测定植物离体根系伤流强度微量快速变化的装置——微量液滴器

由于植物根系伤流与水分和盐类吸收过程的密切关系,对根系伤流的研究从40—50年代开始,日益受到重视。对根系伤流强度(bleeding rate)的测定和分析是当前研究根系水分生理的基本方法之一。目前根系伤流强度的测定方法主要有三类:称重法,体积测定法(包括目前应用最普遍的刻度毛细管法)和液滴法。其中后两类较多地用于根系伤流强度快速变化的测定。     

土壤温度和湿度对长白松林土壤呼吸速率的影响

2003年6月17日、8月日和10月10日,研究了长白山长白松林地内土壤呼吸速率和断根土壤呼吸速率日变化,并于2004年5～9月对其季节变化进行了测定.结果表明,土壤总呼吸速率和断根土壤呼吸速率的日变化均呈单峰型,峰值一般出现在12:00～14:00,8月份土壤呼吸速率的日变化幅度小于6月份和10月份.土壤总呼吸速率、断根土壤呼吸速率和根系呼吸速率具有明显的季节变化,6～8月份较高,5月份和9月份较低.2004年5～9月份,土壤总呼吸速率、断根土壤呼吸速率和根系呼吸速率的平均值分别为3.12、1.94和1.18 μmolCO₂·m^-2·s^-1,根系呼吸对土壤总呼吸的贡献为26.5%～52.6%.土壤呼吸速率与土壤温度之间呈显著的指数相关,与土壤湿度之间呈线性相关.土壤总呼吸速率、断根土壤呼吸速率和根系呼吸速率的Q10值分别为2.44、2.55和2.27,断根土壤呼吸速率对温度的敏感程度大于土壤总呼吸速率和根系呼吸速率.土壤总呼吸速率对土壤湿度的敏感程度大于根系呼吸,断根土壤呼吸速率对土壤湿度的敏感程度最差.     

土壤—植物系统中水流阻力变化和分布规律的研究

以植物根系吸水的人工模拟试验测得资料为依据,运用水流的电模拟原理,定量分析了不同土壤水分水平处理下土壤-植物系统中水流阻力各分量的大小、变化规律及其相对重要性．结果表明,土壤阻力（Rs）、根内木质部传导阻力（Rc）随生任时间的推移而减小,随土层深度的加深而增大,土根接触组力（Rsr）、根系吸收阻力（Rr）、土壤-植物系统中水流总阻力（RA）随时间表现出先下降后上升阶段的动态变化特征,Rs、Rc、Rsr、Rr、RA均随土壤湿度减小而大幅度增大;在土壤-植物系统水流阻力各分量中,Rr占RA的比例为55～96％,Rsr约占RA的4－45％,而Rs、Pc相对可忽略不计,故Rr,是决定液态水流速率的重要因素．     

土壤盐分对棉花功能叶气体交换参数和叶绿素荧光参数日变化的影响

2007—2008年在南京农业大学牌楼试验站进行盆栽试验,选择耐盐品种中棉所44和盐敏感品种苏棉12号为材料,试验设置5个土壤盐分水平(0、0.35%、0.60%、0.85%和1.00%),研究土壤盐分对棉花功能叶气体交换参数和叶绿素荧光参数日变化的影响.结果表明:随土壤盐分水平的升高,棉花功能叶中Na+、C l-和Mg2+含量升高,K+和Ca2+含量降低.低于0.35%盐分处理对叶片气体交换参数和叶绿素荧光参数的影响较小,高于0.35%的盐分处理显著降低了棉花功能叶的净光合速率(Pn),提高了棉花功能叶对日间光辐射强度和温度的敏感程度,导致光温抑制现象加重,并改变了Pn和气孔导度(Gs)的日变化趋势,使其由单峰曲线逐渐变为持续下降趋势.随日间光辐射强度和温度的变化,棉花叶片最大光化学效率(Fv/Fm)、光系统Ⅱ(PSⅡ)量子产量(ΦPSⅡ)和光化学猝灭系数(qP)的日变化趋势呈V型曲线,最低值出现在12:00—13:00,非光化学猝灭系数(qN)的日变化趋势呈单峰曲线;盐分处理降低了棉花功能叶Fv/Fm、ΦPSⅡ和qP,提高了qN,且增大了其变化幅度.耐盐品种中棉所44功能叶片中较低的Na+、C l-含量及...     

