土壤干旱胁迫对Larrea tridentata叶片膜脂过氧化和保护酶活性的影响

Larrea tridentata是一种亚热带沙漠中常绿的含树脂的灌木,有很高的生态价值和药用价值。在不同土壤干旱胁迫条件下,测量了L.tridentata叶片具有生物学活性物质的含量变化。结果表明,随着土壤水分胁迫的加重,L.tridentata保护酶活性与MDA含量的整体趋势都是先升高,在土壤水势达到-2.415 MPa时,有所下降。L.tridentata体内重要的渗透调节物质脯氨酸的质量分数总体成上升趋势。可见,保护酶及渗透调节对L.tridentata提高自身的抗旱性有重要作用。     

土壤水分胁迫对花生籽仁矿质元素含量的影响

选用我国北方地区近年来选育或推广应用的29个花生品种（系）,采用全生育期内人工控水盆栽试验,设置正常供水（控制整个生育期土壤含水量为田间持水量的75%~80%）和中度干旱胁迫（控制土壤含水量为田间持水量的45%~50%）2个水分处理。收获后分析籽仁中铁、锌、锰、铝、镉等微量元素和钙、镁、钾、磷、氮等主要矿物质元素含量。结果表明,花生籽仁中铅、铬含量极低,未能检测出;品种间各微量和其他矿质元素含量均存在明显差异,微量元素中,铝平均含量最高,锰含量最低,铁和锌含量居中。干旱使花生籽仁中除铝之外的铁、锌、镉、锰微量元素含量显著增加,尤其是铁,其含量是浇水条件下的2.9倍,其次是镉,为浇水条件下的2.4倍,锌也达1.6倍;但干旱使籽仁中钙、镁含量降低,氮、磷、钾3元素的变化不大,两处理间差异不明显;两处理中除锌元素外其余矿质元素含量间的相关系数间均呈显著或极显著相关关系,镁、锰和镉三元素间的相关系数最大,均在0.95以上,钙次之,磷最小。表明土壤干旱可提高花生籽仁中铁、锌、镉、锰微量元素含量,且微量矿质元素协同效应明显;土壤湿润降低花生籽仁中磷、钾元素与其他矿质元素间的相关关系。     

酸雨对土壤营养元素迁移转化的影响

针对近年来北方一些城市大气污染严重并导致部分月份出现酸雨,及酸雨对主要营养元素产生影响的实际情况,通过模拟pH=5.6的酸雨的淋溶实验,对土壤营养元素迁移转化规律作了较深入的研究。结果表明,土壤中硝态氮质量分数随土壤深度的增加而呈下降的趋势;土壤中速效磷、速效钾对酸雨不敏感;拟合出在土壤表层(<5 cm)、10 cm、20 cm、30 cm的不同深度,硝态氮随时间变化的迁移规律方程。     

沙芥幼苗叶片解剖结构和光合作用对干旱胁迫的响应

为了了解干旱胁迫对植物光合作用和叶片结构的影响,明确植物光合作用和结构对干旱胁迫的响应,本研究以沙生植物、中国特有种---沙芥为材料,采用Li-6400光合仪和常规石蜡切片法,研究了干旱胁迫下沙芥光合参数、叶片解剖结构的变化,结合前期对沙芥叶片内活性氧物质含量变化的研究,试图阐述沙芥叶片应对干旱胁迫的机制,揭示沙生植物—沙芥在干旱环境中的生存策略,为植物耐旱性提供理论依据。结果表明：随着土壤含水量下降,净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、叶片厚度、上表皮厚度、下表皮厚度呈下降趋势;海绵组织厚度呈先下降后上升的趋势;胞间二氧化碳浓度(Ci)呈上升的趋势;气孔限制值(Ls)、水分利用率(WUE)、栅栏组织和栅栏组织/海绵组织和叶片组织结构紧密度(CTR)呈先先上升后下降的趋势;且在土壤含水量大于39% WHC时沙芥光合和结构受影响较小,在土壤含水量低于39% WHC时,沙芥光合作用受到抑制,而叶片紧密度变大,能够较好的抵御干旱环境。结果表明干旱胁迫下沙芥幼苗叶片光合作用的下降是非气孔因素造成的,且其叶片结构的变化会影响光合作用,光合作用通过产生活性氧对结构也有影响。说明沙芥能够很好的适应中度干旱以上的环境,在重度干旱环境中沙芥通过调节叶片结构以适应环境,这可能是沙芥能够在沙漠地区生存繁殖的原因之一。     

