低磷胁迫下不同种源马尾松的根构型与磷效率

以浙江淳安、福建武平、广西岑溪和广东信宜4个代表性的马尾松种源为试材,设置异质低磷胁迫、同质低磷胁迫等不同磷素处理,研究马尾松种源感知不同类型低磷胁迫的根构型及磷效率变异规律.结果表明:无论在异质低磷还是同质低磷胁迫下,参试种源马尾松的主要生长性状和磷效率指标均存在极显著的种源间变异.异质低磷胁迫下,广东信宜、福建武平种源马尾松表现出较高的磷效率和干物质积累量,根构型发生适应性变化,富磷表层介质中的根系参数显著高于低磷效率的广西岑溪和浙江淳安种源.这是磷高效种源具有较高的磷素吸收效率和磷效率的重要机制.不同种源的表层富磷介质根系参数与其整株干物质积累量相关系数在0.95以上.同质低磷胁迫下,高磷效率种源马尾松的磷吸收率显著高于低磷效率种源,但表层介质中的根系参数和整株根系参数与整株干物质积累量的相关性较低.不同种源马尾松适应同质低磷胁迫和异质低磷胁迫的生物学机制有所差异,应有针对性地选择不同土壤磷素的森林立地并推广磷营养高效的马尾松种源.     

水分和磷素对木荷不同种源苗木生长和磷效率的影响

以用木荷中心产区的浙江龙泉、福建建瓯、尤溪和江西吉安4个代表性优良种源为试验材料,以广西产红荷为对照,设置不同水分处理和磷素水平的盆栽试验,研究水分和磷素对木荷种源苗木生长和生理指标的影响.结果表明：在不同的水分和磷素处理下,4个参试种源的苗木生长、根系形态参数和磷素吸收效率等均存在显著的遗传差异,福建建瓯和浙江龙泉种源苗木生长量大、根系发达、磷素吸收效率高,生长表现明显优于福建尤溪和江西吉安种源,而广西产红荷则保持其原产地速生、抗旱、耐瘠的特性.土壤水分和磷素对木荷种源苗木生长影响显著.适宜水分条件下,种源苗木径生长、干物质量、根系参数和磷素吸收效率较干旱胁迫条件下高18.5%～105.6%,高磷水平下种源苗木上述性状较低磷处理高37.5%～286.2%.但在干旱和低磷胁迫下,木荷将光合产物更多地分配至地下根系,磷素利用效率也较高,这可能是木荷适应干旱和低磷胁迫的重要生理机制.相对于显著的种源、水分和磷素主效应,其间的交互作用则可以忽略.     

小麦亲缘种属添加系耐低磷胁迫性状鉴定与基因染色体定位

采用苗期缺磷和全营养对照处理,以70个中国春—野生亲缘种属二体添加系及中国春为材料,根据苗期表观遗传性状、磷吸收率和利用率相对生物量对其进行耐低磷胁迫能力筛选鉴定和基因染色体定位。结果表明:大麦4H和长穗偃麦草7E染色体上携带有耐低磷胁迫的优异基因;长穗偃麦草6E、黑麦1R和6R、卵穗山羊草4Ug和6Mg、易变山羊草4Sv染色体携带促进小麦根系生长发育的基因;拟斯比尔托山羊草5S和簇毛麦4V染色体分别携带高磷吸收率和磷利用率的基因。通过染色体工程技术,可以将携带耐低磷胁迫基因的外源染色体片段导入普通小麦,为小麦耐低磷胁迫育种和了解植物耐低磷胁迫的分子机理奠定基础。     

低磷和干旱胁迫对大豆植株干物质积累及磷效率的影响

土壤缺磷和季节性干旱已经成为南方酸性红壤地区大豆生产的主要限制因素之一。选取2个大豆品种巴西10号(磷高效)和本地2号(磷低效),研究其在不同磷素(0,15, 30 mg/kg P)和水分处理(分别在开花期和结荚期进行干旱胁迫)下的反应,从植株生物量、叶绿素含量、磷效率指标等方面研究不同基因型大豆对水磷耦合胁迫的适应机制。研究结果表明,随着土壤磷素水平的增加,两个品种的生物量和叶片叶绿素含量显著增加,根冠比则显著下降。在同一磷素水平处理下,干旱胁迫则导致较高的根冠比,对叶片叶绿素含量影响不大,两个品种表现一致。两个基因型大豆受到干旱胁迫后,其产量均显著低于正常水分处理。中等施磷能显著提高两个大豆品种的产量,但高磷处理对产量的增加幅度有限,甚至高磷处理还造成本地2号减产。巴西10号的产量随土壤中磷素的增加而增加,而本地2号的产量则为中磷>高磷>低磷,不管是磷处理还是水分处理,巴西10号的产量均高于本地2号。无论是花期干旱还是结荚期干旱,巴西10号和本地2号的根磷效率比、磷吸收效率及磷转移效率均随土壤磷浓度的增加而增加,磷利用效率则降低。总体上来讲,巴西10号的磷吸收效率和利用效率高于本地2号,而根磷效率比、磷转移效率则小于本地2号。     

