• 
    

    
    

      99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看

      ?

      高硼土壤增施硫肥對(duì)油菜硼吸收與分配的影響

      2019-03-29 02:17:38李鳴鳳劉新偉王海彤趙竹青
      關(guān)鍵詞:果莢毒害細(xì)胞壁

      李鳴鳳,劉新偉,王海彤,趙竹青

      ?

      高硼土壤增施硫肥對(duì)油菜硼吸收與分配的影響

      李鳴鳳,劉新偉,王海彤,趙竹青

      (華中農(nóng)業(yè)大學(xué)微量元素研究中心/新型肥料湖北省工程實(shí)驗(yàn)中心,武漢 430070)

      【目的】探索高硼環(huán)境下施用硫肥對(duì)油菜硼吸收和分配的影響,為合理施用硫肥緩解油菜硼毒害提供理論基礎(chǔ)。【方法】以油菜華油雜9號(hào)為試驗(yàn)材料,在高硼灰潮土上(全硼含量13.44 mg·kg-1,有效硼5.03 mg·kg-1)進(jìn)行盆栽試驗(yàn)。研究了6個(gè)硫水平(0、20、50、100、200、500 mg·kg-1)對(duì)油菜果莢、葉、莖、根部的硼含量及硼的分配、細(xì)胞壁的提取率、細(xì)胞壁硼含量和比例的影響。【結(jié)果】隨著施硫量增加,油菜各部位的生物量呈先增加后降低的趨勢(shì),其中施硫50 mg·kg-1時(shí),油菜鮮重生物量最高,可達(dá)364.5 g/株。施用不同量硫肥后,油菜硼含量及分配均為果莢>葉>莖>根,表明果莢為硼的主要累積器官。增施硫肥,油菜果莢的硼含量呈下降趨勢(shì),施硫量由0增至100 mg·kg-1,油菜果莢硼含量和分配顯著降低,降幅分別為14.8%和15.0%。油菜果莢細(xì)胞壁提取率增加43.0%,其細(xì)胞壁硼含量和比例無顯著變化,繼續(xù)增施硫肥至200 mg·kg-1,油菜果莢硼含量、硼分配比和細(xì)胞壁硼均下降至顯著水平,且細(xì)胞壁硼分配比顯著上升。與果莢不同,增施硫肥后油菜葉、莖和根的硼含量則呈緩慢上升的趨勢(shì)。施硫量由0增至100 mg·kg-1,油菜葉、莖和根硼含量分別增加15.0%、32.9%和34.9%,其分配比例分別增加13.4%、29.6%和18.6%,同時(shí)油菜葉片、莖和根部細(xì)胞壁硼含量顯著增加12.3%、22.9%和14.9%,表明增施硫肥增加了油菜葉、莖和根的硼含量?!窘Y(jié)論】硫肥可通過增加油菜生物量,限制硼從根、莖、葉到果莢的轉(zhuǎn)運(yùn),以及增加油菜果莢細(xì)胞壁硼含量來緩解高硼對(duì)油菜果莢的毒害,最佳施硫量為50—100 mg·kg-1。

