土壤氮、盐浓度对盐角草(Salicornia europaea)生长发育及氮素吸收的影响

以盐生植物盐角草(Salicornia europaea)为材料,以NaCl模拟不同盐度环境,盆栽试验了氮(0.3g·kg-1,N1;0.6g·kg-1,N2;1.2g·kg-1,N3;2.4g·kg-1,N4)、盐(2.5g·kg-1,S1;5.0g·kg-1,S2;7.5g·kg-1,S3)处理对其生长发育及氮素吸收利用的影响。结果表明:(1)不同盐度下施氮均可以显著促进盐角草的生长,地上部干质量均在N2处理下达到最大,而株高均在N1时达到最高,且施氮对盐角草生长的影响与盐度有关;(2)不同盐度环境下施氮所能达到的最高干物质产量及最高施氮限量不同,表现为S3S1S2,随着施氮量的增加,氮素生产力与氮素农学利用效率均表现出下降的趋势;(3)施氮显著增加了盐角草各器官含氮量及氮吸收量,同一施氮水平下盐角草各器官含氮量及氮吸收量均表现为同化枝茎根;(4)同一施氮水平下,随着盐度的增加,盐角草同化枝渗透势显著下降,同一盐度环境下,随着施氮量的增加,同化枝渗透势呈现出下降趋势,渗透调节能力增大;(5)3个盐度环境下,施氮均增加盐角草同化枝光合色素含量,从而提高光合效率,增强其对盐渍环境的适应能力。     

盐生植物对重盐渍土脱盐效果

以新疆克拉玛依农业综合开发区新垦重盐渍土为研究对象,在滴灌条件下开展了盐生植物盐角草(Salicornia europaea)、盐地碱蓬(Suaeda salsa)和裸地（对照）处理的试验,通过测定植物地上生物量及植株和土壤中K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl- 和 SO2-4含量及土壤总盐含量,评估种植盐生植物对重盐渍土盐分的影响。结果表明:灌溉条件下,盐角草和盐地碱蓬地上生物量分别为11 044.37 kg·hm-2和19 119.26 kg·hm-2,刈割后地上部分灰分盐分别为4 709.98 kg·hm-2和5 184.96 kg·hm-2;与种植期前相比,种植期后盐角草、盐地碱蓬和对照处理0～30 cm土层总盐分别下降了55.62%、32.98%和20.79%,盐角草和盐地碱蓬处理下降幅度均高于对照,30～60 cm土层盐角草和盐地碱蓬处理土壤总盐分别下降了21.82%和29.16%,而对照却上升了18.31%;盐角草和盐地碱蓬均对Na+、Cl-和SO2-4具有较强的摄取能力,尤其是对Cl-表现出更强的选择吸收倾向;盐角草和盐地碱蓬SO2-4含量基本相当,但盐角草Na+和Cl-含量分别是盐地碱蓬的2.33倍和2.22倍,盐角草对于Na+和Cl-的强积聚特征使其更适于对氯化物盐渍土的改良。在盐渍荒漠新垦地种植盐生植物,土壤脱盐效果明显。     

自然生境下盐角草的生物学特征及其影响因子

盐角草(Salicornia europaea L.)是一种典型的盐沼湿生植物,在盐渍重的地方常纯群分布,据报道是最耐盐的高等陆生植物之一。通过观测新疆境内3个区域5个典型种群的盐角草有关生物学参数及土壤水、盐等环境因子,发现:(1)随着土壤水分的减少,盖度减小,伴生种增多;随着盐分的加重,盖度减小,伴生种减少,成为单优势种;(2)不同生境下盐角草种群的密度变异很大,从190株/m2~6578株/m2不等。密度与株高、生物量、冠根比、分枝数及土壤水、盐等呈负相关,而与土壤容重显著正相关;(3)生物量与土壤含水量呈显著正相关(P<0.05),与土壤水溶性盐离子Na 、Cl-有较高的正相关,这两方面都是促进盐角草生长的主要土壤因素;(4)分枝数与土壤含水量及土壤水溶性Cl-含量显著正相关(p<0.05),说明高的土壤水、盐含量促进分枝;(5)盐角草植株的冠根比范围为13.75~85.39,大于一般农作物,是盐角草适应盐沼环境的显著特征之一。     

