呼吸活性的下降可解释水分亏缺对银合欢根瘤固氮酶活性的抑制(英)

在温室条件下研究了水分亏缺对银合欢根瘤的水分关系、固氮酶活性（乙炔还原活性）、呼吸活性以及蔗糖代谢有关酶活性的影响。随着土壤含水量的下降,根瘤水势也相继下降。土壤干旱不但显著地抑制了根瘤乙炔还原的活性,而且对根瘤的呼吸活性、ATP的产生以及催化蔗糖降解的碱性转化酶和蔗糖合成酶的活性也具强烈的抑制作用。然而,根瘤可溶性总糖含量则不受土壤干旱的影响。用呼吸抑制剂DNP处理根瘤后,其固氮酶活性、呼吸活性及ATPI含量都受到极显著的抑制。这都表明,水分胁迫对根瘤呼吸活性及ATP产生的抑制可解释干旱条件下固氮酶活性的下降。     

Fine root production of Pinus massoniana plantation and Castanopsis carlesii plantation at different successional stages in subtropical China

AimsOur objectives were to determine differences in fine root production, its relationships with environmental factors, and its diameter- and depth-related distribution patterns between plantations of two subtropical tree species differing in successional stages. MethodsPlantation forests of an early-successional species, Pinus massoniana, and a late-successional species, Castanopsis carlesii, in Sanming, Fujian Province, were selected. Fine root production was monitored for two years using minirhizotrons methods. At the same time, environmental factors including monthly air temperature, monthly precipitation, soil temperature, and soil water content were determined.Important findings 1) During the two years, there was significant difference in annual fine root length production between these two forests, with annual production of P. massoniana plantation nearly four times that of C. carlesii plantation. Fine root length production under both forests showed significant monthly dynamics and maximized in summer, a season when most of fine roots were born. 2) Roots of 0-0.3 mm in diameter accounted for the largest proportion of total fine root length production. Fine roots were concentrated mostly at the 0-10 cm soil depth in P. massoniana plantation, but happened mostly at the 30-40 cm soil depth in the C. carlesii plantation. 3) Partial correlation analysis suggested that, monthly fine root production of both forests was significantly correlated with both air temperature and soil temperature, while it had no significant correlation with either rainfall or soil water content. Linear regression analysis illustrated that monthly fine root production was more correlated with air temperature and soil temperature in the P. massoniana plantation than in the C. carlesii plantation. It was concluded that fine root production in the early-successional P. massoniana plantation was not only much higher in amount, but also more sensitive to temperature, than that in the late-successional C. carlesii plantation.     

灌水量和滴灌施肥方式对温室黄瓜产量和品质的影响

以黄瓜为试验材料,研究灌水量和滴灌施肥方式对日光温室黄瓜生长、产量和品质的影响.设两个水分水平(100％ET0,W1;75％ET0,W2)和4种滴灌施肥方式处理,不同滴灌施肥方式处理按推荐施肥量(N∶P2 O5∶K2 O分别为360∶180∶540 kg·hm-2)的100％、66.6％、33.3％、0％(Z100、Z66、Z33、Z0)分8次滴灌施肥,剩余肥料一次性基施;另设不施肥处理为对照(CK).结果表明:滴灌施肥比例和水分与黄瓜的株高、叶面积、干物质量、产量和品质均呈正相关关系.W1 Z100处理的产量最高(67760 kg·hm-2);W2处理的平均水分利用效率比W1处理高9.4％,其中W2Z100处理的水分利用效率最高(47.71 kg·m-3),其产量比最高产量低3.4％却节水25％.与Z0相比,Z100的黄瓜产量和干物质量分别增加15.3％和16.8％;同时,黄瓜果实中维生素C、可溶性蛋白和可溶性糖含量增加;水分利用效率增加19.1％.W2Z100处理为温室黄瓜高产、优质、节水的最佳处理.     

基于激活模型中的注意与长时记忆可用性的ERP研究

本实验通过在概念水平上对记忆项目进行注意定向,探讨了注意在记忆相关项目中的作用及对长时记忆可用性的影响.结果发现,非记忆项的N400比记忆项的N400更负;与记忆项同类的单词对类别判断(与其他类相比)在行为数据和ERPs(400～650ms和700～900ms)上表现为正启动效应,而与非记忆项目同类的单词对类别判断表现出行为数据和ERPs(400～650ms)的负启动效应.记忆阶段的N400反映了注意对相关项目的高度关注和对无关项目的抑制,表明了自上而下的注意在选择加工中起到重要的调节作用;类别比较阶段的ERPs结果则反映了在工作记忆中受注意驱动的加工内容可以决定随后相关语义长时记忆的可用性,即之前注意或忽视特定内容会产生不同的间接的语义启动作用(正启动效应和负启动效应).这说明,由于注意的导向不同,使得长时记忆中可用的信息激活水平不同,支持了基于激活的模型.     

