乌兰布和沙区紫花苜蓿根系吸水模型

在实测获得根重密度和土壤含水量的基础上,运用土壤水分运动方程及Penman-Monteith公式,计算得到干旱沙区不同水分处理下紫花苜蓿(MedicagosativaL.)根系吸水速率和蒸腾强度.结果表明紫花苜蓿根系吸水速率与土壤剖面含水量和根重密度密切相关.苜蓿地水分消耗规律在分枝期以棵间蒸发为主,在开花期和结实期以植株蒸腾为主.建立了干旱沙区紫花苜蓿根系吸水模型,经回归分析得到模型中的各个参数,通过对回归结果的方差分析表明,模型的相关性较好(R2=0.890,p<0.05);另外从模型验证的结果看,土壤剖面含水量模拟值与实测值基本吻合,说明本文提出的根系吸水模型其可靠性较好.     

植物根系吸水过程中根系水流阻力的变化特征

以植物根系吸水的人工模拟试验所测得的数据为依据,运用水流的电模拟原理,定理分析了不同土壤水分水平处理下植物根系吸水过程中根系水流阻力各主要分量的大小、变化规律及其相对重要性．结果表明,在同一水分水平处理中,植物根内木质部传导阻力（Ｒｃ）随生长时间的推移而减小,随土层深度的加深而增大,土根接触阻力（Ｒｓｒ）、植物根系吸收阻力（Ｒｒ）随生长时间表现出先下降后上升阶段的动态变化特征;在不同水分水平处理中,Ｒｃ、Ｒｓｒ、Ｒｒ均随土壤湿度减小而大幅度增大;在植物根系水流阻力各分量中,Ｒｒ占根系水流阻力的比例为５５％～９６％,Ｒｓｒ约占根系水流阻力的４％～４５％,而Ｒｃ仅占根系水流阻力的７×１０－６,故Ｒｒ是决定植物根系吸水速率的重要因素     

植物根系吸水机理的研究进展

近年来,植物根系吸水机理在细胞、组织和整体水平上的研究进展非常迅速,对阐明植物抗旱机制及其高效利用有限水资源途径的探讨具有重要意义。本文主要对植物根的复合结构和根系在土壤中的分布、根系中水流性质等方面的最新研究状况进行了概述,特别详细地论述了水通道蛋白的表达及功能与根系中水分运动的关系、以及根系输水的调节和根系吸水过程中的信号传导方面的研究动态,并且评价了根的复合运输模型和根系吸水的数学模型等,最后就其可能生理意义及其应用前景作了评述。     

植物根系吸水机理的研究进展

近年来,植物根系吸水机理在细胞、组织和整体水平上的研究进展非常迅速,对阐明植物抗旱机制及其高效利用有限水资源途径的探讨具有重要意义.本文主要对植物根的复合结构和根系在土壤中的分布、根系中水流性质等方面的最新研究状况进行了概述,特别详细地论述了水通道蛋白的表达及功能与根系中水分运动的关系、以及根系输水的调节和根系吸水过程中的信号传导方面的研究动态,并且评价了根的复合运输模型和根系吸水的数学模型等,最后就其可能生理意义及其应用前景作了评述.     

土壤植物系统中植物根系吸收土壤水份研究进展

土壤植物系统是土壤—植物—大气连续体中的一个重要的子系统,该系统中的植物根系吸收土壤水份的研究已受到国内外的普遍重视,成为旱地农业生态系统中最为活跃的研究课题之一。从土壤—植物—大气连续体入手,对植物根系吸收土壤水份的影响因素,植物根系吸收土壤水份的微观模型及宏观模型等,进行了介绍和评述     

非均匀水势下作物根系吸水模型分析

根据土壤-根系统中水分守恒和水势对水分运输作用的原理, 建立了土壤中非均匀水势作物根系吸水模型。在该模型中, 分别对一次函数和指数函数两种不同的非均匀土壤水势的表达形式建立模型, 并对非均匀水势和均匀水势下模型的解析解之间的关系进行了探讨; 利用该模型讨论根系的吸收阻力和木质部传导阻力的比率对根吸水的影响; 运用阻力比率的合理生理范围确定根生长的优化长度。结果表明: 在特定情况下, 非均匀水势下的根系吸水模型可以用于均匀水势, 对Poiseuille公式进行修正后得到的根的优化长度接近实际值。     

