硅在植物体内的分布和吸收及其在病害逆境胁迫中的抗性作用

硅在地壳中含量位居第二位,尽管还没有被列为植物生长的必需营养元素,但它在促进植物生长发育和营养吸收、提高植物对非生物逆境胁迫和生物逆境胁迫的抗性等方面都具有重要作用。综述了近些年来国内外关于硅在植物体内的分布、吸收及其生理效应,重点介绍了硅在病害逆境胁迫中的抗性作用机理。高等植物以单硅酸[Si(OH)4]的形式吸收硅,存在硅的主动吸收和被动吸收机制。硅主要沉积在叶片及叶鞘表皮细胞,形成硅化细胞和角质-硅双层结构,能增强寄主植物细胞壁的机械强度和稳固性,从而延缓和抵御病菌的侵入和扩展。更多的证据表明,硅处理能增加植物叶片保护酶(过氧化物酶、多酚氧化酶、苯丙氨酸解氨酶等)活性和诱导寄主产生次生代谢抗性物质(如植保素、多酚类化合物、木质素),从而激活植物的防御系统,增强对病原菌的抵抗能力。分子水平上的研究显示,硅能诱导与植物防御机制相关的基因表达,参与抗病信号分子(如水杨酸、茉莉酸和乙烯)在信号传导中的作用。     

中国畜禽粪便污染现状及产沼气潜力

为弄清中国畜禽粪便排放总量、污染现状及其资源化潜力,通过查阅文献确定了主要估算参数,并结合畜牧业统计数据估算了2009年中国畜禽粪便排放量及其污染物含量、粪便农用地负荷并对畜禽粪便中氮、磷农用地负荷进行预警分级;同时估算了粪便资源沼气潜力。结果表明:2009年中国畜禽养殖业粪便排放总量为32.64亿t鲜重,其中BOD、COD含量分别为7273.95和8039.96万t。全国单位面积农用地畜禽粪便负荷为26.8t·hm-2,氮、磷素负荷分别为158.42和47.92kg·hm-2。预警分级显示:牧区畜禽养殖业对环境不构成威胁;农区除山西、黑龙江外,其他地区均出现不同程度的氮素污染,而磷素的影响在农区普遍存在。2009年畜禽粪便资源沼气潜力约1200亿m3,其中,大中型畜禽养殖场沼气潜力为240亿m3,约合天然气135亿m3。目前沼气工程已成为环境保护和能源结构调整的一种重要手段。     

晋、陕、宁、蒙柠条锦鸡儿群落物种多样性对放牧干扰和气象因子的响应

根据晋、陕、宁、蒙地区13个样地的野外调查资料,采用丰富度指数、物种多样性指数以及均匀度指数,研究了柠条锦鸡儿群落物种多样性对放牧干扰和气象因子的响应。结果表明：（1）晋、陕、宁、蒙地区柠条锦鸡儿群落组成成分简单,共记录种子植物111种,分属25科,64属,灌木层优势种为柠条锦鸡儿,草本层优势种集中于禾本科、豆科、菊科蒿属和藜科;（2）受人为干扰、土壤和气候等影响,群落的组成、结构及其综合性质具有一定差异性,主要表现在群落的Patrick指数与Simpson指数、Shannon-wiener指数出现较大的波动,且波动趋势基本一致,Pielou指数表现较为稳定;（3）放牧干扰强度与群落Simpson指数、Shannon-wiener指数呈极显著相关（P＜0.01）,与Patrick指数、Pielou指数呈显著相关（P＜0.05）,群落丰富度随放牧干扰强度的增大而下降,群落多样性和均匀度指数在D2和D3时呈现峰值,表明适度干扰可以提高群落物种多样性和均匀度;（4）Patrick指数、Simpson指数和Shannon-wiener指数均与年均降水量呈极显著正相关(P＜0.01),与相对湿度呈显著正相关（P＜0.05）,共同体现了水分条件是制约柠条锦鸡儿群落物种多样性的决定性因子。     