      硼;硫肥;油菜;硼分配;細(xì)胞壁

      0 引言

      【研究意義】硼(B)是植物必需的微量元素之一,適宜植物生長(zhǎng)的土壤有效硼濃度范圍為0.5—1.0 mg·kg-1[1]。但由于采礦污染、高硼含量灌溉水,以及不平衡肥料施用等原因造成農(nóng)田土壤中硼積累過高[2]。在高硼土壤上(有效硼>3.0 mg·kg-1)作物會(huì)出現(xiàn)不同程度的硼毒害現(xiàn)象[1],例如葉的尖端和邊緣表現(xiàn)燒傷和壞死癥狀[3],根系的生長(zhǎng)受到抑制[4],生物量顯著下降[5]。目前我國(guó)高硼土壤主要集中在硼礦區(qū),如遼寧、吉林、青海和西藏等地區(qū)[6]。油菜是十字花科作物,需硼量較大,長(zhǎng)江流域?qū)儆谌迸鸬貐^(qū),油菜種植區(qū)域已經(jīng)推廣硼肥施用技術(shù),施肥不當(dāng)或硼肥逐年累積造成的硼毒害現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生,硼毒害不僅影響油菜的產(chǎn)量和品質(zhì),還對(duì)動(dòng)物和人類健康具有潛在的負(fù)面影響[7]。且目前部分油菜種植區(qū)域忽略了硫肥的施用,出現(xiàn)了高硼缺硫土壤。因此探索油菜種植區(qū)域硫緩解硼毒害可行性具有的實(shí)際生產(chǎn)意義?!厩叭搜芯窟M(jìn)展】硫?qū)τ谟筒耸莾H次于氮、磷、鉀元素之后的第四位元素[8]。適量的硫肥可以促進(jìn)油菜的生長(zhǎng),提高油菜的產(chǎn)量和品質(zhì)[9]。研究表明硫元素的吸收和循環(huán)顯著影響其他元素的吸收和利用,硫與其他元素間的交互作用及其效應(yīng)要超過它單獨(dú)的營(yíng)養(yǎng)作用[10]。硫肥可以增加植物根系中的銅、鋅、鎘的含量,降低其在植物莖葉中的累積[10]。WANG等研究表明,增施 NaHS,顯著降低了硼毒害下的黃瓜幼苗細(xì)胞壁果膠甲酯酶(PME)活性,從而減少高硼對(duì)根的抑制程度,增強(qiáng)黃瓜幼苗抵抗高硼脅迫的能力[11]。另有研究表明SO42-可能與硼產(chǎn)生互作效益,從而減少植物對(duì)硼的吸收利用[12]。目前硫?qū)χ参锱鹞绽梅峙涞难芯肯鄬?duì)較少?!颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】油菜是世界上第二大食用油來源[13],具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和良好的脂肪酸組成。作為最大的油菜生產(chǎn)國(guó),中國(guó)占全球23.6%的油菜種植面積和占22.2%的全球油菜籽產(chǎn)量[14]。油菜需硫量和需硼量均較大,硫與其他元素的研究多集中在與氮、鋅以及重金屬等元素的相互關(guān)系[10],硫?qū)徑庥筒伺鸲竞Φ淖饔眠€缺乏系統(tǒng)研究?!緮M解決的關(guān)鍵問題】本研究以華油雜9號(hào)為試驗(yàn)材料,在高硼缺硫的灰潮土中,通過植物硼吸收分配以及細(xì)胞壁硼含量和比例來探索施硫量對(duì)油菜硼的吸收利用的影響。

      1 材料與方法

      1.1 試驗(yàn)土壤和材料

      試驗(yàn)土壤為湖北天門油菜田的灰潮土,試驗(yàn)地點(diǎn)為湖北省武漢市華中農(nóng)業(yè)大學(xué)。在油菜種植前一周,將過2 mm篩的12 kg土壤與定量基肥拌勻,裝于直徑為25 cm,高為35 cm的桶中。土樣的主要理化性質(zhì)為pH 7.12、有機(jī)質(zhì) 17.51 g·kg-1、堿解氮 53.12 mg·kg-1、有效磷 5.06 mg·kg-1、速效鉀85.03 mg·kg-1、有效硫14.86 mg·kg-1、有效硼5.03 mg·kg-1、全硼13.44 mg·kg-1。

      1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

      油菜種子在40℃水中浸泡2 h。然后將種子放置在充滿超純水的無菌海綿上催芽,以無菌紗布覆蓋,24 h后,選取露白的油菜種子移植在盆栽中,每盆定植1株。試驗(yàn)共6個(gè)處理,設(shè)6個(gè)硫水平:0、20、50、100、200、500 mg·kg-1(表示為S0、S20、S50、S100、S200、S500),4次重復(fù)。其他肥料的施肥量為: N 0.3 g·kg-1,K2O 0.32 g·kg-1,P2O50.16 g·kg-1,與土壤混勻。試驗(yàn)于2017年11月種植,2018年3月油菜結(jié)莢期(果莢形成期)測(cè)定。

      1.3 采樣與測(cè)定

      生物量的測(cè)定:果莢期油菜分為果莢、葉、莖和根四部分,用去離子洗凈,擦干,稱量油菜各部位鮮重。

      細(xì)胞壁的提取及各部位硼含量的測(cè)定:提取方法參照 HU等的方法[15],將約3.0000 g的油菜樣品用液氮研磨,加入10倍體積的冰水轉(zhuǎn)移至離心管,然后1 000×離心10 min,收集上清液,殘?jiān)儆?10 倍體積的冰水沖洗后離心,合并這兩次的上清液,測(cè)定其中的硼含量作為自由態(tài)硼含量(主要指存在于自由空間中的硼);殘?jiān)?10 倍體積80% 乙醇沖洗 3 次,然后用10 倍體積的甲醇-氯仿(體積比1﹕1)混合物沖洗1次,最后用10倍體積丙酮沖洗。上述有機(jī)試劑浸提的主要是細(xì)胞的原生質(zhì)體,因此有機(jī)試劑提取的這部分硼定義為原生質(zhì)體硼。最后剩下的不溶性殘?jiān)礊榇旨?xì)胞壁,將其烘干并稱重,測(cè)定細(xì)胞壁硼含量??偱鸷繛樽杂蓱B(tài)硼含量,原生質(zhì)體態(tài)硼含量和細(xì)胞壁硼含量的總和。姜黃素比色法測(cè)定硼含量。

      細(xì)胞壁提取率(%)=烘干后細(xì)胞壁質(zhì)量/提取細(xì)胞壁樣品的鮮重×100%;

