盐地碱蓬的化学成分研究

采用硅胶、聚酰胺、Sephadex LH-20等色谱方法从盐地碱蓬乙醇提取液中分离得到6个化合物,分别鉴定为β-谷甾醇(1)、胡萝卜苷(2)、没食子酸(3)、槲皮素(4)、槲皮素-3-O--β-D-吡喃葡萄糖苷(5)和苯甲醇-β-D-吡喃糖苷(6).以上化合物均为首次从碱蓬属植物中分离得到.     

盐地碱蓬化学成分及其开发利用的研究进展

综述了盐地碱蓬的化学成分、药理作用及开发利用等方面的研究进展,并提出了在以后的化学研究中应该重点关注的一些问题。     

盐地碱蓬内生中度嗜盐菌

植物内生菌已经成为我国微生物领域研究的热点之一[1],对植物内生细菌的研究不仅丰富了内生菌的生理类群及数量,而且探索了内生菌与植物的相互关系;同时也发现了一些新分类地位的菌株。目前,关于植物内生极端微生物的研究较少,本刊2010年第2期刊登了崔春晓、夏志洁等发表的文章"盐地碱蓬内生中度嗜盐菌的分离与系统发育多样性分析"[2],作者根据盐地碱蓬内生境高盐的特点,从中不仅     

不同盐处理对盐地碱蓬幼苗肉质化的影响

用不同的钠盐和含Cl-的盐处理盐地碱蓬(Suaeda salsa)幼苗后,测定不同器官的肉质化及相关生理指标,结果表明:NaF处理明显抑制盐地碱蓬幼苗的生长;NaCl处理下生长最好,其中叶片的肉质化程度显著高于对照,正在伸展茎次之,而根则不明显;其次是NaHCO3,肉质化程度也明显高于对照;CaCl2和KCl处理下肉质化程度都与对照相似;MgCl2处理下叶片的肉质化程度明显低于对照.这些结果表明,NaCl处理明显促进盐地碱蓬肉质化是Na 和Cl-两种离子作用的结果,而Na 起主导作用;在这个过程中,HCO3-有一定的作用,Mg2 抑制肉质化.     

不同盐处理对盐地碱蓬幼苗肉质化的影响

用不同的钠盐和含Cl- 的盐处理盐地碱蓬(Suaeda salsa)幼苗后, 测定不同器官的肉质化及相关生理指标,结果表明：NaF处理明显抑制盐地碱蓬幼苗的生长;NaCl处理下生长最好,其中叶片的肉质化程度显著高于对照,正在伸展茎次之,而根则不明显;其次是NaHCO3,肉质化程度也明显高于对照;CaCl2和KCl处理下肉质化程度都与对照相似;MgCl2处理下叶片的肉质化程度明显低于对照。这些结果表明,NaCl处理明显促进盐地碱蓬肉质化是Na+和Cl-两种离子作用的结果,而Na+起主导作用;在这个过程中,HCO3-有一定的作用,Mg2+抑制肉质化。     

贮存时间对盐地碱蓬种子萌发及生长特征的影响

研究黄河三角洲滨海湿地不同贮存年限盐地碱蓬种子的萌发及植株生长特征,以期为利用土壤种子库进行滨海湿地盐地碱蓬群落的恢复提供科学数据。种子萌发实验结果显示：随着种子贮存年限的增加,盐地碱蓬种子活力呈明显下降趋势(P<0.05),表现为种子发芽率和发芽速度的下降;在同一盐度条件下,盐地碱蓬种子发芽率、发芽速度随贮存年限增加呈线性下降趋势;同一年限的种子随盐度的增加,发芽率呈线性下降趋势。植株生长实验结果显示：贮存时间短的种子出苗率高于贮存时间久的种子;随着贮存时间的增加,盐地碱蓬植株的密度呈下降趋势,但植株高度、含水量及单株鲜重及干重无明显差异,而单位面积生物总量差异显著(P<0.05)。在未来滨海湿地盐地碱蓬群落的修复过程中,应该根据滨海湿地的退化时间制定盐地碱蓬群落的恢复方案。研究结果可为滨海湿地生态恢复提供理论支持和科学参考,以实现滨海湿地恢复过程中降低恢复成本、提高恢复效率、加快恢复进程的目标。     

