美洲黑杨凋落叶分解初期对小白菜生长的影响

采用盆栽试验,研究了美洲黑杨(Populus deltoides)凋落叶分解初期对受体植物小白菜(Brassica chinensis)生长和生理的影响。试验设置0、30、60和90 g/盆4个凋落叶施用水平(分别记作CK、L30、L60和L90)。同时,为检验凋落叶施入是否对土壤通气透水性产生明显影响进而影响受体植物的生长,用蒸煮后的凋落叶设置平行空白试验,即30、60、90 g/盆3个蒸著后的凋落叶处理(分别记作Z30、Z60和Z90)。将各处理的凋落叶分别与7 kg土壤混合,播种小白菜。在播种后50、80 d测定小白菜株高和生理指标。结果表明:1)高量(L90)凋落叶下小白菜的高生长和鲜重于50 d时被显著抑制,80 d时长势恢复正常;2)80 d时各处理净光合速率(Pn)与CK水平相当,色素含量略低于CK;3)50、80 d时,低(L30)、中(L60)量处理的超氧化物歧化酶(SOD)活性无明显变化,高量处理下SOD活性升高;4)各处理丙二醛(MDA)含量在50、80 d时与CK均无显著差异。总的来看,杨树各凋落叶量处理对小白菜的影响表现为:低、中量促进,高量抑制,而经蒸煮后的凋落叶处理间差异不显著。表明,低、中量杨树凋落叶在土壤中分解对小白菜生长及生理代谢的影响主要表现为促进作用,而施入高量凋落叶的初期,化感抑制作用明显。     

巨桉凋落叶分解初期对菊苣生长和光合特性的影响

采用盆栽试验,于2010年3-5月在四川农业大学教学科研园区内研究了巨桉凋落叶分解初期对受体植物菊苣幼苗生长和光合特性的影响.试验设置CK (0 g·pot-1)、A1(30 g·pot-1)、A2(60 g·pot-1)和A3 (90 g·pot-1)4个凋落叶施用水平,将各处理的凋落叶分别与12 kg土壤混合后装盆,播种菊苣,分别在播种30、45、60和75 d测定菊苣生长指标,待凋落叶量的最高处理组A3植株第3片真叶完全展开后,测定菊苣叶片的光合生理指标.结果表明:在各测定时间下,不同巨桉凋落叶施用水平的菊苣生物量积累和叶面积增长受到显著抑制;在凋落叶分解初期,菊苣幼苗叶片光合色素合成受到明显抑制,且随着凋落叶施用量增加抑制作用加大,各处理幼苗的光合速率日变化均呈午休双峰型曲线,气孔导度和水分利用效率的变化趋势与净光合速率相同,日光合总量表现为CK＞A1 ＞A2 ＞A3.经GC-MS定期检测,凋落叶中有33种小分子化合物随着凋落叶的分解而逐步释放,以具有化感作用的萜类物质为主.     

香樟凋落叶分解对辣椒生长的抑制作用及施氮的缓解效应

采用盆栽试验,研究了香樟凋落叶分解对辣椒生长、生理特性和发育节律的影响及施氮对凋落叶分解效应的影响.试验设置对照(CK,每盆0 g)和每盆25 g(L25)、50 g(L50)、100g(L100)3个水平凋落叶处理,凋落叶分解39 d后开始施氮处理(每盆3.0 g尿素,分6次施入).结果表明:凋落叶分解明显抑制了辣椒的叶面积、株高、基径和生物量积累,且施用量越大,作用越强,持续时间越长;低量处理(L25)即可使其蕾数在观察期内(分解55~75 d)平均减少88.7%,96 d时的结实植株率减少40%,而中高量处理(L50和L100)下无植株现蕾和结实;各水平凋落叶处理的辣椒光合色素含量与净光合速率(Pn)几乎均低于CK;过氧化氢(H2O2)含量升高,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性升高,丙二醛(MDA)含量仅在高量处理(L100)下显著上升;施氮可明显减轻辣椒生长发育受抑制的现象,各凋落叶处理的辣椒叶面积在施氮后52 d,株高、基径、生物量在施氮后83 d几乎恢复至CK水平,现蕾和结实率也得以明显提升.     

