冻融循环对土壤团聚体与微生物特性影响研究进展

冻融循环是高纬度、高海拔等气候寒冷地区特有的自然现象,通过改变土壤水热平衡对土壤理化性质、土壤微生物造成影响。研究土壤冻融循环可以预测土壤结构与生态的发展趋势,并为研究全球变暖背景下冻融循环与土壤团聚体、微生物的相互作用机制提供一定理论依据。本文通过查阅文献,综合分析了近年来国内外学者对冻融循环及其对土壤团聚体、微生物特性的影响等研究成果,探讨了土壤团聚体与微生物的相互作用关系,总结了冻融作用下土壤团聚体粒径分布、稳定性和孔隙结构的变化,阐述了冻融循环对土壤微生物及其群落结构的影响,并对本领域的研究方向进行了展望,旨在为研究冻融循环背景下土壤团聚体与微生物的响应提供新的思路。     

盐碱胁迫对紫花苜蓿种子发芽的协同影响

以紫花苜蓿（Medicago sativa）为材料,在实验室内模拟土壤复杂盐碱逆境条件,将2种中性盐NaCl, Na₂SO₄与2种碱性盐NaHCO₃, Na₂CO₃以不同的摩尔比例混合,按碱性盐比例递增的顺序共设置A～F组,同时每个组又设置6种盐浓度（24～168 mM）,涵盖Na⁺浓度为32～192 mM,pH为7.03～10.68范围的盐碱生境,试验共模拟出36种盐度和碱度（pH值）各不相同的盐碱条件,并对胁迫下苜蓿种子发芽指标进行了测定。结果表明：低浓度胁迫对苜蓿种子发芽有一定的促进作用,在各胁迫处理组下苜蓿种子的发芽指标（发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数）均随着盐浓度的增加不断下降,且碱性盐比例越大下降越明显,而平均发芽天数逐渐增加。胚根与胚芽生长表现出与发芽相似的变化规律,并且胚根适应盐碱能力更强。因此,复合盐碱胁迫不同于单独的盐或碱胁迫,一旦浓度较高时,盐和碱的交互作用更明显,二者存在明显的协同作用,加剧了对植物的伤害。     

盐碱胁迫对小麦种子萌发、早期幼苗生长及Na+、K+代谢的影响

为给盐碱地区小麦合理种植提供依据,以春小麦品种吉麦3号为材料,混合两种中性盐（NaCl∶Na2SO4=4∶1）与两种碱性盐（Na2CO3∶NaHCO3=4∶1）分别模拟不同强度的盐、碱胁迫条件,探讨小麦种子萌发、早期幼苗生长及Na＋、K＋代谢对其的响应方式,并比较种子萌发期与早期幼苗生长阶段耐盐碱能力的强弱。结果表明,碱胁迫使小麦种子的发芽率、发芽速率及早期幼苗生长的下降幅度大于盐胁迫,高盐环境下未萌发的种子在蒸馏水中复萌较好,而高碱环境下则多数死亡。盐碱胁迫对小麦早期幼苗根生长的抑制程度显著大于茎叶,并且该阶段的耐盐碱性明显低于种子萌发期。随着盐碱胁迫浓度的增加,小麦幼苗根与茎叶中的Na＋含量与Na＋/K＋显著增加,且在碱胁迫下,尤其是根中Na＋含量和Na＋/K＋值更高,盐胁迫下K＋含量在根与茎叶中变化不明显,而在碱胁迫下则呈下降趋势。上述结果说明,盐胁迫与碱胁迫对小麦种子活力和早期幼苗生长与生理代谢的影响有着明显的不同,根中大量积累Na＋是小麦在早期幼苗阶段耐盐碱性的重要生理特征。小麦种子萌发期与早期幼苗生长阶段耐盐碱性具有明显的差异,盐碱胁迫下种子即使能够萌发也不意味着能够继续生长成苗。     

羊草抽穗率、结实率和发芽率的研究概述

正在我国东北盐碱化草地,羊草作为建群种,在草牧业发展和生态建设中,具有极其重要的作用。然而,一方面受过度放牧采食以及近年来架设风电等人为和不利气候因素的影响,包括吉林省著名的姜家店羊草草原仍在退化中,另一方面,受粮食生产的影响,草地面积大幅度减少。因此,如何遏制羊草草地的继续退化,提高单位面积的草地生产力,已成为目前亟待解决的问题。作为典型克隆植物的羊草,在长期的进化和适应过程中,形成了以根茎及地下芽库为无性繁     

淹水发生与持续时间对退化盐碱沼泽芦苇生长及土壤理化性质的影响

比较了不同淹水发生时间与持续时间对退化盐沼芦苇生长生理以及盐碱土壤理化性质的影响。结果表明,随着淹水持续时间的增加,芦苇株高显著增加,长期淹水条件下芦苇株高最高(FD_5),但地上和地下生物量呈先增加后下降趋势,淹水持续2月(FD_3)的生物量最高,Na~+,K~+浓度虽然不规则变化,但最低浓度值出现在FD_3处理中。另外,盐碱土壤理化指标(pH值,EC,Na~+,Ca~(2+),HCO_3~-和CO_3~(2-)含量)随着淹水持续时间的增加呈先降低后上升趋势,土壤理化性质最优的处理为FD_3。随着淹水发生时间的后移,芦苇的株高和地上生物量不变,地下生物量呈先增加后下降趋势,Na~+含量呈先下降后上升趋势,芦苇地上器官的K~+含量以及盐碱土壤的pH值,EC,Na~+,Ca~(2+),HCO_3~-和CO_3~(2-)含量表现为生长初期淹水低于生长后期淹水处理(FO_1,FO_2优于FO_3,FO_4)。无论淹水发生时间还是淹水持续时间均对土壤的有机质,K~+,Mg~(2+),Cl~-,SO_4~(2-)含量没有显著影响。因此,6月,7月份是芦苇生态需水期,在此阶段补充充足水分对芦苇的生长恢复具有显著意义,并能改善盐碱土壤的理化性质。     

