盐胁迫对油菜幼苗生长和光合特征的影响

采用盆栽砂培试验,研究了不同浓度(0、50、100、200、300mmol·L-1)NaCl胁迫10和30d对油菜(Brassica napus)幼苗干质量、叶绿素(Chl)含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、细胞间CO2浓度(xi)、蒸腾速率(Rt)、水分利用效率(Ew,u)和气孔限制值(Ls)等的影响.结果表明,在NaCl胁迫下,油菜幼苗植株干质量显著降低,长期高盐胁迫下油菜干质量降低更显著;随NaCl浓度的增加,Chl含量、Chl a/Chl b比值均呈先升高后降低的变化趋势,处理10d,Chl含量、Chl a/Chl b比值在NaCl浓度为200mmol·L-1条件下达最大值,处理30d,在NaCl浓度为100mmol·L-1条件下达最大值.在50～100mmol·L-1NaCl胁迫下,油菜叶片的Pn、xi和Ls所受影响均很小;高盐胁迫下,其Pn、Gs、xi和Rt均显著下降,而Ew,u和Ls则显著上升.相关分析显示,植株干质量与Chl含量、Chl a/Chl b比值间无相关性,与Na+、Cl-含量,Ew,u和Ls间呈显著负相关(P＜0.01),与根冠比,K+、Ca2+含量,K+/Na+、Ca2+/Na+比值,K+与Na+的选择性比率[S(K+,Na+)],Ca2+与Na+的选择性比率[S(Ca2+,Na+)],Pn,Gs,xi和Rt间呈显著正相关(P＜0.01).上述结果表明,200mmol·L-1 NaCl胁迫10和30d、300mmol·L-1 NaCl胁迫10d,油菜幼苗光合抑制主要来自气孔限制,而300mmol·L-1 NaCl胁迫30d,气孔限制和非气孔限制在油菜幼苗光合抑制中均具有重要作用.Na+、Cl-、K+、Ca2+含量,Ew,u,Ls,根冠比,K+/Na+、Ca2+/Na+比值,S(K+,Na+),S(Ca2+,Na+),Pn,Gs,xi和Rt均可作为油菜生长盐适应性的评价指标.     

镉胁迫对菜豆幼苗基因组DNA多态性的影响

采用随机扩增多态性DNA (RAPD)等技术,检测不同浓度镉(Cd)胁迫对菜豆幼苗叶片DNA损伤及相关生理特性的影响.结果表明,随着Cd处理浓度(0,20,40,80mg/L)的增加,菜豆幼苗中的Cd含量及叶片中丙二醛(MDA)含量升高;叶片中可溶性蛋白、脯氨酸、还原型谷胱甘肽在低浓度(20mg/L)Cd处理下含量增加,中、高浓度(40,80mg/L)Cd处理下减少.选取8条寡核苷酸引物(10bp),利用RAPD随机扩增技术,对菜豆幼苗叶片细胞基因组DNA进行扩增,8条引物均产生特异性谱带.正常叶片基因组DNA的RAPD图谱得到46条谱带.与正常组相比,Cd处理下利用不同引物扩增得到的RAPD图谱发生改变,呈现不同程度的谱带强度增强或减弱、谱带缺失或新增,与对照的RAPD图谱存在明显差异.Cd胁迫下基因组模板稳定性下降,并随Cd处理浓度的增加,稳定性下降幅度增大.利用RAPD技术获得的DNA多态性变化,可指示镉毒害生物遗传效应,并为镉污染地区蔬菜品种的选育及镉毒性的评价提供依据.     

松嫩平原玉米带农田表层土壤有机碳储量和固碳潜力研究

农田土壤有机碳储量和固碳潜力是陆地碳循环和全球气候变化研究中的一个重要问题。论文基于第二次土壤普查数据和实地取样数据,利用土壤类型法估算松嫩平原玉米带农田表层土壤有机碳储量,分析4个县市(德惠市、九台市、农安县、公主岭市)农田表层土壤碳库的饱和水平和固碳潜力,比较旱田与水田土壤固碳潜力的差异。结果表明,1980-2005年间,松嫩平原玉米带农田土壤有机碳储量增加了7.20 TgC。各县市农田土壤碳库的饱和水平以德惠市最大,为4.11 kgC·m^-2,九台市次之,公主岭市最低,为3.14 kgC·m^-2。假设在1980年土地利用方式、耕作措施、施肥水平和气候条件不变的情况下,估算得到松嫩平原玉米带农田土壤的固碳潜力为8.17 TgC。从单位面积固碳潜力看,九台市最高,为0.77 kgC·m^-2,农安县次之,德惠市和公主岭市均低于松嫩平原玉米带。松嫩平原玉米带旱田和水田土壤碳库的饱和水平基本持平。     