玉米幼苗根不同区段中ZmPIPs对短期水分胁迫及复水的转录响应

通过10% PEG-6000短期处理水培7～8 d的玉米(Zea mays L.)幼苗以及水分胁迫处理48 h后短期复水两个过程,用实时荧光定量PCR技术检测了水分胁迫及复水处理数小时后成熟根段和幼嫩根段中4种主要玉米质膜水通道蛋白(ZmPIPs)的mRNA相对含量变化,以研究环境水分条件变化对水通道蛋白表达的影响及其调节机制.结果显示:正常水分条件与胁迫48 h后根成熟区和幼根区段的4种ZmPIPs的mRNA含量变化均表现出明显的昼夜周期规律,成熟根段中ZmPIPs的mRNA相对含量峰值出现在白天中午,而幼嫩根段中则在中午左右最低.水分胁迫后数小时内根中ZmPIP2;5明显下调而其他ZmPIPs变化不大;复水后幼根区段4种ZmPIPs的mRNA相对含量均大幅上调,而根成熟区的ZmPIP1;2和ZmPIP2;5却下调.研究发现,玉米植株对环境水分条件适应后,根成熟区段和幼嫩区段中4种PIPs转录调节的昼夜日变化规律相反;短期水分胁迫及复水时其根不同区段中ZmPIPs也进行着差异性转录调节;推测玉米根不同区段的结构和功能差异可能是这些差异的形成原因之一.     

灌溉与施氮对紫花苜蓿干草产量及水分利用效率的影响

在甘肃省河西绿洲灌区石羊河流域设计大田试验,研究了不同灌溉量[常规灌溉(330mm)、节水20%灌溉(264mm)和节水40%灌溉(198mm)]和施氮量(0、40、80和120kgN.hm-2)对紫花苜蓿(Medicagosativa)株高、干草产量和水分利用效率的影响。结果表明:灌溉与施氮对紫花苜蓿植株高度产生一定的影响,但其效果不明显;各茬紫花苜蓿干草产量随灌溉量增加而增加,不同灌溉之间的干草产量相差显著,节水40%灌溉、节水20%灌溉和常规灌溉的全生育期(3茬)平均干草产量分别为7232、7603和7796kg.hm-2;节水40%灌溉的水分利用效率(15.56kg.hm-2.mm-1)显著高于节水20%灌溉(13.86kg.hm-2.mm-1),节水20%灌溉的水分利用效率显著高于常规灌溉(12.60kg.hm-2.mm-1),水分利用效率随灌溉量增加而显著降低;当施氮量达到40kgN.hm-2时,紫花苜蓿干草产量(8223kg.hm-2)和水分利用效率(15.18kg.hm-2.mm-1)达到最大值,总干草产量比0、80和120kgN.hm-2施氮处理分别提高15%、16%和7%,水分利用效率分别提高14%、14%和8%。在河西绿洲灌区石羊河流域第一年种植紫花苜蓿,从经济、生态和环境方面考虑,节水40%灌溉和施氮40kgN.hm-2处理是较高干草产量和高水分利用效率取得一致的处理,应大面积推广。     

西北旱作区苹果水分适宜性——以天水为例

利用甘肃省天水农业气象试验站2003—2009年苹果物候观测资料、麦积国家基本气象站1971—2009年气象资料及天水市1991—2009年苹果产量资料,建立苹果水分适宜度及满足度模型,对苹果各生育阶段的需水量及水分适宜度进行了计算,评价了该地区苹果栽培的水分适宜性,并分析了苹果产量与水分适宜度的相关关系。结果表明:天水市苹果年平均水分适宜度为0.52,满足度为0.61。生长期水分条件比较优越,全生育期苹果水分适宜度随时间呈下降趋势;旺盛生育阶段水分适宜性较差,其次为初始生育阶段,后期生育阶段水分适宜度较好;初始生育阶段水分适宜度逐年代下降,后期生育阶段水分适宜度逐年代上升,旺盛生育阶段水分适宜度变化不大;旺盛生育阶段及初始生育阶段水分适宜度与苹果产量相关性较显著,后期生育阶段水分适宜度与苹果产量相关性不显著。利用该模型可对西北旱作区苹果的水分适宜性进行评价,为苹果的种植区划及科学灌溉提供依据。     

