土壤石砾含量变化对根系及植物生长的影响研究进展

石砾与细土的相互作用决定着土壤骨架结构,并对土壤和植物性能产生重要影响.综述石砾含量对植物及根系生长的影响,并探索含石土、植物根系及植物生长之间的因果关系,为含石土-植物互作关系的深入研究提供理论框架.石砾含量通过改变土壤理化性质,进而影响根系及植物的生长和生理机能.石砾的存在有利于孔隙及裂缝形成,缝隙使根系向土层更深...     

文山三七(Panax notoginseng)种植区土壤As空间分布特征及理化性质对三七As含量的影响

三七(Panax notoginseng(Burk.)F.H.Chen)是云南文山州的道地中药材,文山州由于地壳原始分化成分的作用和含砷矿的开采等原因,使三七种植区存在普遍的土壤砷污染现象。通过野外大田调查和室内分析相结合的方法,研究了云南文山三七主要种植区(文山县、丘北县、砚山县、广南县)土壤总砷和有效砷的空间分布特征和土壤物理化学特征(pH值、有机质含量、阳离子交换量CEC、总P、速效P、土壤质地),探讨了三七不同部位(茎叶、花果、主根、须根、剪口)As含量的影响因素。将有助于了解文山三七种植区砷污染空间分布特点,寻求三七砷含量的调控途径,对降低三七砷含量和提高三七品质具有一定的实践和理论意义。研究结果表明,(1)土壤有效As和总As平均质量分数分别为0.29 mg·kg-1和28.51mg·kg-1,土壤有效As占总As质量分数的0.06%~2.08%。76.67%的土壤样品总As含量达到国家土壤环境质量的二级标准。土壤有效As和总As含量空间分布表现出西北高,东南低的趋势。(2)三七各部位中As质量分数为0.14~0.32 mg·kg-1,砷含量符合优质三七砷的限量标准(≤1.0 mg·kg-1),三七各部位对As的富集系数为0.004~0.011,均较低。(3)90%的土壤为酸性土壤,pH值≤6.5;土壤全P质量分数为1.27 g·kg-1,土壤速效P质量分数为66.87 mg·kg-1,均属于丰富水平;土壤有机质质量分数为15.77 g·kg-1,CEC为26.74 cmol·kg-1,属于较高水平;40%的土壤为黏土,43.4%为壤质黏土。(4)土壤总As和土壤有效As含量主要受到随机人为因素的影响,表现出与土壤CEC、pH值和有机质含量之间显著的正相关关系。三七须根中As含量与土壤总As、有效As、土壤黏粒含量、CEC、pH值和总P含量之间具有显著的正相关性。总之,壤质黏土、低pH值和CEC有利于降低三七As含量,三七种植过程中应避免施用含As有机肥和磷肥。研究结果在系统了解文山三七种植区的土壤As空间分布和调控途径方面具有一定的创新价值和意义,特别需要关注是三七产业的发展布局中,应该进行适当的引导和科学的安排三七种植区。     

水分胁迫对短葶山麦冬生长和总皂苷量的影响

以盆栽的短葶山麦冬为材料,采用称重控制浇水的方法,设置对照(CK)、轻度胁迫(W1)、中度胁迫(W2)、重度胁迫(W3)4个处理[土壤含水量分别为土壤田间持水量(FC)的80%、65%、50%和35%],研究不同程度土壤水分胁迫对短葶山麦冬生长和总皂苷量的影响规律.结果表明:短葶山麦冬生物量总体分配格局表现为叶片>根茎>须根>叶基>块根.在胁迫至d 75(块根发生期)和d 130(块根膨大前期)时中度胁迫(50%FC)组具有最大的叶片和须根生物量及须根分配比例,d 195(块根膨大后期)时对照(80%FC)具有最大的叶片和须根生物量,但各处理差异未达显著水平.随土壤水分胁迫的加剧,叶生物量分配比例总体呈下降趋势.中度胁迫组具有最大的块根生物量和块根分配比例及根冠比,而重度胁迫推迟了块根的萌生.各土壤水分条件下须根总皂苷含量差异不显著,对照的须根总皂苷产量显著高于轻度和重度胁迫组.表明短葶山麦冬对土壤水分有较强的适应性,随土壤水分减少,趋于将更多的资源分配给根系以提高根冠比,50%FC土壤水分条件可提高块根产量,80%FC下可获最大的须根总皂苷产量.图3表1参19     

