一、HCO_3~-和高pH对不同锌效率水稻锌及其他养分吸收的影响(论文文献综述)
朱梦杰[1](2021)在《活化水灌溉和施加铁镁锌对小白菜生长的耦合影响》文中研究指明提高水肥生产效能是实现水土资源高效利用的重要任务,本论文以常规水灌溉与施加铁镁锌对作物生长的影响为基础,开展了活化水灌溉和施加铁镁锌对小白菜生长、元素累积以及根区土壤理化特性影响的试验研究,以揭示活化水灌溉和施加铁镁锌对小白菜生长的影响途径,取得了如下主要结论:(1)相比于常规水灌溉,去电子水灌溉在不施加铁镁锌时对鲜重的促进效果最显着。不施加铁镁锌时,相比于常规水灌溉,去电子水灌溉通过提高土壤硝态氮、铵态氮、有机碳、有效镁、有效锌和有效磷含量,促进小白菜对全氮、全碳、全镁、全锌的累积,从而显着提高小白菜株高和干重,最终促进小白菜地上部鲜重增长,且各指标中土壤硝态氮和有效镁为土壤指标中影响鲜重的主要因素。(2)相比于常规水灌溉,磁化水灌溉在施铁25 mg/kg时对鲜重的促进效果最显着。施铁25 mg/kg时,相比于常规水灌溉,磁化水灌溉通过提高土壤硝态氮、有机碳、有效铁含量,促进小白菜对全氮、全碳的累积,提高株高并显着提高干重,显着促进小白菜鲜重增长,且各指标中土壤硝态氮为土壤指标中影响鲜重的主要因素。(3)相比于常规水灌溉,磁化水灌溉在不施加镁时对鲜重的促进效果最显着。不施加镁时,相比于常规水灌溉,磁化水灌溉通过提高土壤硝态氮、铵态氮、有机碳、有效镁、有效磷含量,促进小白菜对全氮、全碳的累积,显着增加株高和干重,显着促进小白菜鲜重增长,其中土壤硝态氮和有效镁为土壤指标中影响鲜重的主要因素。(4)相比于常规水灌溉,磁化水灌溉在施锌60 mg/kg时对鲜重的促进效果最显着。施锌60 mg/kg时,相比于常规水灌溉,磁化水灌溉通过提高土壤硝态氮、有机碳、有效磷、有效锌含量,促进小白菜对全氮和全碳的累积,降低对全锌的累积,显着提高株高和干重,显着促进小白菜鲜重增长,其中土壤硝态氮、有机碳和有效锌为土壤指标中影响鲜重的主要因素。
李俊丽[2](2021)在《氮锌互作对水稻养分吸收利用及基因表达的影响》文中研究表明无论是在土壤系统中,还是在植物系统中,养分之间存在着一定的相互作用,养分间的相互作用是影响作物产量和品质形成的重要因素之一。前期研究表明,氮和锌在水稻中存在协同增效效应,但是两者相互作用的生理生化机制尚不清楚。本研究以常规粳稻品种日本晴和籼型杂交稻品种广两优为研究对象,在氮锌交互处理下分析水稻植株的生长、氮和锌的吸收转运和分配、氮同化关键酶的活性和氮锌相关基因表达水平的变化,解析氮锌互作对水稻养分吸收利用的影响,揭示水稻氮锌协同增效的生理生化机制。主要研究结果如下:1.适宜的氮锌配比可促进水稻的生长。-N条件下,加锌后日本晴和广两优的根长均明显变长,+N条件下,+Zn处理使日本晴的根长变短,而对广两优的根长没有明显影响。+N处理下,加锌可显着增加水稻各部位的生物量。2.锌促进水稻植株对氮的吸收、转运和分配。不同氮条件下,加锌后植株中氮含量没有显着变化,但植株中氮的吸收量显着增加。+N条件下,加锌处理显着提高木质部汁液中总氮和游离NO3-含量。-N条件下,加锌处理显着降低日本晴和广两优根中游离NO3-含量,但对地上部游离NO3-含量没有显着影响。+N条件下,加锌处理降低日本晴根中游离NO3-含量,且提高广两优地上部游离NO3-含量。在-N和+N条件下,加锌处理使氮在日本晴新叶中的分配比例分别增加3%和7%,广两优新叶中的分配比例分别增加4%和7%。对氮吸收运输相关基因表达水平的分析结果显示,+Zn处理后日本晴和广两优根和地上部多个硝酸根转运基因OsNRTs和铵离子转运基因Os AMTs的表达水平上升。可见,加锌可通过提高OsNRTs和Os AMTs的表达水平促进氮从根向地上部的转运,以及向新叶中的优先分配。3.锌促进水稻植株中氮的还原和同化。不同氮条件下,+Zn处理使水稻地上部可溶性蛋白的含量显着增加。-N处理下,加锌使日本晴地上部可溶性糖含量增加,但广两优地上部可溶性糖含量降低。不同氮条件下,+Zn处理能够提高日本晴NR和Ni R的活性,但对GS和GOGAT的活性没有影响。在广两优中,不同氮条件下,+Zn处理能够增强GS和GOGAT的活性,但对NR和Ni R的活性没有影响。可见,施锌可以促进水稻植株中氮的还原和同化过程,其效应在不同水稻品种中存在一定的差异性。4.氮促进水稻植株对锌的吸收、转运和分配。+Zn条件下,+N处理可降低植株中的锌含量,但能促进锌在植株各部位的累积。不同锌条件下,+N处理均可促进锌向新叶中优先分配。对锌吸收运输相关基因表达水平的分析结果显示,+N处理后日本晴和广两优根和地上部多个锌转运基因Os ZIPs及其调控基因Osb ZIP48和Osb ZIP50的表达水平上升。可见,加氮可通过提高Os ZIPs的表达水平促进锌向新叶中优先分配。综上所述,一方面,供锌能够通过上调OsNRTs和Os AMTs基因的表达水平促进氮从根向地上部的转运,以及向新叶中的优先分配,并提高氮的还原和同化水平,促进蛋白质的合成;另一方面,供氮可通过上调Os ZIPs基因的表达水平促进锌向新叶中优先分配,两者协同增效促进水稻植株生长提高生物量。
安逸民[3](2021)在《紫花苜蓿响应盐碱胁迫的转录组分析及MsNAC47基因的功能研究》文中认为紫花苜蓿(Medicago sativa L.)是世界上种植面积较大的多年生豆科牧草,具有草质优良、蛋白含量高、适应性强、适口性好、易于家畜消化等特点,享有“牧草之王”的美誉。盐碱胁迫限制了植物对水分和养分的吸收,严重影响了紫花苜蓿的产量和品质。为了揭示紫花苜蓿响应盐碱胁迫的分子调控机制,获得抗盐碱关键基因,本研究利用高通量测序技术对混合盐碱胁迫处理的紫花苜蓿进行转录组测序分析,筛选获得特异响应盐碱胁迫的候选基因,进一步对MsNAC47基因的功能进行了验证。主要研究结果如下:1.紫花苜蓿抗盐碱转录组测序分析对100 m M混合盐碱(Na2CO3:Na HCO3=1:2)处理的肇东苜蓿进行转录组测序。共获得盐碱胁迫差异表达基因4,137个,在盐碱胁迫1 d和7 d中分别存在2,286和2,233个DEG。其中,1 d处理组中发现了1,561个上调的DEG,725个下调的DEG;在7 d处理组中发现了1,599个上调DEG和634个下调DEG。GO聚类和基因注释结果表明,差异基因在14个代谢途径中富集。109(1 d)和96(7 d)个差异表达基因被注释为转录因子,包括AP2,WRKY,MYB和NAC等基因家族。在盐碱胁迫下,紫花苜蓿中活性氧清除相关基因受到明显的诱导,类黄酮生物合成和修饰途径的关键酶基因表达水平显着上调,离子转运体,铁蛋白,有机酸合成代谢关键基因受到盐碱胁迫的诱导表达上调,钙离子信号通路相关基因仅在1 d胁迫时受到诱导,另一方面,蔗糖和淀粉等多糖的合成和光通路相关基因的表达在盐碱胁迫条件下受到抑制。对紫花苜蓿响应盐和盐碱胁迫的转录组数据进行了比较分析,筛选得到了8个差异基因,涉及碳同化,有机酸合成等代谢通路。在这些基因中,MsNAC47基因在盐胁迫下下调1.7倍,在盐碱胁迫下上调4.6倍,该基因在盐和盐碱胁迫下可能具有不同的功能。2.盐碱胁迫响应基因MsNAC47的功能验证利用RT-PCR克隆了紫花苜蓿MsNAC47基因,基因CDS全长1,023 bp,编码由340个氨基酸残基构成的38.4 k Da的蛋白,含有NAC家族特有的NAM结构域。MsNAC47基因与拟南芥中At NAC47基因同源,与蒺藜苜蓿中同源基因Mt NAC47具有94%的相似性。MsNAC47基因在紫花苜蓿根,茎,叶和花中均有表达,在花中的表达量最高。盐、盐碱、干旱及外源ABA等处理均可以诱导MsNAC47基因的表达,其中,盐和盐碱胁迫下,该基因在紫花苜蓿根中表现出不同的表达模式。将MsNAC47对拟南芥突变体nac47进行了遗传转化,获得恢复突变体。平板根长实验结果表明,拟南芥突变体nac47植株在盐碱胁迫下根长显着短于野生型拟南芥Col-0,而在盐胁迫下nac47突变体的根长则长于Col-0,表现出了较低的盐碱抗性和较高的盐抗性。在对3周龄拟南芥幼苗的研究中发现,nac47突变体在60 m M Na HCO3处理7天时表现出萎蔫和叶片黄化的胁迫现象,并伴随着显着的MDA积累和叶绿素的降解;而野生型拟南芥Col-0和过表达MsNAC47基因的拟南芥恢复突变体则在盐碱胁迫处理下没有出现明显的胁迫表型。这个结果表明,MsNAC47基因在恢复突变体中的过表达恢复了突变体植株对盐碱胁迫的抗性。离子含量测定结果表明,nac47突变体的Na+/K+相比于Col-0在盐碱胁迫下更高,在盐胁迫下则较低;而钙离子的积累量则在两种胁迫下均显着低于野生型拟南芥。在盐和盐碱胁迫下对钙离子积累能力较强的植株通常表现出更强的抗性,NAC47基因的缺失可能影响了突变体植株的钙离子转运能力并因此造成了植物对不同胁迫的抗性差异。3.MsNAC47调控钙离子依赖的盐碱响应途径为了分析NAC47基因的缺失对植株钙离子积累过程的影响,进一步进行了盐碱胁迫下的离子流速和成像实验。拟南芥NAC47基因的缺失导致了胁迫响应的钙信号特征的改变,同时降低了钠离子转运的效率。钙离子成像实验发现,突变体相对于野生型具有较弱的钙信号强度和更短的静息钙浓度恢复时间。这些结果表明,NAC47基因参与对钙离子转运和钙信号途径的调控。结合转录组和对突变体中钙离子转运体和钠离子转运体的表达分析发现,在盐碱胁迫下紫花苜蓿中Ms NCL1,Ms CAX3和NHX7基因呈现出与MsNAC47基因的共表达模式。参考紫花苜蓿基因组,对共表达的NCL,CAX和NHX家族基因进行了启动子区分析获得了上游启动子区中的潜在NAC47转录因子识别位点。通过酵母单杂交实验验证了Ms NCL1和Ms CAX3的表达受到MsNAC47基因的调控。MsNAC47可能在盐碱胁迫下通过调控Ms NCL1和Ms CAX3介导的钙离子转运通路在盐碱胁迫下对钙离子的转运进行调节,进而在植物响应盐碱胁迫的过程中发挥作用。
