Responses of exchangeable base cations to continuously increasing nitrogen addition in alpine steppe: A case study of Stipa purpurea steppe

土壤交换性盐基离子(Ca ²⁺、Mg ²⁺、K ⁺、Na ⁺)在维持土壤养分与缓冲土壤酸化中起着重要作用, 了解其对氮添加的响应有助于准确评估氮沉降背景下生态系统结构与功能的动态变化。然而, 目前关于土壤交换性盐基离子对氮添加响应的相关研究主要集中在酸性土中。鉴于目前在碱性土中研究相对较少的现状, 该研究以青藏高原高寒草原为研究对象, 依托氮添加控制实验平台, 通过连续3年(2014-2016)的测定, 考察了8个不同施氮水平(0、1、2、4、8、16、24、32 g·m ^-2·a ^-1)下土壤交换性盐基离子含量变化及其可能原因。结果显示: 随着施氮量的增加, 土壤交换性盐基离子, 尤其是Mg ²⁺与Na ⁺含量显著降低。并且, 盐基离子含量与植物地上生物量显著负相关(p < 0.05), 说明氮添加通过促进植物生长, 加速植物对盐基离子的吸收, 进而导致土壤中盐基离子含量降低。此外, 盐基离子含量也与土壤无机氮含量呈显著负相关(p < 0.05)关系, 说明施氮还通过提高土壤中无机氮含量进而导致更多NH₄ ⁺与土壤吸附的盐基离子交换, 同时加剧NO₃ ^-淋溶, 带走等电荷阳离子。需要指出的是, 虽然连续施氮导致土壤pH值下降, 但该土壤目前仍处于碳酸盐缓冲阶段, 说明通常在酸性土中报道的“因缓冲土壤酸化引起的盐基离子损失机制”在碱性土中并不成立。这些结果意味着持续的氮输入会造成碱性土中盐基离子损失, 进而影响土壤缓冲能力与植被生产力, 未来草原生态系统管理中应重视这一问题。     

高等植物基因组结构

高等植物基因组结构的研究是当前植物分子生物 学研究的一个重要领域。1976年Walbot和Dure报 道了棉花DNA复性动力学研究结果^[26],同年Flavell 和Smith发表了小麦方面的工作^[12] 迄今为止已报 道的经DNA复性动力学方法系统研究过的高等植物 还有： 烟草^[29],豌豆^[22,]大豆^[1,15],蚕豆^[27]黑 麦^[25]欧芹^[29],绿豆^[23],玉米^[16],花生^[8],粟^[28],亚 麻^[6]等。从已发表的情况来看,高等植物基因组结构 在主要方面都和已知的动物方面的情况相仿,下面我 们分几个方面逐项加以讨论。     

草甸草原土壤与植物系统自然丰度氮稳定同位素的年际变化及其指示作用

氮是陆地生态系统生产力的首要限制性养分,利用自然丰度δ¹⁵N(¹⁵N/¹⁴N)可以有效指示生态系统氮循环过程。本试验研究了内蒙古草甸草原土壤与植物系统自然丰度δ¹⁵N、土壤净氮矿化潜势的年际变化。结果表明: 2017—2020年,土壤NO₃^--N含量(9.83～14.79 mg·kg^-1)均显著高于NH₄⁺-N含量(3.92～5.00 mg·kg^-1);土壤NH₄⁺的δ¹⁵N值(13.3‰～18.3‰)显著高于NO₃^-的δ¹⁵N值(3.76‰～6.14‰),土壤NO₃^-的δ¹⁵N值与土壤NO₃^-含量呈显著负相关;干旱年NH₄⁺的δ¹⁵N值相对较高,降水较高或较低年NO₃^-的δ¹⁵N值显著降低。干旱年土壤净氮矿化速率、净氨化速率显著高于湿润年,而土壤硝化速率与年降水量无显著相关性。植物δ¹⁵N值与土壤δ¹⁵N值无显著相关性,但与植物N含量呈显著负相关;豆科植物与非豆科植物δ¹⁵N值、N含量均呈显著正相关,在一定程度上表明豆科植物对非豆科植物的N吸收具有促进作用。研究结果可为草原土壤-植物系统氮循环过程及其对降水变化的响应提供数据支撑。     

