模拟酸雨致酸土壤对小麦幼苗生长发育的影响

用模拟酸雨淋洗土壤,造成土壤酸化和盐基流失,然后播种小麦(Triticumaestivum)。幼苗长至5片叶子时的测定表明:幼苗的生物量、叶片叶绿素含量和光合速率均降低,次生根减少,根系活动下降。酸化土壤对根系生物量和某些生理活动的影响大于对地上部的影响。     

膨润土对镉胁迫下水稻幼苗生理生化特性的影响

为了探讨膨润土钝化修复镉(Cd)污染土壤对水稻幼苗生理生化特性的响应,通过盆栽试验研究了膨润土对Cd胁迫下水稻幼苗地上部生物量,叶片叶绿素含量,SOD、POD活性以及MDA含量的影响.结果表明,膨润土在不同程度上提高了水稻幼苗叶片叶绿素含量,促进了水稻幼苗的生长和发育,地上部生物量随膨润土投加量的增加而增大.单一Cd污染土壤中,水稻幼苗叶片SOD活性变化不明显,而幼苗根系SOD活性随Cd浓度的增加而显著降低(P＜0.05),投加膨润土后整体上提高了根系SOD活性.单一Cd污染土壤中,水稻幼苗叶片和根系POD活性随Cd浓度的增加而均呈现先应激性升高然后降低的变化趋势,投加膨润土后叶片POD活性有所降低,而5 ～50 g·kg-1膨润土处理显著提高根系POD活性(P＜0.05),比未投加膨润土处理分别增加13.2％ ～22.4％、4.9％ ～9.5％、44.8％～80.6％和6.9％～49.6％.单一Cd污染土壤中,水稻幼苗叶片和根系MDA含量随着Cd浓度的升高而升高,与无Cd胁迫对照相比,分别增加139.0％和158.1％;投加膨润土处理水稻幼苗MDA含量显著降低,膜脂过氧化作用明显减弱.因此,膨润土能有效缓解Cd胁迫对水稻幼苗的毒害作用,可用于Cd污染土壤的钝化修复.     

模拟酸雨的土壤淋洗液对马尾松华山松幼苗生长的影响

用不同酸度的模拟酸雨土壤淋洗液作培养液，以中性降水土壤淋洗液作对照，研究了马尾松、华山松幼苗受土壤溶液酸度及Ａｌ３＋浓度毒害的症状。观测了受毒害后的可视性症状出现的时间、根系伸长生长受阻的情况、植物体各部分生物量以及一些物质含量的浓度。结果表明，植物体受土壤溶液中各种浓度的Ｈ＋与Ａｌ３＋影响后，普遍出现根部膨胀、植物体发红的受害症状。低酸度模拟酸雨的土壤淋洗液可在一定时间内使幼苗生物量呈增加的趋势，高酸度模拟酸雨处理后的情况则与之相反。与可视性症状相比，植物体中一些物质的含量对Ｈ＋和Ａｌ３＋浓度更加敏感；根系部分敏感于地上部分；华山松敏感于马尾松。     

酸雨致酸土壤对小麦幼苗若干营养代谢的影响

通过模拟酸雨淋洗土壤,造成土壤酸化和盐基流失.将小麦幼苗栽培于由酸雨致酸的土壤,其体内的碳素代谢和氮素代谢受到抑制,从而导致体内可溶性糖含量和含N量下降.其中致酸土壤对根系碳素代谢和氮素代谢的抑制作用大于对茎叶碳素代谢和氮素代谢的抑制作用.表4参23     

不同硝/铵比值对小麦幼苗根系释放氢氧根的影响

为研发酸化土壤的生物修复技术,采用水培试验和自动电位滴定装置研究酸性条件下氮素形态对小麦幼苗根系释放氢氧根及培养液pH变化的影响。结果表明,小麦幼苗在初始pH值为4.0,n(NO3-)∶n(NH4+)比值(以下简称硝/铵比)分别为15∶1、3∶1和1∶1的营养液中培养6 d后营养液pH升高,且增幅随硝/铵比的增加而增大,小麦对硝态氮的吸收量和氢氧根释放量呈相同的变化趋势,说明小麦对硝态氮的吸收偏好导致根系释放氢氧根,进而使得培养液pH升高。小麦幼苗在硝/铵比为3∶1,初始pH值分别为4.0、4.5和5.0的营养液中培养6d后,培养液pH和氢氧根释放量的增幅随初始pH的升高而降低,说明低pH条件有利于小麦幼苗对硝态氮的吸收,可促进小麦根系释放更多的氢氧根。10 h的恒定pH试验结果表明,恒定pH条件下小麦根系释放的氢氧根数量大于非恒定pH条件,且硝态氮比例越大,差值越大。因此,可以根据小麦在酸性条件下对硝态氮的吸收偏好建立酸化土壤的生物修复方法,即调节硝态氮含量以加大小麦根系的氢氧根释放量,进而提高土壤pH。     

