根系分泌物及其在植物营养中的作用

论述了根系分泌物的种类和影响因素，根系分泌物在植物营养中的调节作用、异种克生作用，根系分泌物与根际微生物的相互作用。在铁胁迫条件下，许多高等植物都能产生一系列生理和形态方面的适应性反应，禾本科植物通过根际特定分泌物——麦根酸类物质来自动调节其体内的铁营养状况；在磷胁迫条件下，根系分泌的低分子有机酸种类主要有柠檬酸、草酸、酒石酸和苹果酸，它们在植物根际的富集能明显促进土壤中磷的释放，提高作物对磷的吸收，缓解植物的磷胁迫；在锌胁迫条件下，双子叶植物的根系分泌物对锌的活化作用不明显，而禾本科植物的根系分泌物可以活化石灰性土壤中难溶性锌。     

翅碱篷根系分泌有机碳和无机碳对Zn(II)胁迫的响应

滨海盐生植物是潮滩湿地生长的重要先锋植物和土壤(沉积物)污染修复物种.为了解翅碱蓬(Suaeda heteroptera)根系分泌对重金属Zn(II)胁迫的响应,以室内沙培盆栽试验方式研究了不同浓度Zn(II)胁迫32 d翅碱蓬根系释放分泌物中总有机碳(TOC)和无机碳(IC)含量的变化.结果表明,Zn(II)胁迫24 d内,可采用指数方程描述翅碱蓬根系分泌物中IC含量随Zn(II)胁迫浓度增加呈降低的趋势.除最高Zn(II)胁迫浓度200 mg L-1外,翅碱蓬根系分泌物中IC含量随胁迫时间延长而增加.并可采用形如米氏方程的数学方程描述较低浓度Zn(II)胁迫的增加趋势(ρZn(II)≤20mg L-1),采用线性方程描述较高浓度Zn(II)胁迫的增加趋势(ρZn(II)=40-100 mg L-1).短时间Zn(II)胁迫时,翅碱蓬根系分泌物中TOC含量随胁迫浓度增加而增加,但较长胁迫时间(16 d)则随胁迫浓度增加而降低.10 mg L-1以上Zn(II)胁迫时,翅碱蓬根系分泌物中TOC含量降低.本研究表明Zn(II)胁迫导致了翅碱蓬根系呼吸作用和有机分泌作用发生改变.     

两种生态型东南景天根系分泌物的差异性

东南景天(Sedum alfredii Hance)具有很强的耐高Zn 胁迫、吸收和运输Zn的能力,但其根系如何通过分泌作用实现对Zn胁迫的适应和对土壤难溶性Zn的活化作用,还缺乏机理方面的解释.因此,本研究运用离子色谱、氨基酸自动分析等技术较系统地研究了两种生态型东南景天根系分泌物组成的差异性及其对土壤中不同化合物Zn的活化效应,旨在探明根系分泌物与东南景天超积累Zn的关系.结果表明,两种东南景天的根系分泌物均能够活化土壤中难溶态的ZnO、ZnCO3和Zn3(PO4)2,而对ZnS没有明显地活化作用.通过对根系分泌物组成成分分析,两种生态型东南景天根系分泌物中可溶性糖占绝对优势,有机酸和氨基酸含量很低,且均以非超积累生态型>超积累生态型.超积累生态型东南景天根系分泌物中的可溶性总糖、有机酸(苹果酸除外)、氨基酸等各成分含量均以Zn 1.0 μmol·L-1处理>Zn 500 μmol·L-1处理,非超积累生态型东南景天根系分泌物中糖和有机酸含量也随着Zn浓度的增加而减少,而绝大多数氨基酸含量则随着Zn浓度的增加而增加.这说明本试验条件下测定的根系分泌物组分在东南景天超积累Zn过程中并不起主导作用.     