根压与根系的主动吸水

植物根系吸收水分有两种类型:被动吸水和主动吸水,被动吸水的动力是蒸腾拉力,主动吸水的动力是根压。我认为根压不是植物根系吸水的动力,而应当是植物根系吸水的结果。理由有三点: 第一,根压的定义没有“根压是根系主动吸水的动力”的含义。“根系的生理活功使液流上升的压力称为根压”。“根压是由于根系代谢活动的结果,使木质部导管分子内产生     

极端干旱区胡杨根系吸水的二维数学模型

依据在极端干旱区额济纳旗的实测资料,对胡杨根系及根区土壤水分特征进行了分析,借鉴国内外成熟的植物根系吸水模型,建立了胡杨根系吸水的二维数学模型。模型结果与实测结果平均相对误差为9.02%,最大相对误差为17.84%。所建模型基本反映了胡杨根系吸水的实际状况,对胡杨根系分布、吸水及胡杨SPAC系统进一步的研究提供了有益的参考。     

草原植物根系起始吸水层深度测定方法及其在不同群落状态下的表现

通过比较实验导出用于研究草原群落中不同植物种群起始吸水层研究方法,暂称之为"土体挖空法"。该方法是将土壤剖面的下部挖空,保留上面0—5、0—10、0—15 cm的土层和上面的全部植物,当从地表浇的水在被挖空部分的向下表面开始渗出时测定哪些植物种群吸收了水分。实验中用于检验植物是否吸水的方法是用水势仪测定法。在内蒙古锡林郭勒盟白音锡勒牧场中国科学院草原生态系统定位研究站的实验样地上,通过对处于不同退化恢复演替阶段的草原群落中主要植物种群的研究得出以下结论:1)同一群落中不同植物种间根系起始吸水层存在差异,在恢复群落中存在根系起始吸水位置的生态位分离和重叠现象,其中黄囊苔草(Carex korshinskyi)、冷蒿(Artemisia frigida)、糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)的起始吸水层位置表明它们在对土壤中水资源利用空间维上存在空间生态位重叠现象;羊草(Leymus chinensis)、大针茅(Stipa grandis)、米氏冰草(Agropyron michnoi)之间也存在类似的生态位重叠;两组植物种群间存在对土壤中水资源利用空间维上的空间生态位分离现象。2)无论是否退化的草原群落,其中黄囊苔草、冷蒿、糙隐子草的根系起始吸水层深度保持不变;在严重退化的群落中羊草、大针茅、米氏冰草同种个体的起始吸水层则变浅,即呈浅层化分布现象。退化群落中,植物体小型化和根系浅层化的同时植物根系对水分吸收的起始位置总体呈浅层化。3)典型草原群落中各植物种群间存在较大幅度的生态位重叠和一定的生态位分离,其中生态位分离的幅度较小,重叠的程度较大。     

基于双稳定同位素和MixSIAR模型的冬小麦根系吸水来源研究

灌溉和施肥措施对农田水文循环具有重要影响,根系吸水是联系植物蒸腾和土壤水分运动的关键水文过程,定量识别灌溉施肥影响下作物根系吸水来源对农业用水优化管理具有重要意义。氘氧稳定同位素(D和18O)是追溯农田水分运移过程的理想天然示踪剂。基于2013—2015年北京市典型农田不同灌溉施肥处理冬小麦水分运移试验,利用D和18O双稳定同位素和MixSIAR贝叶斯混合模型,量化冬小麦主要根系吸水深度及其贡献比例,阐明作物水分来源的季节变化及不同处理间的差异,分析根系吸水与土壤水分分布变化的相互关系。研究结果表明:两季冬小麦返青-拔节、拔节-抽穗、抽穗-灌浆和灌浆-收获期主要根系吸水深度均值分别为0—20 cm(67.0%)、20—70 cm(42.0%)、0—20 cm(38.7%)和20—70 cm(34.9%),但季节变化差异显著,2014季主要吸水深度随作物的生长发育而逐渐增加,2015季则主要集中于浅层土壤(0—70 cm)。返青-抽穗期仅灌水20 mm或施肥105 kg/hm2N促使拔节-抽穗期深层(70—200 cm)土壤水分利用率平均增加29%,而前期充分灌水且大量施肥(≥当地施肥量210 kg hm-2N)时拔节-抽穗期根系吸水深度为土壤表层0—20 cm。在干旱少雨的冬小麦生长季内作物吸水来源与土壤水分消耗变化基本一致。     