种植密度对不同株型玉米生长及根系形态特征的影响

选取平展型(ND108)、紧凑型(ZD958)、小株小穗型(CF008)玉米品种,采用PVC管土柱法种植,密度为1株/盆、2株/盆和3株/盆,探讨种植密度对不同株型玉米的生长特性及根系形态的影响.结果表明:种植密度增加,不同株型玉米个体生长均受到抑制,各项根系形态指标显著降低(P<0.01),但较低幅度增密对平展型品种(ND108)根系各项形态指标无显著影响;种植密度对不同株型玉米品种比根长(SRL)与比根表面积(SRS)的影响程度有显著差异,对平展型品种(ND108)影响最大,对紧凑型品种(ZD958)影响最小;穗根比、根系生物量分配比例存在显著基因型差异,平展型品种(ND108)较其它两个品种具有较高的根系干物重分配比例,但其穗根比较低.综上,增密过程中平展型品种(ND108)倾向于通过形成庞大根系以提升单株竞争能力,但是个体间激烈的竞争将限制群体产量的提高;而紧凑型品种(ZD958)和小株小穗型品种(CF008)个体间竞争较弱,因而在群体压力增大时能够通过增强自身根系的吸收能力以保证对地上部水分、养分供应,有可能获得更高的群体产量.     

不同氮源对2种微藻生长及总脂含量的影响

采用一次培养的方式研究硝态氮（NaNO3）、氨态氮（NH4Cl）、有机氮（尿素）及硝铵混合氮（NH4NO3）（氮浓度17.6 mmol.L-1）对新分离的两株热带淡水微藻——网状空星藻Coelastrum reticulatum及栅藻Scenedesums sp.生长情况及总脂含量的影响。结果表明,2株微藻在不同氮源影响下生长状况不同,并且造成最终的干质量、总脂含量也有较为明显的差异。2种藻添加NaNO3和NH4Cl情况下分别获得了最高的生物量（（0.72±0.08）g.L-1和（0.80±0.03）g.L-1）和最高总脂含量（（38.35±1.32）%和（30.24±3.13）%）。最终二者在添加NaNO3的情况下单位体积总脂产量最高,分别为199.26 mg.L-1和190.76 mg.L-1,均可作为生物柴油的良好来源。     

不同林木种群对紫茎泽兰营养生长和生殖生长的影响

外来植物紫茎泽兰（Eupatorlum adenophorum）入侵我国西南地区并造成了严重的生态灾难,通过研究不同林木种群下紫茎泽兰的生长特性和发生规律,有助于从生态学角度为紫茎泽兰的综合防控提供事实依据。我们分别于2009、2011和2012年在西昌袁家山上开展了不同人工林木群落下紫茎泽兰营养生长和生殖生长特性的调查。调查研究的结果表明,阔叶林（青冈林）、阔叶针叶混交林（油茶柏树混交林）和阔叶混交林（油茶青冈混交林）下光照强度显著低于两种针叶林（落叶松林和柏树林）和空旷地,光照强度较空旷地减少率均在90％以上。空旷地紫茎泽兰的发生密度可达到111-218株·m-2,两种针叶林（落叶松林和柏树林）对紫茎泽兰的发生表现出一定的抑制作用,抑制率能达到46．2％～77．1％。油茶柏树混交林和青冈林下紫茎泽兰只有零星发生,对紫茎泽兰发生抑制率3年均在90％以上,而在油茶青冈混交林下未发现有紫茎泽兰发生。空旷地紫茎泽兰株高和分枝数均要显著高于其他人工林木群落,单株株高可达160．5～180．3cm,单株分枝数达到14．9～17．4,其中两种针叶林下紫茎泽兰的株高和分枝数要显著高于两种混交林和青冈林,株高达到59．5～113．4cm,单株分枝数为6．4～14．8。此外种植人工林木也显著抑制了紫茎泽兰的开花结实,空旷地紫茎泽兰单株种子量能达到8314～15410粒,两种针叶林（落叶松林和柏树林）下紫茎泽兰单株种子发生量为1330-4666-3粒,而两种混交林和青冈林下紫茎泽兰只有零星开花或不开花结实。相关性分析结果显示,光照强度的大小与紫茎泽兰的发生密度、株高、分枝数、单株花苞数、单株种子数都呈显著正相关,即光照强度显著影响着紫茎泽兰的发生密度、生长以及开花结实。阔叶林下光照强度的减弱是导致紫茎泽兰发生量减少原因之一。开展植树造林,采用种植青冈林、油茶青冈、油茶柏树混交林等阔叶混栽的方式对紫茎泽兰的发生不仅能起到显著的生态控制效果,而且能绿化荒山,给农民带来经济效益。     