玉米产量和营养元素吸收的广义生长模型的应用

本文通过介绍广义生长模型的概念及详细的计算过程(基于黄淮海地区夏玉米的生物累积量与氮、磷和钾元素吸收的数据),我们应用广义生长模型来评估在总有效时间内夏玉米(Zea mays L)生物量的积累和生长量以及氮、磷、钾营养元素吸收之间存在如下关系:无论施肥与否,夏玉米生物量与生长量之间均呈线性关系;夏玉米生物量与磷元素和钾元素吸收都呈线性关系,与氮元素吸收呈对数关系;在夏播条件下,黄淮海地区玉米氮的潜在吸收量是2.53,高于春播玉米氮的潜在吸收量.本研究的意义在于明晰生物量与营养元素吸收之间的关系对确定最佳的施肥策略至关重要.     

岷江干旱河谷土壤水、氮和磷对小马鞍羊蹄甲幼苗生长的影响

资源阈值对植物的影响是恢复生态学的重要议题.通过近似模拟岷江干旱河谷自然干旱条件下水、氮和磷的阈值,设计析因实验,研究了一个生长季节内小马鞍羊蹄甲幼苗生长、生物生产量、资源利用效率和存活率的变化.结果表明：高水（40%田间持水量）、高磷（24 mg P·kg^-1）和低氮（100 mg N·kg^-1）处理分别促进了幼苗生长,增加了生物生产量,提高了存活率和水分利用效率,氮磷交互作用显著,水分和养分交互作用不明显.高氮（240 mg N·kg^-1）有强烈的负效应,高磷可以增大根面积、根长和根生物量,提高对氮和磷的吸收,缓解高氮的抑制作用.养分利用效率和幼苗根茎比呈显著正相关,并保持相对稳定.高水、高磷和低氮耦合有效地促进了幼苗的生长,而低水、低磷和高氮耦合则明显抑制了幼苗生长.     

不同磷水平下外生菌根真菌对铅的耐性反应

采用液体离体培养的方法,研究了不同磷和铅水平对3个外生菌根真菌生物量、ZC₁菌丝含磷量和含铅量的影响.结果表明,不同水平的磷和铅胁迫下,菌种ZC₁和ZC₂的生物量显著高于菌种GV(Gomphidius viscidus);低磷时（0.16 mmol·L^-1）,3个菌种的生物量随着铅浓度的增加都受到了抑制,在较高的磷水平下(0.81和2.42 mmol·L^-1),铅浓度的增加显著的抑制了菌种GV的生物量,但对菌种ZC₁和ZC₂的生物量没有显著抑制.GV的菌丝含铅量在各处理水平下都显著高于ZC₁和ZC₂.同一铅水平下,GV的菌丝含磷量在低磷时高于ZC₁和ZC₂,在较高磷浓度时却低于ZC₁和ZC₂;铅浓度的增加降低了菌种ZC₂和GV的菌丝含磷量,但菌种ZC₁的菌丝含磷量没有受到显著的抑制.与无污染地采集的菌种GV相比,污染地采集的菌种ZC₁和ZC₂表现出快速生长、低铅积累以及高磷吸收的特点,显示出较高的抗环境胁迫能力.     