酸胁迫对马尾松幼苗生长及根际铝形态的影响

在不同p H值(2.5、3.5、4.5和5.6)模拟酸雨处理下,研究根箱栽培马尾松(Pinus massoniana L.)幼苗生物量(根茎长、根与茎叶干重、一级侧根数)、叶绿素含量以及根系质膜相对透性的变化,在酸雨pH 3.5-5.6范围内对松树幼苗根际与非根际土壤的pH值和铝形态以及植株铝积累量进行测定,以探明酸胁迫对马尾松幼苗生长及根际铝形态的影响.结果显示:当酸雨p H从5.6降至2.5,马尾松幼苗生物量和叶绿素含量均降低,而根系质膜透性从13.2%升至36.4%,膜伤害度由轻度的4.1%提高到重度的23.2%,且重度酸胁迫下两者变化均极显著(P 0.01);此外随酸胁迫强度的增强,马尾松根际与非根际土壤pH值分别由5.95和5.91降至4.02和3.87,而根际土壤中交换态、有机结合态铝含量则分别上升至7.27和18.1 mg/kg,且马尾松植株铝积累量增加至49.46μg/株,其在植株根系中的积累量明显高于地上部分.上述结果表明,酸胁迫使得马尾松根系质膜受损程度增加,叶绿素含量减少,引起光合作用减弱,幼苗生长受到抑制;另外,酸雨能改变土壤中铝化合物的形态,增加活性铝离子溶出量,其中一部分转化成有机结合态铝,另一部分则通过根系吸收累积在幼苗植株内,阻碍马尾松生长发育.(图5表3参45)     

吊兰和蝴蝶梅对污泥中重金属的去除效果

采用盆栽土培方法,将剩余污泥与供试土壤按质量比为0∶3,1∶2,2∶1和3∶0配比,吊兰和蝴蝶梅栽培幼苗,定期测定植物的株高、根长、干重、鲜重等生物量和叶绿素与根活力变化,以及植物体内Cu、Zn、Cd、Pb和Cr等的重金属含量变化;测定种植前后植物根系旁污泥中的重金属含量和重金属的EDTA提取含量等结果表明,吊兰对多种重金属具有很好的耐性,受重金属影响不大.吊兰对Cr和Zn的富集效果较好,对Cr的富集系数在某个特定的生长期是大于1,且它对Zn的富集效果较稳定,不易受重金属浓度的影响.由于吊兰具有生物量大、根系发达、生物量增长迅速等优点,其有利于被重金属污染的土壤改良.而蝴蝶梅因为根系不发达和生物量较小等原因,对重金属的耐性不强,生长中易受重金属影响,因此不宜用于修复污染土壤的植物.图9,表5,参7.     

美人蕉不同生长期生物量分配格局与重金属累积、分配特征

为了探讨美人蕉不同生长期对土壤重金属的生态适应,通过盆栽试验探究了幼苗期、花蕾期、盛花期美人蕉植株的根系和地上部分的生物量及其累积重金属含量的特征与差异.结果表明,随美人蕉龄的增长,美人蕉整株生物量增长速度先快后慢,地上部分生长速度远高于根系,植株生物量分配格局逐渐向地上转移;美人蕉各生长期对As、Pb、Zn、Mg、Cd和Mn等重金属的富集能力各异,在幼苗期、花蕾期和盛花期对As、Pb、Zn、Mg的蓄积均为典型的根部积累型;对Cd和Mn的蓄积在幼苗期为根部积累型,在花蕾期和盛花期为地上积累型;美人蕉地上部分和根系累积的Cd、Pb、As含量分别高达11.096—25.692 mg·kg~(-1)和13.503—20.923、9.206—24.57 mg·kg~(-1)和51.126—161.783、0.914—1.447 mg·kg~(-1)和1.228—7.254 mg·kg ~(-1).美人蕉能修复复合重金属污染土壤.     

