黔中喀斯特10种优势树种根茎叶化学计量特征及其关联性

以黔中喀斯特地区10种优势树种为研究对象,对其根、茎、叶中的碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征及其器官性状之间的关联进行了分析,旨在探明喀斯特地区主要优势树种养分利用特征及其对贫瘠环境的适应能力。主要结果如下:研究区植物叶片的N/P平均值为(9.75±0.55),主要受N的限制,但固氮植物桤木和马桑因其自身具有较强的固氮能力,未因贫瘠环境中N的缺乏而受到N的制约,叶片N/P(13.76)比值接近于14。C含量、C/N、C/P在各生长型间表现为:常绿树种落叶树种,针叶树种阔叶树种,非固氮固氮植物;N、P含量则为:常绿树种落叶树种,针叶树种阔叶树种,非固氮固氮植物。各器官的养分分配方式:全C含量为叶(438.93 mg·g~(-1))茎(393.83 mg·g~(-1))根(355.95 mg·g~(-1));全N含量为叶(16.26 mg·g~(-1))根(5.1 mg·g~(-1))茎(3.73 mg·g~(-1));全P含量为叶(1.73 mg·g~(-1))根(0.52 mg·g~(-1))茎(0.29 mg·g~(-1))。植物各器官N与P均呈显著正相关关系(P0.05),体现了植物吸收N、P养分元素的协同性。植物叶与根,茎与根以及茎与叶的相同元素之间均呈正相关关系(P0.05),说明环境供应植物体各器官的养分元素具有共变性。叶、根、茎中C与C/N、C/P均呈显著正相关,说明N、P对植物的生长及有机物的积累有着极其重要的作用。     

伊犁河谷不同生境下大麻根茎叶生态化学计量特征

以伊犁河谷的大麻（Cannabis sativa）为研究对象,分析林地、玉米地、麦地、路边等4种样区大麻根、茎、叶生态化学计量特征,了解植物生长机制,研究生境和器官对大麻生态化学计量特征的影响,阐明大麻生长过程中的限制性元素.研究结果表明,在林地、路边大麻各器官的碳含量以及林地大麻C∶P表现为茎>根>叶,玉米地中大麻碳含量为茎>叶>根,在麦地为根>叶>茎,各样区大麻氮含量和磷含量及林地、麦地大麻N∶P表现为叶>茎>根,各样区大麻C∶N及玉米地、麦地、路边大麻C∶P表现为根>茎>叶,在玉米地、路边的大麻N:P为叶>根>茎.不同生境大麻不同器官生态化学计量特征存在一定差异性,路边大麻叶、根的碳含量极显著高于其他样区（P<0.01）,茎的碳含量显著高于麦地（P<0.05）,且高于其他样区,但不显著（P>0.05）;玉米地大麻叶、茎的磷含量和C:N显著高于其他样区（P<0.05）,根的磷含量高于其他样区,但林地与玉米地不显著（P>0.05）,玉米各器官氮含量、C∶P和N∶P极显著低于其他样区（...     

大豆叶片黄酮类及多酚类物质对臭氧浓度升高的响应

利用开顶式气室(Open Top Chamber,OTC),通过测定大豆叶片中黄酮类物质(总黄酮、芦丁、槲皮素和桑色素)和酚类物质(总多酚、阿魏酸和P-香豆酰)含量变化,以及苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)及脂肪氧化酶(LOX)3种酶活性变化,研究O_3浓度升高对大豆叶片黄酮类和多酚类物质及其氧化酶的影响。以大气臭氧浓度为对照,设置110n L·L~(-1) O_3浓度为一个处理,每个处理设3个OTCs重复。结果表明,随着大豆生育期的延长,与对照相比,总黄酮、芦丁、槲皮素和桑色素都表现出先上升后下降的趋势,在开花期达到峰值,且显著(P0.05)高于对照;P-香豆酰含量表现出先上升后下降的趋势,在开花期达到峰值,总多酚和阿魏酸都显著(P0.05)上升;PAL、PPO、LOX 3种酶的活性与对照相比都显著(P0.05)升高。O_3浓度升高会诱导大豆叶片内PAL和PPO活性增强,进而增加叶片内黄酮类和多酚类物质的含量,提高大豆叶片抗氧化性,抵抗O_3的伤害。但随着O_3熏蒸时间的延长,大豆抗氧化性下降,导致籽粒产量下降。     

