植物经济谱研究进展：综述

以叶和根经济谱为基础,分析了植物经济谱,并进一步探讨了植物经济谱地上、地下的相关性,同时对其相关性研究进行了评价。基于现有研究成果,笔者针对叶寿命、比叶面积、光合速率、呼吸速率以及氮和磷含量共变,详细阐述了叶经济谱;针对根直径、根干物质含量、比根长、氮和碳含量、水溶性化合物、纤维素和木质素浓度共变,详细阐述了根经济谱。同时,通过对功能性状共变的解析,得出地上、地下部分植物经济谱的相关性。为更好地认知植物经济谱,笔者提出如下建议：增加研究植物经济谱的物种和群落,对全部植物功能性状参数进行分析整合,建立全球植物经济谱模型,探讨环境因子对植物经济谱的影响。对植物经济谱的详细分析和探讨,可为这一新研究方向提供技术支持。     

氮沉降对植物生长的影响研究进展

为了探索全球氮沉降加剧背景下植物生长所受的影响,笔者归纳了森林植物不同生长指标对氮沉降响应的国内外文献数据。在既有研究成果的基础上,详细总结了氮沉降对植物地上部形态(株高、基径)、光合生理(光合色素含量、净光合速率)、可溶性糖含量、地上及地下生物量分配比例、根系形态结构(根长、根直径和根系生物量)以及叶片中氮:磷等指标的影响,并对上述变化做了合理的分析。笔者指出氮沉降加剧在一定程度上对植物的各生长指标都有明显的促进作用,但当氮沉降很严重时,植物的生长就会受到限制。笔者发现目前关于氮沉降对植物生长影响的试验中,很多都是短期模拟试验,而且大多数试验都是有关现象的研究而非原理的探索。笔者认为在今后的研究中应该将模拟时间进一步延长,并对造成响应变化的机理进行探索,以期更好的为进一步研究氮沉降增加对森林植物生长状况的影响提供参考依据。     

珍稀药用植物白及植株氮磷钾吸收累积规律研究

为了解白及氮磷钾吸收累积规律,以白及不同生长时间植株为研究对象,对白及块茎、根及地上部位进行研究,检测白及不同部位的氮磷钾含量,讨论其干物质累积规律,探讨白及氮磷钾吸收累积规律。结果表明:干物质累积量规律,白及地上部位为8月7月9月10月,块茎为8月10月7月9月,根为10月8月9月7月。随生长时间,块茎中全氮含量逐渐升高,全磷含量缓慢增加后基本保持不变再增加;根中全氮先降低后逐渐升高,全磷先降低后趋于平稳;地上部位中全氮含量先降低后升高再降低,全磷含量逐渐降低;全株的全氮含量先降低后升高,全磷先基本维持不变后在10月增加;块茎、根、地上部位及全株中全钾含量变化不明显。全氮、全磷及全钾主要分布在地下部位,且随时间的增加,地下部位全氮、全磷和全钾分配比重在增加;除地上部位,白及块茎、根及全株的全氮全磷全钾的吸收累积量在10月均最高;白及为喜氮植物,7月到9月白及对磷的吸收累积量最小,而10月白及对钾的吸收累积量最小。     

刈割对四川嵩草（Kobresia setchwanensis）高寒草甸植物生物量和氮含量的影响

研究了生长季内刈割频次和时间对四川嵩草草甸植物全年积累的生物量及其氮素特征的影响。结果表明,在生长季内刈割2次（6月和7月份每月1次）或3次（6、7和8月份每月1次）比不刈割（仅在生长季末收获现存生物量）显著降低了植物地上和地下积累的生物量,但生长季内多次刈割能增加植物地上部分氮含量和贮量。与不刈割相比,生长季内不论在6、7或8月份刈割1次有利于获得较高的植物地上生物量和氮贮量,而且在8月份刈割1次是所有刈割处理中全年地上积累生物量及氮贮量最高的处理。除6月份刈割1次植物地下生物量及氮贮量显著小于不刈割外,7或8月份刈割1次与不刈割之间差异不显著。由此可见,生长季内多次刈割不利于四川嵩草草甸植物生物量及氮的积累,而在8月份进行1次刈割可获得全年最大的地上积累生物量及氮贮量。     

