南方红壤旱坡地花生植株对施用氮肥的响应

选用多年夏花生-冬蔬菜种植制度下的典型红壤旱坡地,通过田间试验,研究了5种氮肥水平下花生根系的形态特征、固氮能力、植株生物量以及荚果产量。结果表明:不同氮肥施用量对花生植株生物量及荚果产量影响均不显著(P=0.091);而不同处理的土壤固氮酶活性与氮肥施用量间呈极显著的负相关(R2=0.88,P=0.005);单株花生根系总长度、总表面积、总分叉数及根尖条数均随氮肥施用量的增加而减小,且与单株花生根瘤生物量呈极显著(P<0.001)正相关。     

内蒙古草原3年生小叶锦鸡儿根瘤特征及其对环境变化的响应

小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)是氮素匮缺的内蒙古草原的灌丛优势种, 研究其根瘤性状及其对不同环境因子的响应特征, 可以进一步了解草原生态系统共生固氮过程及其对全球变化的响应机制。在中国科学院内蒙古草原生态系统定位研究站, 利用开顶式生长室(Open-top chamber, OTC)控制实验模拟环境变化, 研究了3年生小叶锦鸡儿播种苗根瘤特征, 及其对氮素添加、干旱和加水和大气CO₂浓度升高的响应。结果表明: 1) 3年生小叶锦鸡儿明显有根瘤着生, 多着生于侧根。根瘤形状多样, 以浅黄色的梨状和球状根瘤为主(占根瘤总数的68%); 另有少数棕褐色棒状和纺锤状根瘤(占根瘤总数的30%); 还有极少数较大的Y状根瘤。2)添加氮素极显著地抑制根系和根瘤的生长发育: 根系有发白现象, 且着生在其上的几乎都是干瘪根瘤。这种抑制效应随着水分增加和CO₂浓度升高有所减缓。3)干旱抑制根系和根瘤生长, 而加水促进二者生长。与干旱和正常水分相比, 加水时根系更发达, 根瘤形态多样, 出现掌状和珊瑚状等大型根瘤。随着水分增加, 根瘤着生部位由主根渐向侧根再向须根发展。与正常水分相比, 减水时根瘤平均长度降低了50.4% (p<0.05); 在加水条件下根瘤生长状况最为良好, 单株根瘤数量和重量以及根瘤平均重量均显著增加。4) CO₂浓度升高对根瘤生长有促进作用, 但未达到显著。5)根瘤数量对环境因子的变化比根瘤大小更敏感; 氮素和水分对单株根瘤数量和重量具有交互作用; 对于水分和氮素相对缺乏的内蒙古草原, 水分是限制小叶锦鸡儿根瘤菌侵染根系形成根瘤的关键因子。     

麦套花生产量形成期固氮酶和保护酶活性特征研究

以小麦品种烟农23号"和花生品种花育22号"为材料,研究了大田条件下花生产量形成期套种和清种花生根瘤固氮酶活性及SOD、POD、CAT活性等指标变化情况.结果表明:(1)麦套和清种花生单株根瘤重量和固氮酶活性变化均呈单峰曲线,高峰期分别出现在结荚末期和结荚中期;前者固N能力明显高于后者.(2)花生根系中SOD、POD、CAT活性基本上均是先增后降趋势,但麦套花生后期下降速率明显缓于清种花生;叶片中SOD、POD、CAT活性变化规律性明显不及根系,后期麦套花生SOD、CAT活性高于清种花生,POD则相反.(3)麦套花生根系中可溶性蛋白含量一直较高,而清种花生后期下降较快;麦套花生叶片中可溶性蛋白含量的高峰约出现在结荚中期,清种花生整个结荚期呈下降态势,两者进入饱果期后均趋于稳定.可见麦套花生生育后期根系衰老速率明显迟于清种花生.     