不同大豆品种磷吸收利用特性比较研究

土壤缺磷和低磷利用率是现代农业生产发展的主要限制因素之一,筛选和培育磷商效吸收利用品种是提高磷素利用率的有效途径。采用土壤盆栽试验方法进行了不同大豆（Glycine max（L.）Merr．）品种磷吸收利用特性比较研究。结果表明。在缺磷和正常供磷条件下,不同大豆品种植株在株离、根干重、地上部干重、根冠比率、植株磷含量和其相对值、磷吸收量和其相对值、磷利用效率和其相对比值等方面表现出显著的差异。多数达到了极显著水平。相关分析表明,在缺磷条件下,大豆不同品种植株磷的利用效率及其相对比值与植株磷含量和磷吸收量以及它们的相对值呈显著或极显著负相关。植株磷含量与植株磷吸收量呈极显著正相关。以植株干物质量和其相对值、植株磷吸收量和其相对似以及植株磷利用效率为筛选指标,筛选出3个大豆磷高效品种。     

紫茎泽兰和飞机草的形态和光合特性对磷营养的响应

比较研究了紫茎泽兰和飞机草的生长、形态、生物量分配和光合特性对磷营养的可塑性反应,及与其入侵性的关系.结果表明,两种入侵植物对磷营养变化表现出很强的可塑性和适应性.低磷时,两种植物的根生物量比增大,利于养分吸收;高磷时,两种植物的比叶面积、最大净光合速率、光饱和点、单位面积的叶绿素和类胡萝卜素含量增大,同化面积和同化能力增强,利于碳积累.相比之下,紫茎泽兰对磷的适应性更强.随供磷量的增加,紫茎泽兰和飞机草的相对生长速率、总生物量、株高、分枝数、叶面积指数和最大净光合速率均显著增大,过量磷素对上述参数抑制较小,表明两种入侵植物偏好较高的磷环境,土壤磷含量升高有利于其入侵,并在高磷时,通过增大株高、分枝数和叶面积指数荫蔽排挤本地种.在本地种基本停止生长的干季,紫茎泽兰和飞机草仍维持较高的相对生长速率.这也与其入侵性密切相关.     

低磷胁迫下磷高效基因型大麦的根系形态特征

在根袋土培盆栽条件下,以磷高效基因型DH110+、DH147和低效基因型DH49大麦为试验材料,利用根系分析系统分析不同施磷(P₂O₅)水平(极低磷25 mg·kg^-1、低磷50 mg·kg^-1和正常磷75 mg·kg^-1)下,磷高效基因型大麦的根系形态特征及其与植株磷素吸收的关系.结果表明： 低磷胁迫显著降低大麦生物量和磷吸收量,其中磷高效基因型的生物量和磷吸收量在各施磷水平下分别为低效基因型的1.24～1.70和1.18～1.83倍;大麦的总根长、总根表面积、平均根系直径、不定根长及其根表面积、侧根长及其根表面积均随施磷水平的降低而显著降低,其中磷高效基因型大麦在各施磷水平下的总根长、总根表面积、比根长、侧根长及根表面积分别为低效基因型的1.46～2.06、1.12～1.51、1.35～1.72、1.69～2.42和1.40～1.78倍,而平均根系直径为低效基因型的70.6%～90.2%;主成分分析表明,平均根系直径、比根表面积和比根长受基因型差异的影响较为明显,是区分两类磷效率基因型大麦根系形态差异的主要指标;偏最小二乘回归分析表明,各施磷水平下,总根长、总根表面积对大麦植株磷素吸收贡献均较大,随施磷水平降低,不定根长、不定根表面积对大麦植株磷素吸收的贡献明显降低,而平均根系直径、比根长、侧根长及其根表面积的贡献明显增加.磷高效基因型大麦可通过维持侧根的生长、根细度和比根长的增加来适应低磷胁迫.     

异质养分环境下邻株竞争对3个木荷种源干物质积累及氮磷效率的影响

为了探究不同木荷种源混交林和纯林生产力差异原因,采用盆栽试验,模拟异质和同质性森林土壤环境,并设计木荷单植、双株纯植和与杉木混植3种栽植模式,重点研究了异质养分环境下邻株竞争对3个木荷种源(福建建瓯、江西信丰和浙江龙泉种源)干物质积累及氮磷效率的影响。结果表明:与同质养分环境相比,木荷种源在异质养分环境中具有干物质量大,氮、磷吸收效率高的特点,尤以福建建瓯种源优势最大。邻株竞争对木荷种源的干物质量和氮、磷吸收效率影响显著。在异质养分环境中,与杉木邻株竞争时,木荷福建建瓯种源干物质积累量优于单植和双株纯植模式。这与其根冠比和生理可塑性较强有关,混植时,其根冠比明显降低,将更多的干物质分配至叶片,增强了光合能力;同时氮、磷吸收效率也显著提高,进而积累了较高的干物质量,提高了竞争力。相反,混植时江西信丰和浙江龙泉种源氮和磷吸收效率却不同程度地低于其单植或与之相近,根冠比较高,结果影响了干物质积累。同种邻株竞争虽促进了浙江龙泉和江西信丰种源的氮、磷吸收,但抑制了两元素的利用效率,而福建建瓯种源氮、磷效率受影响较小,且明显高于其他种源,从而形成较高的干物质量。以上研究结果表明,福建建瓯种源较高的生物量分配和生理可塑性是其生产力高和生长竞争优势明显主要原因。     

