干旱胁迫及复水对香樟幼树生理特性及生长的影响

通过盆栽和持续干旱处理研究了轻度干旱(持续干旱2~4d)、中度干旱(持续干旱6~8d)和重度干旱胁迫(持续干旱10~16d)及复水对香樟(Cinnamomum camphora)幼树生理特性和生长的影响,为香樟育苗、造林及合理的水分管理提供理论依据。结果显示:(1)干旱胁迫下香樟幼树地径生长量(Zd)和树高生长量(Zh)受到了抑制;轻度、中度干旱处理(土壤体积含水量从正常状态下降到7%)下叶片相对含水量(LRWC)与对照差异不显著,重度干旱处理(土壤体积含水量下降到3%)下显著低于对照。(2)轻度、中度干旱处理的超氧阴离子和过氧化氢含量与对照无显著差异,重度干旱处理较对照显著上升。(3)在活性氧酶促清除系统中,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性在轻度干旱时显著上升,而过氧化氢酶(CAT)活性在重度干旱时才显著上升,在复水48h后3种酶活性均恢复到对照水平。(4)在轻度、中度干旱处理中叶片丙二醛(MDA)含量无显著变化,而在重度干旱下显著升高,且复水48h后未见显著降低。(5)在渗透调节物质中,轻度干旱时可溶性蛋白(SP)含量开始显著升高,中度干旱时可溶性糖(SS)含量显著升高,重度干旱时脯氨酸(Pro)含量显著上升;复水48h后Pro含量显著降低,而可溶性蛋白和可溶性糖含量无显著变化。研究发现,香樟幼树在轻度干旱胁迫下能通过自身抗氧化酶系统和渗透调节物质维持正常生长,而在中度和重度干旱胁迫条件下,其水分生理状况变差,膜系统遭受伤害,酶活性受到抑制,最终导致其形态生长和地上部分生物量积累受限。     

五节芒定居对尾矿砂重金属形态与微生物的影响

在浙江三门尾矿砂堆积地上按定居程度选择4个五节芒（Miscanthus floridulus）定居样地,同时以尾矿砂裸地为对照样地,分别研究了五节芒定居对尾矿砂重金属（铅、锌、铜和镉）形态转化、尾矿砂微生物参数以及二者之间关系的影响。结果表明：五节芒自然定居显著地提高了尾矿砂碳酸盐结合态和硫化物-有机物结合态重金属的含量（P<0.05）,降低了尾矿砂阳离子交换态、铁-锰氧化物结合态和残渣态重金属含量（P<0.05）;除了微生物呼吸熵显著下降（P<0.05）、生物量碳熵不规则变化以外,其他尾矿砂微生物参数均随着五节芒自然定居而显著提高（P<0.05）;典范相关分析表明,尾矿砂微生物参数的总体变化与尾矿砂碳酸盐结合态和硫化物-有机物结合态重金属的含量呈显著正相关（R²=0.9874,0.9939）,而与尾矿砂阳离子交换态、铁-锰氧化物结合态和残渣态重金属含量呈显著负相关（R²=0.9972,0.9964,0.9949）。     

五节芒定居对尾矿砂微生物群落结构的影响

根据五节芒(Miscanthus floridulus)定居盖度(0、17%、41%、71%和89%),选择了5个尾矿砂研究样地,并分析了尾矿砂微生物群落结构动态及其与土壤理化特性、重金属含量和植物生物量的关系.结果表明:随着五节芒在尾矿砂上的定居,除pH以外,尾矿砂的有机碳、总氮、总磷、NH4+、-N、NO3--N、速效磷的含量、团聚体稳定性和最大持水量均显著性提高,而土壤重金属总量与DTPA可提取量均显著性下降.主分量分析表明,随着五节芒定居,尾矿砂微生物群落总体结构发生了显著变化,其中革兰氏阳性细菌、革兰氏阴性细菌、真菌、放线菌、菌根菌(16:1ω5c和20:3ω3)、藻类脂肪酸含量以及微生物群落多样性(香农-维纳指数)均显著提高,并且与一些土壤理化特性,如NO3--N、速效磷、团聚体稳定性、土壤全氮和五节芒地上、地下生物量存在着显著或极显著正相关关系.仅有革兰氏阴性细菌和菌根菌脂肪酸含量分别与DTPA-铜呈显著负相关.     

