茂兰喀斯特地区常见蕨类植物的钙含量特征及高钙适应方式分析

为了探讨喀斯特地区常见蕨类植物种对石灰土高钙环境的适应方式, 以茂兰国家级自然保护区及其附近区域的11种常见蕨类植物为研究对象, 通过对比其根际土及植株钙素的含量特征, 分析了这11种植物对土壤钙素的吸收情况, 以及钙素在植株各器官间的运转和分配情况。研究显示, 在酸性土区, 肾蕨(Nephrolepis auriculata)根际土的钙有效度显著高于其他10种蕨类植物; 受酸性土钙含量低的影响, 厌钙植物种的植株钙含量显著低于专性钙生植物种; 除肾蕨和金星蕨(Parathe- lypteris glanduligera)外, 酸性土区各植物种的植株各器官中钙含量为成熟叶>根>幼叶, 石灰土区植株各器官的钙含量为根>成熟叶>幼叶, 广布种凤尾蕨(Pteris cretica var. nervosa)的植株器官钙含量特征在石灰土和酸性土间存在差异; 各专性钙生植物种的植株钙含量有显著的种间差异。以上结果表明, (1)肾蕨可通过富集、活化根际土钙素的方式来满足自身的需求; (2)土壤供钙条件会影响植株钙含量, 且在不同土壤钙环境下, 植株各器官钙含量特征的差异与其对土壤钙含量变化的适应行为有关; (3) 5种专性钙生植物种对钙素的需求有差异, 且其面对高钙环境起主导作用的适应方式也有所不同, 柳叶蕨(Cyrtogonellum fraxinellum)、贯众(Cyrtomium fortune)、蜈蚣草(Pteris vittata)具有嗜钙或喜钙的特性, 而铁线蕨(Adiantum capillus-veneris)属于低钙植物种。     

喀斯特地区野生毛葡萄的钙组分特征及其对高钙环境的适应性分析北大核心CSCD

为了探究喀斯特地区野生毛葡萄(Vitis quinquangularis Rehd.)器官的钙含量、组分及其分布特征,揭示野生毛葡萄的需钙特性及其对高钙土壤的适应机制。该研究以贵州喀斯特地区野生毛葡萄为材料,取样测定了40个样地的野生毛葡萄立地土壤的pH值、交换性钙含量及其根、茎、叶中钙和镁及其钙组分含量,分析土壤交换性钙含量与不同钙组分间的关系,并观察野生毛葡萄叶片表面及根、茎、叶中的钙晶体。结果表明:(1)喀斯特地区野生毛葡萄总钙含量在器官中的分布表现为叶>根>茎,其分布特征与喜钙植物类似。(2)野生毛葡萄根、茎、叶中主要钙组分含量由高到低依次基本为草酸钙、果胶酸钙、水溶性钙、磷酸钙+碳酸钙、硝酸钙+氯化钙、硅酸钙(茎中稍有不同),根、茎、叶中草酸钙占所有钙组分总量和总钙含量的比例均最高,其次是果胶酸钙。(3)各样地野生毛葡萄叶片中Ca+Mg的含量范围在1.30%~4.07%之间,绝大多数在3.0%~4.0%范围内,表现出喜钙植物叶中高Ca+Mg含量的特性。(4)在喀斯特地区的野生毛葡萄体内,多种钙组分含量与土壤中的钙含量呈显著或极显著的正相关关系。(5)扫描电镜观察发现,野生毛葡萄叶片和根中储存有大量的草酸钙晶体,叶片中的草酸钙可通过气孔排出体外。研究发现,喀斯特地区野生毛葡萄属于喜钙植物,对喀斯特高钙环境的适应性强,叶片中钙的富集量大,有大量的草酸钙和果胶酸钙储存于体内,这种储钙特性和气孔的排钙行为对野生毛葡萄适应高钙环境具有重要作用。     

东北羊草草地钙、镁含量特征的研究

本文探讨了东北羊草草地割草场的钙、镁含量特征。研究结果表明：羊草群落中,植物根的钙、镁含量最高,季节变化规律是在生长旺季较高。羊草地上部分钙、镁积累量的季节变化曲线基本为S型,寸草苔和针蔺为双峰型。群落地下部分钙、镁积累量分别占群落总积累量的97.13%和92.08%。群落中钙、镁积累量仅占根层土壤钙、镁贮量的0.05%和0.03%,占根层土壤交换性和水溶性钙、镁贮量之和的52.2%和14.62%。植物各器宫中钙含量和积累量均大于镁。     