不同水氮处理下毛白杨碳氮磷化学计量特征

为了解灌水和施氮对毛白杨(Populus tomentosa Carrière)优良无性系休眠期各器官碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征的影响,利用毛白杨速生丰产林10年连续灌水和施氮双因素试验(通过灌水分别维持土壤含水量至田间持水量的45%、60%、75%;施氮量为0、101.6、203.2、304.8 kg/hm2,共计12个处理,每个处理3次重复)林地,选择其中的优良无性系S86为研究对象,2016年10月末待树木生长停止进入休眠期时,在每个水氮处理小区选取1株标准木并对其进行伐倒肢解处理后,测定分析毛白杨根、干、枝中的碳、氮、磷含量.结果显示:(1)毛白杨树干和枝碳、磷含量显著高于根(P 0.05);氮含量在各器官间差异显著,大小为枝根干. C:N在各器官间差异显著,大小为干根枝;C:P在各器官间差异不显著;N:P在各器官间差异显著,大小为枝根干.(2)灌水对各器官碳含量无显著影响,施氮显著降低根碳含量;灌水、施氮以及两者交互作用均显著影响根、干、枝氮含量,灌水和施氮显著增加各器官氮含量,并在高水高氮条件下毛白杨各器官氮含量显著增大.(3)灌水和施氮显著降低了毛白杨各器官C:N,对C:P影响不显著,显著增加N:P含量.本研究表明,灌水和施氮均促进了毛白杨各器官对氮的吸收,从而提高各器官氮含量;灌水和施氮降低了各器官C:N,促进了毛白杨生长;尽管此区为毛白杨适生区,但毛白杨速生丰产林仍受氮素限制,灌水和施氮是提高毛白杨速生丰产林生长量的重要栽培措施.(图2表6参41)     

模拟酸雨对大豆田土壤N_2O通量及植株和土壤氮含量的影响

氧化亚氮(N_2O)是一种重要的温室气体,而农田生态系统是N_2O的重要排放源。酸雨是中国重要的环境问题,然而少有研究关注酸雨对农田土壤N_2O排放的影响。在大豆(Glycine max(Linn.)Merr.)生长季开展了2年的田间模拟酸雨试验,设置了pH值分别为6.7(对照,CK)、4.0(T_1)、3.0(T_2)和2.0(T_3)的4个不同酸雨处理水平,采用静态箱-气相色谱法测定N_2O排放通量,以研究模拟酸雨对大豆田土壤N_2O排放通量及植株与土壤氮含量的影响。结果表明:与CK相比,酸雨没有改变土壤N_2O排放的季节性规律,虽然整个大豆生长季土壤N_2O平均通量并没有显著变化,但在第二年大豆鼓粒期,与CK相比,T_1和T_3处理使土壤N_2O平均排放通量分别显著增加35.1%(P=0.020)和71.2%(P=0.000)。通过植株和土壤理化分析发现,酸雨处理显著降低了开花—结荚期大豆植株地下生物量,T_1和T_3处理的地下生物量分别下降了31.93%(P=0.039)和24.30%(P=0.027)。在分枝期、开花—结荚期和鼓粒期,各酸雨处理不同程度地降低了叶片可溶性蛋白质含量;在开花—结荚期,酸雨各处理均降低了叶片全氮和硝态氮含量。酸雨处理没有显著改变土壤有机碳及全氮含量,但在分枝期和开花—结荚期,酸雨处理显著减少了土壤硝态氮含量。     