添加铜尾矿矿砂的栽培基质对黄花苜蓿幼苗生长及部分生理指标的影响

采用盆栽法对种植于添加铜尾矿矿砂(体积分数0%、25%、50%、75%和100%)栽培基质中的黄花苜蓿(Medicago falcata Linn.)幼苗的生长及部分生理指标的变化进行了分析。结果表明:随栽培基质中铜尾矿矿砂体积分数的提高,黄花苜蓿的株高、根长、地上和地下部分干质量以及耐性指数均呈逐渐下降的趋势且总体上低于对照,但仅在铜尾矿矿砂体积分数较高(75%和100%)的条件下株高和地上部分干质量与对照差异显著(P<0.05);地上和地下部分的CAT活性和叶片光合色素(包括叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素)含量均逐渐下降且总体上低于对照,而地上和地下部分的POD活性、GSH含量和O-·2含量则总体上呈逐渐增加的趋势且高于对照。在铜尾矿矿砂体积分数25%~75%的条件下,地上和地下部分的SOD活性逐渐增加且显著高于对照;而在铜尾矿矿砂体积分数100%的条件下,地上部分的SOD活性显著低于对照,而地下部分的SOD活性则略降低但显著高于对照。各处理组幼苗地上和地下部分的MDA含量均不低于对照;而各处理组AsA含量变化则呈波动趋势。综合分析结果表明:黄花苜蓿对铜尾矿矿砂具有一定的适应性,可用于铜尾矿矿砂的绿化固着以及铜污染环境的植物修复。     

间作模式对黄连生理生长性状及根际土壤理化性质的影响

以厚朴林下黄连单作(CC)、林下湖北贝母-黄连间作(FH-CC)及玄参-黄连间作(SN-CC) 3种种植模式为研究对象,分析间作模式对黄连生理生长特性及根际土壤理化性质的影响。结果表明:相比于CC模式,SN-CC模式及FH-CC模式下黄连的株高、植株鲜重、叶面积、过氧化物酶活性的增幅分别为(19.56%、14.70%)、(91.38%、4.86%)、(28.86%、16.63%)和(47.10%、37.46%); SN-CC和FH-CC间作模式下黄连生理生长综合指数分别为0.413和0.007;林下间作模式黄连的生长性状优于单作模式,间作模式有利于黄连的生长,且玄参-黄连间作模式效果更佳;林下间作模式改善了土壤理化性质,进而促进了黄连的生长;土壤理化性质显著影响黄连的生理生长性状,且黄连根际土壤酶活性显著影响其根际土壤养分含量;蔗糖酶活性、速效钾含量及碱性磷酸酶活性(相关系数分别为0.9999、0.9639、0.9094)是影响黄连生长的主要土壤因子。     

五节芒定居对尾矿砂重金属形态、微生物群落功能及多样性的影响

选择尾矿砂裸地和4个五节芒(Miscanthus floridulus)定居地(RI、RII、RIII和RIV)为样地, 分别研究了五节芒定居对尾矿砂重金属形态转化和微生物功能参数的影响。结果表明: 五节芒自然定居显著地提高了尾矿砂碳酸盐结合态和硫化物-有机物结合态重金属比例(p＜0.05), 降低了尾矿砂残渣态重金属的比例(p＜0.05)。土壤微生物群落的纤维素分解作用、酚转化作用、固氮作用、氨化作用、硝化作用、有机磷转化作用、功能多样性、4类不同碳源(碳水化合(CH)、聚合物(PL)、胺类化合物(AM)和杂合物(ML))均随着五节芒自然定居显著提高(p＜0.05)。而氨基酸(AA)的利用强度却显著下降(p＜0.05)。典范相关分析(CCA)表明: 土壤微生物功能参数的总体变化与土壤碳酸盐结合态和硫化物-有机物结合态重金属的含量呈显著正相关, 与残渣态重金属含量呈显著负相关。该研究结果表明, 五节芒定居不仅促进了尾矿砂重金属朝着沉淀态和螯合态方面转化, 而且还显著地改善了尾矿砂微生物群落的功能发挥。因而, 五节芒在重金属矿业废弃地恢复实践中具有较大的应用潜力。     

接种量及秸秆加入量对城市污泥厌氧发酵产气特性的影响

研究不同接种量及秸秆加入量条件下污泥的厌氧消化产气规律,并分析厌氧消化前后污泥性质的变化。实验结果表明:体积比(下同)为10%沼液接种回流污泥(碳氮比为6.16)的产气效率优于20%沼液接种回流的污泥(碳氮比为5.99),但不显著;秸秆的加入使污泥产气效率明显提高,且秸秆加入量对产气量也有显著影响。接种体积比为20%沼液的处理污泥(1600mL泥)加入20g秸秆(碳氮比为7.53)后,比加入15g秸秆(碳氮比为7.15)产气量增加783mL,碳氮比最高的为10%沼液、15g秸秆污泥,为7.94,其产气总量和CH4含量也较高。同时,厌氧消化改变了污泥的理化性质,消化后的污泥有机质质量分数(不包括秸秆)平均降低2.4%。     