核桃凋落叶分解对莴笋抗氧化系统及光合特性的影响

为探讨核桃对农作物的化感作用,该试验采用盆栽法,设置4个凋落叶施用量水平(0、30、60、90g/盆),研究了核桃凋落叶在土壤中自然分解过程中对莴笋(播种后80、100、120和140d)抗氧化系统、光合生理特征及其生长的影响。结果显示:(1)核桃凋落叶处理的莴笋叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性在播种80d时得到促进,在100d时受到抑制,而在120d之后基本恢复至正常水平,并以SOD表现最为敏感。(2)核桃凋落叶处理100和120d时,莴笋叶片可溶性蛋白(SP)含量显著降低,而可溶性糖(SS)含量显著增加。(3)核桃凋落叶处理100、120d时,莴笋叶片净光合速率(Pn)受到显著抑制,各处理气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)显著低于对照。(4)核桃凋落叶处理的莴笋株高、地上部分生物量及地上部分占总生物量比重在处理120d时均显著低于对照,在140d时基本恢复正常。研究表明,核桃凋落叶在土壤中分解对莴笋产生的化感作用强度随分解时间延长呈现出逐渐增强后再减弱的变化趋势;莴笋可以通过调控自身的保护酶活性和渗透调节物质含量在一定程度上缓解化感物质伤害,对核桃凋落叶的化感作用有较强的耐受能力,生产中可以在核桃林下进行间作或者套作莴笋。     

核桃凋落叶分解对小麦生长及生理特性的影响

采用盆栽试验,研究了核桃(Juglans regia)凋落叶分解对小麦(Triticum aestivum)生长及抗氧化酶系统、渗透调节物质含量的影响。试验设置A1(30 g/盆)、A2(60 g/盆)、A3(90 g/盆)和对照(CK)4个凋落叶水平,将各处理的凋落叶分别与8 kg土壤混合后装盆。同时设置补充试验,将称好的核桃凋落叶蒸煮12 h,先后用80%丙酮和乙醇充分浸泡24 h,再蒸煮12 h,其他处理方法和条件相同,观测分析浸提蒸煮后的核桃凋落叶在施入土壤后对受体植物的影响。结果表明:核桃凋落叶分解(0—160 d)明显抑制了小麦茎秆地径、茎高、株高、地上部分干重,并随凋落叶量的增加抑制作用增强;随凋落叶量的增加,75—115 d小麦叶片超氧化物歧化酶SOD活性增强,但过氧化氢酶CAT和过氧化物酶POD活性显著低于CK但各凋落叶处理之间变化不明显;75—95 d小麦叶片丙二醛MDA含量变化不明显,115 d时随凋落叶量增加MDA含量显著增加;75—115 d随凋落叶量的增加可溶性糖含量显著增加,但可溶性蛋白含量呈现出下降的趋势;各处理凋落叶对小麦的化感综合效应CE均表现为抑制效应,0—115 d抑制效应增强,115 d后抑制效应减弱,这是由于核桃凋落叶在土壤中分解释放的有害次生代谢物质已明显减少;在补充试验中,各处理间无明显形态差别,CK、B1(30 g/盆)和B2(60 g/盆)水平下各生长指标差异不显著(P0.05),B3(90 g/盆)水平下化感效应指数RI的绝对值与A3相比明显减小,表明在一定的凋落叶施入量范围内,其对土壤物理性质的影响和对小麦根系生长的物理阻隔不会显著抑制小麦的生长。综合各项指标,表明核桃凋落叶分解过程中释放的次生代谢物质显著抑制了小麦生长和生理特性。     