贝加尔针茅草原羊草光合特征对氮沉降的响应

以贝加尔针茅草甸草原优势种羊草(Leymus chinensis)为研究对象,通过设置氮沉降量分别为0 kg·hm~(-2)(CK)、30 kg·hm~(-2)(N30)、50 kg·hm~(-2)(N50)、100 kg·hm~(-2)(N100)、150 kg·hm~(-2)(N150)的5个处理进行连续6 a(2010—2015年)模拟氮沉降的野外控制试验,测定羊草光合特性和叶片功能特性对氮沉降的响应。结果表明:N30、N50、N100、N150处理羊草的光饱和点(LSP)分别比CK处理低40.32%、19.73%、38.18%、37.75%,差异达显著水平(P0.05)。N30、N50、N100、N150处理羊草的最大净光合速率(P_(nmax))分别比CK处理低22.51%、48.56%、27.43、50.72%,差异达显著水平(P0.05)。N30、N50、N100、N150处理羊草叶片N含量(N_(mass))、叶片P含量(P_(mass))和建成成本(CC_(mass))均显著高于CK。N30、N50、N100和N150光和能量利用效率(PEUE)和光合氮利用效率(PNUE)均显著低于CK。5种氮素处理羊草P_(nmax)与PNUE、PEUE呈极显著正相关,叶片N_(mass)与比叶面积(SLA)、P_(mass)、CC_(mass)呈极显著正相关,CC_(mass)与SLA之间呈极显著正相关。综合研究表明,氮沉降持续增加会降低羊草的PEUE和PNUE,提高叶片CC_(mass)和叶片N/P比值。     

不同品种水稻对Cu积累分配的差异

以21个水稻品种（包括常规稻、二系杂交稻、三系杂交稻）为材料,通过室内盆栽试验探讨了Cu在不同品种水稻根-茎-叶-籽粒（糙米）中的积累分配的差异。结果表明,供试水稻品种根、茎、叶、籽粒中Cu含量的均值分别是67.35、16.24、8.29、11.62mg·kg-1,多数水稻品种Cu的含量顺序是根茎籽粒（糙米）叶,但也有少部分水稻品种Cu的含量顺序是根籽粒（糙米）茎叶。各器官的Cu含量在不同品种间存在显著差异,其中以根和籽粒Cu含量的差异最大,茎次之,叶最小。常规稻根部Cu含量显著低于杂交稻,而叶中Cu含量显著高于杂交稻,但两者的茎和籽粒中Cu含量没有明显的差异。三系杂交稻根、茎、籽粒Cu含量显著高于二系杂交稻,而叶的Cu含量两者差异不显著。不同遗传背景的水稻各器官对Cu积累也存在不同程度的差异。相关分析结果表明,不同品种水稻相邻器官（根与茎,茎与叶）的Cu含量呈极显著正相关,相间器官（根与叶、籽粒,茎与籽粒）的Cu含量呈显著正相关,地上部各器官Cu的转运系数相互之间呈极显著的正相关。     

不同CO_2浓度升高水平对水稻光合特性的影响

CO_2浓度升高是全球气候变化的主要原因之一,同时CO_2是植物光合作用的原料,对植物的生长发育具有重要影响。研究水稻对不同CO_2浓度升高水平的响应,对于指导农业生产以及确保粮食安全具有重要意义。通过田间开顶箱试验,运用CO_2浓度自动调控系统研究不同CO_2浓度升高对水稻光合特性的影响。CO_2浓度设置3个水平:以背景大气CO_2浓度为对照(CK),在CK基础上分别增加40μmol·mol~(-1)(T_1)和200μmol·mol~(-1)(T_2)CO_2。利用Li-6400便携式光合作用测量系统,在关键生育时期测定净光合速率(Pn)、胞间CO_2浓度(Ci)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和水分利用效率(WUE)等光合参数,并根据指数方程模型拟合最大净光合速率(Pn_(sat))、羧化效率(CE)、呼吸速率(R_p)和CO_2饱和点(CCP);使用元素分析仪测定叶片全氮含量。结果表明:在较低水平的CO_2浓度水平下,CK、T_1和T_2处理的Pn呈近似直线上升,随着CO_2浓度的升高Pn缓慢升高,当达到CO_2饱和点后趋于稳定。光合仪设定CO_2浓度为600μmol·mol~(-1)时,T_2在3个生育时期(拔节期、抽穗期和乳熟期)的Pn均较CK显著降低,降幅分别为44.0%(P0.01)、43.4%(P0.01)和49.1%(P0.01);设定CO_2浓度为800μmol·mol~(-1)时,T2在3个生育时期的Pn较CK分别降低了4.9%(P=0.506)、12.7%(P=0.167)和16.6%(P=0.220);设定CO_2浓度为1 000μmol·mol~(-1)时,乳熟期T_2处理的Pn较T1显著降低,降幅为21.5%(P0.05),表明水稻经过长时间的高CO_2浓度处理产生了光合下调。乳熟期T_2的Pn_(sat)和CE较T_1显著降低,降幅分别为21.3%(P0.05)和29.1%(P0.05)。此外,总光合速率和叶片氮含量存在极显著正比例函数关系(P0.01),总光合速率随叶片氮含量的升高而升高。对照、T_1和T_2处理的WUE均随着光合仪设定CO_2浓度梯度的升高而增大;在同一设定CO_2浓度水平下,3种处理的WUE均无显著性差异。     