2种嵩草属植物形态特征对生境干旱化的响应

该研究于西藏自治区东南部的东达山高山草甸沿生境干旱化梯度设置10个样地,采用线性回归方法分析优势种高山嵩草(Kobresia pygmaea)和矮生嵩草(K.humilis)叶片数量与其它构件数值(分株数量、茎基直径、根系数量和根系长度)之间的关系,并采用线性回归斜率测度分株功效、叶片萌生能力、根系分生功效和根系伸长功效,以探讨嵩草的分株能力、茎基生长和根系生长对生境干旱化过程的响应机制。结果显示:(1)2种嵩草植物的叶片数量与4种构件数值均为显著线性正相关关系。(2)随着生境干旱化程度增加,高山嵩草分株数量增加,矮生嵩草分株受干旱抑制程度高,分株数量呈下降趋势;2种嵩草分株功效下降,即单株叶片数量因干旱化程度增加而减少。(3)2种嵩草的茎基直径、叶片萌生能力随着生境干旱化程度增加而下降;高山嵩草叶片萌生能力的变化与生境干旱化梯度一致,具有连续性;矮生嵩草叶片萌生能力对生境干旱化的适应性弱,干旱到一定程度发生骤降。(4)随着生境干旱化,高山嵩草的根系数量和长度均增加,矮生嵩草根系长度增加,但数量却无规律变化;2种嵩草的根系分生功效和根系伸长功效均下降。研究表明:嵩草属植物分布的最适宜生境为表面稍有积水的沼生生境。为适应生境干旱化,高山嵩草降低叶片萌生率以减少蒸腾作用,增加分株数量以增强对空间的占有能力,并增加根系数量和长度来提高对土壤水分的吸收能力,因此对干旱有较强适应性且分布范围广;矮生嵩草只通过降低叶片萌生率,增加根系长度响应干旱化生境,其分布范围较窄。     

稗草阴蔽对大豆根瘤固氮速率的影响

 在自控人工气候室内系统研究了稗草阴蔽对大豆根瘤固氮速率的影响。结果表明,在每盆6、12和24株稗草的阴蔽作用下,播后44—101天期间大豆单株根瘤的平均固氮速率分别比无阴蔽对照下降了31.5、39.5和44.5%。稗草阴蔽引起大豆根瘤固氮速率下降的原因与其通过降低大豆植株的受光量及其叶片的CO2传导速率从而降低其叶片的净光合速率有关。播后43一75天期间在每盆6、12和24株稗草的阴蔽作用下,由于大豆植株的受光量分别比无阴蔽对照平均减少了32.1,39.1和43.4%,叶片的CO2传导速率分别比无阴蔽对照平均下降了14.0,16.7和19.3%,导致大豆叶片的净光合速率分别比无阴蔽对照降低了25.4,32.7和37.3%。     

CO2倍增及UV-B增强对大豆植株生长和根际微生物的影响

以大豆'齐黄27'为研究材料,采用人工气候室模拟大气CO2浓度倍增(350～700 μmol*mol-1)及紫外线B(UV-B,280～320 nm)辐射增强(4～15 μW*cm-2)的环境条件,研究了CO2浓度增加及UV-B辐射增强对大豆生育前期的生长及根瘤、根际微生物数量的影响.结果表明:(1)增强UV-B能显著减少大豆植株地上部生物量,而对株高的抑制作用不显著;CO2浓度倍增促使大豆株高和地上生物量显著增加,对根系生物量的促进作用不显著,但能够减轻UV-B辐射增强对地上及根系生物量的抑制作用;CO2浓度增加、UV-B辐射增强及其复合胁迫均导致大豆植株根冠比下降,且复合胁迫对根冠比的抑制作用更明显.(2)CO2浓度倍增降低了大豆叶片叶绿素、类胡萝卜素及花青素含量,提高了净光合速率;UV-B辐射增强导致叶绿素含量减少,光合速率下降,却增加了类胡萝卜素及花青素含量;CO2浓度增加、UV-B辐射增强复合处理对叶片色素含量及光合速率的影响具有复合效应.(3)CO2浓度倍增能够促进根瘤数量及根际真菌数量的增加,而UV-B增强处理则显著降低细菌和放线菌的数量;CO2浓度倍增能够缓解UV-B增强处理对放线菌的抑制作用,却导致根际细菌数量进一步减少.研究发现,CO2浓度增加及UV-B辐射增强对大豆生育前期植株生长、叶片色素含量及根际微生物数量存在抑制或促进效应,而且在某些性状上存在复合效应,它们可能主要是通过调节大豆植株的干物质分配及根系的代谢间接影响根瘤数量及根际微生物数量.     

