三种湿地濒危水韭叶片对干旱胁迫的生理响应

为进一步研究水韭濒危原因,选择中华水韭(Isoetes sinensis)、东方水韭(Isoetes orientalis)和云贵水韭(Isoetes yunguiensis),将3种水韭栽种于盆中,使其健壮植株自然失水,比较在不同干旱条件下叶片的多项生理指标变化。结果表明,3种水韭生理指标的变化趋势基本相同,相对电导率和渗透调节物质含量都上升,净光合速率和叶绿素含量都下降,保护酶含量先上升后下降;3种濒危水韭的抗干旱能力最强的是中华水韭,其次为东方水韭,最弱的为云贵水韭;3种水韭都能通过调节自身生理代谢,在一定程度上抵抗干旱胁迫造成的伤害。短期的干旱不是中国水韭濒危的主要原因。     

几种栽培基质下中华水韭幼苗的生长规律

中华水韭(Isoetes sinensis)是中国特有极度濒危拟蕨类多年生沼泽植物,为国家一级保护野生植物。在对中华水韭人工批量繁殖的基础上,用不同配比的暗棕壤与河沙以及不同厚度的暗棕壤作为基质,研究其幼孢苗的营养生长和生殖生长。通过比较各对照组在不同时期的幼苗叶片数、最长叶长度、孢子囊产生及成熟情况,筛选出了中华水韭生长发育的适合基质。结果表明,基质中暗棕壤的含量越多,中华水韭幼苗叶片数量就越多、叶片长度就越长;基质中暗棕壤土层厚度越厚,中华水韭幼苗叶片数量就越多、最长叶片长度就越长;随着基质中暗棕壤的比例和厚度的增加,中华水韭产生孢子囊和成熟孢子所需的时间逐渐缩短。综上所述,基质中较高比例的河沙会导致中华水韭幼苗死亡或孢子囊败育,中华水韭适合生长在基质营养丰富、没有或少有沙石、浅水微流、水质透明、光照充足的环境中。     

龙须草的生长规律及养分吸收特性与施肥时期的研究

在鄂西北地区，通过对龙须草的生长规律及其吸收氮，磷，钾养分的特性研究表明：在缺肥的土壤上种植龙须草，其氮，磷，钾肥的施用时期有３次，第１次是春季萌发生长期，第２次是生殖生长基本终止开始转入营养生长旺盛期，第３次是营养生长旺盛期的最后１个生长高峰期初期。氮肥和钾肥的施用，第１次用量应少，第２次用量应多，第３次可根据植株后期的生长情况而定；而磷肥则应早施，可作基肥第１次施肥时１次性大量施用。     

放牧制度下荒漠草原主要植物生物量及能量分配研究

以内蒙古苏尼特右旗短花针茅荒漠草原为研究对象,通过划区轮牧与自由放牧的比较试验,从植物构件方面研究了3种主要植物种短花针茅、无芒隐子草和碱韭营养枝、生殖枝、分蘖节及其根生物量和能量分配对不同放牧制度的响应。结果表明,禁牧和划区轮牧有利于植物的地上部分生长和有性繁殖,自由放牧区短花针茅和无芒隐子草将把更多的资源和能量用于营养生长,有性生殖严重受阻,以抵御不利的生长环境;划区轮牧提高了碱韭分蘖节的生物量、短花针茅和碱韭构件能量现存量及总能量现存量。短花针茅、无芒隐子草和碱韭根的生物量、能量现存量、生物量分配比例以及根冠比能量现存量、根的能量分配比例划区轮牧区与自由放牧区均高于禁牧对照区;短花针茅、无芒隐子草和碱韭不同构件及植株整体热值划区轮牧区也高于自由放牧区。营养枝与生殖枝的生物量和能量分配没有显著的颉颃关系,但营养枝与分蘖节生物量和能量分配比例间呈显著的颉颃关系。     