邻苯二甲酸二乙基己酯对蚕豆幼苗茎和叶POD活性和MDA含量的影响

为了初步研究邻苯二甲酸二乙基己酯(Di-(2-ethylhexy)phthalate,DEHP)对植物幼苗的氧化损伤作用,采用不同浓度(0.2、2、20、200mg·kg-1(细沙))DEHP对蚕豆的根部染毒,分析了DEHP对蚕豆幼苗茎、叶中的过氧化物酶(POD)及丙二醛(MDA)含量的影响.结果表明,处理7d后,随DEHP浓度的升高,蚕豆幼苗茎、叶POD活性均呈先升高后降低趋势,较高浓度组(茎:≥2mg·kg-1;叶:≥20mg·kg-1)与对照组差异显著(p<0.05);MDA含量均呈逐渐升高趋势,较高浓度组(≥2mg·kg-1)与对照组差异显著(p<0.05或p<0.01).以上结果表明,DEHP可造成蚕豆幼苗氧化损伤.     

氮磷喷施对刨花楠叶片养分再吸收效率的影响

为了解根外追肥对常绿阔叶树种养分再吸收的影响,以7.5年生刨花楠(Machilus pauhoi,MP)人工林为研究对象,设置不同的氮(N)、磷(P)梯度对叶片进行根外追肥,并分别于6月、9月、12月对成熟新叶与衰老叶进行采样,测定其N、P含量,计算其N、P再吸收效率;采用双因素方差分析法分析不同喷施处理与不同季节对刨花楠叶片N、P再吸收效率的影响.结果表明:(1)除低N且N、P配施与中N且N、P配施处理外,其余N、P喷施处理对刨花楠叶片N、P再吸收效率有显著影响(P<0.05);同一处理组内刨花楠在不同季节,其叶片N、P再吸收效率也存在显著差异(P<0.05)(单施P除外);(2)生长旺季时叶面喷施N肥能够促进叶片对P元素的吸收,叶面喷施P肥能够促进叶片对N元素的吸收;N、P再吸收效率之间呈显著正相关(P<0.05);(3)叶片在衰老过程中存在明显的N再吸收现象.可见不同喷施处理对于不同季节的叶片N、P再吸收效率的影响机制不同.本研究结果可为探讨亚热带珍稀常绿阔叶树种养分循环利用以及贫瘠立地环境植物养分保存机制等提供理论依据.     