高CO2浓度下4种豆科乔木种子萌发和幼苗生长

 本文研究了高CO2浓度(550×10-6±50×10-6)对4种豆科乔木的种子萌发和幼苗生长的影响,结果如下：(1)高CO2浓度能使光叶红豆种子萌发率提高12％,对其它种的萌发没有明显影响。(2)高CO2环境能增加4种幼苗根瘤数量,提高根瘤的固氮活性和根瘤中可溶性糖的含量。(3)在高CO2环境下生长的幼苗叶片净光合速率比对照CO2环境(约350×10-6)下生长的幼苗提高66.7％～105.9％。在高CO2浓度和对照CO2浓度下生长的幼苗,移至相同C02浓度下测定时,光合速率无明显的差异。高CO2环境下生长并测定的幼苗叶片暗呼吸速率和对照CO2浓度下生长并测定的幼苗的测值差异不大,前者较后者低5.58％～l0.55％。(4)在高CO2环境下生长的4种幼苗干物质比对照的增加29.79％～50.30％,根系增加量较大,根冠比略上升。幼苗的相对生长速率和单位叶率上升,而叶面积比率下降。(5)幼苗对高CO2环境的反应和种的生态特性有关。喜光的大叶合欢幼苗对高CO2环境的反应较大,喜光而具一定耐荫性的猴耳环幼苗次之,而耐荫的光叶红豆和茸荚红豆幼苗则较小。     

缺磷条件下不同水稻品种磷素吸收特性的研究

缺磷条件下,供试粳稻品种植株的单株鲜重、干重、全磷含量和单株磷累积量等具有较大差异,从中筛选出磷高效品种TP309和优质8号,其中TP309较磷低效品种早88-1的全磷含量和单株磷累积量分别增加37.50%~40.00%和82.76%~102.00%。单株根数、平均根长和根系体积与单株磷素吸收量的相关程度较小,光合速率(Pn)、叶片可溶蛋白含量和叶片可溶性糖含量均表现为随着吸磷量的增加而不断增大。     

磷肥对花生根系形态、生理特性及产量的影响

采用池栽, 测定不同施磷量对花生(Arachis hypogaea)根系性状、生理特性及产量的影响。结果表明: (1)结荚中期, 根系总长度、体积、表面积及根尖数量均随施磷量的增加而增加, 在施磷30-90 kg·hm^-2范围内, 施磷比不施磷4项指标分别增加3.5%-20.7%、9.3%-21.9%、9.7%-20.3%和12.6%-21.4%。特别是当施磷量超过60 kg·hm^-2时, 上述4项指标均显著高于不施磷处理; 施磷可使根系中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT) 3种酶活性分别提高12.7%-20.6%、14.8%-36.8%和17.0%-41.8%, 丙二醛(MDA)含量降低8.4%-19.5%, 根系活力和可溶性蛋白含量分别提高10.4%-25.0%、29.2%-53.5%; 同时, 施磷可使单株根瘤数量和鲜重分别增加10.7%-21.7%和22.6%-35.6%。(2)收获期, 除MDA含量随施磷量的增加而增加, SOD、POD和CAT活性, 根系活力和可溶性蛋白含量均随施磷量增加而呈降低趋势, 但多数指标施磷与不施磷及不同施磷量之间差异不显著。造成这一现象的原因与施磷后花生荚果库容增大, 对光合产物需求量增加, 导致植株和根系营养不良, 加速衰老有关。(3)花生单株结果数、生物产量、经济系数、出米率及产量均随施磷量的增加而增加, 其中产量的增加主要是通过生物产量和经济系数协同提高来实现的。     

