三江平原小叶章和芦苇幼苗生长对低光胁迫的响应木

采用5种低光处理(100、200、400、600、1000 lx)研究了小叶章和芦苇幼苗成活和生长对低光胁迫的响应.两种湿地植物幼苗的成活率均随着光照强度的升高而显著增大,小叶章和芦苇幼苗全部成活的光照强度下限分别为400、1 000 lx.两种植物幼苗生长参数(根重、茎重、叶重、总生物量、绝对生长速率、相对生长速率、净同化速率)都随光照强度的升高显著增大,而叶生物量比和形态学参数(叶面积比、比叶面积)随光照强度的升高显著降低.可见,小叶章和芦苇幼苗生长明显受到光照的影响,幼苗可通过增大光合器官的投入适应低光环境.相对芦苇而言,小叶章幼苗在低光胁迫下形态可塑性大,小叶章更低的存活光强下限及更强的形态可塑性表明小叶章幼苗适应低光胁迫的能力大于芦苇,这可能是小叶章能成为三江平原典型草甸、湿草甸和沼泽群落的优势种,而芦苇只能成为伴生种的主要原因之一.图6表1参31     

不同比例钾锌共存对土壤镉有效性的影响

单一施用钾或锌肥会改变污染土壤中镉的有效性,但钾与锌共存对镉在土壤-植物系统中迁移和转化影响效果尚待明确.采用盆栽试验,研究了赤红壤上2种镉污染水平下,施用不同比例钾、锌对小油菜(Brassica campetris Lvar.Conmuni)生物量、镉吸收量及土壤溶液中镉质量浓度的影响.结果表明,钾、锌以不同比例与镉共存时并不会对赤红壤上小油菜的生长产生明显影响;增加共存体系中锌的用量,土壤溶液中镉的质量浓度明显升高,而小油菜植株镉含量明显降低.低、高镉污染赤红壤上,钾、锌共存摩尔比例为4:1时,土壤溶液中镉的质量浓度较对照分别增加189%和159%(两季平均值);小油菜体内镉含量较对照平均分别降低26.0%和34.9%.在低镉污染赤红壤上,钾、锌施用量与小油菜体内镉含量呈显著负相关;高镉污染赤红壤上,锌施用量与土壤溶液中镉的质量浓度呈显著正相关.中轻度镉污染土壤上,小油菜钾、锌肥最佳施用比例为4:1.钾、锌以不同比例施入土壤时,锌施用量多少是控制土壤镉有效性高低的主要因素.     

不同蒸腾作用对番茄幼苗吸收Pb、Cd的影响

蔬菜中重金属污染是人们关注的热点问题之一,其中Pb、Cd的污染在我国种植蔬菜的土壤中较为突出,蔬菜对Pb、Cd的吸收除了受到土壤中Pb、Cd含量的影响之外,蔬菜本身的蒸腾作用是否会对吸收过程产生作用.通过在人工气候箱中,调节环境的温度和湿度,形成不同的环境蒸汽压,使植物产生不同的蒸腾作用,利用水培实验研究了在不同蒸腾作用下两个番茄品种(Lycopersicon esculentu,品种名分别为FA-189和合作903)的幼苗对重金属Pb、Cd的吸收富集规律.结果表明,高蒸腾作用下植株Cd和Pb含量比低蒸腾作用下分别增加了1.47～1.73倍和1.25～1.75倍,单株的积累量则分别增加了1.71～3.18倍和1.67～2.21倍.通过分析蒸腾水量对吸收Pb、Cd的影响,表明番茄幼苗通过蒸腾作用拉力吸收进入体内的重金属的量占总吸收量的比例极小,一般在0.000 8%～0.2%之间,说明番茄幼苗对Pb和Cd的吸收主要为代谢吸收.同时在比较了番茄对Pb和Cd的被动吸收比例时,发现Pb较Cd的比例要高几倍到几十倍,说明番茄对Pb和Cd的吸收富集规律可能存在不同的机理.     

部分菊科入侵种种子(瘦果)的萌发能力和幼苗建群特性

对入侵种种子生物学各方面的了解有助于更好地预测入侵趋势和评估可持续管理的策略.研究通过对部分菊科入侵种种子(瘦果)进行的室内萌发实验和土壤埋藏实验,通过与相关研究的对比和分析,对这些入侵种的萌发能力和幼苗建群特性进行了研究.10个入侵种种子室内萌发实验的结果表明,在25℃、12h光照的情况下,除钻形紫菀和一年蓬以外,被研究的其它8个种的终萌发率超过了50%,而且都显示出早期快速萌发的特点.用SPSS的曲线拟合工具对10个种的累积萌发趋势进行了曲线回归分析,对应的最佳模型均为三次曲线方程.不同土壤埋藏深度下幼苗出苗实验的结果表明,菊科8个入侵种的种子在表土的出苗率均最高,随着覆土厚度的增加,种子的出苗率逐渐降低,当覆土厚度超过3 cm以上时,所有种子均不能出苗.种子在不同的埋藏深度的出苗情况与种子的大小有关,较大种子破土能力相对较强;种子在不同的埋藏深度的出苗情况与种子本身的萌发能力也相关.土壤埋藏期限的实验结果表明,随埋藏时期的增加,小蓬草、苏门白酒草和一年蓬3个人侵种种子的活力逐步降低,在土壤中埋藏12个月后,其活力分别为21.34%、18.15%和27.38%.这些入侵种较广的种子萌发温度适应范围和高萌发率为防除工作带来了困难.在生产上,可通过不同时期的翻耕、将种子深埋等措施减少这些入侵种的危害.     