      細(xì)胞壁硼含量(mg·kg-1)=粗細(xì)胞壁硼含量×細(xì)胞壁提取率;

      總硼含量(mg·kg-1)=自由態(tài)硼含量+原生質(zhì)體態(tài)硼含量+細(xì)胞壁硼含量;

      細(xì)胞壁硼比例(%)=細(xì)胞壁硼含量/總硼含量。

      葉片的超顯微結(jié)構(gòu)測(cè)定[16]:取油菜頂4片完全展開葉,自上往下算。用去離子水沖洗干凈后,將葉片剪成 1 mm×1 mm左右的小塊,快速放入 2.5%的戊二醛固定液中固定 12 h 以上。取出植物材料,用 0.1 mol·L-1的磷酸緩沖液沖洗 4 次,每次 15 min。最后將植物組織依次放入 50%、70%、90%的乙醇中進(jìn)行脫水 15 min。接著用 90%乙醇和 90%丙酮的等體積混合液脫水15 min,再用 90%的丙酮脫水 15 min,最用在純丙酮中脫水2次,每次 15 min。整個(gè)脫水過程保持組織的溫度為 0—4℃。將植物組織用丙酮和包埋液進(jìn)行包埋和固化處理后,使用超薄切片機(jī)將樣品組織切成厚度約50—60 nm 的切片,染色后在透射電鏡下觀察拍照。

      1.4 數(shù)據(jù)分析

      本試驗(yàn)采用Excel 2016和SPSS statistics17.0軟件進(jìn)行圖表的編輯和試驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析處理。

      2 結(jié)果

      2.1 增施硫肥對(duì)油菜不同部位生物量的影響

      隨著施硫量增加,油菜各部位生物量呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)(表1)。施硫量由0增至50 mg·kg-1,油菜果莢、葉和莖部位生物量顯著增加,增幅分別為19.5%、18.0%和17.0%,油菜根部生物量無顯著變化,油菜的單株生物量顯著增加16.4%。施硫量由50增至500 mg·kg-1,油菜果莢、葉、莖和根的生物量顯著降低,降幅分別為15.7%、15.3%、17.6%和13.2%,表明在高硼土壤上施用適量硫肥可促進(jìn)油菜的生長(zhǎng),但過量的硫肥會(huì)抑制油菜的生長(zhǎng)。

      2.2 增施硫肥對(duì)油菜硼含量及分配的影響

      不同施硫量下油菜硼含量及其分配均為果莢>葉>莖>根,說明油菜果莢是硼主要累積位點(diǎn)(圖1)。隨著施硫量增加,油菜果莢硼含量呈顯著下降趨勢(shì),油菜葉、莖和根硼含量則呈顯著上升趨勢(shì)。施硫量由0增至100 mg·kg-1,油菜果莢硼含量及分配比例顯著降低,降幅分別為14.8%和15.0%,然而油菜葉、莖和根硼含量分別增加15.0%、32.9%和34.9%,其分配比例分別增加13.4%、29.6%和18.6%。施硫量由100增至500 mg·kg-1,油菜果莢硼含量和分配比例均顯著降低,葉、莖和根硼含量顯著增加。表明增施硫肥限制硼從根、莖葉到果莢的移位,增強(qiáng)了油菜對(duì)硼的耐受性。

      表1 增施硫肥對(duì)結(jié)莢期油菜不同部位生物量的影響(鮮重FW)

      數(shù)值為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤(=3),同列數(shù)值后不同字母代表<0.05 下差異顯著。下同

      Values are mean ± SE (n = 3), numbers followed by different letters in the same column differ significantly at<0.05. The same as below

      圖1 增施硫肥對(duì)結(jié)莢期油菜硼含量(左)及分配(右)的影響

      2.3 增施硫肥對(duì)油菜細(xì)胞壁硼含量和比例的影響

      不同施硫量下油菜各部位的細(xì)胞壁中硼含量為果莢>葉>莖>根,說明油菜的果莢需硼量較大。隨著施硫量的增加,油菜果莢細(xì)胞壁硼含量顯著下降,相反的是,油菜葉、莖和根細(xì)胞壁硼含量顯著上升(圖2)。施硫量由0增至100 mg·kg-1,油菜果莢胞壁硼含量和比例無顯著變化,油菜葉片、莖和根部細(xì)胞壁硼含量顯著增加,增幅為12.3%、22.9%和14.9%。施硫量由0增至100 mg·kg-1,油菜葉片、莖細(xì)胞壁硼比例無顯著變化,油菜根部細(xì)胞壁硼比例顯著下降7.4%。相比不施用硫肥,施硫200 mg·kg-1后,油菜果莢細(xì)胞壁硼含量顯著下降16.1%,而細(xì)胞壁硼分配比例顯著上升13.0%。說明增施適量硫肥對(duì)油菜果莢細(xì)胞壁結(jié)合硼含量無顯著影響,增施過量硫肥顯著降低了油菜細(xì)胞壁硼含量。

