‘72杨’韧皮部的构造与理化性能

将‘72杨’、杉木和毛竹的木质部进行对比试验,观察并测试‘72杨’韧皮部的解剖构造以及理化特性,为其高值化利用提供基础数据。使用场发射环境扫描电镜、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪等设备和NREL标准对‘72杨’韧皮部的微观结构、结晶度、化学成分等物化性质进行测定与分析。研究结果表明,‘72杨’韧皮部中韧皮薄壁细胞和筛管分子占细胞总面积的(81.9±1.8)%,结构相对简单。‘72杨’韧皮部气干密度为0.358 g/cm3,绝干密度为0.321 g/cm3;而木质部的相应密度较高,分别为0.497和0.482 g/cm3;‘72杨’韧皮部结晶度仅为19.4%,比木质部低8.7%。‘72杨’韧皮部纤维素、半纤维素、木质素的含量分别为28.7%,11.1%,24.1%,均低于木质部中相应成分的含量,且木质化程度低,半纤维素以木糖为主。此外,由红外谱图发现‘72杨’韧皮部含有单宁、酚类、胼胝质等物质。‘72杨’韧皮部具有低密多孔、结构疏松、结晶度低、木质素含量低、抽提物含量高等特点。因此,‘72杨’韧皮部特别有利于机械(能耗低)或化学(抗降解屏障低)降解以及物化改性(多孔、可及性强),可提取酚类、单宁、胼胝质等物质用于工业应用,研究结果可为‘72杨’韧皮部的高值化利用提供重要的理论依据。     

琼岛杨一年生播种苗生长节律研究

于2019年5月6日到12月25日对海南省琼岛杨Populus qiongdaoensis一年生播种苗的苗高、地径生长量进行定期观测,采用Logistic方程进行生长进程拟合,研究琼岛杨的苗期生长节律。结果表明,琼岛杨苗高和地径生长都呈现"慢—快—慢"的"S"形生长规律,且苗高、地径生长量与Logistic方程的回归相关性达到极显著水平,其相关系数分别达0.994和0.996。苗高生长速生期约119 d,占生长期的39.67%,占苗高年总生长量的63.77%;地径生长速生期约125 d,占生长期的45.42%,占地径年总生长量的66.15%。     

地表滴灌水氮耦合对毛白杨幼林生长及土壤水氮分布的影响

为探究地表滴灌水氮耦合对毛白杨生长及土壤水氮分布的影响，以2年生三倍体毛白杨人工林为研究对象，研究2种灌水处理（W20、W45）和3种施氮水平（80、150、220 kg/(hm2·a)）下滴头正下方0～80 cm土层土壤含水率（soil water content，SWC）和无机氮（Nmin）的动态变化规律，结合林木生长情况，明确2年生三倍体毛白杨最佳水氮耦合策略。结果表明：W20处理能显著促进4－7月林木胸径生长（P<0.05），水氮因子尚未表现出交互作用（P>0.05）。灌溉能显著影响SWC，旱季（4月底至6月中旬）W20处理平均SWC达到11.3%，较空白对照（CK）提高37.5%；雨季（6月下旬至8月初）SWC受降雨影响整体提升，处理间差异不显著（P>0.05）。旱季Nmin在0～80 cm土层逐渐积累，集中分布在0～20 cm表土层，且随施氮量增加而增加；雨季Nmin向深土层移动，W20处理Nmin出现深层淋溶，W45处理各土层Nmin分布均匀，其中W45N150处理0～80 cm土层Nmin平均质量分数达到44.27 mg/kg，显著高于其他处理（P<0.05）。生长季末各处理Nmin均增加，在土层中产生积累。综上，N150处理能保证整个生长季内0～80 cm土层充足的氮素含量，结合林木生长情况判断，4－7月W20处理能显著促进毛白杨幼林生长（P<0.05），8月份开始W45处理即可满足林木生长对水分的需求。     