不同利用方式下潮棕壤交换性钙镁的剖面分布

在水稻田、玉米地、撂荒地和人工林地4种土地利用方式下,对潮棕壤0～150 cm土层中土壤交换性钙(Ca)和交换性镁(Mg)的剖面分布及Ca/Mg的变化进行了比较研究.结果表明：不同利用方式下土壤交换性Ca含量及储量差异不明显;林地各土层的土壤交换性Mg含量均显著高于水稻田（P<0.05）;交换性Mg储量大小依次为林地、玉米地、撂荒地和水稻田（P<0.05）.不同利用方式交换性Ca/Mg随土层深度的增加而降低,40 cm以下土层水稻田Ca/Mg显著高于其他3种利用方式（P<0.05）.土壤生态系统中Mg的优先固持、土壤管理以及植物自身的特性如生物量的循环速率、生物量在地上部分和地下部分的分配、根系的分布等,对土壤剖面中交换性Ca和交换性Mg的构成以及土壤交换性Ca库和Mg库的重建等起到重要作用.     

拟南芥响应高钙的miRNAs的筛选与鉴定

喀斯特地区土壤中钙含量较高。土壤钙含量过高会抑制植物生长,进而影响农作物产量和质量。目前,对植物应答和耐受高钙胁迫的机理研究还不深入。miRNAs在植物对生物和非生物胁迫的响应中起重要调控作用。本文应用转录组测序,对高钙响应拟南芥根部miRNAs进行分析,筛选到受高钙胁迫显著影响的12个miRNAs,并对其靶基因进行了预测和分析。实时定量PCR分析证实,大部分差异表达miRNAs和其靶基因表达负相关。本研究为进一步揭示miRNAs在植物响应高钙胁迫过程中的调控作用奠定了基础。     

湖南烟区土壤交换性钙、镁含量及对烤烟品质的影响

分析了湖南烟区主要土壤类型交换性钙、镁元素含量状况及其对烟叶品质的影响,结果表明:(1)土壤交换性钙、镁含量在不同土壤类型间存在显著性差异,交换性钙含量平均为8.87cmol/kg,以红壤含量最高;交换性镁含量平均为1.16cmol/kg,以黄棕壤含量最高;交换性钙镁比值大小依次为:红壤(11.74)>水稻土(10.25)>黄壤(6.84)>黄棕壤(6.14),在烟叶实际生产中,应重视镁肥在红壤和水稻土中的施用;(2)烟叶钙含量偏高(21.93g/kg±4.37g/kg),烟叶镁含量偏低(2.52g/kg±1.26g/kg),两者均存在广泛的变异性;(3)整体来看,烟叶钙含量随土壤中交换性钙含量的升高和镁含量的降低而显著升高;烟叶镁含量随土壤交换性镁含量的升高而升高,与土壤交换性钙含量的相关性不显著;(4)典型相关分析表明,土壤中交换性镁含量的降低可能引起烟叶钾含量的提高,从而使得烟叶钾素和镁素含量达到较好的平衡;(5)土壤交换性钙、镁含量与烟叶其它化学成分指标的相关分析表明,土壤交换性钙有利于烟株对硼和氯素的吸收,对氮、锌和锰素的吸收则有显著的抑制作用;而土壤交换性镁有利于烟叶总糖、硼素和锰素的积累,对氮、磷、铁和锌素的吸收具有显著的抑制作用。     

介质中不同Ca~(2+)浓度对五种榕树幼苗钙含量的影响

选择高榕(Ficusaltissima)、木瓜榕(F.auriculata)、聚果榕(F.racemosa)、鸡嗉子榕(F.semicorda ta)以及对叶榕(F.hispida)5种榕树,对其幼苗进行不同Ca2+(CaCl2)浓度下的水培实验,结果表明,5种幼苗钙含量随介质Ca2+浓度的增加而增加,增加趋势大致相同。高Ca2+浓度下(10mmol/L)幼苗地上部的钙含量为低Ca2+浓度下(0.05mmol/L)的1.51～1.63倍。5种榕树幼苗钙含量随培养液Ca2+浓度变化的Yadj值的多重比较结果显示,对叶榕钙含量显著高于其他四种(P<0 01),高榕则显著低于其他四种(P<0 01),木瓜榕、聚果榕、鸡嗉子榕之间的差异不显著。不同榕树幼苗地上部分钙含量受介质钙浓度影响,但可能主要决定于基因型的差异,表明榕属植物富钙基因的存在,这为高钙榕树植物资源开发提供初步的理论依据。     

