 mmol/L时则可以恢复正常生长,但当钾水平继续升高到6 mmol/L时则会减少根总长与根总体积,对根系生长不利。     

氮、磷、钾胁迫对甘蔗生长及固氮酶活性的影响

氮、磷、钾是植物生长发育所必需的大量矿质元素,也是甘蔗与固氮微生物联合固氮系统形成的重要调控因素。本研究以粤糖93-159和ROC22为材料,在酸性土壤上进行肥效试验,分析了施用氮、磷和钾肥对甘蔗生长及固氮酶活性的影响。结果表明,不施氮肥显著抑制了甘蔗的生长发育,甘蔗株高、茎径和有效茎数与氮磷钾处理(NPK)相比,粤糖93-159降低了74.49%、17.48%、78.0%,ROC22降低了78.28%、68.75%、64.7%;然而,不施氮肥促进了甘蔗联合固氮作用,显著提高了根系和+4叶的固氮酶活性,粤糖93-159增加了25.24%、68.83%,ROC22增加了99.67%、58.97%。不施磷肥显著减少了2个甘蔗品种的有效茎数,降低了粤糖93-159的植株高度、固氮酶活性和氮浓度。不施钾肥仅影响2个甘蔗品种的固氮酶活性及粤糖93-159的有效茎数。研究结果可为挖掘甘蔗养分高效潜力及联合固氮系统与养分相关联的基础研究提供参考依据。     

低钾胁迫对烟草幼苗活性氧及抗氧化酶系统的影响

作物对养分胁迫的响应机制已成为新的研究热点,而在低钾胁迫下,烟草苗期体内活性氧（ROS）及抗氧化酶系统的响应机制需要进一步的深入研究。采用控制水培试验,以不同耐低钾型烟草品种（耐低钾基因型烟草品种NC89和不耐低钾烟草品种云烟1号）为材料,研究了低钾胁迫对不同耐低钾型烟草品种苗期生长及内源活性氧清除系统的影响。研究表明:与正常供钾处理相比,在低钾胁迫处理下不同钾基因型烟草品种的根系生物量、总根长和根系总体积均显著下降,而不耐低钾烟草品种云烟1号降幅均大于耐低钾型烟草品种NC89;与正常供钾相比,在低钾胁迫处理下不耐低钾烟草品种云烟1号显著增加了根系中丙二醛（MDA）和超氧阴离子（O₂-）产生速率,增幅分别为30.32%和18.78%,而耐低钾型烟草品种NC89差异不显著;同时,低钾胁迫显著增加了不同钾耐性烟草品种过氧化氢酶（CAT）活性,在低钾处理条件下NC89地上部和根系中超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）的含量均显著增加,而云烟1号地上部POD和根系SOD显著增加。因此,在低钾胁迫条件下,耐低钾型烟草品种体内抗氧化酶活性更强,能更有效的清除ROS,更好的抵御低钾胁迫带来的氧化损伤。      

赤红壤区氮钾肥用量对不同品系甘蔗生长的影响

确定赤红壤区不同品系甘蔗最佳氮钾肥用量,为甘蔗合理施肥提供参考。供试甘蔗品种为粤糖55号、桂糖32号和柳城05-136。按N和K2O不同施用水平配比(低水平375 kg/hm2、高水平450 kg/hm2)设置低氮低钾、低氮高钾、高氮低钾、高氮高钾各处理,研究不同处理对甘蔗生长、产量及养分吸收的影响。结果表明,不同处理对不同品系甘蔗的出苗及分蘖有显著影响;低氮低钾配比处理有利于粤糖55号增产;高氮高钾配比处理有利于桂糖32号增产;高钾水平处理有利于柳城05-136增产。低氮低钾配比处理下各品系甘蔗蔗茎中全氮、全磷的含量均高于其他处理,且差异显著。不同品系蔗茎中全钾含量在不同氮钾配比下表现有所差异,差异显著。在强酸性赤红壤区,不同品系甘蔗苗期、分蘖期应注意调整氮钾肥比例,以利于甘蔗生长。但在甘蔗生长后期,氮钾肥仅对甘蔗单茎重有显著影响,不是影响该地区产量的主要障碍因子。需对其他养分进行调节或改良土壤来增加其产量。     