      2.4 增施硫肥對(duì)油菜各部位細(xì)胞壁提取率的影響

      隨著施硫量增加,油菜果莢細(xì)胞壁提取率呈不斷上升趨勢(shì)。相比不施硫,施硫100 mg·kg-1后,油菜果莢細(xì)胞壁提取率增加43.0%(表2)。不同的是隨著施硫量的增加,油菜葉片、莖和根部細(xì)胞壁提取率呈下降的趨勢(shì),施硫量由0增至100 mg·kg-1,油菜葉和莖細(xì)胞壁提取率有輕微下降,未達(dá)到顯著差異,油菜根部細(xì)胞壁提取率下降11.0%。相比不施用硫肥,增施硫肥至500 mg·kg-1,油菜葉片、莖和根部細(xì)胞壁提取率分別下降17.5%、10.8%和13.7%。表明在高硼土壤上增施硫肥可以提高油菜果莢細(xì)胞壁提取率,降低油菜葉、莖和根部細(xì)胞壁提取率。

      圖2 增施硫肥對(duì)結(jié)莢期油菜細(xì)胞壁硼含量(左)和比例(右)的影響

      表2 增施硫肥對(duì)結(jié)莢期油菜各部位細(xì)胞壁提取率的影響

      2.5 增施硫肥對(duì)油菜葉片細(xì)胞的超顯微結(jié)構(gòu)的影響

      在高硼環(huán)境下,油菜葉片細(xì)胞的葉綠體、線粒體等細(xì)胞器等均較為完整(圖3)。在缺硫處理下,油菜葉片葉綠體呈細(xì)長(zhǎng)狀,葉綠體和線粒體緊貼細(xì)胞壁,細(xì)胞壁較厚。施硫100 mg·kg-1后,油菜葉綠體呈飽滿梭狀,線粒體的脊增加,細(xì)胞質(zhì)較為充盈,細(xì)胞壁較薄。施硫500 mg·kg-1后,油菜葉綠體出現(xiàn)變形,輕微解體現(xiàn)象,葉綠體基粒垛疊結(jié)構(gòu)遭到破壞,細(xì)胞壁較薄。

      圖3 增施硫肥對(duì)結(jié)莢期油菜葉片透射電鏡結(jié)構(gòu)的影響

      3 討論

      3.1 高硼土壤上增施適宜硫肥可促進(jìn)油菜生長(zhǎng)發(fā)育

      油菜對(duì)硫的需求量較大,僅次于氮、鉀,與磷的需求量較為一致[17]。研究表明適量的增施硫肥,顯著促進(jìn)油菜的生長(zhǎng)發(fā)育[9]。本試驗(yàn)結(jié)果表明隨著施硫量的增加,油菜各部位生物量呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)(圖1)。施硫量小于50 mg·kg-1,顯著提高了油菜生物量。繼續(xù)增施硫肥100 mg·kg-1時(shí)油菜生物量無顯著差異,施硫量高于100 mg·kg-1時(shí),油菜各部位生物量顯著下降,原因在于試驗(yàn)土壤為低硫土壤(有效硫?yàn)?4.86 mg·kg-1),且油菜需硫量較大,因而適宜的增施硫肥促進(jìn)了油菜的生長(zhǎng),繼續(xù)增施硫肥高于100 mg·kg-1,大量的硫肥可能影響土壤的pH[18-19]、微生物[20]或直接導(dǎo)致植物硫中毒[21]等,從而抑制了植物的生長(zhǎng)。油菜葉片的超顯微結(jié)構(gòu)表明在施硫量為100 mg·kg-1油菜葉片的葉綠體、線粒體等器官結(jié)構(gòu)最為完整(圖3),有利于油菜光合作用,從而促進(jìn)生物量的累積??傊诟吲鸹页蓖辽?,硫?qū)τ谟筒松锪勘憩F(xiàn)為低濃度促進(jìn),高濃度抑制,適宜的施硫量為50—100 mg·kg-1。

