水稻光合碳在植株-土壤系统中分配与稳定对施磷的响应

为探究稻田土壤光合碳的输入及分配对施磷的响应特征,本研究选用籼性常规水稻品种（中早39）,在两个施磷（0 mg·kg^-1和80 mg·kg^-1;分别记为P₀和P₈₀）条件下进行盆栽试验,同时采用¹³CO₂连续标记技术量化光合碳在水稻-土壤系统中的分配.结果表明,施磷显著增加光合碳在水稻地上部的分配,降低其在根际土的分配（P<0.05）;施磷使拔节期水稻的光合碳含量增加了70%,根系干重降低了31%.与不施磷相比,施磷显著提高了水稻地上部全碳含量0.31 g·pot^-1（P<0.05）,显著降低了水稻根冠比;施磷使进入非根际土壤微生物量的光合碳（¹³C-MBC）显著增加了0.03 mg·kg^-1,但降低其在根际土壤的分配;光合碳在非根际土壤颗粒态有机碳（POC）和矿物结合态有机碳（MOC）的分配对施磷的响应不显著,但在根际土壤施磷处理显著降低了其在POC中的含量.因此,施磷增加了光合碳在水稻-土壤系统的分配,但降低了光合碳在土壤中的积累.本研究探讨施磷对水稻光合碳在水稻-土壤系统的分配及其稳定的影响,为缺磷土壤的合理施用磷肥及其对土壤有机碳积累的影响提供理论基础和数据支撑;对理解稻田土壤光合碳的传输与分配特征及其固碳潜力具有重要意义.     

假微型海链藻对不同氮培养条件的响应

本文选取假微型海链藻为目标微藻,研究其在不同氮源（硝酸盐、亚硝酸盐、铵盐和尿素）和氮饥饿条件下的生长速率和光合作用,以期为阐述海洋微藻对近岸复杂多变的氮环境适应机制提供依据。结果表明,在氮饥饿条件下,假微型海链藻的种群生长受阻,细胞内色素分解,光合作用被显著抑制;在不同氮源条件下,假微型海链藻均能生长但表现出不同的生长模式,但高浓度的铵盐能够对其产生抑制,各条件下藻细胞叶绿素a、叶绿素c 和总类胡萝卜素含量在指数生长期无显著差异,而在平台末期,尿素处理组各色素水平显著提高;假微型海链藻光系统Ⅱ的不同光合作用参数在实验末期均表现为铵盐处理组显著高于其他处理组。综上所述,假微型海链藻能够利用不同氮源进行生长,但在不同氮源条件下,种群增长的变化模式与光合作用的响应并不一致,由此推测假微型海链藻在不同氮源条件下光合作用并不是导致其生长模式差异的主要原因。     

几株紫色非硫细菌的分离鉴定与产氢特性分析

从重庆地区不同环境淤泥、泥水样品中,经富集培养、分离纯化,获得5株紫色非硫细菌.根据菌体的菌落形态、染色特性、生理生化特征及活细胞光吸收峰对菌株进行常规鉴定,结合菌株16S rDNA扩增测序进行分子生物学分析验证,构建了菌株与数据库中近缘菌株的系统发育树.以优化的培养条件(营养、pH、接种量等参数)对供试菌株的生理生化特性和产氢能力做了比较分析.结果显示,5个菌株均为光合产氢细菌,菌株ANI、D1为沼泽红假单胞菌(Rhodopseudomonas palustris),AN2、AS1、BS1等3株为类球红细菌(Rhodobacter sphaeroides);其中类球红细菌菌株AN2在给定的培养条件下光合产氢能力最高,可达9.55μg/mL d-1,是一株有应用前景的光合产氢细菌.图4表2参15     

