几种木本植物木质部栓塞的季节变化

以我国北方地区１０种造林树种为研究对象,连续测定其一年生枝木质部栓塞及水势在１２个月中的变化情况。结果表明,针叶树木质部栓塞的季节变化不明显,变化幅度很小,即使在冬季其枝条木质部仍能维持相对较高的输水能力。阔叶树冬、春季木质部栓塞程度大于夏、秋季,多数树种最大栓塞程度和最低水势出现在冬季气温最低的１月,最小栓塞程度和最高的水势出现在秋季降水最多的９月。１０个树种木质部水势的季节变化趋势与栓塞程度的变化趋势相反,冬、春季低于夏、秋季。一般情况下,水势越高,木质部栓塞程度小,但３月虽水势较高,木质部栓塞程度仍很严重,对此作了讨论。     

7种造林树种木质部栓塞脆弱性研究

以中国北方地区7种造林树种刺槐Robinia pseudoacacia,杜梨Pyrus betulaefolia,麻栎Quercus acutissima,苦楝Melia azedarach,银杏Ginkgo biloba,黄连木Pistacia chinensis和元宝枫Acer mono 为研究对象,于秋季测定1年生枝条水势变化及其对木质部导水性和栓塞的影响,并绘制出各树种的枝条脆弱性曲线.研究发现:①利用冲洗法获得的7种被测树种苦楝、麻栎、杜梨、刺槐、元宝枫、黄连木、银杏的枝条木质部最大导水率依次为0.054 3,0.036 2,0.022 0,0.018 4,0.014 1,0.013 3,0.011 0 g*cm-2*s-1.②枝条水势与栓塞程度相关显著,随着枝条水势的下降,被测树种枝条木质部栓塞程度加重.③以导水率损失50%对应的枝条水势为临界值评价各树种栓塞脆弱性,苦楝、黄连木最大栓塞脆弱性最大,其次为刺槐和麻栎,银杏、杜梨和元宝枫3种树种栓塞脆弱性最小.④当水势下降到一定程度后,各树种相继出现极限导水率,其中麻栎、刺槐、黄连木和苦楝4种树种最大导水率损失高达94%～96%,银杏和杜梨90%左右,元宝枫仅为78%.⑤多数被测树种栓塞脆弱性拟合曲线为倒数形式,苦楝和麻栎为指数形式.拟合方程均为极显著.图2表1参20     

八种木本植物木质部栓塞恢复特性及其与PV曲线水分参数的关系

以西北农林科技大学校园内生长良好的耐旱树种刺槐(R obin ia p seud oacacia L.)、元宝枫(A certrunca tum Bge.)、沙棘(H ipp ophae rham noid es L.)、白榆(U lm us pum ila L.)、油松(P inus tabu laef orm is C arr.)、白皮松(P inus bung eana Zucc.ex End l.)及中生树种女贞(L igustrum lucidum A it.)和柳树(S a lix m a tsud ana K o idz.f.p endu la Schne id)为研究对象,用压力套在2.5 M Pa下诱导1年生枝条发生木质部栓塞,研究自然条件下木质部栓塞的恢复特性,探讨木质部栓塞恢复特性与PV曲线水分参数间的关系。结果表明,木质部栓塞恢复的快慢,与其小枝的木质部栓塞脆弱性顺序基本一致;栓塞的发生和恢复与树木木质部的结构密切相关。植物木质部栓塞的发生、恢复,与植物耐旱性一样受多种因素控制,虽然与PV曲线水分参数有一定关系,但任何单一水分参数的排序,均与木质部栓塞的脆弱性和恢复速率不完全一致。木质部水势和树木不同部位间的水势梯度是影响木质部栓塞发生和恢复的最主要因素,蒸腾作用、气孔关闭及植物的渗透调节等可能也与木质部栓塞的恢复有关。     

北京城市绿化树种的水力结构特征

为了更好地了解城市绿化树种的水分生理特性,在北京林业大学校园内,选择8个正常管理、正常生长的乔木和灌木树种为研究对象,在夏、秋季(5—10月)选择天气晴朗之日,用压力室法和改良的冲洗法测定小枝的水势和水力结构参数.实验结果表明:阔叶树种的水势和导水率变幅大于针叶树种,水势和比导率的日变化趋势并非完全一致.所测树种中导水率变幅的大小为国槐>女贞>黄栌>旱柳>油松>侧柏>沙地柏>小叶黄杨.木质部栓塞程度大小和树种有关,环孔材树种比导率的昼夜变幅高于散孔材,其大小为黄栌>国槐>旱柳>小叶黄杨,月均木质部栓塞程度为环孔材树种>散孔材树种>针叶树种,即无孔材.阔叶树木质部栓塞季节变化规律明显:夏季>秋季,最小的木质部栓塞出现在秋季降水最多的月份.     