菹草石芽萌发及幼苗生长对光、温因子的响应

试验分冬夏2季进行.冬季采用盆栽试验方法,研究了菹草石芽在弱光环境下的萌发和幼苗生长以及弱光对菹草叶片光合效率的影响.冬季试验共设6个光照处理,即:2×104～5×104(对照,晴天中午最大[光]照度)、350～450、160～260、60～80、30～50、0～30 lx,试验时间为67 d.夏季试验在光照培养箱内进行,研究高温条件下石芽萌发的[光]照度阈值.夏季试验设6个光照处理,即:1 400、970、660、450、160、120 lx.结果表明:(1)冬季试验,栽培45 d时菹草石芽全部萌发,光照对石芽萌发无显著影响;夏季水温(32±1) ℃条件下,石芽萌发的[光]照度阈值为120～160 lx,[光]照度达到1 400 lx,石芽就能够达到自然萌发率.(2)菹草幼苗生长前期,5个弱光处理菹草株高生长速率(约1.20 cm·d-1)快于光照较充足的对照(0.92 cm·d-1);幼苗生长后期,对照菹草生长速率(3.15 cm·d-1)快于5个弱光处理菹草生长速率(1.09 cm·d-1),且各处理叶片数并未随株高的增加而增加.(3)冬季试验,菹草石芽萌发后的第39天,对照及各处理菹草幼苗的PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ光量子产量(ΦPSⅡ)、光化学淬灭系数(qp)随着[光]照度的减弱而下降,弱光对菹草幼苗光系统Ⅱ(PSⅡ)产生显著影响;非光化学淬灭系数(qn)随[光]照度的减弱而增加,对菹草幼苗叶片PSⅡ有一定的保护作用.(4)从快速光响应曲线可以看出,长期光照不足导致菹草植株的光响应能力显著降低.     

生物炭施用对矿区污染农田土壤上油菜生长和重金属富集的影响

矿山的生产活动往往会造成周边农田的污染,而利用生物炭技术治理矿区周边污染农田土壤具有重要的现实意义。生物炭是指生物质在无氧或限氧条件下热裂解制备而成的一种细粒度、多孔性的环境友好型材料,其在调控温室气体排放,改良土壤性状,促进植物生长和控制环境污染物迁移转化方面应用潜力巨大。采用室内盆栽模拟实验,研究了不同水稻秸秆生物炭施用量（0、1%、5%）对郴州和龙岩地区矿山周边重金属污染的农田土壤的生化性状、油菜（Brassia campestris L.）产量、重金属累积和富集系数等的影响,为生物炭作为环境功能材料应用于矿山污染农田治理提供科学依据。结果表明：与对照相比,施加1%和5%生物炭均能提高土壤pH值和有机质质量分数,提升幅度随施用量的增加而升高,其中偏酸性的龙岩土壤的变化幅度更大;生物炭施用会影响土壤酶活性,5%生物炭处理下两种受试土壤中脲酶和过氧化物酶活性均显著提高,但酸性磷酸酶活性降低;龙岩土壤上的油菜产量在1%和5%生物炭施用处理下均显著提高,而郴州土壤上的油菜产量在1%生物炭处理下无显著变化,而在5%生物炭处理下降低了42.9%;生物炭施用影响了两种土壤上油菜可食部分重金属Cd、As和Pb的质量分数,但没有一致的规律;与对照相比,生物炭施用后郴州和龙岩土壤上油菜可食部分中Cd质量分数均出现下降趋势,但是仅5%生物炭处理的龙岩土壤具显著性差异;1%和5%生物炭施用处理使两种受试土壤上油菜可食部分Pb质量分数较对照处理显著降低（P〈0.05）,但降幅不同,郴州土壤降低了23.6%和22.0%,而偏酸性的龙岩土壤降低了82.1%和94.5%;生物炭施用后两种受试土壤上油菜可食部分As质量分数的变化不同,郴州土壤添加生物炭后油菜As质量分数呈上升趋势,且增量随生物炭施用量增加而升高,龙岩土壤则相反,1     

