不同镁浓度对禾本科牧草产量品质和化学计量学的影响
摘要：镁元素是植物必需大量元素之一，在植物生长发育方面起着重要的作用。为了研究镁肥对禾本科牧草产量、品质以及化学计量学的影响，并探讨禾本科牧草适宜的镁肥用量。本研究以饲用玉米为实验材料，通过盆栽试验对饲用玉米施加不同浓度的镁肥来探讨以上问题。结果表明：镁肥对牧草产量无显著影响，但是适量的镁肥能够提高禾本科牧草固碳；低浓度镁肥对饲用玉米植株内粗蛋白含量无显著影响，但高浓度镁肥降低蛋白质的含量，而且镁肥对纤维素含量也无明显影响。此外，随着镁浓度的增加，玉米镁元素显著增加，而磷、钙、镁和铜先增加后降低，而对钾和锌含量无显著影响。本研究结果表明，镁肥对禾本科牧草产量和品质无显著影响，但适量镁肥改变牧草化学计量学并有利于植物固碳。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1 材料与方法2
1.1 试验材料 2
1.2 试验方法 2
1.3 测定项目 2
1.4 数据处理 3
2 结果与分析3
2.1 不同镁浓度对禾本科牧草产量和叶绿素的影响3
2.1.1 株高3
2.1.2 生物量4
2.1.3 含水量4
2.1.4 叶绿素4
2.2不同镁浓度对禾本科牧草品质的影响5
2.2.1 NDF含量5
2.2.2 ADF含量6
2.2.3 粗蛋白含量6
2.3 不同镁浓度对禾本科牧草化学计量学的影响6
2.3.1不同镁浓度对禾本科牧草各元素含量的影响6
2.3.2不同镁浓度对禾本科牧草N/P的影响7
3 讨论 8
3.1形态和光合效能对禾本科牧草产量的影响8
3.2镁对禾本科牧草品质的影响8
致谢8
参考文献9
不同镁浓度对禾本科牧草产量、品质和化学计量学的影响
引言
引言
镁是植物生长发育过程中不可缺少的阳离子之一，参与植物体生长发育的各个生理过程，其在光合作用和许多其他代谢过程中都起着至关重要
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
的作用[13]。镁不仅是叶绿素分子的核心组件,还直接影响叶绿素的合成、光化学反应、碳固定和气孔功能[4]。因此，缺镁会导致一系列生理功能紊乱，如影响酶的代谢，改变膜的通透性，导致细胞坏死严重甚至威胁生物体生命[5]。有研究表明：植物在缺镁情况下会降低叶绿素含量，光合作用受到抑制，严重影响植物生长发育和正常生理功能[6]；缺镁还会加速植物衰老进程[78]。因此，镁的缺乏将会严重影响牧草产量和品质。
镁在光合作用中发挥着关键作用。微量镁离子的浓度变化极大地影响着参与光合作用新陈代谢许多关键酶的活性[9]。除了镁缺乏会影响植物光合，高浓度的镁离子通过抑制钾离子从胞质基质运输到叶绿体过程影响光合作用速率。光合作用速率的降低主要是因为缺镁使相关叶片的气孔导度降低,降低参与CO2的固定和碳水化合物合成过程酶的活性。镁也会影响光合作用中固定CO2的RuBP羧化酶活性。
镁是许多酶的活化剂，能激发各类磷酸转移酶的活性，如果糖激酶、葡萄糖激酶、丙酮酸激酶等，加速其酶促反应过程，对植物体内的新陈代谢有促进作用[10]。而这些酶又与植物碳水化合物的代谢过程密切相关，因此镁在碳水化合物分配的过程中有重要作用。植物体内的镁在碳水化合物的运输和利用中有显著影响，缺镁影响碳水化合物的分配和向下运输。在大多数情况下,植株内较低镁浓度水平会导致缺乏压力,分区根的干物质减少,阻碍碳水化合物的向下运输。在拟南芥和甜菜的研究中,表明镁缺乏在抑制地上部生长比地下部根系有更大的影响,从而增大降低地上/地下干重比[11]。此外，大多数研究结果表明：根系压力增长对镁缺乏非常敏感。在植物生长早期，抑制根系生长往往更为明显，这可能与缺镁有关[12]。在甜菜中,缺镁造成莲座状叶片的蔗糖和淀粉大规模积累,这些积累的碳水化合物严重抑制从叶片出口到根系的正常运输过程。蔗糖是光合作用的产物之一，是碳水化合物在植物体内积累和贮藏的主要形式。植物体内碳水化合物的组成和含量是决定其品质的重要因素之一[13]，这些碳水化合物包括蛋白质、可溶性糖及淀粉等，可溶性糖含量的多少直接决定饲用玉米的食用品质[14]。镁元素对植物的品质也有着至关重要的影响。
适量施用镁肥对植物吸收氮、磷、钾等养分有很好的协和作用，已有研究表明，合理施用镁肥可提高滇重楼[15]、烟草[1617]以及大豆的生物产量和经济产量[18]。而过量施用镁肥氮、磷、钾肥料利用率则有所降低,并对产量无益。适量施用镁肥还能提高植物体内蛋白质、精氨酸和淀粉含量，脂肪和糖分含量则有所降低[19]。