川西亚高山森林优势针阔树种根系分泌物的化学组分与含量差异

根系分泌物作为植物-土壤-微生物交流与调控的信使,在根际生态过程中所起的介导作用受到大量关注,然而关于森林生态系统中优势树种根系分泌物化学组分与含量的基础认知仍十分匮乏.基于此,分别以川西亚高山森林2种针叶优势树种（云杉Piceaasperata、冷杉Abiesfaxoniana）和2种阔叶优势树种（红桦Betulaalbo-sinensis、白桦Betulaplatyphylla）为研究对象,通过野外原位收集装置分别获取了该植物的根系分泌物收集液,运用气相色谱-飞行时间质谱联用技术（GC-TOF-MS）,结合方差分析、正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）等方法开展研究.结果表明：（1）4种针、阔树种根系分泌物中检测鉴定出共计97种化学物质（醇类6种、有机酸26种、氨基酸17种、糖酸类5种、糖醇类6种、糖类7种、酯类3种以及其他有机物24种）,针、阔叶树根系分泌物中醇类化合物的相对含量均最高,氨基酸和有机酸类化合物的种类较为丰富;（2）在化学物质类别水平上,针叶树和阔叶树根系分泌物化学组分的相对含量之间存在显著差异,针叶树根系分泌物中醇类的相对含量是阔叶树的1.7倍,而氨基酸、有机...     

生物有机肥对香蕉枯萎病及根系分泌物的影响

生物有机肥通过调节微生物群落多样性来改善土壤生态环境,而根际微生物生态环境变化取决于根系分泌物的种类和数量.研究通过盆栽试验和离位溶液培养法研究了生物有机肥对香蕉枯萎病及香蕉根系分泌物的影响.结果表明,生物有机肥对香蕉枯萎病的防病效果高于有机肥和不施肥处理,生物有机肥和有机肥防病效果分别达到55.4%和28.5%;香蕉根系分泌物中低分子量有机酸包括草酸、苹果酸和反丁烯二酸,以草酸为主,ρ(草酸)占ρ(有机酸总量)的百分比为83.6%~93.0%;生物有机肥比有机肥更显著降低香蕉根系分泌物中ρ(苹果酸)、ρ(反丁烯二酸)和ρ(有机酸总量),不同处理处理根系分泌物的ρ(有机酸)依次为:有机肥>生物有机肥>不施肥;生物有机肥处理的氨基酸种类和质量浓度最大,有机肥次之,生物有机肥处理中根系分泌物的ρ(γ-氨基丁酸)、ρ(β-丙氨酸)、ρ(a-氨基丁酸)、ρ(谷氨酸)、ρ(天冬氨酸)和ρ(磷酸丝氨酸)均显著高于有机肥和不施肥处理;生物有机肥处理的主要氨基酸[各氨基酸质量浓度占ρ(氨基酸总量)的百分比大于5%]有磷酸丝氨酸、苏氨酸、γ-氨基丁酸、乙醇氨和肌肽,其中ρ(磷酸丝氨酸)和ρ(γ-氨基丁酸)显著高于不施肥和有机肥处理;香蕉枯萎病病情指数与ρ(磷酸丝氨酸)、ρ(丝氨酸)、ρ(异亮氨酸)呈显著负相关,相关系数分别为-0.99、-0.98和-0.95,与ρ(鹅肌肽)呈极显著正相关,相关系数为1.00.生物有机肥降低了根系分泌物中有机酸的质量浓度,增加了氨基酸的种类和质量浓度,且香蕉枯萎病病情指数与根系分泌物中一些氨基酸质量浓度存在显著相关性,这可能是生物有机肥在香蕉枯萎病防治中起作用的原因之一.     

