丛枝菌根真菌参与下植物-土壤系统的养分交流及调控

近几年随着有机农业的发展,丛枝菌根的作用受到特别关注。丛枝菌根是由植物根系与丛枝菌根真菌(AMF)形成的一种共生体。在植物-AMF-土壤系统中,AMF为植物提供N、P等营养的同时从根系得到所需的C。概述了植物-AMF-土壤系统中C、N、P等营养物质的交流以及AMF与土壤微生物的互作关系。丛枝菌根的形成可显著提高植物对P的吸收,且在高P条件下多余的P可储存于AMF中。AMF对土壤N循环的影响相当复杂,可能参与调控N循环的多个过程,如硝化作用、反硝化作用和氨氧化作用等。在有机质丰富的土壤中AMF菌丝可快速扩增并吸收其中的N,主要供菌丝自身所需,只有一小部分传递给植物。AMF对土壤C库的影响尚存争议,可能存在时间尺度的差异。短期内可活化土壤C,而在长期尺度上可能有利于土壤C的储存。AMF能够通过改变土壤微生物群落结构而影响植物-土壤体系的物质交流。AMF与解磷菌、根瘤菌和放线菌的协同增效作用可促进土壤有机质的降解或增强其固氮能力;AMF对氨氧化菌的抑制作用可降低氨的氧化减少N2O的释放。AMF与外生共生真菌EMF共存时,表现出协同增效作用,但EMF的优先定殖会限制AMF的侵染。AMF不同类群之间则主要表现为竞争和拮抗关系。AMF与土壤微生物之间的互作关系受土壤无机环境的影响,在养分亏缺条件下微生物之间往往表现为竞争关系。因植物、AMF与土壤微生物之间存在复杂的互作关系,为此AMF并不总是表现出其对植物营养的促进作用。目前关于AMF的作用机理仍以假说为主,需要进一步的实验验证。在植物-AMF-土壤系统中N与C的交流和P与C的交流并未表现出一致性,对N、P循环相互关系的进一步探讨有助于深入理解植物-土壤体系中的养分循环。植物、AMF和土壤微生物的养分来源及其对养分的相对需求强度和吸收效率尚未可知,因此无法深入理解AMF在植物-土壤体系中养分交流和转化的作用。在方法上,传统的土壤学方法在养分动态研究中存在局限性,现代分子生物学手段和化学计量学的结合值得尝试。     

基于两种轨迹模型的褐飞虱迁飞轨迹比较研究

异地预测是迁飞性害虫发生预测的重要内容,迁飞轨迹模拟和预测是能较好地反映害虫迁飞时空动态的一种异地预测方法。褐飞虱作为我国水稻生产上的一种重要迁飞性害虫,其迁飞轨迹的准确预报,可为其灾变预警和有效防控提供科学依据。为了比较选择一些准确性好、分辨率高、易于推广应用的害虫迁飞轨迹模型,选取2006年7月初发生在湖南省洪江市的一次褐飞虱重大北迁过程作为典型个例,运用中尺度天气研究和预报模式WRF,结合NCEP气象再分析数据,利用HYSPLIT和FLEXPART两种轨迹计算模式对褐飞虱迁飞轨迹进行模拟,并验证模型模拟和计算的准确度和精确度。研究结果表明:(1)WRF-HYSPLIT和WRF-FLEXPART两种轨迹计算模式在虫源地、迁飞路径(迁飞方位角和走向)、迁飞高度、迁飞速率和迁飞距离计算上总体趋势一致,但存在一定的差异,后者的起伏变化大于前者。(2)尽管两种耦合模式在调用WRF模式输出的预报场物理变量方面有很多相同之处,但WRF-FLEXPART耦合模式在运行计算过程中比WRF-HYSPLIT耦合模式多考虑了对流参数、地表胁迫和各种地形参数,因而能更全面地反映中尺度天气过程(特别是对流性天气过程)对昆虫起飞、空中飞行和降落的动力作用,也能更真实地反映地表物理过程、大气湍流结构和地形起伏对褐飞虱种群迁飞的影响。(3)从褐飞虱种群对生境和取食条件选择上看,两种模式模拟的各高度迁入种群的虫源区、迁飞路径和降落地都是合理的、准确的。但从褐飞虱迁出、空中飞行和降落所处的三维流场来看,WRF-FLEXPART模式轨迹走向与盛行气流方向的吻合度要明显高于WRF-HYSPLIT模式。(4)两种模式均可作为业务工具在迁飞性害虫测报中推广应用。     