丛枝菌根真菌与氮添加对不同根形态基因型水稻氮吸收的影响

植物主要依赖自身根系从土壤中获取矿质养分; 具有不同根形态的植物对于养分的吸收能力存在差异。丛枝菌根真菌(AMF)能与陆地植物根系形成共生关系, 帮助植物吸收矿质养分。但是, AMF对于植物根系养分吸收的促进效应是否会受根形态的影响还鲜有研究。该研究选取4种不同根形态基因型水稻(根毛缺陷突变体rhl1、侧根缺陷突变体iaa11、不定根缺失突变体arl1和野生型Kas)为研究对象, 设置2种施氮水平处理(低氮: 20 mg·kg^-1氨氮; 高氮: 100 mg·kg^-1氨氮), 利用稳定同位素¹⁵N示踪标记技术, 探究AMF和氮添加对不同根形态植物氮吸收的影响。研究结果发现, 相比低氮处理, 高氮处理下, rhl1、Kas、iaa11与arl1的茎叶¹⁵N浓度分别提高了60%、72%、128%与118%, 说明氮添加显著促进了水稻氮吸收, 且iaa11与arl1对氮添加的响应更强烈。在低氮水平下, AMF对rhl1、Kas、iaa11与arl1氮吸收的平均效应值分别为17%、31%、42%、51%, 表明AMF对于植物氮吸收的促进效应受根形态影响, iaa11与arl1对AMF的响应明显高于Kas与rhl1; 相较于低氮水平, 高氮水平下AMF对于不同根形态水稻氮吸收的促进效应都会显著降低, 表明氮添加削弱了AMF对植物氮吸收的促进效应。该研究阐明了4种不同根形态基因型水稻氮养分吸收存在显著差异, 其中氮吸收能力较弱的基因型水稻对AMF的响应更强, 该结果补充了植物与AMF在养分吸收上存在功能互补的控制实验证据。     

Transmembrane H + and Ca 2+ fluxes through extraradical hyphae of arbuscular mycorrhizal fungi in response to drought stress

丛枝菌根真菌(AMF)能够和大多数陆地植物形成共生体系, 对于植物生长发育和适应各种逆境胁迫具有重要作用。很多研究表明干旱胁迫下AMF能够促进宿主植物对水分的吸收从而增强植物抗旱能力, 但目前针对AMF根外菌丝响应水分胁迫的生理变化以及AMF与宿主植物逆境信号交流的研究并不多。该研究利用AMF Rhizophagus irregularis和胡萝卜(Daucus carota var. sativa)毛状根双重无菌培养体系获得纯净根外菌丝, 向培养基添加聚乙二醇(PEG)模拟干旱胁迫, 运用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM-EDS)观察干旱胁迫对AMF根外菌丝形态的影响, 同时采用非损伤微测技术(NMT)观测根外菌丝跨膜H ⁺和Ca ²⁺离子流变化。结果发现, PEG处理1 h后菌丝尖端和侧面发生H ⁺外流和强烈的Ca ²⁺内流, 荧光探针分析也显示菌丝胞内pH值显著上升、Ca ²⁺浓度增加; PEG处理24 h后菌丝形态发生明显变化, 培养基pH值降低, P、Ca、Fe等元素在菌丝际积累。这些试验结果表明, 干旱胁迫下AMF根外菌丝跨膜H ⁺和Ca ²⁺流发生变化, 促进了菌丝与环境之间的物质交换。菌丝酸化生长环境有利于养分吸收, 并促进AMF与宿主植物之间的信号交流以增强植物的耐旱性。     

激光对家蚕诱变效应的探讨

激光应用于生物学的研究,国内外都取得 了一定进展。Zkzolot^[8]用红宝石激光器照射雄 性果蝇幼虫产生了突变。中山大学^[3]用CO₂激 光器处理植物花药,引起大量染色体畸变。安 徽农学院^[5]用钦玻璃激光器照射蚕卵,获得一 雌一雄的突变体,进而育成新原种。华南农学 院^[2]用显离子激光照射蓖麻蚕蛹,诱发蛾翅突 变,并育成优良新品种。但也有经照射后未发 现突变的>,对此有必要从实践和理论上作进 一步探讨。我们采用特定位点法,以家蚕形质 性状为标志,研究了激光对家蚕诱变的效应,并 进行了染色体观察,现将结果报告如下.     