黄河三角洲重度退化滨海湿地盐地碱蓬的生态修复效果

采用翻地、施肥和芦苇碎屑培肥等土壤改良方法,利用盐地碱蓬在黄河三角洲重度退化区进行生态修复实验研究。结果表明:重度退化湿地土壤改良后,盐地碱蓬能够成功生长,3种改良方法均可有效的降低重度退化盐碱地的土壤含盐量,改良后的土壤Na离子含量均显著低于对照组,土壤脲酶和磷酸酶活性与对照相比有了显著的提高,表明改良后土壤肥力得到了改善。3种改良方法比较,培肥处理组土壤Na离子含量显著低于其他两种方法;盐地碱蓬生物量达到最高值,说明增加有机物的培肥方法可有效的改良重度退化盐碱湿地土壤,达到较为理想的生态修复预期效果。     

黄河口碱蓬湿地土壤氮矿化特征对温度及氮输入的响应

氮矿化是湿地生态系统养分循环的重要组成部分,氮输入及温度变化对土壤氮矿化的影响具有复杂性。为了探究湿地土壤氮矿化特征对温度及氮输入的响应,选择黄河入海口北部滨岸高潮滩的碱蓬湿地为研究对象,基于野外原位氮负荷增强模拟试验(N0:0 g N m^-2 a^-1;N1:9.0 g N m^-2 a^-1;N2:12.0 g N m^-2 a^-1;N3:18.0 g N m^-2 a^-1),于生长季末获取不同氮处理下的土壤(S-N0、S-N1、S-N2和S-N3)开展室内培养实验。结果表明,不同氮处理土壤的氮累积矿化量均呈现出培养初期(0—14 d)增加迅速,培养中期(14—42 d)骤然降低,而培养后期(42—84 d)趋于稳定的变化特征,其值整体表现为S-N3>S-N0>S-N2>S-N1(P>0.05)。培养后期,不同氮处理土壤的累积矿化量在20℃和25℃下的差异均达到极显著或显著水平(P<0.0...     

水沙条件及氮输入对黄河口滨岸潮滩湿地碱蓬和土壤15N吸收特征的影响

受自然及人为活动的影响,黄河三角洲水沙条件存在较大变化,由此带来的外源营养物质增加对潮滩湿地植被生长及元素吸收利用具有重要的影响。为此采用3因素4水平的正交试验,以黄河口滨岸潮滩湿地先锋物种碱蓬（Suaeda salsa）为研究对象,利用¹⁵N示踪技术,研究了水沙条件及氮输入对碱蓬和土壤¹⁵N吸收特征的影响。结果表明：淹水深度、泥沙沉积及氮输入对土壤全氮含量的影响不显著,但外源氮输入对土壤¹⁵N固持量（N_dff）和比例（N_dff%）的影响达到显著水平,且最大值（10.44 mg/kg和3.83%）均出现在W₄S₂N₃（30 cm淹水+3 cm泥沙沉积+6 g/m²氮输入）处理;碱蓬叶和茎中全氮含量、¹⁵N吸收量（N_dff）及比例（N_dff%）在深淹水和泥沙沉积处理时较大,而根中全氮含量、N_dff及N_dff%在高氮输入较大。且根N_dff和N_dff%最大值（1.10 mg/kg和18.21%）在W₁S₄N₄（2 cm淹水+12 cm泥沙沉积+9 g/m²氮输入）处理时取得,此时碱蓬的生长情况最好,表明适当的淹水和泥沙埋深以及高氮输入（9 g/m²）有利于根系对外源氮的吸收,从而促进植株的生长。由此可见,在黄河三角洲水沙变化大的背景下,淹水、泥沙沉积和外源氮输入的适当把控,可促进碱蓬对外源氮的吸收利用而有助于其生长,从而对维护黄河三角洲潮滩湿地的健康具有重要作用。     

真盐生植物盐地碱蓬资源特征与利用开发研究进展

盐地碱蓬为藜科碱蓬属一年生真盐生植物,能适应特殊的盐碱生境,具有典型的摄盐性和集积特征及种子二型性.本研究简要介绍了盐地碱蓬的生物学特性,重点概述了盐地碱蓬在盐碱地、重金属污染、石油污染、水体污染等生态价值,系统地综述了在食用蔬菜、黄酮类和多糖类、食用油和生物柴油、色素、膳食纤维、植物盐和植物碱、新型饲料和饲料添加剂、...     

