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。     

增温和施氮对亚热带杉木人工林土壤溶液养分的影响

在增温和氮沉降等气候变化背景下,土壤溶液养分元素供应是否平衡对加速或减弱土壤养分循环起着至关重要的作用。为探究增温和施氮对亚热带杉木人工土壤溶液养分动态的影响,分别于各样地的0—15、15—30cm和30—60cm土层安装土壤溶液采集器。利用真空泵的负压原理采集土壤溶液,对其有机组分及无机组分进行了两年的动态监测。结果显示:增温及增温+施氮显著增加了各土层溶解性总氮(DTN)及硝态氮(NO-3)浓度,而施氮促进了植被对其的大量吸收而未呈现显著的促进作用。整体而言,短期增温和施氮处理显著降低了可溶性有机碳(DOC)浓度,对土壤溶液K~+、Ca~(2+)、Na~+、Mg~(2+)等离子含量影响较小。但相比于施氮,增温对土壤溶液中矿质元素的影响远大于施氮。增温导致的土壤孔径增大,通透性增强可极大地促进Fe~(3+)、Al~(3+)淋溶,同时导致表层Na~+、Mg~(2+)离子含量显著降低。增温+施氮交互作用对土壤溶液各养分的影响存在叠加效应,但并不是增温和施氮单因子的简单累加,要深入了解土壤养分对未来气候变迁的内部机制需进一步长期监测。     

盐渍土壤大果沙枣树主要矿质阳离子的吸收和分配特征

为探明大果沙枣树体矿质离子渗透调节机制,比较分析了盐渍化生境中1～12a生树的根、枝和叶部主要矿质阳离子的吸收、分配特征。结果表明:(1)大果沙枣树体内Ca~(2+)的积累量最高(13.79 g/kg),K~+次之(5.92 g/kg),Na~+最低(1.00 g/kg);随着树龄的增大,大果沙枣根部的Na~+以及枝和叶部的K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)的积累量均逐渐增大,而根部的K~+含量则逐渐减少;高龄段(10～12a)树体根部的Na~+累积量显著(P0.05)高于中低龄(1～9a)段。(2)大果沙枣树体内K~+/Na~+最大(15.36),Mg~(2+)/Na~+次之(12.25),Ca~(2+)/Na~+最小(10.51),根和枝部的K~+/Na~+均随着树龄的增大而降低,叶部则表现相反。(3)土壤中的K~+和Mg~(2+)向根方向、根部K~+、Mg~(2+)和Ca~(2+)向枝方向以及根部的K~+和Mg~(2+)向叶方向的选择运移系数均随着树龄的增大呈直线上升趋势。(4)土壤中Na~+与根部Na~+含量呈极显著正相关关系(0.687,P0.01),与叶部的K~+含量呈显著正相关(0.605,P0.05);土壤中K~+含量与根部的Na~+、叶部的K~+分别呈显著和极显著正相关(0.544,0.676),与根部的Mg~(2+)呈显著负相关关系(-0.499)。研究发现,大果沙枣树生长过程中主要通过根部对Na~+的聚积作用,以及K~+、Mg~(2+)和Ca~(2+)在枝、叶部的吸收积累来维持植物体离子平衡,以适应盐渍土壤环境。     

钙对盐胁迫下冰叶日中花不同器官离子含量和根部K~+、Na~+吸收的影响

以冰叶日中花(Mesembryanthemum crystallinum L.)实生苗为材料,经NaCl、NaCl+ CaCl_2、NaCl+LaCl_3处理后,利用电感耦合等离子发射光谱仪检测叶、茎、根中Na~+、K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)含量,计算K~+/Na~+、Ca~(2+)/Na~+和Mg~(2+)/Na~+比值,利用非损伤微测技术测定根尖Na~+流和K~+流,研究盐胁迫下钙在维持离子平衡中的作用。结果显示,NaCl处理后,冰叶日中花各器官中Na~+含量增加,K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)含量降低,离子比值降低;CaCl_2处理降低了Na~+含量,提高了K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)含量,离子比值升高,而LaCl_3处理后的结果相反。经NaCl处理24 h后,冰叶日中花根尖Na~+和K~+明显外流,加入CaCl_2后,Na~+外流速度显著增加,K~+外流速度受到抑制,而加入LaCl_3后则降低了Na~+的外流速度,促进了K~+的外流。研究结果表明冰叶日中花受到盐胁迫后,钙参与了促进根部Na~+外排、抑制K~+外流的过程,进而保持各器官中较低的Na~+含量,表明钙在维持和调控离子平衡中起到重要作用。     

