谷子萌发及苗期生理生化指标对铅胁迫的响应

【目的】探究重金属元素铅（Pb）对谷子萌发及幼苗生理生化特性的影响,为Pb污染背景下谷子的安全生产和品质保障提供理论依据。【方法】以谷子品种晋谷21号为试验材料,采用土培盆栽试验,以自然土壤加水为对照（CK,0 mg/kg）,设5个外源Pb浓度处理（50、100、250、500和1000 mg/kg）,分析不同Pb浓度处理对谷子萌发及苗期叶片生理生化指标的影响。【结果】随着Pb浓度的增加,谷子的发芽势、发芽率及发芽指数等萌发指标均受到不同程度的抑制,1000 mg/kg处理的相对发芽率仅有52.5%。叶绿素含量随着Pb浓度的增加呈先升高后降低的变化趋势,各Pb胁迫处理均显著高于CK（P<0.05,下同）,Pb浓度为500 mg/kg时,叶绿素a、叶绿素b和叶绿素a+b含量均达最大值,较CK分别增加58.3%、69.5%和64.3%。随着Pb浓度的增加,过氧化物酶（POD）活性、质膜透性、丙二醛（MDA）含量及脯氨酸含量均显著增加,其中POD活性对1000 mg/kg高浓度Pb胁迫尤为敏感。可溶性蛋白质含量随着Pb浓度的增加呈先升高后降低的变化趋势,Pb浓度为500 mg/kg时可溶性蛋白质含量达最大值,较CK显著增加54.1%;Pb浓度为1000 mg/kg时,可溶性蛋白质含量急剧下降,与CK相比显著降低14.9%。相关分析结果表明,谷子的发芽势、发芽率和发芽指数均与Pb浓度呈显著负相关,POD活性、质膜透性、MDA含量和脯氨酸含量均与Pb浓度呈极显著正相关（P<0.01）。不同Pb浓度下抗性指标相对值的平均值（敏感性）排序为:POD活性>质膜透性>脯氨酸含量>MDA含量>可溶性蛋白质含量。【结论】谷子在萌发阶段和幼苗时期均会受到Pb胁迫的影响,同时在响应Pb胁迫时,谷子能通过自身生理生化特性的改变提高其适应Pb胁迫的能力,但这种适应性有一定限度。     

新疆栽培红花根际土壤微生物群落磷脂脂肪酸生物标记多样性分析

采用磷脂脂肪酸(PLFAs)生物标记法,分析相同栽培条件下5种新疆栽培红花根际土壤微生物群落结构。结果表明,红花根际土壤微生物磷脂脂肪酸生物标记丰富,共检测到48种磷脂脂肪酸,其中有32种为完全分布型生物标记,16种为不完全分布型生物标记;红花根际土壤中PLFAs含量细菌真菌放线菌。不同红花材料根际土壤微生物PLFAs生物标记组成结构存在差异。对红花根际土壤特征PLFAs生物标记细菌16∶0、真菌18∶1ω9c、甲烷氧化菌16∶1ω5c和硫酸盐还原菌10Me16∶0比较可知,云红5号的细菌16∶0、真菌18∶1ω9c、甲烷氧化菌16∶1ω5c和硫酸盐还原菌10Me16∶0明显低于其他4个品种红花,新红1号的细菌16∶0、真菌18∶1ω9c、甲烷氧化菌16∶1ω5c和硫酸盐还原菌10Me16∶0含量最高。放线菌10Me17∶0含量,5个红花品种相近。     

不同土地利用方式土壤团聚体组成及几种团聚体稳定性指标的比较

为分析比较不同土地利用方式以及种植年限土壤团聚体质量,获得较灵敏的团聚体状况指标与研究方法,揭示人为活动对土壤质量的作用与影响,以关中地区不同种植年限的菜园土壤和果园土壤为研究对象,经干筛法测定团聚体的组成状况后分别用平均质量直径（MWD）、几何均重直径（GMD）、分形维数D以及矩法参数为指标,分析菜园土壤和果园土壤在系列时间的振动筛分过程中团聚体组成变异特征,结果表明：用MWD和GMD作为团聚状况指标,只有在适宜的振动筛分时间范围内才能基本反映各种性状土壤的团聚水平差异;用分形维数作为指标,表征各类土壤的团聚水平的可信性值得商榷;用矩法的理论和其中的偏倚系数Cs能够较为灵敏地表征各类土壤的团聚水平。同时,研究发现菜园土壤和果园土壤的团聚化水平均有随着种植年限的增加有先提高后降低的趋势。研究得出了矩法的偏倚系数能够更清楚地区分各土壤之间的团聚水平,为评价土壤团聚水平提供更为灵敏的指标。     

紫云英水溶性有机物促进淹水土壤中五氯酚还原与铁还原

以潜育水耕人为土为供试土壤,以不同的处理方式和培养时间下产生的紫云英水溶性有机物(DOM)为添加物(包括新鲜紫云英DOM、淹水腐解7 d和14 d紫云英DOM、好气腐解7 d和14 d紫云英DOM;800 mg C·L-1),研究了5种DOM作为有机碳源促进淹水土壤中五氯酚(PCP)还原转化与Fe(Ⅱ)累积的关系。结果表明,紫云英DOM在淹水6.5 d后均可显著促进PCP的还原(P0.05),淹水2 d后显著促进了乙酸钠提取态Fe(Ⅱ)[Fe(Ⅱ)NaOAc]和乙酸钠+盐酸连续提取态Fe(Ⅱ)[Fe(Ⅱ)NaOAc+HCl]的累积(P0.05);多数情况下还可促进乙酸钠提取态Fe(Ⅲ)[Fe(Ⅲ)NaOAc]的累积;多元线性回归分析发现,PCP还原主要受Fe(Ⅱ)NaOAc+HCl影响其逐步回归模型为:PCP(mg·kg-1)=22.95-0.047Fe(Ⅱ)NaOAc+HC(lmg·kg-1)(R2=0.615,P0.01)。因此,DOM促进了淹水土壤中PCP还原与铁还原,Fe(Ⅱ)累积是导致PCP还原转化的主要化学机制。     

外源稀土作用下根–土界面元素转化、分布及其植物有效性的研究进展

外源稀土（RE）可导致根-土界面物理、化学及生物学特性发生根本性变化,特别是根系主导的根际动态过程的变化。如施用不同剂量RE条件下,稀土元素（REE）与根系的相互作用使根系生长、酶活性、细胞质膜透性等受到不同程度的影响。根系生长、酶活性的变化反映了植物可能通过根系形态学、生理学的适应性和非适应性变化机制来改变根系吸收养分、REE及重金属离子的能力,直接影响根际离子进入根系中的含量;而根系细胞质膜透性的变化则反映了植物可能通过根系分泌作用的适应性和非适应性变化机制来改变根系有机酸、质子等的分泌状况,使之作用于根际环境,制约养分、REE及重金属元素在根际的形态转化与迁移分布模式,从而间接影响根际离子进入根系中的含量。本文从外源RE对根系生长状况和酶活性的影响;对根系细胞质膜透性和分泌作用的影响;对根际养分、REE及重金属元素动态的影响;对根系养分、REE及重金属元素吸收分布的影响等4个方面的国内外文献出发,就土壤-植物系统中外源RE作用下根-土界面养分、REE及重金属元素的转化、分布及其植物有效性的响应变化与相关机制做出综述,同时提出目前研究中存在的问题,对今后的研究方向进行展望。