几种木本植物木质部栓塞的日变化

对我国北方地区１０种树种一年生枝木质部栓塞程度及水势在不同季节的日变化情况进行了测定。结果表明,木本植物木质部栓塞化存在着日变化规律。３种针叶树木质部栓塞的日变化不明显,变化幅度较小。７种阔叶树种冬季清晨和傍晚时木质部栓塞程度大于上、下午,生长季节则为上、下午大于清晨和傍晚。生长季节水势的日变化趋势与木质部栓塞程度的日变化趋势相反,清晨和傍晚高于上、下午。并对木质部栓塞化在自然状态下的恢复状况作了一些讨论。     

我国北方树种水力结构特征与木质部栓塞日变化规律研究

在北京林业大学校园内选取侧柏、刺槐等11个针阔叶树种为研究对象,用改良的冲冼法测定各树种1a生枝条小枝水势、水力结构参数及木质部栓塞的日变化。结果表明：各树种1a生枝务导水率与比导率的日变化趋势相似,均表现为早晚高,上下午低。而各树种木质部栓塞程度的日变化情况与水力结构参数的日变化趋势相反,表现出早晚低．上下午高的单峰型变化趋势。从材性上看,针阔叶树种导水率和比导率的日变幅大小为：环孔材树种〉散孔材树种〉无孔材树种,而木质部栓塞的脆弱性大小也依次为：环孔材树种〉散孔材树种〉无孔材树种。     

从树木水力结构特征探讨植物耐旱性

于 2 0 0 1年 8月下旬在北京林业大学校园内选取油松、元宝枫等 10个树种为研究对象 ,测定 1年生枝条的水势和水力结构参数的昼夜变化 .结果表明 ,1年生枝条水势与水力结构参数的昼夜变化趋势呈明显的“单峰型”变化 .分别建立了水势与导水率、比导率、叶比导率关系的数学模型 :y =axb 和y =ax2 +bx +c ,探讨了模型中各参数的生理生态学意义 ,并比较了各供试树种木质部栓塞脆弱性的大小 ,依次如下 :刺槐 >皂荚 >元宝枫 >山桃 >红瑞木 >侧柏>雪松 >白皮松 >油松 >迎春 .木质部输水效率及空穴和栓塞化程度的大小 ,依次如下 :环孔材树种 >散孔材树种 >无孔材树种 .这说明植物输水结构的有效性和安全性不可完全兼得 .     

麦秸全量还田下水稻氮素运筹对稻米蛋白质及淀粉粘滞性的影响

以迟熟中粳稻品种"南粳44"为试材,研究了麦秸全量还田条件下,225、300和375 kg/hm23个施N水平及其基肥、蘖肥、穗肥施N配比分别为4∶4∶2、4∶3∶3和4∶2∶4等处理对稻米蛋白质含量及淀粉粘滞性的影响。结果表明:稻米蛋白质含量随施N量增加而增加;当施N量一定时,随着穗肥N素比例的增加,稻米蛋白质含量也不断增加。N素运筹对稻米RVA谱不同特征值的影响程度区别较大,峰值粘度、热浆粘度和最终粘度在所设处理间的差异达显著水平,而崩解值、消减值、峰值时间和糊化温度在所设处理间的差异则不显著。该文还对稻米淀粉粘滞性特征值及稻米蛋白质含量进行了相关分析。     

鸡公山国家级自然保护区散孔材、环孔材树种木质部结构和功能的关系

  目的  木质部解剖结构是植物水力功能和水分利用策略的基础。散孔材和环孔材的导管分布和形态存在显著差异,对2种材性树种木质部解剖结构和水力功能的关系进行比较,有助于理解不同材性树种的水分适应机制。  方法  选取河南省信阳市鸡公山自然保护区中的3个散孔材树种(枫香Liquidambar formosana、旱柳Salix matsudana、深山含笑Michelia maudiae)和3个环孔材树种(槲树Quercus dentata、楝Melia azedarach、野核桃Juglans cathayensis),研究2种材性树种的枝水力功能(比导率和栓塞抗性)和解剖结构的关系。  结果  3个环孔材树种比导率更大,3个散孔材树种栓塞抗性更强;在物种水平上,只有散孔材树种深山含笑比导率和栓塞抗性呈显著负相关(P＜0.05),存在水力效率-安全权衡。3种散孔材树种相较于3种环孔材树种具有更大的导管密度、导管壁厚度跨度比和更小的导管直径、导管壁厚度。  结论  环孔材树种倾向于通过增大导管直径显著提高其输水效率,从而避免水势下降、降低潜在栓塞风险。散孔材树种木质部结构中的导管壁厚度和导管壁厚度跨度比对植物水分传输功能具有重要影响。图5表1参32     