中国苜蓿施肥产量效应的Meta分析

探究不同生境下苜蓿产量对施肥的响应,为苜蓿种植提供理论依据。以中国为研究区域,以不施肥苜蓿为对照,通过检索文献整合已发表的相关田间试验数据,采用整合分析法(Meta-anal-ysis),系统探究苜蓿产量对不同肥料的响应及与生境的关系。结果表明:(1)施肥均有显著增产效应(P0.05),增产率为15.4%～198.2%,其中尤以化肥与有机肥配施增产效果明显。(2)不同降雨条件下施肥效果迥异,降雨量400 mm的干旱半干旱地区单施氮肥对苜蓿的增产作用较低,应注重磷肥、钾肥和有机肥的施用;降雨量400～800 mm的半湿润区适宜施用有机肥,其增产率可达70.1%(P0.05);降雨量800 mm的湿润区氮磷钾配施的增产效应最高,为29.2%(P0.05)。(3)土壤类型影响施肥的增产效应,肥力较低的土壤(栗钙土和黄绵土)单施有机肥可明显提高苜蓿产量;贫磷土壤(黑垆土)单施磷肥的增产率最高,为183.0%(P0.05)。该研究可为不同降雨条件和不同土壤类型区苜蓿人工草地合理施肥措施的选择提供理论依据。     

两种人工湿地条件下芦苇与芦竹生理生态特性研究

通过对芦苇（Phragmites australis）和芦竹（Arundo donax）在模拟表面流湿地和潜流湿地条件下的生长特性比较,发现在两种人工湿地生长的两种植物叶片水势基本一致。对于植株相对生长率,叶片叶绿素含量、光合速率、蒸腾速率、气孔导度等指标,芦苇各项指标在两种人工湿地间的差异不显著;芦竹在潜流湿地中的生长特性明显优于表面流湿地,二者间差异极显著（n=3,P〈0．01）。根系的生长状况与叶片水势情况表明水分供需并不是影响植物生理差异的因素;叶片叶绿素含量与光合作用的正相关表现说明叶绿素是影响两种湿地类型上植物生理特性差异的主要因素;芦苇、芦竹在两种人工湿地间的生理生态差异说明芦苇能适应两种湿地生境,而芦竹更适合种植在潜流人工湿地。     

蒙古韭(Allium mongolicum)的分布和结实特性

为掌握蒙古韭(Allium mongolicum)在中国的分布现状和种群发展趋势,采用野外踏查和栽培实验相结合的方法,对其地理分布范围进行了界定;以结实量调查数据为基础,分析了不同分布区域蒙古韭的结实特点以及影响因素。结果显示:(1)蒙古韭在中国的分布区约在36°28′—46°14′N、88°39′—116°05′E之间,包括陕西、甘肃、宁夏、内蒙古、新疆、青海6省(区)。(2)由于生境差异,蒙古韭不同群落中物种组成差异很大,蒙古韭多为伴生种或偶见种,很少为优势种。(3)不同生境条件下蒙古韭的结实特性差异较大,多数地区没有结实或结实率很小,主要是因为干旱导致其生殖生长受阻,加之人为因素干扰,使蒙古韭不能正常完成其生活史。     

农田氮流失与农业非点源污染

随着氮肥的过量施用,农田氮流失容易造成农业非点源污染.农业非点源污染是农业环境富营养化的主要原因之一,改变了农业环境的生态结构与功能,造成很大危害.农田氮流失主要通过地表径流、农田排水和淋溶途径进入水体形成农业非点源污染,降雨状况、土壤特性、施肥状况、农业土地利用/土地覆盖和田间管理方式等因素与农田氮流失有密切关系.通过农田管理制度或立法、农田氮流失的源头控制和农田氮流失的扩散途径,可以实现对农业非点源污染的调控,降低施用化肥的环境风险.     