滩涂盐生植物盐角草对东海原甲藻生长的抑制效应

利用植物抑制藻类生长是目前海洋赤潮治理的有效生态手段之一。以东海原甲藻为材料,研究了滩涂盐生植物盐角草对东海原甲藻生长的抑制效应。结果显示:盐角草过滤培养液和4种根的有机相提取物(甲醇相、正丁醇相、氯仿相和石油醚相)能显著抑制东海原甲藻的生长,改变细胞大小。其中,石油醚相和正丁醇相提取物还能影响藻细胞Chl a含量。有机相提取物中以甲醇相提取物的抑制效果最强,对盐角草甲醇相提取物进行GC-MS分析,得到27种化合物,含量最高的3个组分为5-羟甲基-2-呋喃甲醛、棕榈酸和4-乙烯基-2-甲氧基-苯酚。研究表明:滩涂盐生植物盐角草能够抑制东海原甲藻的生长,具备开发新型赤潮生物抑藻剂的潜力,有望应用于海洋赤潮的防治。     

NaCl处理对多枝柽柳(Tamarixramosissima)生长及生理的影响

以1年生多枝柽柳(Tamarix ramosissima)幼株为材料,采用盆栽试验研究不同浓度(0、50、100、200、400 mmol·L^-1)NaCl处理对多枝柽柳生长状况及叶片过氧化氢(H₂O₂)、丙二醛(MDA)含量,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶( POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性,水势,可溶性糖和脯氨酸含量的影响.结果表明:低浓度(≤100 mmol·L^-1)的NaCl处理对多枝柽柳株高、冠幅面积、分枝数和叶、枝干重具有促进效应;高浓度(≥200 mmol·L^-1)的NaCl处理抑制了多枝柽柳生长,对侧根干重的抑制作用大于对冠幅面积、分枝数、叶干重、枝干重及株高的抑制.H₂O₂和MDA含量在低浓度(≤100 mmol·L^-1)NaCl处理下较对照未出现积累现象,随NaCl浓度升高(≥200 mmol·L^-1)二者含量较对照出现显著积累.低浓度(≤100 mmol·L^-1)NaCl处理下,多枝柽柳叶片SOD、POD、CAT和APX活性较对照均有所提高,高浓度的NaCl处理下SOD和POD活性开始降低.多枝柽柳叶片水势随NaCl处理浓度升高呈显著下降趋势.低浓度(≤100 mmol·L^-1)NaCl处理下脯氨酸和可溶性糖含量较对照呈上升趋势.     

胡杨(Populus euphratica)对盐胁迫和干旱胁迫的生理响应特征北大核心CSCD

采用盆栽两年生幼苗,研究胡杨(Populus euphratica)在盐胁迫(NaCl浓度0、100、200、300、400 mmol·L^(-1))和干旱胁迫(干旱0、7、14、21、28 d)条件下的生理响应过程及其响应差异。结果表明:在抗氧化酶系统方面,随着盐胁迫和干旱胁迫程度的增加,保护酶超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶活性均呈现先增加后减小的趋势,不同保护酶的活性应对干旱胁迫和盐胁迫的反应速度和持续时间不同,胡杨通过将多种保护酶进行综合调节以形成整个抗氧化酶系统的防御功能。在渗透调节系统方面,随着盐胁迫和干旱胁迫程度的增加,可溶性糖含量持续增加,其积累对于不同程度的盐胁迫和干旱胁迫的反应速度和持续时间不同,胡杨通过持续性积累有机物质维持渗透平衡以形成渗透调节系统的长效防护功能。在细胞膜系统方面,随着盐胁迫程度的增加,丙二醛含量先减少后缓慢增加,基本维持在较低的水平,而随着干旱胁迫程度的增加,丙二醛含量持续增加,胡杨能够在盐胁迫和轻度干旱胁迫下通过细胞膜系统的适应性调节维持细胞膜结构功能的完整性以实现细胞膜系统的保护作用。在盐胁迫和干旱胁迫时,胡杨通过抗氧化酶系统、渗透调节系统和细胞膜系统进行适应性的调整,从而增强其耐盐性和抗旱性。进行胡杨盐胁迫和干旱胁迫生理响应研究对于黑河下游胡杨幼苗的培育和恢复具有重要意义。     