2021年中国植物科学重要研究进展

2021年中国植物科学家在国际综合性学术期刊及植物科学主流期刊发表的论文数量相比2020年显著增加, 在雌雄细胞识别与受精、干细胞命运决定、菌根共生、光合膜蛋白复合体、氮磷养分利用、先天免疫、作物从头驯化与基因组设计等方面取得了重要研究进展,“异源四倍体野生稻快速从头驯化”入选2021年度“中国生命科学十大进展”。该文总结了2021年度我国植物科学研究取得的成绩, 简要介绍了30项重要进展, 以帮助读者了解我国植物科学的发展态势, 思考如何更好地将植物科学研究与国家重大需求有效衔接。     

濒危植物银鹊树研究进展(综述)

本文从分类地位、形态特征、生态学、繁殖栽培和资源开发等方面,对我国银鹊树的研究进展进行较为系统地综述,并提出保护建议,为今后对该植物的进一步研究提供参考。     

2020年中国植物科学若干领域重要研究进展

2020年中国植物科学家在国际综合性学术期刊及植物科学主流期刊发表的论文数量比上一年显著增加,在植物发育、耐逆、系统进化和作物生物学等领域取得了重要研究进展。其中,“小麦抗赤霉病基因Fhb7的克隆、机理解析及育种利用”和“提高作物品种氮肥利用效率的新机制”两项成果入选2020年度“中国生命科学十大进展”。该文总结了20...     

小麦低分子量麦谷蛋白亚基研究进展

低分子量麦谷蛋白亚基(LMW-GS)是小麦胚乳中的一种聚合蛋白组分,LMW-GS彼此间或／和高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)间形成分子内二硫键,进而产生麦谷蛋白聚合体,决定小麦面团的加工品质。由于 LMW-GS与醇溶蛋白的提取特性和电泳迁移率相近,其研究进展缓慢。近年来随着电泳技术的提高,LMW-GS的研究也成为品质性状研究的新热点,越来越多的研究证实了LMW-GS对品质具有重要作用。然而,关于LMW-GS 的研究在我国尚处于起步阶段。本文从小麦LMW-GS的分类、染色体定位、结构及其与品质间关系等方面回顾其研究状况,并讨论研究中存在的问题。     

植物源抗菌肽的研究进展

植物抗菌肽是植物自身合成的能够防御环境中微生物侵害的一类小分子多肽.它们大都是阳离子多肽,有较好的热稳定性.根据作用位点和抗菌机理的不同,植物抗菌肽可分为三大类:第一类通过干扰微生物细胞壁的合成来抑制微生物生长;第二类作用于质膜使其产生穿膜孔洞,从而导致微生物因细胞物质外泄受损;第三类则通过抑制某些细胞器的作用而起到抑菌的效果.本文从抗菌肽的作用机理及其分类等方面对植物源抗菌肽的研究进展进行了综述.     

2018年中国植物科学若干领域重要研究进展

2018年中国植物科学继续呈现快速发展的态势, 我国科学家在国际植物科学主流学术刊物发表论文数量大幅增加, 取得了多项具有重要影响的成果。调控植物生长-代谢平衡实现可持续农业发展入选2018年度中国科学十大进展; 中国被子植物区系进化历史研究入选2018年度中国生命科学十大进展。以水稻为代表的农作物和果蔬等经济作物研究在国际上已呈现出明显的优势, 若干领域已从“追赶”状态跨越到“领跑”地位。该文对2018年中国科学家在植物科学若干领域取得的重要研究成果进行了概括性评述, 旨在全面追踪和报道当前中国植物科学领域的发展前沿和热点, 展示中国科学家所取得的杰出成就。     

2017年中国植物科学若干领域重要研究进展

2017年中国植物科学继续保持高速发展态势, 重大成果频出, 具体表现在中国植物学家在国际顶级学术期刊发表的文章数量平稳上升。中国植物科学领域的研究工作者成果精彩纷呈, 如新型广谱抗病机制的发现、水稻广谱抗病遗传基础及机制和疫霉菌诱发病害成灾机制研究等。2017年中国生命科学领域十大进展评选中, 有两项植物科学领域的研究成果入选。水稻生物学、进化与基因组学和激素生物学等领域学科发展突出。另外, 值得一提的是, 长期从事高等植物与代谢途径调控分子网络研究和水稻品种设计育种的李家洋院士的研究成果“水稻高产优质性状形成的分子机理及品种设计”荣获2017年国家自然科学一等奖。这一具有重大国际影响的开创性贡献标志着中国植物科学在该领域的国际科学前沿居于引领和卓越地位。该文对2017年中国本土科学家在植物科学若干领域取得的重要研究成果进行了系统梳理, 旨在全面追踪和报道当前中国植物科学领域发展的最新前沿动态, 与广大读者共同分享我国科学家所取得的辉煌成就。