温度和湿度对暖温带落叶阔叶林土壤氮矿化的影响

 更好地了解温度和湿度对土壤氮矿化过程的影响,从而估计森林生态系统土壤有机氮的矿化速率。在实验室条件下,控制土壤的温度与含水量。将不同含水量(0.12、0.20、0.28、0.35、0.40kg·kg-1)的土柱置于5℃、15℃、25℃和35℃条件下培养30d。分析培养前后的NH4+-N和NO3--N含量,确定土壤的净矿化速率和净硝化速率。结果表明：在5～25℃的温度范围内,氮的矿化速率和硝化速率与温度和湿度呈正相关。当温度超过25℃,含水量超过0.20kg·kg-1时,净矿化速率和净硝化速率随着温度和含水量的升高反而降低。温度和湿度对土壤的矿化和硝化过程存在比较明显的交互作用。我们建立了二维的方程(T,θ)来描述温度和湿度对土壤氮矿化速率的影响。暖温带土壤氮矿化的最佳条件是温度22.4℃、含水量0.40kg·kg-1。另外试验过程中,还观察到了比较明显的土壤氨挥发现象。     

齐白石的昆虫画和相关邮品欣赏

齐白石(1864～1957)生于湖南湘潭,是我国近代艺术大师,他擅长画花鸟鱼虫。他继承了中国传统绘画和民间艺术的精华,常以写意笔法画花卉,以工笔画昆虫,形成了独特的艺术风格。本文介绍邮票上的齐白石昆虫绘画。     

3种菊科入侵植物不同生长时期的土壤酶活性和养分变化

【目的】黄顶菊、三叶鬼针草和豚草是我国危害较严重的3种菊科入侵植物。了解3种菊科植物生长过程中土壤养分和酶活性的变化,可以为研究其入侵机制提供依据。【方法】在中国农业科学院植物保护研究所廊坊中试基地开展同质园实验,比较分析了黄顶菊、三叶鬼针草和豚草3种菊科入侵植物在幼苗期、旺盛生长期和生殖生长期根际土壤养分和酶活性的变化。【结果】3种外来菊科植物的生长时期对土壤养分和酶活性存在显著影响。3种外来植物入侵域的土壤速效磷、硝态氮含量以及磷酸酶活性随生长时期变化都表现出先升高后降低的趋势,均在旺盛生长期达到最大值。入侵域土壤速效磷和硝态氮含量的变化趋势与狗尾草明显不同。3种外来植物入侵降低了土壤速效钾含量,提高了土壤脲酶、磷酸酶活性。【结论】3种外来菊科植物的入侵改变了土壤养分和酶活性,创造出更有利于自身生长和繁殖的条件,以利于其进一步扩张。     

重金属污染土壤的植物仿生和植物修复比较研究

土壤是人类赖以生存和发展的重要物质基础,但是随着工业化、城市化的快速推进,我国面临的土壤环境安全问题日益严峻。探讨新型植物仿生修复技术修复重金属污染土壤的可行性,采用基于植物仿生的重金属污染土壤原位自持修复技术,研究该方法对重金属污染土壤的修复能力。研究不同填充材料(海泡石、高岭土、活性炭、硅藻土)的仿生修复装置修复同一种金属离子(铅、铬、镉或锌)的效果和同一填充材料的仿生修复装置对不同金属离子的修复效果,并首次将植物仿生修复与植物修复效果进行对比。结果显示,植物仿生修复装置对不同的重金属离子具有不同的降低效率,海泡石组Cr含量降低最多,4种填料均显著降低褐土Zn和Cd含量,含硅藻土的装置Pb去除率最高。这与重金属本身性质有一定关系,也与吸附填料类型相关,同时与重金属含量及饱和吸附位点密切相关。与单纯植物修复比较,仿生修复与植物修复联用,显著降低红土Cd和Pb含量,且对植物富集Cd和Pb无消极影响,同时海泡石+硅藻土+高岭土+活性炭组填料中Pb和Cd含量高于其它填料组合。该技术可以与植物修复技术、微生物修复技术、物理-化学修复技术等联用,构建污染土壤的复合修复技术。植物仿生修复作为一种新型修复技术可以有效降低土壤重金属含量。在同一条件下,植物仿生修复与植物修复相比,效率较高,吸附重金属的量较大。     