Converting conventional agriculture to poplar bioenergy crops: soil greenhouse gas flux

Conversion of agricultural fields to bioenergy crops can affect greenhouse gases (GHG) such as carbon dioxide (CO₂), methane (CH₄), and nitrous oxide (N₂O). Soil GHG emissions were measured seasonally in poplar bioenergy and agricultural fields at three Northwestern US locations. A forest stand was also used at one location for comparison. A portable gas analyzer was used to measure CO₂ efflux and CH₄ and N₂O fluxes were first measured with chambers and later with gradients. Agricultural soil had 17% larger CO₂ efflux rates than poplar soil. Chamber fluxes showed no differences in CH₄ uptake but did show higher N₂O fluxes in poplar than agricultural soil. Gradient CH₄ uptake rates were highest in agricultural soil in the summer but showed no N₂O flux differences. Forest soils had smaller quarterly CO₂ efflux rates than agricultural soils and greater CH₄ uptake rates than poplar soils. The largest GHG contributor to soil GHG flux was CO₂, with those being ～1000 times larger than CH₄ flux rates and ～500 times larger than N₂O flux rates based on CO₂ equivalences. Converting conventional agricultural cropland to poplar bioenergy production does not have adverse effects on soil greenhouse gas flux and these results could be useful for modeling or life cycle analysis of land use conversion.     

库姆塔格沙漠东南部胡杨液流变化及其对环境因子的响应

于2018年4月?10月(春季4月、夏季7月、秋季9月)利用PS-TDP8树木茎流监测系统对库姆塔格沙漠东南部胡杨(Populus euphratica)的液流速率变化进行监测,采用相关分析及逐步回归法分析气象因子(太阳总辐射、空气温度、风速、空气相对湿度)对胡杨液流的影响。结果表明:胡杨茎干液流日变化趋势呈几字“宽峰型”;夏季液流的启动时间最早,液流启动在06:00,秋季液流启动时间最晚,不同季节夜间存在较高液流(10.994~26.035 cm·h^?1);树干液流速率与太阳总辐射、空气温度、风速、饱和水气压差呈正相关关系,与空气湿度呈负相关关系;影响春季、秋季胡杨液流速率的主要气象因子是太阳总辐射和空气温度,夏季为太阳总辐射和空气相对湿度;不同季节胡杨液流速率与空气温度、空气相对湿度、风速、饱和水气压差的日变化响应呈顺时针环状,与太阳辐射响应呈逆时针环状;不同季节胡杨液流速率对气象因子的响应规律存在差异。这表明胡杨为了保持水分平衡应对水分亏缺的策略不同,在一定条件下(极端干旱)通过气孔调节降低水分损失。研究结果对于明确干旱沙漠环境中胡杨水分传输对环境因子的响应规律及更深入地认识胡杨适应干旱环境的水分利用策略具有重要意义。     

不同地表覆盖方式对胡杨幼苗光合特性的影响及评价

为筛选对胡杨幼苗生长有效的地表覆盖物。以1年生胡杨幼苗为试材,设置覆膜(T1)、覆草苫子(T2)、覆沙(T3)和裸地(CK)共4种处理,利用相关性分析和隶属函数值法全面评价3种地表覆盖物对植株产生的效果。结果表明:T1、T2、T3处理均显著提高了不同月份的土壤含水率(P<0.05),平均土壤含水率较CK分别提高了26.1%、27.9%和23.5%;各覆盖均显著提高了成活率、株高及地径的生长,T2增长幅度最大;各覆盖均显著提高了叶片净光合速率(P n)、气孔导度(G s)、蒸腾速率(T r)(P<0.05),生长初期T1值最大,生长中后期T2值最大;T2处理的最大净光合速率(P max)、光饱和点(L SP)最大,光补偿点(L CP)和暗呼吸速率(R d)最低;各覆盖对水分利用效率(W UE)和表观量子效率(A QY)影响较小;植株生长与土壤含水率、P n、G s、P max、L SP呈极显著正相关(P<0.01),综合效果由强到弱顺序为T2、T3、T1、CK。覆草苫子较适宜在胡杨幼苗栽植过程中应用推广。     

