黄土高原半干旱区不同密度山地苹果园水分生产力模拟

采用修订WinEPIC模型,模拟研究了陕西延安和甘肃静宁1965-2009年7种不同密度处理山地苹果园产量和深层土壤水分效应.结果表明：各密度处理4～45年生果园产量均呈现初期快速增加,达到最大值后又逐年波动性降低趋势;果园密度越高,初期产量增加越快,后期产量随降水量年际波动越剧烈.各密度处理果园遭受干旱胁迫规律基本一致,即生长前期无干旱胁迫,随种植年限延长干旱胁迫波动性加剧,生长后期干旱胁迫日数与年降水量波动趋势相反.生长初期,各密度处理果园0～15 m土层逐年土壤有效含水量均呈现波动性强烈降低趋势,延安和静宁分别在17～22年生和13～20年生之后土壤有效含水量维持在0～600 mm的较低水平.各密度处理果园0～15 m土层土壤湿度剖面分布特征相似：均经历了土壤湿度逐年降低和土壤干层逐年加厚的干燥化过程,土壤稳定干层深度可达12 m.基于0～15 m土壤有效水分含量和4～45年果园产量模拟结果确定,延安和静宁果园适宜种植密度分别为650～800和550～700 株·hm^-2.
     

外源NO对水分胁迫下平邑甜茶幼苗氧化损伤的缓解效应

以苹果属植物平邑甜茶水培幼苗为试验材料,采用20%PEG-6000模拟水分胁迫,进行了外源NO对水分胁迫下平邑甜茶幼苗氧化损伤的缓解效应研究。结果表明:100~500μmol·L-1外源硝普钠(SNP,NO供体)处理,能在一定程度上提高渗透胁迫下平邑甜茶叶片内SOD、POD、CAT、APX活性和ASA含量,不同程度减轻20%PEG-6000胁迫对平邑甜茶幼苗活性氧的累积和氧化损伤,其中以300μmol·L-1 SNP处理缓解效应最佳,而相对高浓度的700μmol·L-1 SNP处理则不能起到缓解作用,反而有一定的毒害作用。     

黄腐酸和甜菜碱预处理对干旱胁迫下平邑甜茶生理特性及光合的影响

该研究以平邑甜茶[Malus hupehensis(Pamp.)Rehd.]2年生实生苗为材料,通过盆栽试验于干旱处理前3d分别连续喷施黄腐酸(FA)、甜菜碱(GB)和复配(FA+GB),并以清水为对照(CK)进行预处理,比较分析不同预处理对干旱胁迫下平邑甜茶的生理及光合特性变化,探讨FA和GB对平邑甜茶的抗旱生理机制。结果显示:(1)与对照相比,FA、GB和FA+GB预处理均能够显著提高平邑甜茶叶片相对含水量,且FA的保水性效果最佳。(2)3种预处理均可显著促进干旱胁迫下叶片可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸含量增加,且FA+GB预处理后在干旱胁迫下叶片可溶性糖和脯氨酸累积量显著高于单施FA或GB。(3)3种预处理均可显著提高干旱胁迫下平邑甜茶幼苗的SOD、POD、CAT活性,并显著降低MDA的积累速度及其累积量,且以FA+GB预处理的MDA含量最低、抗氧化酶活性最高。(4)GB和FA+GB预处理下平邑甜茶的净光合速率、瞬时水分利用率显著高于CK和FA,且FA+GB处理下改善光合特性的效果最佳,GB次之。研究表明,单独喷施黄腐酸和甜菜碱及两者配施预处理均能够增加干旱胁迫下平邑甜茶的渗透调节物质和相对含水量,提高叶片的保水性,调节抗氧化物酶活性,降低丙二醛含量,增加细胞膜稳定性,改善光合性能,进而提高平邑甜茶的抗旱能力,且以复配喷施(FA+GB)预处理的效果最好。     

聚乙二醇对平邑甜茶叶片气孔器超微结构的影响

 采用透射电镜技术对聚乙二醇（PEG）模拟干旱处理的平邑甜茶(Malus hupehensis Rehd (pingyitiancha))叶片气孔器超微结构进行了观察,并对叶片气孔器超微结构制片方法进行了改进。所观察结果如下：1）PEG胁迫后保卫细胞中叶绿体数量增加,而叶绿体中淀粉粒数量呈下降趋势;2）PEG胁迫降低保卫细胞中线粒体的数量及破坏线粒体的超微结构;3）PEG胁迫使平邑甜茶保卫细胞中的液泡变小以致不明显。     