榛属群丛对土壤理化性质影响的研究

通过对相同林型下榛属丛和非榛属灌木丛下根区土壤的对比研究,发现榛属群丛下根区土壤较非榛属灌木下土壤ｐＨ值增高,有机质含量显著增加,全Ｎ和碱解氮,全磷量显著提高,有效磷降低土壤团粒结构增加,水稳性提高,表明榛属灌丛有明显地改良土壤理化性质的作用。     

沼肥对土壤理化性质的影响

目的:研究沼肥对土壤理化性质影响,为沼气的综合利用提供理论依据和技术支持.方法:通过对比栽培试验方法,研究了施用沼肥对菜园土壤密度、pH值及养分含量的影响.结果:施用沼肥使土壤密度下降9.7%、铵态氮增加60.5%、速效磷增加85%、速效钾增加225%、有机质增加30%.田间试验结果,施用沼肥组作物增产15.6%,并且产品品质也有提高,VC含量提高18.6%、硝酸盐含量降低30.3%.结论:沼肥能够有效改善土壤的营养结构,明显提高土壤的有机质含量.     

模拟大气硫酸铵污染对香樟幼苗生长及光合特性的影响

通过室内盆栽实验研究了大气颗粒污染物硫酸铵对香樟幼苗生长及光合特性的影响。结果表明,香樟幼苗叶片涂抹硫酸铵处理对植物生长无显著影响;低浓度硫酸铵(2 g·L^-1)提高了叶片叶绿素含量,而高浓度(4 g·L^-1)却降低了叶片叶绿素含量;与对照相比,低浓度处理的香樟叶片净光合速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度与蒸腾速率无显著差异;高浓度处理的香樟叶片净光合速率与蒸腾速率高于对照,而气孔导度与胞间二氧化碳浓度与对照无显著差异。机理分析表明,硫酸铵颗粒物主要通过影响叶片气孔导度来影响植物光合特性。     

保水剂与有机肥配施对铁尾矿理化性质的改良作用

为了分析保水剂与有机肥配合施加对铁尾矿理化性质的影响,确定适宜尾矿改良的保水剂与有机肥最优配比,在迁安首钢所辖的铁尾矿区内,布设保水剂与有机肥2因素4水平的野外小区试验,并测定试验小区铁尾矿容重、孔隙度及持水量和pH、有机质、氮、磷、钾含量等理化性质,分析有机肥和保水剂对尾矿改良的作用;同时在小区内播种紫苜蓿和紫穗槐两种植物,测其生物量,验证改良效果.保水剂水平为(L·m^-3):0(B₀)、10(B₁)、50(B₂)、100(B₃);有机肥水平为(kg·m^-2):0(N₀)、2.25(N₁)、11.24(N₂)、22.49(N₃).结果表明:不同配比处理对尾矿理化性质的改良作用主要体现在0～20 cm表层尾矿,各指标均在0～20 cm层与对照(CK)差异显著.有机肥对尾矿理化性质的改良作用优于保水剂.在0～20 cm层,保水剂单因素的所有处理尾矿容重、非毛管孔隙度、有机质、速效磷和速效钾含量均与CK无显著差异,而单独施加有机肥B₀N₂、B₀N₃处理的上述指标均与CK差异显著.保水剂与有机肥二者配合施加优于保水剂或有机肥单独添加的改良效果.0～20 cm层各项指标均在配施处理B₃N₃下达到最佳,且均与CK达到显著差异.综合考虑,B₃N₃可以作为尾矿改良的保水剂与有机肥最优配比.     