黄河口碱蓬湿地土壤硫矿化特征对外源氮输入的响应

基于开放培养系统,在25℃的淹水和非淹水条件下研究了黄河口碱蓬湿地野外原位氮输入试验（N0：对照处理;N1：低氮处理;N2：中氮处理;N3：高氮处理）末期获取的相应氮梯度下表层土壤（记为NS0、NS1、NS2和NS3）的硫矿化特征。结果表明,不同氮处理土壤的硫矿化量在非淹水条件下整体表现为NS3 > NS1 > NS2 > NS0,在淹水条件下其硫矿化量较为接近,且均在培养的第3天取得最大值。不同水分条件下,不同氮处理土壤的硫矿化特征可能与培养过程中pH和EC的变化有关。连续培养119 d后,NS0、NS1、NS2和NS3的硫累积矿化量在非淹水条件下分别为233.03、419.99、401.16 mg/kg和526.51 mg/kg,在非淹水条件下分别为263.52、313.58、251.53 mg/kg和322.05 mg/kg。不同氮处理土壤硫累积矿化量主要来自0-14 d的矿化贡献,其值在非淹水条件和淹水条件下分别为41.01%-54.53%和79.49%-86.82%。除NS0外,其他3种土壤硫累积矿化量均表现为非淹水条件大于淹水条件,说明外源氮输入影响下非淹水土壤具有更大的供硫潜势。不同氮处理土壤硫累积矿化量及矿化势（S₀）在非淹水条件下表现为NS3>NS1≈NS2>NS0,在淹水条件下则表现为NS3≈NS1 > NS0 > NS2,说明高氮处理下湿地土壤具有最高的供硫潜势。研究发现,未来黄河口氮负荷增强条件下,土壤氮基质状况的改变将会促进土壤硫的矿化,而这可在一定程度上提高土壤的潜在供硫能力;但当受到强降水、大潮或风暴潮影响使得土壤处于短期滞水状态时,湿地土壤的潜在供硫能力将明显降低,特别是中氮输入条件下土壤供硫潜势的降幅最为明显。     

黄河口新生湿地碱蓬生物量及氮累积与分配对外源氮输入的响应

2014年4—11月,选择黄河入海口北部滨岸高潮滩的碱蓬湿地为研究对象,基于野外原位氮输入模拟试验,研究了不同氮输入梯度下(N0,无氮输入;N1,低氮输入;N2,中氮输入;N3,高氮输入)碱蓬不同器官生物量以及氮累积与分配特征的差异。结果表明,尽管不同氮输入处理并未改变碱蓬地上生物量的季节变化模式,但在不同程度上均促进了地上生物量的增长(平均增幅为19.71%—62.29%)且整体表现为N3N2N1N0;不同氮输入处理亦延长了碱蓬的生长高峰期,N1、N2和N3处理下地上生物量达到最大值的时间相对于N0处理推迟20 d左右。与地上生物量不同,不同氮输入处理改变了地下生物量的季节变化模式,特别是N2和N3处理均对生长初期的地下生物量产生了明显促进作用,且其初期地下生物量达到较高值的时间相对于N1和N0处理提前20—50d。不同氮输入处理下的枯落物量在产生初期和中期均增幅不大,末期则骤然增加且整体表现为N3N2N1N0。不同氮输入处理下碱蓬各器官的全氮(TN)含量总体上均表现为叶茎根,叶是氮的主要累积器官。尽管不同氮输入处理并未改变碱蓬不同器官的氮累积与分配格局以及地上与地下之间的养分供给关系,但其为适应不同养分条件而调整自身养分供给与分配的特性在N2处理下表现的尤为明显。研究发现,N2处理下碱蓬种子的发育时间相对于N0、N1和N3处理可能会提前约1个月,原因可能与N2氮输入水平可显著影响碱蓬体内的碳分配比以及碱蓬对适量氮养分输入环境的特殊适应对策有关。随着黄河口新生湿地氮养分供给的不断增加,当未来碱蓬湿地氮养分状况达到较高水平(特别是中等水平)时,其生物量、生长节律(特别是种子发育时间)以及不同器官氮累积与分配状况可能将发生明显改变。     