谢若瀚[4](2020)在《果树地上部锌营养的利用特征与稳态机制研究》文中进行了进一步梳理锌是植物必需的微量营养元素,直接或间接参与植物体内的代谢过程,被誉为“生命之花”、“智慧元素”。然而,全球土壤缺锌状况十分严重,且大部分果树对缺锌敏感,每年有大量果园因为作物缺锌导致严重的果实减产与品质下降。本研究以缺锌敏感的典型高价值果树作物(苹果、扁桃等)作为供试材料,综合运用高通量金属组学分析技术(Micro-XRF、Nano-XRF、XAS、ICP-MS),结合稳定性同位素示踪、超低温高压冷冻-冷冻置换(HPF-FS)、超高效液相色谱-质谱联用(UPLC-MS/MS)、实时荧光定量PCR等技术,针对果树缺锌敏感问题,系统研究了落叶果树作物中锌营养的运输机制、稳态调节、需求规律与利用特征,并进一步结合果树补锌困难的生产实际,探究果树叶片对叶面锌肥的吸收机理。取得的研究结果如下:1.以金冠苹果(Malus domestica‘Golden Delicious’)两年生幼苗为试验材料,研究不同外源锌处理条件下对苹果韧皮部锌运输能力的影响。结果发现苹果缺锌症状的显现存在一定滞后性,在早期缺锌时,其叶片锌含量处于缺锌临界值,但并不会显现出明显的缺锌症状,表现为隐性缺锌状态,该状态下果树幼叶中锌含量和维管束中的锌信号高于成熟叶和老叶,茎韧皮部中的锌积累也显着高于木质部,且能将更多吸收的稳定性同位素68Zn转运至幼嫩叶片中。可见,早期缺锌可以诱导锌迅速从老叶(源)中释放出来,通过韧皮部高效地再转运至新生器官(库)内,以弥补新生器官对锌养分的需求。该结果表明苹果能迅速响应外界缺锌信号,韧皮部对锌的再转运能力会根据外源锌可利用度进行调节。2.以金冠苹果(Malus domestica‘Golden Delicious’)两年生幼苗为试验材料,在明确苹果树对锌的再转运能力的调控基础上,进一步探究隐性缺锌状态下锌的韧皮部运输的生理和分子机制。结果发现隐性缺锌果树的韧皮部中,锌以烟酰胺螯合态存在的比例高于对照植株,烟酰胺合成相关基因Md NAS3与烟酰胺锌转运相关基因Md YSL6的表达量在隐性缺锌时显着提高,说明早期缺锌信号会诱导果树体内烟酰胺的合成,加速烟酰胺对锌的螯合作用,促进锌以烟酰胺锌结合态的形式进行韧皮部运输。该过程能使锌养分被高效地供应至植株的新生器官中,为新生器官在生长发育过程中对锌养分的大量需求提供保障,该过程是苹果应对早期缺锌胁迫的关键机制。3.选取金冠苹果(Malus domestica‘Golden Delicious’)为试验材料,研究其营养生长期对锌的分配、储存与再利用。对苹果生长期、休眠期和萌芽期植株不同器官中锌的分布进行微纳米尺度的原位表征,发现在果树旺盛生长期,茎节点作为果树体内养分转运的重要枢纽,其维管束中的锌含量远远高于茎组织中的其他部位,该部位中锌的主动储存很可能是侧芽中锌养分的重要来源之一;在果树休眠期,芽是果树储存锌养分的关键场所,为提高养分利用效率,果树会优先将锌养分区隔在具有高度代谢活性与发育能力的分生组织及其附近的维管束运输系统中;此外,休眠芽内锌与磷元素在细胞与亚细胞水平的空间分布上具有显着的相关性,进一步研究发现锌在植物休眠芽中以植酸结合态的形式储存,果树春季顶芽的萌动会伴随着芽中维管束的快速发育与植酸锌的降解,促进芽中储存锌养分的快速释放和再利用,为早春果树锌的养分需求提供保障。4.选取美国加州主栽扁桃品种[Prunus dulcis(Mill.)D.A.Webb]为试验材料,研究其生殖生长期对锌的需求规律与运输分配。从组织、细胞和亚细胞水平上表征扁桃从开花到结果过程中锌在各重要生殖器官(包括花朵、花粉管、花药、花粉粒、果实和种子等)内的时空分布特征,发现在扁桃的雌蕊中,花柱中间的引导组织是锌的重要贮存库;在雄蕊中,锌则大量储存于花粉粒,且优先分布在花粉粒边缘的膜上,药隔表皮细胞的细胞膜和药室的内壁是锌在花药中的主要积累位点;对于扁桃等坐果量大的果树作物而言,其果实发育期容易出现“短暂的缺锌效应”,进一步探究发现该现象产生的内在因素来源于果实发育过程中植株体内锌养分供求关系的不平衡,硬核期果实对锌养分的需求量远远大于其他发育时期,但锌在运输过程中会大量区隔于花柄和种皮中,成为锌从母体向子代组织运输的两大瓶颈,极大降低了锌迁移进入果实的效率。5.针对传统叶面肥肥效评价方法具有破坏性采样、易产生污染等缺陷,构建了植物体内基于同位素示踪结合金属组分析技术的叶面锌肥精准原位评价体系,并利用该体系进一步研究果树叶片表皮特性(毛状体密度和气孔开闭)对其叶面锌吸收的影响;通过在植物叶片细胞与亚细胞水平上原位表征锌的跨角质层渗透过程,发现叶表皮对叶面锌肥的弱渗透性来源于叶片角质层细胞壁对锌的吸附固定作用,该过程是影响叶面肥肥效的重要因素。进一步评估叶片吸收锌肥后锌元素与叶内原有其他元素的交互作用,并探究了叶面吸收的锌肥在叶中的形态转化过程。综上,本研究探明了不同外源锌处理条件下苹果对缺锌胁迫的响应以及隐性缺锌情况下果树的锌稳态调节,提出了由烟酰胺介导的高效锌再转运是果树应对早期缺锌胁迫的重要机制;系统解析了果树作物在营养发育期、休眠期、萌芽期和生殖发育期中锌在不同器官、组织和细胞中的原位分布特征和赋存形态转化,揭示了果树年生长周期中对锌养分的需求和利用规律;并进一步明确了叶片表皮特性对作物叶面锌吸收的影响,提出叶片角质层细胞壁对锌的固定作用是影响叶面锌肥肥效的重要因素之一。上述研究结果为进一步改善果树作物锌营养的科学管理,优化与改进果树锌生物强化技术,以及研发新型叶面锌肥及其促效技术提供了科学依据。
李广鑫[5](2020)在《不同小麦品种锌吸收累积特性及其作用机理》文中指出近年来,关于全球土壤缺锌问题越来越受到人们的关注,特别是粮食作物中锌含量偏低的问题。锌是动植物和人体正常生长发育所需要的微量元素,它参与了人体内的一系列代谢活动。小麦作为人类的主要粮食作物之一,其体内的锌含量以及分布情况,对以小麦及其制品为主要食物来源的人口的锌营养至关重要,然而对于不同基因型的小麦品种,其锌营养差异的生理及分子机制目前尚不十分明确。在本试验中,首先通过对河南省普遍种植的不同基因型小麦进行锌营养特性的研究分析,筛选出对锌敏感性、锌含量、锌累积量以及锌效率等差异较大的两个不同基因型小麦,随后通过营养液培养试验,探究两个小麦品种对外源添加Zn的响应。研究了不同供锌水平下,小麦幼苗的生长发育、根系形态、光合能力、抗氧化能力、亚细胞分布以及Zn转运蛋白的变化,分析了小麦植株体内Zn含量的吸收、转运规律,以其获得不同基因型小麦对锌的响应差异,揭示不同基因型小麦在锌营养效率上的生理和分子机制,为小麦的科学选种、科学施肥以及科学管理提供一定的理论参考依据。本试验研究表明:1、适量的锌浓度可以增加小麦的干质量,增幅为17.0%~79.1%,其中Zn0.25(0.25 mg·L-1)处理下的小麦的干质量增幅最大;但高于Zn0.25(0.25 mg·L-1)或更高施锌浓度时,则会导致小麦的生长发育受到抑制,造成毒害作用。此外,两个小麦品种对不同的施锌处理表现出不同的响应:低锌处理时,矮抗58具有明显的生长优势,增幅最大,对锌更加敏感;高锌处理时,矮抗58明显受到抑制作用,降幅更大,而郑麦0856降幅较小,对锌有更强的耐受性。2、低Zn(0.05~0.25 mg·L-1处理明显促进了小麦根系的伸长(根长、表面积、根体积、根直径、分根数):其中,矮抗58在Zn0.05处理下伸长最明显,增幅达5.4%~146.5%,而郑麦0856在Zn0.25处理下效果最为显着(除平均根直径),增幅达33.7%~47.9%。高锌(2.5 mg·L-1)处理显着降低了两个小麦的根长、根表面积、根体积、平均根直径,降幅达3.4%~30.3%。3、施锌显着提高了小麦的叶绿素含量和光合参数,增强了小麦的光合能力,但随锌施用量的增加,光合作用下降,抑制其生长发育。同时,锌的过量供应增加了丙二醛(MDA)的含量,增强了 SOD、POD的活性,激活了植株氧化应激反应的保护系统,但在两种小麦之间未有明显差异,结果说明,两种小麦对锌的耐受性可能与抗氧化防御系统无直接关系,但Zn与抗氧化酶活性之间存在着密切的关系。4、施锌处理均明显提高了小麦植株体内的Zn含量,而小麦根部的Cu、Fe、Mn含量受到了抑制,但地上部的Cu、Fe、Mn含量在两个小麦品种中有不同的差别。其中,矮抗58中的Zn含量均明显低于郑麦0856,且从根部向地上部的转移系数逐渐降低,但郑麦0856可以将更多的锌从根部转移到地上部或从细胞质转移到液泡中,其转运能力显着高于矮抗58。结果说明,在小麦的根系中Zn与其他重金属元素(Cu、Fe、Mn等)之间存在着竞争作用,且小麦的转运能力可能与对锌的敏感性有关。5、施锌处理明显改变了小麦体内亚细胞组分中Zn的分布。锌的施用在矮抗58叶中显着增加了细胞器组分的占比,降低了细胞液组分占比,根部细胞液组分占比增加,而细胞壁组分占比降低;郑麦0856叶中细胞壁组分占比增加,细胞器组分占比下降,而根部细胞壁组分占比增加,细胞器组分占比下降。6、不同供Zn水平下,两个小麦中的TaZIPs基因的转录水平表现出不同的差异变化。施Zn显着改变了两个小麦根系和地上部中锌相关稳态基因(TaZIPs)地调控。在低锌和高锌处理下,两个小麦根部的TaZIP3和TaZIP7基因表达显着下调,TaZIP13表达轻微上调,而TaZIP3和-5在低锌和高锌处理下表达相反;两个小麦地上部的TaZIP6和-13的转录表达上调,TaZIP7表达下调,而TaZIP3在两个小麦中表达不同但郑麦0856有更高的表达量。7、TaZIPs基因蛋白在小麦的节间、穗梗、穗轴、茎节部位有较高的转录水平;在其他金属元素和外界环境胁迫下,TaZIPs基因易受外界环境和金属元素浓度的调控,其转录水平有不同的差异变化。
毕庆芳[6](2020)在《施肥模式和耕作年限影响土壤磷有效性和碳氮磷耦合转化的微生物学机制》文中进行了进一步梳理磷是植物中含量仅次于氮和钾的大量必需营养元素。据报道,全球约有40%的耕地土壤因缺磷而限制作物增产,施用磷肥已成为提高作物产量和品质的重要农艺措施之一。但是,磷肥施入土壤后易被吸附固定,其当季利用率只有10%~25%,以无效态累积磷在土壤中高达85%,这不仅降低磷肥的施用效益,加快不可再生的磷矿资源耗竭,而且增加水体环境污染的风险。微生物是肥料养分进入土壤后循环转化过程中的关键驱动者,直接关系养分利用效率及其农学和环境效应。虽然关于不同农业措施对土壤养分转化及其微生物群落结构变化的影响已有不少研究报道,但是关于长期不同施肥模式和耕作方式及其年限对土壤磷有效性和碳氮磷耦合转化的微生物学机制及其调控原理尚不完全清楚。为此,本论文以长期肥料定位试验和时间序列土壤为研究对象,采用土壤化学测试、酶学、稳定性同位素和微生物生态学等技术相结合的方法,研究了长期施用化肥、有机无机肥配施以及不同耕作方式和年限对土壤磷有效性和碳氮磷转化相关的土壤微生物群落组成和多样性的影响及其驱动机制。取得以下主要结果:1. 以连续27年施用不同化肥的田间定位试验为研究对象,采用基于Hedley无机磷库的磷酸盐氧同位素(δ18OP)方法,结合磷酸酶活性和磷转化相关功能基因定量技术,研究了微生物对肥料磷在土壤不同磷素形态转化中的作用机制。结果表明,长期施用磷肥尤其是氮磷钾肥平衡施用后H2O-Pi、Na HCO3-Pi和Na OH-Pi的δ18OP达到或趋近于平衡区域,表明肥料磷被微生物充分周转后被分配到生物可利用磷库中,而土壤不同形态磷的δ18OP变化可反映微生物对土壤磷素循环转化的程度。其中,有机磷化合物的胞外水解作用可促进同位素分馏,导致了Na HCO3-Pi和Na OH-Pi产生轻于平衡值的同位素特征值,大部分肥料磷在供试的碱性潮土中经不同形态磷的多级转化后沉淀为钙结合态磷。