二氧化氮对樟树幼苗生长及光合作用的影响

采用开顶式人工熏气装置,对1年生樟树幼苗进行了为期2个月不同体积分数NO₂(0.1、0.5和4.0 μl·L^-1)熏气试验,研究其对幼苗生长及光合作用的影响.结果表明:0.5和0.1 μl·L^-1 NO₂处理促进了樟树幼苗生长,而4.0 μl·L^-1 NO₂处理则抑制其生长.各处理樟树幼苗叶片净光合速率(P_n)日变化呈不对称的双峰型曲线,存在光合“午休”现象;在光合日进程中,0.5 μl·L^-1 NO₂处理使叶片P_n提高,最大值达8.542 μmol CO₂·m^-2s^-1,4.0 μl·L^-1NO₂处理的大多数时段使P_n降低,而0.1 μl·L^-1 NO₂处理对P_n的影响则依时段而不同;0.5和4.0 μl·L^-1 NO₂处理提高了叶片气孔导度(G_s)和胞间CO₂浓度(C_i)的最大值和最小值,0.1 μl·L^-1 NO₂处理提高了C_i的最大值和最小值,降低了G_s的最大值和最小值.熏气处理中、后期,0.5μl·L^-1 NO₂处理叶片的日均净光合速率显著高于其他处理.在熏气处理前期,0.5和4.0 μl·L^-1 NO₂处理使叶片最大PSⅡ的光能转换效率(F_v/F_m)显著下降;在熏气处理后期,4.0 μl·L^-1 NO₂处理的叶片F_v/F_m仍显著低于对照.     

铝胁迫对接种丛枝菌根真菌樟树幼苗光合作用的影响

在实验室条件下用低(0.5 mmol·L-1)、中(8 mmol·L-1)、高(15 mmol·L-1)浓度Al3 溶液胁迫接种和未接种丛枝菌根(AM)的樟树幼苗,10周后测定植株叶片的叶绿素含量、净光合速率(Pn),气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、胞间CO2浓度(Ci)和气孔限制值(Ls).结果表明:未接种和接种樟树幼苗叶片叶绿素含量在低浓度Al3 胁迫时与相应对照无显著差异,而在中、高浓度Al3 胁迫下均显著低于相应对照,并均随Al3 浓度增加而逐渐下降;接种植株的叶绿素含量在对照和中、低浓度Al3 胁迫下均高于相应未接种植株,而在高浓度Al3 胁迫下显著低于未接种植株.未接种和接种樟树幼苗叶片Pn在低浓度Al3 胁迫时均显著高于对照(P<0.05),在中、高浓度时均显著低于对照,且在Al3 浓度间差异显著;末接种和接种樟树幼苗叶片Ci均随Al3 胁迫浓度增加逐渐提高,而其余参数则逐渐下降;在同一Al3 浓度处理下,接种和未接种植株的叶片光合参数均无显著差异.研究发现,中、高浓度Al3 胁迫能显著降低樟树幼苗的净光合速率,且光合机构活性降低是主要原因;接种AM真菌能显著增加中、低浓度Al3 胁迫樟树幼苗的叶片叶绿素含量,但不能显著减轻中、高浓度Al3 胁迫对樟树幼苗光合速率的抑制作用.     

城市夜间灯光对香樟生长的影响

为了解常绿乔木对城市夜间灯光的生长响应,以华东地区典型常绿行道树种香樟为对象,研究南京市一条典型道路上近灯处(路灯正下方)和远灯处(两相邻路灯中间位置)生长区位的夜间光照强度差异性对香樟生长性状的影响.结果表明:近灯处香樟的平均胸径为16.8 cm,当年生小枝总生产力为309.4 g·m^-2,当年生叶片生产力为241.5 g·m^-2,叶片相对叶绿素含量为34.6 SPAD.远灯处香樟的平均胸径为15.5 cm,当年生小枝总生产力为273.4 g·m^-2,当年生叶片生产力为212.8 g·m^-2,叶片相对叶绿素含量为33.1 SPAD.近灯处香樟的平均胸径、当年生小枝总生产力、当年生叶片生产力及叶片相对叶绿素含量均显著高于远灯处.两处树木间比叶面积没有显著差异.夜间灯光的补充照明促进了近灯处香樟的生长,并改变了树冠生长对阳光的响应特征.     

樟树水浸液的灭螺效果

研究了新鲜樟树的茎皮、根皮和叶的水浸液对钉螺的杀灭效果。结果表明：通过一定时间的处理,樟树水浸液对钉螺有明显的毒杀作用。其中,0．5％以上的茎皮和根皮的水浸液对钉螺具有35％-100％的毒杀作用;处理时间在72h时,死螺率可达80％-100％。0．5％的樟树根皮水浸液浸泡72h时,死螺率为95％;1％的樟树根皮水浸液浸泡72h时,死螺率为100％。当用同种水浸液浸泡时,钉螺死亡率随水浸液浓度的增加而升高;随着浸泡时间的延长,钉螺的死亡率也升高。     

Developmental mechanism and distribution pattern of stomatal clusters in Cinnamomum camphora