不同生境盐地碱蓬对氮饥饿的响应

为了探讨不同生境盐地碱蓬对低氮生境的适应机制,测定了盐渍环境下(200 mmol/L Na Cl)不同浓度硝态氮(0.3、5 mmol/L NO~-_3-N)预处理两种生境盐地碱蓬经氮饥饿后的NO~-_3含量、硝酸还原酶(NR)活性、光合特性及生长状况。结果表明,0.3和5 mmol/L NO~-_3-N处理以及进行氮饥饿时,潮间带生境盐地碱蓬叶片NO~-_3含量均高于内陆生境盐地碱蓬。与内陆生境盐地碱蓬相比,氮饥饿后,潮间带生境盐地碱蓬叶绿素含量、NR活性和光合放氧速率下降幅度均小于内陆生境盐地碱蓬,在0.3mmol/L NO~-_3-N预处理进行氮饥饿时趋势更加明显。0.3 mmol/L NO~-_3-N预处理后氮饥饿对潮间带生境盐地碱蓬根冠比没有影响,却降低内陆生境盐地碱蓬根冠比。上述结果表明,低氮条件下潮间带生境盐地碱蓬具有较高的NO~-_3储存能力,在环境持续氮素缺乏时具有较高的NO~-_3-N再利用能力,能更好地维持氮代谢以及光合性能。说明潮间带生境盐地碱蓬能更好地适应低氮生境。     

黄河口不同氮基质碱蓬种子萌发及幼苗生长对盐分及氮输入的响应

2014年4-11月,选择黄河入海口北部滨岸高潮滩的碱蓬湿地为研究对象,基于野外原位氮负荷增强模拟试验(N0,无额外氮输入;N1,低氮输入;N2,中氮输入;N3,高氮输入),获取相应的不同氮基质种子(S0,S1,S2和S3),以研究其发芽率以及幼苗生长状况对不同盐分胁迫和氮浓度交互作用的响应。结果表明,不同氮负荷影响下碱蓬成熟种子中的氮含量整体表现为S2S0S1S3,中氮输入更利于种子中氮养分的累积。盐分和氮交互作用下4种氮基质种子的发芽率总体表现为S2S1S0S3(P0.05),S2在不同盐分胁迫下的发芽率最高,幼苗的生长状况也最好。随着盐分的增加,4种氮基质种子的发芽率及幼苗生长状况均受到一定程度的抑制,但较低的盐分有助于其幼苗长度的增长,且随着氮输入量的增加这种抑制作用可得到一定程度缓解。盐分胁迫、氮浓度和种子类型作为单独因素出现时对碱蓬的发芽率、幼苗长度、鲜重和干重均产生显著影响,除幼苗长度受氮浓度和盐分胁迫交互作用的影响达到显著水平外(P0.05),其他因子交互作用对诸生态指标的影响并不明显。研究发现,不同氮输入处理不仅改变了原生环境碱蓬种子的氮含量,而且也使这些具备不同氮基质的种子对不同盐分胁迫与氮浓度环境具有不同的生态适应对策,中氮输入下的碱蓬种子(S2)无论在萌发率还是在幼苗生长状况上均优于其他氮基质的种子。未来,随着黄河口新生湿地氮养分供给的不断增加,当湿地氮养分达到中氮水平时,将更有利于碱蓬种子的萌发以及幼苗的生长,当氮养分达到更高水平时,碱蓬种子的萌发以及幼苗生长可能会受到一定程度的抑制。     

Comparative effects of salt and alkali stresses on growth, osmotic adjustment and ionic balance of an alkali-resistant halophyte Suaeda glauca (Bge.)

Effects of salt and alkali stresses on growth, osmotic adjustment and ionic balance of Suaeda glauca (Bge.), an alkali-resistant succulent halophyte, were compared. The results showed that alkali stress clearly inhibited the growth of S. glauca. Moreover, the concentrations of Na⁺ and K⁺ both increased with increasing salinity under both stresses, suggesting no competitive inhibition between absorptions of Na⁺ and K⁺. The mechanism underlying osmotic adjustment during salt stress was similar to alkali stress in shoots. The shared essential features were that organic acids, betaine and inorganic ions (dominated by Na⁺) mostly accumulated. On the other hand, the mechanisms governing ionic balance under both stresses were different. Under salt stress, S. glauca accumulated organic acids and inorganic anions to maintain the intracellular ionic equilibrium, but the anion contribution of inorganic ions was greater than that of organic acids. However, the concentrations of inorganic anions under alkali stress were significantly lower than those under salt stress of the same intensity, suggesting that alkali stress might inhibit uptake of anions, such as NO₃ ^– and H₂PO₄ ^–. Under alkali stress, organic acids were the dominant factor in maintaining ionic equilibrium. The contribution of organic acids to anions was 74.1%, while that of inorganic anions was only 25.9%. S. glauca enhanced the synthesis of organic acids, dominated by oxalic acid, to compensate for the shortage of inorganic anions.     