非豆科植物与放线菌的共生体——根瘤的发育和结构

非豆科植物和内生放线菌的共生体--放线菌根瘤(Actinorhizas)已在桤木等21属植物中发现^[3,6]。从桤木等属分离的放线菌已定为Frankia属^[4,9,14]。目前已知与放线菌共生结瘤的植物有178种左右,属于被子植物的7目、8科、20属^[2]。放线菌根瘤在形态学和解剖学上与豆科植物根瘤截然不同。     

玫瑰茄红色素的研制与应用Ⅲ.三种金属离子的效应

以热带经济植物玫瑰茄(Hibiscus sabdariffa L.)的成熟花萼为原料提制而成的玫瑰茄红色素,是一种新的食用天然色素^{[3,10,11,18,19]}。我们已经简要报道过这种色素的提制工艺、理化性质、安全性和着色试验的研究结果^[2],尔后又详细报道了玫瑰茄红色素最优提取条件的选择^[4]和热效应试验^[5]。本文拟报道玫瑰茄红色素对三种金属离子的效应。     

浅析植物吸收矿质盐与根际pH变化

1881年,Mayer根据植物吸收矿质盐时根际PH的变化,提出了生理酸碱性盐理论。植物吸收矿质盐时,根际PH为什么会发生变化？现行的植物生理学教材”·’,’－”伙都归结为植物对矿质盐的阴阳离子不均等吸收后残留离子的作用。一些讨论生理酸碱性盐的文章p’‘’恰当地否定了残留离子的作用,认为是由于植物不均等吸收了矿质盐的阴阳离子,为保持细胞PH恒定和电行平衡而分泌或吸收十”的结果。对此问题,笔者也想谈一点粗浅的看法。要阐明植物吸收矿质盐时根际PH变化的原因,首先应从根如何吸收矿质盐开始。矿质盐是以离子形式被吸收进入…     

大气沉降氮在土壤-植物系统中的留存机制

大气沉降氮在土壤和植物中的留存特征，是陆地生态系统氮截获和持续供应的关键。采用稳定性氮同位素技术标记¹⁵NO₃^-和¹⁵NH₄⁺,可以量化两种形态沉降氮的归趋动态。国内外氮同位素示踪试验的主要特点是氮添加量小(多小于250 mg ¹⁵N·m^-2),运行时间短(少于48个月),¹⁵NO₃^-和¹⁵NH₄⁺归趋的对比研究少。大气沉降氮中NO₃^-和NH₄⁺在生态系统中的留存，会因植物吸收偏好、微生物-植物氮竞争状况和生物-非生物固定过程的差异而不同。已有的研究表明，持续周转的微生物生物量氮是外源氮转化和固持的主要场所之一，土壤微生物偏好吸收利用NH₄⁺,而非NO<...     