磷胁迫条件下北美红杉幼苗生长的适应性反应

采用温室盆栽的方法探讨了不同的P质量浓度(0、0.018、0.036、0.054、0.071、0.108、0.142和0.213g.L-1,以0.071g.L-1作为对照)处理下北美红杉一年生幼苗生物量及根系生长的反应,结果表明,P供应不足时,幼苗将更多的生物量分配到地下以扩大根系的生长,地下/地上生物量比率增加,缺P时为0.47。高水平供P条件下,增加幅度较大,供P水平增加2倍时,达0.66。幼苗细根/叶生物量比率与地下/地上生物量比率变化规律相似。当供P水平较低时,幼苗的一级侧根数增多,根系的分枝密度增加,二级侧根节点之间距离减小,细根的特定根长增加,这些根系结构特征的变化有利于幼苗吸收更多的养分和水分。P养分供应适宜时,幼苗增加了地上部分的分枝数,以争取更多的地上资源空间。     

养分(磷)吸收机理模型的应用研究──Ⅱ.模型参数的敏感性分析

采用Claassen的养分吸收机理模型探讨了玉米与大豆幼苗磷吸收过程中的参数敏感性,结果表明：在一般土壤与施肥条件下,玉米与大豆幼苗吸收磷的高度敏感性参数或重要限制因素为根系伸长速率与根半径;在相同土壤供磷条件下,供试大豆幼苗根系的磷摄取能力远低于玉米幼苗根系的磷摄取能力,其原因归结于两者在根系最大养分流Imax与根系伸长速率K两个敏感性参数上的差异;玉米与大豆幼苗磷吸收过程中三种根毛参数的敏感性均较低,这主要与土壤供磷水平较高有关;土壤含水量在玉米幼苗磷吸收过程中表现了极高的敏感性,当土壤含水量降低时,土壤养分供应参数对玉米幼苗磷吸收的敏感性与限制作用均增大。     

喀斯特生境下AMF侵染对任豆生长的影响

喀斯特地区土壤退化,植被定植更新困难,丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)具有增强植物养分吸收能力和抵抗逆境胁迫能力。研究喀斯特生境下植物与AMF共生效果,选择优势菌种促进喀斯特植被恢复,对于提高植物定植成活率具有重要作用。以豆科植物任豆(Zenia insignis)幼苗为试验材料,盆栽条件下,选取喀斯特优势菌种-摩西球囊霉(Funneliformis mosseae)、根内球囊霉(Rhizophagus intraradices),2种菌根真菌混合菌剂进行接种,培养180 d,研究贫瘠喀斯特土壤生境和养分较高的滇柏林下土壤生境下AMF对任豆生长影响。结果表明:摩西球囊霉、根内球囊霉和混合接种均能侵染任豆根系,幼嫩根系更易侵染,木质化根系侵染率下降。接种摩西球囊霉,贫瘠喀斯特土壤生境下,株高、地径、地上生物量、地下生物量和总生物量分别提高68.92%、56.18%、83.90%、42.20%和67.34%;养分较高的滇柏林下喀斯特土壤生境下,株高、地上生物量、地下生物量和总生物量分别提高48.05%、6.77%、7.92%和8.89%;根内球囊霉处理接种效应低于摩西球囊霉和混合接种处理,对生物量增长为负效应,混合接种处理接种效应介于单接种之间,摩西球囊霉接种效果优于根内球囊霉和混合接种。摩西球囊霉在贫瘠喀斯特土壤生境下发挥的促生效应优于养分较高的喀斯特土壤,可作为喀斯特侵蚀区植被恢复菌根真菌干扰途径的优势菌种,混合接种作为接种剂具有单接种兼容效应。     

