褪黑素调控根系生长和根际互作的机制研究进展

【目的】根系生长和根际互作是影响植物对土壤养分吸收的关键因子。根系在土壤中穿插生长,不断改变其形态可塑性,进而改变根系构型,扩大与土壤的接触面积以获取所需养分。同时根系的生理可塑性协同根系形态可塑性显著影响根际互作效应,为植物经济高效获取养分资源提供可能。探究褪黑素等内源生长调节因子对根系形态和生理可塑性的调控机制,揭示通过最大化根际效应强化根际互作的有效途径,对集约化作物体系提高养分利用效率,促进绿色增产增效,具有重要的理论与实践意义。主要进展褪黑素作为新型植物生长调节信号分子,在盐害、干旱和低温等非生物胁迫中具有增强植物抗逆性、改善植物生长等重要调节作用。褪黑素显著改变根系生长,对植物主根生长主要表现为抑制作用,对侧根及不定根的发育和生长具有浓度依赖性调节,从而深刻影响植物根系构型。褪黑素调控根系生长的机制尚不清楚,总结已有进展表明:一方面褪黑素调节光周期,影响光合产物的运输和糖信号,从而调控地下部碳分配和根系生长;另一方面,褪黑素还能与生长素等植物激素互作,参与激素对植物生长调控的信号通路,从而对植物的生长发育和新陈代谢产生影响。这些进展对深入揭示褪黑素调控根系生长发育的机制提供了重要依据。问题与展望根系的生长发育以及根系构型的改变显著影响根际过程和根际互作,褪黑素作为调控因子在不同养分环境条件下显著影响根系的形态可塑性。然而,褪黑素在根际过程和根际互作中的作用机制并不清楚,有关研究亟待加强。深入探究褪黑素参与根际互作的机制,理解褪黑素调控根系生长和根际过程的作用途径,可为集约化农业体系下精准调控作物根系生长,强化根际互作,提高养分利用效率提供科学依据。     

低磷条件下植物根系形态反应及其调控机制

磷是植物必需营养元素之一,土壤中磷有效性低,限制作物生长发育。磷肥施用量逐年增加,但是磷矿资源面临耗竭。植物根系形态变化对于植物适应低磷胁迫,提高植物对土壤磷的吸收利用具有重要意义。本文从植物根系构型、根冠比、初生根、根毛、侧根等方面综述了植物适应低磷胁迫的根系形态变化特征。低磷条件下,植物根系构型发生改变,普遍抑制主根生长,刺激侧根发育起始与伸长,诱导根毛形成。同时,分析了转录因子、植物激素、蔗糖以及关键基因等对低磷条件下植物根系生长发育的生理与分子调控机制,低磷胁迫下转录因子ZAT6和MYB62参与调控初生根生长,BHLH32和PHR调控根毛形成发育,WRKY75对侧根发育有抑制作用。研究表明,在低磷条件下,赤霉素、细胞分裂素、生长素和乙烯对初生根发育起着调控作用,而根毛的生长发育与赤霉素、生长素和乙烯有关,侧根发育过程中生长素作用明显。一些基因如LPR1、LPR2、LPR3以及PDR2参与调控低磷胁迫下植物初生根的发育。低磷胁迫下光合产物蔗糖对植物根毛和侧根发育有影响。     

长期施肥对不同农田生态系统土壤有效碳库及碳素有效率的影响

主要讨论了长期施肥对不同农田生态系统土壤有效碳库和土壤碳素有效率的影响。结果表明：长期施肥对土壤 效碳库和碳素有效率有很大影响。有机肥处理和有机无机配合施用处理的土壤有机碳,微生物量碳,易氧化碳,可矿化碳含量,土壤碳素有效率明显高于对照和无机肥处理的。     