PAEs胁迫对高/低累积品种水稻根系形态及根系分泌低分子有机酸的影响

以前期筛选获得的邻苯二甲酸酯(PAEs)高/低累积基因型水稻(Oryza sativa L.)品种(培杂泰丰/丰优丝苗)进行水培试验,分别于分蘖期和拔节期采集样品,采用根系扫描仪分析根系形态学特性、高效液相色谱法测定根系分泌物中低分子有机酸成分,以及采用气相色谱-质谱仪(GC-MS)测定水稻根、茎、叶中PAEs质量分数。对比研究两种基因型水稻的根系形态特征和根系分泌物(低分子有机酸)的差异,初步探讨两种基因型水稻吸收累积PAEs差异原因,为保障农产品质量安全提供科学依据。结果表明,随着培养液中PAEs质量浓度增加,两种基因型水稻总根长、根表面积和根体积先增大后减小;相同PAEs质量浓度下,高累积型品种培杂泰丰根系形态指标大多高于丰优丝苗。两种水稻体内的PAEs质量分数均随污染物浓度增大而升高,高PAEs水平(80 mg·L-1)处理是低PAEs水平(20 mg·L-1)处理的3.8~7.3倍(邻苯二甲酸二丁酯(DBP))和2.7~20.4倍(邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)),培杂泰丰高于丰优丝苗。植物体内DBP和DEHP质量分数呈现根叶≥茎。分蘖期两种水稻体内DBP和DEHP质量分数高于拔节期,且与营养液中PAEs的质量浓度呈显著相关,但拔节期的相关程度减弱。拔节期两种水稻根系分泌物中低分子有机酸质量浓度随培养液中PAEs质量浓度升高呈现不同的变化规律,但二者草酸质量浓度均增加(在1.11~8.13 mg·L-1之间),并与根系中DBP和DEHP的质量分数呈显著正相关。说明PAEs胁迫会影响水稻根系形态和低分子有机酸分泌,进而影响水稻对PAEs的吸收累积。     

NaCl胁迫对秋茄根系渗透调节物质含量的影响

秋茄(Kandelia candel)是一种重要的红树植物,也是中国海岸滩涂地造林的主要物种。探索NaCl胁迫对秋茄根系渗透调节物质含量的影响,可为阐明木本植物的耐盐机制补充重要数据,也为提高秋茄的造林成活率提供重要理论依据。通过设置0(对照)、200(低浓度)、400(中浓度)、600(高浓度)mmol·L~(-1)4个NaCl梯度处理秋茄幼苗(具4片真叶)1、3、5、7 d,分析其根系活力、根系中相对电导率、渗透调节物质含量的变化及各指标间的相关性。结果显示,随着NaCl浓度的增加,根系活力表现出下降趋势,而相对电导率显著升高,当高浓度胁迫处理7 d时,根系活力只有对照的7.12%,而根系相对电导率为对照的9.21倍,两者呈极显著负相关;处理1 d时,可溶性糖和可溶性蛋白含量随着处理浓度的升高而增加,高浓度胁迫下分别增加108.7%和51.6%,二者呈显著正相关性,而脯氨酸含量呈先升后降再升的N型变化;处理3 d时,可溶性糖、脯氨酸含量先升后降,可溶性蛋白含量逐渐增加,高浓度胁迫下为对照的2.19倍;处理5 d和7d时,三种物质含量均先升后降。与对照组相比,在NaCl胁迫处理3 d时,Na~+含量随处理浓度增加而显著升高,高浓度胁迫下比对照增加49.5%;K~+含量在各处理之间无显著差异;Ca~(2+)含量在中低浓度胁迫处理下无显著变化,而在高浓度胁迫处理下显著降低;Mg~(2+)含量在低浓度胁迫处理下无显著变化,而在中高浓度胁迫处理下著降低;K~+/Na~+、Ca~(2+)/Na~+和Mg~(2+)/Na~+随着NaCl浓度的增加而降低,但是在低浓度胁迫处理下无明显变化;可溶性糖、可溶性蛋白、K~+以及Na~+含量间呈显著正相关性,K~+和Na~+含量、Ca~(2+)和Mg~(2+)含量间均呈现一定的负相关性。综上,在短期(≤3 d)中低浓度NaCl胁迫处理下,秋茄根系通过累积有机渗透调节物质和Na~+,维持较高水平的K~+、Ca~(2+)和Mg~(2+),保持正常的K~+/Na~+、Ca~(2+)/Na~+和Mg~(2+)/Na~+比值,以降低细胞渗透势来适应NaCl胁迫。     