外源氮输入对黄河口新生湿地植物-土壤系统硫分布特征的影响

选择黄河口北部滨岸高潮滩的碱蓬湿地为研究对象,基于野外原位氮(N)输入模拟试验,研究了不同氮输入梯度下(N0,无氮输入;N1,低氮输入,9.0 gN m~(-2)a~(-1);N2,中氮输入,12.0 gN m~(-2)a~(-1);N3,高氮输入,18.0 gN m~(-2)a~(-1))碱蓬湿地植物-土壤系统全硫(TS)分布特征的差异。结果表明,外源N输入明显改变了湿地土壤TS含量的分布状况。随着N输入量的增加,除表层TS含量变化不明显外,其他土层均呈增加趋势。不同氮输入处理下植物各器官的TS含量整体均表现为叶茎根,叶是硫的主要累积器官。尽管氮输入处理并未改变植被的硫分配格局以及其地上与地下之间的硫养分供给关系,但其为适应不同养分环境可进行自身生长特性及养分分配的调整,且这种调整在N2处理下表现的尤为明显。随氮输入量的增加,不同氮处理下植物-土壤系统的S储量整体呈增加趋势,但土壤S储量的增幅远低于植物亚系统S储量的增幅以及N供给的增幅,说明N、S之间的养分供给存在不同步性。研究发现,未来黄河口N养分负荷增加情况下,碱蓬湿地植物-土壤系统的S生物循环速率不但可能会加速,而且N、S养分之间也可能形成一个正反馈机制,并将有利于维持新生湿地的稳定与健康。     

Spread and persistence of a rugulosin-producing endophyte in Picea glauca seedlings

We have studied Picea glauca (white spruce) endophyte colonization and its affect on the growth of Choristoneura fumiferana (spruce budworm). Here we examine the spread and persistence of a rugulosin-producing endophyte and rugulosin in needles from trees maintained in the nursery, as well as in trees planted in a test field site. Additionally, we report toxicity of rugulosin against three P. glauca needle herbivores: C. fumiferana, Lambdina fiscellaria (hemlock looper) and Zeiraphera canadensis (spruce budmoth). Reduction in body weight for both the C. fumiferana and L. fiscellaria were observed at 25 and 50 μm, respectively, and head capsules were reduced at 100 and 150 μm. Z. canadensis larvae did not perform as well in tests due to an Aspergillus fumigatus infection, but were shown to be lighter when tested with 100 and 150 μm compared with controls. The endophyte and its toxin were shown to spread throughout the nursery-grown seedlings. After 3.5 and 4.5 y post-inoculation (one and two years in the test site), the inoculated endophyte and its toxin had remained present with an average rugulosin concentration of 1 μg g⁻¹.     

外源氮对沼泽湿地CH4和N2O通量的影响

三江平原沼泽湿地受到大气沉降、地表径流、农业排水等外源氮素的输入,对湿地生态系统CH₄和N₂O通量有重要影响。采用野外原位施肥试验模拟外源氮输入,设0,60,120,240kgN•hm^-2 4种试验处理,探讨外源氮对沼泽湿地CH₄和N₂O通量的影响。结果表明,外源氮促进了CH₄和N₂O排放。与对照处理比较,各施氮水平CH₄平均排放通量分别增加了181％,254％和155％,N2O排放通量分别增加了21％,100％和533％。外源氮输入对CH₄排放的季节变化形式影响不大,而N²O的季节变化形式随着氮输入表现出波动变化的趋势。不同施氮水平对CH₄排放的促进作用与植物生长阶段和产CH₄的微生物过程密切相关,N₂O排放通量随氮输入量呈指数增加（R²＝0.97,p<0.01）。外源氮通过影响湿地微生物过程来进一步影响CH₄和N₂O的排放。