Effects of ROS and caspase-3-like protein on the growth and aerenchyma formation of Potamogeton perfoliatus stem

Protoplasma - Aerenchyma formation plays an important role in the survival of Potamogeton perfoliatus in submerged environment. To understand the regulatory role of reactive oxygen species (ROS)...     

三峡库区消落带4种适生植物根际与非根际土壤养分与酶活性特征研究

三峡库区消落带植被修复过程中,物种的更替对库区土壤的地球化学循环产生潜在影响。以三峡库区忠县石宝寨汝溪河消落带植被修复示范基地165-170 m海拔段人工种植狗牙根、牛鞭草、落羽杉以及立柳根际与非根际土为试验对象,探究其根际与非根际土壤的养分含量及酶活性差异,以阐明不同物种的生长适应性及其根际养分利用策略,比较不同物种对库区土壤的营养改良作用。结果表明：（1）三峡库区消落带4种适生植物根系活动导致根际与非根际土壤养分因子以及土壤酶活性产生差异,不同物种的栽植均在一定程度上使库区土壤营养条件得以改善;（2）碳、氮两种元素在4种适生植物根际土壤中发生不同程度的富集,但磷素与钾素在不同物种根际与非根际土壤之间的变化不一致;（3）蔗糖酶、脲酶以及酸性磷酸酶在4种适生植物根际土中均表现出一定程度的根际正效应（R/S>1）,且狗牙根对3种土壤酶的根际活化效果最为明显,其根际效应分别高达2.39、1.89和2.7;（4）在植物根系的调控下,根际土中有机质与氮素、磷素以及钾素的相关性更为显著,而非根际土壤中,仅钾素与有效氮、有效磷呈显著负相关,其余各土壤养分因子之间均无显著相关性;（5）与落羽杉和立柳两木本植物相比,狗牙根与牛鞭草两草本植物根际具有更为合理的养分调节模式,对库区土壤的改良效果更好。     

Efficient Surface Plasmon Polariton Excitation with the Beam Generated by Micro Triangular Prism

The optical beam generated by a micro triangular prism is presented to excite surface plasmon polaritons (SPPs) on a single silver nano slit. The electromagnetic fields generated by the micro triangular prism and the excited surface plasmon polaritons are simulated with finite-difference time-domain method. Compared with directly normal incident beam, the efficiency of SPPs’ excitation with the beam generated by the micro triangular prism is highly improved.     

落羽杉根系有机酸与NSC代谢对三峡消落带水位变化的响应

为探究三峡库区消落带水位变化下落羽杉根系有机酸和非结构性碳水化合物(NSC)的响应特征,以适生木本植物落羽杉为对象,在消落带原位环境中设置对照-SS(海拔175 m,试验期间无水淹)、MS(海拔170 m,中度水淹胁迫)和DS(海拔165 m,深度水淹胁迫)3个处理,分别于海拔170 m和165 m退水时采集样品,测定并分析根系有机酸和NSC的变化。结果表明:(1)库区水淹对落羽杉基径无显著影响,仅有DS组明显抑制了高生长,落羽杉生长能较积极地响应库区水淹。(2)库区水淹对落羽杉侧根和总根有机酸的影响一致,侧根有机酸代谢作用优于主根。与SS组相比,MS组根系有机酸含量增高,DS组根系有机酸含量降低,除部分根系酒石酸、苹果酸、柠檬酸变化达到显著水平外,其余有机酸均无显著变化。(3)库区不同强度水淹对落羽杉根系NSC有不同程度的影响。与SS组相比,MS组可溶性糖无显著变化,淀粉、NSC含量显著增加,但总根NSC在水淹前与水淹后无明显差异;形成鲜明对比的是,DS组显著降低了可溶性糖、NSC含量,对淀粉无显著影响,且水淹后总根NSC显著低于水淹前。(4)相关分析表明,主根、总根草酸、苹果酸、柠檬酸及侧根、总根莽草酸分别与淀粉、NSC间表现出显著相关性(P0.05)。研究结果表明,在三峡库区消落带水淹胁迫下,落羽杉根系有机酸与NSC代谢联系紧密。通过维持一定的根系淀粉含量,保持植株正常的有机酸代谢水平,较好地适应三峡库区消落带生境。     