不同形态磷对黑藻生长和生理特性的影响

研究了Hoagkand培养液中分别以磷酸二氢钾、焦磷酸钠、六偏磷酸钠、甘油磷酸钠、ATP-Na为磷源时黑藻的生长及生理活性变化.获得了不同形态磷培养黑藻的干重、根系生长以及叶绿素含量、光合、呼吸、磷含量等指标.研究结果表明,磷酸二氢钾对黑藻的生长及生理活性影响最显著,是黑藻吸收的最佳磷形态;有机磷不利于根系生长,叶绿素a/b较高;六偏磷酸钠和焦磷酸钠促进根系早发,光合生产力低于磷酸二氢钾,叶绿素a/b高于磷酸二氢钾试验组.ATP-Na试验组黑藻呼吸率最高,甘油磷酸钠试验组黑藻光合生产力最高.各实验组黑藻磷含量均增加,黑藻对各形态磷均能吸收利用.图5表4参24     

底质营养状况对黑藻生长及光合作用的影响

在室内模拟条件下,利用三种不同营养状况的底质,研究了底质营养对黑藻生长及光合作用的影响,结果表明:(1)营养水平最高的HH底质对黑藻的早期生长和光合有利,但在高温季节会严重降低黑藻的根系活力和叶绿素含量,影响黑藻后期生长;(2)TR底质营养水平较低,该处理下黑藻生物量累积量较低;(3)HK底质能够充分满足黑藻生长的营养需求,且在高温季节对黑藻的生长和光合有利。相关分析表明,底质营养状况是影响黑藻生长的重要因素。     

岷江冷杉与连香树一级纤维根与先锋根的形态及生理特征差异

细根是植物根系生长代谢的最活跃的部分.基于根系分级理论,按着生部位和功能,一级根又分为纤维根(fibrous root)和先锋根(pioneer root).为探究不同功能型树种一级纤维根与先锋根在形态及生长策略方面的差异,以四川茂县常见的常绿针叶树种岷江冷杉(Abies faxoniana)和落叶阔叶树种连香树(Ce...     

三七及其中药制剂中砷和重金属含量及健康风险评估

我国传统珍贵草本药用植物三七Panax notoginseng(Burk.)F.H.Chen的重金属污染问题已引起关注。详细调查了某市以三七为原料的药品中As和重金属的含量。结果表明,三七药品中主要以As和Pb污染为主,超标率分别为56%和97%,而Cu、Cr、Ni和Zn则均远低于限量标准;三七药品中As和Pb污染可能同时来源于原料和加工炮制过程;三七中As和Pb摄入的人体健康风险(以CDI与PDE的百分比计)最高分别为780%和3294%;Cr和Ni含量虽然远低于限量标准,但其健康风险最高也已达45%和30%。本研究可为三七乃至其他中药制剂的As和重金属污染控制提供科学依据。     

三七中药材种植产地土壤重金属污染特征及风险评价

对云南省主要三七(Panax notoginseng)种植地耕层土壤(0～20 cm)、表下层土壤(>20～40 cm)和三七植株中的8种重金属污染状况进行评价分析,为三七药材安全性评价与土壤重金属污染治理提供理论依据。采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)检测土壤和植株中重金属含量,采用单项污染指数(P_i)、内梅罗综合污染指数(NIPI)和潜在生态风险指数(PERI)评估土壤重金属污染状况,采用估计每日摄入量(EDI)、目标危害商(THQ)和危害指数(HI)评估植株各部位重金属人体健康风险,采用生物富集系数(BCF)和转运系数(TF)评估重金属在植株中的富集和转运能力。结果表明,三七种植土壤重金属污染程度由高到低依次为Cd、Cu、Cr、Ni、Pb、As、Hg和Zn;三七种植土壤属于中度污染,且有中度生态风险。三七主根、芦头、须根、茎和叶5个部位均呈不同程度重金属超标现象,尤其是Hg在地上部超标严重,但均无人体健康风险。植株各个部位重金属富集系数均小于1,其中,主根、须根、芦头和茎Cd富集能力最强,Pb富集能力最弱,叶Hg富集能力最强,Cr富集能力最弱;...     