氮钾互作对甘薯根系发育及碳氮代谢酶活性的影响

为阐明氮、钾营养及其交互作用对甘薯分根结薯期根系分化及叶片酶活性的影响,采用砂培研究方法,设氮钾正常供给(正常)、多氮(N)、多钾(K)和氮钾配施(NK)4个处理。探讨了氮、钾及其交互作用对甘薯苗期养分吸收、农艺学性状、根系发育、硝酸还原酶(NR)、蔗糖合成酶(SS)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)和腺苷二磷酸焦磷酸化酶(ADPGPPase)的影响。结果表明,与氮钾正常供给处理相比,N处理显著提高了甘薯地上和地下部氮吸收量、SPAD值、叶片数、叶面积;N处理总根长、根表面积、根体积、平均直径和NR活性、SS活性和SPS活性分别提高了5.9%,12.1%,1.9%,3.6%,14.1%,13.6%,19.5%,而ADPGPPase活性降低了7.1%;另外N处理块根比例减少7.9%,中等根(徒耗养分的根)分化比例升高7.7%。与氮钾正常供给处理相比,K处理显著提高了地上和地下部氮吸收量,且K处理根系活力、总根长、根表面积、根体积、根平均直径、SS活性、SPS活性、ADPGPPase活性分别提高了16.2%,28.2%,10.1%,39.3%,12.6%,14.9%,20.1%,14.5%;氮钾配施(NK)处理须根和块根分化比例升高0.2%和12.4%,中等根(徒耗养分的根)分化比例降低12.6%。与N和K处理相比,氮钾配施(NK)处理能够调控甘薯苗期地上和地下部生物量比例(T/R值),同时提高须根和块根分化比例,显著促进了薯块的膨大。双因素分析表明,氮钾配施(NK)对地上和地下部氮钾含量、根系活力、根平均直径、NR活性、SPS活性、ADPGPPase活性均存在显著的正交互效应。从地下部根系形态和地上部酶学变化两方面揭示氮钾交互机制,为甘薯高产优质栽培提供理论依据。     

吉林省西部土壤pH对羊草氮磷含量的影响

笔者基于生态化学计量学理论,以吉林省西部盐碱化草地羊草为研究对象,研究在不同盐碱化程度草地对羊草不同器官氮、磷元素含量及其比率的影响。结果表明：随着土壤pH的逐渐升高,羊草氮磷含量整体呈下降趋势,且均在中度盐碱化(pH 9.16~9.35)时突然升高出现峰值,随后羊草氮含量继续呈下降趋势,而磷含量则呈升高趋势。羊草根、茎、叶中N/P均在中重度盐碱化时出现最低值。羊草氮磷元素在地下部分的含量均小于地上部分的含量。羊草氮磷元素含量虽然随着pH升高而降低,但总体变化不大。可见,羊草耐盐碱性很强,是吉林省西部盐碱化草地重建的优势牧草。     

矮壮素和赤霉素对黄芩生物量及根中黄酮类成分产量的影响

【研究目的】探讨外源矮壮素和赤霉素对黄芩生物量及根中黄酮类成分产量的影响,为中药材生产中外源激素的合理利用提供依据。【方法】对黄芩幼苗叶面分别喷施2ml 200mg/L矮壮素和赤霉素,第26天后,观察植株形态,测定植株高度、地下和地上部分生物量,并利用HPLC法和乙酰溴法分别测定地下部分黄酮类成分含量和地上部分木质素含量。【结果】(1)与对照组相比,矮壮素使植株叶片变绿变厚、花增多、花期延长、节间变短、茎粗大;赤霉素显著增加株高的同时,使叶片变小、绿色变浅、茎变细、腋芽生长明显。(2)矮壮素和赤霉素均使黄芩地上部分生物量增加,同时地下部分生物量降低。(3)矮壮素和赤霉素均使地下部分黄酮类成分的含量显著下降,同时显著提高地上部分木质素的含量。【结论】该实验表明,矮壮素和赤霉素使黄芩中碳源的分配集中于地上部分的生长和木质素的合成,不利于地下部分生物量和黄酮类成分的累积,因此不适于黄芩的中药材生产,并且可能也不适于以根或根茎为药用部位的其它中药材的生产。     