不同生育时期断根对花生光合特性及产量的影响

在田间试验条件下,以青花5号花生品种为材料,研究了不同生育时期断根对花生功能叶片光合特性及产量的影响。结果表明:适期断根(花后20d)可促进花生叶片生长,显著提高叶面积指数,且维持较高的叶面积指数和叶绿素含量的时间较长;植株功能叶片的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率较高,胞间CO2浓度较低,光合效率显著提高;可增加花生结果数量和果重,提高单株生产力,显著提高荚果产量和经济系数。过早断根(花后5d至10d)叶面积增长慢、峰值低、后期下降快,叶绿素含量低;功能叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率峰值低且峰值过后下降速度快,而胞间CO2浓度一直维持在较高水平;断根时间越早,产量越低。过晚(花后25d)断根不利于叶面积指数的发展和较高叶绿素含量的维持,基本不影响花生叶片各光合性能指标,对产量影响较少。研究认为,开花后20d断根可作为花生栽培中的一项技术措施。     

不同有机肥影响菠萝生长的生理生化机制

以菠萝品种'澳大利亚卡因'为材料,研究了施用不同有机肥对菠萝长叶期和抽蕾期植株生长量、生理生化指标以及土壤酶活性、微生物等的影响,以探讨不同有机肥对菠萝生长的影响机理.结果显示:(1)在花生麸处理中菠萝株高、青叶数、地上部和根鲜重较对照(施用化肥)提高,而在鸡粪和水肥处理中株高、青叶数、地上部鲜重较对照降低.(2)花生麸处理的菠萝叶片细胞膜透性较对照降低,而叶绿素含量、根系活力以及叶片和根系的可溶性糖、可溶性蛋白含量、SOD活性均较对照提高;鸡粪和水肥处理的叶片细胞膜透性和根系SOD酶活性较对照提高,而叶绿素含量、根系活力、长叶期叶片和根系的可溶性糖含量、长叶期和抽蕾期叶片的可溶性蛋白含量、叶片SOD酶活性均比对照降低.(3)花生麸能提高土壤脲酶、转化酶和过氧化氢酶的活性及土壤微生物数量;鸡粪和水肥能降低土壤脲酶、蛋白酶活性,却能增强土壤转化酶、过氧化氢酶活性,鸡粪使土壤微生物数量增加,水肥使长叶期土壤微生物数量增加,但使抽蕾期的减少.研究表明,施用花生麸能提高菠萝叶绿素含量、根系活力以及叶片和根系的可溶性糖、可溶性蛋白含量,并增强根和叶的SOD活性,同时增加了土壤相关酶活性和微生物数量,从而有效促进菠萝植株生长.     

NO-3态氮对花生结瘤与固氮作用的影响

NO- 3 - N是环境介质中影响豆科植物共生固氮的重要因素。通过土培方法研究了 NO- 3 - N对花生根瘤生长发育和固氮功能的影响 ,结果表明 ,随着 NO- 3 - N施用量的增加 ,花生根瘤原基、根瘤数和根瘤干重明显降低。当 NO- 3 - N施用量为 5 0、1 0 0 mg·kg- 1时花生单株和单位根瘤固氮酶活性升高 ,而施用 NO- 3 - N为1 5 0、2 0 0 mg·kg- 1时花生的固氮酶活性较低。结果分析表明 ,环境介质中较高浓度的 NO- 3 - N可能是通过影响根瘤菌 -花生间的识别侵染 ,从而抑制根瘤原基形成并导致可见根瘤的数量减少 ;花生根瘤生长发育主要受环境中 NO- 3 - N浓度和其根系含氮量的影响 ,而与植株吸氮量关系不大。     