不同水分条件对中山杉406生长与生理的影响

采用室内盆栽方式,以两年生落羽杉属杂交树种“中山杉406”(Taxodium‘Zhongshanshan 406’)为试验材料,设置土壤含水量为土壤田间持水量的70％(对照)、渍水(水面与土面持平)、淹水10 cm 3个处理,研究中山杉406的生物量,N、P等营养元素含量,以及超氧化物歧化酶(SOD)活性等生长与生理指标的变化.结果表明,与对照相比,渍水与淹水能显著增加中山杉406的地茎,降低植株的根冠比,而对植株的株高、鲜质量、株高增长率与鲜质量增长率无显著影响.淹水处理后,中山杉406根部P、K、Na、Mg含量显著高于对照.中山杉406叶片的叶绿素含量、SOD活性、过氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)含量以及根系活力在对照、渍水、淹水3个处理间无显著差异.此外,淹水处理中山杉406出现皮孔肥大以及长出气生根等对淹水的适应特征.可见,中山杉406具有良好的耐水湿特性,可应用于湿地的恢复与构建.     

不同磷水平对不同种源尾叶桉的生长和养分吸收的影响

选定4个尾叶桉种源在不同的施P水平下盆栽，研究它们之间在生长和P、N吸收上的遗传差异．结果显示：施P肥对尾叶桉4个种源的生长高度、生物量积累、P及N吸收有着明显的作用，种源之间在上述指标上也有着明显的差异．在低P和高P施肥条件下，这种差异不明显，最大差异出现在土壤P的临界供给范围内（每kg土壤施15－20mg的P）．施P肥还会改变苗木地上部分和地下部分的干重之比、地上部分和地下部分的P、N吸收量之比．     

施氮和干旱对杉木和青冈幼苗生物量及根系形态的影响

探究氮素添加后不同亚热带树种生物量和根系形态对干旱的响应特征,为干旱下植物幼苗的水肥管理和抗旱能力的提升提供理论依据。试验选取杉木(Cunninghamia lanceolata)和青冈(Cyclobalanopsis glauca)为研究对象,设置未施氮(N0,0 mg·kg^-1,以N计,下同)和施氮(N1,100 mg·kg^-1)2个氮处理及正常水分(CK,80%—85%FC)、中度干旱(MD,50%—55%FC)和重度干旱(SD,30%—35%FC)3个土壤水分梯度,氮处理结束后于8月中旬展开水分控制试验,干旱60 d后进行破坏性采样,测定和分析两树种生物量及根系形态特征。结果显示,施氮促进了相同干旱水平下杉木和青冈地上部生物量的积累,并促使重度干旱下(N1SD)青冈的根干质量(31.7%)和总生物量(17.5%)显著增加(P<0.05),但对干旱下(N1MD和N1SD)杉木根干质量和总生物量表现为抑制作用;施氮改变了干旱下青冈和杉木的生物量分配格局,不同水分条件下青冈生物量分配对氮素的响应有所不同,且中度干旱下氮肥作用效果更强,...     

不同光环境下刈割对黑麦草补偿性生长及叶片氮含量的影响

补偿性生长(Compensatory growth)是植物对外界干扰的积极响应,其补偿能力与外界光环境密切相关,而刈割后造成草地冠层下光环境变化会对刈后植物的补偿性生长产生影响.为深入了解补偿性生长机制,通过设置自然光(Natural light,NL)、红光(Red light,RL)和遮荫(Shading,SH)3种光环境,模拟刈割后草地群落光环境变化,研究黑麦草(Lolium perenne)刈割两次后生物量累积、分配及叶片氮含量的变化,探讨其补偿性生长对光质和光强变化的响应.结果显示:(1)NL和RL下,刈割后黑麦草的累积地上生物量与未刈割处理相比分别增加了24.44%和14.06%,表现为超补偿生长,SH下刈割与未刈割处理并无显著差异,表现为等补偿生长;(2)刈割后黑麦草地下相对生长速率(RGR)仅RL表现为增加,而NL和SH均为降低,且SH在未刈割下已为负增长,说明RL下刈割后黑麦草地上部分的超补偿生长并未影响地下部分的生长,而NL和SH下地上部分发生补偿生长后均抑制了地下部分的生长;(3)光环境变化和刈割明显影响了黑麦草叶片中的氮含量,3种光环境中,刈割与不刈割下黑麦草叶片氮含量均为SH>NL>RL,而刈割处理显著增加了叶片氮含量,与未刈割相比分别增加了43.86%、21.58%和13.16%;(4)3种光环境下,刈割和不刈割黑麦草生物量分配与其叶片氮含量之间的相关性均达到了极显著水平(R2=0.84,P<0.001).本研究表明,黑麦草的补偿性生长与外部光环境密切相关,其补偿能力取决于刈后剩余叶片的光合效率;光质对刈后黑麦草生物量分配模式有重要影响,因此红光下地上部分的超补偿生长不以牺牲地下生长为代偿;叶片氮含量是影响植物补偿性生长的关键因素,黑麦草补偿性生长主要通过增加叶片氮含量来实现,而生物量分配则与叶片中氮含量的多少有关.     