不同氮利用效率水稻基因型的根系形态与生理指标的研究

选用氮素利用高效型和低效型具有代表性的12个粳稻品种, 研究了225 kg hm-2施氮条件下根系形态和生理指标的差异及其与氮素利用效率的相互关系。结果表明, 有效分蘖临界叶龄期、拔节期、抽穗期和成熟期, 氮高效型水稻的根干重、根系体积、总吸收表面积、活跃吸收表面积和活跃吸收表面积比均显著或极显著大于氮低效型水稻。有效分蘖临界叶龄期和拔节期, 氮高效类型水稻的根冠比显著大于氮低效型, 而抽穗和成熟期则表现相反趋势。成熟期前, 氮高效型水稻的根系α-NA氧化量极显著大于氮低效型, 而成熟期, 氮高效型中杂交水稻的根系α-NA氧化量略低于个别氮低效型水稻品种。相关性分析表明, 有效分蘖临界叶龄期、拔节期、抽穗期和成熟期, 水稻的根干重、根系体积、根系的α-NA氧化量、总吸收表面积、活跃吸收表面积和活跃吸收表面积比与氮素利用效率呈显著或极显著正相关。有效分蘖临界叶龄期和拔节期, 植株的根冠比与氮素利用效率呈显著正相关, 而抽穗和成熟期则呈极显著负相关。氮高效型水稻在其一生中具有良好的根系形态和保持较强的根系活力, 为植株大量吸收和高效利用氮素奠定了良好基础。同时, 在水稻的生长过程中, 地下部与地上部的合理比例及协调生长也是促进植株高效吸收利用氮素的重要因素。     

不同小麦基因型孕穗期根系性状与吸氮量的关系

通过水培培养,研究了生产上主栽的不同小麦基因型在充分供氮条件下孕穗期的根系、根系生理活性及根系与地上部干重以及吸氮量之间的关系。结果表明,地上部干重、根干重、根体积、根冠比、根活性及植株吸氮量不同基因型间有显著差异,根总吸收面积、根活跃吸收面积不同基因型间无明显差异;植株吸氮量与地上部干重显著相关,其相关系数达0.634,经进一步相关性分析表明,植株吸氮量的差异和地上部干重的差异主要是由于植株根干重和根体积不同造成的。研究表明,选择根干重和根体积大的小麦品种有利于提高小麦的氮利用效率。     

苎麻低位分枝扦插苗主要营养成分的积累与分配

以苎麻中苎一号为材料,以常规扦插苗为对照,利用打顶技术(扦插时打顶和插后一周打顶)对低位分枝扦插苗的营养特性进行研究。结果表明:低位分枝扦插苗对氮、磷、钾的积累总量及根、茎、叶中氮、磷、钾的积累量均高于常规扦插苗;低位分枝扦插苗与常规扦插苗根、茎、叶不同部位的氮、磷、钾含量的增长规律一致,氮含量的增长前期表现为叶>根>茎,后期表现为叶>茎>根;磷含量的增长前期表现为根>叶>茎,后期表现为叶>根>茎;钾含量的增长前期表现为根>茎>叶,后期表现为茎>根>叶。     

玉米ZmMGT12基因的表达分析及拟南芥遗传转化

CorA/MRS2/MGT-型镁离子转运蛋白在植物镁离子吸收、转运、分配中有着重要作用。为了探究一个编码蛋白定位于叶绿体的玉米镁离子转运蛋白基因Zm MGT12的功能,对其表达模式、表达量与叶绿素合成间的相关性进行了分析,同时构建了过表达载体并遗传转化了拟南芥。表达分析表明,Zm MGT12在各组织部位中均表达,其中在叶中的表达量最高,大约是根的13倍;此外,Zm MGT12在叶中的表达受光诱导,且具有昼夜节律模式。相关性分析表明,Zm MGT12在叶中的表达量与叶绿素合成具有一定的相关性。转基因分析表明,过表达Zm MGT12没有改变转基因拟南芥植株的生物量、叶绿素含量、叶绿体中镁离子浓度。本研究分析了Zm MGT12详细的表达模式、表达量与叶绿素合成间的相关性,并构建了其过表达载体并对拟南芥进行了遗传转化,有助于确定其在植物中的功能。     

不同栽培土壤条件下土壤肥力和马铃薯植株营养动态的变化研究

为了解在不同土壤类型上种植马铃薯后对土壤肥力和马铃薯植株营养动态变化,在相同施肥条件下采用随机区组试验方案,研究不同栽培土壤类型的肥力指标和马铃薯地上部和地下部氮、磷和钾含量在不同时期的动态变化。结果表明：使用复合肥可以使马铃薯栽培土壤的pH变小,栽培土壤缓效钾和土壤有机质含量减少,5种栽培土壤全氮、全磷、有效氮、有效钾、有效磷含量增加,而全钾的含量变化因土壤类型而异;马铃薯各个生育期地上部N含量高于地下部N含量,地上部N平均含量在2.5%~5.0%之间,地下部N平均含量在0.5%~2.5%;马铃薯从苗期到成熟期地上部P含量在逐渐降低,苗期 > 蕾期 > 结薯中期 > 成熟期;不同的生育时期马铃薯地下部P含量的变化表现为整体变化趋势均为下降;苗期含量显著的高于成熟期含量;马铃薯在不同的生育期地上部K的含量变幅较小,不同土壤类型中种植马铃薯地下部K含量从苗期到马铃薯成熟期逐渐下降;不同栽培土壤类型地上部和地下部N、P、K含量存在差异。     