内蒙古高原荒漠区几种锦鸡儿属(Caragana)优势植物的生理生态适应特性

比较了内蒙古高原荒漠区4种锦鸡儿属(Caragana)优势植物——柠条锦鸡儿、狭叶锦鸡儿、垫状锦鸡儿和荒漠锦鸡儿的生理适应特性。研究发现:4种锦鸡儿属植物中,荒漠锦鸡儿的叶片含水量、束缚水/自由水比值、水势以及水分利用效率最低,气孔导度日变化表现为与气温变化相似的早晚低、中午高的单峰曲线。4种锦鸡儿蒸腾速率日变化状况相似,均在10:00达到最大,以后逐渐降低,但日蒸腾积累值垫状锦鸡儿<荒漠锦鸡儿<柠条锦鸡儿<狭叶锦鸡儿。相比较,柠条锦鸡儿、狭叶锦鸡儿和垫状锦鸡儿对当地的水分条件有良好的适应性,能够保持较好的水分状况,水分亏缺在15%以下,而荒漠锦鸡儿叶水分亏缺日变幅较大,保水能力不及其它3种。渗透调节比较研究发现:荒漠锦鸡儿的渗透势最低,细胞质离子浓度最高,无机渗透调节物产生的渗透势所占的比例也更大,说明其低渗透势的维持主要来自无机渗透调节物质的较多积累。保护酶和自由基比较研究发现:POD和SOD活性荒漠锦鸡儿明显高于其它3个种,但CAT活性在4种植物中无显著差别;叶片自由基含量狭叶锦鸡儿>荒漠锦鸡儿>柠条锦鸡儿>垫状锦鸡儿。这些结果表明:(1)荒漠锦鸡儿对干旱环境的适应方式与其它3种不同,柠条锦鸡儿、狭叶锦鸡儿和垫状锦鸡儿以强保水能力、维持稳定的水分而适应,而荒漠锦鸡儿以更负的渗透势、更高细胞质离子浓度弥补其更多的水分消耗和对水分变化的强耐性而适应,较高的保护酶活性可能是其强耐性的生理基础之一。(2)保水能力弱的锦鸡儿种主要通过无机离子的积累,调节细胞质渗透势,保持水分平衡,这是一种相对节省能量的适应对策。     

水分胁迫对重庆石灰岩地区不同龄级柏木(Cupressus funebris Endl.)幼苗气体交换的影响

通过盆栽水分胁迫试验,采用美国Li-COR公司生产的Li-6400便携式光合测定分析仪,对比研究了水分胁迫对重庆石灰岩地区不同龄级柏木幼苗气体交换的影响。结果表明:水分胁迫降低了两种年龄柏木幼苗的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度,1年生幼苗的净光合速率下降的幅度大于5年生幼苗。1年生幼苗的胞间CO2浓度随着水分胁迫强度的增加而升高,而气孔限制值下降,5年生幼苗在重度干旱前,胞间CO2浓度随着水分胁迫强度的增加而降低,气孔限制值上升,但重度干旱后,趋势与1年生幼苗相同,由这些指标的变化趋势分析得出,1年生幼苗的净光合速率的下降是由非气孔限制因素引起的,而5年生幼苗在重度干旱前净光合速率的下降是由气孔限制因素引起,而在重度干旱后转为非气孔因素。1年生幼苗的水分利用效率随着水分胁迫的加剧而降低,5年生幼苗水分利用效率呈上升趋势,说明5年生幼苗更能适应干旱胁迫。干旱胁迫降低了一年生柏木幼苗的表观量子产额、羧化效率以及最大净光合速率即光合能力,但光补偿点、CO2补偿点、光呼吸和暗呼吸却随着水分胁迫的加剧而升高。对于5年生幼苗,干旱胁迫对其表观量子效率、光补偿点、光呼吸及光合能力的影响基本与一年生幼苗一致。但羧化效率、CO2补偿点呈先降后升的趋势,而暗呼吸却先升后降,说明适度的干旱(未遭受重度干旱之前)提高了柏木的CO2利用能力,但因呼吸消耗较多的光合产物还是导致了其光合能力的降低,但降低的程度较一年生幼苗小,表现为对干旱环境更好的适应能力。     

水分胁迫对沙棘(Hippophae rhamnoides)和中间锦鸡儿(Caragana intermedia)蒸腾作用影响的比较

多年生灌木沙棘和中间锦鸡儿是黄土高原生态重建的重要物种,设计人工模拟水分胁迫实验,测量沙棘和中间锦鸡儿蒸腾作用的各种指标,研究其蒸腾特性对水分胁迫的适应方式。结果表明,同等水分处理条件下,中间锦鸡儿单叶水平上的蒸腾速率高于沙棘。沙棘和中间锦鸡儿的蒸腾速率日进程在晴天、阴雨天和生长发育的不同阶段明显不同。夜间蒸腾占全天蒸腾的比例相当大,夜间蒸腾在不同物种之间、不同供水量之间存在明显差异,而且越干旱的环境比例越大。两种植物气孔阻力的季节变化格局在不同水分处理间大体相似。沙棘的昼夜蒸腾节律在各种水分处理条件下都表现出明显的气孔振荡现象,而中间锦鸡儿没有。叶片温度、光合有效辐射和气孔阻力是各种水分条件下沙棘和中间锦鸡儿蒸腾作用的共同的限制因子,相对于沙棘,中间锦鸡儿还更多地受到空气相对湿度的影响。