辣椒茎、叶对酸化土壤交换性能及土壤酶活性的影响

采用辣椒秸秆废弃物与酸化土壤共培养的方法, 设计了不同添加量的辣椒茎、叶与酸化土壤充分混合、共培养, 测定了土壤交换性离子及土壤酶活性的变化, 探讨辣椒茎、叶对酸化土壤交换性能及土壤酶活性的影响。结果表明, 辣椒茎、叶可以改善酸化土壤pH, 降低酸化土壤交换性酸含量; 添加辣椒茎、叶可提高土壤NH4+-N含量, 影响土壤NO3--N转化; 添加辣椒茎、叶可提高土壤交换性盐基含量、CEC及盐基饱和度, 尤其以添加辣椒叶5%的效果最好; 辣椒茎、叶可以提高土壤脲酶活性, 但培养60 d后各处理土壤过氧化氢酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶活性无显著性差异; 添加辣椒茎、叶能提高土壤酶的几何平均数, 改善酸化土壤质量, 其对酸化土壤质量的改变与辣椒茎、叶的添加量有关。研究结论可为开拓辣椒秸秆利用途径、改善土壤酸度, 提高土壤肥力等方面提供理论依据。     

褪黑素对盐胁迫下香椿幼苗生长及离子吸收和光合作用的影响

以香椿幼苗为材料,采用水培法研究不同浓度褪黑素(0、50、100、200和400μmol/L)对盐(150 mmol/L NaCl)胁迫下香椿幼苗生长指标、矿质元素离子(Na~+、K~+、Ca~(2+)和Mg~(2+))含量、净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)和胞间CO_2浓度(C_i)等光合作用指标的影响,以探究外源物质褪黑素对盐胁迫下香椿幼苗生长和生理的调控作用。结果表明:(1)在盐胁迫条件下,香椿幼苗的生长受到显著抑制,叶绿素含量和P_n显著降低,叶片和根系中Na~+含量比对照(CK)显著增加,而K~+、Mg~(2+)和Ca~(2+)含量以及离子含量的比值(K~+/Na~+、Mg~(2+)/Na~+和Ca~(2+)/Na~+)则明显下降,且丙二醛含量显著增加。(2)施加适宜浓度褪黑素能显著促进盐胁迫下香椿植株生长,降低其叶片和根系中Na~+含量,提高其K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)含量和离子含量比值以及叶片P_n、T_r、水分利用效率(WUE)和G_s和C_i,但却降低了气孔限制值(L_s)。(3)适宜浓度褪黑素使盐胁迫下香椿植株叶片的丙二醛积累明显下降,叶绿素含量显著上升。研究发现,外施适宜浓度的褪黑素能降低盐胁迫下香椿幼苗叶片和根系内Na~+浓度,增加K~+、Mg~(2+)和Ca~(2+)浓度,调控植物体内细胞的离子平衡状态,增强对营养元素的吸收,提高光合作用效率,从而提高香椿幼苗对盐胁迫的抗性,并以100μmol/L褪黑素处理的效果最佳。     

不同淋洗水量下胶州湾养殖池塘土壤盐分淋洗规律

针对养殖池塘严重盐渍化现象,为确保土地资源和水资源的有效利用,通过室内土柱试验探讨不同淋洗水量下胶州湾养殖池塘土壤盐分淋洗规律,并确定最佳用水量。结果表明:随着淋洗水量的增加,土壤及其淋滤液的含盐量均以指数形式下降,为兼顾淋洗效果和节约用水,接近1:1的水土比可以达到较好的改良效果;在脱盐过程中,土壤中Ca~(2+)、Mg~(2+)、K~+、Na~+、Cl~-含量均呈下降趋势,SO_4~(2-)含量呈先上升后下降的趋势,CO_3~(2-)、HCO_3~-含量呈上升趋势;淋滤液中各盐离子浓度与土壤各盐离子变化规律类似;土壤各盐离子脱盐率大小大致表现为Cl~-Na~+K~+Ca~(2+)Mg~(2+)SO_4~(2-)HCO_3~-;随着淋洗水量的增加,土壤中离子组成由原来的Cl~-和Na~+为主先转变为以Na~+、K~+和SO_4~(2-)为主,最后转变为Na~+、HCO_3~-和K~+为主。土壤脱盐过程伴随着土壤碱化现象,因此需要对盐渍土脱盐过程中的碱化现象进行进一步研究。     