      3.2 高硼土壤上增施硫肥可緩解油菜果莢硼毒害

      研究表明當(dāng)環(huán)境中硼濃度較低時(shí),植物不同部位的硼重新活化,優(yōu)先供應(yīng)植物的生殖結(jié)構(gòu),但是,當(dāng)環(huán)境中硼濃度較高時(shí)硼主要累積在具有高蒸騰速率的器官葉片中[22]。油菜不同于其他作物,果莢期油菜葉片慢慢凋零,角果既是油菜重要的光合器官又是經(jīng)濟(jì)器官,油菜籽粒近2/3的產(chǎn)量來自角果皮的光合作用[23]。果莢期油菜各部位硼含量及其分配均為果莢>葉>莖>根,說明果莢期油菜的果莢是硼主要累積位點(diǎn),更容易受到過量硼的傷害(圖1)。SAVI?等[24]研究表明油菜地上部組織濃度約高于10 mg·kg-1FW時(shí),說明油菜處于硼毒害范圍。而本試驗(yàn)中不施硫處理,油菜果莢、葉片、莖和根硼濃度分別為33.64、10.02、3.89和3.11 mg·kg-1(圖1),表明油菜遭受了硼毒害的部位主要為果莢。施硫量由0增至100 mg·kg-1油菜果莢硼含量顯著下降14.8%,然而其他部位硼含量顯著上升(圖1),適量的增施硫肥主要是緩解高硼對(duì)油菜果莢傷害。REID[25]研究表明對(duì)作物對(duì)硼的耐受性與減少硼向葉中運(yùn)輸和積累的能力有關(guān)。本試驗(yàn)結(jié)果表明在高硼土壤上增施硫肥,油菜果莢硼的分配顯著下降,而葉、莖和根的硼分配比例顯著上升,表明增施硫肥不僅通過生物量的稀釋效應(yīng)來緩解油菜硼毒害還通過限制硼從根莖葉向果莢的轉(zhuǎn)移,從而增強(qiáng)了油菜對(duì)硼的耐受性。

      3.3 高硼土壤上增施硫?qū)τ筒思?xì)胞壁的影響

      硼主要作用于細(xì)胞壁,有研究表明細(xì)胞中的硼 80%以上存在于細(xì)胞壁中,硼對(duì)細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)和功能有重要影響[26]。硼在植物細(xì)胞壁的含量和相對(duì)分布取決于硼的供應(yīng),在硼供應(yīng)相對(duì)多的環(huán)境,植物自由態(tài)硼、原生質(zhì)體態(tài)硼以及細(xì)胞壁硼含量均高,細(xì)胞壁硼占總硼的比例相對(duì)較低[27]。本試驗(yàn)中在高硼土壤上,油菜各部位細(xì)胞壁硼比例為16.3%—37.0%(圖2)。相比不施用硫肥,施硫100 mg·kg-1,油菜果莢總硼含量顯著降低14.8%,而果莢細(xì)胞壁硼含量和比例無顯著影響,主要原因在于細(xì)胞壁具有有限的硼結(jié)合位點(diǎn)[28],且增施硫肥主要降低了油菜自由態(tài)硼或原生質(zhì)體態(tài)硼的含量。施硫量由0增至100 mg·kg-1,油菜葉片、莖和根部細(xì)胞壁硼含量顯著增加12.3%、22.9%和14.9%,由此表明油菜葉片、莖和根部細(xì)胞壁硼的結(jié)合位點(diǎn)并沒有與硼完全結(jié)合,表明增施硫肥至100 mg·kg-1,油菜葉片、莖和根部硼含量增加并沒有使其處于硼毒害水平。相比不施用硫肥,施硫200 mg·kg-1,油菜果莢硼含量和細(xì)胞壁硼含量均顯著下降,細(xì)胞壁硼比例顯著上升,表明施硫量高于200 mg·kg-1后,油菜果莢細(xì)胞壁硼含量已經(jīng)下降至正常水平。

      研究表明硼與RG-II的交聯(lián)增加了細(xì)胞壁的機(jī)械強(qiáng)度并保證了膨壓驅(qū)動(dòng)的細(xì)胞的正常生長(zhǎng)[29]。硼在細(xì)胞壁上的結(jié)合與細(xì)胞壁孔隙大小密切相關(guān),細(xì)胞壁孔隙大小直接控制著離子和小分子有機(jī)物在細(xì)胞中的自由滲透擴(kuò)散[30]。本試驗(yàn)的結(jié)果表明,在高硼土壤上增施硫肥,油菜果莢的硼含量下降,細(xì)胞壁提取率增加,表明油菜可能是通過增加細(xì)胞壁厚度,降低硼等小分子進(jìn)入油菜果莢細(xì)胞,從而緩解硼毒害對(duì)油菜果莢的傷害。

      4 結(jié)論

      高硼環(huán)境下,果莢期的油菜各部位中果莢為硼的主要累積位點(diǎn),更容易受到過量硼傷害。適量硫肥通過增加油菜生物量,限制硼從根、莖、葉轉(zhuǎn)運(yùn)到果莢,降低了油菜果莢硼含量和分配比例,從而提高油菜硼的耐受能力。同時(shí),施硫可通過增加細(xì)胞壁提取率、降低果莢細(xì)胞壁硼含量,緩解過量硼對(duì)油菜果莢的傷害。在高硼環(huán)境下,油菜適宜的施硫量為50—100 mg·kg-1。

      [1] CARTWRIGHT B, ZARCINAS B A, MAYFIELD A H. Toxic concentration of boron in a red-brown earth at Gladstone South Australia., 1984, 22(3): 261-272.

      [2] PARKS J L, EDWARDS M. Boron in the Environment., 2005, 35(2): 81-114.