盐胁迫对红砂(Reaumuria soongorica)种子吸胀过程中生理特性的影响

以0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%的NaCl和CaCl2溶液处理红砂(Reaumuria soongorica)种子,探讨了两种盐胁迫对种子吸胀过程中生理特性的影响及对种子的伤害程度。结果表明:红砂种子发芽率随两种盐胁迫的加剧极显著下降。种子丙二醛(MDA)含量在NaCl溶液胁迫后先下降后上升,在盐溶液浓度为1.0%时达到最小值,在2.5%处达到最大值;经不同浓度的CaCl2溶液胁迫后,MDA含量呈上升趋势,且均高于对照,最大值出现在3.0%处;种子内可溶性糖含量随NaCl和CaCl2溶液浓度的增大先下降后上升,分别在盐溶液浓度为1.0%和2.0%时达到最小值;种子过氧化氢酶(CAT)活性的变化较小;过氧化物酶(POD)活性随两种盐浓度的增加显著降低;超氧化物歧化酶(SOD)的活性随两种盐溶液浓度的增加先下降再上升又下降,但总体低于对照。经综合分析得出,CaCl2对红砂种子的伤害程度大于NaCl。     

胡杨(Populus euphraticu)与灰胡杨(Populus pruinosa)种子萌发对不同盐类胁迫的响应

将塔里木荒漠优势种——胡杨(Populus euphraticu)和灰胡杨(Populus pruinosa)的种子置于8种浓度的NaCl(单盐)和土盐(复合盐)溶液中进行发芽实验,探讨两树种种子对不同盐类的耐受限度和适应萌发生境,采用隶属函数法综合评价其耐盐性.结果表明:两树种种子发芽率、相对发芽率、发芽势、发芽指数和子叶展平率均随NaCl浓度的增加而下降,相对盐害率升高.二者种子相对发芽率在浓度＜0.4％的NaCl溶液中均超过75％,NaCl胁迫下2种种子发芽率无显著差异(p＞0.05).单盐处理下胡杨种子的各项发芽指标均优于灰胡杨,表明胡杨的耐盐(NaCl)能力强于灰胡杨.低浓度土盐溶液对二者种子萌发均具有促进作用,发芽率和发芽指数明显升高,而高浓度土盐溶液则抑制种子萌发.二者种子相对发芽率在浓度＜0.8％的土盐溶液中均超过80％,且1.6％盐浓度下仍高于20％,此值远高于NaCl胁迫.土盐处理下两树种种子发芽率差异达极显著水平(p＜0.01).土盐处理下灰胡杨种子的各项发芽指标均优于胡杨,表明灰胡杨对土盐具有较强的适应性和耐盐能力.NaCl胁迫对二者种子萌发的抑制作用大于土盐.胡杨、灰胡杨均具有较强的耐盐性,但早期低盐条件是两树种幼苗建立的关键.     

滴灌条件下盐地碱蓬(Suaeda salsa)种植年限对盐碱地土壤盐分离子分布的影响

采用时空转化的方法研究了滴灌条件下不同盐地碱蓬种植年限(0 a、1 a、2 a和3 a)对重度盐碱地土壤盐分及盐离子在0～120 cm土壤剖面的分布特征的影响,为盐地碱蓬在盐碱地中的改良利用提供理论依据。试验结果表明:滴灌种植盐地碱蓬后土壤盐分在剖面的分布发生明显变化,根区(0～40 cm)土壤含盐量随种植年限增加而下降,根底(40～120 cm)土壤则先增加后下降;Na⁺和Cl^-因容易被水淋洗和植物选择性吸收多,根区土壤中Na⁺和Cl^-含量随种植年限增加有显著降低,Ca²⁺和SO₄^2-不易随水移动,淋洗程度低,HCO^-₃和Mg²⁺第2 a和第3 a的淋洗效果明显好于第1 a;经过3 a种植后土壤中毒害离子Na⁺与Cl^-和在表层盐分组成中的比例下降,Ca²⁺比例上升,钠吸附比(SAR)值显著降低。     