外源有机酸对马蔺幼苗生长、Cd积累及抗氧化酶的影响

植物修复环境重金属污染仍然受多种因素制约,而通过有机酸辅助植物修复技术提高修复效率逐渐成为治理重金属污染的有效途径之一。采用溶液培养研究了Cd胁迫下2种不同浓度外源有机酸EDTA、柠檬酸对马蔺(Iris lactea var.chinensis)幼苗生长、Cd积累及抗氧化保护酶的影响。结果表明,与单独Cd胁迫(CK)相比,Cd胁迫下溶液中添加0.5和5mmol·L-1EDTA和相同浓度柠檬酸后马蔺地上部Cd质量分数无明显变化,而马蔺地下部Cd质量分数显著增加,0.5mmol·L-1低浓度EDTA和柠檬酸分别使马蔺根系Cd质量分数比对照增加55.6%、137.1%,柠檬酸的促进效果较明显。而溶液中添加2种有机酸对马蔺生物量的影响与对马蔺吸收Cd的效应不同,EDTA和柠檬酸使马蔺地上部生物量略有下降,但与对照相比差异不显著,而5mmol·L-1高浓度EDTA、柠檬酸使根系生物量明显下降,分别比对照下降17.2%、25.7%。同时,2种不同浓度有机酸均使马蔺叶片MDA含量增加,而马蔺叶片SOD和POD酶活性的增加表明马蔺体内抗氧化保护能力的增强,一定程度上可减轻氧化胁迫对马蔺造成的伤害。实验结果说明EDTA和柠檬酸对促进马蔺修复Cd污染具有一定的潜力。     

镉胁迫下双孢蘑菇发酵液中低分子量有机酸分泌量与镉含量变化

为探讨镉(Cd)胁迫对发酵液中双孢蘑菇菌丝低分子量有机酸分泌量和Cd含量的影响,以双孢蘑菇A15为材料,通过摇瓶实验,分析不同Cd胁迫时间和胁迫浓度下发酵液中甲酸、乙酸、柠檬酸、苹果酸、草酸、酒石酸、琥珀酸和富马酸等8种低分子量有机酸、Cd含量及其相关性.结果显示:随胁迫时间和浓度增加,发酵液中有机酸种类和含量均差异显著(P 0.05).随着胁迫时间延长,无Cd和有Cd胁迫下,发酵液中甲酸、苹果酸、琥珀酸和乙酸含量变化趋势一致,甲酸基本呈增加的趋势,苹果酸和琥珀酸呈先增后减趋势,乙酸呈"双峰"模式;草酸、酒石酸、富马酸和柠檬酸含量变化趋势存在差异,无Cd胁迫下,草酸与酒石酸基本呈增加趋势,柠檬酸和富马酸呈减少趋势,Cd胁迫下,草酸和酒石酸呈"双峰"模式,柠檬酸和富马酸呈先增后减的趋势.双孢蘑菇Cd富集量随胁迫浓度的增大而增加,随胁迫时间延长先增后减.相关分析表明:胁迫前期(2 h-1 d),发酵液中Cd含量与富马酸、柠檬酸、苹果酸和乙酸呈显著负相关,与琥珀酸呈显著正相关;胁迫后期(3-7 d),与草酸呈显著负相关,与苹果酸呈显著正相关;整个胁迫过程中,与酒石酸呈显著正相关.低Cd(0.50和1.00 mg/L)胁迫下,发酵液中Cd含量与草酸、酒石酸、苹果酸、乙酸、柠檬酸、富马酸和琥珀酸呈显著负相关;高Cd(2.00、6.00和15.00 mg/L)胁迫下,与草酸、酒石酸、甲酸、乙酸、琥珀酸和总酸含量呈显著正相关,与柠檬酸和富马酸呈显著负相关.本研究表明Cd胁迫能够显著地影响双孢蘑菇菌丝分泌的有机酸的种类和含量,有机酸在双孢蘑菇抵抗Cd中起重要作用.(图4表4参50)     