扁蓿豆荚果和种子发育及硬实发生的关系

通过对萹蓿豆不同发育阶段荚果和种子形态学特征和生理学特征的调查,来判断该物种硬实发生的时间及种子含水量与硬实之间的关系。结果显示,盛花后第33～36天荚果和种子几乎都变为棕色,种子的长、宽和厚显著减小,荚果大小变化也明显;此阶段荚果和种子鲜重在达到最大值后下降到最小,荚果和种子含水量达到最小值(20%左右);此时种子开始出现硬实,种子硬实率与种子含水量呈显著的负相关关系。因此,种子硬实受种子成熟度影响,而且与种子含水量有关。扁蓿豆荚果和种子的形态学特征和生理学特征的变化可以作为指示硬实发生的指标,其中荚果和种子的形态学特征可以作为判断种子发生硬实时间的快速有效的指标,但荚果和种子的干重不能作为指示硬实发生的指标。     

植物根系应答盐碱胁迫机理研究进展

土壤盐碱化问题日益严峻,已经成为全球范围内制约植物生长发育的主要环境因子之一。根系在植物应答逆境胁迫中具有重要的调节作用,但是多年来对于植物抗逆性的研究往往集中于地上,根系作为环境胁迫下最先感知并作出反应的器官,其耐逆机理还不明确。基于此,本文从根系构型、结构、生长、生理和分子生物学等多角度对国内外植物根系应答土壤盐碱胁迫机理进行了综述,并提出了不足与展望,旨为深层次揭示植物根系功能和耐盐碱胁迫机理提供一定的科学依据。     

茉莉酸介导的丛枝菌根真菌诱导植物抗病性研究进展

丛枝菌根（arbuscular mycorrhizal,AM）真菌能与植物根系建立共生体提高植物抗病性。植物激素茉莉酸（jasmonic acid,JA）参与AM的形成,介导AM真菌诱导的植物抗病性。目前,关于AM真菌诱导的植物抗病性内容较为丰富,但是关于JA介导的AM真菌诱导的植物抗病性却有待进一步研究。本文首先总结了JA对AM形成和AM对植物内源JA积累的影响;其次介绍了AM真菌对植物抗病性影响及诱导机制;最后从诱导形成防御结构、提高酶活性及合成防御蛋白、诱导次生代谢物质合成、诱导调控信号分子、JA与其他激素相互作用五个方面探讨了JA在AM真菌诱导抗病性中的作用,并对本领域的研究方向进行展望,以期为植物病害防治和菌根研究提供可借鉴的思路。     

羊草早期幼苗在盐、碱生境下生长与生理适应性的研究

为明确羊草早期幼苗在盐、碱生境下的适应机制,混合两种中性盐( NaCl∶Na2SO4=9∶1)与两种碱性盐(Na2CO3∶NaHCO3=9∶1)分别模拟不同强度的盐、碱胁迫条件,测量羊草幼苗在两种胁迫下的生长与生理指标变化.结果表明:与盐胁迫相比,羊草幼苗在碱胁迫下的生长量、鲜重及含水量下降幅度更大.盐、碱胁迫均造成幼苗Na+浓度与Na+/K+升高,K+浓度下降,碱胁迫下这三种指标变化幅度均大于盐胁迫.盐胁迫下,羊草幼苗大量积累Cl-,有机酸含量变化不大;碱胁迫下,Cl-、NO-3与H2PO-4均呈下降趋势,而有机酸则大量积累.另外,脯氨酸与可溶性糖含量随盐、碱胁迫强度的增加而增加,且碱胁迫下积累量更大.碱胁迫由于其高pH值对羊草早期幼苗生长的抑制作用更强,Cl与有机酸积累特征的差异表明,羊草早期幼苗在盐、碱生境下具有不同的生理适应策略.     

水势介导的不同胁迫对虎尾草种子发芽的影响

虎尾草(Chloris virgata)是我国北方地区广泛分布的优质牧草,对东北地区盐碱地改良与恢复起着至关重要的作用。用NaCl,NaHCO3和PEG分别模拟土壤的盐、碱和干旱条件以明确基于相同水势的不同胁迫特征对虎尾草种子发芽的影响。结果表明,在各胁迫处理下,随着水势的降低,虎尾草种子的发芽率、发芽速率以及芽长与根长均不断下降,且碱胁迫下下降幅度最大。盐胁迫处理下,虎尾草种子复萌率在-1.2Mpa最高,干旱胁迫处理中未发芽的种子80%以上也可以继续萌发,但在此水势的碱胁迫中未发芽的虎尾草种子均难以复萌。研究结果表明,盐、碱和干旱胁迫对于虎尾草种子的发芽有着不同的影响,由于高pH作用,碱胁迫对虎尾草发芽的抑制作用强于盐胁迫与干旱胁迫。