不同生境中鬼针草(Bidens pilosa)碳氮磷化学计量特征及其营养利用策略

该研究通过野外采样和实验室测定的方法,研究了三种生境中鬼针草叶和根碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征及其与土壤养分的相关性。结果表明:(1)鬼针草的生境具有不同的资源水平。三种生境的土壤全氮(TN)和速效氮贫乏,有机碳(C)和全磷(TP)较充裕;生境Ⅰ土壤TN含量显著低于其它两个生境,生境II土壤TP含量显著低于其它两个生境,生境III土壤TN、TP含量均大于其它两个生境。(2)不同生境的鬼针草对磷(P)分配策略不同。低N生境的鬼针草叶片P含量根P含量,P较多地分配到植物体地上部分;N、P含量较高的生境中鬼针草根P含量叶P含量,P更多地分配到地下部分。(3)不同生境的鬼针草其地上部分和根的生长速率不同。低N生境的鬼针草叶片N/P和C/P值小,植物体具有较高的相对生长速率,具有地上生长竞争优势;低P生境的植物叶片N/P和C/P值大,植物体具有较慢的相对生长速率;高N、高P生境中根N/P和C/P值小,根具有较高的生长速率,保证了鬼针草的地下生长竞争优势。(4)鬼针草叶片N/P和根N/P之间呈现不显著的负相关关系,植物地上部分和地下部分为异速生长。不同生境的鬼针草具有不同的营养利用和分配策略,保证了植物强大的竞争力和入侵性。     

高钙逆境对拟南芥根部基因表达的影响

土壤钙含量过高会对植物正常生长发育形成严重的威胁.这是中国西南喀斯特区域农业生产和环境保护的重要限制因素.了解植物对高钙胁迫的响应机制,可以促进喀斯特地区可持续农业发展和生态环境保护.为揭示植物对高钙胁迫相应的分子机理,本研究充分利用拟南芥(Arabidpsis thaliana)丰富的生物信息资源,系统比较和分析了对照和高钙胁迫处理情况下拟南芥根部的基因表达情况.40 mmol/L CaCl2处理明显抑制了拟南芥根部生长.转录组分析表明,高钙处理下,拟南芥根部乙烯、脱落酸和茉莉酸途径表达上调,其中,茉莉酸合成、响应和代谢途径相关基因表达均上调,说明这3个激素相关途径,对植物应对高钙胁迫具有重要的作用,尤其是茉莉酸相关途径.     

施肥方式和园龄对洛川苹果园土壤钙素退化的影响

为明确黄土高原苹果产区施肥方式和园龄对土壤钙素含量和钙素贮量的影响,本研究以位于世界苹果优生区的陕西省洛川县苹果园为研究对象,分别研究不同施肥方式和不同园龄苹果园0～100 cm土层土壤碳酸钙、水溶性钙和交换性钙含量及其贮量的变化特征.结果表明: 洛川县苹果园土壤钙素递减式退化现象严重,长期大量单施化肥苹果园土壤钙素退化现象明显大于化肥与农家有机肥配施苹果园,单施化肥苹果园比化肥与农家有机肥配施苹果园0～100 cm土层土壤碳酸钙、水溶性钙和交换性钙平均含量分别减少38.8%、25.4%和5.6%,3种形态土壤钙素贮量依次减少36.4%、26.0%和4.3%;苹果园土壤钙素退化程度随园龄增加不断加剧,园龄>25年苹果园比园龄≤10年苹果园0～100 cm土层土壤碳酸钙、水溶性钙和交换性钙平均含量分别减少48.8%、69.4%和39.5%,3种形态土壤钙素贮量分别减少40.8%、64.1%和33.0%.长期大量单施化肥和长期种植苹果树均对土壤碳酸钙、水溶性钙、交换性钙有明显的耗竭作用,钙素递减式退化特征明显,化肥与农家有机肥配施能够有效减缓土壤钙素退化,对于园龄>25年的高龄苹果园应加强土壤钙素管理.施肥方式是苹果园土壤钙素递减的驱动因素,钙素递减呈现出明显的时(园龄)空(土层深度)效应.     