Ri质粒T-DNA对6年生转基因三倍体毛白杨生长和生理性状的影响

为探索外源基因在成年树木中的表达及稳定性,以转Ri质粒6年生三倍体毛白杨成年树木为材料,以同时种植的未转基因三倍体毛白杨为对照植株,对21个转基因株系和对照植株进行外源基因检测和生长、生理特性测定。PCR检测结果证明,Ri质粒T-DNA上的tms、rolC基因在各转基因株系基因组中稳定存在。转基因株系生长受到不同程度影响,各转基因株系的叶柄长、叶片长、叶片宽度和叶面积均小于对照植株,叶片长宽比大于对照植株;71%的转基因株系树高低于对照植株;81%的转基因株系胸径低于对照植株。转基因株系叶绿素a和叶绿素a+b含量、Fv/Fm值、PI值均低于对照植株。81%的转基因株系叶片内源GA3含量及所有株系叶片的内源IAA含量和IAA/ABA比值均高于对照植株,而86%转基因株系叶片的内源ABA含量低于对照植株。T-DNA能够在三倍体毛白杨成年树木中稳定表达,使植物体内内源IAA和GA3含量提高,生长受到抑制,但不同株系存在较大差异。本研究结果为进一步研究外源基因在植物体内的表达调控机制提供了参考依据。     

中雄4号杨选育研究

从中国林业科学研究院林业研究所引入39个美洲黑杨×甜杨杂交无性系,在黑龙江西部高纬度高寒地区对各无性系苗期生长、越冬及抗病虫性等性状进行多年测试,选择繁殖能力强、苗期长势好、无严重病虫害、抗逆性强、能安全越冬的优良品系进行大量繁殖,建立品系评比林进行复选。经20 a时间,开展苗期品系评比、区域试验与示范,筛选出杨树新品种中雄4号杨(Populus deltoides×P.suaveolens)。该品种为雄株,具有树干通直圆满、速生、材质好、耐寒、抗旱、抗病虫和不飞絮等优良特性,适合作纸浆材等工业用材林、防护林及绿化树种。     

杨树PtRRI基因的组织特异性表达模式分析

[目的]模式植物在木本植物中鉴定的许多重要调控因子家族在木本植物中出现了基因家族成员扩张,但ARRs家族作为细胞分裂素响应调节因子在杨树基因组中成员数量反而减少,其在木本植物中如何行使功能需要进一步研究。[方法]本研究通过生物信息学构建PtRRI启动子与GUS融合表达载体,检测植物激素处理后PtRRI表达量和检测PPtRRI::GUS转基因植株在生根过程中GUS信号等方法,对杨树PtRRI基因的组织特异性表达模式进行分析。[结果]表明:PtRRI在杨树根部、形成层、木质部表达量相对较高,PtRRI转录受6-BA激素诱导,与其在不定根发育过程中激素调控下的表达相一致。[结论]PtRRI基因可能参与杨树的次级生长。     

桑天牛成虫取食北京杨后血淋巴羧酸酯酶活力的变化

桑天牛成虫取食不同寄主植物以后,其寿命和产卵量明显不同。对羧酸酯酶活性测定表明,以桑树作为补充营养寄主的桑天牛成虫的血淋巴羧酸酯酶活力明显高于取食北京杨的天牛;而羧酸酯酶动力学研究表明,桑天牛取食北京杨后对其羧酸酯酶活性产生了一定的影响,因饲喂时间的不同,羧酸酯酶活性差异不同,5 d以内,酶分子的活力降低,至第7天时,除了活力降低外,酶分子的结构也发生了变化。