棉隆对苹果连作土壤微生物及平邑甜茶幼苗生长的影响

以生产上常用苹果砧木——平邑甜茶为试材,盆栽条件下研究了棉隆微粒剂对苹果连作土壤微生物及平邑甜茶幼苗生长的影响。结果表明:与重茬(对照CK)相比,棉隆处理极显著(P0.01)降低了连作土壤中真菌数量,降幅达58.8%,细菌和放线菌数量分别显著(P0.05)降低15.3%、8.5%,细菌/真菌增加108.8%,放线菌/真菌增加124.2%;棉隆使连作条件下平邑甜茶单株幼苗根系长度、根表面积、根体积和根系活力分别提高421.4%、426.5%、171.7%、48.8%。平邑甜茶植株叶面积以及叶片中叶绿素a、b含量、净光合速率均极显著提高,分别增加162.6%、14.9%、15.0%、24.0%,叶片同化能力增强;植株长势增强,株高和地径均极显著提高,植株地上干鲜重和地下干鲜重也得到了极显著性增加,最高增加幅度达2.2倍。综上,棉隆处理后苹果连作土壤中微生物数量降低,而细菌与真菌比值、放线菌与真菌比值增加,平邑甜茶幼苗植株长势增强,棉隆可有效减轻苹果连作障碍发生。     

连作苹果土壤酚酸对平邑甜茶幼苗的影响

为探讨连作(重茬)苹果土壤中酚酸类物质的积累与苹果连作障碍的关系,在砂培条件下,取连作果园土壤中实际浓度的酚酸类物质处理平邑甜茶幼苗,探讨了连作2a的果园土壤中实测浓度的根皮苷、间苯三酚、根皮素、对羟基苯甲酸和肉桂酸对平邑甜茶幼苗根系线粒体指标、抗氧化酶活性、膜过氧化程度及活性氧(ROS)含量的影响。结果表明:连作土壤中实际浓度的5种酚酸类物质均使平邑甜茶幼苗生长受到抑制,根系受影响程度高于地上部分,表现为根冠比降低;线粒体膜通透性转换孔(MPTP)开放程度增大,线粒体膜电位降低,细胞色素Cyt c/a比值下降;降低了幼苗根系中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,增加了过氧化氢(H2O2)、超氧阴离子自由基(O·-2)以及丙二醛(MDA)的含量。土壤浓度的5种酚酸类物质中,以根皮苷处理抑制效果最显著,间苯三酚处理抑制力最小。因此,根皮苷是引起苹果连作障碍的主要酚酸,实践中应重点考虑对根皮苷的降解以缓解苹果连作障碍。     

甲壳素对连作条件下平邑甜茶幼苗生长及土壤环境的影响

研究在苹果连作土壤中添加甲壳素对苹果幼苗生长、土壤酶及土壤真菌群落结构的影响,探讨甲壳素缓解苹果连作障碍的可能性,为防控苹果连作障碍提供依据。盆栽条件下,以平邑甜茶幼苗为试材,在苹果连作土壤中分别添加0,0.5,1.0和2.5g/kg的甲壳素,测定了连作土壤中添加不同量的甲壳素后,幼苗生物量、根系保护酶活性、土壤主要酶(蔗糖酶、脲酶、磷酸酶等)活性以及土壤中真菌群落结构的变化。9月份结果表明,与对照相比,1.0 g/kg的甲壳素处理连作土,可显著提高平邑甜茶幼苗株高和干鲜重,分别比对照增加了36.8%、82.1%和100.8%;甲壳素处理能增加幼苗根系保护酶活性,其中1.0 g/kg甲壳素处理SOD、POD和CAT活性最高,其次为0.5 g/kg,而2.5 g/kg甲壳素处理显著抑制了幼苗根系保护酶活性。1.0 g/kg甲壳素处理可提高土壤中细菌/真菌值,并且提高了土壤中蔗糖酶、脲酶、蛋白酶、磷酸酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶活性,分别比对照提高了8.6%、40.5%、81.1%、15.3%、18.7%和49.8%,2.5 g/kg甲壳素处理则降低土壤酶活性或者使土壤酶活性与对照相当。根据T-RFLP的图谱中OUT的数量、种类及丰度,分别计算了不同处理土壤的真菌多样性,发现1.0 g/kg甲壳素处理的连作土具有最高的多样性、均匀度和丰富度指数,分别比对照增加了52.2%、8.0%和87.1%。主成分分析(PCA)结果显示,不同剂量甲壳素处理的连作土壤中真菌被PC2分成了两部分,其中0.5 g/kg和1.0 g/kg的甲壳素添加量分布在PC2的负方向上,而CK和2.5g/kg的甲壳素处理分布在PC2的正方向上,这说明添加不同量的甲壳素对连作土壤真菌群落多样性有显著影响,添加量太多或者太少均会造成土壤真菌多样性下降,只有适量的甲壳素可提高真菌群落结构多样性。实验结果表明1.0 g/kg的甲壳素可提高连作平邑甜茶幼苗生物量,改善连作土壤环境,有效缓解平邑甜茶的连作障碍。     