不同泥沙埋深对几种一年生草本枯落物分解及养分动态特征的影响

为探究三峡消落带泥沙淤积条件下一年生草本枯落物的分解及养分变化特征,通过模拟实验,采用分解袋法,研究不同泥沙埋深对4种一年生草本分解及养分动态的影响。所选择的三峡消落带4种一年生优势草本植物包括马唐（Digitaria sanguinalis）、稗（Echinochloa crusgali）、狼杷草（Bidens tripartita）、苍耳（Xanthium sibiricum）,设置了无掩埋（0 cm）、中度掩埋（5 cm）和深度掩埋（10 cm）3个泥沙掩埋深度,试验周期为180 d。结果表明：（1）在整个实验期间,4种一年生草本枯落物的分解速率均呈现先快后慢的特点,与0 cm泥沙埋深处理相比,5、10 cm埋深下4种一年生草本枯落物的分解速率均显著降低;（2）在分解结束时,4种一年生草本枯落物C含量变化不大,P元素处于释放状态,而在泥沙掩埋下N元素处于富集状态;（3）除马唐和稗枯落物的P含量变化外,4种一年生草本枯落物C、N、P含量均表现为0 cm掩埋处理显著低于5、10 cm处理组;相反,4种一年生草本枯落物K含量则表现为0 cm掩埋处理显著高于5、10 cm处理组。研究表明消落带大量泥沙淤积抑制枯落物的分解和C、N、P元素释放,有利于降低对三峡库区水体富营养化及营养物质悬浮的贡献率,一定程度上,对库区水质保护有正面效应。     

重庆主城河岸带植物群落功能性状与土壤理化性质的关系

基于功能性状视角开展植物群落与环境关系的研究有助于揭示植物的适应策略。然而,目前关于城市河岸带植物群落功能性状的研究较少。为此选取10项植物功能性状指标和14项土壤理化性质指标,探究重庆主城3种生境类型河岸带(自然型河岸带(NRZ)、农耕主导型河岸带(FRZ)和开发建设主导型河岸带(BRZ))植物群落功能性状与土壤因子特征及互作机制。结果表明：(1)与NRZ生境相比,FRZ生境中的土壤速效磷、速效钾和氧化还原电位和BRZ生境中的土壤含水量显著偏高(P<0.05);FRZ和BRZ生境中的土壤pH值和全磷含量显著偏高,而土壤有机质、全钾和全氮含量显著偏低(P<0.05)。(2)与NRZ生境相比,FRZ生境中的比根长和比根表面积显著较高,茎干物质含量和叶干物质含量显著较低;BRZ生境中仅茎干物质含量显著较低(P<0.05)。(3)冗余分析结果表明,影响各生境类型河岸带植物群落功能性状的土壤因子不同,NRZ生境为土壤容重、含水量和硝态氮,FRZ生境为土壤铵态氮、全磷和有机质,BRZ生境则是土壤含水量、温度和速效磷。研究发现与自然状态相比,农业和建筑类型的人为干扰导致重庆主城河...     