不同浓度和多样性的根系分泌物对土壤团聚体稳定性的影响

土壤团聚体是维持其物理结构和肥力的基础.为探究根系分泌物的浓度和多样性对土壤团聚体稳定性的影响,通过添加不同碳浓度(0.5 g/kg、1 g/kg)和多样性(3种碳源、9种碳源)人工模拟根系分泌物,研究土壤团聚体稳定性、粒级结构及其内部微生物生物量的变化.结果显示:(1)与对照相比,添加根系分泌物提高了土壤团聚体的稳定性,平均质量直径(Mean weight diameter,MWD)数值增加了28%-142%,几何平均直径(Geometric mean diameter,GMD)增加了20%-33%;(2)与低碳浓度根系分泌物相比,高碳浓度根系分泌物显著增加团聚体稳定性,且主要是通过增加 2 mm粒级团聚体的含量和微生物生物量碳;而根系分泌物多样性的增加并未提高团聚体的稳定性,也未增加 2 mm粒级团聚体的含量和微生物生物量碳,其中在高碳浓度+低多样性处理(High carbon concentrations+low diversity,HC+LD)下 2 mm粒级团聚体的含量显著增加了560倍, 2 mm粒级团聚体中微生物生物量碳增加了3.6倍.本研究表明根系分泌物能够通过刺激微生物生长,增加土壤中大粒级团聚体的含量,进而提高团聚体的稳定性,其效应与根系分泌物的浓度和成分显著相关.(图3表2参37附图1)     

Cd胁迫对续断菊Cd吸收分配及有机酸代谢的影响

通过水培试验,研究了Cd在续断菊(Sonchus asper L.Hill.)体内的亚细胞分布、化学形态,Cd对续断菊地上部和根部有机酸含量的影响,以及根系分泌低分子有机酸对Cd胁迫的响应.结果表明:(1)续断菊根部和地上部的Cd含量随Cd处理浓度增加而显著增加;(2)Cd在续断菊体内的化学提取形态分布为:NaCl提取态(F_(NaCl))HAC提取态(F_(HAC))HCl提取态(F_(HCl))残渣态(FR)去离子水提取态(FW)乙醇提取态(FE);(3)续断菊体内的Cd主要分布在细胞壁中,占总Cd含量的36%—47%,且随着Cd浓度的升高,细胞壁中的分布量增加;其次是细胞核中,占总含量的20%—33%;(4)续断菊体内低分子有机酸含量大小为:酒石酸苹果酸柠檬酸乙酸,酒石酸占有机酸总量的68%—96%,植株地上部和根部Cd含量均与体内苹果酸和柠檬酸含量显著正相关,相关系数为0.993和0.994(P0.01)、0.953和0.982(P0.05);(5)不同Cd浓度下,续断菊根系分泌低分子有机酸主要为酒石酸,占有机酸总量的52%—89%,且在30 d时与植株地上部和根部Cd含量显著正相关,相关系数为0.967和0.978(P0.05).根系分泌酒石酸和苹果酸促进了续断菊对Cd的吸收,续断菊体内的苹果酸和柠檬酸参与Cd的吸收、运输、积累,从而缓解了Cd的危害;同时,细胞壁固持和活性较强化学形态的减少是续断菊耐Cd胁迫的主要机制.     