硫化氢对淹水平邑甜茶根系形态构型、叶片活性氧和光合特性的影响

以盆栽平邑甜茶为试材,分别将盆浸没于5种浓度硫化氢(H₂S)释放剂硫氢化钠(NaHS;0、0.02、0.05、0.1、0.2 mmol·L^-1)水溶液,以及添加有次牛磺酸(HT;H₂S清除剂)的NaHS水溶液中,10 d后调查根系形态构型、叶片活性氧生成和光合气体交换参数以及植株生长的变化.结果表明: 在淹水处理液中加入0.02～0.1 mmol·L^-1 NaHS,能增加土壤淹水时根系总长度、表面积、体积、直径、根尖数、分形维数、一级侧根数量和根系活力,降低叶片超氧阴离子(O₂^-·)生成速率和过氧化氢(H₂O₂)含量,提高叶片光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(g_s)、水分利用效率(WUE)和表观CO₂利用效率(CUE),还提高幼苗株高和植株生物量,其中NaHS在浓度0.1 mmol·L^-1 时作用效果最显著;当NaHS施用浓度达到0.2 mmol·L^-1或在0.1 mmol·L^-1 NaHS中加施次牛磺酸时,上述指标均降回到单纯淹水时的水平.这说明添加适量H₂S能够有效缓解土壤淹水对平邑甜茶根系生长的抑制,可以通过减少活性氧产生以及提高CUE,从而减轻淹水胁迫对叶片光合性能和植株生长的不利影响.     

有机物料发酵流体和堆肥对苹果连作土壤环境及平邑甜茶幼苗生物量的影响

为探讨不同有机物料的发酵流体(厌氧发酵产物)和堆肥(有氧发酵产物)对苹果连作土壤环境的影响,以盆栽平邑甜茶幼苗为试验材料,分别设置猪粪+秸秆、鸡粪+秸秆、羊粪+秸秆、猪粪+鸡粪+羊粪+秸秆4个不同有机物料组合并进行厌氧发酵和有氧发酵,并将发酵产物分别施入连作土中,研究其对平邑甜茶幼苗生物量、连作土壤中微生物、土壤酶活性、土壤酚酸等的影响。结果表明:与有机物料堆肥相比,各有机物料发酵流体处理的平邑甜茶幼苗干重、鲜重较高,其中猪粪发酵流体处理显著提高了幼苗干、鲜重,7月份为对照的1.57、1.26倍,9月份为CK的1.55、1.86倍;两类发酵产物均增加了土壤微生物的数量,且发酵流体处理显著增加了土壤中细菌和放线菌的数量,其中羊粪发酵流体效果最明显,分别为CK的2.95倍和2.37倍,在堆肥处理中,真菌数量显著增高;两类发酵产物也影响了土壤中酚酸总量,表现为猪粪、鸡粪发酵流体和猪粪堆肥处理含量下降,至9月份分别下降到CK的0.45、0.39倍和0.36倍。     

棉隆熏蒸处理对平邑甜茶幼苗生长和生物学特性及土壤环境的影响

本试验以苹果砧木平邑甜茶幼苗为试材,通过温室与露地盆栽两种方式,研究不同浓度(0、0.1、0.2、0.4 g·kg^-1)棉隆熏蒸对连作土壤微生物环境和平邑甜茶幼苗生长的影响。结果表明:不同浓度的棉隆熏蒸均能促进连作土壤中平邑甜茶幼苗的生长,其中以0.2 g·kg^-1处理的效果最显著。0.2 g·kg^-1棉隆熏蒸下,平邑甜茶幼苗在温室和露地条件下的株高、地径、地上部干质量、地下部干质量分别比连作对照提高了192.9%和91.8%、72.8%和60.1%、196.8%和195.0%、138.5%和130.7%;幼苗根系相关指标(根长、根面积、根体积、根系呼吸速率)也明显优于其他处理;幼苗根系的超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性分别比连作对照提高了114.6%和118.5%、123.5%和107.6%、164.6%和175.6%;幼苗根系的丙二醛含量也显著低于其他处理。随着棉隆施用浓度的增加,土壤细菌含量、真菌含量、尖孢镰孢菌基因拷贝数、土壤酶活性均显著降低,连作土壤真菌群落结构也发生了不同程度的改变。综上,0.2 g·kg^-1棉隆熏蒸可以提高连作平邑甜茶幼苗生物量,改善土壤环境,有效缓解平邑甜茶的连作障碍。在苹果老果园重茬建园时,可以优先考虑0.2 g·kg^-1的棉隆熏蒸处理。     