长期秸秆还田褐土有机碳矿化特征及其驱动力

基于连续30 a(1992～2021年)秸秆还田长期定位试验,按照等碳量秸秆还田,设置秸秆覆盖还田（SM）、秸秆粉碎直接还田（SC）、秸秆过腹还田（CM）和秸秆不还田（CK）这4个处理,探讨长期不同秸秆还田方式对土壤有机碳、土壤活性有机碳组分、土壤碳库管理指数、酶活性和土壤有机碳矿化的影响,揭示春玉米连作体系褐土有机碳矿化特征及其主要驱动因子,为褐土区秸秆还田措施优化和固碳减排等提供科学依据.结果表明：(1)秸秆还田处理均提高了褐土土壤有机碳含量,CM处理提高幅度最大,且碳库管理指数提升效果最显著.(2)SC和CM处理的活性碳组分含量均上升,而SM处理的易氧化有机碳含量显著降低.(3)温度每升高10℃,矿化速率约提升7.99 mg·（kg·d）-1.不同秸秆还田处理土壤有机碳矿化速率顺序为：CM> SC>SM> CK.(4)低温（15～25℃）条件下,CM处理的温度敏感性最低,最有利于碳库的积累,能有效提高土壤有机碳库周转速率,缩短周转时间,可作为褐土管理的最佳秸秆还田模式.(5)温度、土壤中β-1,4-葡萄糖苷酶活性和DOC是褐土土壤有机碳矿化的主要驱动力.有机碳组...     

多壁碳纳米管对水稻幼苗的植物毒性研究

考察了浓度为10、50和100 mg·L~(-1)的多壁碳纳米管(MWCNTs)的植物毒性,通过测量水稻生长指数、根系氧化应激反应、细胞膜损伤和生理功能的变化,探索了其具体的毒性机制。将水稻幼苗暴露于不同浓度的MWCNTs悬浮液中培养10 d后,高浓度处理组(100 mg·L~(-1))中水稻幼苗地上部分和根系鲜重分别降低至对照组的87.6%±1.1%和69.2%±7.8%。对根系深入研究发现氧化应激反应和细胞膜的损伤主要出现在高浓度处理组,此时过氧化氢酶(CAT)活性由对照组的(8.8±1.6)U·mg-1prot(protein,蛋白质)增加至(16.3±2.8)U·mg-1prot,丙二醛(MDA)含量由对照组的(8.0±0.3)μmol·g-1FW(fresh weight,鲜重)增加至(15.1±1.4)μmol·g-1FW。然而,水稻根系的生化酶活性在低浓度(10 mg·L~(-1))时就开始明显降低。通过透射电镜(TEM)观察发现,MWCNTs颗粒分布在水稻幼苗根系细胞内,从而证实了MWCNTs能被植物细胞吸收。     

NTA对玉米体内Cu、Zn的积累及亚细胞分布的影响

通过向多金属复合污染土壤中加入螯合剂氨三乙酸(NTA)并运用差速离心法研究了NTA对玉米根、茎和叶中Cu、Zn亚细胞分布的影响.结果表明:Cu和Zn在玉米细胞内的分布特征与其吸收和富集重金属能力密切相关,NTA能显著促进Cu和Zn在玉米体内的吸收和积累并且影响重金属在细胞壁和液泡内的分布.在玉米细胞内,细胞壁是Cu的主要结合位点,其次为含液泡的细胞质部分,只有少量的Cu分布在叶绿体、线粒体、细胞核等细胞器组分中;Zn更趋向于分布在以液泡为主的细胞质中,并且在细胞器中也有较高的分布.在NTA诱导下,Cu和Zn在液泡内的分布呈强化趋势,有从细胞壁向细胞质转移的趋势,叶片中细胞器的重金属也部分向细胞质转移.     