火力楠、荷木和黎蒴林的土壤特性及涵养水源的研究

对火力楠、荷木和黎蒴纯林的土壤物理性质、林地持水特性、土壤养分、微生物数量及酶活性进行了研究.结果表明,3种林地的土壤容重分别为1.19、1.26和1.06 g·cm^-3,总孔隙分别为56.73%、54.18%和60.74%,土壤自然含水量分别为51.7%、13.0%和19.4%,毛管持水量分别为43.2%、37.8%和4.8%.火力楠林地的土壤保水性一般而通气性差;荷木林地的土壤保水性和通气性均差,黎蒴林地的土壤保水性和通气性好.火力楠、荷木和黎蒴单株凋落物持水量分别为20、8和15kg,林地分别为16、13和17 t·hm^-2;火力楠、荷木和黎蒴单株凋落物养分储量分别为112.71、31.20和87.30g、林地分别为84.3、51.86和98.11kg·hm^-2.3种林地呈强酸性.黎蒴林地的土壤有机质、全N、全P、全K、碱解N和速效P含量最高,而速效K含量为荷木林地＞黎蒴林地＞火力楠林地.火力楠林地有机质含量、全N和碱解N含量＞荷木林地,荷木林地的全P、全K、速效P含量＞火力楠林地.细菌占微生物总量的94%以上,黎蒴林地的细菌数量高达41×10⁵个·g干土,而火力楠林地和荷木林地分别为3.4×10⁴个·g干土和.3×10⁴个·g干土.黎蒴林地的脲酶、过氧化氢酶、磷酸酶活性最大,荷木林地纤维素分解酶活性最大5.3种林分中,黎蒴林的土壤肥力最高.     

椪柑营养诊断的DRIS初步标准

自1973年Beaufils提出综合诊断施肥法(Diagnosis and Recommendation Integrated System,简称DRIS)^[1]后,Sumner等人相继制订了大豆^[2]、玉米^[3]、甘蔗^[4]、马铃薯^[5]和小麦^[6]等农作物的DRIS标准,并在生产中获得了广泛的应用。但在柑桔生产中,直到1984年Beverly等人才建立伏令夏橙的DRIS标准^[7]。而对椪柑的DRIS标准则至今尚未见报道。本文根据庄伊美等报道的福建省24个高产(亩产2000-5000公斤)椪柑园的资料^[8],试图制订椪柑的DRIS初步标准,以供生产上应用之参考。     

厦门若干果树的硝酸还原酶活力初探

硝酸还原酶(NR)是植物体内氮代谢的关键酶,对植物生长发育有重要的作用。NR活力与作物耐肥性的相关性和作为作物营养诊断指标可能性的研究已引起国内外学者的广泛兴趣^[1]。     

中国柳属的数量分类研究(一)

柳属(Salix L.)由于雌雄异株、风媒花等复杂多变的形态特征,研究的难度为植物分类工作者所熟知。六十年代,用刚刚定型的数量分类学作为工具^[22],对柳属进行定量研究,Crovello的系列工作,^[6-12,19],引起我们的注视。     

木本植物花药培养的进展

近十年来,已从木本植物的8个科、9个属、约23 个种中获得了单倍体植株,它们是：茄科的滨黎叶拘祀 (Lycium halimifolzum Mill.)^[33],宁夏拘祀(L. barbarum L.)t'3拘祀(L. chinense Mill.)^[2]。杨柳科的 黑杨（Populus nigra L. )[33,小叶杨X黑杨（P. simonit Carr. X P. nigra L.),大青杨（P. ussuriensis Komar. )^[32],加拿大白杨X香杨（P. canadensis Moench X P. koreana Rehd.),哈青杨X钻天杨(P. harbinensis Wang et Skv. X P. pyramidalis Roz.)^[4],银白杨X小 叶杨（P. albs L. X P. simonii Carr.)^[5],中东杨（P. berolinensis Dipp. ),中东杨X钻夭杨(P. berolinensis Dipp. X P. pyramidalis Roz. ),小青杨（P. pseudo-simonii Kitagawa.)^[6],小青杨X钻天杨（P. pseudo-stmonzi Kitagawa. X P. pyramidalis Roz.)^[5],小叶杨（P. simonii Carr.) M,胡杨（P. euphratica Oliv. )^[7][8]。芸香科的权 壳（Poncirus trifolata (L.) Raf.)^[25], 柑桔（Citrus microcarpa Bge.)^[9] 葡萄科的葡萄(Vitis vinifera L.)^[10]蔷薇科苹果属的揪子（Malus pruni f olia (Wi- 11d.) Borkh.)^[11]以及苹果（Malus pumilea Mill.)^[12]。七叶树科的欧洲七叶树（Aesculus hippocastanum L.)^[30] 无患子科的荔枝（Litchi chinensis Sonn.)^[13]。此外,在 我国已从杉木花药培养获得小植株^[14],油茶也已从花 药愈伤组织分化出绿芽点^[15]。     

