风沙流频繁吹袭对樟子松幼苗光合水分代谢的影响

为了解风沙流频繁吹袭对樟子松幼苗光合水分代谢的影响,2013年在内蒙古科尔沁沙地研究了0（对照）,6,9,12,15和18 m／s 等6个风速处理风沙流（风沙流强度相应为1．00,28．30,63．28,111．82和172．93 g／cm·min）4次吹袭下3龄樟子松幼苗光合速率、蒸腾速率、水分利用效率等指标的变化规律。结果表明,1）频繁的风沙流吹袭,可以改变樟子松幼苗蒸腾速率、气孔导度、胞间 CO2浓度和水分利用效率的日变化规律,但对光合速率日变化规律影响较小;2）随着风沙流强度的增加,其叶片相对含水量、叶面温度和日均光合速率、日均水分利用效率趋于下降,18 m／s 处理和对照相比分别下降4．6％,1．8％,52．6％和56．3％;日均蒸腾速率、日均气孔导度和胞间 CO2浓度趋于增加,18 m／s 处理和对照相比分别增加31．6％,75．0％和30．9％;3）随着风沙流强度的增加,其日最大光合速率和日最大水分利用效率趋于下降,日最大胞间 CO2浓度趋于增加,15 m／s 以下风沙流吹袭其日最大蒸腾速率降低,15 m／s 以上风沙流吹袭其日最大蒸腾速率显著增加;4）在风沙流吹袭下,樟子松光合能力的降低主要源于叶片含水量和叶片温度的下降以及叶片的机械损伤,而蒸腾速率的增加主要源于气孔导度的大幅度提升。     

风和风沙流对玉米幼苗叶片膜透性和膜保护系统的影响

为了解玉米幼苗对风和风沙流危害的生理响应机制,2013年春季在内蒙古自治区东部科尔沁沙地研究了0 m·s-1(CK)、6 m·s-1、9 m·s-1、12 m·s-1、15 m·s-1和18 m·s-1等6个风速下净风和风沙流(风沙流强度相应为0g·cm-1·min-1、1.00 g·cm-1·min-1、28.30 g·cm-1·min-1、63.28 g·cm-1·min-1、111.82 g·cm-1·min-1和172.93 g·cm-1·min-1)10 min吹袭对玉米幼苗叶片膜透性影响及其膜保护系统响应。结果表明,净风吹袭下,随风速增强,玉米幼苗丙二醛(MDA)含量和过氧化物酶(POD)活性趋于增加,膜透性和过氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性及可溶性糖、脯氨酸含量呈波动式变化;其中12~18 m·s-1处理的SOD活性,6 m·s-1和12~18 m·s-1处理的POD活性,6 m·s-1和12 m·s-1处理的CAT活性,以及6 m·s-1处理的可溶性糖含量和18 m·s-1处理的脯氨酸含量显著高于CK。风沙流吹袭下,随着风沙流强度增大,玉米幼苗MDA含量、SOD活性和可溶性糖含量趋于下降,但膜透性和POD活性显著增强,除18 m·s-1处理的脯氨酸外,其他处理的CAT活性和脯氨酸含量变化不显著。结果说明,短暂的净风吹袭对于玉米幼苗叶片的细胞膜危害不明显,而风沙流胁迫致其细胞膜结构受损严重;风和风沙流胁迫下对细胞膜起到保护作用的主要是POD,在18 m·s-1大风和风沙流胁迫下脯氨酸起到了渗透调节作用。     

干旱绿洲农田盐渍化对土壤理化特性和农艺特征的影响

在河西走廊西部大田试验条件下,通过一个生长季的观测,分析研究农田盐渍化对土壤理化特性和典型牧草(紫花苜蓿)和农作物(大麦)农艺性状、干物质积累和产量的影响。结果表明:(1)在0 ～ 20 cm土层,牧草土壤容重沿盐渍化梯度增加了3％,4.54％,8.62％,9.96％,农作物土壤容重没有明显变化规律;土壤有机质显著降低,且0～ 10 cm土层的降低速率快于10 ～ 20 cm土层;(2)盐渍化程度等于或高于中度盐渍化水平时,大麦植株的穗长、穗粒数和秸秆重受到显著影响;在开花、孕穗和灌浆期的盐度既会降低籽粒产量也降。低秸秆产量。与农作物相比,盐渍化程度等于或高于轻度盐渍化水平时,牧草植株的株高、主侧枝长和主根直径会受到影响,进而导致牧草产量的降低。因此,在农业生产中,可根据两种作物在不同盐渍化梯度各生育期的受害状况进行相应的水盐调控和耕作管理,以实现盐渍化农田作物产量的维持和增加。     