植物胞间连丝的形成和结构变化

 通过对胞间连丝的起源、形成及其调控物质运输机理的讨论,说明胞间连丝是物质运输和信息传递的重要通道。并且比较了高等植物和低等植物胞间连丝的发生和次生变化。由于酶的作用,胞间连丝向胞间通道转化,形成了约100~1000nm的开放性通道。     

植物胞间连丝的形成和结构变化

通过对胞间连丝的起源,形成及其调控物质运输机理的讨论,说明胞间连丝是物质运输和信息传递的重要通道。并且比较了高等植物和低等植物胞间连线的发生和次生变化。由于酶的作用,胞间连丝向胞间通道转化,形成了约１００￣１０００ｎｍ的开放性通道。     

亚种间杂交稻根系伤流液与地上部细胞分裂素的变化

本文以水稻亚种间杂交组合Ⅱ优2070及恢复系2070、Ⅱ优419及恢复系中419为材料．应用HPLC和ELISA法测定灌浆期间根系伤流液中根源细胞分裂素(CTKs)种类和数量以及稻叶和籽粒中细胞分裂素组分含量的变化,研究表明在亚种杂交稻及其恢复系灌浆起始阶段,玉米素(Z) 占总CTKs的比例高达62．8％-89．1％,是根系伤流液中细胞分裂素的主要成分,而二氢玉米素(di- HZ)和二氢玉米素核苷(diHZR)则在灌浆后期明显上升．这种变化动态与Ⅱ优2070和2070剑叶中ZRs(Z ZR)、diHZRs(diHZ diHZR)的波动变化是相符合的。与根系伤流液的主要细胞分裂素组成不同,IPAs在叶片和籽粒中占总CTKs量的比例最高。说明在灌浆期间,根系伤流液中CTKs的种类及其活性存在着变化,这种变化可能与细胞分裂素代谢酶活性变化及其相关酶基因表达的不同有关。讨论了强、弱势粒的CTKs组分的变化与籽粒结实的可能关系。     

亚种间杂交稻根系伤流液与地上部细胞分裂素的变化

本文以水稻亚种间杂交组合Ⅱ优2070及恢复系2070、Ⅱ优419及恢复系中419为材料．应用HPLC和ELISA法测定灌浆期间根系伤流液中根源细胞分裂素（CTKs）种类和数量以及稻叶和籽粒中细胞分裂素组分含量的变化．研究表明在亚种杂交稻及其恢复系灌浆起始阶段,玉米素（Z）占总CTKs的比例高达62．8％-89．1％,是根系伤流液中细胞分裂素的主要成分．而二氢玉米素（diHZ）和二氢玉米素核苷（diHZR）则在灌浆后期明显上升,这种变化动态与II优2070和2070剑叶中ZRs（Z＋ZR）、diHZRs（diHZ＋diHZR）的波动变化是相符合的。与根系伤流液的主要细胞分裂素组成不同,IPAs在叶片和籽粒中占总CTKs量的比例最高。说明在灌浆期间．根系伤流液中CTKs的种类及其活性存在着变化,这种变化可能与细胞分裂素代谢酶活性变化及其相关酶基因表达的不同有关。讨论了强、弱势粒的CTKs组分的变化与籽粒结实的可能关系。     