黄河下游平原非农植物多样性拆分研究

非农生物多样性的存在是农业景观生态系统健康持续发展的基础,对农业景观非农生境中植物群落物种多样性特征分析将有助于可持续农业景观构建措施的科学提出。在黄河下游平原典型农业景观中采用栅格分区的方式布设样点(共54个),采用典型样地法对各样点内的林地、树篱、田间道路和沟渠等主要非农生境的植物群落进行调查,采用生物多样性加性分配的方法探讨不同空间尺度上生物多样性的组成特征。结果显示:(1)各非农生境间植物群落物种多样性特征存在较大的差异。(2)偶见种从数量上构成了各非农生境中植物物种丰富度的主体,而常见种则行使着群落优势种和构建者的角色。(3)总体上,β多样性在各空间尺度中均对总物种丰富度具有重要贡献。(4)常见种和偶见种中物种组成格局存在显著差异:常见种的物种丰富度主要由α多样性贡献,而β多样性则贡献了偶见种的绝大部分。简言之,β多样性对区内植物多样性的保护和维持意义重大,农业景观中非农生境类别的出现对总物种丰富度的提高具有重要作用;各生境中较高的样点间β多样性(β样点)意味着在看似均质化的农业景观背景中依然具有较高的区域差异;景观组成和构型的变化将对农业景观中植物群落特征和物种多样性产生重要影响,且对偶见种的影响更甚。未来,应从景观和区域等更大尺度上,基于农业景观生态系统功能和服务的综合考虑及可持续农业景观的建立来探讨农业活动与生物多样性保护的权衡。     

不同生长调节物质对水稻生长及镉积累的影响

比较脱落酸(ABA)、乙烯利(ETH)、水杨酸(SA)和茉莉酸甲酯(MeJ A)4种植物生长调节物质(PGR)对水稻生长及籽粒镉(Cd)积累的影响差异。试验采用重金属污染土种植水稻,于分蘖期、灌浆期各进行1次PGR叶面喷施处理,分析灌浆期叶片光合指标,丙二醛(MDA)含量以及收获期各部位生物量和Cd含量。结果表明:(1)低浓度ABA(5mg/L)可维持水稻正常产量;高浓度ABA(15mg/L)则导致产量下降。ETH对水稻地上部生长和单株产量有显著抑制作用,SA和MeJ A(0.56mg/L)均可保证地上部正常生长,维持正常产量。(2)外施4种PGR均抑制灌浆期叶片气孔开放,降低蒸腾速率和光合速率,抑制效果最明显的是高浓度MeJ A(0.56mg/L)。(3)在供试浓度范围内SA、低浓度ABA(5mg/L)以及高浓度MeJ A均可降低灌浆期叶片MDA含量,减少质膜过氧化水平。(4)4种PGR均可降低水稻籽粒Cd含量,其中低浓度ABA(5mg/L)抑制籽粒Cd积累的效应最佳。相关性分析结果表明,PGR抑制籽粒积累Cd的效应与地上部向籽粒转运Cd的调控机制有关,与蒸腾速率无显著相关关系。(5)综上所述,低浓度ABA(5mg/L)处理对水稻产量无影响,且籽粒Cd含量降低程度最大。适当浓度的PGR可降低水稻籽粒Cd含量,在中低度重金属污染农田生态修复实践中具有一定的应用前景,但必须精确控制PGR的处理时间和处理浓度,避免出现抑制生长和降低产量的负效应。     

灌浆期高温对冬小麦籽粒氨基酸含量和组成的影响

以强筋小麦品种郑麦366和中筋小麦品种洛旱2号为材料,采用盆栽和人工气候室模拟的方法,研究了花后不同时段(灌浆前期即花后5 d,灌浆中期即花后15 d)和持续时间(处理2 d和4 d)的高温胁迫对籽粒氨基酸含量和积累量(以单粒中氨基酸含量表示)的影响。结果显示:(1)高温胁迫显著增加了小麦籽粒中必需氨基酸(EAA)、非必需氨基酸(NAA)和总氨基酸(TAA)含量,但降低了其积累量和EAA/TAA,2品种表现一致;(2)灌浆前期高温胁迫对2品种籽粒氨基酸含量的影响大于灌浆中期,而对氨基酸积累量的影响则相反;(3)高温持续时间对籽粒氨基酸含量的影响在2品种间存在差异,洛旱2号籽粒赖氨酸、EAA、NAA和TAA含量均随高温持续时间的延长显著增加,而郑麦366籽粒中上述指标仅在高温胁迫4 d下较对照增加显著;(4)从受高温胁迫的影响看,籽粒EAA/TAA对高温时段更敏感,而氨基酸含量表现为更易受高温持续时间的影响;(5)高温时段与持续时间的互作效应体现在:灌浆前期籽粒氨基酸积累量2品种均以高温胁迫4 d的影响最大,而灌浆中期则均以高温2 d的降幅最大。上述结果表明,小麦籽粒氨基酸及其组分对高温胁迫的响应不仅在品种间存在差异,且受高温时段和持续时间的影响。     

