西双版纳地区附生与非附生植物叶片对雾水的吸收

采用蒸馏水喷雾(模拟雾)法,测定了西双版纳地区干季中10种附生植物和非附生植物叶片水势(Φ)、相对含水量(RWC)和吸水量的变化,探讨了不同类型植物叶片的吸收雾水的能力.结果表明,随喷雾时间的延长,植物叶片Φ、RWC和吸水量均升高,说明附生植物和非附生植物叶片都能吸收雾水,但附生植物叶片吸水后Φ升高明显快于非附生植物.附生植物附着实蕨和爬树龙叶片吸水快、RWC变化大,表明其叶片吸收雾水的能力强;贝母兰和掌唇兰叶片吸水能力低于非附生植物中的穿鞘花和野靛稞,但高于其它4种非附生植物.傍晚雾生之前附生植物叶片Φ显著低于清晨,表明夜间附生植物叶片吸收了雾水;而非附生植物傍晚叶片Φ与清晨水势差异不显著,夜间几乎不吸收雾水.除贝母兰外,附生植物叶生物量分数高于非附生植物,利于其吸收雾水.由于西双版纳地区干季多雾,该区植物叶片最低水势均在-0.8 MPa以上,水分胁迫不严重.     

干旱和复水对大豆(Glycine max)叶片光合及叶绿素荧光的影响

选用河南省大面积种植的大豆品种豫豆29作为实验材料,通过研究逐步干旱和旱后复水条件下大豆叶片光合、叶绿素荧光等指标随土壤水分的动态变化规律,以期为大豆的水分高效利用提供理论依据。研究发现,在土壤相对含水量高于46.5%时,虽然随着土壤相对含水量的下降,豫豆29仍可以保持它的叶片水分状态;豫豆29的叶片净光合速率在土壤水分中等条件下最大,在土壤相对含水量为64.3%时,它比对照组高出11.2%(P<0.01);在实验的第3d,处理组的土壤相对含水量降为46.5%,叶片水势与对照组相比降低了7.2%(P>0.05),净光合速率为对照组的89.6%(P<0.05),但气孔导度却迅速下降为对照组的44.7%(P<0.01),这说明与叶片的光合和水分状况相比,豫豆29的气孔对土壤水分的匮缺更加敏感。复水后,豫豆29叶片的水势、净光合速率、气孔导度和叶绿素荧光等值都可以得到迅速的恢复,并在实验的最后接近对照组的水平,这表明豫豆29的叶片光合在水分胁迫解除后有迅速恢复的能力。     

地下滴灌下土壤水势对毛白杨纸浆林生长及生理特性的影响

在6、7年生三倍体毛白杨(triploid Populus tomentosa)纸浆林中研究了地下滴灌(SDI)下不同土壤水势(-25、-50、-75kPa,即灌溉起始阈值)对林木生长及生理特征的影响。结果表明:与不灌溉(CK)相比,SDI使6、7年生林分的生产力分别平均提高24%和28%;其中,-25 kPa使6年生林分的生产力达到39.90 m3hm-2a-1,较CK极显著提高43.5%(P<0.01)。各水势处理间,-25 kPa的生产力在林分6年生时分别较-50和-75 kPa极显著提高20%和31%(P<0.01),在7年生时分别提高13%和14%(P>0.05)。能在毛白杨速生期内(4—7月)大幅提高土壤含水率(20和50 cm处分别平均提高35%和27%)、树干日平均液流速率(46%,SFmean)、黎明前叶水势(41%,ψpd)是SDI促进林木生长的重要机制。灌溉起始水势阈值的差异对毛白杨SFmean和ψpd无显著影响(P>0.05)。3个水势处理中,-25 kPa的平均SFmean和ψpd均最高,且其能使根系活动剧烈的表土层(0—20cm)的水分有效性有最大幅的提高,这可能是其对林木生长有最大促进作用的主要原因。综上,应在毛白杨纸浆林培育中大力推广SDI,并在应用时可将距滴头10cm、地下20 cm处的土壤水势达到-25 kPa作为灌溉起始阈值。另外,在与试验地环境相似地区栽植毛白杨时,应于4—7月灌溉,8—10月一般可不灌溉。     