南瓜和丝瓜韧皮部伤流液中核酸的存在和鉴定

利用化学分析结合电镜技术,对南瓜和丝瓜韧皮部伤流液中的DNA和RNA,进行了定性和定量的研究。核酸样品经日立双波长和双光束分光光度计测定,在258 nm左右有一吸收高峰,低峰在230 nm附近,呈现出核酸的紫外吸收光谱曲线。南瓜伤流液中的DNA含量为60～238μg/ml,RNA为30～80μg/ml,而丝瓜则分别为30～120μg/ml和20～40μg/ml.DNA水解物经高压液相色谱(HPLC)测定、可将T.G.C.A四个碱基明显分开。DNA电镜观察,得到清晰的图象。电镜细胞化学鉴定,也表明伤流液中有核酸存在。上述结果证实瓜类韧皮部伤流液中含有DNA和RNA,它们可能参与了韧皮部的运输,并可随伤流液的流动而迁移。     

温度和湿度对长白山两种林型下土壤氮矿化的影响

在实验室条件下,将不同含水量的两种森林类型的土柱分别置于5,15,25,和35℃条件下培养30d,分析培养前后的NH^ 4-N和NO^-3含量,确定土壤的净矿化速率,结果表明,在温度为5－35℃范围内,N的矿化速率与温度呈正相关,在一定的含水量范围内（0．46－0.54kg.kg^-1),净矿化速率随湿度的增加而升高,当含水量超过该范围,净矿化速率则随含量而降低,温度和湿度对土壤的矿化和硝化过程存在较明显的交互作用,建立了二维的方程（T,θ）来描述温度和湿度对土壤N矿化速率的影响,阔叶红松林土壤N矿化的最佳条件是温度35℃,含水量0.51kg.kg^-1,云冷杉林土壤N矿化的最佳条件是35℃,含水量0.52kg.kg^-1.     

若尔盖高寒沙化草地恢复过程中土壤全碳和植物根系特征的变化

草地对全球碳循环和土壤碳固存的重要性越来越受到重视。我国草地约95%的碳都储存在土壤中。本研究以若尔盖高寒草地为对象,选取了未恢复、恢复1年、恢复4年、恢复8年的4块沙化草地,探究高寒草地恢复过程中土壤全碳和植物根系特征的变化。结果表明：若尔盖高寒草地土壤碳含量受恢复时间和土壤深度的影响,恢复草地的土壤全碳、有机碳和无机碳含量皆高于未恢复草地;有机碳含量在恢复8年达到最高,而无机碳则在恢复1年最高,分别是未恢复草地的7.55、11.78倍;恢复1年、恢复4年草地的土壤有机碳含量表层(0～20 cm)低于深层(20～50 cm),而恢复8年草地则是深层低于表层;而土壤无机碳无论是恢复1年、恢复4年、恢复8年的草地皆是0～5 cm土层的最高;有机碳/无机碳比为恢复4年>恢复8年>恢复1年,且深层(20～70 cm)土壤有机碳占比要高于表层(0～20 cm);根系特征(根长、根体积、组织密度和根生物量)随着恢复时间增加而增加并与土壤有机碳显著正相关(P<0.05),而与土壤无机碳含量无显著相关(P>0.05),土壤无机碳含量与pH显著正相关(P<0.05);在沙...     

土壤有效氮及其相关因素对植物细根的影响

细根(直径≤2mm)作为植物吸收水分和养分的主要器官之一,在陆地生态系统养分循环和能量流动中起重要作用。开展土壤有效氮变化对植物细根影响研究对于了解全球气候变化条件下的陆地生态系统养分循环具有重要意义。本文就相关研究进行了综述:1)土壤有效氮变化对植物细根生长、发育、寿命及呼吸的直接影响;2)土壤质地、温度、大气CO2浓度和氮沉积等相关因素对植物细根的影响。由于研究方法及物种间差异等的影响,研究结果不尽相同。今后,应在不同空间尺度上深入研究土壤有效氮对植物细根的影响,而植物细根-土壤-微生物三者间相互关系变化对土壤氮变化的潜在响应将可能成为今后研究的热点问题之一。     