盐爪爪(Kalidium foliatum)群落对土壤盐分影响

近年来,地下水超采和不合理的灌溉方式导致民勤绿洲北部地区严重盐渍化。盐爪爪(Kalidium foliatum)群落是高度盐渍化地区主要的盐生、旱生群落。采集盐爪爪群落下部以及群落间空地的土壤样品和盐爪爪植物样品,分析了盐爪爪群落对土壤盐分的影响。结果表明,随着与盐爪爪群落距离的增加,土壤盐分增加;这种空间变化主要发生在土壤表层(0~5cm);盐爪爪茎的盐分含量显著高于根和叶,与冠层下0~5cm土壤盐分接近、高于5~10cm土壤盐分;盐爪爪从土壤吸收的Na+、Cl-、和SO2-4主要存储于茎部,而Mg2+存储于叶部。     

水分胁迫下马铃薯SnRK2基因的表达模式与生理响应

以 “大西洋”和“陇薯3号”两个品种盆栽苗为试验材料,研究了水分胁迫下马铃薯（Solanum tuberosum）StSnRK2基因家族的表达特征及其与植株生理指标变化的相关性。结果表明：在发生严重水分胁迫时,“陇薯3号”和“大西洋”的抗氧化酶活性、MDA含量、相对电导率和脯氨酸含量均较对照显著提高,但增长幅度在品种间存在差异;StSnRK2基因家族的8个成员的相对表达量在“大西洋”和“陇薯3号”之间也存在明显差异,StSnRK2.1、StSnRK2.2和StSnRK2.3在两个品种中均表现为水分胁迫后相对表达量显著高于对照的趋势;StSnRK2.7的相对表达量与对照无显著差异,而StSnRK2.4在“陇薯3号”的相对表达量是对照的9.5倍,是8个基因成员在受水分胁迫后相对表达量最高的一个基因;StSnRK2.1、StSnRK2.2、StSnRK2.3、StSnRK2.4和StSnRK2.6的相对表达量均与部分生理指标呈极显著正相关,StSnRK2.5和StSnRK2.8两个基因的相对表达量与部分生理指标呈极显著负相关,StSnRK2.7基因的相对表达量与生理指标无显著相关性。     

干旱胁迫下不同地理种源蒙古沙拐枣(Calligomum mongolicum)光合及荧光特性比较

以3个地理种源(武威、张掖、酒泉)蒙古沙拐枣(Calligomum mongolicum)两年生苗木为试材,研究干旱胁迫对其光合及荧光参数的影响,并采用投影寻踪法对其进行了抗旱性评价。结果表明:干旱胁迫导致3个地理种源蒙古沙拐枣光合作用均有所下降,但下降幅度不同,尤其在张掖和酒泉种源间差异显著(p0.05)。在重度干旱时,3个种源的光合速率(Pn)酒泉武威张掖,蒸腾速率(Tr)张掖武威酒泉,气孔导度(Gs)酒泉武威张掖。干旱胁迫下,3个地理种源蒙古沙拐枣的荧光特性表现为初始荧光(Fo)和非光化学淬灭系数(qN)升高,最大光学效率(Fv/Fm)、实际光能转化效率(ФPSⅡ)和光化学淬灭系数(qP)降低。在重度胁迫下,3个种源的Fo和qP大小排序分别为张掖武威酒泉,Fv/Fm、ФPSⅡ和qN为酒泉武威张掖。以投影寻踪法对3个地理种源蒙古沙拐枣的抗旱性排序结果为酒泉武威张掖。     