佤族的体质特征

调查了442例(男258例,女184例)佤族人的67项(观察项目9项,测量项目58项)体质人类学指标,计算了31项体质指数值,统计了部分指数的分型情况。研究结果显示:佤族人内眦褶率低(16.1%),上眼睑皱褶率高(96.8%),鼻根高度、鼻翼高度与上唇皮肤部高度均为中等型,耳垂多为圆型(58.1%),发色多为黑色,眼色多为褐色,肤色多为黄色。身高均数男为160.4cm,女为150.7cm,男女均为亚中等身材。体重均数男为54.9kg女为49.1kg。按指数分型标准,男女均以圆头型、高头型、阔头型、狭面型、狭鼻型、长躯干型、中腿型、中胸型出现率最高。此外,男性以宽肩型、中骨盆型出现率最高;女性的中肩型、窄骨盆型出现率最高。对包括佤族在内的我国32个人群(南、北方各16个人群)13项体质指标值主成分分析,结果显示佤族人身材矮小、纤瘦,面部及五官高度值较大,头长值较小,头面部及五官宽度值较大。佤族人具有蒙古人种南亚类型的体质特征。本文对佤族人体质特征形成的原因进行了初步分析。     

黄土高原不同土壤微生物量碳、氮与氮素矿化势的差异

以采自于黄土高原差异较大的25个农田石灰性耕层土壤为供试土样,对黄土高原主要类型土壤中微生物量碳(Bc)、微生物量氮(BN)和氮素矿化势(NO)的差异性进行了比较研究.结果表明,Bc、BN和NO在不同类型土壤间存在显著差异,由关中平原至陕北风沙区,BC、Bn和NO总体呈现下降趋势,其中以土垫旱耕人为土最高,简育干润均腐土最低,黄土正常新成土和干润砂质新成土居中:土垫旱耕人为土、简育干润均腐土、黄土正常新成土和干润砂质新成土等各土类平均BC分别为305.2μg·g-1,108.4μg·g-1,161.7μg·g-1和125.4μg·g-1,BN分别为43.8μg·g-1,20.3μg·g-1,26.0μg·g-1和30.6μg·g-1,NO分别为223μ·g-1,75μg·g-1,163μg·g-1和193μg·g-1.土壤氮素矿化速率(k)则以简育干润均腐土最大,干润砂质新成土最低,土垫旱耕人为土和黄土正常新成土居中:土垫旱耕人为土、简育干润均腐土、黄土正常新成土和干润砂质新成土的k分别为0.039w-1,0.044w-1,0.031w-1和0.019w-1.不同类型土壤BC、BN与NO的差异,主要与土壤形成过程、输入土壤的植物同化产物和土壤有机质的差异等有关,从较大尺度进一步证明了在黄土高原,土壤有机质是影响BC、BN的主要因子.研究结果对分析黄土高原土壤生产力形成过程具有一定参考价值.     

叉角厉蝽对草地贪夜蛾的捕食功能反应

叉角厉蝽Eocanthecona furcellate(Wolff)是一种极具应用潜力的重要捕食性天敌。为了探明叉角厉蝽3龄若虫对草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda(J.E.Smith) 3龄幼虫的控害效果,在室内条件下,观察了叉角厉蝽对草地贪夜蛾幼虫的捕食行为,研究了叉角厉蝽对草地贪夜蛾3龄幼虫的捕食功能反应。结果表明,叉角厉蝽以口针从草地贪夜蛾腹部或者体躯末端插入取食,被取食后的草地贪夜蛾呈干瘪状死亡。叉角厉蝽3龄若虫对草地贪夜蛾3龄幼虫的捕食功能反应模型符合Holling II型方程,为:Na=0.6702 N/(1+0.0133 N),叉角厉蝽若虫对草地贪夜蛾3龄幼虫的日最大捕食量、瞬时攻击率和处理时间分别为50.25头、0.6702 d和0.0199 d。叉角厉蝽的捕食量与猎物密度正相关,寻找效应与猎物密度负相关,叉角厉蝽的捕食作用存在较强的种内干扰作用。试验证实叉角厉蝽对草地贪夜蛾具有较好的控害效果,为其田间应用释放技术提供了理论依据。     

桔小实蝇对多杀霉素的抗药性风险评估

桔小实蝇Bactrocera doralis (Hendel)是华南地区果蔬重要害虫,近年来危害严重,对农业造成巨大的经济损失.本研究采用阈性状分析方法,对桔小实蝇敏感品系对多杀霉素抗性进行选育,计算了桔小实蝇对多杀霉素的抗性现实遗传力,评估了抗药性产生的风险.结果表明:经过16代选育,桔小实蝇对多杀霉素抗性增加了7.05倍(LC50从0.60 mg/L增加到4.23 mg/L),现实遗传力为0.1774.结果显示桔小实蝇对多杀霉素抗性发展较慢.