天竺桂凋落叶对凤仙花生长和光合特性的影响

采用盆栽实验,通过向土壤(每盆8kg)中添加0g·pot-1(CK)、20g·pot-1(L)、40g·pot-1(M)和80g·pot-1(H)天竺桂(Cinnamomum japonicum)凋落叶,模拟其自然分解对凤仙花(Impatiens balsamina)生长和光合特性的影响。结果显示:(1)添加天竺桂凋落叶M和H处理下,凤仙花生物量和地径均显著降低,而株高无明显变化;其叶绿素含量受到显著抑制,净光合速率(Pn)和水分利用效率(WUE)显著低于CK,而气孔导度(Gs)、胞间二氧化碳浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)3个气体交换参数显著高于CK。(2)Pn-PAR曲线和Pn-Ci曲线拟合表明,凤仙花在光饱和以及CO2饱和状态下的最大净光合速率(Pn max)、表观量子效率(AQY)、暗呼吸速率(Rd)、RuBP羧化效率(CE)和光呼吸速率(Rp)均随添加天竺桂凋落叶处理量的增加而呈下降趋势。(3)添加天竺桂凋落叶36d和67d时对凤仙花生长影响不明显,而处理58d时有明显抑制作用。研究表明,在模拟天竺桂凋落叶自然分解的土壤环境中,凤仙花的光合色素含量降低,抑制了其光合能力,对环境适应能力降低,导致凤仙花的生长受到抑制。     

巨桉凋落叶分解对牧草生长和光合特性及土壤酶活性的影响

采用盆栽试验,研究了巨桉凋落叶(0、50、100、150g凋落叶分别与8kg土壤混合)在分解过程中对牧草老芒麦和红三叶生长和光合生理特性的影响以及几种土壤酶活性的动态响应。结果显示:(1)两种牧草的草层高和生物量均随土壤中凋落叶剂量增大而减小,草层高受抑制的程度随分解时间延长而先强后弱。(2)凋落叶处理促进了老芒麦的净光合速率(Pn),使其对光和CO2的适应范围增大,表观量子效率(AQY)(50g处理除外)和羧化速率(CE)升高,对红三叶的光适应范围也有促进作用,并在低剂量(50g)下提升其Pn、AQY和CE,但降低其CO2适应范围;两种牧草暗呼吸速率(Rd)或光呼吸速率(Rp)几乎在各凋落叶处理下均高于CK。(3)红三叶的生长和光合生理受到的化感综合效应(平均0.317)小于老芒麦(平均0.380),表现出更强的抗性。(4)凋落叶在分解到20~60d时明显促进了土壤磷酸酶活性,在20~40d时明显促进了蔗糖酶活性,之后促进作用减弱,并与两种受体草层高受抑制作用的动态变化趋势一致;过氧化氢酶和脲酶活性受影响的程度较小。研究认为,巨桉凋落叶分解,通过释放化感物质直接或间接地作用于受体,尽管受体可能通过提高对光和CO2的利用能力来应对化感胁迫,但其呼吸消耗增大,生长始终表现为受到抑制。     

银木凋落叶腐解过程对小白菜生长和抗性生理的影响

采用盆栽试验,研究了0(CK)、20(A1)、40(A2)和80(A3)g/盆不同量银木凋落叶在土壤中腐解不同时间(30、40、50、60、70 d)后对受体植物小白菜株高、叶面积、生物量及几种抗性生理指标的影响。同时设置补充试验,采用充分浸泡48 h并蒸煮4h,再风干后的银木凋落叶,各处理用叶量同上,观测分析蒸煮后的银木凋落叶在施入土壤后对土壤物理性质和受体植物的影响。结果表明:(1)在未蒸煮的试验中,凋落叶在施入土壤70 d内,显著抑制了小白菜的高生长、叶片伸展和生物量;在低凋落叶量、短时间处理下,小白菜叶片超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶活性有所升高,但处理量增大或处理时间延长时,超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性降低,70 d时过氧化氢酶活性随着处理量增大受到显著促进(RI>0);在低凋落叶量、短时间处理下,可溶性糖含量显著上升,随着处理时间的延长和处理量的增加,可溶性糖和可溶性蛋白的含量显著降低;银木凋落叶在土壤中的作用强度随分解时间延长呈先强后弱的变化趋势,高凋落叶量处理产生的效应比低凋落叶量处理快且强,对小白菜的综合抑制效应变化趋势为:A3>A2>A1;60 d后,各处理的某些指标(生物量、超氧化物歧化酶等)的效应明显减弱以及各处理之间效应差异缩小,可能是由于银木凋落叶在土壤中分解释放的有害次生代谢物质已明显减少;(2)在补充试验中,小白菜试验期内各处理间无明显形态差别,70 d时各处理生物量、形态指标之间无显著差异(P>0.05),表明在凋落叶施入量一定的范围内,土壤物理性质并不是影响小白菜生长的主要因素。综合各项指标可以看出,银木凋落叶在土壤腐解过程中可能对小白菜的生长和抗性生理产生了化感作用。     