生根粉对梭梭苗木根系生长及成活的影响

在自然条件下,采用随机区组设计研究了生根粉(ABT3号)4个处理(25、50、100、200 mg L-1)对人工种植的梭梭幼苗细根动态、年生长终期根系形态特征以及成活率的影响.结果表明:1)梭梭幼苗一年中细根生长有2次高峰,峰值分别出现在6月和9～10月.经生根粉处理后,梭梭幼苗细根的生长动态与对照基本一致,但在具体月份生根粉明显增加了细根总长度、细根生长速率和细根数量密度.2)ABT3号生根粉可以使梭梭幼苗的存活率达到50%以上,显著高于对照的34.75%,相关分析表明生根粉提高梭梭幼苗成活率是通过增加根系生长来实现的.3)由主成分分析可知,50 mg L-1的生根粉处理作用效果最理想.因此,建议在梭梭种植过程中可使用50 mg L-1的生根粉提高其成活率;在本地,肉苁蓉接种的最佳季节是6月.图2表3参31     

单种和多种群落湿地对污水的净化效果和植物生长生物量研究

对单种和多种植物人工湿地对污水的净化效果和植物生长生物量进行了研究.结果表明,两种湿地对有机物CODcr的净化效果差异不明显,但多种群落湿地对TP的净化效果优于单种群落湿地,而单种群落湿地对TN的净化效果又强于多种群落湿地.风车草在单种群落里生长旺盛,而在多种群落里生长稍差,单种群落的群落覆盖度明显高于多种群落的群落覆盖度;单种群落地上部分生物量为2395.6g/m2,比多种群落的地上部分生物量多1倍强,而多种群落的地下部分生物量为688.0g/m2,比单种群落的地下部分生物量多80%强;植物根系主要分布在0～5cm表层,该层根系生物量占根系总生物量的60%强.图1表2参12     

地下水埋深对干旱区沙棘生长及耗水的影响研究

为探讨根域限制下地下水埋深对沙棘(Hippophne rhamnoides)生长与耗水的影响,设置4个水平地下水埋深(3.0、2.5、2.0和1.5 m)和2种土质(砂壤土和壤土),采用马氏瓶供水模拟地下水位,获取不同地下水埋深条件下地下水补给量、渗漏量、生长指标变化及耗水量,探究不同地下水埋深条件下沙棘生长特征变化及耗水规律;并结合耗水规律和实测生长指标进行分析,确定沙棘适宜的地下水埋深。显著性分析结果表明,各地下水埋深处理沙棘新生枝生物量由大到小依次为2.0>2.5>3.0>1.5 m,水分生产效率由高到低依次为2.5>2.0>3.0>1.5 m,砂壤土条件沙棘新生枝生物量和水分生产效率均优于壤土。砂壤土栽植条件下,地下水埋深为2.0 m时沙棘株高、茎粗及各生长指标变化均优于其他地下水埋深处理。砂壤土比壤土更适宜沙棘生长,沙棘各生长阶段耗水强度呈先增大后减小趋势。综合水分生产效率和新生枝生物量分析结果,地下水埋深为2.0～2.5 m且土质为砂壤土的环境较适宜沙棘生长。     

混合改良剂对镉污染土壤川芎镉积累及生长的影响

为解决川芎中镉含量超标而引起的中药安全问题,以四川省川芎主产地的土壤为研究对象,分别研究了施加不同剂量的混合改良剂Ⅰ(轻质碳酸钙、石灰石、钙基膨润土、纳米磷酸二氢钾、生物炭、硅酸钠、凹凸棒)的3种浓度525 kg·hm-2(O1)、1575 kg·hm-2(O2)、5250 kg·hm-2(O3)和改良剂Ⅱ(重质碳酸钙...