外源水杨酸和茉莉酸诱导巨峰葡萄抗根瘤蚜

【目的】水杨酸和茉莉酸在植物诱导防御虫害反应中发挥着重要作用。本研究旨在探讨水杨酸和茉莉酸诱导葡萄对根瘤蚜的抗性。【方法】以盆栽巨峰为试材,在接种葡萄根瘤蚜Daktulosphaira vitifoliae的同时喷施水杨酸和茉莉酸,测定和评估了对根瘤蚜生长发育及产卵量的影响,以及对葡萄根系抗氧化相关酶［过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT）］活性、丙二醛（MDA）含量、新梢生长量及光合速率的影响。【结果】水杨酸和茉莉酸诱导处理显著降低了根瘤蚜卵量及下代1,2龄若蚜总数,接种35 d后根瘤蚜的产卵量分别减少了41.35％和50.00％,1龄和2龄若蚜总数分别减少了42.31％和50.00％;根瘤蚜侵染后根系中POD和CAT活性均呈先升高后降低的趋势,且水杨酸和茉莉酸诱导处理在各测定时期均高于仅接种根瘤蚜处理;水杨酸和茉莉酸处理的根系中MDA含量在各测定时期均低于仅接种根瘤蚜处理;水杨酸和茉莉酸处理降低了根瘤蚜侵染对植株地上部生长及光合的抑制。接种处理后第30天,仅接种根瘤蚜处理的植株地上部生长量减少了48.11%,光合速率降低了58.77％,而水杨酸和茉莉酸处理后的新梢生长量分别减少了31.57％和25.71％,光合速率分别降低了32.89％和24.67％。【结论】叶片喷洒茉莉酸和水杨酸能够降低根瘤蚜种群密度,并提高葡萄根系活性氧清除能力和防御酶活性,缓解树势衰退。     

干旱胁迫对鸭茅幼苗根系生长及光合特性的影响

以不同耐旱型鸭茅品种(系)“01998”(敏感型)和“宝兴”(耐旱型)为试材,采用盆栽控水试验方法,研究土壤干旱胁迫对鸭茅幼苗根系生长、生理特性及叶片光合作用的影响,探讨不同品种耐旱机制的差异.结果表明：干旱胁迫下,不同耐旱型鸭茅幼苗的根系活力和根系数量均呈先上升后下降的趋势,当土壤相对含水量降到30%时,根系活力和根数显著增加并达到最大值;干旱胁迫降低了两个品种鸭茅叶片的相对含水量、叶绿素含量、净光合速率、叶片蒸腾速率、气孔导度,提高了电导率和胞间CO₂浓度.干旱胁迫降低了两个品种鸭茅的单株叶面积,品种“01998”的地下及地上生物量下降,而“宝兴”无显著变化.     

不同质地土壤对花生根系生长、分布和产量的影响

为了探究土壤类型与花生(Arachis hypogaea)根系生长及产量之间的关系, 采用箱栽的方法, 研究了不同质地土壤(砂土、壤土、黏土)对花生根系生长、分布和产量的影响。砂土和壤土中花生根系干物质重各时期均显著高于黏土中, 但生育后期黏土中花生根系干物质重比壤土和砂土下降相对较慢。从不同类型土壤质地根系分布及根系活力来看, 黏土根系主要分布在上层土壤, 但上层土壤根系活力后期下降慢; 砂土有利于花生根系向深层土壤生长, 但上层土壤根系活力后期下降快; 而壤土对花生根系生长和活力时空分布的影响介于黏土和砂土之间。砂土有利于花生荚果的膨大, 且花生荚果干物质积累早而快, 但后期荚果干物质重积累少; 壤土的花生荚果干物质积累中后期多, 黏土则在整个生育期均不利于花生荚果干物质积累。最终荚果产量、籽仁产量和有效果数均表现为壤土最大、砂土次之、黏土最小。研究表明通气性和保肥保水能力居中的壤土更适合花生的根系生长发育及产量的形成。     

土壤涝渍对杨树和柳树苗期生长及生理性状影响的研究

研究了两种杨树无性系（ＮＬ８０１０５、ＮＬ８０３５１）和柳树在土壤涝渍条件下的生长及生理性状．结果表明,在涝渍胁迫下苗木根系数量减少,根系长度缩短,根活力下降;高生长降低;最终生物量明显减小;叶片气孔对涝渍胁迫有较强反应,叶片中硝酸还原酶（ＮＲ）活性也会受到一定影响．柳树与杨树之间存在较大差异,无论从生长还是生理性状看,杨树不如柳树耐涝．     