盐土和沙土对新疆常见一年生盐生植物生长和体内矿质组成的影响

选用古尔班通古特沙漠南缘荒漠-绿洲交错带常见的一年生盐生植物盐角草、刺毛碱蓬、叉毛蓬、猪毛菜和碱地肤为材料,比较了它们在原状盐土和沙土中的生长及体内矿质元素组成的差异。结果表明：① 原状盐土0—100 cm各土层的pH值低于沙土,但电导率和含水量明显高于沙土;② 原状盐土中生长的植物干重是沙土中生长植物干重的7—118倍,后者的根冠比是前者的2—6倍。③ 体现肉质化程度的地上部含水率为52%—81%,中低耐盐植物含水率在两种土壤中差异显著,强耐盐植物差异不显著;④ 5种一年生盐生植物地上部氮浓度为11—34 g/kg,在有效氮含量高的盐土上植物氮浓度也高;磷浓度为1—4 g/kg,在有效磷高的盐土上植物磷浓度也较高（盐角草除外）;但沙土中的植物地上部钾浓度明显高于盐土中植株的地上部钾浓度,这与两种土壤在0—60 cm土层中的钾浓度差异相反;⑤ 尽管原状盐土0—100 cm土层中的水溶性钙、镁、钠、氯、硫浓度显著高于沙土,盐土与沙土中生长的植物地上部钠、水溶性氯和硫的浓度比值远远低于土壤中的相应元素浓度的比值,甚至盐土中的植株钙、镁浓度等于或显著低于沙土中生长的植物。表明盐土不仅影响一年生盐生植物的生长,也显著影响这些植物对矿质元素的吸收和累积。一年生盐生植物能够选择性吸收不同生境中的矿质元素。本研究期望为进一步深入研究盐生植物耐盐的适应机制提供依据,也可为植物修复盐碱土的品种选择提供参考。     

不同土壤培肥措施对华北高产农田原生动物丰度的影响

为了解华北高产农田生态系统中秸秆还田、有机肥和化肥投入水平等土壤培肥措施对原生动物群落丰度的影响,1999年10月~2000年9月在山东桓台冬小麦套种夏玉米的田间试验中进行了取样分析。田间处理1~处理9,依序为:全还,麦还,全还 化肥1,麦还 化肥1,全还 化肥2,麦还 化肥2,全还 化肥3,麦还 化肥3和全还 化肥1 有机肥处理。应用3级10倍环式稀释培养法对土壤中鞭毛虫、纤毛虫、肉足虫3类群原生动物的丰度进行了测定。结果显示:该研究地块肥力状况良好;土壤鞭毛虫和肉足虫占有绝大比例,分别为总丰度的39.47%和59.22%,纤毛虫仅占1.31%;土壤原生动物丰度在不同培肥处理中表现出相似的季节性动态变化特征;比较不同土壤培肥措施条件下的原生动物丰度水平为:全还>麦还,全还 化肥1 有机肥>麦还 化肥1,麦还 化肥2,麦还 化肥3>全还 化肥1,全还 化肥2,全还 化肥3;化肥对原生动物丰度表现出明显的抑制作用,而有机肥对原生动力丰度表现出明显的促进作用。化肥的施用量水平对土壤原生动物丰度的影响无显著性差异,作物秸秆采取何种还田方式对土壤原生动物丰度的影响也是不显著的,如麦还 化肥培肥地块的原生动物丰度仅略高于全还 化肥。     

人类活动对北京空气质量影响的综合生态评价

为给北京未来的空气污染控制政策的制定提供科学依据,采用基于压力-状态-响应模型框架构建的指标体系、生态服务功能估算和历史分析相结合的方法,探讨了人类活动、人工调节措施(1983~2003年)和生命支持系统生态服务功能(北京建城初~2003年)对北京城市生态系统空气质量影响的综合评价方法,结果表明:(1)人类活动对北京城市空气质量综合影响的排序结果前3位排名为2003年(0.619)、2001年(0.598)和2002年(0.578),后3位排名为1983年(0.392)、1984年(0.395)和1985年(0.495),综合影响总体趋向积极且稳步上升;(2)1983~2003年北京市的人类活动对北京城市空气质量消极与积极影响同时增强,城市空气质量自1998年后有所改善;(3)压力指数p与响应指数r呈极显著负相关关系,相关系数-0.995(p<0.001);(4)不同响应指数下的状态指数变化表明随着响应指数的增加,北京空气质量改善,但是在响应力度不强时其消极影响占主位;(5)1900年以前北京市人类活动对空气环境的影响很小,北京市生命支持系统的生态服务功能可以调节其影响;1975年后,北京市生命支持系统的生态服务功能显著下降,城市空气质量恶化,但随着人工调节能力的增强城市空气质量自1998年后趋于改善。     