增补UV-B辐射下南亚热带森林建群树种叶片对UV-B辐射的防护

研究了我国南亚热带森林5种建群树种UV-B辐射诱导的UV-B吸收物质(在280～320 nm波长下测定)的积累及抗UV-B辐射的可能性保护机制.增补UV-B辐射下,马尾松(Pinus massoniana)针叶的甲醇可溶性提取物和细胞壁的碱提取酚类的含量明显高于正常水平的光辐射下.红椎(Castanopsis hystrix)和厚壳桂(Cryptocarya chinensis)叶片的这些化学物质也升高,意味着增补UV-B辐射刺激UV-B辐射吸收物质的生成,形成抗UV-B辐射的功能性保护结构.然而,自然光下已含有大量细胞壁碱提取酚类的荷木(Schima superba)和藜蒴(Castanopsis fissa),这些化合物在增补UV-B辐射下则见下降,很有可能表皮层细胞壁碱提取酚类被转移到含有较低甲醇可溶性色素的液胞可溶性化合物里,这一现象意示着可能涉及叶肉组织光合机构的保护策略.增补UV-B下,马尾松针叶的叶绿素a和b含量不受影响,而其他4种阔叶树叶片则下降10.7% 到16.8%不等.胡萝卜素对增补UV-B辐射的响应变化不一,红椎和荷木的胡萝卜素水平下降,而马尾松、厚壳桂和藜蒴的胡萝卜素则上升,后者也许与功能性增加激发能耗散有关.结果显示,自然条件下不同树种展示出不同的驯化策略以形成抗UV-B辐射增加的防护机制.表4参29     

100年来东湖富营养化发生的沉积学记录

在210Pb计年的基础上,运用水生生物遗存、色素、有机碳同位素和磁化率分析了东湖钻孔沉积物中的生物与环境信息,重建了东湖100多年来湖泊营养与环境演化历史.研究发现东湖100多年来在人类活动不断增强的背景下,指示重金属污染的磁化率和指示湖泊富营养化的色素指标如蓝藻叶黄素(Myx)、颤藻黄素(Osc)快速上升,相应的水生生物如介形虫、腹足类、水生高等植物等表现明显的组合和变化阶段,同时有机碳同位素偏正与湖泊生产力升高和藻类繁盛有关.沉积记录表明东湖生态系统近代发生了深刻变化,湖泊营养演化自早至晚呈现四阶段性:贫营养阶段(1900-1966AD)色素水平低、拥有较丰富的水生高等植物和腹足类;中营养阶段(1966-1983AD)色素含量增高、水生高等植物和腹足类减少;富营养化阶段(1983-1989AD)色素含量快速增高、水生高等植物消失;超富营养化阶段(1989AD－至今)色素含量稳定居高、某些耐污染的介形类较繁盛.结果对于认识湖泊生态环境演化与人类活动的关系、以及如何治理湖泊环境具有现实的意义.     

镉对南美蟛蜞菊光合特性的影响

镉(Cd)积累是造成土壤重金属污染的重要因素之一,它是一种对植物生理代谢过程产生诸多影响的环境胁迫因子,光合作用的变化可以直接反映植物对Cd胁迫的适应特性.通过对外来植物南美蟛蜞菊(Wedelia trilobata (L.) Hitchc.)生长过程不同程度的Cd胁迫处理,利用光合气体交换与叶绿素荧光技术,初步观测盆栽土壤中不同质量分数的Cd对南美蟛蜞菊叶片净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率、叶绿素质量分数与荧光特征等光合特性的影响.结果显示:①当土壤中Cd质量分数达到5 mg·kg-1时,叶片净光合速率Pn明显降低,但蒸腾速率Tr和气孔导度gs降幅较小,水分利用率WUE则没有表现出明显差异;②随着土壤中Cd的增加,叶绿素a质量分数与叶绿素a/b降低,但叶绿素b变化不明显;③ Cd质量分数达到2 mg·kg-1时,初始荧光Fo与光化效率Fv/Fm变化明显,光系统Ⅱ电子传递速率ETR和量子效率ΦPSⅡ从Cd质量分数为0.5 mg·kg-1起有明显变化.由此看出,Cd对叶绿素有一定程度的破坏作用,其中光反应中心对Cd胁迫尤为敏感,叶片光合速率和光能转化效率的下降与此密切相关.     