氮沉降对森林土壤有机质和凋落物分解的影响及其微生物学机制

氮沉降持续增加背景下土壤C∶N∶P化学计量比和pH环境等的改变及其可能的土壤微生物学机制已经成为陆地生态系统与全球变化研究的新生长点和科学研究前沿.以生态化学计量学和土壤微生物生态学为理论基础,综述了氮沉降对森林土壤有机质和凋落物分解的影响及其微生物学机制的基本理论、最新进展、研究热点与难点,旨在促进全球变化背景下陆地生态系统地下生态学的研究.氮沉降持续增加会导致森林生态系统磷循环加速,导致磷限制.氮沉降不但改变森林土壤有机质和凋落物的C∶N∶P化学计量比和降低土壤pH值,而且改变土壤微生物生物量碳氮磷、细菌、真菌和放线菌的组成以及影响碳氮磷分解的关键酶活性.氮沉降对森林土壤有机质和凋落物分解的影响表现为促进、抑制和无影响,其影响的差异可能来源于微生物效应的不同.叶片在凋落前有显著的氮磷养分回收,但是根无明显的养分回收,造成土壤有机质和凋落物的C∶N∶P化学计量比存在明显差异.基于DNA/RNA等分子生物学方法为土壤微生物生态学研究提供了强有力的手段,将促进氮沉降对森林土壤有机质和凋落物化学计量比改变的微生物学机制研究.     

植物氮磷化学计量特征及其在药用植物研究中的应用

氮、磷元素在生物体内的组成及分配是相互联系的整体,可与环境相互作用,调节植物营养水平与生长发育过程。本文综述了环境非生物、生物和人为因子对植物氮、磷元素化学计量特征的影响,氮、磷化学计量对植物生长发育和代谢产物的影响机制,及其对药用植物生长发育和代谢产物积累的作用,并对药用植物的氮磷化学计量研究趋势进行展望。指出氮磷元素化学计量特征为药用植物响应环境变化机制、限制性营养元素判断、探讨与菌根真菌的相互作用等研究提供新思路,为药用植物的资源评价与规范化种植提供理论依据。     

浑善达克沙地典型灌木和草本植物对模拟降雨的不同反应

为了探讨不同生活型对瞬时降雨的适应策略,比较了浑善达克沙地常见灌木羊柴(Hedysarum fruticosum Pall.)和其共生草本植物猪毛菜(Salsola callina Y.L. Chang)在降雨解除干旱后的生理生态反应.光合速率(Pn)、蒸腾速率(E)、气孔导度(gs)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)和叶片水势(ψleaf)均随着模拟降雨量的增加而增大;羊柴的水分利用效率(WUE)随降雨量的变化不大,而猪毛菜的WUE却随降雨量的增加一直处于下降趋势.两种植物的Pn和Fv/Fm都在雨后3 d完全恢复,而gs和ψleaf却提前1或2 d恢复,这说明气孔和非气孔因素综合限制了羊柴和猪毛菜的同化速率.两种植物对模拟降雨量的反应方式不同,15 mm的雨量就使羊柴的Pn、E和gs达到最大值,而猪毛菜却随着雨量的增加一直增大.我们认为,羊柴和猪毛菜对于模拟降雨的反应在时间上具有同步性,但对雨量的反应方式却不一致,猪毛菜对水分的利用不经济且瞬时反应,而羊柴可以被认为是节约型用水植物.     

梭梭(Haloxylon ammodendron)生理与个体用水策略对降水改变的响应

随着全球变化的加剧,降水改变正导致荒漠生态系统中植物用水策略的适应性变化;对降水变化响应的种间差异性影响着荒漠植物群落组成。研究将生理生态与个体形态尺度相结合,调查中亚荒漠关键种梭梭Haloxylon ammodendron对降水变化导致的自然生境中水分条件改变的响应与适应。实验于2005年生长期开展,在古尔班通古特沙漠南缘原始盐生旱生荒漠中设置3个降水梯度（自然、双倍和无降水）;观测并比较不同降水条件下光合作用、蒸腾作用、叶水势、水分利用效率、地上生物量累积和根系分布的变化。结果表明,梭梭主要利用降水形成的浅层土壤水维持生存;有效的形态调节和较强的气孔控制是其维持光合能力以及适应降水变化的主要机制;降水增多对其产生正效应,预示着梭梭可能在未来种间竞争和群落演替中占有优势。     