不同水分梯度下几个树种木质部栓塞的研究

用盆栽控水方法,对不同水分梯度下木质部栓塞程度与水势等生理生态指标之间的关系进行了研究.结果表明,植物木质部栓塞程度随水势的变化在一天中有明显的增减,其大小不仅决定于枝条水势,而且与净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、大气温度、相对湿度等生理生态指标有关.     

元宝枫木质部栓塞化与木质部汁液激素含量的关系

通过盆栽法,对1 a生元宝枫实生苗进行不同的干旱处理,然后应用冲洗法和ELISA法对其枝条的木质部栓塞和木质部汁液中ABA及IAA含量进行了研究.结果表明,元宝枫枝条的木质部栓塞化与木质部汁液中ABA含量呈正相关、与木质部汁液中IAA含量呈负相关、与木质部汁液中ABA/IAA比值呈显著正相关.     

不同水分处理下几种柽柳属植物幼株木质部栓塞及其解剖结构特征

本研究借助木质部导水率及栓塞测量系统,分别对多枝柽柳、刚毛柽柳和紫杆柽柳扦插幼株的木质部水力特性对不同土壤水分处理的响应进行分析。以光学、扫描电子显微镜技术,对各柽柳幼株茎和根(2.5 mmd < 4 mm)木质部导管、纹孔解剖特征进行测量观察;对木质部导水效率与其解剖特征之间的关系进行讨论。结果表明:1)各柽柳植物幼株茎木质部自然栓塞度(PLC值,%)与土壤质量含水率之间有显著负相关关系(r=-0.796, P=0.01),即随着土壤含水率的下降,其木质部PLC值增大,导水率均有降低;水分条件充足的情况下,各柽柳植物茎木质部PLC值仍然较高(33%~52%),其中刚毛柽柳的PLC值(33%)显著低于其他2种柽柳(P < 0.05),但随着干旱胁迫程度的加剧其PLC值显著提高(P < 0.05);严重干旱胁迫处理下,紫杆柽柳茎的PLC值达到84%,明显高于多枝柽柳和刚毛柽柳(P < 0.05);3种柽柳植物幼株茎木质部栓塞对土壤干旱处理的敏感程度依次为紫杆柽柳、刚毛柽柳、多枝柽柳。2)各柽柳植物幼株茎、根木质部导管及纹孔数量特征之间有不同程度的体内和种间差异性(P < 0.05),而其纹孔膜结构上没有明显的差异,纹孔膜上未见微孔。3)各柽柳植物幼株木质部K_s(max)值与导管水力直径(D_h),导管表面积(V_a)之间具有显著正相关关系(r=0.848, P=0.033; r=0.814, P=0.049),而与单导管指数(V_s)之间有极显著负相关关系(r=-0.925, P=0.008)。4)紫杆柽柳茎具有导管直径大、导管连接度高、导水率和自然栓塞度高等抗栓塞能力较低植物的木质部特征,但它同时具窄纹孔口等抗栓塞能力强植物的某些解剖特征。研究结果为柽柳属植物抗旱性能或生态适应机理的研究提供新的基础数据。      

基于当年生枝木质部解剖结构的扁桃品种栓塞抗性分析

以当年生枝木质部解剖结构特征分析扁桃不同栽培品种的抗栓塞能力，可为深入了解扁桃干旱胁迫适应机制提供理论参考。利用光学显微镜解析扁桃当年生枝木质部组织解剖结构特征，通过隶属函数方法对扁桃不同品种的抗栓塞能力进行初步评价。结果表明:1）不同生态类群扁桃品种当年生枝木质部导管直径（D）、导管水力直径（Dh）、导管密度（V_D）、单导管指数(Vs)和木材密度（WD）间存在极显著性差异（P<0.01），美国品种当年生枝WD和Vs高于新疆地方品种，而新疆地方品种D和VD极显著大于美国品种（P<0.01）。2）抗栓塞能力由高到低排序为S3>M7>M2>M1>M8>S14>S1>S9>S12，即美国品种的木质部抗栓塞能力高于新疆地方品种（除S3以外）。     