长期施用有机肥对瘠薄红壤有效碳库及碳库管理指数的影响

主要分析了长期施用有机肥对瘠薄红壤有效碳库(微生物量碳,易氧化碳,矿化碳)及碳库管理指数(CPMI)的影响.结果表明:长期施用有机肥对土壤有效碳库和碳素有效率有很大影响,绿肥,稻草秸秆肥和厩肥处理的土壤有机碳,微生物量碳、易氧化碳、矿化碳的数量、碳素有效率明显高于对照处理的土壤。施肥对全碳、矿化碳的影响为:厩肥>绿肥>秸秆稻草肥>本田还田>对照,对微生物量碳的影响为:绿肥>厩肥>稻草秸秆肥>本田还田>对照,对活性碳(CA)、CPMI,碳素有效率A、B、C的影响为:绿肥>稻草秸秆肥>厩肥>本田还田>对照。在提高CA、CPMI方面,绿肥和稻草秸秆肥优于厩肥。相关分析表明:土壤有效碳库和碳素有效率与土壤化学性质相关或极相关,CPMI与土壤养分因子相关或极相关,反映了农业生产措施对土壤碳库的影响,可以运用CPMI来评估土壤碳库的变化。     

土壤干湿交替对玉米耗水特性及水分利用的影响

旱地农业与灌溉农业中作物经常面临的土壤干旱与湿润交替变化是实际田间环境［1］。作物在生长发育的不同时期可能会遇上各不相同的土壤缺水胁迫，这些不同胁迫会对作物诱导出适应性的生理反应和伤害性影响［2,3］，对此进行研究和认识，可以在节水灌溉中控制作物生长发育不同阶段土壤水分来调节作物生理过程，避免伤害性变化的发生，而促进适应性变化的产生，以改善作物发育后期籽粒形成阶段根系和叶片的功能来提高作物产量、品质和水分利用效率，达到高效、优质的目的。本文主要研究玉米在土壤干湿交替过程中的耗水特性和叶水分状况的关系，探讨提高水分利用效率的机制，为节水农业提供优化供水模式。     

退耕还林地在植被恢复初期碳储量及分配格局研究

利用标准样方法研究了川西最主要的两种退耕还林植被(苦竹林和桦木林)在恢复初期生态系统碳储量、碳素密度以及空间分配特征.结果表明:(1)苦竹不同器官碳素密度为0.348 5～0.518 6 gC/g,桦木不同器官碳素密度为0.451 9～0.513 7 gC/g;(2)苦竹林林下枯落物的碳素密度为0.341 7 gC/g,桦木林林下枯落物的碳素密度为0.395 3 gC/g;(3)不同植物器官的碳储量分配与各器官的生物量显著相关.苦竹林分中竹秆生物量占48.87%,其碳储量占53.06%;桦木林树干生物量占57.25%,其碳储量占57.27%;(4)两种森林生态系统碳储量的空间分布格局表现为以土壤碳储量最大,占64.19%～82.59%,其次是乔木层,占21.93%～33.90%,最小是桔落物层,占0.27%～1.91%;(5)在退耕还林初期,植被恢复后土壤各层碳素密度小于对照的各层土壤碳素密度,土壤有机碳储量减少;(6)退耕地转变为森林后,成为大气CO2的一个重要碳汇.     

烟田碳库平衡研究进展

碳素是植物生长发育的重要营养元素之一。生态环境中碳素的缺失会减少烟株有机物的积累而导致植株生长发育不良。文章分析论述了烟田碳库平衡的影响因素;从施肥方式、灌溉方式、耕作制度以及其他改良措施等方面介绍了烟田碳库的修复情况;分析了当前研究中存在的问题,并提出在今后的研究中应该更加注重操作的合理性,使烟田碳库平衡的调节更具有科学性,为合理开发利用烟草资源、管理烟田,从而为实现烟草行业的可持续发展提供理论支撑和技术手段。     

长期定位试验下施肥对潮棕壤活性碳库及碳库管理指数的影响

分析了长期不同施肥制度对潮棕壤活性碳库及碳库管理指数的影响。结果表明:长期施肥不同施肥制度对土壤活性碳库、碳素有效率及碳库管理指数有很大影响,长期施用有机循环肥处理,尤其是循环肥配合均衡化肥(NPK+O)施用处理的土壤有机碳、易氧化碳(ROC)、溶解性有机碳(DOC)、微生物量碳含量(MBC)、土壤碳素有效率及土壤碳库管理指数明显高于对照处理的土壤。潮棕壤活性碳库中不同形态的碳素含量大小顺序为:CROC>CMBC>CDOC,同一施肥处理水平下,不同形态碳素有效率以ACC>ABC>AAC。相关分析表明:土壤碳素有效率和碳库管理指数与土壤的化学性质尤其是土壤养分因子呈显著或极显著相关,反应了农业生产措施对土壤碳库的影响,运用土壤碳库管理指数可以很好地反映出土壤碳库的动态变化。     