本文以饲用玉米为试验材料，重点研究探讨了不同镁浓度对禾本科牧草产量，品质和化学计量学的影响，采用盆栽实验与实验室品质测定、生理分析相结合的试验方法。筛选出产量和品质均表现良好的处理，验证禾本科牧草生长发育最适宜的镁肥浓度，为禾本科牧草的优质高产生产提供理论依据和技术参考。
1 材料与方法
1．1 试验材料
实验于大学实验大棚中进行，采用盆栽试验方法。供试土壤为湖南永州市孟公山试验区的硅质红壤，土壤基本理化性状：pH值4. 9，有机质1. 33%，全氮0. 117% ，全磷(P)0. 071%，全钾(K) 0. 83%，全钙0. 38g /kg，全镁3. 16g /kg；有效钾47. 3 mg /kg ，有效镁8. 6mg /kg，阳离子交换量11. 6 cmol(＋)/kg。于2015年6月15日播种。试验所用盆钵直径20cm，高度25cm，土壤过筛去杂后装盆，每盆装土4kg。供试禾本科牧草品种为饲用玉米。
1．2 试验方法
本试验为盆栽试验。采用随机处理的试验设计，每个处理5次重复，以MgCO3为实验用肥，5个处理MgCO3用量分别为0(CK)、20、50、100和200mg/kg。各个处理均统一使用(NH4)3PO4 1.75g每盆和尿素(含氮量46.4％) 0.823g每盆，各处理盆栽管理一致。本试验为单因素试验，除所施用镁肥浓度不同外，其他变量均控制在相同水平。
1．3 测定项目
株高(cm)：播种后三周开始，测量各处理中所有植株的植株高度。用卷尺测定茎节基部到植株顶端的长度，以cm表示，取平均值。
地下生物量(g)：将根系取出后清洗干净，将表面水分吸干，于105 ℃杀青0.5h之后，于65 ℃烘干，冷却后称重，记录。
地上生物量(g)：刈割后分离地上和地下部分，于105 ℃杀青0.5h之后，于65 ℃烘干，冷却后称重，记录。
含水量：鲜草烘干前称重，于105 ℃杀青0.5h之后，65 ℃烘干后再次称重，根据含水量计算公式计算含水量。
叶绿素含量：于8月21日取各处理饲用玉米第三片叶片0.05g，剪成若干段放入25ml提取液（1:1的无水乙醇和丙酮）中，在室温黑暗条件下提取48h，测定提取液在649、665nm处的吸光值，叶绿素含量按公式计算[20]。
元素含量：采用ICP进行测定[21]。
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摘要1
关键词1
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Key words1
引言1
1 材料与方法2
1.1 试验材料 2
1.2 试验方法 2
1.3 测定项目 2
1.4 数据处理 3
2 结果与分析3
2.1 不同镁浓度对禾本科牧草产量和叶绿素的影响3
2.1.1 株高3
2.1.2 生物量4
2.1.3 含水量4
2.1.4 叶绿素4
2.2不同镁浓度对禾本科牧草品质的影响5
2.2.1 NDF含量5
2.2.2 ADF含量6
2.2.3 粗蛋白含量6
2.3 不同镁浓度对禾本科牧草化学计量学的影响6
2.3.1不同镁浓度对禾本科牧草各元素含量的影响6
2.3.2不同镁浓度对禾本科牧草N/P的影响7
3 讨论 8
3.1形态和光合效能对禾本科牧草产量的影响8
3.2镁对禾本科牧草品质的影响8
致谢8
参考文献9
不同镁浓度对禾本科牧草产量、品质和化学计量学的影响
引言
引言
镁是植物生长发育过程中不可缺少的阳离子之一，参与植物体生长发育的各个生理过程，其在光合作用和许多其他代谢过程中都起着至关重要
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
的作用[13]。镁不仅是叶绿素分子的核心组件,还直接影响叶绿素的合成、光化学反应、碳固定和气孔功能[4]。因此，缺镁会导致一系列生理功能紊乱，如影响酶的代谢，改变膜的通透性，导致细胞坏死严重甚至威胁生物体生命[5]。有研究表明：植物在缺镁情况下会降低叶绿素含量，光合作用受到抑制，严重影响植物生长发育和正常生理功能[6]；缺镁还会加速植物衰老进程[78]。因此，镁的缺乏将会严重影响牧草产量和品质。