松嫩平原羊草、虎尾草群落钙元素时空分布的比较研究

本文分析了松嫩平原羊草（Ｌｅｙｍｕｓｃｈｉｎｅｎｓｉｓ）群落和虎尾草（Ｃｈｌｏｒｉｓｖｉｒｇａｔａ）群落钙元素在土壤中和植物体中的分布特征及季节动态,以及土壤中钠钙含量的关系。结果表明,两种群落的土壤水溶性和交换性钙含量均为春秋两季较高,夏季较低,优势种植物体中钙的含量为羊草明显高于虎尾草,根部均高于其它部位。两种群落土壤中交换性钙的垂直分布均以表层最低,并随着土层深度而逐渐增加,其中羊草群落各土层的含量均高于虎尾草群落。     

松嫩平原碱化草地植物－环境系统的仿真模拟

本研究以系统仿真的方法对松嫩平原碱化草地植物－环境系统进行模拟。模型的系统变量包括植物种的地上、地下生物量,土壤水分、有机质、可溶性和交换性Ｎａ￣＋和Ｃａ￣＋＋浓度和植物的凋落物生物量。模型所考虑的过程有：不同土壤碱化条件下的植物生长季节动态;土壤水、盐运动;植物的蒸腾作用;土壤表面的蒸发;凋落物的积累和分解;土壤有机质的积累和矿化;地下生物量对土壤持水和导水特性的控制作用,以及收获强度对系统平衡的影响等。模型成功地解释了植物生物量形成过程与环境之间的动态耦合、相关作用。模拟结果说明：与地下生物量密切相关的土壤非毛管孔隙度与土壤的碱化和脱碱过程有极强的相关作用,这种作用是通过改变土壤的饱和持水量来实现的。非毛管孔隙度随地下生物量增加．导致饱和含水量增加和脱碱作用加强。收获强度过大导致地下生物量的减少、非毛管孔隙度的减少和碱化作用的加强。     

模拟喀斯特不同土壤生境下黑麦草对水分胁迫的生长和光合生理响应

以多年生草本黑麦草为对象,模拟喀斯特生境土壤特征设置浅而宽(Shallow and wide, SW:30×30×5 cm~3)和深而窄(Deep and narrow, DN:10×10×45 cm~3)两种土壤容器,以正常降水量为对照供水(W100%),设减水50%(W50%)和减水70%(W30%)共3种水分处理进行盆栽实验,探究了两种不同土壤生境中土壤水分变化对黑麦草生长及光合生理的影响,以进一步理解喀斯特地区植物的适应对策。结果显示:(1)SW生境对水分变化敏感,随供水减少土壤含水量显著下降。轻度减水下植物叶面积增大,光合速率提高,地上部分生长得到促进,但水分严重减少对其生长和光合生理有抑制作用,但地上质量分数和水分利用效率却显著升高;(2)DN生境保水能力较好,随供水减少土壤水分含量下降较为平缓。叶片相对含水量、气孔导度和比叶面积在各水分处理之间差异不显著,但严重减水条件下总生物量、地上质量分数和水分利用效率均有回升。研究表明:浅而宽生境中植物倾向于通过提高地上部分的生长,保持较高的光合速率,并向地上部分分配较多生物量来应对水分胁迫;而深而窄生境中植物会充分利用土壤空间条件,促进根系的生长来提高对水分的吸收,从而维持植物的生长。     

东北羊草草地钾,钠含量特征的研究

东北羊草(Aneurolepidium chinense)各器官地上部分的钾含量在生长初期最高,以后逐渐降低;钠含量的变化规律与钾相似,仅在8月份有明显增高。群落地上部分的钾、钠含量高于地下部分。羊草地上部分的钾、钠积累量在生长季中的变化为单峰曲线,峰值分别出现于7月和8月,寸草苔(Carex duriuscula)和针蔺(Heleocharis acicularis)地上部分的钾、钠积累量变化与生物量相似,为双峰型。群落地下部分的钾、钠积累量明显高于地上部分,茎、叶中钾、钠积累量相近。群落的钾、钠积累量分别占根层土壤钾、钠贮量的0.25%和0.17%,占交换性及水溶性钾、钠贮量之和的2.31%和0.93%。     