抗坏血酸对铜胁迫下广藿香幼苗生长、铜积累和抗氧化酶活性的影响

通过室内水培试验,研究了外源添加抗坏血酸(Ascorbic acid,As A)对铜(Copper,Cu)胁迫下广藿香(Pogostemon cablin(Blanco)Benth.)幼苗生长、Cu~(2+)积累和抗氧化酶活性的影响.结果显示,与对照相比,10—80μmol·L-1Cu~(2+)降低了广藿香幼苗的苗长、根长、植株生物量和根系耐性指数,且随Cu~(2+)浓度增大抑制作用增强.与Cu~(2+)胁迫相比,外源添加0.10—0.50 mmol·L~(-1)As A提高了广藿香幼苗的苗长、根长、植株生物量、根系耐性指数、根系活力以及SOD、POD、CAT和APX酶活性,降低其根系相对电导率、MDA含量和Cu~(2+)含量;随As A浓度的增加,苗长、根长、植株生物量、根系耐性指数、根系活力以及POD和CAT活性先升高后下降,相对电导率、MDA含量和Cu~(2+)含量先下降后上升,SOD和APX活性则一直增加.结果显示,外源添加0.25 mmol·L~(-1)的As A能提高广藿香幼苗细胞清除活性氧的能力,一定程度上缓解40μmol·L~(-1)Cu~(2+)胁迫对膜系统的伤害,减轻Cu~(2+)胁迫对广藿香幼苗生长的毒害作用.     

测定方法和植物生长对土壤呼吸的影响

2.中国科学院研究生院,北京100039摘要:植物根系活动和测定方法是研究陆地生态系统土壤呼吸的重要影响因素。文章通过动态气室-IRGA法和静态气室-GC法研究了田间受根系影响和不受根系影响土壤的呼吸速率,分析了根系活动对土壤呼吸速率的影响程度,并比较了两种测定方法间的差异。研究表明,受根系影响处理的土壤呼吸速率显著高于不受根系影响的处理;受根系活动影响处理的土壤呼吸速率为静态气室-GC法>动态气室-IRGA法;而不受根系活动影响处理的土壤呼吸速率则恰好相反,为动态气室-IRGA法>静态气室-GC法;两种方法在测土壤呼吸时存在显著差异;但两种方法所测土壤呼吸速率间呈极显著的线性相关;两种方法间所获数据可以互相转换参比。     

北京山区针阔混交林地土壤有机碳含量的影响因素研究

探究生物因子和非生物因子与土壤有机碳含量的关系,解析影响土壤有机碳含量变异的主导因素,可为生态系统碳平衡协调发展提供理论依据。以北京山区针阔混交林为研究对象,基于64个样地的实测数据,采用结构方程模型筛选出影响土层（0-10、10-20、20-30 cm）有机碳含量的主导因素,并结合结构方程模型探究了各因子对土壤有机碳含量的直接和间接影响。结果表明,（1）林龄、根系生物量、凋落物质量、土壤全氮和土壤容重对0-10 cm的土壤有机碳含量的影响极显著（P<0.01）,植物多样性对0-10 cm的土壤有机碳含量影响显著（P<0.05）;直接效应依次为土壤全氮(0.73)>根系生物量(0.59)>凋落物质量(0.56)>林龄(0.47)>土壤容重(-0.44)>物种香农维纳指数（0.21）,间接效应依次为林龄(0.31)>根系生物量(0.29)>凋落物质量(0.27)>物种香农维纳指数（0.11）。（2）海拔、土壤全氮和土壤容重对10-20 cm的土壤有机碳含量影响极显著（P<0.01）,根系生物量、林龄对10-20 cm的土壤...     

杉木（Cunninghamia lanceolate）人工林生长状况与根系生物量相关性研究

为明确杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林生长状况与根系生物量的关系,进一步认知植物对环境的适应,为人工林管理提供科学依据,以福建沙县12—14年生杉木人工林为对象,选择林分生物量差异显著的3种林分(分别为高生物量CH、中生物量CM和低生物量CL),采用根钻法对根系和土壤进行取样,测定0—10、10—20、20—40 cm土层土壤C含量、土壤N含量、土壤C:N,杉木不同组分根系[吸收根(1—2级)、运输细根(3—5级)、粗根(5级以上)以及灌草根]生物量密度,并分析了不同组分根系生物量与杉木人工林林分生物量的关系。结果表明,(1)土壤C、N含量在各土层均表现为C_HC_L(P0.05)。土壤C:N在0—10 cm和10—20 cm土层无显著差异,但在20—40 cm土层表现为C_LC_MC_H(P0.05);(2)杉木根系主要分布在浅层土壤,各林分0—20 cm土层杉木吸收根,运输细根和粗根分别占0—40 cm土层的84.2%—85.9%、84.6%—85.2%和78.6%—80.0%。尽管吸收根生物量密度仅占总根生物量密度的5.0%—8.7%,但在不同林分间差异显著,在0—10 cm和10—20 cm土层表现为CHCL(P0.05)。灌草根生物量密度较低,各林分和土层间均无显著差异;(3)不同林分0—40 cm土层吸收根生物量差异显著,且与林分生物量呈正相关关系(P0.05)。该研究结果表明土壤C、N含量的差异可能是造成根系生物量和林分生物量存在差异的主要原因,土壤C、N含量高的林分,杉木吸收根生物量和林分生物量均较高。在不同组分的根系中,杉木吸收根对外界环境变化最为敏感,养分条件好的林分和土层,吸收根的生物量也更高。     