      [3] GüR N, TüRKER O C, B?CüK H. Toxicity assessment of boron (B) byL. andL. and their possible use as model plants for ecological risk assessment of aquatic ecosystems with boron pollution., 2016, 157: 1-9.

      [4] SHAH A, WU X W, ULLAH A, FAHAD S, MUHAMMAD R, YAN L, JIANG C C. Deficiency and toxicity of boron: alterations in growth, oxidative damage and uptake by citrange orange plants., 2017, 145(6): 575-582.

      [5] 段碧輝, 劉新偉, 矯威, 趙竹青, 胡承孝. 硒減輕油菜幼苗硼毒害機(jī)理的研究. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué), 2014, 47(11): 2126-2134.

      DUAN B H, LIU X W, JIAO W, ZHAO Z Q, HU C X. Alleviation of boron toxicity on rape seedlings by selenium., 2014, 47(11): 2126-2134. (in Chinese)

      [6] 王春利, 邢小茹, 吳國(guó)平, 司楊, 魏復(fù)盛. 寬甸土壤及部分農(nóng)作物中硼的分布及污染分析. 中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè), 2003, 19(5): 4-7.

      WANG C L, XING X R, WU G P, SI Y, WEIF S. Analyses of boron distribution and pollution in soil and some crops in Kuandian., 2003, 19(5): 4-7. (in Chinese)

      [7] SCIALLI A R, BONDE J P, BRüSKE-HOHLFELD I, CULVER B D, Li Y, SULLIVAN F M. An overview of male reproductive studies of boron with an emphasis on studies of highly exposed Chinese workers., 2010, 29(1): 10-24.

      [8] 黃啟為, 楊志輝, 胡樹林,劉鵬, 王翠紅, 彭建偉.硫肥對(duì)油菜產(chǎn)量及品質(zhì)的影響. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2001, 27(4): 276-279.

      HUANG Q W, YANG Z H, HU S L, LIU P, WANG C H, PENG J W. Effects of sulfur fertilizer on yield and quality of rapeseed., 2001, 27(4): 276-279. (in Chinese)

      [9] 吳曦, 陳明昌, 楊治平. 堿性土壤施硫磺對(duì)油菜生長(zhǎng)、土壤pH和有效磷含量的影響. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào), 2007, 13(4): 671-677.

      WU X, CHEN M C, YANG Z P. Effects of sulfur application on the growth of cole, soil pH and available P in alkaline soil., 2007, 13(4): 671-677. (in Chinese)

      [10] 孟賜福, 姜培, 曹志洪, 徐秋芳, 周國(guó)模. 硫素與其他營(yíng)養(yǎng)元素的交互作用對(duì)作物養(yǎng)分吸收、產(chǎn)量和質(zhì)量的影響. 土壤, 2009, 41(3): 329-334.

      MENF C F, JIANG P K, CAO Z H, XU Q F, ZHOU G M. Interaction effects of sulfur and other nutrients on nutrient uptakes, yields, and qualities of crops., 2009, 41(3): 329-334. (in Chinese)

      [11] WANG B L, SHI L, LI Y X, ZHANG W H. Boron toxicity is alleviated by hydrogen sulfide in cucumber (L.) seedlings., 2010, 231(6): 1301-1309.

      [12] SMITH T E, GRATTAN S R, GRIEVE C M, POSS J A, SUAREZ D L. Salinity's influence on boron toxicity in broccoli: II. Impacts on boron uptake, uptake mechanisms and tissue ion relations., 2010, 97(6): 783-791.

      [13] FOLEY J A, RAMANKUTTY N, BRAUMAN K A, CASSIDY E S, GERBER J S, JOHNSTON M, MUELLER N D, O'CONNELL C, RAY D K, WEST P C, BALZER C, BENNETT E M, CARPENTER S R, HILL J, MONFREDA C, POLASKY S, ROCKSTR?M J, SHEEHAN J, SIEBERT S, TILMAN D, ZAKS D P. Solutions for a cultivated planet., 2011, 478(7369): 337-342.

      [14] FAO. Food and agriculture organization of the united nations, 2016. http://www.fao.org/faostat/en/#data/QC.

      [15] HU H, BROWN P H. Localization of boron in cell walls of squash and tobacco and its association with pectin evidence for a structural role of boron in the cell wall., 1994, 105(2): 681-689.

      [16] 劉磊超, 姜存?zhèn)}, 董肖, 吳秀文, 劉桂東, 盧曉佩. 硼脅迫對(duì)枳橙砧木細(xì)根根尖成熟區(qū)和幼嫩葉片細(xì)胞結(jié)構(gòu)的影響. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué), 2015, 48(24): 4957-4964.

      LIU L C, JIANG C C, DONG X, WU X W, LIU G D, LU X P. Effects of boron deficiency on cellular structures of maturation zone from root tips and functional leaves from middle and upper plant in trifoliate orange rootstock., 2015, 48(24): 4957-4964. (in Chinese)

      [17] WEIL R R, MUGHOGHO S K. Sulfur nutrition of maize in four regions of Malawi., 2000, 92(4): 649.