水分胁迫下湖北海棠根系脂氧合酶活性与ABA积累的关系

采用无细胞体系（ｃｅｌｌ－ｆｒｅｅ ｓｙｓｔｓｍ）及非离体根,研究了湖北海棠（Ｍａｌｕｓ ｈｕｐｅｈｅｎｓｉｓ（Ｐａｍｐａｎ．）Ｒｅｈｄ．）实生幼苗根中脂氧合酶（ＬＯＸ）活性和脱落酸（ＡＢＡ）生物合成及胁迫诱导ＡＢＡ积累的关系。结果表明,水分胁迫（３０％ＰＥＧ处理或０．６ｍｏｌ／Ｌ甘露醇处理）及盐胁迫（０．２ｍｏｌ／ＬＮａＣｌ）诱导ＡＢＡ积累的同时,ＬＯＸ活性也上升,两者呈一致关系。ＬＯＸ专一抑制     

水分胁迫下湖北海棠根系脂氧合酶活性与ABA积累的关系

The relationship between lipoxygenase (LOX) activity and ABA accumulation was studied in the roots of Malus hupehensis (Pampan. Rehd.) seedling using both intact young roots and cell-free system. The result showed that LOX activity and ABA content increased simultaneously after treatment of 30% PEG 6000, 0.6 mol/L mannitol, and 0.2 mol/L NaCl, respectively. NDGA (nordihydroguaiaretic acid), an inhibitor of LOX, inhibited simultaneously both the activity of LOX and the enhancement of ABA level under the stresses. Likewise adding soybean LOX to root cell-free system led to the increase of ABA content. The results suggested that LOX may be a key enzyme in ABA biosynthesis under water stress.     

甜菜碱对干旱胁迫下湖北海棠超微弱发光及抗氧化能力的影响

以盆栽4年生的苹果砧木湖北海棠（Malus hupehensis）为试材,叶面喷施100 mmol·L^-1的甜菜碱,研究外源甜菜碱对干旱胁迫下湖北海棠叶片超微弱发光（UWL）、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢（H₂O₂）、脯氨酸（Pro）及甜菜碱（GB）含量的影响.结果表明,轻度干旱胁迫下,叶片UWL强度提高,但随着干旱胁迫程度的加重而下降,至严重干旱胁迫时UWL明显低于正常供水处理;H₂O₂、MDA含量随干旱胁迫加重而升高;SOD和POD活性随胁迫加重而升高,但至重度干旱时下降.与单独干旱处理相比,叶片喷施甜菜碱显著提高了轻度和中度干旱胁迫叶片的UWL（分别提高35.27%和43.95%）、SOD和POD活性,降低了H₂O₂和MDA含量;促进了Pro和GB的积累.表明甜菜碱及通过甜菜碱诱导的脯氨酸积累,能够提高干旱胁迫下叶片的抗氧化能力,减轻过氧化损伤,对叶片细胞起到保护作用.     

基于蜡叶标本分析的湖北海棠种内变异与地理分化研究

依据馆藏湖北海棠（Malus hupehensis(Pamp.)Rehd.）蜡叶标本,观测并分析花、叶、果实的26个形态性状,利用聚类分析、散点图、多重比较等方法研究种内变异,并探讨其地理分化。结果表明,萼齿形状、萼齿长/萼筒长、叶被毛、叶型大小、果实形状等性状在不同地区间变异较大。花萼齿长/萼筒长有从华东地区向西南地区逐渐变大的趋势,萼齿形状也由华东地区常见的卵形、三角卵形变异过渡到卵状披针形、线状披针形,此变异趋势应是受控于多个数量性状基因及其相互作用,也是外部环境修饰的结果。叶片是较易受外界环境影响的性状,其大小在不同地区间变异较为明显,而叶片由华东地区的多数无毛变异过渡到其它地区的被毛增多,应是对地方分布海拔增高的生态适应。西北—中原地区的果实多为近椭圆形或近卵形,区别于其它地区的圆球形,表现出边缘地方居群易于分化的特点。     