黄河三角洲柽柳植株周围土壤盐分离子的分布

为探讨柽柳的盐分富集效应及其对不同盐分离子分布的影响,以黄河三角洲盐碱地柽柳为研究对象,分析了离植株不同距离不同土层中的盐分离子组成、含量、离子比及不同离子之间的相关性。研究结果表明:各土层阳离子中Na~+含量最高,其次是Ca~(2+)和Mg~(2+),K~(+)最低,Cl~(-)在阴离子中的含量最高,SO_4~(2-)次之,HCO_3~-最低,而未检测到CO_3~(2-)。在柽柳植株周围,尤其是表层土壤中,离植株越近盐分含量越高,显示出柽柳对盐分的富集效应,其中对不同阳离子的富集程度表现为K~+Na~+Mg~(2+)Ca~(2+),而对阴离子的富集程度表现为HCO_3~-Cl~-SO_4~(2-)。冠层下凋落物中盐分的释放和树干径流可能是导致盐分在柽柳植株周围水平方向上存在差异的主要原因。土壤总可溶性盐含量随着土层的加深而升高。阳离子和阴离子向下迁移程度分别表现为Na~+Mg~(2+)Ca~(2+)K+和Cl~-SO_4~(2-)≈HCO_3~-,因而随土层加深而升高的Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)和Cl~-,显示出底聚特征,而K+、SO_4~(2-)和HCO_3~-含量则随着土层的加深而降低,具有表聚特征。降水淋溶、盐分离子迁移速率的差别和各土层中不同生物量根系对盐分吸收的差异可能是造成盐分在垂直方向上含量变化的主要因素。     

硅钙钾镁肥对南方稻田土壤酸性和盐基离子动态变化的影响

南方稻田土壤大面积酸化是水稻生产的主要限制因子.尽管石灰作为酸化土壤调理剂已广泛应用,但大量或长期施用石灰不仅会引起土壤板结,而且会导致土壤钙、钾、镁等元素的平衡失调.硅钙钾镁肥由于溶解度更低、养分全面是良好的替代材料.为了明确硅钙钾镁肥阻控土壤酸化的效果和作用,本研究采用连续4年的硅钙钾镁肥田间定位试验,以农民习惯施肥为对照,分析在农民习惯施肥基础上增施750、1125、1500和1875 kg·hm^-2硅钙钾镁肥下稻田土壤pH、交换性酸、交换性盐基离子和有效硅的动态变化.结果表明: 农民习惯施肥导致土壤pH、土壤交换性盐基和盐基饱和度逐年下降,土壤交换性酸逐年增加.与之相反,硅钙钾镁肥处理显著提高了土壤pH值,提高幅度随硅钙钾镁肥施用次数或用量的增加而增大.连续多次施用硅钙钾镁肥有效促进了盐基离子在土壤中的累积和土壤交换酸的消耗,特别是土壤交换性Ca²⁺、Mg²⁺的累积和土壤交换性Al³⁺的消耗,硅钙钾镁肥用量越大,积累或消耗的量越多,但速率相对越慢.土壤交换性酸消耗量中,硅钙钾镁肥释放的交换性盐基离子和相应碱贡献了108.8%,是交换性酸减少的主要途径.硅钙钾镁肥在改良稻田土壤酸性的同时,土壤有效硅含量逐年增加,增幅随硅钙钾镁肥施用量的增加而显著增大.总之,农民习惯施肥导致土壤持续酸化,酸化率为2.86 kmol H⁺·hm^-2·a^-1,硅钙钾镁肥能有效阻控酸化过程,产生了大量碱(9.69~18.44 kmol OH^-·hm^-2·a^-1),释放的Ca²⁺、Mg²⁺盐基离子和相应碱是土壤酸化阻控的主要作用因子.     