镉胁迫对续断菊Sonchus asper L.Hill.根系分泌物的影响

通过盆栽试验,研究了不同Cd质量分数（0、50、100、200 mg.kg-1）对续断菊Sonchus asper L.Hill.根系分泌总有机酸、游离氨基酸、可溶性糖的影响,旨在探明根系分泌物对续断菊超积累Cd的影响。结果表明：Cd胁迫下续断菊根系分泌总有机酸、游离氨基酸和可溶性糖的质量浓度显著增加,同时,总有机酸、可溶性糖和游离氨基酸又促进了植株对Cd的吸收。随着Cd处理质量分数的增加,续断菊地上部和根部镉质量分数显著增加,90 d时续断菊地上部镉质量分数与可溶性糖、游离氨基酸的质量浓度呈极显著正相关,相关系数分别为0.999（P〈0.01）和0.995（P〈0.01）,根部镉质量分数与可溶性糖、游离氨基酸的质量浓度也呈显著正相关,相关系数分别为0.998（P〈0.01）和0.987（P〈0.05）;Cd对续断菊根系可溶性糖的分泌、游离氨基酸的合成有刺激作用,根系分泌的可溶性糖和游离氨基酸可能在续断菊累积镉的过程中有重要作用。     

铝胁迫下大豆根系分泌有机酸和氨基酸的特性

采用水培法,以2个大豆(Glycine max)品种(浙春2号和浙春3号)为材料,研究铝胁迫下大豆根系分泌有机酸和氨基酸的特征.大豆根系分泌大量柠檬酸呈现低铝促进高铝抑制的现象,同时还分泌少量草酸和琥珀酸,表明大豆根系分泌有机酸与其耐铝机制有关.氨基酸分泌总量随着铝质量浓度的增大而增加.中低铝质量浓度下,大豆根系分泌的氨基酸随铝质量浓度的增大而增加.高铝浓度下,氨基酸的种类减少,各种氨基酸分泌量变化不一致.实验结果还显示,随着铝处理时间延长,铝毒害作用明显.     

镉胁迫对续断菊Sonchus asper L.Hill.根系分泌物的影响

通过盆栽试验,研究了不同Cd质量分数(0、50、100、200 mg.kg-1)对续断菊Sonchus asper L.Hill.根系分泌总有机酸、游离氨基酸、可溶性糖的影响,旨在探明根系分泌物对续断菊超积累Cd的影响。结果表明:Cd胁迫下续断菊根系分泌总有机酸、游离氨基酸和可溶性糖的质量浓度显著增加,同时,总有机酸、可溶性糖和游离氨基酸又促进了植株对Cd的吸收。随着Cd处理质量分数的增加,续断菊地上部和根部镉质量分数显著增加,90 d时续断菊地上部镉质量分数与可溶性糖、游离氨基酸的质量浓度呈极显著正相关,相关系数分别为0.999(P<0.01)和0.995(P<0.01),根部镉质量分数与可溶性糖、游离氨基酸的质量浓度也呈显著正相关,相关系数分别为0.998(P<0.01)和0.987(P<0.05);Cd对续断菊根系可溶性糖的分泌、游离氨基酸的合成有刺激作用,根系分泌的可溶性糖和游离氨基酸可能在续断菊累积镉的过程中有重要作用。     

蜡状芽孢杆菌协同李氏禾根系分泌物去除水体Cr~(6+)的效应及机制

李氏禾(Leersia hexandra Swartz)是中国境内发现的第一种铬(Cr)超富集植物,在铬污染水体修复方面具有很大的潜力。以李氏禾为供试材料,在Hoagland营养液中培养幼苗,采用浸根法收集李氏禾根系分泌物,研究添加外源蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)对其还原水体中Cr~(6+)的影响;利用GC-MS分析在铬胁迫和接种蜡状芽孢杆菌两种处理对李氏禾根系分泌物成分的影响。结果表明:李氏禾根系分泌物和蜡状芽孢杆菌协同对水体中Cr~(6+)的还原率高达99%,显著高于单独添加蜡状芽孢杆菌和单独添加根系分泌物处理组(P0.05);李氏禾根系分泌物有机物种类丰富,主要包含酯、烷烃、烯烃、芳香烃、醇、酰胺、醚等;在给李氏禾接种蜡状芽孢杆菌后,李氏禾根系分泌物中许多化感物质作为生长代谢底物被分解;在Cr~(6+)胁迫下,李氏禾根系分泌物中酰胺类物质的分泌发生变化,这可能是李氏禾受到重金属铬胁迫后的一种根际解毒机制;在Cr~(6+)胁迫下,检测出了有且仅有一种的酚类化感物质2,4-二叔丁基苯酚,这是李氏禾对铬胁迫的一种潜在的响应机制。     