镁在光合作用中发挥着关键作用。微量镁离子的浓度变化极大地影响着参与光合作用新陈代谢许多关键酶的活性[9]。除了镁缺乏会影响植物光合，高浓度的镁离子通过抑制钾离子从胞质基质运输到叶绿体过程影响光合作用速率。光合作用速率的降低主要是因为缺镁使相关叶片的气孔导度降低,降低参与CO2的固定和碳水化合物合成过程酶的活性。镁也会影响光合作用中固定CO2的RuBP羧化酶活性。
镁是许多酶的活化剂，能激发各类磷酸转移酶的活性，如果糖激酶、葡萄糖激酶、丙酮酸激酶等，加速其酶促反应过程，对植物体内的新陈代谢有促进作用[10]。而这些酶又与植物碳水化合物的代谢过程密切相关，因此镁在碳水化合物分配的过程中有重要作用。植物体内的镁在碳水化合物的运输和利用中有显著影响，缺镁影响碳水化合物的分配和向下运输。在大多数情况下,植株内较低镁浓度水平会导致缺乏压力,分区根的干物质减少,阻碍碳水化合物的向下运输。在拟南芥和甜菜的研究中,表明镁缺乏在抑制地上部生长比地下部根系有更大的影响,从而增大降低地上/地下干重比[11]。此外，大多数研究结果表明：根系压力增长对镁缺乏非常敏感。在植物生长早期，抑制根系生长往往更为明显，这可能与缺镁有关[12]。在甜菜中,缺镁造成莲座状叶片的蔗糖和淀粉大规模积累,这些积累的碳水化合物严重抑制从叶片出口到根系的正常运输过程。蔗糖是光合作用的产物之一，是碳水化合物在植物体内积累和贮藏的主要形式。植物体内碳水化合物的组成和含量是决定其品质的重要因素之一[13]，这些碳水化合物包括蛋白质、可溶性糖及淀粉等，可溶性糖含量的多少直接决定饲用玉米的食用品质[14]。镁元素对植物的品质也有着至关重要的影响。
适量施用镁肥对植物吸收氮、磷、钾等养分有很好的协和作用，已有研究表明，合理施用镁肥可提高滇重楼[15]、烟草[1617]以及大豆的生物产量和经济产量[18]。而过量施用镁肥氮、磷、钾肥料利用率则有所降低,并对产量无益。适量施用镁肥还能提高植物体内蛋白质、精氨酸和淀粉含量，脂肪和糖分含量则有所降低[19]。
本文以饲用玉米为试验材料，重点研究探讨了不同镁浓度对禾本科牧草产量，品质和化学计量学的影响，采用盆栽实验与实验室品质测定、生理分析相结合的试验方法。筛选出产量和品质均表现良好的处理，验证禾本科牧草生长发育最适宜的镁肥浓度，为禾本科牧草的优质高产生产提供理论依据和技术参考。
1 材料与方法
1．1 试验材料
实验于大学实验大棚中进行，采用盆栽试验方法。供试土壤为湖南永州市孟公山试验区的硅质红壤，土壤基本理化性状：pH值4. 9，有机质1. 33%，全氮0. 117% ，全磷(P)0. 071%，全钾(K) 0. 83%，全钙0. 38g /kg，全镁3. 16g /kg；有效钾47. 3 mg /kg ，有效镁8. 6mg /kg，阳离子交换量11. 6 cmol(＋)/kg。于2015年6月15日播种。试验所用盆钵直径20cm，高度25cm，土壤过筛去杂后装盆，每盆装土4kg。供试禾本科牧草品种为饲用玉米。
1．2 试验方法
本试验为盆栽试验。采用随机处理的试验设计，每个处理5次重复，以MgCO3为实验用肥，5个处理MgCO3用量分别为0(CK)、20、50、100和200mg/kg。各个处理均统一使用(NH4)3PO4 1.75g每盆和尿素(含氮量46.4％) 0.823g每盆，各处理盆栽管理一致。本试验为单因素试验，除所施用镁肥浓度不同外，其他变量均控制在相同水平。
1．3 测定项目
株高(cm)：播种后三周开始，测量各处理中所有植株的植株高度。用卷尺测定茎节基部到植株顶端的长度，以cm表示，取平均值。
地下生物量(g)：将根系取出后清洗干净，将表面水分吸干，于105 ℃杀青0.5h之后，于65 ℃烘干，冷却后称重，记录。
地上生物量(g)：刈割后分离地上和地下部分，于105 ℃杀青0.5h之后，于65 ℃烘干，冷却后称重，记录。
含水量：鲜草烘干前称重，于105 ℃杀青0.5h之后，65 ℃烘干后再次称重，根据含水量计算公式计算含水量。
叶绿素含量：于8月21日取各处理饲用玉米第三片叶片0.05g，剪成若干段放入25ml提取液（1:1的无水乙醇和丙酮）中，在室温黑暗条件下提取48h，测定提取液在649、665nm处的吸光值，叶绿素含量按公式计算[20]。
元素含量：采用ICP进行测定[21]。
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