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《铜铅胁迫下水分、温度和施肥对黑麦草富集能力的影响》

  • 来源专题：农业立体污染防治
  • 编译者： 季雪婧
  • 发布时间：2020-11-25

  • 黑麦草（Lolium perenne L.），是我国南方主要种植牧草之一，对土壤重金属（As、Zn、Cu、Pb、Cd等）具有一定富集效果。通过室内盆栽、正交试验的方法，研究不同水分、温度和施肥条件及其互作对黑麦草在Cu、Pb单一及复合胁迫下耐受性及富集能力的影响。结果表明：（1）在Cu、Pb胁迫下，黑麦草在90% WHC、保证N肥施用时取得最大生物量，其茎叶及根分别在30及25℃时生长积累最大；Cu-Pb复合胁迫使黑麦草地上部分的生长受到抑制。（2）综合分析金属含量及富集系数，90% WHC有利于黑麦草对Cu、Pb的富集，而温度、肥料随黑麦草富集部位及单一、复合金属污染的不同具有最适差异性。（3）黑麦草仅在90% WHC水分、30℃及施NPK肥时，对重金属Pb具有大于1的转运系数，其余各环境因子组合只能在不同程度上小幅改变植物转运系数，即黑麦草对Cu、Pb重金属的转运能力较差。（4）方差分析结果显示，水分和温度可作为对黑麦草Cu、Pb富集能力具有显著影响的单因子，在Cu、Pb单一污染胁迫下，还受到其二因素交互的显著影响；在单一及复合污染中，富集能力均受到与肥料间三因素交互作用的显著影响。综上，运用黑麦草作为修复植物改善土壤Cu、Pb污染状况时，可主要调节水分至90% WHC，并辅以改善温度和施肥条件来优化富集效果。

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相关报告

  • 《武汉植物园在多花黑麦草耐盐机理研究中取得进展》
    • 来源专题：生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者：hujm
    • 发布时间：2021-03-12
    • 土壤盐渍化是全球普遍存在并备受关注的环境问题之一。我国盐碱地面积高达3467hm2，而且还在逐年增加，但是我国盐碱地只有小部分被耕种，大量的盐碱土待开发利用，是重要的后备土地资源。同时我国人口众多，耕地面积不足，若想发展畜牧业且不与粮棉争地，选育耐盐碱牧草开发广阔的盐碱地势在必行。多花黑麦草是禾本科黑麦草属植物，生长速率快，营养丰富，消化率高，而且各种家畜喜食，适于集约化栽培利用，己成为目前农区种植最广，播种面积最大的牧草之一。但是多花黑麦草对于土壤盐碱性耐受性中等，在我国黑麦草主产区严重受到土壤盐渍化威胁。因此，筛选耐盐多花黑麦草，研究其耐盐机理，对农牧业生产的发展具有重要意义。 　　中国科学院武汉植物园草坪草与牧草分子育种学科组前期收集了多份多花黑麦草种质资源，并对其耐盐性进行系统评价。本研究以前期筛选鉴定的极端耐盐（‘Abundant’）和盐敏感（‘Angus’）种质为材料，分别从生理生化水平和代谢水平，对多花黑麦草耐盐机理进行解析。结果发现，与盐敏感种质相比，耐盐种质具有更高的叶片相对含水量和更好的牧草品质。进一步对抗氧化酶系统和光和系统进行比较研究，发现盐胁迫下，耐盐种质活性氧诱导的细胞损伤较轻，且具有更高的光合效率。以上结果均表明与敏感种质相比，耐盐种质受到的盐毒害更轻。随后，对植物吸收和转运离子能力进行比较，发现和耐盐种质相比，盐敏感种质吸收钠离子更多且向地上部分转运能力更强。因此，我们推测吸收更少的钠离子，并抑制其向地上部分的转移是‘Abundant’耐盐机理之一。此外，从代谢水平比较分析‘Abundant’的耐盐机理，共鉴定到包括氨基酸、有机酸、脂肪酸和糖类在内的41种初级代谢产物。与耐盐种质相比，盐敏感种质‘Angus’代谢产物对盐胁迫更敏感。研究结果为探究多花黑麦草的耐盐机制提供了基本信息。 　　研究成果以“Comparative physiological and metabolic analyzes of two Italian ryegrass (Lolium multiflorum) cultivars with contrasting salinity tolerance”为题，发表于国际学术期刊Physiologia Plantarum。武汉植物园草坪草与牧草分子育种学科组硕士研究生冯启佳为论文第一作者，谢燕助理研究员与陈良研究员为论文共同通讯作者，该研究得到了中国科学院青促会，国家自然科学基金等项目资助。（文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/ppl.13374）。
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  • 《不同生育期干旱胁迫条件下施钾对水稻生理性状和产量的影响》
    • 来源专题：农业立体污染防治
    • 编译者：季雪婧
    • 发布时间：2023-03-02
    • 明确不同生育时期干旱胁迫对水稻影响与钾素调控干旱胁迫机制，可为水稻的钾素管理和节水抗旱提供理论依据。采用不同时期水分和钾素管理两因素盆栽试验，设置施钾（+K）、不施钾（-K）两个钾肥处理；有效分蘖期干旱胁迫（TD）、孕穗期干旱胁迫（BD）、灌浆期干旱胁迫（MD）和正常灌溉（WW）四个水分处理，分析在不同生育期干旱胁迫钾肥对水稻产量和生理性状的影响。结果表明：干旱胁迫显著降低了稻谷产量，TD、BD、MD处理相较于WW处理，在-K条件下稻谷分别减产53.9%、45.2%、7.6%；而在+K条件下稻谷分别减产28.3%、16.5%和5.9%，不同生育期的干旱胁迫对产量的影响程度为：TD>BD>MD，且缺钾加剧了水分亏缺的负面影响。同时，干旱胁迫也造成冠层蒸腾速率、叶水势和叶片净光合速率下降，减少干物质积累，TD、BD处理相较于WW处理，叶片生物量分别平均降低42.9%、31.2%；茎鞘生物量分别降低43.8%和38.0%。不同生育期水分亏缺对生物量的影响为：TD＞BD。而缺钾不仅造成净光合速率下降，也使叶面积和叶绿素含量降低，植株截获光辐射能力显著下降，干物质积累量减少，相较于+K处理，TD、BD及相应同时期WW处理的叶片生物量在缺钾条件下分别降低52.6%、32.7%、42.1%、31.2%，茎鞘生物量分别降低55.3%、63.6%、52.2%、28.0%，干旱胁迫加剧缺钾的消极影响。综上，干旱胁迫会降低净光合速率与叶水势，造成水稻减产，其中有效分蘖期和孕穗期的减产效应较灌浆期明显；缺钾不仅降低叶片净光合速率，也减少叶面积与叶绿素含量，水稻同化积累物质能力下降，抗旱性显著降低。
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