铝胁迫下大豆根系分沁有机酸和氨基酸的特性

采用水培法,以2个大豆（Glycine max）品种（浙春2号和浙春3号）为材料,研究铝胁迫下大豆根系分泌有机酸和氨基酸的特征。大豆根系分泌大量柠檬酸呈现低铝促进高铝抑制的现象,同时还分泌少量草酸和琥珀酸,表明大豆根系分泌有机酸与其耐铝机制有关。氨基酸分泌总量随着铝质量浓度的增大而增加。中低铝质量浓度下,大豆根系分泌的氨基酸随铝质量浓度的增大而增加。高铝浓度下,氨基酸的种类减少,各种氨基酸分泌量变化不一致。实验结果还显示,随着铝处理时间延长,铝毒害作用明显。     

小麦/玉米间作作物根系与根际微环境的交互作用

通过根箱模拟试验和水培试验,测定小麦/玉米间作条件下根系的分布与根际养分的含量,初步探讨了间作对作物根系分泌有机酸的影响。结果表明,间作显著提高了各层土壤中小麦根的重量,同时提高了小麦、玉米的根系数量和地上部生物量,使生长前期根系大小发生较大变化,而对根系活力影响较小。间作使玉米根际土速效N含量增加,速效P、K含量降低;使小麦根际土N含量降低,P、K含量提高。小麦与玉米间作以后,根系分泌有机酸的种类明显增加;而植株体内和根系中有机酸的种类和数量却有所降低。     

镉胁迫对苎麻(Boehmeria nivea)根系及叶片抗氧化系统的影响

镉(Cd)是非必需和毒性最强的重金属元素之一,不合理的开发利用可导致土壤受到Cd的严重污染,严重危及土壤环境或水环境。以苎麻为材料,采用模拟镉(Cd)污染盆栽培养法,选择21 d和49 d等2个不同胁迫期,测定不同浓度Cd2+胁迫下苎麻根系与叶片中渗透调节物质含量、超氧化物岐化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、丙二醛(MDA)含量及根系活力的变化。结果表明,高浓度胁迫49 d后,苎麻根系中的渗透调节物质含量明显高于叶片含量,且极显著高于对照,并在240 mg·L~(-1)Cd处理下出现最高值;胁迫49 d时,根系与叶片的渗透调节物质含量与Cd2+浓度极显著正相关。在2个不同胁迫周期,苎麻根系的SOD与POD活性均明显高于叶片;在胁迫21 d时,根系的CAT活性低于叶片,而胁迫49 d后,则明显高于叶片;胁迫21 d时,苎麻根系与叶片的抗氧化酶活性均较胁迫49 d要高;胁迫49 d时,根系POD活性与Cd2+浓度呈极显著正相关,表明根系POD酶在抗氧化酶中占主导地位。不同胁迫时长下苎麻根系或叶片的MDA含量变化趋势不明显,但根系或叶片受胁迫21 d后的MDA含量随Cd2+浓度增加的波动相对受胁迫49 d后的更明显,表明植物早期生理功能出现暂时性的修复。2个不同胁迫周期内,不同浓度镉胁迫下苎麻的根系活力均比对照组下降。研究显示,苎麻根系与叶片对镉胁迫的应答机制不同,且在不同胁迫时间下的响应机理差异较大,根系表现出更强的耐受能力。     