塔克拉玛干沙漠不同区域柽柳沙包土壤盐分分布特征及其影响因素北大核心CSCD

柽柳(Tamarix chinensis)沙包是塔克拉玛干沙漠特殊的生物地貌景观,对维持区域生态环境的稳定具有极其重要的作用。该研究采用野外调查与室内分析相结合的方法,选取且末、阿拉尔、策勒、塔中4个典型区域的柽柳沙包为研究对象,对柽柳沙包0–500 cm土壤垂直剖面进行采样,测定土壤pH值、枯落物含量、电导率及HCO_3~–、Cl~–、SO_4~(2–)、Ca~(2+)、Mg~(2+)、K~+、Na~+含量,分析柽柳沙包中土壤盐分的空间变化规律及其影响因素。结果表明:1)从且末、阿拉尔、策勒到塔中,土壤p H值总体呈升高趋势,土壤电导率及Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、SO_4~(2–)含量总体呈降低趋势,K~+、Cl~–、HCO_3~–含量没有明显的变化规律。2)盐分在4个样区的垂直分布主要表现为:且末和策勒样区柽柳沙包的土壤盐分呈表层聚集现象;阿拉尔和塔中样区柽柳沙包的土壤盐分呈深层聚集现象。随着土层深度的增加,土壤pH值总体呈升高的趋势,土壤枯落物含量总体呈降低趋势;土壤电导率在且末和策勒样区总体呈降低趋势,阿拉尔样区呈先降低后升高再降低的变化趋势,而塔中样区呈先升高后降低再升高的变化趋势。3)根据相关性分析和主成分分析,且末样区土壤枯落物含量、SO_4~(2–)、Na~+、K~+为影响土壤盐分含量的主要因子,且土壤盐分以硫酸盐为主;阿拉尔样区影响土壤盐分组成的主要因子为Cl~–、Na~+;策勒样区为Cl~–、K~+、Na~+;塔中样区为Cl~–、Na~+、Ca~(2+)、SO_4~(2–),且土壤盐分均以氯化物为主。综合分析表明,不同区域柽柳沙包中土壤盐分存在空间变异性,柽柳沙包土壤盐分的变化与干旱沙漠地区强烈的蒸发作用、地表风蚀强度、地下水埋深、土壤中枯落物及柽柳的生物积盐效应等因素密切相关,是影响不同区域土壤盐分分布的关键因子。     

氮添加对亚热带毛竹林土壤微生物群落结构的影响

氮沉降会影响森林生态系统地上(如植物生产力和组成)和地下特性(如土壤养分循环),进而影响土壤微生物群落结构和功能。本研究以亚热带戴云山毛竹林为对象,设置N0(0 kg N·hm~(-2)·a~(-1))、N20(20 kg N·hm~(-2)·a~(-1))、N80(80 kg N·hm~(-2)·a~(-1)) 3个施氮水平,进行3年的氮沉降模拟实验。通过测定土壤基本理化性质、腐殖化指数和微生物磷脂脂肪酸等指标,研究氮添加对毛竹林土壤养分、腐殖化指数和微生物群落结构的影响。结果显示,N20显著增加土壤腐殖化指数,降低土壤中碱性阳离子总量(K~+,Na~+,Ca~(2+),Mg~(2+))、革兰氏阳性菌(G~+)、革兰氏阴性菌(G~-)、总磷脂脂肪酸含量和G~+/G~-。与N20相比,N80处理土壤NO_3~-、G~+、G~-、总磷脂脂肪酸含量和G~+/G~-均显著提高(P0.05)。相关分析结果表明,G~+、G~-和总磷脂脂肪酸均与土壤腐殖化指数呈负相关。冗余分析结果表明,碱性阳离子总量和有效氮含量是驱动微生物群落结构改变的重要因子。因此,氮添加可能会改变毛竹林土壤微生物养分需求,进而影响土壤微生物群落结构。     