水合欢对重金属Cd、Pb的耐受性及吸收富集特性

土壤重金属污染一直以来备受关注,作物能够吸收重金属从而对人体健康产生威胁,利用植物修复土壤重金属污染是当前环境科学和生态学领域的研究热点。本研究以一种水生豆科作物水合欢(Neptunia olerace)为研究对象,采用盆栽实验,研究水合欢对不同浓度Cd (0、50、100、180 mg·kg~(-1))、Pb (0、500、1 000、1 800 mg·kg~(-1))的耐受能力及吸收与富集情况。结果表明,(1)在Cd胁迫下,水合欢表现出一定的耐受性,生物量和植株长度与对照相比均显著降低(P0.05),可溶性蛋白、叶绿素以及根和茎中的MDA含量与对照均无显著差异,叶片中CAT活性显著提高(P0.05),但根中CAT、茎中SOD和叶片中POD活性及叶中MDA含量均先降低后升高;(2)在Pb胁迫下,水合欢表现出很强的耐受性,水合欢生物量、植株长度、可溶性蛋白、叶绿素和MDA含量与对照均无显著差异,但叶片中CAT活性显著提高(P0.05),根和茎中SOD、茎中CAT和叶片中POD活性均先降低后升高(P0.05);(3) Cd浓度为50、100、180 mg·kg~(-1)时,水合欢的富集系数分别为0.28、0.32和0.29,转运系数分别为0.05、0.06和0.08; Pb浓度为500、1 000、1 800 mg·kg~(-1)时,水合欢的富集系数分别为0.02、0.04和0.02,转运系数分别为0.04、0.08和0.05。水合欢对土壤中Cd、Pb的吸收均未达到超富集植物的标准,但本研究发现水合欢地下部重金属含量远高于地上部重金属含量,且水合欢为直根系植物,根系较浅,容易回收,基于此,可考虑将其与水稻等水生作物进行间套作,这种生产方式既可固氮,又可利用其根系来原位缓解土壤重金属污染对粮食等农产品生产所造成的安全风险。     

镉胁迫对龙葵幼苗光合特性和营养元素吸收的影响

采用模拟镉污染土壤培养法研究了镉对龙葵(Solarium nigrum L)幼苗光合特性及营养元素吸收的影响.结果表明:镉处理显著降低龙葵幼苗叶片色素含量.T1-T4镉处理下,龙葵叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量的降幅分别为4.53%～32.39%、5.12%～29.89%和4.54%～19.82%0随镉处理浓度的增加,龙葵幼苗叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)均呈下降趋势,T1-T4镉处理下,分别较对照(CK)下降6.01%～61.71%、17.94%～55.32%和17.68%～68.10%,而胞间CO2浓度(Ci)则增加8.19%～30.04%.同时,可变荧光和最大荧光之比(Fv/Fm)显著降低.镉处理还导致龙葵植株营养元素吸收紊乱.镉促进龙葵叶片和根系K吸收,对Na吸收影响不显著.同时,镉促进根系Mg吸收,但抑制其向地上部转运.低浓度镉处理促进叶片Ca吸收.龙葵根、茎、叶Zn含量随镉处理浓度的提高均表现为低促高抑.根系Cu吸收随镉浓度提高而增加,叶片先增后降,各器官Fe含量随镉浓度提高逐渐降低,而根系Mn含量受镉抑制.     

武夷山人工湿地系统植物生长期内土壤-植物碳氮磷变化特点

通过对世界自然与文化双遗产地武夷山市生活污水处理厂人工湿地植物生长期内植物和土壤C、N、P化学计量的研究,旨在阐明世界双遗产地武夷山人工湿地系统植物生长期内植被的养分循环及限制状况,为维持世界双遗产地武夷山内人工湿地生态系统的稳定提供借鉴.在一个生长季内分4次(7、14、21、28周)测定武夷山市生活污水处理厂人工湿地系统主要植物再力花(Thalia dealbata)、花叶芦荻(Arundo donax var. versicolor)、香根草(Vetiveria zizanioides L.)和土壤的C、N、P含量变化,分析化学计量特征及其相关性.结果表明:(1)一个生长季内,人工湿地系统土壤C、N、P含量均呈先降低后增加的趋势,其变化范围分别为14.39-18.32、0.72-6.11、0.47-0.73 mg/kg;(2)再力花、花叶芦荻叶、茎C含量随着植物的生长呈上升趋势,香根草C含量呈先增后减趋势,再力花、花叶芦荻叶的N含量呈上升趋势,茎N含量呈先减后增趋势,香根草N含量呈下降趋势,再力花、花叶芦荻叶P含量呈先增后减趋势,再力花和花叶芦荻的茎和香根草P含量呈下降趋势,其变化范围分别为402.56-527.13、6.16-22.06、1.54-3.02 mg/kg;(3)再力花和花叶芦荻的叶C:N、C:P、N:P与土壤C:N、C:P、N:P无显著相关,但叶N含量与土壤N含量存在显著负相关.香根草C:N、C:P与土壤C:N、C:P存在正相关,香根草C含量与土壤中C含量存在负相关,香根草N含量与土壤N含量存在正相关.综上所述,在一个生长季内,3种植物的C、N、P含量、化学计量比及其变化趋势存在差异;土壤N含量影响着再力花和花叶芦荻叶N含量,香根草同时受土壤C、N含量的影响;本研究结果可为世界双遗产地武夷山人工湿地营造策略、环境保护以及植物配置提供参考.(图2表4参55)     