基因型对玉米花药和盾片离体诱导频率的影响

近年来随着玉米细胞和组织培养研究的进 展,已开始着手在细胞和组织水平上改良玉米。 Green等^[5]诱导玉米盾片愈伤组织首次获得体 细胞再生植株。Gengenbach等^[6]从诱导的体细 胞组织筛选获得抗大斑病的玉米品系。中国科 学院遗传研究所^[1][2]获得玉米花粉植株自 交结实,为快速培育玉米自交系开创了道路。吴 甲林等^[3]、陈力等[4]通过花粉培养获得优良自交 系而开始组配杂交种。这些报道均提到诱导及 诱导频率高低与基因型有关。用花药培养易于 和不易于诱导的玉米杂交种能否诱导出体细胞 再生植株？它们二者有无关系。本文报道这方 面的试验初步结果。     

利用15N示踪技术研究木荷与马尾松幼苗叶片对NO2的吸收与分配

大气氮氧化物(NO_x=NO+NO₂)随着干沉降进入森林生态系统时,会首先接触森林冠层。森林乔木能通过叶片吸收多少NO₂以及对吸收的NO₂是如何分配的,目前尚不清楚。该研究利用¹⁵N稳定同位素示踪技术,对中国南方常见乔木树种木荷(Schima superba)和马尾松(Pinus massoniana)幼苗在黑暗和光照两种条件下进行了¹⁵NO₂静态箱熏蒸实验,检测并分析了两种植物的¹⁵N回收率以及吸收的NO₂在植物各组织中的分配结果。结果显示:植物主要通过气孔吸收NO₂,木荷和马尾松在黑暗条件下整体分别能回收10.3%±5.9%和20.4%±7.0%¹⁵NO₂,在光照条件下整体分别能回收35.9%±5.4%和68.2%±7.6%¹⁵NO₂。两种植物各组织中的平均干质量¹⁵     

香荚兰根腐病研究——Ⅰ.病原菌鉴定及其生物学特性

香英兰根腐病是为害香荚兰的严重病害之一,世界上很多香荚兰产区均有发生,在波多黎各发生特别严重,已成为该地区发展香荚兰生产的阻碍因素^[10,11]。近年来,马达加斯加^[9]、印度^[6]、乌干达^[5]均报道过本病。     

不同浓度海水胁迫对菊芋幼苗生长发育及磷吸收的影响

种植抗盐耐海水植物是合理利用和开发海涂资源的有效措施之一。本试验通过不同浓度海水处理研究菊芋幼苗生长发育及对³²P吸收利用差异和离子吸收分布的情况。结果表明:在不同浓度海水浇灌下,菊芋地上部、地下部、总鲜重及干物质重从CK到50%海水浓度没有明显变化,在75%海水胁迫下显著下降,干物质百分比则为75%海水浇灌的最高;在中等P水平下,地上部在25%海水处理下对³²P吸收率最高;随海水浓度增高菊芋幼苗地上部单位干重积累的Na⁺和Cl^-依次增大;而K⁺与Na⁺积累情况不同,K⁺在25%海水胁迫下地上部单位干重积累的最多,其次是50%,CK和75%海水胁迫差不多;地下部单位干重积累的Na⁺、Cl^-和K⁺情况与地上部单位干重积累的各离子趋势相似。     

庭藤种综内分类群间变异式样的相关性

在种子植物中,种内的分化类型之呈连续的数量性状变异式样者屡见不鲜。毛叶石楠Photinia villosa(Thunb.)DC^[1]、短葶山麦冬Liri-ope muscari (Decne.)Bailey^[2]和胡枝子Lespedeza bicolor Turcz.^[3]就是很好的例证。