NaCl胁迫对圆柏幼苗生长和离子吸收及分配的影响

以当年生圆柏幼苗为实验材料,采用温室调控盆栽土培法研究了不同浓度NaCl(0、100、200、300mmol·L-1)胁迫21d对其生长情况及不同器官(根、茎、叶)中K~+、Na~+、Ca~(2+)和Mg~(2+)的吸收和分配的影响,以探讨圆柏幼苗对盐环境的生长适应性及耐盐机制。结果表明:(1)随着NaCl胁迫浓度的增加,圆柏幼苗生长,包括株高、地径、相对生长量以及生物量的积累均呈下降趋势,而其根冠比却增加。(2)在各浓度NaCl胁迫处理下,圆柏幼苗根、茎、叶中Na~+含量较对照均显著增加,而且叶中Na~+含量显著高于茎和根,叶中Na~+含量是根中的5倍。(3)随着NaCl胁迫浓度的升高,圆柏幼苗各器官中K~+、Ca~(2+)和Mg~(2+)含量以及K~+/Na~+、Ca~(2+)/Na~+及Mg~(2+)/Na~+比值均呈下降趋势。(4)在NaCl胁迫条件下,圆柏幼苗根系离子吸收选择性系数SK,Na、SCa,Na、SMg,Na显著提高,茎、叶离子转运选择性系数SCa,Na、SMg,Na则逐渐降低,叶中离子转运选择性系数SK,Na则随着NaCl胁迫浓度的升高显著降低,大量Na~+进入地上部,减缓了盐胁迫对根系的伤害。研究认为,圆柏幼苗的盐适应机制主要是通过根系的补偿生长效应及茎、叶对Na~+的聚积作用来实现的,同时也与根对K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)的选择性运输能力增强和茎、叶稳定的K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)的选择性运输能力有关。     

盐胁迫下植物Na~+调节机制的研究进展

盐胁迫是限制农作物生产的主要非生物因素之一。土壤中过量的可溶性盐(主要指Na~+)可使植物受到渗透胁迫、离子胁迫和氧化胁迫等次生胁迫。在高盐环境下,植物通过Na~+外排或胞内区隔化等策略来降低胞内Na~+浓度,进而重建或维持植物体内的离子稳态平衡。主要综述了盐胁迫下植物细胞维持Na~+离子动态平衡的主要途径和调控机制的最新进展。对盐胁迫下离子动态平衡过程的深入了解将有助于创制更高耐逆性的作物品种,实现农业的可持续发展。     

基于典范对应分析的滨海湿地土壤季节性盐渍化特征

为了更好地开发利用黄河三角洲湿地土壤资源和生态环境建设,运用单因素方差分析(One-way ANOVA)和典范对应分析方法(CCA),对黄河口湿地0—10 cm土壤全盐量(TS)、盐分离子组成、pH、钠吸附比(SAR)、电导率(EC)的季节性变化特征及数量关系进行了分析。结果表明:该区土壤属于盐土类型,春季(5月)、夏季(8月)、秋季(10月)全盐含量均高于17.9 g/kg,且春季、秋季的含盐量高于夏季,造成春、秋季积盐,夏季脱盐。盐分阳离子以Na~+为主,阴离子以Cl~-为主,除Mg~(2+)在夏季、秋季和Cl~-在秋季表现出强烈的变异性外,其余离子在不同季节均表现出中等强度的变异性。春季,Cl~-与Na~+、Mg~(2+),SO■与K~+;夏季,Cl~-与HCO~-_3,SO■与Mg~(2+)、Ca~(2+),Ca~(2+)与Mg~(2+);秋季,Cl~-与SO■,SO■与Mg~(2+),Ca~(2+)与Mg~(2+),均有很好的关联性。pH值均介于7.7—8.1之间,各个季节受盐分离子的影响较小,分布较为均匀。SAR介于3.08—5.29之间,春季受控于HCO~-_3;夏季受控于K~+;秋季受各离子的影响均较小,分布较为均匀。EC介于7.16—13.04 mS/cm,春季受各离子的影响均较小,其空间分布较为均匀;夏季受控于SO■、Ca~(2+)、Mg~(2+);秋季受控于Na~+。TS与Cl~-、Na~+、Mg~(2+)在季节变化上的差异性一致,且各个季节均受控于Cl~-。故通过合理的措施控制或减少Cl~-来源是一条减轻黄河口湿地土壤盐渍化的合适途径。     