Mn、Zn单一及复合污染对水蓼氮素代谢的影响

采用水培的方法,研究了Mn、Zn单一及复合污染对锰超富集植物水蓼(Polygonum hydropiper L.)生长、氮代谢关键酶(谷氨酰胺合酶(GOGAT)、谷氨酸合成酶(GS)、硝酸还原酶(NR)、谷氨酸脱氢酶(GDH))活性以及硝态氮(NO3-)、铵态氮(NH4+)、可溶性蛋白质、游离脯氨酸、叶绿素a、叶绿素b和叶绿素a+b含量,水蓼对Mn、Zn的吸收和转移系数的影响。研究结果表明,水蓼根、茎、叶中Mn、Zn含量,随着Mn、Zn处理浓度的增加而增加,且水蓼对Zn和Mn的转移系数分别维持在1.0~1.8和1.0~11.9,表明Zn对水蓼体内Mn的转移影响较为明显;Mn/Zn单一及复合处理显著降低了水蓼叶绿素a、叶绿素b和叶绿素a+b的含量(P0.05),但是叶绿素a/b较对照组显著提高(P0.05),Mn/Zn复合处理抑制了根系生长及株重,T8时,根长仅为对照组的64.93%,而T9时,株重仅为对照组的65.45%;单Zn及Mn/Zn复合处理均降低了水蓼根系中NO3-的含量,以及抑制NR活性,T5时,叶片和根中NR活性分别是对照组的44.36%和34.41%,但提高了叶片与根系中NH4+的含量,T9时叶片中的NH4+含量是对照组的2.35倍,T8时根中的NH4+含量是对照组的1.58倍,以及增加了GS活性,T9时,叶和根中GS活性分别使对照组的1.32和1.57倍,Zn及Mn、Zn复合处理对水蓼叶片与根系中可溶性蛋白质含量无显著影响(P0.05),表明GS活性以及GDH活性提高在消除NH4+胁迫过程中起重要作用。     

近地层臭氧浓度升高对大豆叶片氮代谢及产量的影响

为了探究臭氧胁迫对大豆(Glycine max)器官的氮代谢相关指标和产量的影响,在开顶式气室(OTCs)中,以栽培大豆"铁丰29号"为试验材料,采用盆栽试验方法,设置3个O_3熏蒸浓度梯度处理大豆[CK:对照,5 nL·L~(-1) O_3;T_1:(80±10)n L·L~(-1) O_3;T_2:(120±10) nL·L~(-1) O_3]。结果表明,(1)随着O_3浓度的增加,大豆叶片氮代谢相关指标与CK处理相比均显著下降。硝酸还原酶活性、亚硝态氮含量和游离氨基酸含量在分枝期、T_2条件下,降低幅度最显著,分别达到68.17%、91.68%和56.87%。谷氨酰胺合成酶在开花期、T_2条件下,降低幅度最显著,达到53.69%。谷氨酸合酶活性、硝态氮含量和可溶性蛋白含量在结荚期、T_2条件下,降低幅度最显著,分别达到54.60%、82.08%和79.55%。(2)O_3熏蒸对大豆的产量也具有一定的影响,与CK相比,T_1和T_2条件下,大豆的单株荚数、单株粒数、单株粒质量和百粒质量均显著下降。(3)Pearson相关性分析表明,大豆叶片硝酸还原酶与亚硝态氮之间高度正相关,相关系数为0.784,同时,二者均与谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合酶和游离氨基酸正相关;游离氨基酸还与可溶性蛋白负相关,相关系数为-0.550,与谷氨酰胺合成酶高度正相关,相关系数为0.970,可溶性蛋白还与硝态氮高度正相关,与谷氨酰胺合成酶低度负相关,相关系数分别为0.869和-0.452;谷氨酸合酶还与谷氨酰胺合成酶和硝态氮正相关,相关系数分别为0.994和0.787。高浓度臭氧抑制了大豆叶片的氮代谢功能,进而降低大豆产量,氮代谢各个指标均与产量有高度的相关关系。试验表明,近地层臭氧浓度升高对大豆叶片氮代谢具有显著的抑制作用,导致大豆氮素供应不足,大豆产量降低。     