盐胁迫对不同种源麻栎叶片光合特征的影响

采用5 个不同盐浓度处理,研究了盐胁迫对山东费县、安徽滁州和四川万源3个种源地麻栎叶片光合特征的影响.结果表明：随着盐浓度的增加,3个种源的麻栎叶片叶绿素a、叶绿素b、净光合速率（P_n）均呈下降趋势,其中叶绿素a在山东种源中降幅最大,下降了21.5%～36.1%,四川种源降幅最小,在3.5%～19.8%之间.所有种源对照组的P_n均成“单峰”曲线,未出现“午休”现象;高盐浓度处理下则有明显的午休现象,经通径分析,P_n主要受饱和水汽压差和叶温的影响,气孔导度、胞间CO₂浓度和光强是次要因子.不同种源对照处理的麻栎叶片光合特征受原种源地环境因子的影响较大.麻栎的耐盐胁迫能力大小为：四川万源种源>安徽滁州种源>山东费县种源.     

城市化对湿地松人工林氮素供应的影响

以位于南昌市城乡梯度(城区、郊区和乡村)的湿地松人工林为研究对象,采用离子交换树脂袋法,估测城乡梯度森林土壤有效氮的季节动态,分析城市化对土壤供氮能力的影响.结果表明:湿地松人工林土壤有效氮的供应存在明显的季节波动,其中秋、冬季铵态氮高于春、夏季,而春、夏季硝态氮、矿质氮和相对硝化速率高于秋、冬季(P＜0.05);有效氮供应的季节动态与湿地松的生长节律(即需氮过程)基本吻合.城乡梯度不同位置森林土壤有效氮及其各组分与相对硝化速率的差异明显,城区均显著高于乡村(P＜0.05);城市化会加快森林土壤的矿化和硝化过程,增强土壤的供氮能力,提高土壤中硝态氮含量.建议在城市森林建设中应配置需氮能力强,特别是对硝态氮吸收偏好的地被植物,减缓城市森林中有效氮的流失及其引发的环境污染.     

木荷稳定碳同位素分辨率的种源差异

利用设置在福建建瓯、浙江淳安和浙江庆元3个区试点的5年生木荷种源试验林,选取18个代表性种源测定叶片的稳定碳同位素分辨率(Δ值),研究其在种源间的差异和地理变异模式,以及造林立地环境和种源生长对其的影响.结果表明：木荷种源叶片稳定碳同位素分辨率存在很大差异,福建建瓯、浙江淳安和庆元3个区试点的叶片Δ值最高和最低种源分别相差6.9％、3.0％和3.7％.种源叶片Δ值与其产地纬度呈显著负相关,而与产地经度的相关性较小,表现为典型的纬向渐变模式,来自木荷分布区南部的种源叶片Δ值较大,说明其长期水分利用效率较低.随着造林立地环境的改善和年降雨量的增多,木荷叶片Δ值显著增加.种源叶片Δ值与其树高、胸径、一级侧枝总数和最大侧枝长等皆呈显著正相关,树冠浓密的速生种源具有较高的Δ值.此外, 在木荷中心产区(福建建瓯)和边缘产区(浙江淳安)分别初选出2个和4个水分利用效率高的速生优良种源,供推广应用.     

闽江河口湿地植物氮磷吸收效率的季节变化

以闽江河口湿地土著种芦苇与入侵种互花米草为研究对象,测定了二者地上生物量和氮、磷吸收效率.结果表明：芦苇和互花米草地上生物量的季节变化呈典型的单峰值曲线,芦苇夏季地上生物量最大,达到2195.33 g·m^-2,互花米草则秋季最大,达到3670.02 g·m^-2;不同季节芦苇和互花米草氮、磷吸收效率均呈单峰值曲线,芦苇氮、磷吸收效率分别在夏季和秋季达到最高(21.06 和1.12 g·m^-2),互花米草均在秋季达到峰值(26.76和3.23 g·m^-2);芦苇和互花米草的氮吸收效率极显著大于磷(P<0.01),且互花米草的氮、磷吸收效率显著大于芦苇(P<0.05);植物N/P、C/N和C/P对植物氮、磷吸收效率有一定指示意义.     