滨海滩涂湿地不同植被土壤磷的生物有效性及其影响因子分析

滨海湿地是全球磷主要的源汇转换器之一,土壤磷的生物有效性对滨海湿地的结构、功能有着决定性作用。研究滨海湿地土壤磷的生物有效性及影响因子对滨海湿地的保护和修复具有重要意义。以江苏大丰麋鹿自然保护区的湿地土壤为研究对象,对互花米草(Spartina alterniflora)、海三棱藨草(Scirpus mariqueter)、白茅(Imperata cylindrica)、芦苇(Phragmites australis)4种植物群落及裸地下土壤进行分层采样,采用模拟生物活化过程的磷素分级方法(biologically based P,BBP法),分析环境因子对不同植物土壤磷素组分的影响。结果表明,(1)大丰麋鹿自然保护区滨海湿地土壤磷素组分含量表现为:CaCl_2-PCitrate-PEnzyme-PHCl-P。(2)无植被覆盖裸地土壤的CaCl_2-P和Citrate-P含量显著高于植被覆盖下土壤的含量(P0.05),植物的生长会显著降低土壤中根系可截留磷素和有机酸可提取磷素的含量。(3)芦苇0—20 cm土层内的CaCl_2-P含量显著最低,与其他3种植物相比,芦苇根系对表层的磷素的截留能力更强;海三棱藨草的Enzyme-P在两个土层都显著最低(P0.05),与其他3种植物相比,海三棱藨草根系发生的酶活化磷素的过程较激烈。(4)土壤Citrate-P含量与含水率显著相关(P0.05),影响土壤Citrate-P含量的主要环境因子是土壤含水率;HCl-P含量与有机质显著相关(P0.01),影响土壤HCl-P含量的主要环境因子是有机质。(5)土壤速效磷与Citrate-P含量显著相关(P0.05),说明大丰麋鹿自然保护区土壤中速效磷主要来自于土壤中有机酸活化释放的无机磷。综上,研究区中生物有效态的磷主要来自于土壤中有机酸活化的无机磷,不同植物土壤磷的生物有效性有显著差异,而含水率和有机质是影响江苏大丰麋鹿自然保护区土壤磷生物有效性的主要环境因子。     

不同浓度CaCl_2对盐胁迫下巴西蕉幼苗生理的影响

为了解外源钙(Ca)对香蕉盐胁迫的缓解效应,采用水培试验法研究了在60 mmol L-1 NaCl胁迫下不同浓度的CaCl2对我国香蕉主栽品种巴西蕉(Musa AAA Cavendish var.Brazil)的叶片相对含水量(RWC)、叶绿素含量等生理响应特性的影响.结果表明:盐胁迫下,巴西蕉幼苗叶片Chl a、Chl b、Chl含量显著降低,Chl a/Chl b比值减小,叶片RWC显著降低,叶片和根系的质膜透性和脯氨酸含量显著增加,施加低浓度外源钙可在一定程度上缓解该现象,但高浓度(20 mmol L-1)反而使盐害程度加重,其中5 mmol L-1 CaCl2处理效果最好;处理期间,5、10 mmol L-1 CaCl2处理叶片RWC均显著高于盐胁迫处理,与对照相比较无明显差异;第5天(d 5)时,5、10、20 mmol L-1 CaCl2处理的叶片脯氨酸含量分别比盐胁迫处理高出85.4%、75.3%和86.6%,差异均显著,处理d 10时,根系和叶片脯氨酸均以5 mmol L-1 CaCl2处理的含量最高,与盐胁迫处理达到差异显著水平;此外,5 mmol L-1 CaCl2处理可降低盐胁迫下叶片及根系质膜透性,随着外源CaCl2浓度增加,叶片和根系质膜透性反而增加,处理期间,20 mmol L-1 CaCl2处理始终高于盐胁迫处理.综合各项测定指标及分析,认为施用适当浓度CaCl2可在一定程度上缓解盐胁迫对巴西蕉的影响,其中CaCl2浓度以5mmol L-1较为适宜.