西双版纳胶-茶群落中茶树的光合特性及其影响因子

胶-茶群落在西双版纳地区有大面积分布,研究该群落中茶树的光合特性及其影响因子,可以为胶茶间作和茶树种植的实践提供理论依据.在自然条件下使用Li-6400便携式光合系统测定了西双版纳低(570 m)、高(870 m)两个不同海拔高度的胶-茶群落中茶树连体叶片的光合日进程,并对比研究了群落和纯林中茶树叶片的光响应.结果表明,两个群落中茶树叶片的最大净光合速率、暗呼吸速率、光补偿点和光饱和点均显著低于茶树纯林.两个群落中茶树的净光合速率日进程曲线均为"单峰"型,高海拔茶树的光量子通量密度、净光合速率、蒸腾速率和气孔导度均显著高于低海拔茶树的.相关性分析表明,光量子通量密度是引起群落中茶树光合差异的主要因素.群落林下光照的增强提高了茶树的净光合积累.在高海拔地区采用以茶树为主的胶茶种植结构将促进经济效益的提高.图3表3参24     

冬季降温对菹草叶片光合荧光特性的影响

将菹草(Potamogeton cripus)石芽种植于室外水体中,萌发后选择发育程度相近的幼苗,在冬季降温期间利用水下饱和脉冲荧光仪(DIVING-PAM)测定幼苗叶片的FV/Fm和光响应恢复曲线.结果表明,在冬季水温低于7℃的条件下菹草叶片FV/Fm显著降低(P<0.01).水温回复到9～10℃后,FV/Fm逐渐增大;光强的降低有利于FV/Fm的恢复.进一步研究植株的光响应恢复曲线发现,第4-10天,水温<7℃,菹草叶片有效荧光产量(ΔFV'/Fm)的光响应能力和暗恢复能力显著下降;同时,热耗散能力和暗恢复能力也显著降低,发生光抑制的可能性增大.当水温升高到9～10℃时,ΔFV/Fm和非光化学淬灭(NPQ)随光强降低和实验天数的增加逐渐得到恢复.因而,水温9～10℃可能是冬季菹草进行正常光合作用的临界温度;菹草在低温(<7℃)、高光照条件下易发生光抑制,导致PSII受到伤害.     

天然色素生产废水的生物处理研究

天然色素生产废水是一种色度大、难处理的高浓度有机废水,为了寻找该废水的有效处理方法,本文作者采用由升流式厌氧污泥床(UASB)、生物接触氧化、混凝吸附组成的废水处理工艺,对该废水进行了处理试验,结果表明,对稀释4倍的原水,当进水COD为14900mg/L左右时,UASB经过36h的水力停留时间,COD的去除率为58.2%～60.2%、出水色度为180～270倍,SS为119～126mg/L,pH值为6.5～6.8;UASB出水经过24h好氧生物接触氧化反应,COD的去除率超过90%,SS<70mg/L;最终经过Ca(ClO)2氧化和煤渣吸附深度处理,脱色可至无色,出水COD为200mg/L以下。UASB生物接触氧化氧化吸附组合处理工艺处理该类天然色素生产废水是可行的。     

水体悬浮颗粒物对斜生栅藻生理生化及光合活性的影响

通过研究不同浓度(30、40、50、60、70 mg·L-1)和不同粒径(0～75μm、75 ～ 96μm、96 ～150 μm、150～ 250 μm)水体悬浮颗粒物对斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)叶绿素a含量、抗氧化系酶活性、脂质过氧化物丙二醛(MDA)含量、可溶性蛋白含量及光合参数变化的影响,探讨了水体悬浮颗粒物对斜生栅藻生理生化及光合活性影响的机制.结果表明,预处理与未处理悬浮颗粒物在一定浓度范围内会促进藻类生长,超过各自临界浓度(预处理为40 mg·L-1、未处理为50 mg·L-1)后,随着颗粒物浓度的增加会对藻类生长产生抑制现象未经处理的相同浓度不同粒径颗粒物对斜生栅藻都表现出抑制作用,0～75μm粒径组颗粒物作用下藻体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、MDA和可溶性蛋白质含量等均显著区别于其他粒径组的作用(p＜0.05).经过预处理的相同浓度不同粒径颗粒物中,96～150μm粒径组对藻类的生长抑制较其他粒径组明显,且小粒径组颗粒物对藻类体内SOD、CAT、MDA和可溶性蛋白质含量等影响较大.受不同浓度悬浮颗粒物胁迫的斜生栅藻相对电子传递速率随着时间延长在一定程度上降低,但这种抑制作用在藻细胞的耐受范围,藻细胞可以通过自身调节将电子传递速率恢复到正常水平甚至更高以抵抗逆境环境.