不同磷水平土壤接种丛枝菌根真菌对植物生长和养分吸收的影响

通过盆栽试验研究了不同磷水平土壤接种丛枝菌根真菌Glomus mosseae对三叶草(Clover)和黑麦草(Ryegrass)生长、P浓度及N ∶ P比的影响.试验结果表明,Glomus mosseae显著提高了三叶草中P浓度和生物量,降低了植株N ∶ P比,对黑麦草植株P含量、生物量及N ∶ P比没有显著影响;在不同磷水平土壤中,接种处理对单种时三叶草中P含量的影响程度不同,以中磷和高磷水平下的影响较显著,这表明Glomus mosseae对三叶草的菌根效应在不同磷水平下并不相同;另外,两种植物混合种植情况下,黑麦草的竞争能力高于三叶草,使得其P浓度和生物量都显著高于三叶草,而接种Glomus mosseae增加了混种中三叶草的生物量和P浓度,降低了黑麦草的生物量,表明Glomus mosseae能提高混种中三叶草的竞争能力,从而改变群落中物种的竞争关系.此外,在一定磷水平下,菌根真菌的存在降低了三叶草中N ∶ P比, 这会改变三叶草的受限制方式,由受P元素限制变为受N元素限制.     

水分胁迫条件下草莓克隆分株间水分调控及其对光合功能的影响

以盆栽草莓(Fragaria×ananassa)为材料研究了水分胁迫下克隆植物草莓母株和子株间的水分调控机制及其与碳同化、光系统Ⅱ激发能分配的关系.实验材料分为匍匐茎连接和剪断两个大组,进行两步实验.第1步实验,对连接组和剪断组的所有母株控水,子株充分供水;4d后进入第2步实验,把连接组分为两小组,对其中一组充分供水子株开始控水,另一组保持不变.结果表明,土壤干旱引起母株叶片失水,并使其净光合速率和气孔导度显著降低.但是连接组中供水良好的子株能有效缓解缺水母株的水分胁迫.当供水良好的子株也开始受到干旱处理的时候,则会加剧与之相连母株的水分胁迫.受胁迫母株可以通过加强渗透调节能力和降低水势从相连子株获取水分.虽然土壤干旱会造成受胁迫母株叶片脱落酸(abscisic acid, ABA)含量的大幅度增加,但是与之相连子株的叶片ABA含量并没有增加;并且气孔导度与ABA变化趋势一致.(1)草莓母株和子株间的水分运输是由二者的水势差驱动的;(2)ABA不会通过匍匐茎在母株和子株间传递并影响相邻子株气孔导度;(3)在水分异质性较大情况下,生理整合可明显提高克隆系统的碳同化能力和光系统Ⅱ激发能利用效率.     

干旱和复水对大豆光合生理生态特性的影响

选用大豆作为实验材料,研究干旱和复水对大豆光合生理的影响,以期为大豆抗旱栽培和高效利用水分提供理论依据.通过研究发现,在土壤相对含水量高于47%时,处理组大豆凌晨叶片水势和对照组相比基本没有下降,但当土壤相对含水量低于47%时,处理组叶片水势急剧下降,表现为一定的阈值反应,存在明显的凌晨叶水势临界值.大豆开花前期叶片的凌晨叶水势阈值约为-1.02MPa,低于此临界值,叶片水势急剧下降,叶片净光合速率也明显降低.研究发现,在实验的第3天,处理组土壤相对含水量为47%,叶片水势与对照组相比下降了7%,蒸腾速率为对照组的67%,净光合速率为对照组的90%,水分利用效率比对照组高35%,这说明大豆的蒸腾比光合对干旱更敏感.因此,可利用这一结果采取适度干旱等措施达到节水增产的目的.复水后大豆叶片水分状况得到改善,大豆叶片的净光合速率和蒸腾速率都表现为接近于直线的上升,气孔导度的恢复也很快,这表明大豆存在着胁迫解除后快速生长的特征.但是,干旱对大豆的生长等生理过程是否存在滞后效应,滞后效应的大小等问题还需要进一步的研究.