红砂(Reaumuria soongorica)黄酮类物质代谢及其抗氧化活性对UV-B辐射的响应

对荒漠植物红砂(Reaumuria soongorica)在UV-B辐射胁迫下不同时间内(0、2、4、6、8、10d)脂质过氧化、叶绿素和类胡萝卜素含量的变化以及黄酮类代谢途径关键酶活性、代谢产物及代谢产物的抗氧化活性进行了分析,探讨黄酮类代谢响应UV-B辐射胁迫的变化以及与脂质过氧化和光合色素系统的相关性。结果表明:随着UV-B辐射处理时间的延长,叶绿素含量有所降低;类胡萝卜素含量升高;膜脂过氧化程度(以丙二醛(MDA)含量表示)增加;黄酮类代谢途径关键酶黄烷酮3-羟化酶(F3H)活性呈现先增加后降低的趋势,但仍高于处理前水平,二氢黄酮醇4-还原酶(DFR)活性增强,代谢终产物总黄酮含量先降低后恢复至处理前水平,花色素苷(ANS)含量上升;DFR活性、黄酮类代谢产物ANS及总黄酮对DPPH清除率和对MDA形成的抑制率均与MDA以及光合色素系统之间存在显著或极显著的相关性。这表明次生物质黄酮类代谢途径在UV-B胁迫下发挥了抗氧化功能,提高红砂对在UV-B辐射下的自我保护能力。     

NaCl胁迫对骆驼蓬幼苗液泡膜H+-ATPase和H+-PPase活性的影响

 研究了不同浓度NaCl胁迫对骆驼蓬幼苗Na⁺、K⁺含量及液胞膜H⁺-ATP酶(H⁺-ATPase)和H⁺-焦磷酸酶(H⁺-PPase)活性的影响。结果表明,NaCl胁迫浓度的增加使骆驼蓬幼苗根、叶中的K⁺含量下降,Na+含量和Na+/K⁺比及K⁺对Na⁺的吸收和运输选择性增高;根、叶液胞膜H⁺-ATPase和H⁺-PPase活性升高,H⁺-ATP酶耦联比率无显著变化;根液胞膜依赖ATP和PPi的质子泵活性及Na⁺/H⁺逆向转运活性先升后降,叶依赖ATP的质子泵活性及Na⁺/H⁺逆向转运活性升高,依赖PPi的质子泵活性先升后降。说明液泡膜H⁺-ATPase和H⁺-PPase驱动的质子泵和Na⁺/H⁺逆向转运活性对Na+在液泡内的积累及其骆驼蓬的耐盐性起重要作用。     

沙柳优良品系选育的研究

对鄂尔多斯不同地区沙柳的表现型进行调查,并对7个不同地区的沙柳进行选育,对表现型优良的6个品系做耐盐性研究,结果表明:鄂尔多斯市不同地区沙柳的表现型存在较大差异,以台格庙地区沙柳的表现型最好,平均丛枝数和丛高分别达162枝和4.19 m,平均冠幅为5.15 m,与其他地区相比在p=0.05水平下差异显著;图克和查干尔淖地区沙柳表现型相对较差;选育后阿门其和台格庙两个地区沙柳生长性状相对较好,无性系繁殖苗成活率均达到90%以上,丛高和地径均高于其他地区无性系繁殖苗;查干尔淖地区无性系沙柳繁殖苗长势最差;筛选的6个沙柳品系均能在中度盐碱滩上生长,利用隶属函数分析法综合评价了6个沙柳品系的抗逆性强弱,筛选出了沙柳两个抗逆性优良品系,即Ⅲ-01和Ⅷ-02。这两个品系表现型优良,抗逆性强,适于在西北干旱、盐碱地上推广栽植。     