此外,长期施用磷肥后土壤磷酸酶活性和磷功能基因绝对丰度显着提高。相关性和偏方差分析(VPA)分析显示,δ18OP与磷酸酶活性和磷转化相关功能基因丰度呈显着相关,表明土壤不同形态磷的周转受到土壤磷酸酶和磷转化相关功能基因的调控。因此,长期施用磷肥特别是平衡施肥促进了由土壤微生物介导的土壤不同形态磷素间的转化,从而提高土壤磷素有效性。2. 以连续4年的双季稻田间施肥定位试验为研究对象,采用土壤酶学和高通量测序技术,研究了红壤性水稻土有机磷矿化(pho D)和无机磷溶解(pqq C)相关的解磷菌群落结构对有机肥部分替代化肥施肥模式的响应。结果表明,有机无机肥配施在减磷条件下可维持与常规施肥处理相当的水稻产量,显着提高土壤有效磷含量、土壤pho D基因的绝对丰度和pho D基因细菌群落中Bradyrhizobium和Methylobacterium的相对丰度。置换多因素方差分析(Adonis)分析表明,有机无机肥配施显着改变了pho D和pqq C基因的细菌群落结构和组成。网络分析显示,长期有机无机肥配施可驱动以优势微生物为中心的解磷菌群落网络结构朝复杂和稳定化方向演变,从而增强土壤解磷菌群落对外源干扰的恢复力。结构方程分析表明,土壤磷酸酶活性比磷转化功能基因更易受到解磷菌群落结构的调控。此外,除了碳源的供应外,pho D和pqq C基因的细菌群落主要受到土壤p H的驱动而影响土壤不同形态磷间的转化及其有效性。因此,有机肥部分替代化肥措施主要通过重塑土壤pho D和pqq C基因的细菌群落,促进土壤难效态有机和无机磷的活化,从而提高土壤磷素有效性和维持水稻高产。3. 以上述连续4年的双季稻田间肥料定位试验为研究对象,采用结合土壤酶学、高通量荧光定量(HT-q PCR)和高通量测序技术,研究了有机无机肥配施下土壤微生物群落结构和潜在功能的协同作用对土壤碳氮磷转化的影响及其驱动机制。结果表明,有机无机配施显着提高了以富营养微生物为主导的细菌群落多样性,增强了土壤微生物在碳氮磷转化过程中的潜在功能和相关酶活性,但并未显着改变真菌群落。线性拟合和曼特尔检验分析表明,细菌群落多样性、富营养细菌丰度、碳氮磷转化相关功能基因丰度和酶活性间均存在显着的正相关。随机森林和结构方程模型分析表明,土壤多功能性(碳氮磷转化相关的酶活性)受土壤理化性质的直接影响,并在细菌群落多样性和组成变化的驱动下受微生物潜在功能的正向调控。其中,土壤养分可利用性(包括有机碳、铵态氮和有效磷)、土壤p H和微生物潜在功能是土壤多功能性的主要驱动因子。因此,有机肥部分替代化肥主要通过提高土壤养分有效性和调节p H,而改善微生物栖息环境,驱动土壤微生物向以富营养细菌为主导的群落结构转变,进而增强土壤微生物潜在功能和土壤酶活性,从而促进土壤碳氮磷转化和提升农田土壤生态系统功能。4. 以相同潮间带湿地形成的稻作(2000年)和旱作(700年)时间序列土壤为研究对象,运用HT-q PCR和高通量测序技术,研究了不同耕作年限下稻田和旱地土壤不同土层(0-100 cm)微生物群落结构和碳氮磷转化相关功能的时空演替规律及其驱动机制。结果表明,潮间带湿地转变为水稻土和旱地土后显着改变了土壤细菌和真菌群落结构和组成,其中长期稻作过程显着增加了GCA004、env OPS12、Nitrospirales和Clostridiales等易促进养分转化的细菌类群相对丰度。置换多因素方差分析表明,在同一耕作方式下,土壤真菌群落结构和微生物潜在功能受土层深度影响较大,而土壤细菌群落结构则受耕作年限的影响更大。与旱地土壤相比,在2000年的耕作熟化过程中,稻田土壤微生物经历从“快速演替阶段”到“渐进演替阶段”,形成了以细菌为主导的均一性稳态化的群落。此外,冗余和VPA分析表明,稻田土壤碳氮磷化学计量比和微生物群落演替间存在相互促进和反馈的关系。随着稻作年限的增加,稻田土壤p H和C/N比及其与寡营养细菌的相互作用,显着提高了表层土壤中与碳氮磷转化相关的微生物潜力,从而促进有机碳和氮磷养分的周转并提高其有效性。5. 以上述2000年稻作的时间序列土壤为研究对象,运用土壤酶学、稳定同位素示踪(18O-H2O和15N)和HT-q PCR技术,研究了稻田土壤不同土层(0-20cm、20-50 cm)中微生物碳氮磷代谢对耕种年限的响应及其有机碳积累潜力的驱动机制。结果表明,长期稻作下表层土具有显着的有机碳(SOC)积累,SOC含量分别在植稻50年和2000年后增加至65%和125%。而深层土在耕种700年后发生显着的有机碳耗损现象。土壤酶活化学计量比分析表明,稻田土壤微生物在不同土层中均受到碳氮的共同限制,但其限制程度均随着稻作年限的延长而下降。稻田表层土和深层土的微生物碳利用效率(CUE)分别在植稻1000年和700年后达到最高值,而土壤微生物生长速率在1000年分别增长了5.2和3.3倍。广义线性拟合分析表明,微生物CUE与C/P、N/P、氮限制的缓解、微生物生物量、微生物潜在功能[包括有机碳降解、碳固定(acs A基因)和氮磷转化过程]和微生物群落均一化方向均存在显着的正相关。结构方程模型显示,长期稻作过程主要通过调节土壤p H和提高资源可利用性如缓解氮限制,驱动土壤微生物群落向均一性和高潜在功能化转变,进而促进微生物的合成代谢,从而促进稻田表层土有机碳的积累。
杨博[7](2020)在《粉垄耕作对盐碱地土壤性质及耐盐碱高粱生长的影响研究》文中认为内蒙古河套灌区盐碱地约占总耕地面积的68.65%,农田盐碱化问题突出,严重限制了农业经济及可持续发展。当地以种植葵花为主,多年单一种植导致农田出现各种病虫害。此外,多年浅耕、翻耕致使土壤犁底层变厚、耕层变浅,严重影响了作物根系在土壤空间的生长,从而降低作物产量。针对以上问题,本研究以耐盐碱高粱为试验材料,研究粉垄和常规两种耕作方式对盐碱地土壤性质的影响,及不同施肥量对高粱生长指标的影响,探究粉垄耕作条件下作物适宜的施肥量,以期为大力推广粉垄耕作提供理论研究。得到主要结论如下:(1)粉垄耕作可打破土壤犁底层,显着降低20-40 cm深度土壤的容重,增大土壤孔隙度,提高土壤的持水性能;尤其对20~30 cm深度土层影响显着,土壤容重降低了 0.23 g/cm3。(2)粉垄耕作和常规耕作土壤的水稳性团聚体含量均以0.5-1 mm和0.25-0.5 mm为主,不同土层>0.25 mm粒径土壤的水稳性团聚体总含量均表现为粉垄耕作高于常规耕作;成熟期,粉垄耕作0-20 cm和20-40 cm深度土壤水稳性团聚体总量较常规耕作增幅分别为36.80%和19.30%;说明粉垄耕作可提高土壤水稳性团聚体的含量,且有利于形成更大粒径的土壤水稳性团聚体。(3)粉垄耕作为深层土壤微生物的生存提供了有利条件,在各生育期粉垄耕作土壤的细菌、真菌、放线菌菌落数及其总菌落数普遍高于常规耕作,20-40 cm深度粉垄耕作土壤细菌、真菌、放线菌菌落数的增幅较常规耕作普遍高于0-20 cm深度;拔节期,粉垄耕作0-20 cm和20-40 cm深度土壤微生物总菌落数较常规耕作增幅分别为 25.13%和 41.42%。(4)粉垄耕作促进春汇对土壤盐碱离子的淋洗,降低表层土壤盐分和pH,为种子萌发提供良好条件,从而提高种子萌发率;粉垄耕作和施加底肥均可增加高粱苗期出苗率,且粉垄耕作对高粱出苗率的增长更显着。(5)粉垄耕作对高粱根系根长密度、表面积密度、根系体积及干重的生长均有促进作用,尤其对高粱根系长度的影响显着。(6)粉垄耕作条件下氮肥农学效率表现为随着施肥量的增加先增大后减小,当粉垄耕作条件下氯化钾-二铵-尿素的施肥量为120-180-300kg/hm2时,较常规耕作节约20%的肥料,高粱产量较常规耕作增加593.98 kg/hm2,经济效益增加1681元/hm2;可达到节肥增产增效的目标。
李章涛[8](2020)在《纳米零价铁改性沸石对土壤镉铅砷复合污染的钝化效果及相关机制研究》文中指出土壤重金属污染具有隐蔽性、持久性、不可逆转性的特点,已成为危及生态环境和人类健康的全球性关键问题。据2014年全国土壤污染状况调查公报显示,广泛分布的土壤污染总超标位点达16.1%,尤其以共存的重金属Cd、Pb、As的复合污染最为严重。由于Cd、Pb常以二价阳离子的形态存在,而As则有三价、五价两种形态的含氧阴离子,通过改变土壤理化性质进行修复的过程中,三种污染物的移动性和生物有效性往往无法同时降低。因此,研发廉价、高效、稳定、安全的原位钝化剂改变土壤中Cd、Pb、As迁移转化的过程,从而减少三者在土壤-作物系统中的富集迫在眉睫。天然沸石是成本低廉的水合铝硅酸盐矿物,能改善土壤理化性质及结构、吸附固定阳离子重金属。纳米零价铁具有较大的比表面积和阴离子吸附容量,能与污染物发生氧化还原反应。利用沸石负载纳米零价铁将有可能同时应对土壤中的Cd、Pb、As污染。本研究首先制备了纳米零价铁改性沸石(简称改性材料),以天然沸石为参照,通过水溶液吸附试验验证其对Cd、Pb、As复合污染的吸附效果及特性;采用土壤培养试验研究不同水平改性材料对复合污染的酸性红壤、碱性潮土中土壤理化性质及重金属钝化效果的影响;利用改性材料的磁分离特性将其从各试验系统中回收,运用先进表征技术明确钝化机制;研究不同施用时间及水平的改性材料对土壤微生物群落结构及部分功能基因表达的影响;开展盆栽试验探讨改性材料对作物重金属吸收及生理生化指标的影响。研究结果为新型材料纳米零价铁改性沸石在重金属复合污染农田土壤中的潜在应用价值提供了重要的理论依据。主要结果如下:(1)纳米零价铁改性沸石对水体Cd(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、As(Ⅲ)吸附的研究。利用简化的液相还原法制备并表征改性材料,通过0.3 g/L的添加比例探究改性材料对水溶液中Cd(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、As(Ⅲ)单一及复合污染物的吸附特性。扫描电镜及傅里叶红外光谱表明,纳米零价铁成功分散在沸石骨架上,而沸石表面变得更粗糙多孔隙;改性材料含有大量Si-OH、Si-O-Fe、Fe-OH、Fe=O等表面基团,为重金属吸附提供活性位点。在溶液p H为6,振荡10 h条件下改性材料达到最佳吸附,等温试验最大吸附容量为48.63 mg Cd(Ⅱ)·g-1、85.37 mg Pb(Ⅱ)·g-1、11.52 mg As(Ⅲ)·g-1,对比沸石吸附容量(22.88 mg Cd(Ⅱ)·g-1、32.23 mg Pb(Ⅱ)·g-1、0 mg As(Ⅲ)·g-1)得到显着提升。污染物对改性材料吸附竞争能力排序为Pb(Ⅱ)>As(Ⅲ)>Cd(Ⅱ),能在其表面生成多层络合物,且协同与竞争作用共存。(2)纳米零价铁改性沸石对土壤理化性质及重金属有效性的影响。在自然污染的农田土壤(酸性红壤、碱性潮土)中添加0、10、30 g·kg-1沸石与改性材料,通过1-180天的土壤培养试验研究两种复合污染土壤的理化性质、重金属有效性及形态分布变化。