拉瑞尔Larrea tridentata光合特性对CO2摩尔分数和干旱的响应

利用Li-6400光合测定系统测定拉瑞尔L.tridentata的光合生理特性及其对CO2摩尔分数升高和干旱的响应。结果表明：土壤水势在-0.884 5 MPa以上,L.tridentata的光合器没有任何损害,抵御干旱的能力很强;适当的增加CO2摩尔分数有利于提高光饱和点、光量子利用效率和最大净光合速率,且CO2摩尔分数升高的正效应要大于土壤水分胁迫的负效应,因而在一定程度上CO2摩尔分数的增加,提高了L.tridentata的抗旱能力;随着光合有效辐射的增强和CO2摩尔分数的升高,叶片净光合速率、CO2饱和点和羧化速率都有增大趋势,叶片对高摩尔分数CO2利用效率提高;不同土壤水分条件下,叶片气孔导度和蒸腾速率都随着CO2摩尔分数的升高而降低,水分利用效率随着CO2摩尔分数的升高而升高;既能饱和叶片的RubisCO,又不至于造成气孔大量关闭的CO2摩尔分数在700~800μmol.mol-1左右,说明目前的CO2摩尔分数还不足以饱和拉瑞尔的RubisCO酶。未来CO2摩尔分数升高,将对拉瑞尔的光合作用有所促进,并可能提高拉瑞尔对干旱的适应能力。     

植物对干旱胁迫的响应研究进展

植物在经受干旱胁迫时,通过细胞对干旱信号的感知和传导,调节基因表达,产生新蛋白质,从而引起大量形态、生理和生化上的变化.干旱胁迫对植物在细胞、器官、个体、群体等水平上的形态指标有显著影响,也会影响其光合作用、渗透调节、抗氧化系统等生理生化指标.植物对干旱胁迫的分子响应较复杂,包括合成一些新的基因如NCED、dehydrin基因和CBF、DREB等转录因子.另外,干旱胁迫还能造成蛋白质组学的变化.参52     

Larrea tridentata叶片解剖结构与保水特性的研究

为了解L.tridentata叶片在解剖学方面适应干旱的特征以及叶片的保水特性,采用石蜡切片法观察L.tridentata叶片的解剖结构,同时测定叶片保水曲线。结果显示：L.tridentata叶片厚233.6μm,表皮细胞大,具有较厚的表皮细胞外壁与角质层,上表皮外壁与角质层总厚度为23.7μm;栅栏组织发达,在叶片中占55%,细胞细长,排列紧密。从叶片保水曲线上看,L.tridentata叶片从失水到基本恒重的时间为120 h左右,显示其叶片抗脱水能力强。     

不同使用方式林地的土壤动物与土壤营养元素的关系

以两对不同使用方式的林地为研究对象,探讨耕作土地和自然林地的土壤动物与土壤营养成分间的关系,研究表明,自然林地的土壤动物种类、数量、生物量及自然林的土壤有机质、土壤微量元素的含量等均明显高于耕作土地,土壤动物的种类、数量、生物量与土壤营养元素的含量呈正相关;土壤动物体的矿质元素与其所在土壤的矿质元素相关显著,但土壤动物体的微量元素与土壤微量元素间没有明显的相关性     

铜镉复合胁迫下温度对小麦幼苗生长及其对铜、镉和矿质营养元素吸收与各元素在亚细胞分布的影响

为了研究重金属复合胁迫下温度变化对陆生植物的毒性效应的影响,实验采用水培的方法,设置对照和Cu-Cd复合胁迫(10 μmol·L1 Cu+10μmol·L-1Cd)2个处理,每个处理分别设置3个不同的培养温度(8/4℃、25/20℃和35/30℃),对小麦进行48 h的暴露实验,测定小麦幼苗的生长及其对重金属和矿质营养...     