浙东常绿阔叶林植物功能性状对土壤含水量变化的响应

研究群落演替过程中植物功能性状与土壤含水量的关系, 揭示植物对水分供给变化的响应策略, 具有重要的生态学意义。该研究以浙江东部天童山、南山和双峰山的3个常绿阔叶林演替系列为对象, 旨在探索不同演替阶段常见植物的功能性状与森林群落土壤含水量的相互关系。研究结果显示: 森林演替中后期的树木高度、树冠面积、叶片干物质含量显著大于演替前期植物; 相反, 叶片净光合速率和蒸腾速率随演替进程而降低。随森林演替, 表层土壤(0-20 cm)的含水量显著增加, 深层土壤(20-40 cm)含水量随演替进程增加但不显著。表层土壤含水量与树木高度、树冠面积和叶片干物质含量显著正相关, 与叶片净光合速率和蒸腾速率显著负相关; 深层土壤含水量与树冠面积显著正相关, 与叶片净光合速率、气孔导度和蒸腾速率显著负相关。树木高度、树冠面积、叶片干物质含量、叶片净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均可解释土壤含水量随演替进程的变化趋势, 而冠长比对土壤水分变化的响应最为敏感。     

AMF和植物富集土壤中铅和镉的效应

为了筛选更适合修复土壤重金属污染的丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)和寄主植物组合,对二月兰(Orychophragum violaeeus)、龙葵(Solanum nigrum)和麦冬(Ophiopogon japonicus)接种AM真菌摩西管柄囊霉(Funneliformis mosseae)和根内球囊霉(Glomus intraradices),通过测定Pb(1 000 mg/kg)和Cd(1.5 mg/kg)污染土壤中上述3种植物生长状况及其对Pb和Cd吸收与富集能力的影响,旨在获得富集重金属能力较强的AM真菌+植物组合。结果表明,施加Cd土壤中二月兰和麦冬的生物量高于对照,施加Pb或Cd处理显著降低龙葵的生长。龙葵对Pb和Cd富集能力最强,麦冬最弱;二月兰对Pb和Cd的转移能力最强。供试植物对Cd的富集能力和转移能力均大于对Pb的富集能力和转移能力。在Pb和Cd的胁迫下,摩西管柄囊霉和根内球囊霉均能促进供试植物的生长发育,并增加植株对Pb和Cd的富集系数,其中,摩西管柄囊霉对龙葵生物量、Pb和Cd富集系数的效应最大。综合考虑植物本身的生物量、对Pb和Cd的耐受力和富集能力,结论认为摩西管柄囊霉+龙葵组合是修复Pb或Cd污染土壤的高效AM真菌+植物组合之一,相关机制有待进一步研究。     

不同温度敏感性棉花纤维发育相关酶活性变化对低温的响应

选用纤维比强度形成存在温度敏感性差异的两个棉花品种（科棉1号：温度弱敏感型品种,苏棉15：温度敏感型品种）为材料,于2006—2007年在江苏南京设置大田分期播种试验,使棉纤维发育处于不同的温度条件,研究低温对棉纤维发育相关酶（蔗糖酶、蔗糖合成酶、磷酸蔗糖合成酶、β-1,3-葡聚糖酶）活性及相应基因表达的影响.结果表明：由晚播造成的低温（棉纤维发育期日均最低温分别为21.1、20.5和18.1 ℃）影响了纤维发育相关酶的活性变化,从而影响了棉纤维素累积和纤维比强度的形成.低温提高了纤维中蔗糖酶和β-1,3-葡聚糖酶的活性,降低了蔗糖合成酶和磷酸蔗糖合成酶的活性.低温使Expansin、蔗糖合成酶基因的高表达时间延长,β-1,3-葡聚糖酶基因的表达峰值出现时间延迟,且表达量降低.两个棉花品种的纤维素合成相关酶对低温的响应存在差异,温度敏感型品种（苏棉15）的酶活性的变化幅度明显高于温度弱敏感型品种（科棉1号）, 可能是导致不同棉花品种纤维比强度形成存在温度敏感性差异的主要原因.