祁连山西水林区土壤阳离子交换量及盐基离子的剖面分布

以祁连山西水林区分布的棕钙土、灰褐土、栗钙土和高山草甸土为对象,研究了阳离子交换量和盐基离子(K+、Na+、Ca2+、Mg2+)的剖面分布规律及其与土壤理化因子的关系。结果表明:土壤阳离子交换量(CEC,介于4.80—48.10 cmol/kg)和盐基总量(TEB,介于4.67—21.34 cmol/kg)随剖面深度的增加逐渐减小,不同土壤类型的大小顺序为:灰褐土>高山草甸土>栗钙土>棕钙土;土壤盐基组成以Ca2+、Mg2+为主(占TEB的比例平均为71.6%、22.9%),K+、Na+所占比例较低(占TEB的比例平均为3.3%、2.2%);棕钙土、灰褐土和栗钙土盐基离子的剖面分布由浅至深呈现:K+≈Ca2+>Na+≈Mg2+,高山草甸土盐基离子则呈现:K+>Na+>Mg2+>Ca2+。不同土壤类型间盐基离子的含量及饱和度随发生层次不同存在较大差异。土壤有机质是CEC的主要贡献因素,粉粒对CEC也有显著的促进作用,而砂粒、CaCO3对CEC有显著抑制作用。土壤生物复盐基作用弱于淋溶作用,造成盐基饱和度较大(BSP,介于44.4%—97.2%),并随剖面深度的增加逐渐增大。相关性分析表明,土壤交换性Na+、Mg2+的含量及饱和度均呈极显著正相关,交换性Na+、Mg2+饱和度与CaCO3含量呈极显著正相关;pH值与BSP呈极显著正相关;土壤速效P含量与CEC呈极显著正相关,速效K含量与交换性K+含量呈极显著正相关。     

引进红树拉关木和两种乡土红树离子平衡及光合作用的比较研究

为了比较引进红树与乡土红树的耐盐性差异,该研究以引进红树植物拉关木(Laguncularia racemosa)和乡土红树植物木榄(Bruguiera gymnorrhiza)与秋茄(Kandelia obovata)幼苗作为实验材料,分析其在不同Na Cl浓度(100、200、300、400 mmol·L~(-1))处理下各器官离子浓度(Na~+、Cl~–、K~+、Ca~(2+)和Mg~(2+))和叶光合作用的变化。结果表明:(1)高盐胁迫(400 mmol·L~(-1)Na Cl,28 d)处理下,拉关木根系Na~+增幅较小,秋茄根、叶Cl~–含量增幅均高于木榄和拉关木,说明拉关木在较高的盐浓度时能限制根系对Na~+、Cl~–的吸收,减少向地上部分运输。(2)高盐胁迫均增加3种红树根、叶的K~+浓度(木榄叶K~+略有降低,差异不显著),表明3种红树均可吸收K~+,来限制Na~+对植物的伤害;同时,降低3种红树根Ca~(2+)浓度,但拉关木根Ca~(2+)下降幅度小于秋茄和木榄,说明拉关木具有更强的防止Ca~(2+)流失的能力。(3)拉关木根维持Na~+/K~+、Na~+/Ca~(2+)平衡的能力强于秋茄和木榄。(4)高盐胁迫引起秋茄与木榄光合速率均降低,而拉关木光合速率却增加了54.1%。综上所述,拉关木能限制根系对Na Cl的吸收,有效维持Na~+/K~+、Na~+/Ca~(2+)的平衡,并保持较高的光合速率,这表明拉关木与木榄和秋茄相比具有更高的耐盐性。     

配体对(Na~++K~+)-ATP酶E_2→E_1转变的影响

 本研究确定了在0℃条件下,(Na~++K~+)-ATP酶纯化制备物与5mmol/L Na~+或Mg~(2+)在5mmol/L咪唑(pH7.4)环境中预保温30分钟,然后进行磷酸化,可以获得最高磷酸化水平,Na~+或Mg~(2+)的K_(0.5)值分别为0.29mmol/L或0.35mmol/L;以ADP代替Na~+和Mg~(2+)与酶预保温,对E_2向E_1转变无任何影响,而与Na~+、Mg~(2+)一起存在时则能加强Na~+及Mg~2的预保温效果。     