核桃凋落叶分解对萝卜生长和生理的影响

为考察核桃(Juglans regia L.)与冬性作物复合种植模式中凋落叶分解对作物生长的影响,该试验采用盆栽法,以冬性作物萝卜(Raphanus sativus L.)为受体,种入混有0、60、120和180g/pot核桃凋落叶的土壤中,并在萝卜生长过程中测定其形态、生理及生殖相关指标。结果表明:(1)萝卜地上部分的生长在凋落叶分解初期受到显著抑制,而在后期得到明显恢复。(2)在核桃凋落叶分解的影响下萝卜出现了明显的胁迫响应,特别是在分解初期和较高凋落叶量(120、180g/pot)处理下,光合色素含量受到明显抑制,叶片内活性氧含量增加,并在一定程度上受到渗透胁迫。(3)在测定时期内,萝卜叶片内MDA含量并未显著增加,即萝卜可通过自身调节抵御胁迫造成的危害。(4)萝卜在较高凋落叶剂量处理下,产出的种子颜色较深,且在180g/pot处理下产出的种子萌发率较低,种子质量受到明显影响。研究认为,土壤中核桃凋落叶分解初期能对萝卜造成化感胁迫,但长久来看不会降低萝卜产量;将两者复合种植时,可保留地面凋落叶,且最好在叶片分解一段时间后种植作物。     

滇中亚高山人工林凋落物分解对模拟氮沉降的响应

2018年2月至2019年1月,利用尼龙网袋法对滇中亚高山华山松和云南松两种人工林开展模拟氮(N)沉降下凋落叶和凋落枝原位分解试验,N沉降水平分别为对照(CK, 0 g N·m^-2·a^-1)、低N(LN, 5 g N·m^-2·a^-1)、中N(MN, 15 g N·m^-2·a^-1)和高N(HN, 30 g N·m^-2·a^-1)。结果表明: 华山松凋落叶和凋落枝年分解率分别为34.8%和18.0%,分别高于云南松凋落叶的32.2%和凋落枝的16.1%。模拟N沉降下,LN处理使华山松凋落叶、枝分解95%所需时间较对照分别减少0.202和1.624年,MN处理分别减少0.045和1.437年,HN处理则分别增加0.840和2.112年;LN处理使云南松凋落叶、枝分解95%所需时间较对照分别减少0.766和4.053年,MN处理分别增加0.366和0.455年,HN处理分别增加0.826和0.906年。经过1年的分解,低N处理促进了华山松和云南松凋落物(叶、枝)的分解,而高N处理表现为抑制作用;N沉降对两种林型凋落物分解的影响与凋落物中纤维素和木质素含量密切相关。可见,凋落物基质质量在一定程度上决定了凋落物分解对N沉降的响应情况,尤其是纤维素和木质素含量。     