      [18] 劉新偉, 段碧輝, 夏全杰, 矯威, 郭再華, 胡承孝, 趙竹青. 硫?qū)ν寥乐形螒B(tài)變化及油菜硒吸收的影響. 環(huán)境科學(xué), 2014, 35(9): 3564-3571.

      LIU X W, DUAN B H, XIA Q J, JIAO W, GUO Z H, HU C X, ZHAO Z Q. Effects of sulfur on transformation of selenium in soil and uptake of selenium in rape., 2014, 35(9): 3564-3571. (in Chinese)

      [19] 劉新偉, 段碧輝, 趙小虎, 郭再華, 胡承孝, 趙竹青.外源四價(jià)硒條件下硫?qū)π←溛盏挠绊憴C(jī)制. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué), 2015, 48(2): 241-250.

      LIU X W, DUAN B H, ZHAO X H, GUO Z H, HU C X, ZHAO Z Q. Effects of sulfur on selenium uptake in wheat and its mechanism when amended with selenite., 2015, 48(2): 241-250. (in Chinese)

      [20] 謝曉梅, 廖敏, 張楠, 徐培智, 徐昌旭, 劉光榮. 外源S2-抑制水稻生長(zhǎng)及土壤微生物活性的半效應(yīng)濃度研究. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào), 2015, 21(5): 1286-1293.

      XIE X M, LIAO M, ZHANG N, XU P, XU CX, LIU G R. EC50of soil S2-inhibiting rice growth and soil microbial activities.2015, 21(5): 1286-1293. (in Chinese)

      [21] 董麗欣, 李保國(guó), 齊國(guó)輝, 郭素萍, 張雪梅,于祎飛, 胡志偉. 土壤銅、硫污染對(duì)蘋果幼樹生長(zhǎng)發(fā)育的影響. 水土保持學(xué)報(bào), 2011, 25(6): 198-201.

      DONG L X, LI B G, QI G H, GUO S P, ZHANG X M, YU W F, HU Z W. Effects of soil copper and sulfur pollution on growth of young apple trees., 2011, 25(6): 198-201. (in Chinese)

      [22] BOGIANI J C, SAMPAIO T F, ABREU-JUNIOR C H, ROSOLEM C A. Boron uptake and translocation in cotton cultivars., 2013, 375(1/2), 241-253.

      [23] 冷鎖虎, 唐瑤, 李秋蘭, 左青松, 楊萍. 油菜的源庫(kù)關(guān)系研究Ⅰ.角果大小對(duì)油菜后期源庫(kù)的調(diào)節(jié). 中國(guó)油料作物學(xué)報(bào), 2005, 27(3): 37-40.

      LENG S H, TANG Y, LI Q L, ZUO Q S, YANG P. Studies on source and sink of rapeseed.Ⅰ. Regulation of pod size on source and s ink in rapeseed after flowering., 2005, 27(3): 37-40. (in Chinese)

      [24] SAVI? J, MARJANOVI?-JEROMELA A, GLAMO?LIJA D, PRODANOVI? S. Oilseed rape genotypes response to boron toxicity., 2013, 45(2): 565-574.

      [25] REID R. Update on boron toxicity and tolerance in plants. Advances in plant and animal boron nutrition., Dordrecht, The Netherlands, 2007: 83-90.

      [26] MATOH T, ISHIGAKI K, OHNO K, AZUMA J. Isolation and characterization of a boron-polysaccharide complex from radish roots., 1993, 34(4): 639-642.

      [27] 劉桂東, 胡萍, 張婧卉, 周高峰, 曾鈺, 鐘八蓮, 姜存?zhèn)}. 缺硼對(duì)臍橙幼苗硼分配及葉片細(xì)胞壁組分硼含量的影響. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào), 2018, 24(1): 179-186.

      LIU G D, HU P, ZHANG J H, ZHOU G F, ZENG Y, ZHONG B L, JIANG C C. Effect of boron deficiency on boron distribution in different plant parts and boron concentration in leaf cell wall components in navel orange plants., 2018, 24(1): 179-186. (in Chinese)

      [28] DANNEL F, PFEFFER H, R?MHELD V. Compartmentation of boron in roots and leaves of sunflower as affected by boron supply., 1998, 153(5/6): 615-622.

      [29] O’NEILL M A, EBERHARD S, ALBERSHEIM P, DARVILL A G. Requirement of borate cross-linking of cell wall rhamnogalacturonan II for Arabidopsis growth., 2001, 294(5543): 846-849.

      [30] 李金柱, 吳禮樹, 楊玉華. 硼在植物細(xì)胞壁上營(yíng)養(yǎng)機(jī)理的研究進(jìn)展. 中國(guó)油料作物學(xué)報(bào), 2004, 26(4): 96-100.