锰污染土壤对酸模叶蓼氮素代谢的影响

探讨超富集植物高浓度金属富集量对其生理机制的影响,对于了解超富集植物强大的解毒机制与其生理机制的相关性有重要意义。采用室内原矿土栽培的方法,研究了贺州某锰矿区未开采区(T2)、探矿区(T3)、恢复区(T4)、开采区(T5)、尾矿库(T6)土壤及桂林未受污染的菜园土(T1)对锰超富集植物酸模叶蓼(Polygonum lapathifolium L.)生长,锰吸收,叶片铵态氮、硝态氮、游离脯氨酸、可溶性蛋白质含量及氮素代谢关键酶(硝酸还原酶NR)、谷氨酰胺合成酶GS、谷氨酸合酶GOGAT和谷氨酸脱氢酶GDH)活性的影响。结果表明,随着Mn处理浓度的提高,酸模叶蓼根、茎、叶中Mn含量显著增加(P0.05),叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素在T3处理时含量最高,此时分别为对照的1.15、1.23和1.17倍,但所有锰处理下酸模叶蓼生物量无显著性差异(P0.05)。Mn处理一定程度上提高了叶片中可溶性蛋白质含量,引起了酸模叶蓼氮素代谢关键酶活性的变化及硝态氮、铵态氮和脯氨酸含量的显著增加(P0.05)。T6处理硝态氮、铵态氮和脯氨酸含量最高,分别比对照提高了17.6%、43.8%和206.2%。NR、GS和GOGAT活性呈先增加后降低的变化趋势,NR、GS和GOGAT活性分别在T2、T3、T4处理时最高,此时分别比对照提高了6.4%、28.8%和66.4%。GDH活性则随着Mn处理浓度的增加而增加,在T6处理时活性最高,比对照提高了1.74倍。以上表明,GDH在解毒Mn毒害过程中具有重要作用。     

镉胁迫对龙葵生长、质膜ATP酶活性及氮磷钾吸收的影响北大核心CSCD

采用模拟镉(Cd)污染土壤培养法研究不同浓度Cd(0、10、20、40、80、160 mg kg–1)处理对Cd超积累植物龙葵(Solanum nigrum)幼苗营养元素氮(N)、磷(P)、钾(K)吸收及质膜ATP酶活性的影响.结果表明,Cd处理浓度≤40 mg kg–1时显著促进龙葵幼苗的生长(叶性状、主根长、株高度和基径粗度)以及生物量的积累与分配;而当Cd处理浓度>40 mg kg–1时则出现明显的抑制作用.而当Cd处理浓度为10 mg kg–1时,则提高显著幼苗叶片叶绿素(Chl.a、Chl.b、Chl.[a+b])含量,达到最高值;且叶绿素含量随胁迫程度的增强而先升后降.随胁迫程度的增强,幼苗根、茎、叶和果实中的N、P和K含量先升后降(除茎P降低外);而植株组织中的Cd积累量逐渐增大且分布为叶>茎>根>果实.同时,丙二醛(MDA)含量与过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性随Cd浓度增大而增大,但超氧化物歧化酶(POD)活性先升后降.随胁迫程度的增强,幼苗地上(茎与叶)和地下(根)部H+-ATP以及地下部Ca2+-ATP酶活性不断降低,而地上部Ca2+-ATP酶活性先升高后降低.因此,龙葵在高浓度Cd胁迫(≥40 mg kg–1)下,可能通过加快根对Cd离子的吸收和转运,提高抗氧化酶(CAT和SOD)活性,降低POD与质膜ATP酶活性,调节对N、P和K的需求,从而起到对Cd胁迫的解毒作用.     