土壤含水量和磷肥对马铃薯生长发育及抗旱生理的影响

研究了土壤含水量和磷肥对马铃薯生长发育及抗旱生理的影响,结果显示：（1）土壤含水量的下降导致马铃薯幼苗叶片含水量和叶绿素含量降低,可溶性糖、脯氨酸、丙二醛（MDA）含量、相对电导率（REC）及超氧阴离子（O₂^-·）产生速率升高,抗氧化酶活性增强,株高、茎粗、根长、匍匐茎数、地上部分干重降低,马铃薯块茎重量及块茎淀粉、蛋白质、Vc含量下降;（2）不同水分条件下增施适量磷肥,显著提高了马铃薯叶片含水量、叶绿素含量,相对增强了抗氧化酶活性,降低了相对电导率、MDA含量和活性氧水平,且马铃薯块茎重量及块茎淀粉、蛋白质和Vc含量显著增加。（3）比较包括对照在内的6种磷肥增施量,增施15.3 g·m^-2磷肥对马铃薯幼苗抗旱性及生长发育的促进效果最佳。综上所述,干旱胁迫显著抑制了马铃薯幼苗生长发育,而增施适量磷肥可通过提高渗透调节物质含量和抗氧化酶活性,有效缓解干旱胁迫下马铃薯幼苗叶片的脂质过氧化程度及细胞膜损伤,减轻干旱对生长发育的抑制,增强植株整体抗旱性。     

农业化肥减量及生物肥料替代可行性研究——来自新疆棉区调查数据的实证

推进化肥减施增效是实现中国农业绿色高质量发展的关键途径。本文以新疆棉花为例,基于2000—2020年棉花化肥施用量及技术、资本、劳动力投入时序数据,构建生产函数考察了新疆棉花单位面积化肥施用强度变化及其对棉花单产提升的贡献作用,并利用2015—2020年不同植棉区化肥和生物肥料施肥区的微观定位调查数据,采用熵权法构建肥料应用效益评价指标体系,对两种肥料的综合效益做出总体评判,并对经济效益（棉花产量、黄萎病害发生率）和生态效益（土壤有机质、微生物数量）及两种肥料施用成本进行具体比较,探讨了生物肥替代化肥的可行性及其实现机制。研究表明：① 2000—2020年间新疆棉花单位面积化肥施用强度呈不断上升态势,高于同期国内大部分植棉省份,自2016年起趋于减缓和平稳,施肥量浮动在585 kgN/hm²左右。② 2000—2010年随着单位面积化肥施用强度的增加,对棉花单产增加呈正向促进作用;而2010—2020年,单位面积化肥施用强度增加对棉花单产提高的贡献率为-21.29%,表明持续增加化肥用量对棉花单产提高已呈现负效应。③ 生物肥料施肥区生态效益优势更突出,但经济效益低于化肥区,两种肥料的综合效益随使用年限增加差距趋于缩小;较化肥组,研究期内不同植棉区生物肥组棉花单产降低3%~8%,黄萎病害发病率降幅27.75%~58.20%,土壤有机质含量提高了14.59%~28.54%,土壤微生物数量显著增加;生物肥单位施用成本高于化肥14%~19%。根据生物肥生态属性及作用机理,结合农户经济理性及传统的化肥依赖,建议在生物肥推广初期,实行一定的政策激励或生态补偿,同时积极引导和培育农户亲环境意识,农业化肥逐步减量及生物肥替代具有理论与实践可行性。     

山东省农业生产条件现代化可持续发展研究

农业生产条件现代化是实现农业现代化的重要基础 ,包括农业机械化、农业水利化、农业化学化和农业电气化 4个方面。本文根据山东省近 2 0年的统计资料 ,全面分析了山东省在由传统农业向现代化农业转变过程中 ,在农业生产条件方面所取得的进展和明显存在的问题。如农业机械发展结构欠合理、农田水利工程建设标准不高、化肥施用构成比例不当等 ,针对上述问题 ,提出实现农业生产条件现代化可持续发展的战略措施 :1完善农机服务体系 ,大力开展农机社会化、市场化服务 ;2狠抓以水利为重点的农田基础设施建设 ,提高农田水利建设的科技含量 ;3加大对磷肥使用宣传力度 ,降低化肥农药造成的环境污染 ;4继续大力实施“科教兴农”战略 ,加速农业科技成果转化。     