结果表明,10-30 g·kg-1沸石对土壤理化性质无显着影响;30 g·kg-1改性材料处理显着提高两种土壤p H,显着降低酸性红壤EC,并在培养初期显着降低两种土壤DOC(P<0.01)。改性材料兼具p H调节和吸附剂的优势,添加后固定土壤DOC并减少其分解,使土壤维持较高p H和较低EC,有利于降低重金属移动性。培养至180天,30 g·kg-1改性材料处理显着降低红壤、潮土中10.2-96.8%的有效态Cd、Pb、As含量(P<0.05)。重金属形态分布结果证明,改性材料使部分土壤Cd、Pb、As从弱酸提取态转化为更稳定的可还原态和残渣态。总的来说,改性材料能在长达180天内同时固定污染土壤中的Cd、Pb、As,但在碱性潮土中的效果及稳定性优于酸性红壤。(3)纳米零价铁改性沸石对Cd、Pb、As的吸附及固定机理研究。采用磁分离将改性材料从复合污染水体、土壤中回收,通过表征技术研究各污染物在材料表面的矿物相及元素价态变化,研究其钝化机制。X射线衍射及X射线光电子能谱的表征结果表明,B型三元络合、多相共沉淀、氧化还原反应在Cd、Pb、As、Fe之间同时发生,如Cd3(As O4)2、Pb Fe2(AsO4)2(OH)2、Pb0等难溶相的生成。首先,污染物通过替代Si-OH/Fe-OH/O-H,吸附富集于改性材料表面的铝硅酸盐和铁氧化-氢氧化物上;其次,由环境p H、标准电极电势决定As(Ⅲ)、As(Ⅴ)、Pb(Ⅱ)的氧化还原反应;最后,改性材料的次生矿化为已固定的重金属提供了催化界面,促使形成更稳定的多相矿物实现污染物封存。(4)纳米零价铁改性沸石对土壤微生物群落结构及功能的影响。通过1、15和180天土壤培养试验,提取土壤DNA和RNA,结合16S r DNA高通量测序、实时荧光定量PCR及生物信息学分析方法,研究两种复合污染土壤中环境因子、改性材料、土着微生物之间的交互效应。整个培养周期内,10-30 g·kg-1改性材料对土壤细菌群落丰度及多样性指数影响不显着(P>0.05),可排除材料广谱微生物毒性。与空白相比,添加改性材料可引起细菌群落结构短暂的明显变化(1-15天),其中铁氧化菌、铁敏感菌、嗜酸菌、反硝化菌、重金属耐性菌等优势属的相对丰度变化最大,但最终在培养时间尺度下各处理间差异消失,即土壤本身特有的环境因子才是真正驱动土着细菌群落重建的关键因素。改性材料固定土壤重金属并提供电子源,提高了土壤细菌中编码DNA复制和反硝化作用的功能基因表达,整体提升微生物功能活性。(5)纳米零价铁改性沸石对作物重金属吸收及抗氧化胁迫的影响。选取两种复合污染农田土壤(酸性红壤、碱性潮土),在0、5、15 g·kg-1沸石与改性材料的添加水平下,种植低、高积累青菜品种进行盆栽试验,探究改性材料对青菜品质及生理功能的影响。5g·kg-1改性材料对土壤理化性质和重金属毒性的改善使青菜生物量显着增加14.7-18.1%(P<0.05),其中低积累品种重金属含量可满足食品安全标准。添加改性材料可显着提高青菜中Ca,Fe含量(P<0.05),有利于重金属的吸收抑制及细胞壁固定等过程,与改性材料在亚细胞水平上降低细胞器重金属比例和含量的发现一致,从而促进青菜生理代谢功能。5 g·kg-1改性材料对青菜养分含量的改变可提高其抗氧化物质的活性和含量,以缓解重金属引起的氧化损伤;15 g·kg-1改性材料导致酸性红壤中Fe含量过高,从而加剧青菜抗氧化系统失衡。综合考虑改性材料对青菜的品质、生理功能及人体健康风险的影响,施用5 g·kg-1改性材料并种植低积累品种是本试验中实现污染土壤安全生产的最佳组合,应用成本仅为2336¥·ha-1。本研究制备的纳米零价铁改性沸石克服了沸石和零价铁各自的缺陷,在试验培养周期内能通过多种吸附、固定机制同时稳定钝化污染农田土壤中的Cd、Pb、As,降低其移动性和有效性,且对土壤微生物群落无显着不利影响,提升了微生物功能活性;该材料的适量添加可降低青菜中的重金属含量和毒性胁迫,提升其品质和生理功能,实现安全生产。本研究结果可为纳米零价铁改性沸石对Cd、Pb、As复合污染农田土壤的安全利用提供科学支撑和理论依据,具有较好的潜在应用价值。
陈贵青[9](2011)在《不同油菜品种锌富集差异及机理研究》文中认为微量元素锌(Zn),是人体生长发育必需的营养元素之一。人体缺锌会引起儿童生长发育迟缓、智力低下、身体免疫功能下降等各种疾病。由于Zn在人体内无法自行合成,通过外界补充是唯一的手段,较药补而言食补更为安全和有效。实际上,人体所需的Zn量基本是来自于食物。食物中Zn含量的差异性,是由于食物种类及品种的不同以及土壤中Zn的供应情况的差异而导致的。全球耕作土地缺Zn高达30%,在我国更有高达40%的耕作土地存在缺锌间题。单纯通过土壤施用Zn肥以期改变土壤Zn含量进而影响植物对Zn素的吸收利用的途径,所将要面临经济代价是巨大的,尤其对发展中国家而言将是难以得到有效实施。所以,在农业生产中,如何在现有Zn资源的基础上,提高作物对Zn的吸收利用,提高作物可食部位Zn的富集量。随着科技的发展,上世纪90年代,在作物富集Zn遗传改良以及高富集Zn作物的选育工作都逐渐展开并取得了一些长足的进展。但多集中于世界性粮食作物如水稻、小麦以及玉米等。油菜作为世界性油料作物,在日常生活中占有举足轻重的地位,尤其对我国民众而言,却较少予以报道。为深入了解不同基因型油菜在不同Zn浓度下对Zn的富集差异性及其机理研究,本试验在前期水培筛选下,采用根袋法土培试验,在中性紫色土壤上研究5个油菜资源品种(Brassica)在施用不同Zn浓度后油菜对Zn的吸收富集差异,同时研究不同Zn处理对油菜生物量、生理生化指标、根系分泌物、根尖细胞结构、植株体内N、P、K及Zn含量和土壤N、P、K及Zn含量的影响,以期为油菜富Zn机理研究提供理论依据。1.不同Zn浓度对不同油菜的生长影响不一。随着Zn浓度的增加,油菜的株高、根长、地上部以及地下部干重表现为先升高后下降的抛物线趋势。罗平金菜子、二牛尾、溧阳苦菜品种表现在Zn浓度5.0 mg/kg时值最高;而当Zn浓度达到20.0 mg/kg时,南通黄油菜和H33品种较其他三品种生长较好。5个油菜资源品种内以二牛尾和溧阳苦菜品种在生物量上较优于其他品种。2.随着Zn浓度的增加5个油菜资源品种的SOD、CAT以及POD三者总体活性表现为先下降后升高的趋势,且不同处理间差异性显着。Zn浓度5.0 mg/kg下,各油菜品种三种抗氧化酶活性最低,随着Zn浓度(≥10.0 mg/kg)的继续上升各品种三种酶活性表现表现不一,罗平金菜子、二牛尾以及溧阳苦菜随浓度上升而下降,南通黄油菜和H33品种则是呈现上升趋势。5个油菜品种以二牛尾和溧阳苦菜品种在Zn浓度5.0 mg/kg下各类抗氧化酶活性最低,植株的生长状态较优于其他品种油菜。不同Zn浓度下油菜叶片中MDA和Pro的含量表现趋势呈先下降后升高态势,浓度5.0 mg/kg下二者含量最低。5个品种内以二牛尾和溧阳苦菜品种总的MDA和Pro含量低于其他三品种。表明该两种品种对Zn较强的适应性和抗性。3.油菜体内叶绿素a、b以及总叶绿素含量随着Zn浓度增加而呈抛物线变化趋势,呈先增加后降低;最高值在Zn浓度5.0 mg/kg下出现,且不同处理间叶绿素含量差异性显着,但品种间差异性不显着。油菜体内净光合速率、蒸腾速率、气孔导度含量变化趋势随着Zn浓度增加为由低到高再到低,在Zn浓度5.0 mg/kg时Pn、Tr、Gs含量为其他处理的最高值。油菜体内胞间CO2浓度含量的变化趋势同Pn、Tr、Gs的趋势相反,为先下降而后升高,在5.0 mg/kg浓度处最低,且处理间差异性显着。5个油菜品种间以二牛尾和溧阳苦菜品种在5.0 mg/kg浓度下Ci值最低。表明二牛尾和溧阳苦菜品种的光合作用能力较强于其他油菜品种。4.高Zn浓度(20.0 mg/kg)下油菜根系产生的分泌物增多用以应对环境胁迫。5个油菜品种根际分泌的氨基酸共14种,含量在0.012~1.783 mg/100ml。主要分泌的氨基酸有谷氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸和赖氨酸。5个油菜品种间以二牛尾和溧阳苦菜品种根系分泌氨基酸含量较高于其他3个品种,以H33的的根系分泌的氨基酸最低。表明不同Zn浓度对油菜不同品种细胞膜透性影响不一。作为根系生命活动的密集区----根尖,它的细胞结构随着处理Zn浓度的不同而表现出显着性差异且品种间差异性显着。高浓度(20.0 mg/kg)下,较对照处理根际细胞内的线粒体和液泡变化最为明显,出现线粒体的肿胀和液泡的凝集。5个油菜中H33品种根尖细胞超微结构较对照处理差异性不明显,这可能是H33品种耐Zn性较强的生理机制之一。5.5个油菜品种在不同Zn浓度下各部分N、P、K养分元素的吸收和转运差异性明显。盛花期养分含量明显低于成熟期以及籽粒和叶片中养分含量明显高于根和茎部,这说明植株体内养分元素是从地下部转移至地上部;从营养生长部位转向生殖生长部位。5个品种以二牛尾品种和溧阳苦菜品种体内养分含量最高,表明该二者更能有效的将养分供给于地上部的生殖器官以保证和满足正常的生长发育,为籽粒灌浆提供保证。6.不同处理Zn浓度下对根际与非根际土壤内碱解氮、有效磷以及速效钾的影响各异。根际土壤中,随着Zn浓度的增加先养分含量先降低,然后升高;5.0 mg/kg浓度时达到最低值,且成熟期的总体养分含量高于盛花期含量。不同时期内根际土壤中,5个油菜品种内以二牛尾和溧阳苦菜品种在5.0 mg/kg浓度下养分含量最低,表明该二者在植物生长期内对养分需求较高,植株生长健壮。非根际土壤中,碱解氮、有效磷以及速效钾的含量在高Zn浓度下含量较高,且盛花期Zn含量高于成熟期含量。各养分元素变化各异,以N的变化较大,P、K总体浮动较小;且5个油菜品种内各养分元素变化趋势也呈显着性差异。罗平金菜子品种N的变化较大;H33中P的含量变化最大;而二牛尾号和溧阳苦菜在5.0 mg/kg浓度下K含量最低。7.不同Zn浓度下油菜体内各部分的Zn含量以及富集量差异性显着。尤其是在油菜籽粒中表现更为明显。油菜根、茎、叶以及籽粒四部分随着Zn浓度的增加而增加且表现出籽粒中Zn含量最高,其次是叶片。表明油菜生长过程中Zn随着生长的继续由地下部转移至地上部以及从营养生长在部位转移至生殖生长部位。5个试验对象中以二牛尾和溧阳苦菜品种籽粒中Zn含量为最高。表明该二者对Zn的吸收能力较强。对于不同油菜品种在Zn富集能力上,同样随着Zn浓度的不同差异性显着,其中以二牛尾和溧阳苦菜品种在5.0mg/kg Zn浓度下Zn积累量最高,表明该二者在5.0 mg/kg下Zn富集能力最强。