香樟凋落叶分解过程对两种间作作物生长和光合特性的影响

采用盆栽试验方法,探讨了香樟(Cinnamomum camphora)凋落叶不同土壤添加水平(0 g/盆为CK、25 g/盆、50 g/盆,100 g/盆)对受体作物小白菜(Brassica chinensis)、莴笋(Lactuca sativa)幼苗生长和光合特性的影响。结果显示:(1)香樟凋落叶分解对两种作物的地径、株高、生物量、叶片数和叶面积均有明显的抑制作用,且抑制效应随凋落叶添加量的增加而增强,但随着分解时间的延长其抑制作用逐渐减弱甚至表现为促进作用。(2)香樟凋落叶分解对两种作物的光合色素含量均有明显的抑制效应,并随凋落叶添加量的增加抑制作用增强,且持续时间延长。(3)经凋落叶处理的两种作物叶片净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)、水分利用率(WUE)总体上均低于CK,而胞间CO₂浓度(C_i)在各凋落叶处理下均高于CK。(4)随着土壤中凋落叶量的增加,两种作物在光饱和以及CO₂饱和状态下的最大净光合速率(P_{n max})、表观量子效率(AQY)、羧化速率(CE)、光呼吸速率(R_p)和暗呼吸速率(R_d)均不断下降,而光补偿点(LCP)、光饱和点(LSP)、CO₂饱和点(CSP)、CO₂补偿点(CCP)因受体作物的不同,表现出不同的变化趋势。研究表明,土壤中香樟凋落叶分解释放的化感物质,能通过降低受体作物的光合色素合成和光合能力,限制其营养生长,最终影响生物量积累;相对于莴笋,小白菜对香樟凋落叶分解产生的化感胁迫效应具有更强的耐受性,可能更适宜在香樟林间种植。     

Effects of elevated CO2 and nitrogen fertilization pretreatments on decomposition on tallgrass prairie leaf litter

Standing dead and green foliage litter was collected in early November 1990 from Andropogon gerardii (C₄), Sorghastrum nutans (C₄), and Poa pratensis (C₃) plants that were grown in large open-top chambers under ambient or twice ambient CO₂ and with or without nitrogen fertilization (45 kg N ha⁻¹). The litter was placed in mesh bags on the soil surface of pristine prairie adjacent to the growth treatment plots and allowed to decay under natural conditions. Litter bags were retrieved at fixed intervals and litter was analyzed for mass loss, carbon chemistry, and total Kjeldahl nitrogen and phosphorus. The results indicate that growth treatments had a relatively minor effect on the initial chemical composition of the litter and its subsequent rate of decay or chemical composition. This suggests that a large indirect effect of CO₂ on surface litter decomposition in the tallgrass prairie would not occur by way of changes in chemistry of leaf litter. However, there was a large difference in characteristics of leaf litter decomposition among the species. Poa leaf litter had a different initial chemistry and decayed more rapidly than C₄ grasses. We conclude that an indirect effect of CO₂ on decomposition and nutrient cycling could occur if CO₂ induces changes in the relative aboveground biomass of the prairie species.     

香樟凋落叶分解对辣椒及土壤氮营养的限制作用

香樟(Cinnamomum camphora)凋落叶分解能够明显干扰受体植物的生长、生殖、光合生理和活性氧代谢。该研究继续采用盆栽试验,探讨了不同量[0(对照)、25、50和100g]的香樟凋落叶添加到土壤(10kg/盆)中对受体植物辣椒(Capsicum annuum)及其土壤氮营养状况的影响,外源氮(尿素)输入对凋落叶分解的交互作用,以及凋落叶分解效应的产生是否因为其较高的C/N比而导致微生物争氮。结果显示:(1)各剂量(25~100g/盆)凋落叶处理下,辣椒幼苗硝态氮、可溶性蛋白和全氮含量均在至少2个月内大幅显著降低。(2)土壤硝态氮与辣椒硝态氮、全氮间均具有极显著的协同下降趋势;土壤微生物生物量氮则在总体上高于对照,而土壤全氮和铵态氮的响应较小。(3)施氮不仅使辣椒各氮组分和土壤硝态氮含量整体提升,还使凋落叶分解在这些指标上的抑制作用显著减弱。(4)香樟凋落叶的初始C/N为125.61±4.89,其在土壤中分解48~137d后的C/N始终远高于Hodge假说指出的可导致微生物争氮的临界值,但经过分解120d和135d的凋落叶添加到土壤中并不抑制辣椒的生长。研究认为,香樟凋落叶分解初期可能释放了不利于土壤硝化过程的物质,造成土壤硝态氮匮乏,以致受体植物的氮素吸收和积累减少,而凋落叶较高的C/N比及土壤微生物争氮并非主导因素。     

Variation of photosynthetic capacity with leaf age in an alpine orchid, Cypripedium flavum