柠条适应极端干旱的生理生态机制 ——叶片脱落和枝条中叶绿体保持完整性

 为了探讨柠条适应极端干旱的生理生态机制,对盆栽柠条停止浇水造成土壤持续干旱直到叶片完全脱落,然后复水。干旱和复水期间,对土壤、叶片和枝条的相对含水量、叶片和枝条中的叶绿素含量以及超微结构进行了测定和观察。结果表明,干旱脱水过程中叶片中的色素含量下降,枝条中类胡萝卜素含量下降。复水4 d后,叶片中色素含量和枝条中类胡萝卜素含量上升并逐步达到正常水平。超微结构研究表明,柠条嫩枝的亚细胞组织中普遍含有叶绿体。正常条件下,无论是枝条还是叶片的亚细胞组织,叶绿体紧贴细胞壁。叶绿体中的类囊体排列整体有序。随着干旱的加剧,叶绿体脱离细胞壁,向细胞中央靠近。严重干旱造成了叶片叶肉细胞和叶绿体结构不可恢复性的破坏,包括外膜和膜片层结构,类囊体膜解体,淀粉粒消失,部分细胞器裂解成碎片。而嫩枝的亚细胞组织和叶绿体都保持完整。因此,柠条通过叶片脱落减少光照面积来适应极端干旱对自身造成的伤害,通过保持枝条中叶绿体的完整性和一部分叶绿素为复水条件下光合作用的快速恢复提供了保证。     

差不嘎蒿特性的初步研究

对差不嘎蒿(Artemisia halodendron)的叶片解剖结构、生物学和生态学特性的初步研究表明: 差不嘎蒿是一种叶肉质化的旱生植物。生长期长(4月底或5月初至9月上旬), 地上部分的生长分为生殖枝、上部营养枝和基部营养枝生长。根系非常发达, 以水平根系为主, 根系多分布于20-60cm土层内。它通过发达的根系吸收水分和保水力较强的叶片保持水分的能力抗旱来抵抗干旱的胁迫, 通过强大的根系来抵抗风蚀和萌发不定根来适应沙埋的环境, 是一种优良的先锋固沙植物。     

模拟氮沉降和降水变化对红砂（Reaumuriasoongorica）、珍珠猪毛菜（Salsolapasserina）生理的影响

氮素和水分是植物生长的重要环境限制因子,尤其是在受养分和水分限制的荒漠生态系统。氮沉降和降水格局变化对荒漠植物的影响是近年来的研究热点。以单生红砂(Reaumuria soongorica)、单生珍珠猪毛菜(Salsola passerina)和混生红砂-珍珠猪毛菜3种生长方式的一年生红砂和珍珠猪毛菜幼苗为研究材料,采用盆栽试验,研究施氮水平(0、4、8 g·m~(-2)·a~(-1))和降水处理(W-30%、W、W+30%)对红砂和珍珠猪毛菜抗氧化酶及渗透调节物质等生理特性的影响。结果表明:(1)氮水耦合均显著降低不同生长方式下红砂和珍珠猪毛菜的丙二醛(MDA)含量。(2)在降水减少和正常降水下增施氮肥更能显著提高红砂和珍珠猪毛菜的抗氧化能力。(3)两种植物的可溶性蛋白和脯氨酸含量均在高氮与降水减少交互处理下含量较高,说明增施氮肥能提高干旱条件下植物的渗透调节物质,提高其抗旱能力。(4)混生红砂的MDA含量显著高于单生红砂,而珍珠猪毛菜相反,且增施氮肥和降水增加交互能降低红砂混生下MDA增加的幅度和使混生珍珠猪毛菜的MDA减少幅度增大。(5)混生均使二者过氧化氢酶(CAT)活性显著提高,而过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)活性反而降低,混生红砂是以提高可溶性蛋白含量来增强其渗透调节能力,而混生珍珠猪毛菜则是增加脯氨酸含量,且水氮处理下能更好地维持混生红砂和珍珠猪毛菜的抗氧化和渗透调节能力。     