花生衰老进程的研究

通过对鲁花11号和辐8707 2个高产花生品种的衰老进程研究表明：花生衰老具有地上部（叶片）渐进衰老和整株衰老的双重特点。花生从始花至花后60d左右为地上部（叶片）渐进衰老期：此期主茎高、侧枝长、分枝数、主茎、侧枝绿叶数、叶面积、茎、叶干重迅速增加,并接近或达到最大值,主茎及侧枝基部叶片逐渐由下向上开始衰老死亡,饱果开始出现,根系活力、固氮酶活性逐渐升高至接近最大值,始花后60－90d为整株缓衰期,此期地上部茎叶生长基因停止,逐渐开始衰老死亡,主茎、侧枝绿叶数开始减少,生殖体（荚果）干重迅速增长,根系活力、固氮酶活性缓慢降低;始花后90d以后称为整株速衰期,此期主茎、侧枝绿叶迅速减少,地上部迅速衰老死亡,生殖体（荚果）干重缓慢增长,根系活力、固氮酶活性迅速降低。地上部（叶片）渐进衰老期与开花及大量荚果形成相对应,整株缓衰期伴随着荚果迅速增重,整株速衰期与荚果缓慢增重一致。     

施氮和隔根对玉米植株生长、产量和根际微生物的影响

采用根系分隔试验,研究不同施氮水平(0.1、0.3、0.5和0.7 g· kg-1)下,玉米-大豆间作系统中根系互作对玉米植株生长、产量和根际微生物的影响.结果表明:根系互作和增施氮肥可以增加玉米株高、叶片长和叶片宽,提高玉米叶绿素含量.未隔根处理玉米成熟期的根干质量与隔根处理相比差异不显著.在0.1、0.3、0.5和0.7 g· kg-1施氮水平下,未隔根处理的单株生物量分别增加8.8％、6.3％、3.6％和0.7％,单株经济产量分别增加17.7％、10.0％、8.2％和0.9％.未隔根处理真菌和固氮菌数量与隔根相比显著增高;随着施氮水平的提高,根际细菌、真菌和放线菌的数量均呈逐渐增加趋势,而固氮菌的数量呈先增加后下降的趋势.玉米成熟期的根冠比与细菌、真菌和放线菌数量呈显著负相关,与固氮菌数量相关性不显著.根系互作有利于改善玉米植株生长,增加玉米产量和根际微生物数量,但其效果会随供氨水平的提高而减弱.     

光照强度对茴香植株生长以及精油的含量和成分的影响

测定100%、60%和30%自然光下,茴香生长及其精油含量和组分的结果表明,随着光照强度的提高,茴香株高、最大叶长、最大叶宽、最大叶面积和最大叶鲜重均呈下降趋势;比叶重、真叶数、茴香单株的鲜重和干重、地上部鲜重、地下部鲜重、干物率均呈升高趋势。茴香植株的可溶性糖和全碳含量也均呈升高趋势,全氮含量以60%自然光下的为最高,不同光照强度下的蛋白氮含量差异不显著。茴香的叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量随光照强度的升高均呈下降趋势,而叶绿素a/b比呈升高趋势。茴香精油含量和单株精油产量均随之升高;精油共鉴定出23种成分,不同光照强度下精油成分种类没有差别,但部分种类的相对含量则有一定的差异。随着光照强度的提高,茴香精油的主要成分反式-茴香脑和柠檬烯的含量变化不大,在不同光照强度下二者的差异不显著。     

稗草阴蔽对大豆根瘤固氮速率的影响

在自控人工气候室内系统研究了稗草阴蔽对大豆根瘤固氮速度的影响，结果表明：在每盆6，12和24株稗草的阴蔽作用下，,播后44－101天期间大豆单株根瘤的平均固氮速率分别比无阴蔽对照下降了31．5，39．5和44．5％，稗草阴蔽引起大豆根瘤固氮速率下降的原因与其通过降低大豆植株的受光量及其叶片的CO2传导速率从而降低其叶片的净光合速率有关，播后43－75天期间在每盆6，12和24株稗草的阴蔽作用下，由于大豆植物的受光量分别比无阴蔽对照平均减少了32．1，39．1和43．4％，叶片的CO2传导速率分别比无阴蔽对照平均下降了14．0，16．7和19．3％，导致大豆叶片的净光合速率分别比无阴蔽对照降低了25．4，32．7和37．3％。