NaCl处理对西伯利亚白刺幼苗生长及离子平衡的影响

以1年生西伯利亚白刺水培幼苗为材料,研究了不同浓度NaCl(0、200、400mmol·L~(-1))处理对幼苗生长及不同器官(根、茎、叶)中Na~+、K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)的吸收、运输与分配的影响,探讨西伯利亚白刺的盐适应机制。结果表明:(1)200mmol·L~(-1) NaCl处理促进了西伯利亚白刺幼苗的生长及叶片肉质化程度,400mmol·L-1 NaCl处理显著抑制其生长。(2)随着NaCl处理浓度的升高,西伯利亚白刺幼苗根、茎、叶中Na~+含量显著增加,且叶中Na~+含量显著高于茎和根中;根系中K~+含量显著增加;根、茎、叶中Ca~(2+)、Mg~(2+)含量在200mmol·L~(-1) NaCl处理下保持平稳或上升,而在400mmol·L-1 NaCl处理下显著下降。(3)各器官中K~+/Na~+、Ca~(2+)/Na~+和Mg~(2+)/Na~+比值总体随NaCl处理浓度的升高呈下降趋势,且根部离子比值始终高于叶片和茎。(4)随着NaCl处理浓度的升高,西伯利亚白刺幼苗根-茎SK,Na显著下降,而根-茎SCa,Na、SMg,Na及茎-叶SK,Na、SCa,Na、SMg,Na逐渐提高。研究发现,西伯利亚白刺的盐适应机制主要是通过植株的补偿生长效应及叶片对Na~+的聚积作用实现的,同时也与根系对K~+的扣留及茎叶对K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)选择性运输能力增强有关。     

模拟氮沉降下南方针叶林红壤的养分淋溶和酸化

以中国科学院红壤生态实验站林草生态试验区针叶林红壤为研究对象,在恒温(20 ℃)条件下,通过大土柱（直径10 cm、高60 cm）,8个月间隙性淋溶试验模拟研究了不同氮输入量（0、7.8、26和52 mg N/月/柱）对针叶林红壤NO₃^-、NH₄⁺、H⁺和土壤盐基离子(Ca²⁺、Mg²⁺、K⁺、Na⁺⁾淋溶以及土壤酸化的影响.结果表明,土壤交换态盐基总量、Ca²⁺和Mg²⁺淋溶量随氮输入量的增加而增加,土壤交换态Na⁺和K⁺则无明显影响.4种N输入处理的土壤交换态盐基总量净淋溶（淋溶出的盐基与淋洗液累计输入的盐基之差）分别占土壤交换性盐基总量的13.9%、18.6%、31.8% 和57.9％,土壤交换态Ca²⁺净淋溶分别占土壤交换性Ca²⁺总量的19.6%、25.8%、45.3%和84.8%,土壤交换态Mg²⁺净淋溶分别占土壤交换性Mg²⁺总量的4.4%、6.1%、10.9%和17.1%.随氮输入量增加,表层土壤pH值逐渐下降,4种N输入处理的表层土壤pH（KCl）分别为3.85、3.84、3.80和3.75;随氮输入量增加,淋溶液中无机氮、NO₃^-和H⁺逐渐增加.氮沉降可促进针叶林红壤的有机氮矿化,加速养分淋失和土壤酸化.     

兴奋性氨基酸受体离子通道的新观点

中枢神经元至少有三种谷氨酸受体亚型,它们选择性地由谷氨酸结构类似物 N-methyl-D-aspartate(NMDA)、quisqualate 和 kainate 激活。NMDA 与其受体作用后可使 Na~+、K~+及 Ca~(2+)离子通透性增加,同时记录到40～50pS、5ms 的电导水平,Mg~(2+)离子可将其选择性阻断;而 quisqualate 和 kainate 与其受体作用后,仅 Na~+、K~+离子通透性增加,Ca~(2+)离子通透性无变化,此时记录到1～20pS,0.5ms 电导(kainate 引起的电导偏小),Mg~(2+)离子对其无作用。由于 NMDA,quisqualate 和 kainate 与各自的受体作用后引起不同的离子通透性、不同的电导水平,它们对 Mg~(2+)有不同的敏感性,因而传统上认为,谷氨酸受体的不同亚型有不同的离子通道。