鼎湖山针阔叶混交林土壤酸度与土壤养分的季节动态

研究了鼎湖山南亚热带森林演替系列中处于中间阶段的针阔叶混交林土壤的pH值、水解氮、速效磷、钾、交换性钙、镁等几种营养元素的含量现状及季节动态。结果表明：混交林土壤为强酸性土壤，表层(0--20cm)土壤酸度高于中(20--40cm)、下(40-60cm)层土壤，0～40cm土壤pH值具有明显的季节波动性。降雨、温度、凋落物、植物根系以及微生物的活动等因素可能是鼎湖山混交林土壤pH值季节动态变化的主要因素。除Ca外，在同一剖面内，表层土壤养分的含量明显高于中下层，而中下层之间相差不大，养分大多在冬季较高，随着季节变动(1，4，7，10月)呈下降趋势。     

柠檬酸对土壤养分的活化及对作物吸收Fe、P的影响

土壤pH值是影响石灰性土壤Fe、Zn、Mn等微量元素有效性的重要因素，利用土壤培养法，研究了不同浓度柠檬酸溶液对石灰性土壤的pH值以及对P、Fe、Mn、Zn等元素的活化效应。结果表明，浓度高于0．001mol／L的柠檬酸溶液培养土壤，可降低土壤pH值，增加土壤有效P、Fe、Mn、Zn等元素的质量分数。培养24h后，P、Fe、Mn、Zn等有效养分质量分数最高，随着培养时间的延长，有效养分的质量分数下降，活化效果减弱，土壤表现出一定的钝化效应。利用盆栽模拟滴灌施肥条件，柠檬酸溶液处理可显著促进花生、菜豆植株的生长，叶片SPAD读数增加，并提高植株对P、Fe元素的吸收量，因此滴灌施肥条件下，可考虑使用柠檬酸增加石灰性土壤根区微量元素的有效性。     

Soil biological characteristic,nutrient contents and stoichiometry as affected by different types of remediation in a smelter-impacted soil

ABSTRACT

In order to evaluate the ecological risk reductions of copper (Cu) and cadmium (Cd) and the change of nutrient contents and stoichiometry in a smelter-impacted farmland in Guixi, Jiangxi Province, China, with ～ 800?mg Cu kg^?1 soil and 0.8?mg Cd kg^?1 soil, an three years in situ experiment was conducted. The field trial consisted of 4 ×?5?m plots in a completely randomised block design. Hydroxyapatite was added at 10?g kg^?1 soil and Sedum plumbizincicola, Elsholtzia splendens, and Pennisetum sp. were planted. Post-treatment soil and plant samples were collected annually and analysed for Cu and Cd bioaccessibility, soil carbon: nitrogen: phosphorus (C:N:P), and the stoichiometries of soil β-glucosidase (BG), N-acetylglucosaminidase (NAG), and acid phosphatase (AP) activity levels. The results indicated that the hydroxyapatite treatments significantly reduced Cu and Cd bioaccessibility as well as the ratio of C:P and N:P. Moreover, BG, NAG, and AP activity levels all increased relative to those in untreated soil. Plants may also influence soil BG, NAG, and AP activity. This study demonstrated that in situ Cu and Cd stabilisation by hydroxyapatite and phytoextraction is ecologically safe and can alter soil mineral nutrient ecological stoichiometry and enzyme activity.     