秸秆和氮肥不同配比影响平邑甜茶幼苗的生长和对氮素的吸收、分配和利用

为探讨秸秆和氮肥不同配比对平邑甜茶(Malus hupehensis)植株生长和氮素吸收、分配和利用的影响, 采用¹⁵N同位素示踪技术, 以二年生盆栽平邑甜茶为试材, 研究了不同秸秆和氮肥配比条件下平邑甜茶的生长、¹⁵N尿素吸收利用和土壤碳氮比等参数, 发现秸秆和氮肥不同配比对平邑甜茶植株的生长及¹⁵N-尿素的吸收、分配和利用具有不同的影响。园土和秸秆比在45:1的水平, 同时配施氮肥(N 300 mg·kg^-1)时, 植株株高、茎粗和植株总干重的值最高, 分别为85.33 cm、8.05 mm和74.68 g; 植株的全氮、¹⁵N吸收量和利用率也最大, 分别为0.938 g、0.029 g和9.74%。不加秸秆而仅施加氮肥(N 200 mg·kg^-1)的对照(CK)的根冠比最大, 为1.54, 显著高于其他各种处理。各试验处理地上部分从肥料中吸收分配到的¹⁵N量对地上部分全氮量的贡献率(Ndff)均大于地下部分, 且CK各器官Ndff值最高, 地上部分和地下部分分别为7.94%和4.69%。除CK外, 各处理¹⁵N分配率均是地上部>地下部。秸秆的施用显著提高了土壤的有机质、全氮含量和土壤有机质C/N比。相关性分析结果表明, 土壤有机质C/N比与植株地下部分Ndff值有极显著负相关性(p < 0.01), 与植株整株Ndff值有显著负相关性(p < 0.05)。建议果园秸秆配施氮肥时, 控制秸秆施用量在45:1水平, 氮肥在200-300 mg·kg^-1之间较好。     

The effect of cadmium on lipid and fatty acid biosynthesis in tomato leaves

This research aims to examine the effect of cadmium uptake on lipid composition and fatty acid biosynthesis, in young leaves of tomato treated seedlings (Lycopersicon esculentum cv. Ibiza F1). Results in membrane lipids investigations revealed that high cadmium concentrations affect the main lipid classes, leading to strong changes in their composition and fatty acid content. Thus, the exposure of tomato plants to cadmium caused a concentration-related decrease in the unsaturated fatty acid content, resulting in a lower degree of fatty acid unsaturation. The level of lipid peroxides was significantly enhanced at high Cd concentrations. Studies of the lipid metabolism using radioactive labelling with [1-¹⁴C]acetate as a major precursor of lipid biosynthesis, showed that levels of radioactivity incorporation in total lipids as well as in all lipid classes were lowered by Cd doses. In total lipid fatty acids, [1-¹⁴C]acetate incorporation was reduced in tri-unsaturated fatty acids (C16:3 and C18:3); While it was enhanced in the palmitic (C16:0), palmitoleic (C16:1), stearic (C18:0) and linoleic (C18:2) acids. [1-¹⁴C]acetate incorporation into C16:3 and C18:3 of galactolipids [monogalactosyldiacylglycerol (MGDG) and digalactosyldiacylglycerol (DGDG)] and some phospholipids [phosphatidylcholine (PC) and phosphatidylglycerol (PG)] was inhibited by Cd stress. Our results showed that in tomato plants, cadmium stress provoked an inhibition of polar lipid biosynthesis and reduced fatty acid desaturation process.     

山东湖北海棠(Malus hupehensis (Pamp.) Rehd.)两新变种

记载了分布于山东省的两个湖北海棠的地理变种,泰山海棠与原变种区别于叶缘锯齿较钝较小,果实紫红色,直径约0.6 cm,花较小,直径不足2 cm;平邑甜茶与原变种区别于叶片较大,平展,锯齿大而钝,叶脉较多,较直行, 花萼齿披针形,长于萼筒。     

种皮对海棠种子的保护作用机理研究

目的:研究海棠种子种皮对海棠种子保护作用机理。方法:通过种子水势、吸水膨胀、种子化学染色、红外光谱分析和显微形貌观察考察海棠种子结构和成分对种子的影响。结果和结论:表面油脂起着防水作用,但是在一定的条件下易分解;种皮表层红色短纤物结构致密使种子具有防水透湿的作用,种皮内层是生物高分子,在吸水初期表现出高的吸水力(包括溶胀吸水力、保持力、荷重下的吸收力),后期由水分引起的相关生物反应产生的某种物质使其表现刚性而开裂。三者共同作用保护种子使其长时间在自然环境下仍然保持生物活性。