达乌里胡枝子根系形态特征对土壤水分变化的响应

为揭示黄土丘陵区天然草地群落优势种达乌里胡枝子(Lespedeza davurica L.)根系生长与土壤水分供应条件间的关系,采用盆栽控制试验,设置高水(土壤田间持水量80%)、中水(土壤田间持水量60%)和低水(土壤田间持水量40%)3个处理后,在现蕾期、开花期和结实期进行阶段改善水分供应条件,生育期末测定和计算了不同土壤水分处理下达乌里胡枝子根系生物量和形态特征.结果表明:达乌里胡枝子根系生长与水分供应条件密切相关,充分的水分供应有利于促进其根系生物量增大和根系长度的生长,但适度水分胁迫有利于增强其根系的吸收能力.其根系生物量和总根长在高水处理下显著最高(P0.05);根表面积、比根长和比根面积以中水处理下显著最高(P0.05);不同水分处理下,其根系平均直径为0.76-0.94 mm,根系生物量、根表面积和总根长间存在显著的正相关关系(P0.05).综上,充足的水分供应有利于促进达乌里胡枝子根系生物量积累和根系形态建成,其根系生物量及其形态特征对水分阶段改变的响应不仅取决于水分供应条件改善的幅度,也与其生育期密切相关.     

汞胁迫对小麦幼苗抗氧化酶活性的影响^1）

通过营养液培养实验，研究了小麦幼苗在遭受汞胁迫后，地上部根系汞胁迫后，地上部及根系抗氧化酶活性的变化，试验表明：小麦幼苗受到汞胁迫后，地上部根系的超氧化物歧化酶（SOD）的活性均显著增加，过氧化氢酶（CAT）的活性也比对照有所增强，但不如SOD酶变化迅速，表明SOD酶活性是小麦幼苗遭受汞胁迫时比较敏感的生物标记物，但是，小麦幼苗地上部及根系的丙二醛（MDA）含量仍均比对照显著升高，表明小麦幼苗的膜系统受到了一定程度的破坏，试验同时还反映出，汞胁迫对小麦幼苗根系的影响强于对地上部的影响。     

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。     

凋落物覆盖及掩埋对不同质量的藜蒴种子萌发和幼苗生长的影响

以南亚热带常见的先锋乡土树种藜蒴(Castanopsis fissa)为研究对象.通过室内萌发试验,分析了种子质量、凋落物覆盖和掩埋对种子萌发及幼苗早期生长的影响.结果表明,藜蒴种子能否成功萌发并形成幼苗的决定性因素是种子的掩埋深度.掩埋显著抑制了藜蒴种子萌发及形成幼苗的过程,随掩埋深度的增大,这种抑制作用越明显.掩埋对幼苗的存活和生物量没有显著影响,但可提高幼苗根部生物量的分配.深度掩埋时,质量大的种子在幼苗形成过程中具明显优势;而置于土壤表层或浅埋的种子成苗率与种子质量的相关性较低.大质量种子形成的幼苗更易于存活,在生物量的积累方面也表现H{一定的优势.凋落物覆盖未抑制幼苗的出土,且对幼苗的存活和生长具有明显的促进作用,表现在可提高幼苗的相对生长率以及生物量的积累.另外,凋落物的覆盖明显提高了幼苗生物量在其冠部的分配.因而,若利用直接播撒藜蒴种子的方式改造南亚热带退化草坡.理论上应尽可能选用大质量的种子直接播种于地表,并覆以原有的地表凋落物,以促进藜蒴幼苗成功建立.     

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)