纳米二氧化钛缓解镉胁迫下小麦幼苗生长及生理变化

研究了水培环境中不同浓度纳米二氧化钛（TiO₂-NPs）（0,25,50,100,200 mg/L）缓解Cd对小麦幼苗造成的生理毒害的作用。结果显示:在水培环境下TiO₂-NPs的施用,缓解了Cd对小麦带来的氧化胁迫,减轻了Cd对小麦的毒害作用,显著提高了小麦生物量、根长及株高,改善了小麦光合作用。中浓度（50,100 mg/L）TiO₂-NPs的使用显著提高了小麦幼苗净光合速率。对于所有浓度TiO₂-NPs的施用,小麦幼苗POD酶活均显著低于Cd处理组;SOD酶活在较低浓度（<200 mg/L）时显著低于Cd处理组。TiO₂-NPs通过减轻Cd氧化胁迫作用,有效缓解了Cd对小麦幼苗的毒害,提高了小麦幼苗的光合作用。     

不同锰处理对镉胁迫下2种油菜重金属累积和根系形态的影响

采用水培试验,研究Cd胁迫(10μmol·L~(-1))条件下,不同浓度Mn(0,0.1,1,10,100μmol·L~(-1))处理对2种镉累积能力不同的油菜生物量、Cd和Mn含量以及根系形态参数的影响。结果表明,与正常营养处理Mn1相比,缺Mn和Mn过量处理显著降低2种油菜的地上部和镉低积累油菜"华骏"的根部生物量,而对普通油菜"寒绿"的根部生物量没有显著影响。与Mn1处理相比,缺Mn处理下2种油菜的Cd累积总量和"华骏"地上部Cd含量显著降低;Mn过量处理下2种油菜根部和地上部Cd含量均呈升高趋势,2种油菜的Cd累积总量无显著变化或显著降低。随Mn处理浓度升高,2种油菜地上部和根部Mn含量显著升高,缺Mn处理下2种油菜根部的Mn含量低于Mn缺乏的临界值。与Mn1处理相比,缺Mn处理下"华骏"的根长、表面积、体积、平均直径和根尖数显著降低;Mn过量处理下"寒绿"的根长以及"华骏"的根系表面积、体积显著降低;缺Mn处理下2种油菜细根表面积所占的比例增加,粗根表面积比例降低;Mn过量时,"寒绿"的粗根表面积比例增加,细根比例降低,而"华骏"则相反。总的来看,缺Mn处理影响油菜根系和地上部生长,减少地上部Cd含量和植株Cd累积总量;Mn过量处理下油菜生长也受到抑制,但是油菜地上部和根部Cd含量有所升高;2种油菜的根系形态学参数在不同Mn处理下变化规律不同,表现出不同的响应策略。     

镧对镉胁迫下菜豆(Phaseolus vulgaris)幼苗生长的影响

以菜豆(Phaseolus vulgaris)为实验材料,以水培方法研究了La对Cd抑制对菜豆幼苗生长与代谢的影响.结果表明,在30μmol·L^-1Cd剂量伤害下,菜豆的生长受到严重抑制,主要表现为株高、主根长下降31.1%和39.2%,叶面积、叶、茎、根的鲜重、干重分别降低48.0%,42.7%、29.6%、25.0%、26.7%、61.3%、49.4%.在50μmol·L^-1Cd剂量伤害下,其生理生化特性发生变化,叶绿素含量、根系活力下降23.5%和28.7%,质膜透性、MDA含量、CAT和POD活性增加5.58%、28.6%、0.6%、7.0%,且随Cd处理时间的延长,伤害加重.叶面喷施10 mg·L^-1 La 1次,对镉污染下的菜豆幼苗的生长与代谢有一定的缓解效应,可减轻镉对幼苗的伤害程度.这与La能提高菜豆幼苗叶绿素含量(30.0%),降低细胞膜透性(0.87%)和MDA含量(9.5%),维持CAT(0.1%)和POD活性(1.6%)等多重作用相关.     

草本竞争对白桦、五角枫更新幼苗高生长的影响

草本竞争在森林更新早期具有显著的生态效应,然而对其发生机理的理论认知仍相当有限.以白桦和五角枫为试验对象进行盆栽控制试验,设置4种竞争方式（无竞争、全竞争、地上竞争、地下竞争）、4种土壤养分梯度（0、8、16、32g/m2）及2种养分分布水平（均、异质）,各个处理8次重复,通过测量生物量及苗高、地径、叶片表面积、根系表面积和根长等形态指标,基于线性模型实现草本竞争效应的线性分解,精确衡量各竞争效应组分贡献率的相对重要性,进而基于结构方程模型揭示不同土壤养分状况下草本竞争对幼苗高生长的作用机理.结果显示：草本竞争对不同演替阶段幼苗生长存在显著的抑制作用（P <0.05）.地上、地下竞争及二者交互作用贡献率分别处于40%-60%、20%-30%、20%-30%之间.不同土壤养分浓度及养分分布对其贡献率均有显著影响.草本植物分别主要通过影响白桦幼苗的养分吸收能力（0.62）和五角枫幼苗的光合能力（0.74）进而影响其高生长.在高养分浓度或异质土壤养分分布状况下,土壤养分吸收能力较光合能力更为重要.两种不同生态学习性树种的草本竞争效应存在明显差异（P <0.05）.本研究表明草本竞...