风吹时间和强度对玉米幼苗膜透性影响及其膜保护系统响应

在我国东北西部半干旱风沙区,春季玉米幼苗经常受到大风危害。为了解玉米幼苗对风吹危害的生理响应特征,2013年春季在内蒙古东部科尔沁沙地研究了10 min和20 min两个风吹时间,0(CK)、6、9、12、15 m·s~(-1)和18 m·s~(-1)等6个风速水平下,其幼苗丙二醛含量、膜透性、保护酶活性和渗透调节物质含量的变化。结果表明:10min风吹下,随着风速增强,玉米幼苗的丙二醛(MDA)含量略有增加,其膜透性趋于下降,但大多数处理的MDA和膜透性与CK差异不显著;其超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性均呈波动式变化,可溶性糖和脯氨酸含量趋于增加,其中15 m·s~(-1)和18 m·s~(-1)处理的SOD和POD活性显著高于CK,CAT活性低于CK,大多数处理的可溶性糖和脯氨酸含量与CK差异未达到显著水平。20 min风吹下,各处理MDA均较CK没有明显变化,但膜透性随风速增强大幅度增加,同时其SOD、POD和CAT活性及可溶性糖含量也大幅度增加,而脯氨酸含量呈波动式下降。说明10 min风吹对于玉米幼苗细胞膜危害不明显,除个别处理外,其保护酶系统未发挥明显作用,也未见明显渗透调节作用。20 min风吹对膜透性有显著影响,其危害程度随风速增强而增加,其SOD、POD、CAT和可溶性糖对减轻其膜系统受损发挥了协调保护作用。     

土地利用方式对盐渍化农田土壤理化特性的影响

在甘肃河西地区选择种植大麦和苜蓿的不同程度盐渍化农田为研究对象,研究了土地利用方式对干旱区盐渍化农田土壤理化特性的影响。结果表明:(1)在0-10 cm耕作层土壤有机质和碱解氮含量,在大麦地的大小顺序为非盐渍化农田(S0)轻度盐渍化农田(S1)中度盐渍化农田(S2)重度盐渍化农田(S3)严重盐渍化农田(S4),在苜蓿地为S1S0S2S3S4,且两种利用方式各梯度农田间的差异不同;(2)在生长季,大麦农田土壤水分的剧烈变化层只在0-20cm土壤层,苜蓿农田土壤剖面水分剧烈变化层在0-80cm;虽然沿盐渍化梯度的降低,两种农田土壤剖面含水量随时间的变异均增加,但大麦地各梯度农田增加的幅度小于苜蓿地各梯度农田;(3)两种利用方式下不同程度盐渍化农田的土壤含盐量的垂直分布和峰值出现的位置不同。在可溶性盐离子的组成和比例上,两种利用方式下相同程度盐渍化农田之间近似,但大麦地中S0和S1的Cl-、Na++K+浓度明显高于苜蓿地中对应盐渍化农田,且沿盐渍化梯度各离子的浓度变化幅度小于苜蓿农田。     

沙漠化对科尔沁沙质草地大型土壤动物群落的影响及其成因分析

为了解沙漠化对沙质草地土壤大型动物群落的影响,2008和2009年在科尔沁沙地研究了沙质草地沙漠化过程中土壤动物类群丰富度、多样性和个体密度的变化及其机制。结果表明,随着草地沙漠化的发展,土壤大型动物类群丰富度、Shannon-Wiener多样性指数和个体密度明显下降,均匀度和优势度趋于增加,其中轻度和严重沙漠化阶段变化幅度最大;土壤动物群落组成不断变化,相似性降低,群落由多优势类群向单一优势类群,甚至无明显优势类群转化,致使群落发生逆行演替;沙漠化对草地土壤植食性动物影响相对较大,对杂食性和捕食性动物影响相对较小,导致群落功能群结构明显改变;草地沙漠化过程中,土壤动物群落的变化主要源于植被退化和土壤环境的恶化,特别是植被盖度和凋落物产量的下降以及土壤质地、有机质和养分状况的恶化,土壤温度、水分和pH的影响未达到显著水平。     