不同种源花榈木苗期生长及生理特性比较

为了解不同种源花榈木在贵阳的生长特性和差异,该文通过对10个种源地花榈木进行育苗试验,测定其两年生实生苗的苗高、地径、生物量、叶片光合参数、光合色素、硝酸还原酶活性、硝态氮含量和根系活力,并进行差异性分析。结果表明:(1)10个种源花榈木净光合速率、气孔导度、胞间CO₂浓度、蒸腾速率和水分利用效率差异显著(P<0.05),表明不同种源花榈木光合特性及光能利用效率具有较大差异,浙江杭州和浙江永康花榈木是具有较高光合生长潜力的种源。(2)种源间的叶绿素含量、硝酸还原酶、硝态氮、根系活力存在显著差异,福建建瓯种源的叶绿素a、叶绿素b含量和叶绿素总量最高,能够将光合原初反应过程中积蓄的光能进行高效地传递,促进碳的同化; 贵州花溪种源硝酸还原酶活性最大,硝态氮含量最高,对氮元素的利用能力较强,能够促进植物蛋白质、氨基酸和叶绿素等的合成; 贵州望谟种源根系活力最大,吸收养分的能力强。(3)各种源间苗高、地径和生物量的分配存在显著差异,浙江杭州种源的植株枝叶繁茂、根系发达,生长表现好,安徽黄山种源的植株矮小,生长表现较差; 浙江杭州种源将生物量更多分配在根和叶,提高其根系吸收养分和叶片获取光能的能力,安徽黄山种源总体生物量积累最少,长势最差。(4)通过主成分分析法对各种源的花榈木适应性进行综合评价,结果显示浙江杭州种源>贵州黎平种源>浙江永康种源>贵州望谟种源>福建建瓯种源>贵州凯里种源>贵州石阡种源>贵州花溪种源>贵州平塘种源>安徽黄山种源。综上结果表明,浙江杭州、贵州黎平和浙江永康种源花榈木对贵阳地区立地环境具有较强的适应能力和生长潜力。     

二氧化碳浓度升高对太湖沉水植物马来眼子菜生长的影响

通过室外培养试验,研究不同CO₂浓度条件下沉水植物马来眼子菜的生长及生理变化.结果表明：CO₂浓度升高(1000 μmol·mol^-1)条件下,马来眼子菜单株的平均生物量增加了44.3%(P<0.01),茎生物量比重下降了5.5%(P<0.05);根和叶中氮含量分别下降了18.1%和6.4%(P<0.05),而茎中氮含量变化不明显(P>0.05);根、茎、叶中磷含量分别增加了22.2%(P<0.05)、26.6%(P>0.05)和38.8%(P<0.05);可溶性糖含量增加了27.3%、18.3%和37.5%(P<0.05);根、茎和叶中全碳含量增加了4.6%、5.3%和2.0%;CO₂浓度升高使水体中氮、磷含量分别下降了7.9%和5.1%(P<0.05),但对底泥中氮、磷的含量影响不明显.CO₂浓度升高将对沉水植物生长及其生境有一定影响.     

七子花苗期光合日进程及光响应

对七子花苗期光合日进程及光响应进行了研究,结果表明:(1)净光合速率的日进程曲线呈双峰型,胞间CO2浓度的日进程基本与净光合速率相反,中午胞间CO2浓度增高表明净光合速率午间降低主要受非气孔限制因素的影响。暗呼吸速率日进程呈单峰曲线,中午最高。光能利用效率以上午7∶00为最高,中午最低,以后又逐渐上升。(2)净光合速率最适温度为25～30℃,高光合有效辐射和高温下光抑制加剧。(3)29℃下饱和光强为890μmolm 2s 1,表观量子效率为0.0325,光补偿点为44μmolm 2s 1;随着光合有效辐射的增强,气孔阻力减小,但光合有效辐射过高,气孔阻力却有所上升。(4)在29℃的饱和光强下,羧化效率为0.0351,CO2补偿点为173μmolmol 1,低于或高于饱和光强,羧化效率下降,CO2补偿点升高。