8种木本植物木质部栓塞变化与生理生态指标间关系的研究(II)——与光合生理生态指标的关系

选取西北农林科技大学西林校区校园内自然状况下生长良好的耐旱树种刺槐(Robin iap seudoacacia)、元宝枫(A cer truncatum)、沙棘(H ippophae rhamnoid es)、白榆(U lmus pum ila)、油松(P inus tabu laeform is)、白皮松(P inus bungeana)及中生树种女贞(L igustrum lucidum)、柳树(S a lix m atsud ana K o idz.f.pendu la)为研究对象,测定了它们3个季节内的木质部栓塞日变化规律及其与光照强度、大气温度、气孔导度、蒸腾速率等生理生态指标的关系。结果表明:光照强度、大气湿度和大气温度主要是通过对植物气孔运动、蒸腾作用和体内水分关系的调节对木质部栓塞起作用的;木质部栓塞是植物一天生长过程中不可避免的“平常事件”,与植物的光合速率、蒸腾速率、气孔导度和水分利用效率间存在一定的相关关系;它的发生和恢复可能是某些植物适应水分胁迫的一种机制。     

Ultrasonic Acoustic Emissions from Leaf Xylem of Potted Wheat Subject to a Soil Drought and Rewatering Cycle

Ultrasonic acoustic emissions （AEs） from leaf xylem of both water stressed and well watered potted winter wheat （Triticum aestivum L.） plants during drought and rewatering cycle were investigated with a ‘PCI-2 Based AE System＇ （Physical Acoustics Corp. New Jersey, USA） for estimation of leaf xylem cavitation and embolism. Very few AEs occurred in xylem of wheat leaves in well-watered plant, and also in plant subject to mild and moderate soil water stress conditions over the first 4 d of the drought cycle. Great amounts of AEs have occurred since d 5 of the drought cycle as plant showed obvious leaf curling, indicating significant cavitation in leaf xylem on plant exposed to severe soil water deficit. At this point, relative soil water content （RSWC） and leaf xylem pressure （ψ1） dropped to 24.0-26.5% and -1.92 MPa, respectively, with reductions in leaf stomatal conductance （gs）, leaf transpiration （Tr） and leaf CO2 assimilation rate （A） of as much as 69.8, 60.7 and 46.5%, respectively. The effect of soil water deficit was in the order gs 〉 Tr 〉 A 〉 AE. Waveform physical property parameters such as amplitude, counts, rise time, duration, absolute energy and signal strength were analyzed. These parameters varied within very broad ranges, with frequency distribution of most parameters being well fitted by the exponential function y = yo- A exp （-x/t）. The proportion of stronger AE signals rose as soil dehydrated. While AEs occurrence in water stressed plant remained higher than in well-watered control at the following day after rewatering, waveform signal strength and related physical property parameters dropped immediately to that of control. Difference in AEs occurrence characterization between field-grown and potted wheat leaves was discussed.     

长期施肥条件下土壤养分变化及其与土壤酸度的关系

为研究长期不同施肥处理对土壤氮、磷、钾与土壤酸度的影响,采集吉林农业大学长期定位试验培养场的土壤,并测定长期施肥土壤的养分含量及p H、交换性H+、交换性酸等指标,通过分析进一步了解长期定位施肥处理的土壤养分与酸度的关系。结果表明:有机物料的添加对土壤中全氮、碱解氮、全磷、缓效钾的影响较大,而对土壤全钾含量影响不大。长期不同施肥处理的土壤全氮与土壤交换性H+和阳离子交换量相关性显著,随着氮素的增加土壤交换性H+减少,阳离子交换量有所增加;土壤全磷与土壤酸度不相关;土壤中缓效钾与土壤交换性酸、土壤p H相关性显著,土壤缓效钾对土壤酸度的影响大,全钾的影响相对较小。长期不同施肥处理对土壤养分与土壤酸度有一定的影响。合理施肥在一定程度上能够改善土壤酸化。     

木本植物木质部栓塞研究进展

木质部栓塞化是木本植物对水分等环境因子的胁迫反应之一,从发现至今已有近８０年的研究历史。本文对近年来这一研究领域的几个热点作以综述,主要包括四个方面：（１）木质部栓塞的诱因及形成机理;（２）木质部栓塞的季节变化和日变化规律;（３）木质部栓塞脆弱性及其与植物耐旱性间的关系;（４）木质部栓塞恢复机理。并结合笔者的研究结果,提出了一些新的思路和观点。