We report the stomatal cluster development mechanism and distribution pattern in Cinnamomum camphora. The results indicated that the clustered arrangement of meristemoids at the juvenile stage of the leaf development contributed greatly to the pattern of stomatal clusters. Additionally, division of an epidermal cell (EC), which is between small stomata, and growth of small stomata to push the ECs aside to become directly contacting had an impact on the development as well as the pattern of stomatal clusters. The latter way may play a more important role in stomata clustering of the wide-type C. camphora. There are no significant difference in the stomatal index (the number of stomata per the sum of the number of epidermal cells and the number of stomata) among different part of leaves, while the stomatal cluster index (the number of stomata in stomatal clusters per the total number of stomata) was found to increase gradually from the apex to the base and from the middle part to the marginal part of the leaf. The possible reason of this pattern was discussed. Published in Russian in Fiziologiya Rastenii, 2006, Vol. 53, No. 3, pp. 348–353. The text was submitted by the authors in English.     

香樟酪氨酸酶对NAA诱导的响应及其生化性质研究

以离体香樟叶片和果实为材料,研究了萘乙酸(NAA)处理对其中酪氨酸酶及其同工酶活性的影响,并对香樟果实中酪氨酸酶进行分离纯化,初步分析了该酶基本生化特征.结果表明:(1)10μmol·L-1NAA处理对香樟叶片同工酶TYRL2有较强的激活作用,对同工酶TYRL1有抑制作用,1.0和0.1μmol·L-1浓度的NAA对同工酶TYRL3有激活作用;(2)在香樟果实的酪氨酸酶同工酶中,TYRF1的活性最高并在果实成熟过程中逐渐增强,100μmol·L-1的NAA对果实成熟以及酪氨酸酶的酶活性都有一定的促进作用;(3)经纯化的香樟果实酪氨酸酶最适pH值为7.5,最适温度为50℃,亚基分子量为43KDa;以L-DOPA为底物时的Km为12.82mmol·L-1,Vmax为80.65U·mg-1蛋白;其在酸性(pH4~7)和高温(40~70℃)条件下较稳定.可见,不同浓度的NAA对香樟叶片和果实中的酪氨酸酶活性有不同程度的激活和抑制作用.     

林下植被抚育对樟人工林生态系统碳储量的影响

以亚热带东部地区48年生樟(Cinnamomum camphora)人工林为研究对象, 探讨不同林下植被处理方式对植被和土壤碳储量的影响。研究结果表明: 1)林下植被抚育增加了植被的碳储量, 增幅为48.87%, 平均每年比未抚育林分增加了0.62 t·hm^-2; 2)林下植被抚育降低了土壤有机碳含量, 降低幅度介于4.79%-34.13%之间, 其中0-10 cm、10-20 cm土层比未抚育林分分别降低了10.16 g·kg^-1和8.58 g·kg^-1, 差异达到显著水平(p < 0.05); 3)林下植被抚育降低了森林土壤碳储量, 降低幅度介于1.98%-43.45%之间, 其中0-10 cm和10-20 cm土层分别降低了15.39 t·hm^-2和11.58 t·hm^-2, 差异达到极显著水平(p < 0.01)和显著水平(p < 0.05); 4)林下植被抚育降低了森林生态系统总碳储量, 降低幅度为4.27%, 但差异不显著。因此, 林下植被抚育虽有利于植被碳储量的积累, 但降低了土壤有机碳含量和储量。     

Effects of sewage sludge application on heavy metal leaching from mine tailings impoundments

Column experiments were conducted to investigate the removal of heavy metals from two mine tailings (El Arteal and Jaravías) using sewage sludge as a reactive material. When sewage sludge is used as a reactive material on the El Arteal tailings (sample SA), Fe, Mn, Zn and Pb are removed and Cu and Ni are mobilized. The experiments carried out on the Jaravías tailings give similar results, showing the retention of Cu, Pb, Fe and Mn and the mobilization of Ni and Zn. An analysis performed using the PHREEQC numerical code suggests that the retention of Fe in the sewage sludge may be caused by the precipitation of Fe(OH)2.7Cl0.3 and possibly pyrite, and that the retention of Pb at high pH may be caused by the formation of stable phase minerals such as Pb(OH)2 and PbS in these conditions. Ni mobilization in the column experiments with the two tailings samples may be caused by the presence of significant amounts of leachable Ni in the sewage sludge. The complexation of metals with dissolved organic matter, calculated with the Minteq model, may be moderate.