氮素营养和根瘤菌接种对大豆结瘤固氮和生长的影响

为研究不同氮素水平下接种大豆根瘤菌对大豆生长和结瘤固氮的影响,以大豆品种Williams 82为试验材料,采用蛭石法种植,设置无氮、低氮和高氮3种浓度的硝酸盐处理,接种USDA110大豆根瘤菌,研究不同氮素水平对大豆结瘤及氮含量的影响。结果表明,不同施氮水平对根瘤数目、根瘤干质量和根干质量都有不同程度的影响,施加高氮营养液会抑制大豆结瘤,而无氮处理则促进了大豆结瘤;根干质量呈现相反的变化趋势,无氮处理的根干质量最小,高氮处理的根干质量最大。不同施氮水平下,大豆不同器官氮含量在接菌和不接菌间表现出不同的变化趋势;高氮处理下的氮素含量显著高于低氮、无氮处理,不同器官氮含量整体表现出叶>根>茎的现象;不同氮水平条件下,不同叶位叶绿素值(SPAD值)在接菌与不接菌间无明显差异。叶形态指标的测定结果显示,高氮处理下叶面积、叶周长、叶长和叶宽均显著高于无氮处理;无氮接菌后叶面积和叶周长显著大于无氮不接菌处理,表明接菌不仅促进了根生长,还刺激了叶片增大。由此可知,不同氮素水平下,接种根瘤菌对大豆幼苗的结瘤固氮和生长发育的变化规律不同,适当增施氮素营养、配合根瘤菌剂的使用可促进大豆生长发育...     

减氮配施生物菌剂对土壤肥力及烟叶产质量影响

为探讨生物菌剂在烤烟上的施用效果,研究了减氮配施生物菌剂对土壤肥力及烟叶产质量影响。结果表明:与常规施肥相比,减氮并配施生物菌剂处理能明显提高烟株各生育时期土壤中有机质、速效磷和速效钾含量,明显增加根际和非根际细菌和放线菌数量,烟叶产量提高172~586 kg/hm~2,产值提高8927~21357元/hm~2。烤后烟叶化学成分分析表明,与常规施肥相比,减氮并配施生物菌剂处理降低了中、上部叶总糖和还原糖含量,除处理T5(众邦)外,中部叶和上部叶烟碱含量均有明显下降,下部叶、中部叶和上部叶烟叶钾含量提高幅度为分别为0.12~0.53、0.03~0.41和0.14~0.65个百分点。不同生物菌剂间相比,以处理T4(人元)和处理T2(时科)在经济性状和烟叶化学成分协调性上表现较好。     

马铃薯缺素症的诊断及防治

1缺氮 氮素是植物体内叶绿素、氨基酸、蛋白质等重要物质中的组成元素之一，不可缺少。缺氮可导致植物生长变缓，茎秆细弱，叶片从基部的叶开始褪绿变黄并向上部生长活跃部分发展。顶部生长的幼嫩小叶发黄说明已严重缺乏氮素。地下根系发育不良，块茎数量和重量都下降，造成减产。     