不同供氮水平对玉米秸秆降解初期碳素矿化及微生物量的影响

采用室内恒温(25℃)培养方法研究了不同无机态氮供应水平(0、30、60、80、100Nmgkg-1土)对玉米秸秆降解初期的影响。试验结果表明:碳素的矿化量随着添加无机氮源数量的增加而增加,其中两个高氮添加量(80、100mgkg-1)处理的碳素矿化量要高于不加氮源和两个低氮添加量处理(30、60mgkg-1)。不同氮量添加条件下微生物量碳的变化呈相同趋势。利用土壤呼吸和微生物量碳计算而得的微生物代谢商在低量氮素处理条件下高于较高量氮源添加处理,表明高量氮素添加可提高微生物对秸秆碳素的利用效率。以上结果说明:对C/N比较大的玉米秸秆而言,土壤中无机氮素的供给对残体碳素的初始矿化有明显的影响,相对较低的氮源供给量不能满足微生物快速生长代谢对氮素的需求,使秸秆降解过程受到一定程度的抑制,不利于土壤氮素截获。因此在大田条件下,秸秆还田时要考虑氮素的供应问题,根据实际需要确定秸秆还田时间及肥料氮素施用水平。     

大气CO2浓度升高对植物根系形态的影响及其调控机理

大气CO2浓度升高会对植物根系形态产生明显的影响,尤其是根的长度、分枝、产量、周转以及根与枝的分配模式等方面,从而有助于植物从土壤中摄取更多的养分及水分,更好地适应大气CO2浓度升高后的环境。目前,该领域研究,如在CO2浓度升高条件下,根系形态变化的内部调控机制,以及由其引起的物质分配和能量流动等仍存在较大争议。本文综述了近年来关于CO2浓度升高及与外界环境因素的共同作用对根系形态影响的研究,以期为阐明CO2浓度升高对植物根系生长发育带来的影响及其机制提供理论指导。     

弹尾目昆虫在土壤重金属污染生态风险评估中的应用

土壤弹尾目昆虫作为无脊椎动物和中型土壤动物的典型代表,其具有丰富的种类和巨大的生物量,在重金属污染环境评估中具有十分重要的地位和独特的优势。本文简要概述弹尾目昆虫在污染土壤生态风险评估中、生态毒理学研究以及其他相关生物标志物研究上的一些方法体系及检测主要指标参数（群落结构,种群特征,生存率,生长率,繁殖率,金属硫蛋白和酶活指标）。最后对弹尾目昆虫在重金属污染土壤生态风险评估应用中目前存在的一些问题和应用前景进行了分析讨论。     

长期施用有机肥对紫色水稻土铁锰铜锌形态的影响

以长期定位试验为基本材料 ,研究了 9年连续施用有机肥对紫色水稻土铁、锰、铜、锌形态的影响。结果表明 ,有机肥是土壤铁、锰、铜、锌的良好给源。紫色水稻土长期施用有机肥与单施化肥比较 ,土壤中的全铁、全锰变化不大 ,全锌提高了 5.5%～ 30.0% ,交换态铁、碳酸盐结合态铁、有机态铁、无定形结合态铁分别提高了1.5%～12.7%、2.4%～8.9%、11.6%～19.5%、32.5%～72.5%。锰、锌的各形态数量均有不同程度的增加。同时 ,长期施用有机肥增大了土壤铜的消耗 ,全铜含量有下降的趋势。     