荒漠绿洲农田盐渍化过程中的水盐动态

以空间代替时间的方法,在干旱绿洲区选择大麦和苜蓿2种作物不同盐渍化阶段农田,并以非盐渍化农田作为对照,研究盐渍化过程中的水盐动态。结果表明:(1)不同盐渍化阶段的农田土壤含水量随土壤深度的变化有所不同,并且在大麦地10-40cm和80-100cm土层,苜蓿地20-120cm土层不同阶段农田间土壤含水量的差异显著性不同。在季节变化上,非盐渍化农田土壤含水量的变异显著高于盐渍化农田。(2)随着盐渍化程度的加剧,土壤电导率的峰值逐渐向上层移动;不同盐渍化阶段农田土壤电导率的垂直变化不同。在季节变化上,非盐渍化农田剖面电导率的变异要明显于其他盐渍化农田。(3)沿盐渍化梯度的增加,土壤中Na++K+含量表现为逐渐增加和表聚。(4)分析表明,盐渍化农田土壤水盐动态与作物生长状况、地下水电导率和土温有显著的相关性(P<0.05)。     

风沙流频繁吹袭对樟子松幼苗光合水分代谢的影响

为了解风沙流频繁吹袭对樟子松幼苗光合水分代谢的影响,2013年在内蒙古科尔沁沙地研究了0(对照),6,9,12,15和18 m/s等6个风速处理风沙流(风沙流强度相应为1.00,28.30,63.28,111.82和172.93 g/cm·min)4次吹袭下3龄樟子松幼苗光合速率、蒸腾速率、水分利用效率等指标的变化规律。结果表明,1)频繁的风沙流吹袭,可以改变樟子松幼苗蒸腾速率、气孔导度、胞间CO₂浓度和水分利用效率的日变化规律,但对光合速率日变化规律影响较小;2)随着风沙流强度的增加,其叶片相对含水量、叶面温度和日均光合速率、日均水分利用效率趋于下降,18 m/s处理和对照相比分别下降4.6%,1.8%,52.6%和56.3%;日均蒸腾速率、日均气孔导度和胞间CO₂浓度趋于增加,18 m/s处理和对照相比分别增加31.6%,75.0%和30.9%;3)随着风沙流强度的增加,其日最大光合速率和日最大水分利用效率趋于下降,日最大胞间CO₂浓度趋于增加,15 m/s以下风沙流吹袭其日最大蒸腾速率降低,15 m/s以上风沙流吹袭其日最大蒸腾速率显著增加;4)在风沙流吹袭下,樟子松光合能力的降低主要源于叶片含水量和叶片温度的下降以及叶片的机械损伤,而蒸腾速率的增加主要源于气孔导度的大幅度提升。     

不同海拔梯度下小叶锦鸡儿的居群遗传多样性

以小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)为研究对象,利用ISSR分子标记技术,对不同海拔梯度下小叶锦鸡儿6个居群遗传多样性进行分析。研究发现,8条ISSR扩增引物得到142条清晰的DNA条带,其中多态性条带为126条,多态位点百分率为88.73%。用POPGENE软件计算不同海拔梯度下各居群间和居群内的遗传参数,结果表明,Nei’s基因多样性为0.292 9,香农信息指数为0.441 7,表明在物种水平上小叶锦鸡儿居群具有较高的遗传多样性;低海拔区域居群的所有遗传多样性高于高海拔区域居群,表明海拔高度增加阻碍了居群间的基因交流,导致小叶锦鸡儿居群遗传多样性水平降低。     

干旱绿洲农田盐渍化对大麦和苜蓿干物质分配的影响

为探讨不同盐渍化梯度下大麦和苜蓿干物质积累和分配的特征与其耐盐机理的关系,采用大田试验的方法,通过一个生长季的观测,研究了不同盐渍化梯度下大麦和苜蓿干物质的积累和分配特征.以非盐渍化大麦地和苜蓿地作为对照,在作物生长季内,不同盐渍化梯度大麦和苜蓿茎、叶、根及其他生殖器官的干物质积累和分配特征有所不同.1)在农艺性状上,盐渍化对大麦的茎秆生长和繁殖器官的生长发育有显著影响,其千粒重、单株穗粒数和株高的G/CK变幅分别在80.37％～39.44％、87.95％～45.27％和95.10％～50.70％之间.对苜蓿的茎生长有显著影响,其株高和主、侧茎长的G/CK变幅分别在69.20％～27.60％、70.80％～30.30％和66.00％～16.50％之间；2)在干物质在各器官的积累与分配上,与CK比,不同盐渍化梯度下大麦和苜蓿的干物质更多的分配在叶和根上,而向茎的干物质分配比率逐渐减少；在整个生长季,随着盐渍化梯度的增加,大麦和苜蓿各生育期干物质的增长分配中心滞后于CK中的作物；3)在地上部分配比率和根冠比上,随盐渍化梯度的增加,大麦和苜蓿地上部的分配比率降低,而根冠比提高.在盐渍化过程中,大麦和苜蓿通过将干物质更多的转移到根和叶器官上,同时减少干物质向茎秆的分配比率以及降低地上部的分配比率和提高根冠比的途径来适应盐胁迫.