施钾量对不同生态区烤烟生长和钾肥利用率的影响

为研究不同生态区施钾量与烤烟生长和钾肥利用率的关系,以不施钾（CK）为对照,分别在气候和土壤差异明显的山东即墨和云南罗平开展了3个钾水平（即墨,T1 123.75 kg/hm²、T2 247.50 kg/hm²、T3 371.25 kg/hm²;罗平,T1 67.50 kg/hm²、T2 135.00 kg/hm²、T3 202.50 kg/hm²）的田间试验。结果表明：（1）施钾肥显著提高即墨烤烟茎、叶的生物量和总生物量,仅显著提高罗平烤烟烟叶生物量;T1、T2和T3显著提高烟叶生物量,即墨分别为7.62%、29.4%和31.5%,罗平分别为12.4%、19.5%和13.1%。（2）施钾肥显著提高即墨烟叶钾积累量和钾总积累量,T3效果最显著;显著提高罗平烤烟钾总积累量,T2效果最显著。（3）即墨施钾量与烤烟烟叶产量、烟叶钾含量和钾总积累量之间呈极显著正相关,而罗平则符合一元二次方程曲线;罗平T2对应施钾量下,烟叶产量、烟叶钾含量和钾总积累量与最大值（6579 kg/hm²、2.19%、230 kg/hm²）接近。（4）T2处理,即墨烟叶含钾量>3%,钾肥表观利用率（RE）和钾肥农学效率（AE）最高,分别为27.8%和2.50 kg/kg,钾肥偏生产力（PEP）降低,土壤钾素盈余显著;罗平RE高达45.3%,AE和PEP较高,分别为8.05 kg/kg和49.3 kg/kg,土壤钾素亏缺显著。综上,T2处理在提高即墨和罗平烟叶产质量和钾肥利用率以及平衡土壤钾素方面效果显著,可推荐为两地烤烟生产的适宜施钾量。     

不同基因型甘蔗吸收利用土壤钾素差异分析

利用桶栽试验,研究了不同基因型甘蔗在吸收利用根际与非根际土壤钾素方面的差异。结果表明,在所有参试品种中,YT55生物量是最高的,达97.78 g/株,而YY618最低,为73.84 g/株。然而,YT55体内钾含量是最低的,比钾含量最高的ROC22低0.25%;但YT55钾素利用效率最高,ROC22最低;YY618的钾素累积量最低,种植YT55的根际土壤中速效钾含量最低。说明YT55能在低钾条件下获得较高的生物量,且能高效吸收根际土壤中速效钾和利用体内钾素营养,即属钾高效基因甘蔗。     

不同施肥水平对甘蔗生长及根际土壤微生物的影响

为了探讨不同施肥水平对甘蔗生长和根际土壤微生物的影响,本研究建立了甘蔗原位观察试验基地,分析4个不同施肥水平下新植甘蔗根际土壤微生物的变化及甘蔗生长情况。研究结果表明:增大化肥用量并没有对大田甘蔗有效茎数、株高、茎径和实际产量造成显著的影响。但化肥的施用量会影响根际微生物种群,改变根系内生真菌的定殖率。在50%施肥水平上,甘蔗根系的丛枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhizal Fungi,AMF)定殖率最高,达到54.97%,而在不施肥的处理中,深色有隔真菌(Dark Septate Endophyte,DSE)的定殖率最高,为19.53%。随着化肥用量的增加,土壤酸化,p H值降低。     

施用氯化钾对甘蔗产量和品质影响的研究

甘蔗施用氯化钾试验研究表明,甘蔗合理施用氯化钾不仅能明显提高产量和经济效益,而且对甘蔗品质也有良好的促进作用.但施用氯化钾时,务必讲究其用量,要控制在一定范围内,否则,不但会导致蔗糖分下降,还会造成减产.在合理施用氮、磷肥的基础上,以施K2O 247.5～346.5 kg/hm2为宜.