草地早熟禾草坪土壤水分动态与根系生长分布

对草地早熟禾草坪土壤水分动态和根系生长发育状况进行研究,结果发现不同土壤层次水分变化有所不同,0～15cm变化最大,15～30cm次之,30cm以下土层水分变化不大;草地早熟禾的根系生长呈现双峰曲线模式,5月中旬和8月中下旬总根量处于峰值;其主体根系主要分布在0～30cm土层内,占总根量的85%以上;根重密度随土层深度呈指数衰减关系,0～30cm土层下降幅度较大,30cm以下土层根重密度相差不大;在0～30cm土层内不同层次根量占总根量的比例在不同时期亦有差异,春秋季节10～20cm和20～30cm土层内根量比例较大,说明此时期主体根系分布在较深的土层;综合分析认为草地早熟禾草坪主要利用土壤浅层水分,在降雨较少的春秋季节,根系较深,适宜深层灌溉,在降雨频繁的夏季,根系较浅,适宜浅层灌溉。     

两种农作体系施肥对土壤质量的影响

不同农作体系施肥措施差异引起的土壤环境质量变化 ,会进一步影响该体系的生产力并对大气和水体环境产生潜在影响。选取中国北方两种重要的集约化种植体系 (大棚蔬菜和小麦 -玉米轮作体系 ) ,研究了经过长期施肥后 ,0～ 30 cm土壤有机质、全氮、微量元素与重金属的差异以及 0～ 90 cm土壤剖面的硝态氮、铵态氮、速效磷、速效钾、p H和电导率的变化。结果表明 ,大棚菜地氮、磷、钾化肥投入量达 N 2 82 3、P 92 8和 K 92 5 kg/(hm2 · a) ,分别为小麦 -玉米轮作农田的 4 .7、10 .1和 2 3.4倍。大棚菜地还施用了大量的有机肥。菜地土壤养分大量积累 ,尤其是硝态氮和速效磷 ,0～ 90 cm土层二者分别达 1389.8kg N/hm2和 132 1.1kg P/hm2 ,为农田的 5 .6和 8.4倍。速效钾和铵态氮累积量分别为 1817.3kg K/hm2 和 10 0 .4 kg N/hm2 ,为农田的2 .2倍和 1.8倍。同时 ,大棚菜地土壤中的养分还存在严重的淋溶现象。大棚菜地有机质、全氮和有效铁、锰、铜、锌含量分别为农田的 1.3、1.4、1.2、1.3、1.3和 1.4倍。镉含量为农田的 3.8倍。镉与土壤速效磷含量呈显著正相关 ,可见 ,磷肥的大量投入是镉在土壤中累积的主要原因。大棚菜地各层土壤 p H均明显低于农田相应土层 p H,而 0～ 30 cm和 30～ 6 0 cm土层的电导率则     

一种根系分泌物中有机酸的前处理和高效液相色谱检测方法

改进了根系分泌有机酸的前处理和高效液相色谱检测方法.将DEAE纤维素层析法直接用于根系分泌物中有机酸的富集浓缩,并与旋转蒸发浓缩的回收率进行了比较.结果表明,DEAE纤维素柱层析有较高的回收率,可用于根系分泌物中有机酸的富集浓缩,特别适用于大批量样品的前处理.确定了反向高效液相色谱同时检测草酸、酒石酸、马来酸、苹果酸、乙酸、柠檬酸、琥珀酸等7种有机酸的条件.玉米根系分泌物样品中可检出苹果酸等5种有机酸.     

菌丝桥在日本落叶松幼苗间磷传递和植株生长中的作用

 应用四室隔网系统研究了菌丝桥在日本落叶松(Larix kaempferi)幼苗间传递磷的作用。结果表明,供体接种卷缘桩菇(Paxillus involutus)和彩色豆马勃（Pisolithus tinctorius）后,其外延菌丝可以穿过隔离层侵染受体落叶松,在供体和受体落叶松间形成了菌丝桥。供体植株接种菌根真菌后生物量明显增加,但是对受体植株没有显著的影响。菌根真菌侵染的供体和受体植株的根、地上部吸磷量均分别显著高于对照,而且供体植株根、地上部吸磷量增加的程度明显高于受体。被卷缘桩菇和彩色豆马勃侵染的受体植株体内32P的放射性强度分别是对照的10倍和6倍,两者形成菌丝桥后传递到受体植株的32P分别为供体植株体内32P的1.10%和0.22%。供体植株吸收的32P可以通过菌丝桥传递给受体,但是绝对数量十分有限,对受体植株磷营养没有产生显著的影响,但P. involutus和P. tinctorius侵染受体植株后,促进了受体落叶松对磷的吸收,这是菌丝桥形成后,真菌帮助受体植株吸收磷引起的。