硼的吸附-解吸对土壤表面性质的影响

对三种不同类型土壤———棕红壤、黄棕壤、灰潮土在特定条件下的电荷零点(PZC) :ck—PZC(无硼 )、ads—PZC(硼吸附 )和des—PZC(硼解吸 )的研究发现 ,棕红壤和黄棕壤的ads—PZC与其ck—PZC相比 ,都有较为明显的下降。灰潮土 ,由于本身碳酸盐的缓冲作用 ,其ads—PZC与ck—PZC几乎相等。在硼吸附发生后 ,3种供试土壤的des—PZC较之它们的ads—PZC ,改变甚小 ,但这时灰潮土却保持强劲吸附电位离子的趋势 ,其吸附H 离子数量是棕红壤和黄棕壤的 2倍 ,表明在灰潮土上 ,原先被土壤胶体吸附的硼这时才显示利于电位离子的吸附。研究还表明 ,硼在酸性土壤中的吸附会引起 1 0倍量的质子的吸附     

ABA对水稻花后剑叶光合产物输配作用的示踪动力学研究

运用示踪动力学分析方法,分析 ABA 涂稻穗及剑叶后,剑叶中几种光合产物的变化,发现 ABA 涂稻穗后,能抑制剑叶中暂不输配物质的形成,对可输配物质的形成与光合产物的输出速率具促进作用。ABA 涂剑叶后,对暂不输配物质、结构物质与呼吸消耗具抑制作用,对可输配物质的形成具促进作用。     

辐照对光肩星天牛幼虫发育的影响

用高能X射线辐照处理34、5、龄光肩星天牛幼虫,结果表明:辐照引起幼虫的生活期延长,发育迟缓;辐照抗性随虫龄的增加而增强,5龄幼虫最耐辐照,阻止其化蛹的剂量为55~60 Gy。γ射线辐照杨树木段中光肩星天牛幼虫的结果也表明,60Gy能够100%阻止老熟幼虫化蛹。因此,可以推荐60 Gy作为光肩星天牛幼虫检疫辐照处理的有效剂量,用于原木和木质包装的检疫除害处理。     

水网地区水稻土的含硒量及根外施硒对糙米硒含量的影响

本文通过对嘉善县平原水稻土硒含量特征和该区水稻硒含量之间关系的调查研究表明：（１）嘉善县平原水稻土,水溶态硒含量低于一般水稻土水溶态硒的临界值（０．０１０μｇ／ｇ）,这与该区的土壤母质、地形等因素相关;（２）低硒水稻土了水稻对硒的吸收积累,因此该县出产的稻米硒含量亦普遍较低,平均含硒量低于粮食硒的正常含量范围（０．０４０～０．０７０μｇ／ｇ）;（３）水稻地上各部分含硒量存在差异,糠、秸杆中的含硒量     

汕优广12亲本开花习性观察初报

杂交水稻新组合汕优广12的父本广12,花时在9～13时,盛花在10～12时,峰值出现在11时,单株花期长达13天。母本珍汕97A花时分散。制种花时相遇在每天9～13时,集中在11～12时。花时全遇时,结实率早造达45.88％,晚造达43.75％。花时相隔48小时授粉,结实率仍可达20％。这一特征,为制种夺高产提供了生物学依据。     

紫外线对杏鲍菇原生质体的诱变作用

对杏鲍菇（Pleurotus eryngii）菌株PL7的原生质体进行了紫外线诱变的研究。结果发现,用20W紫外灯（245nm）,在垂直距灯管30cm处照射90s,PL7菌株的原生质体致死率达74%。获得再生菌株234株,其中20株与亲本菌株PL7有明显的拮抗反应,6个菌株菌落生长速度提高11.0%～17.8%,液体培...     

风化对土壤粒级中磷素形态转化及其有效性的影响

土壤风化程度经常与地带性土壤的磷素存在形态相关,这已为国内外的一些研究工作所证实,但对土壤不同粒级中磷形态的影响,迄今仍研究较少.在五十年代,Williams,E.G.和Saunders,W.M.H.曾测定了土壤不同粒级中的全磷、无机磷和有机磷含量,并指出在所有供试土壤中,无论是无机磷或有机磷,粘粒部分的相对含量都高于砂粒部分.