水深及共存对芦苇和香蒲生长特征的影响

为了揭示种间作用对湿地植物在水深梯度上的分布和生长变化的影响,研究了杭州湾湿地围垦区不同水深条件下共存对芦苇(Phragmites australis)和香蒲(Typha domingensis)分布和生长特征的影响,测定了单生和共存芦苇、香蒲分布的水深范围和生长特征(叶片数、茎粗、株高和密度),发现单生和共存芦苇分布在浅水深和中等水深(0~50 cm深度)处;单生香蒲处于稍深位置(20~60 cm深度),而共存香蒲分布在中等和深水深(20~100cm深度)处。水深对芦苇和香蒲各生长指标有显著影响(n=33,p0.05)。随水深加深,单生芦苇、香蒲叶片数、茎粗、株高和密度先增加后降低;共存芦苇、香蒲的株高也升高。物种共存对芦苇、香蒲的叶片数、株高,芦苇的茎粗有显著影响(n=33,p0.05)。在相同的水深条件下,共存的芦苇和香蒲的叶片数、茎粗、密度与单生种群相比都减少,但株高都增加。水深和共存的交互作用对芦苇的叶片数、茎粗、株高有显著影响(n=33,p0.05),但只对香蒲的叶片数有显著影响(n=33,p0.05)。随水深加深,共存对两种植物的叶片数、芦苇的茎粗的抑制作用波动变化;共存对两种植物的株高起促进作用,同样波动变化。表明芦苇和香蒲的生长特征随水深和物种共存而变化,物种共存时芦苇分布趋于浅水区,香蒲趋于深水区;并且两种植物的生长较单生种群都受到一定程度的抑制;种间相互作用会影响芦苇和香蒲对水深的响应。     

氮肥及秸秆有益于提高设施番茄土壤芽孢杆菌及假单胞菌的种群数量（英文）

设施番茄根层氮素管理可以有效减少氮肥的用量及避免硝酸盐污染,但是在设施番茄生产中减少氮肥用量对土壤微生物,尤其对优势菌群有何影响目前还知之甚少。本文以6年定位试验中不同氮肥用量及秸秆处理的设施番茄连作土壤为研究对象,研究不同氮肥用量及秸秆处理对土壤细菌和两种主要细菌(假单胞菌及芽孢杆菌)以及对土壤微生物群落结构的影响。设置如下处理:对照(10 t ha-1鸡粪作为底肥)、传统高氮处理(600 kg N ha-1)、传统高氮+小麦秸秆处理、减氮处理(300 kg N ha-1)及减氮处理+小麦秸秆处理。研究结果表明,6年减氮处理并未导致番茄减产;与对照相比,化学氮肥及秸秆的施用均显著增加了土壤细菌、芽孢杆菌及假单胞菌的数量,但不同氮肥用量之间对土壤细菌、芽孢杆菌及假单胞菌数量的影响无显著性差异。DGGE图谱表明氮肥用量及秸秆添加导致土壤微生物群落结构的改变,但不同氮肥用量对土壤细菌多样性的影响不显著。本研究结果表明减少一半氮肥用量既不会导致减产,也不会对土壤微生态环境产生不利影响,因此,在该试验条件下减少氮肥用量是可行并且有益于农业可持续发展的举措。     

在黄河三角洲河滩和潮滩上生长的芦苇功能性状可塑性北大核心CSCD

研究不同生境下同一植物物种的功能性状差异是由其性状可塑性还是由其遗传变异所致,有利于对该种植物的生境适应性和遗传进化的深入了解。在河滩上和在潮滩上生长的芦苇(Phragmites australis)种群都是黄河三角洲重要的芦苇种群。调查和比较了自然条件下在黄河三角洲河滩与潮滩上生长的芦苇的生境条件和功能性状;通过两年的同质园实验,比较了在黄河三角洲河滩上与潮滩上生长的芦苇的9个功能性状的差异。研究结果表明,在野外自然条件下,潮滩土壤中的盐、全碳、全氮和全硫含量大于河滩土壤,在河滩上生长的芦苇的株高、叶片数和密度都大于在潮滩上生长的芦苇,而在潮滩上生长的芦苇的基径、叶片宽度和叶片中全碳、全氮、全硫含量则都大于在河滩上生长的芦苇;在同质园实验条件下,在河滩和潮滩上生长的芦苇的基径、株高、密度、叶片数、叶片长度、叶片宽度、叶片中的全硫含量总体上无显著差异,在河滩上生长的芦苇叶片中的全氮含量大于在潮滩上生长的芦苇,在潮滩上生长的芦苇叶片中的全碳含量大于在河滩上生长的芦苇。因此,目前在黄河三角洲河滩和潮滩上生长的芦苇多数功能性状的差异是对生境的可塑性而不是遗传变异导致的,不能将其看作两种生态型;芦苇功能性状的可塑性使得其可以适应黄河三角洲的不同生境。     