氮磷添加对刨花楠幼苗叶片N、P化学计量特征的影响

以刨花楠(Machilus pauhoi)幼苗为研究对象,通过盆栽施肥试验,探讨不同氮(N)、磷(P)供应水平下刨花楠叶片N、P元素含量的动态变化及与土壤养分的相关性.N、P处理各设定4个梯度,N1、N2、N3、N4及P1、P2、P3、P4,N、P肥施加量分别是初始土壤的2倍、4倍、8倍和16倍,不同N、P处理共用一组对照(CK),共9种处理,每组处理3个重复,并分别于3月、7月、11月对成熟叶片及土壤进行采样分析.结果显示:刨花楠幼苗叶片N、P含量及N:P值分别为14.63-26.53 mg/g、0.64-1.84 mg/g和10.04-23.21.施N肥叶片N含量及N:P随季节变化呈现出低(3月份)—高(7月份)—低(11月份)的变化趋势,叶片P含量呈现高—低—高的趋势;施P肥叶片P含量也随季节变化呈现出先升高后降低的变化趋势.施N或施P显著增加了刨花楠幼苗土壤及叶片的N、P含量,分别增加或降低土壤及叶片的N:P值(P0.05);施N或施P也显著影响了土壤pH(P0.05)及叶片N、P含量与土壤养分的关系.综上表明土壤中N、P供应量影响刨花楠叶片中的N、P含量.     

杨树根际土碳氮磷生态化学计量特征与根序的相关性

林木细根不同生长发育等级形态特点及功能分异是根系生态学研究的新视角.为深入探索林木根际土壤养分循环过程及根土互作关系,以杨树(Populus×euramericana‘Neva’)人工林为研究对象,按照随机布点原则采集杨树人工林非根际土壤和不同根序细根的根际土壤,测定其全碳(TC)、全氮(TN)、全磷(TP)及速效N、有效P的含量,并计算土壤C、N、P化学计量比.结果显示:(1)杨树人工林根际土壤C、N、P含量与非根际土壤存在显著差异,但不同根序间速效N、有效P含量以及铵硝比(NH_4~+-N/NO_3~--N)未达到显著差异水平(P0.05).随着根序升高根际土壤TC含量显著下降,而TN含量逐渐增加.1-2级细根根际土壤TP含量显著高于4-5级根(P0.05).(2)杨树细根根际土壤C/N随着根序升高显著降低(P0.05);C/P随着根序升高逐渐下降,但在不同根序间差异不显著(P0.05).(3)基于细菌OTUs的非参数估计指数表明,根际土壤与非根际土壤细菌群落多样性存在显著差异;土壤TC和TN含量及C、N、P化学计量比均与细菌群落丰富性(Chao指数和ACE指数)呈显著相关(P0.05),TP含量与细菌群落相关性不显著.上述结果说明杨树根际土壤C、N、P养分循环呈现依赖于根序的变化特征,不同根序细根根际细菌群落组成和结构的差异性可影响土壤C、N、P循环过程.     

亚热带4种林木幼苗的碳氮磷含量及其化学计量比特征

以亚热带区域4种主要森林植物杉木(Cunninghamia lanceolata)、马尾松(Pinus massoniana)、木荷(Schima superba)、米槠(Castanopsis carlesii)幼苗为研究对象,分别测定其不同器官碳(C)、氮(N)、磷(P)含量,并计算其化学计量比.结果表明:(1)针叶树种C、N含量以及C/P、N/P高于阔叶树种,P含量及C/N则低于阔叶树种.(2)杉木叶片N、P含量及茎P含量高于马尾松,但各器官的C/N与C/P低于马尾松;米槠根N含量、C/P、N/P高于木荷.(3)4种林木幼苗的C、N含量及C/P、N/P均以叶为最高,根的C、N含量为最低,茎的C/P和N/P为最低;P含量以茎为最高,叶为最低;C/N以根为最高,叶为最低.本研究结果可为我国湿润亚热带区域森林植物苗木培育、幼林养分管理及人工造林时立地选择等提供参考价值.