氮素养分对青稞营养功能特征及籽粒产量的影响

为确定在不同氮素条件下影响青稞生产力的关键性营养功能特征,以‘藏青2000’为试材,就不同施氮水平对青稞营养功能特征及籽粒产量的影响进行试验研究。结果表明：施氮显著提高了青稞籽粒产量、株高、相对生长率和比叶面积,而降低了单位叶面积根量和叶干物质含量,施氮水平与株高、相对生长率和比叶面积呈正相关关系,与单位叶面积根量和叶干物质含量呈负相关关系。随着施氮强度加大,产量持续提高,但增长速率下降,青稞籽粒产量与施氮水平呈二次曲线关系(y=-171.25x ²+1327.3x+10, R ²=0.958, P小于0.05)。青稞籽粒产量与株高(y=43.026x-2596.6, R ²=0.8994, P小于0.05)、相对生长率(y=7178.7x-150.66, R ²=0.5361, P小于0.05)和比叶面积(y=6.4604x+413.3, R ²=0.4153, P小于0.05)呈显著线性正相关,与叶干物质含量(y=-29.668x+4045.7, R ²=0.4488, P小于0.05)呈线性负相关关系,与单位叶面积根量(y=-2025.4x+2746.4, R ²=0.0579, P大于0.05)无明显相关性。结果表明：青稞的植株高度、相对生长率和比叶面积促进产量增长,叶干物质含量对产量有抑制作用,而单位叶面积根量对产量影响不明显。在本试验条件下,植株高度、相对生长率、比叶面积和叶干物质含量4个功能特征可在物种水平上被认为是影响青稞生产力的标记性特征。     

NaCl胁迫下玉米黄化苗质外体和共质体Na、Ca浓度的变化

低浓度ＮａＣｌ短期处理促进玉米黄化苗根和地上部分的伸长生长,高浓度ＮａＣｌ短期胁迫则抑制根和地下部分的伸长生长。根和地上部分的含水量在本实验条件下并不受ＮａＣｌ胁迫的影响。而根和地上部分Ｎａ含量ＮａＣｌ浓度的增加和胁迫时间的延长而增加,总Ｃａ含量则下降。ＮａＣｌ胁迫下,根和地下部分质外体和共质中Ｎａ含量均明显增加,但质外体中Ｎａ一增更为明显,１５０ｍｏｌ／ｍ＾３ＮａＣｌ胁迫２４小时,根中质外体Ｎａ     

春小麦非叶器官光合特性及与籽粒蛋白质关系的氮肥调控效应

为了解氮肥调控下春小麦非叶器官光合特性及与籽粒蛋白质含量的关系,在不同施氮量下,对小麦开花后非叶器官(包括旗叶鞘、穗下节间、芒及穗)叶绿素含量、光合面积及成熟期籽粒蛋白质含量进行了研究.结果表明,在春小麦拔节期增施氮肥,能够显著提高各非叶器官叶绿素含量、增加光合面积,并能有效延缓各非叶器官叶绿素含量的降解,但不同施氮量之间对各非叶器官光合特性的影响有差异.从非叶器官光合特性与籽粒蛋白质含量的相关性看,适量氮肥的施用,提高了非叶器官叶绿素含量、光合面积与籽粒蛋白质含量的相关性.     

棉花早、中熟品系营养器官碳氮含量变化的差异及与干物质积累的相关性

为探究不同生育期棉花品种的干物质积累及产量与其碳氮代谢相关性，采用生育期不同的2个陆地棉近等基因系早熟系4003-10和中熟系4003-6，测定生殖生长阶段蕾期至吐絮期根、茎、叶的全氮、氨基酸、非结构性碳水化合物（己糖、蔗糖和淀粉）含量及棉株各部位生物量，比较2个品系的差异，并分析营养器官含氮量与生物量的相关性。结果表明，4003-6比4003-10具有更大的铃重、衣分及皮棉产量。生殖生长阶段4003-6叶片比4003-10具有较高的全氮、氨基酸、非结构性总碳、淀粉含量及碳氮比，表明前者叶片具有较强的碳氮代谢活性和碳水化合物生产能力；4003-6的根系氨基酸水平高于4003-10，且具有更高的氮素吸收效率。在营养器官中，根系含氮量对棉花植株地上部、根系、营养器官和生殖器官的生物量积累影响最大。早熟系4003-10单株根、茎、叶的含氮量与生殖器官生物量的相关系数均高于中熟系4003-6，表明早熟品系的吸氮能力对产量影响更大。     

AM真菌和施氮量对黄芩幼苗生长和微量元素的影响

研究不同施氮条件下接种AM真菌摩西球囊霉对黄芩幼苗生长、化学成分和微量元素含量的影响。采用盆栽试验与室内分析相结合方法。同一施氮水平,接种AM真菌显著提高了黄芩根系侵染率、地上部Ca、地下部全氮、全磷、黄芩苷和Fe元素含量;不同施氮水平,接种株侵染率、地下部黄芩苷、地上部K和地下部Ca含量差异显著,并在N2～N3达到最大值。AM真菌能与黄芩形成良好共生关系,接种AM真菌有利于黄芩植株生长,提高黄芩幼苗化学成分含量。在施氮量为0.08～0.12 g/kg土时接种效果最好。