松嫩平原碱化草地植物-环境系统的仿真模拟

 本研究以系统仿真的方法对松嫩平原碱化草地植物—环境系统进行模拟。模型的系统变量包括植物种的地上、地下生物量,土壤水分、有机质。可溶性和交换性Na+和Ca++浓度和植物的凋落物生物量。模型所考虑的过程有：不同土壤碱化条件下的植物生长季节动态;土壤水、盐运动;植物的蒸腾作用;土壤表面的蒸发;凋落物的积累和分解;土壤有机质的积累和矿化;地下生物量对土壤持水和导水特性的控制作用,以及收获强度对系统平衡的影响等。模型成功地解释了植物生物量形成过程与环境之间的动态耦合、相关作用。模拟结果说明：与地下生物量密切相关的土壤非毛管孔隙度与土壤的碱化和脱碱过程有极强的相关作用,这种作用是通过改变土壤的饱和持水量来实现的。非毛管孔隙度随地下生物量增加,导致饱和含水量增加和脱碱作用加强。收获强度过大导致地下生物量的减少、非毛管孔隙度的减少和碱化作用的加强。     

贵州牛角塘铅锌矿区优势植物的重金属富集特征

为筛选适合贵州喀斯特地区重金属污染土壤修复治理以及矿区生态复垦的植物材料,该研究在贵州牛角塘铅锌矿区采集30种优势植物及其根系土壤,测定其地上部、地下部和根系土壤的Cd、Cu、Ni、Pb、Zn含量,计算植物对重金属的富集和转运系数,并通过聚类分析综合评估植物的应用潜力.结果表明:(1)千里光、鬼针草地上部Cd含量高达4...     

植物功能性状对土壤保持的影响研究述评

植被对土壤保持具有重要的影响,但是从植物功能性状的角度总结评述植被对土壤保持影响的研究并不多见。总结评述了植物地上功能性状、地下功能性状对土壤保持功能的影响以及植物地上、地下功能性状的关系,认为:(1)植被地上部分功能性状对土壤保持的作用主要体现在对溅蚀、面蚀的影响及间接改变土壤理化性质等方面,其功能性状指标主要包括叶面积、叶长、叶宽、枝数、植被高度等;(2)植被地下部分功能性状对土壤保持的作用主要体现在固持土壤、提高土壤抗剪切强度、提高土壤抗侵蚀能力、增强土壤渗透性,植物根系固持土壤与根系抗拉能力密切相关,植物根系土壤的物理和水文性质,与细根比例、根长密度、根表面积等性状密切相关;(3)可以通过植物地上部分功能性状间接反映地下部分功能性状,但是现有研究多为定性认识;(4)在植物功能性状对土壤保持的研究中亟待加强植被地上地下功能性状的长期定位监测,深化植被功能性状尤其是根系特征与土壤保持的作用机理,加强植被地上部分、地下部分功能性状的定量表达,建立植被功能性状与土壤保持功能的定量关系,实现植被功能性状与土壤保持功能特征的动态链接。     

Studies on the Characteristics of K,Na Content in Aneurolepidium chinense Grassland of Northeast China

The characteristics of K, Na contents of the pasture-for-cutting of Aneurolepidiurn chinense grassland of Northeast China were studied. Results showed that: K concentration of every organ of the aboveground part of A. ch inense was highest in early growing season, then decreased gradually as plant continues to grow. The variation of Na concentration was more or less similar to that of K, but there was a sudden increase in August. The concentrations of K, Na in the aboveground part of the community were higher than those in the underground part..The variations of K, Na accumulations of the aboveground part of ,A. chinense in the growing season were of the single-peak type, the peaks of K and Na appeared in July and August respectively. The variations of K, Na accumulations of the aboveground parts of Carex duriuscula and Heleocharis acicularis were similar to those of the biomass, which were of the double-peak type. The accumulations of K and Na in the underground part of community were significantly higher than those in the aboveground part; the accumulations of K, Na in leaf and stem were very close to each other. The K, Na accumulations in the community were accounted for 0.25% and 0.71% of the total reserves of the soil, 2.31% and 0.93% of the soluble plus exchangeable reserves of the soil respectively.