齐春艳,梁正伟[10](2010)在《松嫩平原苏打盐碱化土壤Zn供应及植物Zn素营养的研究进展》文中研究说明苏打盐碱土壤缺Zn,影响植物的生长、产量和矿质元素吸收,威胁人类的营养安全。综述了苏打盐碱土壤Zn供应状况和植物在苏打盐碱胁迫下对Zn吸收利用的情况:土壤中全Zn、有效Zn含量及Zn的有效性,Zn在苏打盐碱土壤—植物间的时空变异及循环规律,植物体内Zn的吸收、转运、含量和分布等在苏打盐碱胁迫下均发生变化。在回顾相关研究的基础上,对目前该领域存在的问题与发展方向进行了探讨。表2,参64。
二、HCO_3~-和高pH对不同锌效率水稻锌及其他养分吸收的影响(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、HCO_3~-和高pH对不同锌效率水稻锌及其他养分吸收的影响(论文提纲范文)
(1)活化水灌溉和施加铁镁锌对小白菜生长的耦合影响(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 活化水灌溉和氮磷钾肥对土壤理化性质和作物生长的影响 |
1.2.2 常规水灌溉和施加铁镁锌对作物生长的影响 |
1.2.3 常规水灌溉和施加铁镁锌对土壤理化性质的影响 |
1.3 作物生长特征定量表征 |
1.3.1 作物生长模型 |
1.3.2 元素累积量和利用率评价指标 |
1.3.3 作用因子及土壤养分分级 |
1.3.4 土壤铁镁锌有效度和小白菜铁镁锌富集系数 |
1.4 研究目标和主要研究内容 |
1.4.1 研究目标 |
1.4.2 主要研究内容 |
1.5 技术路线 |
2 试验内容与方法 |
2.1 试验材料 |
2.2 试验过程 |
2.3 测定指标 |
2.3.1 作物指标测定 |
2.3.2 土壤指标测定 |
3 活化水灌溉和施加铁镁锌对小白菜生长特征影响的定量分析 |
3.1 活化水灌溉和施加铁镁锌对地上部鲜重的影响 |
3.1.1 施铁条件下地上部鲜重变化特征 |
3.1.2 施镁条件下地上部鲜重变化特征 |
3.1.3 施锌条件下地上部鲜重变化特征 |
3.2 活化水灌溉和施加铁镁锌对地上部干重的影响 |
3.2.1 施铁条件下地上部干重变化特征 |
3.2.2 施镁条件下地上部干重变化特征 |
3.2.3 施锌条件下地上部干重变化特征 |
3.3 活化水灌溉和施加铁镁锌对株高的影响 |
3.3.1 施铁条件下株高变化特征 |
3.3.2 施镁条件下株高变化特征 |
3.3.3 施锌条件下株高变化特征 |
3.4 活化水灌溉和施加铁镁锌条件下的株高增长模型 |
3.5 小结 |
4 活化水灌溉和施加铁镁锌对小白菜养分累积影响 |
4.1 活化水灌溉和施加铁镁锌对小白菜全氮累积量的影响 |
4.1.1 施铁条件下小白菜全氮累积量变化特征 |
4.1.2 施镁条件下小白菜全氮累积量变化特征 |
4.1.3 施锌条件下小白菜全氮累积量变化特征 |
4.2 活化水灌溉和施加铁镁锌对小白菜全碳累积量的影响 |
4.2.1 施铁条件下小白菜全碳累积量变化特征 |
4.2.2 施镁条件下小白菜全碳累积量变化特征 |
4.2.3 施锌条件下小白菜全碳累积量变化特征 |
4.3 活化水灌溉和施加铁镁锌对小白菜铁镁锌全量累积量的影响 |
4.3.1 施铁条件下小白菜全铁累积量变化特征 |
4.3.2 施镁条件下小白菜全镁累积量变化特征 |
4.3.3 施锌条件下小白菜全锌累积量变化特征 |
4.4 小结 |
5 活化水灌溉和施加铁镁锌对土壤养分变化特征的影响 |
5.1 活化水灌溉和施加铁镁锌对土壤全氮的影响 |
5.1.1 施铁条件下土壤全氮变化特征 |
5.1.2 施镁条件下土壤全氮变化特征 |
5.1.3 施锌条件下土壤全氮变化特征 |
5.2 活化水灌溉和施加铁镁锌对土壤硝态氮的影响 |
5.2.1 施铁条件下土壤硝态氮变化特征 |
5.2.2 施镁条件下土壤硝态氮变化特征 |
5.2.3 施锌条件下土壤硝态氮变化特征 |
5.3 活化水灌溉和施加铁镁锌对土壤铵态氮的影响 |
5.3.1 施铁条件下土壤铵态氮变化特征 |
5.3.2 施镁条件下土壤铵态氮变化特征 |
5.3.3 施锌条件下土壤铵态氮变化特征 |
5.4 活化水灌溉和施加铁镁锌对土壤全碳的影响 |
5.4.1 施铁条件下土壤全碳变化特征 |
5.4.2 施镁条件下土壤全碳变化特征 |
5.4.3 施锌条件下土壤全碳变化特征 |
5.5 活化水灌溉和施加铁镁锌对土壤有机碳的影响 |
5.5.1 施铁条件下土壤有机碳变化特征 |
5.5.2 施镁条件下土壤有机碳变化特征 |
5.5.3 施锌条件下土壤有机碳变化特征 |
5.6 活化水灌溉和施加铁镁锌对土壤有效磷的影响 |
5.6.1 施铁条件下土壤有效磷变化特征 |
5.6.2 施镁条件下土壤有效磷变化特征 |
5.6.3 施锌条件下土壤有效磷变化特征 |
5.7 活化水灌溉和施加铁镁锌对土壤速效钾的影响 |
5.7.1 施铁条件下土壤速效钾变化特征 |
5.7.2 施镁条件下土壤速效钾变化特征 |
5.7.3 施锌条件下土壤速效钾变化特征 |
5.8 活化水灌溉和施加铁镁锌对土壤铁镁锌的影响 |
5.8.1 施铁条件下土壤铁含量变化特征 |
5.8.2 施镁条件下土壤镁含量变化特征 |
5.8.3 施锌条件下土壤锌含量变化特征 |
5.9 小结 |
6 活化水灌溉和施加铁镁锌对营养元素利用效率定量分析 |
6.1 营养元素利用效率 |
6.2 相关性分析 |
6.3 活化水灌溉方式和铁镁锌合理施量确定 |
6.4 土壤铁镁锌元素有效度 |
6.5 小白菜铁镁锌元素富集系数 |
6.6 小结 |
7 主要结论与有待深入研究的问题 |
7.1 主要结论 |
7.2 有待进一步研究的问题 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
(2)氮锌互作对水稻养分吸收利用及基因表达的影响(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
缩略词表 |
1 研究背景 |
1.1 引言 |
1.2 植物体内的氮营养 |
1.2.1 氮在植物中的生理功能与重要性 |
1.2.2 植物对氮素的吸收机制 |
1.2.3 植物对氮素的利用机制 |
1.3 植物体内的锌营养 |
1.3.1 锌在植物体内的生理功能与重要性 |
1.3.2 植物对锌的吸收和运输机制 |
1.4 氮与锌之间的联系 |
1.4.1 氮和锌均影响植物的光合作用 |
1.4.2 氮和锌均参与植物体内生长素的合成 |
1.4.3 锌影响植物体内的氮代谢 |
1.5 氮锌互作的国内外研究进展 |
1.6 研究目的、意义与技术路线 |
1.6.1 研究目的与意义 |
1.6.2 技术路线 |
2 材料与方法 |
2.1 试验材料 |
2.2 水稻材料的培育 |
2.3 测定分析方法 |
2.3.1 生长表型分析 |
2.3.2 氮含量的测定及衍生指标的计算 |
2.3.3 锌含量的测定及衍生指标的计算 |
2.3.4 水稻硝态氮含量的测定 |
2.3.5 可溶性蛋白含量的测定 |
2.3.6 可溶性糖含量的测定 |
2.3.7 硝酸还原酶(NR)活性的测定 |
2.3.8 亚硝酸还原酶(Ni R)活性的测定 |
2.3.9 谷氨酰胺合成酶(GS)活性的测定 |
2.3.10 谷氨酸合酶(GOGAT)活性的测定 |
2.3.11 RNA的提取与逆转录 |
2.3.12 水稻基因表达水平分析 |
2.4 数据统计 |
3 结果分析 |
3.1 氮锌互作对水稻生长的影响 |
3.1.1 氮锌交互处理下水稻的生长表型 |
3.1.2 氮锌交互处理下水稻各部位干重 |
3.2 氮锌互作对水稻氮营养的影响 |
3.2.1 氮锌互作对水稻氮吸收和分配的影响 |
3.2.2 氮锌互作对木质部汁液中总氮及游离NO_3~-含量的影响 |
3.2.3 氮锌互作对水稻游离硝酸根离子含量的影响 |
3.2.4 氮锌互作对水稻可溶性蛋白含量的影响 |
3.2.5 氮锌互作对水稻可溶性糖含量的影响 |
3.2.6 氮锌互作对水稻氮同化关键酶活性的影响 |
3.2.7 氮锌互作对水稻氮吸收转运关键基因表达水平的影响 |
3.3 氮锌互作对水稻锌营养的影响 |
3.3.1 氮锌互作对水稻锌吸收和分配的影响 |
3.3.2 氮锌互作对木质部汁液中锌含量的影响 |
3.3.3 氮锌互作对水稻锌吸收转运关键基因表达水平的影响 |
4 讨论、研究总结和展望 |
4.1 讨论 |
4.2 研究总结与展望 |
4.2.1 研究总结 |
4.2.2 本研究的不足与展望 |
参考文献 |
研究生期间主要成果 |
附录 |
致谢 |
(3)紫花苜蓿响应盐碱胁迫的转录组分析及MsNAC47基因的功能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 土壤盐碱化的危害 |
1.1.1 离子毒害 |
1.1.2 渗透胁迫 |
1.1.3 高pH对植物造成的影响 |
1.1.4 活性氧对植物造成的影响 |
1.2 植物抗盐碱机制研究进展 |
1.2.1 细胞离子平衡的重构 |
1.2.2 渗透调节物质的合成 |
1.2.3 高pH的适应性响应 |
1.2.4 抗氧化途径 |
1.2.5 转录因子 |
1.3 NAC家族转录因子在植物抗盐碱机制中的研究进展 |
1.4 钙信号及钙离子转运在植物抗盐碱机制中的研究进展 |
1.5 紫花苜蓿抗盐碱机制研究进展 |
1.6 研究的目的与意义 |
1.7 技术路线 |
第2章 紫花苜蓿响应盐碱胁迫的转录组分析 |
2.1 引言 |
2.2 实验材料 |
2.2.1 植物材料 |
2.2.2 实验药品 |
2.3 实验方法 |
2.3.1 紫花苜蓿培养及处理条件 |
2.3.2 紫花苜蓿总RNA的提取和质量检测 |
2.3.3 cDNA文库的构建 |
2.3.4 转录组测序及数据组装 |
2.3.5 转录本功能注释及差异表达基因分析 |
2.3.6 荧光定量qRT-PCR(Quantitative real-time PCR) |
2.4 实验结果与分析 |
2.4.1 转录组初步分析 |
2.4.2 转录组数据的定量验证 |
2.4.3 差异表达基因GO聚类及盐碱胁迫响应途径分析 |
2.4.4 转录因子在盐碱胁迫下的表达变化 |
2.4.5 盐与盐碱胁迫下的比较转录组分析 |
2.5 本章小结 |
第3章 盐碱特异响应基因MsNAC47 的功能验证 |
3.1 引言 |
3.2 实验材料 |
3.2.1 菌种、质粒及植物材料 |
3.2.2 实验药品 |
3.2.3 主要仪器设备 |
3.3 实验方法 |
3.3.1 紫花苜蓿MsNAC47 的克隆 |
3.3.2 MsNAC7生物信息学分析 |
3.3.3 MsNAC7的表达特异性分析 |
3.3.4 MsNAC7表达载体构建及遗传转化 |
3.3.5 转基因拟南芥的分子生物学检测 |
3.3.6 转基因拟南芥和拟南芥突变体的抗盐碱能力分析 |