高温胁迫下差不嘎蒿和冷蒿的生理变化及其抗热性研究

通过室内测定差不嘎蒿和冷蒿两种植物在气温由30℃升到60℃过程中叶片相对含水量(RWC)、质膜相对透性、过氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性及蛋白质和丙二醛(MDA)含量的变化,分析研究了两种植物对沙地高温逆境环境的生理适应机理。结果表明:受到高温胁迫时,两种植物叶片含水量都趋于下降,但冷蒿的抗高温脱水能力强于差不嘎蒿;高温对两种植物的伤害主要是由于自由基伤害所引起的膜损伤,其中差不嘎蒿的SOD、POD由于热稳定性差,在高温下失活,从而没有发挥清除自由基作用,使质膜严重受损。而冷蒿的SOD和POD由于热稳定性强,对膜具有重要的保护作用,减低了高温伤害;从两种植物膜透性及MDA和蛋白质含量、SOD、POD活性变化趋势和幅度来看,冷蒿较差不嘎蒿更为耐热。     

固定沙丘生物结皮层藓类植物形态结构及其适应性研究

对腾格里沙漠沙坡头地区及其毗邻区域固定沙丘生物土壤结皮层6种有代表性藓类植物形态解剖结构及其适应性进行了观察和系统分析,结果表明:优势种真藓、土生对齿藓和刺叶赤藓植物体密集丛生,其中真藓和土生对齿藓易于通过茎叶碎片或芽胞进行无性繁殖,其茎的结构中皮部细胞壁明显增厚、中轴分化明显;刺叶赤藓和芦荟藓叶片结构最复杂,刺叶赤藓叶片具两层细胞,细胞密被透明马蹄形细疣,芦荟藓叶片内卷成兜形,中肋扁宽,背部有多层厚壁细胞,腹部着生许多绿色丝体;绿色流苏藓和盐土藓的叶片细胞也发生了明显的分化。藓类植物多样的形态结构特征使其适应沙漠环境中水分缺乏、基质不稳、强光辐射伤害等不利环境因子。植物体集群生长状态是其形态适应性的重要特征,与繁殖过程中植物体的连续分枝和原丝体反复再生及外延生长特性直接相关,个体和种群形态结构上的适应性对减缓细胞内生理条件的剧烈变化,减弱细胞器受损害的程度,加快其生理功能的恢复速度有重要作用。     

两种白刺叶片及沙堆土壤化学计量学特征的比较

在植物叶片氮、磷化学计量学研究中,氮磷比常作为判断土壤养分限制性的指标,其适用范围从海洋、湖泊等水生生态系统扩展到陆地生态系统。以生长在民勤绿洲的毛瓣白刺(Nitraria praevisa)和唐古特白刺(N. tangutorun)为研究对象,分别测定叶片N、P含量以及沙堆各层土壤有机质、N、P含量,以探讨两种白刺叶片及其沙堆土壤化学计量学特征的关系。研究结果表明:①白刺叶片的N、P含量之间存在显著的正相关关系;②两种白刺沙堆各项土壤养分指标差异极显著(P<0.01);③毛瓣白刺沙堆土壤的N含量在0～20 cm土层存在富集现象,唐古特白刺沙堆土壤的有机质、N、P含量在20～40 cm土层存在富集现象;④在水分为最主要的限制性因子的荒漠生态系统中,能否以叶片N∶P作为判定营养元素限制性的标准,值得进一步探讨。