双季稻品种根际特征与甲烷排放差异及其关系

为探讨不同水稻品种间甲烷排放差异形成的机制,选取早晚稻各6个品种为供试材料进行大田试验,采用静态暗箱-气相色谱法测定CH4气体.结果表明,早晚稻甲烷排放通量品种间差异显著,全生育甲烷排放通量均值湘早籼24号最高,株两优819最低,相差34. 6%;晚稻种,T优15最高,资优299最低,相差33. 9%.不同双季稻品种间甲烷排放量、单位产量温室效应差异显著.早稻品种的CH4累计排放量介于198. 3～303. 44 kg·hm-2之间,排放量最低是株两优819;单位产量温室效应介于0. 67～1. 40 kg·kg~(-1)之间,陆两优996最低.晚稻品种的CH4累计排放量明显高于早稻,介于291. 93～388. 28kg·hm-2之间,资优299最低;单位产量温室效应介于0. 94～1. 68 kg·kg~(-1)之间,Y两优1号最低.稻田甲烷排放与水稻产量、根冠比、根系孔隙度、土壤溶液Eh值、甲烷浓度、可溶性碳浓度及铵态氮浓度的相关性均达到显著或极显著水平.双季稻品种甲烷排放与水稻根冠比及根孔隙度关系密切,降低早稻品种根系孔隙度或者根冠比可减排甲烷,而晚稻品种则与早稻相反;根际土壤溶液碳氮浓度的降低和Eh值的提高也可减少甲烷的排放.     

生物炭添加对湿地植物菖蒲根系通气组织和根系泌氧的影响

在处理污水的潜流人工湿地中,湿地植物容易受到缺氧胁迫.尽管菖蒲(Acorus calamus L.)是一类对缺氧条件具有显著抵抗能力的湿地植物,但菖蒲的生理响应并不能完全消除湿地长期缺氧带来的胁迫.生物炭添加能够缓解菖蒲体内超氧化物和过氧化物的积累,显著降低膜脂过氧化程度,但生物炭对缓解缺氧胁迫的具体机制尚不清晰.因此,本研究通过在温室内构建5种不同的生物炭湿地,采用植物生态学分析方法,将植物根系通气组织、根孔隙度和根系泌氧相结合,研究菖蒲根部组织对生物炭添加的响应机制.结果表明,通过在传统潜流人工湿地中添加生物炭,有利于菖蒲形成根系通气组织,增大根孔隙度,生物炭投加量与根孔隙度具有显著正相关关系.在湿地中添加生物炭将利于O_2通过通气组织传输至地下部分,并以根系泌氧(radial oxygen loss,ROL)的形式扩散至根际,显著提高根系泌氧量.与其它光强相比,在3 000μmol·(m~2·s)~(-1)条件下,菖蒲泌氧能力较强,生物炭投加比例对植物ROL的影响不显著.     

苦草（Vallisneria natans）根系对沉积物中各形态磷的影响

采用磷分级提取的方法研究苦草(Vallisneria natans)生长过程中根系分布与沉积物不同形态磷和总磷的变化过程.在实验开始后20、50、80 d,分别测定苦草根系在沉积物的分布及沉积物中各形态磷的垂直变化.结果表明,苦草根系在实验装置中垂直分布在0~14 cm区域内.平均每株苦草根系根数为58条,平均根长为5.86 cm.苦草根系生物量在沉积物深度0~3、4~6、7~10、11~14 cm分配的质量分数分别为45.99%、32.75%、16.03%、5.23%.沉积物中总磷(TP),NaOH提取磷(NaOH-P)和有机磷(OP)含量在苦草根系分布集中区域内显著降低(P<0.05).HCl提取磷(HCl-P)和无机磷(IP)的含量无显著差异(P>0.05).     

覆盖模式和小麦根系对土壤拮抗性放线菌分布的影响

采用常规分离培养和琼脂块拮抗性测定法,研究了西北旱作农业区不同覆盖模式和根系对小麦田土壤中拮抗性放线菌分布的影响.结果表明:①小麦田土壤拮抗性放线菌比率随覆盖模式而异.在SDSA培养基上以覆盖模式较高,常规对照最低,拮抗性放线菌比率由高到底顺序为垄沟(49.1%)>覆膜(41.5%)>覆草(37.5%)>常规(25.0%),垄沟、覆膜和覆草分别较对照提高96.4%、66.0%和50.0%.②小麦根系生长和分泌物对拮抗性放线菌比率有显著影响.在3种覆盖和常规对照条件下,拮抗性放线菌总数的比率、抗细菌和抗真菌的拮抗放线菌比率均表现为根区高于根外,其中覆膜模式下抗真菌放线菌的比率在根区土壤中约为根外的4倍.图1表2参19     