干旱胁迫过程中外源钙对忍冬光合生理的影响

以不同浓度Ca2＋对干旱胁迫处理下的忍冬进行化学调控,研究外源Ca2＋对干旱胁迫处理下忍冬叶片中叶绿素含量、可溶性糖含量、游离脯氨酸含量、过氧化氢酶活性以及光合速率的影响,以探讨外源Ca2＋对缓解干旱胁迫下忍冬光合作用下降的作用机制。结果表明,干旱胁迫下,忍冬的正常生理代谢明显受到抑制,叶绿素质量分数、可溶性糖质量分数、游离脯氨酸质量分数、过氧化氢酶活性以及光合速率分别降低到0.4 mg·g-1、0.06~0.1 mg·g-1、0.8 mg·g-1、0.25 u.mg-1和12~14μmol·m-2.s-1;当施入钙离子后,干旱胁迫对忍冬的伤害得到不同程度的缓解,并在最大程度上稳定叶绿素含量和CAT活性;并能使脯氨酸和可溶性糖的积累显著减少。说明外源Ca2＋能够在一定程度上弥补干旱胁迫导致的Ca2＋亏缺,使植物维持较正常的生理活动,稳定细胞膜结构,维持体内离子吸收平衡,维持较高的光合速率并保护光合结构。     

磷对褐土中锌镉次级吸附和解吸影响

通过吸附和解吸试验,研究了不同磷吸附量石灰性褐土对锌镉次级吸附和解吸的影响。结果表明,次级吸附锌和镉对不同吸附量磷土壤的磷解吸量随磷吸附量的增加而增加,而磷解吸量随次级吸附后锌、镉浓度的增加而降低,即随锌镉添加量的增加,磷的有效性有所降低。土壤对锌的次级吸附量和吸附率随磷吸附量的增加先降低后升高,并随添加镉浓度的增加而降低,解吸量和解吸率随磷吸附量的增加而增加,说明在正常施磷范围内,增加磷的施用量能提高土壤中锌的有效性,同时,土壤对高浓度锌的次级吸附率小于低浓度锌的次级吸附率,而土壤对高浓度锌的解吸量和解吸率要远大于对浓度锌的解吸量和解吸率;土壤对镉的次级吸附量、吸附率和解吸量、解吸率都随着磷吸附量的增加而增加,且吸附量随添加镉的量增加而增加,但镉次级吸附量和吸附率随添加锌浓度的增加而减小,解吸量和解吸率却增大,说明在磷吸附量相同的条件下,添加锌促进了镉的有效性。     

有机无机肥配施比例对蔬菜产量和品质及土壤重金属含量的影响

关于蔬菜施有机肥和它与无机肥的合理配施比例,对蔬菜的产量和品质有重要影响,对土壤有机质和重金属含量也有影响。为控制施禽畜粪类有机肥对蔬菜的负面影响,探讨蔬菜的合理施用量和有机/无机肥配施比例,在不同质地的土壤上进行田间试验。结果表明,(1)施过量禽畜粪类有机肥对试验蔬菜产量和品质都会产生不良影响,小白菜(Brassica chinensis)和茄子(Eggplant)施禽畜粪超过22500kg/hm2、马铃薯(Solanum tuberosum L.)超过24000kg/hm2时,其产量不再增加,成活率下降,维生素C含量下降,多个试验均表现出有机肥用量增加而小白菜硝酸盐随之增加的典型特征;同时不论土壤的质地轻重,蔬菜重金属Pb有随禽畜粪用量增加而提高的趋势;在质地较轻的土壤上,蔬菜重金属Cd、As有随禽畜粪用量增加而提高的趋势;小白菜施禽畜粪肥超过7500kg/hm2、茄子和冬种马铃薯施禽畜粪肥超过75000kg/hm2,收获后土壤重金属含量高于对照和施无机肥的总Cr和As。(2)蔬菜单独施用有机肥的合适施用量,小白菜在较粘重的土壤上可施到22500kg/hm2,但有机肥与无机肥配合施用时有机肥用量可减量;茄子合适施用量应在22500kg/hm2左右;冬种马铃薯合适施用量应在24000kg/hm2左右。(3)蔬菜的有机/无机肥合理配比,小白菜、茄子、和冬种马铃薯施肥的有机氮与无机氮之比均为0.25∶1至0.5∶1时其产量和品质水平较佳。     

作物根系对干旱胁迫逆境的适应性研究进展

主要就作物根系的形态性状、根系提水作用、生理代谢、根系细胞壁蛋白及其生长性能与干旱胁迫间的关系作了综述;指出应加强对干旱逆境下根系发育及根系生长性状变化上的遗传机理研究。