      LI J Z, WU L S, YANG Y H. Advances on the study of B nutritional mechanisms in plant cell wall., 2004, 26(4): 96-100. (in Chinese)

      Effects of Sulfur Fertilizer on Boron Uptake and Distribution of Rape in B-contaminated Soil

      LI MingFeng, LIU XinWei, WANG HaiTong, ZHAO ZhuQing

      (Microelement Research Center, Huazhong Agricultural University/Hubei Provincial Engineering Laboratory for New-Type Fertilizer, Wuhan 430070)

      【Objective】This study explored the effects of sulfur (S) fertilizer application on B uptake and distribution in rapeseed under high boron (B) environment, and provided a theoretical basis for rational application of S fertilizer to alleviate B toxicity in rapeseed (L.). 【Method】Rape plants (cv. Huayouza 9) were grown in pots filled with calcareous alluvial soil contaminated with B (total B content: 13.44 mg·kg-1; available B: 5.07 mg·kg-1) and the effects of S fertilizer level (0, 20, 50, 100, 200, and 500 mg·kg-1) on B concentration, distribution, cell wall extraction rate, cell wall B concentration and its proportion of total B in different parts of the rape were determined at the podding stage. 【Result】 With the increase of S application, the biomass increased at first and then decreased in different parts of rape. When the S was applied at 50 mg·kg-1, the fresh biomass of rape was the largest, reached 364.5 g/plant under different S application, and the B concentration and distribution in different parts of rape followed the order of pods>leaves>stems>roots, which indicated that the pods were the main accumulation site of B. As the S fertilizer level increased from 0 to 100 mg·kg-1, the pod B concentration and distribution ratios decreased by 14.8% and 15.0%, respectively. The extraction rate of cell wall of rapeseed pods increased by 43.0%, and there was no significant change in the B concentration and proportion in the cell wall. When S fertilizer was continuously applied to 200 mg·kg-1, the Bconcentration, distribution ratios and cell wall B concentration of rapeseed pods decreased significantly, and cell wall B proportion increased significantly compared with that of non-sulfur fertilizer. The opposite trends were found in the B concentrations and cumulative distribution ratios in the leaves, stems and roots. As the S fertilizer level increased from 0 to 100 mg·kg-1, the B concentration significantly increased by 15.0%, 32.9% and 34.9% in rape leaves, stems, and roots, respectively. The B distribution ratios significantly increased by 13.4%, 29.6% and 18.6%, and B concentration in the cell wall significantly increased by 12.3%, 22.9% and 14.9% in rape leaves, stems, and roots, respectively. It showed that the addition of S fertilizer increased the B concentration of the leaves, stems and roots of rapeseed. 【Conclusion】S fertilizer application effectively alleviated B toxicity by increasing biomass, limiting B translocation from roots, stems and leaves to pods, and by increasing the extraction rate of cell wall in rape plants grown on B-contaminated soil. The optimum amount of S fertilizer application was 50-100 mg·kg-1.

      boron contamination; sulfur fertilizer; rape; boron distribution; cell wall

      10.3864/j.issn.0578-1752.2019.05.009

      2018-09-02;

      2018-12-17

      中央高?;究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)基金(2662018PY002)

      李鳴鳳,Tel:13554313504;E-mail:mingfengL0124@163.com。通信作者趙竹青,E-mail:zzq@mail.hzau.edu.cn

      (責(zé)任編輯 李云霞)

      猜你喜歡
      果莢毒害細(xì)胞壁
      毒害
      赤小豆和赤豆 我們不一樣
      杭芍果實(shí)和種子發(fā)育過程表型性狀研究
      油用牡丹脫粒機(jī)的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)
      紅花醇提物特異性抑制釀酒酵母細(xì)胞壁合成研究
      茄科尖孢鐮刀菌3 個(gè)?;图?xì)胞壁降解酶的比較
      牛大力花苞、花朵和果莢脂溶性成分GC—MS分析
      You’ve got questions, she’s got answers
      酶法破碎乳酸菌細(xì)胞壁提取菌體蛋白的研究
      過量表達(dá)URO基因抑制擬南芥次生細(xì)胞壁開關(guān)基因表達(dá)
      青浦区| 清徐县| 塔城市| 绥中县| 林周县| 四子王旗| 綦江县| 灵璧县| 慈利县| 内乡县| 华坪县| 苍山县| 和平区| 浏阳市| 庐江县| 延长县| 从江县| 邵阳市| 依安县| 拜泉县| 从化市| 瓦房店市| 南宁市| 白银市| 金山区| 修水县| 阜平县| 尉犁县| 常宁市| 昌都县| 陈巴尔虎旗| 临安市| 汶川县| 友谊县| 桦甸市| 民权县| 都匀市| 白朗县| 沈丘县| 广平县| 南昌市|