3.3.7 数据处理 |
3.4 实验结果与分析 |
3.4.1 MsNAC47 基因克隆及序列分析 |
3.4.2 MsNAC47 基因时空表达模式及胁迫响应模式分析 |
3.4.3 拟南芥nac47 突变体信息及恢复突变体构建 |
3.4.5 nac47 突变体在盐和盐碱胁迫下的平板根长实验 |
3.4.6 苗期nac47 突变体及恢复突变体的胁迫抗性实验 |
3.4.7 nac47 缺失突变体在盐和盐碱胁迫下的离子含量测定 |
3.5 本章小结 |
第4章 NAC47 基因对钙离子代谢的影响 |
4.1 引言 |
4.2 实验材料 |
4.2.1 菌种、质粒及植物材料 |
4.3 实验方法 |
4.3.1 非损伤离子流速测定 |
4.3.2 钙成像 |
4.3.3 NAC47下游基因表达水平分析 |
4.3.4 p Bait-Ab Ai载体的构建 |
4.3.5 cDNA文库的转化及筛选 |
4.4 实验结果与分析 |
4.4.1 拟南芥nac47 突变体在盐碱胁迫处理下Ca~(2+)流速的变化 |
4.4.2 nac47 突变体在盐碱瞬时处理下Ca~(2+)流速的变化 |
4.4.3 nac47 突变体中Ca~(2+)转运体基因响应盐碱胁迫的表达模式分析 |
4.4.4 MsNAC47 对钙离子转运体基因的转录调控验证 |
4.5 本章小结 |
第5章 讨论 |
5.1 紫花苜蓿抗盐碱转录组测序分析 |
5.1.1 紫花苜蓿在转录水平对盐碱的响应途径 |
5.1.2 离子转运途径在盐碱胁迫下的响应 |
5.1.3 紫花苜蓿对盐和盐碱胁迫的差异响应 |
5.2 紫花苜蓿MsNAC47 基因对抗盐碱能力的影响 |
5.2.1 突变体对盐碱敏感而对盐具有较强的抗性 |
5.2.2 NAC47对Ca~(2+)信号和转运途径的影响 |
5.3 Ca~(2+)代谢对植物抗盐碱的意义 |
5.3.1 盐碱胁迫对Ca~(2+)代谢的影响 |
5.3.2 NAC47 通过影响钙离子转运途径提升植物抗盐碱能力 |
5.4 对后续工作的设想 |
5.5 论文的主要创新点 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士期间发表论文 |
致谢 |
(4)果树地上部锌营养的利用特征与稳态机制研究(论文提纲范文)
致谢 |
中文摘要 |
Abstract |
主要缩略词表 |
第一章 文献综述 |
1.1 锌的生理生化特性与环境中的锌 |
1.1.1 锌的生理特性与生化功能 |
1.1.2 土壤中的锌及其对植物的有效性 |
1.2 植物维持体内锌稳态平衡的生理与分子机制 |
1.2.1 根系对土壤中锌的活化与吸收 |
1.2.2 缺锌与高锌胁迫下植物对根系内锌稳态的调节 |
1.2.3 锌的木质部装载过程 |
1.2.4 植物地上部锌的稳态平衡机制 |
1.2.4.1 膜转运蛋白在锌稳态中的作用 |
1.2.4.2 金属螯合物在锌稳态中的作用 |
1.2.5 锌与其他矿质营养元素的互作 |
1.2.5.1 大量元素对锌稳态的影响 |
1.2.5.2 中微量元素对锌稳态的影响 |
1.3 果树锌营养与施锌技术 |
1.3.1 缺锌对果树作物的影响 |
1.3.1.1 全球果树种植地缺锌状况 |
1.3.1.2 锌对果树营养生长的影响 |
1.3.1.3 锌对果树生殖生长的影响 |
1.3.2 果树缺锌矫正及其实践应用中的局限性 |
1.3.2.1 土壤施锌 |
1.3.2.2 叶面施锌 |
1.4 元素分布成像技术在植物锌营养研究中的应用 |
1.4.1 植物体内金属稳态平衡研究中元素成像的重要性 |
1.4.1.1 植物微量元素营养生物强化 |
1.4.1.2 金属元素转运相关基因功能表征 |
1.4.1.3 植物对重金属毒害的耐受机制 |
1.4.1.4 超积累植物对重金属的超积累机制 |
1.4.2 锌元素的原位成像技术 |
1.4.2.1 基于X射线荧光的元素成像技术 |
1.4.2.2 基于质谱的元素成像技术 |
1.4.3 同步辐射XRF技术在植物锌营养研究中的应用展望 |
1.4.3.1 活体植物中锌营养元素的迁移示踪 |
1.4.3.2 元素的三维分布成像 |
1.4.3.3 揭示叶面肥的吸收过程与调控因素 |
1.4.3.4 突变体的高通量筛选 |
1.5 研究内容 |
1.5.1 科学问题提出 |
1.5.2 研究内容与技术路线 |
第二章 果树对缺锌胁迫的响应与锌再转运能力调控 |
2.1 引言 |
2.2 材料与方法 |
2.2.1 植物预培养 |
2.2.2 植物锌处理与样品采集 |
2.2.3 锌含量测定 |
2.2.4 锌的分布特征分析 |
2.2.5 叶片稳定性同位素锌标记与示踪 |
2.2.6 数据分析处理 |
2.3 结果与分析 |
2.3.1 不同锌处理条件下苹果表型与锌含量 |
2.3.2 不同锌处理条件下锌在苹果叶片上的分布 |
2.3.3 不同锌处理条件下锌在苹果茎上的分布 |
2.3.4 稳定性同位素锌的叶面吸收与再转运 |
2.4 讨论 |
2.5 本章小结 |
第三章 果树中锌的韧皮部运输形态与机制 |
3.1 引言 |
3.2 材料与方法 |
3.2.1 植物预培养 |
3.2.2 植物锌处理与样品采集 |
3.2.3 锌的赋存形态分析 |
3.2.3.1 样品制备 |
3.2.3.2 参比物制备 |
3.2.3.3 同步辐射X射线吸收光谱(XAS)测定与分析 |
3.2.4 有机酸与氨基酸含量测定 |
3.2.5 烟酰胺含量测定 |
3.2.6 RNA提取与cDNA合成 |
3.2.7 实时荧光定量PCR分析 |
3.2.8 数据分析处理 |
3.3 结果与分析 |
3.3.1 锌在苹果不同叶龄叶片中的赋存形态 |
3.3.2 苹果茎维管束中锌赋存形态的微区变化 |
3.3.3 不同锌处理条件下苹果叶片中的有机酸和氨基酸含量 |
3.3.4 不同锌处理条件下苹果不同部位中烟酰胺含量的变化 |
3.3.5 苹果烟酰胺合成与锌再转运相关基因对缺锌胁迫的响应 |
3.4 讨论 |
3.5 本章小结 |
第四章 果树休眠和营养发育期对锌的季节性储存、释放与再利用 |
4.1 引言 |
4.2 材料与方法 |
4.2.1 植物预培养 |
4.2.2 植物样品采集 |
4.2.3 锌含量测定 |
4.2.4 锌的分布特征分析 |
4.2.4.1 Micro-XRF测定 |
4.2.4.2 Nano-XRF样品制备 |
4.2.4.3 Nano-XRF测定 |
4.2.5 锌的赋存形态分析 |
4.2.6 植物总磷、有机磷与无机磷的含量分析 |
4.2.7 数据分析处理 |
4.3 .结果与分析 |
4.3.1 锌在苹果茎节点处的积累特征 |
4.3.2 苹果不同部位茎的锌含量 |
4.3.3 苹果顶芽中锌的细胞与亚细胞分布特征 |
4.3.4 苹果顶芽中锌的赋存形态 |
4.3.5 苹果顶芽萌发过程中不同形态磷含量的变化 |
4.3.6 苹果顶芽萌发过程中锌的释放与迁移 |
4.3.7 其他多年生落叶果树作物休眠芽中锌的分布特征 |
4.4 讨论 |
4.5 本章小结 |
第五章 果树生殖发育期对锌的需求规律与锌的运输障碍 |
5.1 引言 |
5.2 材料与方法 |
5.2.1 植物预培养 |
5.2.2 锌含量测定 |
5.2.3 锌的分布特征分析 |
5.2.4 数据分析处理 |
5.3 .结果与分析 |
5.3.1 扁桃叶芽萌发过程中锌的迁移转运 |
5.3.2 扁桃开花过程中锌在生殖器官的微纳米尺度定位 |
5.3.3 扁桃果实发育过程中营养器官内锌养分的耗竭 |
5.3.4 扁桃果实发育过程中生殖器官内锌养分的输入 |
5.4 .讨论 |
5.5 本章小结 |
第六章 叶面锌肥的跨角质层渗透过程及其对叶片中养分状况的影响 |
6.1 引言 |
6.2 材料与方法 |
6.2.1 植物预培养 |
6.2.2 植物叶片表面特性的改变 |
6.2.2.1 调节叶片气孔开闭 |
6.2.2.2 调节叶片毛状体密度 |
6.2.3 叶面锌肥处理 |
6.2.4 锌的分布特征分析 |
6.2.5 锌的赋存形态分析 |
6.2.6 扫描电镜分析 |
6.2.7 数据分析 |
6.3 .结果与分析 |
6.3.1 叶面锌肥的精准原位评价体系构建 |
6.3.2 苹果叶片上下表皮特性及其叶面锌吸收差异 |
6.3.3 叶面锌肥跨角质层渗透过程 |
6.3.4 叶片表面特性对叶片锌吸收的影响 |
6.3.5 叶面施锌对叶片其他养分元素的影响 |
6.4 讨论 |
6.5 本章小结 |
第七章 综合结论、主要创新点及研究展望 |
7.1 综合结论 |
7.2 主要创新点 |
7.3 研究展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间主要成果 |
(5)不同小麦品种锌吸收累积特性及其作用机理(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
1 文献综述 |
1.1 锌与人体健康 |
1.1.1 锌在人体中的生理功能 |
1.1.2 锌的其他作用 |
1.2 土壤中锌的作用 |
1.2.1 土壤中锌的含量及分布规律 |
1.2.2 土壤中锌的形态分布及其转化 |
1.2.3 土壤中限制锌有效性的关键因子 |
1.3 锌对植物的营养功能 |
1.3.1 植物对锌的吸收、转运和累积 |
1.3.2 锌在植物体内的存在形态 |
1.3.3 锌在植物中的重要作用 |
1.4 植物锌营养的基因型差异研究 |
1.5 植物锌营养遗传的分子机制 |
2 引言 |
2.1 研究目的及意义 |
2.2 研究内容与技术路线 |
3 施锌对不同小麦品种锌营养吸收的影响 |
3.1 材料与方法 |
3.1.1 供试材料与试验设计 |
3.1.2 测定项目与方法 |
3.1.3 数据分析 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 施锌对不同小麦品种产量构成要素的影响 |
3.2.2 施锌对不同小麦品种锌含量和锌累积量分配比例的影响 |
3.2.3 不同小麦品种锌效率的比较 |
3.3 讨论 |
3.3.1 施锌对不同小麦生长发育的影响 |
3.3.2 施锌对不同小麦锌效率和籽粒锌含量的影响 |
3.3.3 施锌对不同小麦各营养器官锌累积分配比例的影响 |
3.4 小结 |
4 低锌胁迫对两个小麦品种锌营养吸收及TaZIPs基因表达的影响 |
4.1 材料与方法 |
4.1.1 试验试剂与仪器 |
4.1.2 供试材料与试验设计 |
4.1.3 测定项目与方法 |
4.1.4 数据分析 |
4.2 结果与分析 |
4.2.1 不同锌浓度对小麦幼苗干物质重的影响 |
4.2.2 不同锌浓度对小麦幼苗根系形态的影响 |