三峡消落带落羽杉人工幼林叶片分解及磷释放特征

为探究三峡消落带人工重建植被落羽杉（Taxodium distichum）幼林叶片在不同水文条件下的分解特征及其对土壤-水体磷的贡献潜力,本实验在控制条件下,模拟三峡库区消落带土壤水分变化设置了常规生长水分条件（CK）、轻度干旱水分胁迫（T1）、潮湿（T2）、2 cm水淹（T3）、10 cm水淹（T4）5个不同处理,研究落羽杉叶片分解及磷释放特征。研究结果表明：（1）在整个试验期间（90 d）,T3、T4两个水淹处理的叶片失重率分别达51%（T3）和55%（T4）,显著高于CK、T1、T2三个未水淹处理;（2）未分解残留叶片中的全磷含量在CK、T1、T2三个未水淹的处理组呈现增加趋势,而水淹处理（T3、T4）呈减少趋势;（3）土壤全磷含量在试验过程中呈现波动性变化特征,但至试验结束时,各处理中土壤全磷含量与CK相比均无显著差异;（4）T3、T4处理中叶片添加显著增加了上覆水体中总磷含量,试验过程中呈现出在分解初期迅速上升,在分解10 d时达到峰值,之后逐渐降低并趋于稳定,但试验结束时仍显著较高,分别是对应无叶片组的17.15倍（T3）和5.81倍（T4）。这些结果说明水淹通过促进落羽杉叶片的分解从而增加上覆水体中磷的含量,因此有必要在水淹前对消落带的落羽杉幼林叶片进行适时采收,以尽可能减少其对库区水体的磷负荷。     

三峡库区消落带落羽杉与立柳林土壤微生物生物量碳氮磷动态变化

为探究库区消落带人工乔木植被恢复重建后土壤质量及肥力的变化特征,于2016年6月(T_1)、2016年9月(T_2)、2017年6月(T_3)及2017年9月(T_4)选择165—175 m高程落羽杉与立柳土壤为研究对象,并以裸地作为对照,测定土壤微生物生物量碳、氮、磷和相关理化性质。结果表明:(1)经历水淹(T_2—T_3)会使土壤微生物生物量处于较低水平,落干期(T_1—T_2、T_3—T_4)落羽杉与立柳人工植被恢复生长能显著提高土壤微生物生物量,对土壤微生物恢复具有重要意义。(2)落羽杉与立柳土壤微生物生物量碳、氮占土壤有机碳、全氮百分比在4个时期均显著高于裸地,表明落羽杉与立柳土壤微生物对土壤碳、氮库的贡献大于裸地;落羽杉土壤微生物生物量磷及其占全磷百分比在T_1和T_3处于极低水平,T_2和T_4处于较高水平,应注意磷元素的迁移。(3)土壤微生物生物量碳、氮、磷与土壤有机碳和全氮有极显著相关性,与土壤pH值呈不同程度的负相关。在三峡库区消落带进行落羽杉与立柳乔木植被恢复重建能显著提高土壤微生物生物量及土壤肥力,进一步证实开展科学的植被修复与重建值得提倡和肯定。     

外源激素处理对三峡消落带落羽杉扦插生根的影响

为优选落羽杉大龄母树插穗的扦插繁殖技术,以期培育大量的落羽杉良种壮苗满足三峡消落带植被修复的需要,采用正交试验设计,探究不同外源激素、浓度以及处理时间对三峡消落带落羽杉大龄母树插穗扦插生根的影响,运用隶属函数法对各处理生根情况进行综合评价。结果表明：（1）落羽杉插穗皮部和愈伤组织处均有不定根伸出,两处不定根数量分别占不定根总数的63.9%和36.1%;（2）4种外源激素中,吲哚丁酸（IBA）+萘乙酸（NAA）（等质量比）和IBA处理的插穗生根效果最好,NAA处理次之,生根粉（ABT）处理效果最差;（3）5种浓度（50 mg/L、100 mg/L、150 mg/L、200 mg/L和250 mg/L）之间的处理效果无显著差异;（4）4种处理时间（2 h、4 h、6 h和8 h）中,4 h处理的插穗生根效果最佳;（5）26个处理组合中,（IBA+NAA）×150 mg/L×4 h处理组合和NAA×250 mg/L×4 h处理组合的平均隶属函数值最高,分别为0.83和0.82,清水对照的平均隶属函数值最低,为0.05。研究初步验证了皮部生根是落羽杉大龄母树插穗的主要生根方式,筛选出三峡消落带原位适生落羽杉大龄母树插穗扦插的两种较佳处理组合为（IBA+NAA）×150 mg/L×4 h和NAA×250 mg/L×4 h。