梭梭(Haloxylon ammodendron)叶片气孔导度与气体交换对典型降水事件的响应

C4植物以其较高的水分利用效率而表现出较强利用荒漠环境有限降水的能力,但对其气孔行为和气体交换对降水响应的理解并不深入。本研究选择荒漠区沙丘上6~7年生的梭梭(Haloxylon ammodendron),利用自制的降水拦截设施,将每次降水事件后样地中接受的降水量分别减少和增加10%、20%和30%,形成包括对照在内的7个降水梯度,研究梭梭气孔导度(Gs)与净光合速率(Pn)对典型降水事件的响应。结果表明:6~12mm的降水对土壤水分的补给集中在50cm土壤深度范围内。降水量每增加10%,Gs和Pn分别增加9.17%和4.17%;Gs和Pn在降水前后呈现先增加后降低的单峰型趋势,峰值出现在降水后第1天,两者与土壤水分含量(SVWC)、空气相对湿度(RH)以及水汽压差(VPD)显著相关。降水后梭梭黎明前叶水势在-2.08~-2.74 MPa时叶片气体交换主要受气孔因素影响,而当叶水势降至-3.16MPa以下时主要受非气孔因素控制。     

模拟降雨对齿肋赤藓(Syntrichia caninervis)生理特性的影响

新疆古尔班通古特沙漠地表具有发育完好的生物土壤结皮,本文以参与组成生物土壤结皮的优势藓类———齿肋赤藓(Syntrichia caninervis)为研究对象,在实验室内对其进行模拟降雨处理,降雨量分别为0mm(对照)、2mm、6mm、10mm和15mm,研究模拟降雨影响下齿肋赤藓植株含水量、光合色素含量及可溶性糖、游离脯氨酸、可溶性蛋白、抗氧化酶(SOD、CAT和POD)、丙二醛含量的变化,以探讨其对降雨的生理生化响应。结果表明:随降雨量的增加,齿肋赤藓植株含水量显著增加;随齿肋赤藓植株含水量的增加,其光合色素含量和可溶性蛋白含量显著增加;随降雨量增加,抗氧化酶(SOD、CAT和POD)活性和可溶性糖含量呈大致递减的趋势,游离脯氨酸和丙二醛含量呈先下降后上升的变化趋势。在干燥状态下齿肋赤藓通过提高体内保护酶(SOD、CAT和POD)活性,增加可溶性糖和游离脯氨酸含量来抵御外界干旱胁迫的环境;而降雨能够增加齿肋赤藓植株含水量,激活其光合生理活性,显著提高光合色素含量,但是降雨量过大又将加剧齿肋赤藓膜脂过氧化的程度。     

孑遗植物四合木(Tetraena mongolica)异地保护条件下的气候生物学特征与光合效率

为了廓清异地保护条件下孑遗濒危植物四合木(Tetraena mongolica)的气候生物学特征、光合生理生态适应性及生境适宜性,应用1971—2011年的地面气象资料进行了不同试验区的气候生物图解与分析,测定了四合木及其伴生种白刺(Nitraria tangutorum)的叶片气体交换参数及光合效率。结果表明:①四合木自然分布区(内蒙古乌海地区)与异地保护区的气候生物学特征存在明显分异;②当年种植的四合木实生苗的生长量大小依次为:乌海四合木核心区实生苗鄂尔多斯实生苗阿拉善实生苗;③自然条件下,5个处理的净光合速率(Pn)依次为阿拉善移植的四合木成株(24.05±1.68μmol·m-2·s-1)乌海客土栽培的四合木(19.97±1.05μmol·m-2·s-1)乌海栽培的四合木实生苗(18.96±1.04μmol·m-2·s-1)鄂尔多斯栽培的四合木实生苗(16.64±0.92μmol·m-2·s-1)阿拉善栽培的四合木实生苗(16.48±0.13μmol·m-2·s-1);异地保护试验区栽培的四合木实生苗的Pn没有明显差异(p≥0.05),即原生境条件下栽培的四合木实生苗的Pn较高。同时,异地保护栽培四合木实生苗中,鄂尔多斯栽培的四合木实生苗的Pn阿拉善栽培的四合木实生苗。从四合木光合作用特征中的Pn、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO2浓度、气候生物学特征和生长量等综合研究结果可以推断,从原生境区东移的实生苗迁地保护,使四合木具有更高的生理生态适宜性和环境适应性。