4.2.3 不同锌浓度对小麦幼苗体内锌含量及锌累积量的影响 |
4.2.4 不同锌浓度对小麦幼苗中Cu、Fe、Mn元素含量的影响 |
4.2.5 不同锌浓度对小麦幼苗中Zn亚细胞分布的影响 |
4.2.6 ZIP锌转运子在不同锌浓度水平的变化 |
4.3 讨论 |
4.3.1 供Zn对小麦幼苗生长的影响 |
4.3.2 供Zn对小麦幼苗金属离子(Zn、Cu、Fe、Mn)吸收的影响 |
4.3.3 供Zn对小麦幼苗各部位Zn亚细胞组分的影响 |
4.3.4 供Zn对两个品种小麦各部位TaZIPs基因定量表达的影响 |
4.4 小结 |
5 锌过量诱导两个小麦的生理、金属离子稳态及TaZIPs表达水平的变化 |
5.1 材料与方法 |
5.1.1 试验试剂与仪器 |
5.1.2 供试材料与试验设计 |
5.1.3 测定项目与方法 |
5.1.4 数据分析 |
5.2 结果与分析 |
5.2.1 锌过量对小麦幼苗干物质重的影响 |
5.2.2 锌过量对小麦幼苗锌吸收的影响 |
5.2.3 锌过量对小麦幼苗根系形态参数的影响 |
5.2.4 锌过量对小麦幼苗光合色素含量及光合参数的影响 |
5.2.5 锌过量对小麦幼苗MDA含量及抗氧化酶SOD、POD、CAT活性的影响 |
5.2.6 锌过量对小麦幼苗中Cu、Fe、Mn含量的影响 |
5.2.7 锌过量对小麦幼苗TaZIPs基因表达的影响 |
5.3 讨论 |
5.3.1 锌过量对小麦幼苗生长的影响 |
5.3.2 锌过量对小麦光合能力和抗氧化酶能力的影响 |
5.3.3 锌过量对小麦幼苗金属离子(Zn、Cu、Fe、Mn)吸收的影响 |
5.3.4 锌过量水平两种小麦幼苗TaZIPs基因定量表达的变化 |
5.4 小结 |
6 小麦锌铁转运蛋白ZIP基因的表达模式分析 |
6.1 材料与方法 |
6.1.1 RNA提取及实时荧光定量 |
6.1.2 TaZIPs基因表达模式分析 |
6.2 结果分析 |
6.2.1 TaZIPs基因在成熟期小麦各组织部位的表达 |
6.2.2 TaZIPs基因在各种胁迫环境下的相对表达 |
6.3 讨论 |
6.4 小结 |
7 结论 |
参考文献 |
ABSTRACT |
攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
(6)施肥模式和耕作年限影响土壤磷有效性和碳氮磷耦合转化的微生物学机制(论文提纲范文)
致谢 |
缩略词表 |
摘要 |
Abstract |
第1章 文献综述 |
1.1 土壤碳素转化及其微生物学机制 |
1.1.1 土壤有机碳矿化及其微生物调控机制 |
1.1.2 土壤有机碳固存及其微生物调控机制 |
1.2 土壤氮素转化及其微生物学机制 |
1.3 土壤磷素转化及其微生物学机制 |
1.3.1 土壤有机磷矿化及其微生物学机制 |
1.3.2 土壤无机磷的活化及其微生物学机制 |
1.4 土壤碳氮磷耦合转化的微生物学机制 |
1.5 施肥对土壤微生物群落及其功能的影响 |
1.6 土地利用方式和年限对土壤微生物群落及其功能的影响 |
1.7 问题提出与研究思路 |
第2章 长期施用不同化肥对土壤磷素形态转化的影响及其微生物学机制 |
2.1 引言 |
2.2 材料与方法 |
2.2.1 土壤样品采集 |
2.2.2 土壤理化性质的测定 |
2.2.3 磷的连续分级形态提取和测定 |
2.2.4 不同形态磷酸盐和土壤孔隙水的氧同位素比值测定 |
2.2.5 磷酸盐氧同位素的平衡比值和质量平衡的计算 |
2.2.6 土壤DNA提取 |
2.2.7 土壤磷循环相关功能基因的定量 |
2.2.8 数据分析 |
2.3 结果分析 |
2.3.1 长期施肥对土壤理化性质和不同形态磷分布的影响 |
2.3.2 长期不同施肥处理对土壤酶活性和磷循环功能基因丰度的影响 |
2.3.3 长期不同施肥处理对土壤不同无机磷形态的磷酸盐氧同位素比值的影响 |
2.3.4 长期不同施肥处理下土壤不同形态磷库中磷酸盐氧同位素比值与磷库含量、微生物活性间的相关性 |
2.4 讨论 |
本章小结 |
第3章 有机无机肥配施对土壤有机磷和无机磷解磷菌群落的影响及其驱动因子 |
3.1 引言 |
3.2 材料和方法 |
3.2.1 试验设计和土壤采样 |
3.2.2 土壤理化性质的测定 |
3.2.3 土壤磷素分级测定 |
3.2.4 土壤DNA提取、phoD和pqqC基因的定量分析 |
3.2.5 phoD和pqqC基因高通量测序、数据分析和数据库比对 |
3.2.6 微生物群落网络模型构建 |
3.2.7 数据统计与分析 |
3.3 结果分析 |
3.3.1 有机无机肥配施对水稻土理化性质和不同形态磷分布的影响 |
3.3.2 有机无机肥对土壤解磷微生物丰度和多样性的影响 |
3.3.3 有机无机肥对土壤解磷菌微生物群落的影响 |
3.3.4 有机无机配施下土壤解磷细菌群落中的关键微生物解析 |
3.3.5 有机无机肥配施下土壤解磷微生物群落的驱动因子 |
3.4 讨论 |
本章小结 |
第4章 有机无机肥配施对土壤碳氮磷素耦合转化相关微生物群落和功能多样性的影响 |
4.1 引言 |
4.2 材料和方法 |
4.2.1 试验设计和土壤采样 |
4.2.2 菌16S rRNA基因和真菌ITS扩增和Illumina高通量测序 |
4.2.3 高通量定量PCR(HT-qPCR) |
4.2.4 土壤多功能性的测定 |
4.2.5 数据统计与分析 |
4.3 结果分析 |
4.3.1 有机无机肥配施对土壤微生物群落和多种酶活性的影响 |
4.3.2 有机无机肥配施对土壤微生物潜在功能的影响 |
4.3.3 土壤多功能性与微生物群落多样性和潜在功能的关系 |
4.3.4 土壤多功能驱动因素的直接和间接影响 |
4.4 讨论 |
本章小结 |
第5章 土壤碳氮磷转化相关的微生物群落对不同耕作方式和年限的响应及其驱动机制 |
5.1 引言 |
5.2 材料和方法 |
5.2.1 研究区域概况和样品采集 |
5.2.2 土壤理化性质的测定和DNA的提取 |
5.2.3 细菌16S rRNA基因和真菌ITS扩增和Illumina高通量测序 |
5.2.4 高通量定量PCR(HT-qPCR) |
5.2.5 数据统计与分析 |
5.3 结果分析 |
5.3.1 土壤碳氮磷含量和pH对耕作方式和年限的响应 |
5.3.2 土壤微生物群落和潜在功能对耕作方式和年限的响应 |
5.3.3 不同耕作年限下土壤微生物群落结构、多样性和潜在功能与土壤理化性质间的相互关系 |
5.4 讨论 |
本章小结 |
第6章 稻田土壤微生物碳氮磷代谢对耕作年限的响应及其驱动机制 |
6.1 引言 |
6.2 材料和方法 |
6.2.1 试验设计和土壤采样 |
6.2.2 土壤理化指标的测定 |
6.2.3 胞外酶活性测定及其矢量分析 |
6.2.4 土壤DNA提取和高通量定量PCR(HT-q PCR) |
6.2.5 微生物碳代谢潜力和碳利用效率的测定 |
6.2.6 微生物氮代谢潜力和氮利用效率的测定 |
6.2.7 数据统计与分析 |
6.3 结果分析 |
6.3.1 稻田土壤理化性质对耕作年限的响应 |
6.3.2 稻田土壤酶活性及其化学计量比对耕作年限的响应 |
6.3.3 稻田土壤微生物碳氮磷代谢对耕作年限的响应 |
6.3.4 稻田土壤微生物碳氮代谢与土壤理化性质的关系 |
6.3.5 不同耕作年限下稻田土壤有机碳积累的驱动因子 |
6.4 讨论 |
本章小结 |
第7章 全文总结 |
7.1 主要研究结论 |
7.2 主要创新点 |
7.3 研究展望 |
参考文献 |
作者简历及主要学术成果和所获荣誉 |
(7)粉垄耕作对盐碱地土壤性质及耐盐碱高粱生长的影响研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 耐盐碱作物研究进展 |
1.2.2 粉垄耕作的研究进展 |
1.3 研究内容 |
1.3.1 耐盐碱酿造高粱品种的筛选 |
1.3.2 粉垄耕作对盐碱地土壤性质的影响 |
1.3.3 粉垄耕作对高粱生长的影响 |
1.4 技术路线图 |
2 试验设计与方法 |
2.1 试验区概况 |
2.2 试验材料及试验设计 |
2.3 试验测定指标及方法 |
2.4 数据分析与处理 |
3 耐盐碱酿造高粱品种筛选试验研究 |
3.1 不同品种耐盐碱高粱田间生长状况 |
3.2 盐碱胁迫条件下酿造高粱的种子萌发情况 |
3.3 讨论与小结 |
3.3.1 讨论 |
3.3.2 小结 |
4 粉垄耕作对盐碱地土壤物理性质的影响 |
4.1 粉垄耕作对土壤容重及孔隙度的影响 |
4.2 粉垄耕作对土壤三相比的影响 |
4.3 粉垄耕作对土壤盐分的影响 |
4.4 粉垄耕作对土壤水分的影响 |
4.5 粉垄耕作对土壤水稳性团聚体的影响 |
4.6 盐碱地土壤物理指标间的相关性分析 |
4.7 讨论与小结 |
4.7.1 讨论 |
4.7.2 小结 |
5 粉垄耕作对盐碱地土壤化学性质及微生物菌落的影响 |
5.1 粉垄耕作对盐碱地土壤pH的影响 |
5.2 粉垄耕作对盐碱地土壤NO_3~--N的影响 |
5.3 粉垄耕作对盐碱地土壤NH_4~+-N的影响 |
5.4 粉垄耕作对盐碱地土壤有机碳的影响 |
5.5 粉垄耕作对盐碱地土壤细菌、真菌、放线菌菌落数的影响 |
5.6 粉垄耕作对盐碱地土壤总菌落数的影响 |
5.7 讨论与小结 |
5.7.1 讨论 |
5.7.2 小结 |
6 粉垄耕作对高粱生长的影响 |
6.1 粉垄耕作对高粱出苗率的影响 |
6.2 粉垄耕作对高粱株高、茎粗的影响 |
6.3 粉垄耕作对高粱地上干物质累积量的影响 |
6.4 粉垄耕作对高粱根系时空分布的影响 |
6.5 粉垄耕作对高粱产量及其构成要素的影响 |
6.6 粉垄耕作对高粱籽粒品质的影响 |
6.7 粉垄耕作对经济效益的影响 |
6.8 讨论与小结 |
6.8.1 讨论 |
6.8.2 小结 |
7 结论与展望 |
7.1 主要结论 |
7.2 不足与展望 |
致谢 |
参考文献 |
作者简介 |
(8)纳米零价铁改性沸石对土壤镉铅砷复合污染的钝化效果及相关机制研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
缩写表 |
第1章 绪论 |
1.1 土壤Cd、Pb、As污染现状 |
1.1.1 土壤Cd、Pb、As污染分布 |
1.1.2 土壤Cd、Pb、As污染来源 |
1.2 土壤Cd、Pb、As污染危害 |
1.2.1 Cd、Pb、As对人体健康的危害 |
1.2.2 Cd、Pb、As对农作物的危害 |
1.2.3 Cd、Pb、As对土壤微生物的影响 |
1.3 影响土壤Cd、Pb、As形态及生物有效性的主要因素 |
1.3.1 土壤pH |