Photosynthetic rate, chlorophyll fluorescence, leaf nitrogen and chlorophyll content of Cypripedium flavum were studied at different leaf ages. The photosynthetic capacity changed significantly with leaf age. Net photosynthesis and chlorophyll content peaked when leaf age was 60 days, decreasing at 30, 90 and 120 days. Stomatal conductance showed the highest value at 60 days, while mesophyll conductance decreased with increasing leaf age. Both leaf nitrogen content per unit area and leaf nitrogen content per unit mass decreased with increasing leaf age. The age-dependent variation in photosynthetic capacity could be linked to the changes in biochemical efficiency, leaf nitrogen content and CO₂ diffusion limitation.     

不同生境条件下核桃凋落叶次生代谢物质的差异及其分解初期对小白菜光合生理特性的影响

采用气质联用技术(GC-MS)分析了秦巴山区大巴山南坡和川西高山峡谷区两个不同生境条件下生长的核桃(Juglans regia)凋落叶中次生代谢物质的差异,并采用盆栽试验,研究了这两个地区核桃凋落叶分解对小白菜(Brassica chinensis)生长和光合生理特性的影响。试验设置F0(0 g/pot)、F1(30 g/pot)、F2(60 g/pot)、F3(120 g/pot)和F4(180 g/pot)5个凋落叶施用水平,分别将各处理的凋落叶与8 kg土壤混合后装盆,播种小白菜。分别于播种后20、45和75 d测定小白菜的生长指标,待凋落叶最高添加量处理组F4植株的第3片真叶完全展开后,测定小白菜的光合生理指标。结果表明:(1)采用GC-MS共检测出8类21种相对含量1%的次生代谢物质,其中,川西高山峡谷区核桃7类15种,相对含量总计56.03%,秦巴山区大巴山南坡核桃5类12种,相对含量总计51.46%。川西高山峡谷区核桃白菖油萜、茅苍术醇、β-桉叶醇、6,10,14-三甲基-2-十五烷酮、亚麻油酸、硬脂酸、十八醇、γ-谷甾醇、豆甾-4-烯-3-酮等为报道较多的潜在化感物质,其相对含量高于秦巴山区大巴山南坡核桃,而角鲨烯、δ-生育酚、黑麦草内酯等潜在的化感物质相对含量则低于秦巴山区大巴山南坡核桃;(2)播种后20 d和45 d,两个地区各添加量核桃凋落叶分解对小白菜生物量积累均产生显著的抑制作用,但75 d后效应减弱;(3)在凋落叶分解初期,小白菜叶片光合色素合成受到明显抑制,且随着凋落叶添加量增加抑制作用增强,与此同时,净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)也明显受到核桃凋落叶分解的抑制;(4)总体来看,川西高山峡谷区核桃凋落叶化感作用大于秦巴山区大巴山南坡核桃凋落叶,这可能是由于前者经受较多的环境胁迫,体内积累了更多的酮类、烯烃、醇类和甾族化合物等化感物质造成的。     

氧化石墨烯对多年生黑麦草逆境生理及光合特征的影响

为探讨不同浓度氧化石墨烯（GO）对多年生黑麦草生长、生理及光合特征的影响,该文采用盆栽试验,在土壤中添加0、10、20、30、40、50 mg·g^-1 GO进行多年生黑麦草培养,并测定植物生长指标、光合色素含量、保护酶活性、丙二醛（MDA）含量、叶片质膜透性、可溶性蛋白含量和光合参数。结果表明：（1）10、20 mg·g^-1 GO处理对多年生黑麦草生长无显著影响;30～50 mg·g^-1 GO处理对多年生黑麦草生长具有抑制作用,在50 mg·g^-1 GO浓度下多年生黑麦草株高和生物量均最小,较对照分别降低了16.8%和27.1%。（2）当GO浓度达到30 mg·g^-1时,总叶绿素和类胡萝卜素的含量显著降低,在50 mg·g^-1 GO处理时达到最低。（3）高浓度的GO处理(40、50 mg·g^-1)虽降低了多年生黑麦草的叶片净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）和蒸腾速率（T_r