地表反照率动态参数化方案研究——以玉米农田为例

利用2006-2008年锦州玉米农田生态系统野外观测站的通量、气象及生物因子观测资料研究了地表反照率(α)的动态参数化方案。结果表明:α与太阳高度角(h_θ)呈对数关系,与表层土壤湿度(SWC)呈对数或线性关系,与叶面积指数(LAI)呈指数或线性关系。非生长季,h_θ与SWC为α的主要影响因子,与α分别呈对数和线性关系时α的模拟精度明显好于其他关系,除初春外,大部时段的α模拟误差都较小。生长季,α主要受h_θ、SWC和LAI的影响。采用α分别与h_θ、SWC和LAI呈对数、线性和指数关系时α的模拟精度较高,受资料限制,大部分时段的α被明显低估,玉米营养生长阶段的模拟精度更差。引入植被覆盖度(F_veg)对裸土和植被分别赋权重所建立的α动态参数化模型,在生长季内α的模拟误差明显减小,营养生长时段α的模拟精度显著提高。该研究将为陆面过程模型提供动态的植被反照率参数,从而可提高模拟的准确性。     

La(NO3)3浸种对盐碱胁迫下红小豆幼苗生长和抗氧化酶活性的影响

采用添加NaCl和Na2CO3模拟盐胁迫和碱胁迫的水培方式,研究了La(NO3),浸种对盐胁迫和碱胁迫下红小豆幼苗生长和抗氧化酶活性的影响.结果表明:(1)与无胁迫对照组相比,盐碱胁迫明显抑制了红小豆幼苗的生长;在Na+质量浓度相同的情况下,碱胁迫对红小豆幼苗生长的影响明显大于盐胁迫;(2)使用La(NO3)3浸种可缓解盐碱胁迫带来的不良影响,使受胁迫红小豆的株高、叶面积、总根长、总根数、叶绿素、根活力、SOD活性、POD活性及CAT活性增加,并显著降低幼苗MDA含量水平,且表现出在盐碱胁迫下变化幅度高于无胁迫处理的现象;(3)在本试验条件下,30 mg·L-1La(NO3)3浸种具有显著促进红小豆根系及地上部分生长的作用.     

光照对伊乐藻（Elodea nuttallii）幼苗生长及部分光能转化特性的影响

将伊乐藻幼苗种植于不同光照强度水体中,定期测定伊乐藻主要生长发育指标,并用水下饱和脉冲叶绿素荧光仪测定幼苗叶片的叶绿素光合荧光参数,研究高于光饱和点的光强、介于光饱和点与补偿点之间的光强、低于光补偿点的光强对伊乐藻幼苗生长以及光系统Ⅱ(PSⅡ)光合荧光特性的影响.结果表明:(1)不同光照强度对伊乐藻幼苗株高、叶片数、鲜重有显著影响.100%、5%、1%自然光照组伊乐藻幼苗株高、叶片数、鲜重随时间变化均呈现增加趋势,但试验后期100%自然光照组幼苗增长率有所下降,1%自然光照组增长率变缓;0.5%、0.1%、0.05%自然光照组幼菌株高、叶片数、鲜重随时间变化均呈现下降趋势,试验结束时,0.1%、0.05%自然光照组幼苗株高比初始降低了 20%、60%;(2)不同光照强度对伊乐藻幼苗叶片的光合色素含量有显著影响.Chla、Chlb含量随光强减弱均呈现升高趋势,而Chla/Chlb则呈现降低趋势,表明随着光强的逐渐降低,植物通过调节色素含量来增加对光能的捕获,从而提高叶片对光能的吸收以适应外界的逆境生长环境;(3)伊乐藻幼苗光适应能力随光照强度小同而有明显差异,其中5%自然光照组幼苗光适应能力明显高于其他组,试验结束时,6组幼苗的最大电子传递速率由大到小依次为5%、100%、1%、0.5%、0.1%、0.05%自然光照组.     

不同有机无机复混肥对土壤供氮和玉米生长的影响

通过田间小区试验,研究等氮量施用条件下菜粕、猪粪、中药渣和鸡粪分别与化肥混合制成的4种不同有机无机复混肥对土壤供氮特性和玉米生长的影响.结果表明,玉米当季生长期间,4种有机无机复混肥处理的土壤矿质氮含量显著高于化肥处理,其中以施用鸡粪和菜粕复混肥的当季土壤供氮能力较高.施用复混肥后玉米籽粒产量为6725～8960kg*hm-2,均高于施化肥处理,且除猪粪复混肥外,其他3种复混肥处理的玉米籽粒产量均比化肥处理增加20%以上,差异达到显著水平.施用复混肥后,氮肥利用率达24.2%～39.8%,均高于单施化肥.有机无机复混肥料,尤其是鸡粪复混肥能有效调控氮素养分释放,使土壤供氮特征与玉米的需氮规律相一致,从而显著提高产量.