1.3.2 土壤电导率与氧化还原电位 |
1.3.3 土壤有机质与可溶性有机碳 |
1.3.4 土壤微生物 |
1.3.5 重金属Cd、Pb、As共存的交互效应 |
1.4 土壤Cd、Pb、As污染化学钝化技术 |
1.4.1 生物质炭 |
1.4.2 磷基材料 |
1.4.3 铁锰氧化物 |
1.4.4 有机物料 |
1.4.5 粘土矿物 |
1.5 天然沸石及纳米零价铁在土壤重金属修复中的作用 |
1.5.1 天然沸石及纳米零价铁的基本性质 |
1.5.2 天然沸石及纳米零价铁对土壤理化性质的影响 |
1.5.3 天然沸石及纳米零价铁对土壤Cd、Pb、As化学行为的影响 |
1.5.4 天然沸石及纳米零价铁对作物Cd、Pb、As积累及生长的影响 |
1.5.5 天然沸石及纳米零价铁对土壤微生物的影响 |
1.6 存在的问题 |
1.7 论文研究目标和技术路线 |
1.7.1 论文研究目标 |
1.7.2 技术路线 |
第2章 纳米零价铁改性沸石对水溶液中Cd~(2+)、Pb~(2+)、AsO_2~-的吸附研究 |
2.1 引言 |
2.2 材料与方法 |
2.2.1 化学试剂 |
2.2.2 材料制备与筛选 |
2.2.3 材料表征 |
2.2.4 动力学吸附试验 |
2.2.5 pH梯度吸附试验 |
2.2.6 等温吸附试验 |
2.2.7 土水界面振荡试验 |
2.2.8 统计分析 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 不同配比纳米零价铁改性沸石吸附效果验证 |
2.3.2 天然沸石、纳米零价铁及纳米零价铁改性沸石基本性质表征 |
2.3.3 Cd(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、As(Ⅲ)吸附动力学研究 |
2.3.4 XRD、XPS对吸附机理的探讨 |
2.3.5 溶液pH对吸附效果的影响 |
2.3.6 Cd(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、As(Ⅲ)单一与复合污染下等温吸附差异研究 |
2.3.7 纳米零价铁改性沸石对土水界面中重金属吸附效果研究 |
2.4 本章小结 |
第3章 纳米零价铁改性沸石对复合污染土壤Cd、Pb、As的钝化机制 |
3.1 引言 |
3.2 材料与方法 |
3.2.1 供试土壤 |
3.2.2 纳米零价铁改性沸石制备及表征 |
3.2.3 土壤培养试验 |
3.2.4 土壤理化性质及重金属指标测定 |
3.2.5 材料分离表征 |
3.2.6 统计分析 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 纳米零价铁改性沸石基本性质研究 |
3.3.2 纳米零价铁改性沸石对土壤理化性质的动态影响 |
3.3.3 纳米零价铁改性沸石对土壤Cd、Pb、As、Fe有效性及形态分布的动态影响 |
3.3.4 基于XRD对不同类型土壤中重金属钝化机制的探讨 |
3.3.5 基于XPS对不同类型土壤中重金属钝化机制的探讨 |
3.4 本章小结 |
第4章 纳米零价铁改性沸石对重金属复合污染土壤微生物群落的影响 |
4.1 引言 |
4.2 材料与方法 |
4.2.1 供试土壤 |
4.2.2 土壤DNA提取与高通量测序 |
4.2.3 土壤RNA提取与功能基因测定 |
4.2.4 数据处理与生物信息学统计分析 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 纳米零价铁改性沸石对土壤微生物Alpha多样性的影响 |
4.3.2 纳米零价铁改性沸石对土壤微生物群落相对丰度的影响 |
4.3.3 纳米零价铁改性沸石对土壤微生物Beta多样性的影响 |
4.3.4 土壤微生物-环境因子相关性及冗余分析 |
4.3.5 纳米零价铁改性沸石对土壤微生物功能基因表达的影响 |
4.4 本章小结 |
第5章 纳米零价铁改性沸石对作物重金属吸收及抗氧化胁迫的影响 |
5.1 引言 |
5.2 材料与方法 |
5.2.1 供试土壤及材料制备 |
5.2.2 盆栽试验 |
5.2.3 土壤理化性质、重金属含量及速效养分的测定 |
5.2.4 青菜重金属含量及养分测定 |
5.2.5 青菜Cd、Pb、As亚细胞分布测定 |
5.2.6 青菜氧化胁迫相关指标测定 |
5.2.7 土壤-作物-人体健康风险及统计分析 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 纳米零价铁改性沸石对土壤理化性质、重金属及养分有效性的影响 |
5.3.2 纳米零价铁改性沸石对作物生物量、重金属转运及养分吸收的影响 |
5.3.3 纳米零价铁改性沸石对土壤-作物重金属迁移及其亚细胞分布的影响 |
5.3.4 纳米零价铁改性沸石对作物氧化胁迫水平和抗氧化系统的影响 |
5.3.5 纳米零价铁改性沸石对作物品质及人体健康风险的影响 |
5.4 本章小结 |
第6章 研究结论、创新点及展望 |
6.1 结论 |
6.1.1 纳米零价铁改性沸石对Cd(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、As(Ⅲ)的吸附容量及特性 |
6.1.2 纳米零价铁改性沸石对不同Cd、Pb、As复合污染土壤的影响 |
6.1.3 纳米零价铁改性沸石对Cd、Pb、As吸附及固定机制 |
6.1.4 纳米零价铁改性沸石对复合污染土壤中微生物群落结构及功能的影响 |
6.1.5 纳米零价铁改性沸石对作物品质及生理功能的影响 |
6.2 创新点 |
6.3 研究展望 |
参考文献 |
作者简历及主要学术成果和获得荣誉 |
(9)不同油菜品种锌富集差异及机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 引言 |
1.1 选题背景及依据 |
1.2 主要研究方法 |
1.3 主要研究内容与技术路线 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 技术路线 |
1.4 拟解决的关键问题 |
第2章 文献综述 |
2.1 土壤中锌的状况 |
2.1.1 土壤中锌含量及其分布规律 |
2.1.2 土壤中锌的形态及有效性 |
2.1.3 影响土壤锌有效性因素 |
2.2 锌对植物营养的重要性 |
2.2.1 植物对锌的吸收、利用与运输 |
2.2.2 锌在植物体内的分布及形态 |
2.2.3 锌对植物的营养作用 |
2.2.4 植物缺锌营养症状以及应对机制 |
2.3 锌对人体健康的重要性 |
2.4 植物锌营养基因型差异及其生理基础 |
2.4.1 植物锌营养基因型差异 |
2.4.2 植物锌营养基因型差异的生理基础 |
2.5 选育油菜锌高效籽粒富锌品种的意义 |
前言 |
第3章 材料与方法 |
3.1 试验材料 |
3.1.1 供试品种 |
3.1.2 供试土壤 |
3.2 试验设计 |
3.3 测定项目与分析方法 |
3.3.1 样品采集与制备 |
3.3.2 样品分析测定方法 |
3.4 数据处理 |
第4章 结果与分析 |
4.1 不同锌浓度对油菜生长、生理代谢活性的影响 |
4.1.1 不同锌浓度对油菜株高、根长的影响 |
4.1.2 不同锌浓度对油菜地上部干重、地下部干重的影响 |
4.1.3 不同锌浓度对油菜酶活性的影响 |
4.1.4 不同锌浓度对油菜脯氨酸、丙二醛含量的影响 |
4.2 不同锌浓度对油菜光合作用及相关因子的影响 |
4.2.1 不同锌浓度对油菜叶绿素含量的影响 |
4.2.2 不同锌浓度对光合作用的影响 |
4.3 不同锌浓度对油菜体内养分吸收及锌积累量的影响 |
4.3.1 不同锌浓度对油菜体内养分吸收的影响 |
4.3.2 不同锌浓度对油菜体内锌含量及累积量的影响 |
4.4 不同锌浓度对油菜根系分泌物、根尖细胞超微结构的影响 |
4.4.1 不同锌浓度对油菜根系分泌的氨基酸的影响 |
4.4.2 不同锌浓度下油菜根尖细胞超微结构的差异性 |
4.5 不同锌浓度对油菜土壤根际与非根际养分含量的影响 |
4.5.1 不同锌浓度对油菜根际养分含量的影响 |
4.5.2 不同锌浓度对油菜非根际养分含量的影响 |
4.5.3 不同锌浓度对油菜土壤锌含量的影响 |
第5章 讨论 |
5.1 不同锌浓度对油菜生长的影响 |
5.2 不同锌浓度对油菜生理代谢的影响 |
5.3 不同锌浓度对油菜体内养分吸收及锌的积累量影响 |
5.4 不同锌浓度对油菜根系分泌物和根尖细胞结构的影响 |
5.5 不同锌浓度对油菜土壤养分利用以及锌含量的影响 |
第6章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
论文发表情况 |
参与课题情况 |
(10)松嫩平原苏打盐碱化土壤Zn供应及植物Zn素营养的研究进展(论文提纲范文)
1 松嫩平原苏打盐碱土壤Zn供应 |
1.1 苏打盐碱土壤中Zn的背景值 |
1.2 苏打盐碱土壤Zn供应的影响因素 |
1.3 Zn在苏打盐碱土壤—植物间的时空变异及循环规律 |
2 植物Zn元素营养 |
2.1 Zn的生理功能及在植物体内的含量、分布 |
2.2 碱性土壤环境对植物Zn素营养的影响 |
2.3 植物Zn素营养的分子生物学 |
3 问题与展望 |
四、HCO_3~-和高pH对不同锌效率水稻锌及其他养分吸收的影响(论文参考文献)
- [1]活化水灌溉和施加铁镁锌对小白菜生长的耦合影响[D]. 朱梦杰. 西安理工大学, 2021(01)
- [2]氮锌互作对水稻养分吸收利用及基因表达的影响[D]. 李俊丽. 华中农业大学, 2021
- [3]紫花苜蓿响应盐碱胁迫的转录组分析及MsNAC47基因的功能研究[D]. 安逸民. 哈尔滨师范大学, 2021
- [4]果树地上部锌营养的利用特征与稳态机制研究[D]. 谢若瀚. 浙江大学, 2020
- [5]不同小麦品种锌吸收累积特性及其作用机理[D]. 李广鑫. 河南农业大学, 2020(06)
- [6]施肥模式和耕作年限影响土壤磷有效性和碳氮磷耦合转化的微生物学机制[D]. 毕庆芳. 浙江大学, 2020
- [7]粉垄耕作对盐碱地土壤性质及耐盐碱高粱生长的影响研究[D]. 杨博. 内蒙古农业大学, 2020(02)
- [8]纳米零价铁改性沸石对土壤镉铅砷复合污染的钝化效果及相关机制研究[D]. 李章涛. 浙江大学, 2020
- [9]不同油菜品种锌富集差异及机理研究[D]. 陈贵青. 西南大学, 2011(09)
- [10]松嫩平原苏打盐碱化土壤Zn供应及植物Zn素营养的研究进展[J]. 齐春艳,梁正伟. 农业系统科学与综合研究, 2010(03)