不同湿地植物的根系酸化作用与重金属吸收

为研究不同湿地植物根系分泌物对水体的酸化能力与重金属吸收积累能力间的关系,选用六种对废水中重金属吸收能力较强的湿地植物进行了盆栽实验.这六种湿地植物分别是:稗(Echinochloa crus-galli)、空心莲子草(Alternanthera philoxeroides)、茭笋(Zizania latifolia)、鸭舌草(Monochoria vaginalis)、柳叶箬(Isachne globosa)、辣蓼(Polygonum hydropiper).研究结果表明,不同种类的植物对水体的酸化能力存在明显差异,水体pH差异最大可达0.85个单位;不同湿地植物间对重金属的吸收积累能力有显著差异,而且在重金属积累量方面的差异明显高于重金属浓度方面的差异.相关分析表明,不同湿地植物水体pH与植株重金属积累量之间存在较好的负相关关系,相关系数达到或接近P0.05显著水平.研究结果说明,湿地植物对废水中重金属的吸收积累能力在相当大的程度上取决于其根系分泌物对水体的酸化能力.     

镉胁迫下红树林沉积物中水溶性有机物的变化

在温室条件下采用根箱法,研究了在不同浓度镉(Cd, 0～50 mg kg-1)胁迫下红树植物秋茄幼苗生长的土壤中水溶性有机碳(DOC)和水溶性有机氮(DON)的浓度变化.研究表明,秋茄沉积物中DOC和DON含量随Cd胁迫浓度的增加出现不同程度先降后升再降的趋势, DOC含量在土壤Cd处理浓度为10 mg kg-1和30 mg kg-1时分别达到谷值(0.134 mg g-1)和峰值(0.190 mg g-1).除了R5层(30 mg kg-1 Cd处理时DOC含量高于对照组),其他土层的对照组DOC含量均高于Cd处理组的DOC含量. DON含量在土壤Cd处理浓度为5 mg kg-1和20 mg kg-1时分别达到谷值(0.075 mg g-1和0.081 mg g-1),在10 mg kg-1和30 mg kg-1时分别达到峰值(0.117 mg g-1和0.138 mg g-1).这表明沉积物中的DOC和DON在低浓度的Cd胁迫下可与Cd相互作用,降低Cd的有效性,反映秋茄对低浓度的Cd有一定的抵抗能力.高浓度的Cd胁迫可能刺激秋茄根系分泌和改变土壤微环境.与非根际层土壤相比,根际层的DOC和DON含量较高.     

C4植物甜高梁和玉米幼苗对Zn胁迫的响应差异

实验采用营养液培养法,设置2,50,100,500和1000μmol-L-1浓度ZnSO4处理,比较C4植物甜高粱(Sorghum bicolor(L.)Moench.)和玉米(Zeamays.L)幼苗对zn胁迫的响应差异.结果表明,甜高粱对重金属zn胁迫的敏感性强于玉米,随着zn处理浓度加大,前者幼苗苗高、根长、单株干物质量、叶绿素含量和根系活力的下降幅度及丙二醛含量的上升幅度皆大于后者,玉米对Zn胁迫的耐受性强于甜高粱.在处理浓度达到500 μmol-L-1之前,甜高粱和玉米体内吸收的Zn随处理浓度加大显著递增,达500μmol-L-1之后,玉米根系积累的Zn不再明显增加.在处理浓度达到和高于100μmol·L-1时,甜高粱由根系向地上部转运的Zn显著高于玉米.甜高粱和玉米对Zn胁迫的敏感性差异可能缘于它们的吸收和转运差异.     

农田土壤呼吸对大气CO2浓度升高的响应

大气CO2浓度急剧升高引起的全球气候变暖是人们关注的环境问题之一.随着气候变化对全球生态环境的影响日益增大,全球碳循环研究已经成为各国科学家研究的热点之一.模拟大气CO2浓度升高试验技术先后经历了人工气候室、开顶式气室、FACE技术(Free Air carbon dioxjde eariclament)阶段,FACE技术因其无限接近自然条件而成为研究大气CO2浓度增加对整个生态系统影响的最理想试验平台.土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的重要环节,农田生态系统是陆地生态系统的重要组成.研究农田生态系统的土壤呼吸对大气CO2浓度增加的响应是预测和评价农田系统乃至整个陆地生态系统土壤碳周转和碳收支的重要前提与基础.文章根据现有研究成果.阐述了模拟大气CO2浓度升高的试验技术,比较了农田土壤呼吸的测定方法,总结了以FACE研究成果为主的高CO2浓度条件下农田土壤呼吸、不同地下来源贡献及环境因子影响,提出了进一步研究的方向,以期为全球气候变化背景下的农田土壤呼吸和碳固定及全球碳循环研究提供帮助.     

水生植物根系对多环芳烃(萘)吸附过程研究

对萘在水葫芦根系的吸附过程进行模拟研究 ,结果表明 ,新鲜水葫芦根系对萘不仅具有吸附作用 ,而且还具有吸收或根际微生物降解等作用 ;水葫芦根系吸附萘的初始速率与浓度符合一级反应动力学 ;吸附过程可用Langmuir公式表示的单分子层吸附模型描述。