植物叶片氮磷养分重吸收规律及其调控机制研究进展

植物养分重吸收是植物组织或器官在衰老脱落前将部分养分(主要如氮、磷)转移到其他成活组织的过程,能延长养分在植物体内的存留时间,提高养分利用效率,减少植物对土壤养分的依赖,是植物适应环境的重要策略之一。本研究综述了土壤水分和肥力、光照、温度等环境因子和寿命、个体发育等遗传特性对植物叶片氮磷养分重吸收的影响。不同生活型或功能型的叶片养分重吸收不同;施肥会改变土壤速效养分的含量和比例,从而调控叶片养分重吸收;土壤水分通过调节土壤养分有效性而影响叶片养分重吸收;植物在生长过程中,不同时期对养分的需求有所差异,对养分的敏感程度和吸收能力也各不相同,从而表现出不同叶片养分重吸收特征;除了叶片之外,植物的其他组织器官(如,细茎、树木的芯材和能够储存养分的根)也可以进行养分重吸收。因此,植物叶片养分重吸收易受多种因素的影响,不同物种的重吸收能力存在差异,同一物种在不同时、空及相关因素变化下的重吸收特性也不同。深入研究植物养分重吸收规律和调控机制有助于进一步揭示植物的环境适应性,能为提高水肥管理水平,权衡生产力和适应性,实现系统生产和生态可持续发展提供理论依据。     

呼伦贝尔草原3种植物的功能性状对氮磷添加的响应

以呼伦贝尔羊草草原3种常见植物为研究对象,通过设置不同梯度的氮(0和10g/(m2/a))和磷(0,2,4,6,8,10g/(m2·a))添加处理,研究了植物功能性状对不同氮磷添加的响应。结果表明:(1)羊草生长可能受到氮限制,氮添加会削弱披针叶黄华的养分竞争优势;(2)不同物种的功能性状对氮添加呈现多样化的响应方式,但都趋向于提高植物对光资源的竞争;(3)磷添加提高了从属种的竞争优势,从而可能潜在改变群落结构和功能;(4)氮磷添加的交互作用对各物种功能性状的影响均不显著,且氮、磷添加对植物叶片磷、氮含量无显著影响。研究结果揭示了氮添加后植物功能性状的变化既有一致性也存在种间差异,体现了物种适应环境变化过程中的竞争排斥以及生态位分化;磷添加则可能通过提高从属种的竞争优势而潜在地改变群落结构和功能。     

重金属胁迫下草类植物响应的研究进展

如何利用草类植物自身的优势有效解决重金属污染现状,是当前研究的一个热点问题。论文总结了近年来对重金属具有富集作用的草类植物,以及重金属胁迫下,草类植物的形态特征及生理变化的研究进展,并对重金属胁迫下,根际促生菌及其相关分子响应方面对草类植物的影响进行了综述,以期为后期利用植物修复重金属污染方面的研究提供文献参考依据。并经分析总结,提出了草类植物对重金属胁迫的反应途径和可能的作用机制。尽管目前利用草类植物进行重金属修复的研究仍有很多方面的问题有待解决,但随着基因表达调控机理及分子育种等内容的深入研究,草类植物的重金属耐受机制将会得到进一步的发展。     

巴里坤湿地植物功能群组成对退化程度的响应

植物功能群是生态学研究的重要内容之一,对于揭示环境对植物的影响机制具有非常重要的意义。本研究是在局域尺度上研究不同退化梯度上植物功能群对环境的适应机制,结果表明:随着草地退化程度的加剧,植物功能群组成、地上生物量、土壤含水量、容重、pH值等发生显著变化——从未退化、轻度退化、中度退化、重度退化的变化,禾本科丰富度均在重度退化时最小,差异不显著(p0.05);随着退化程度的增加,禾本科牧草地上生物量所占比例大幅下降,而其他牧草所占比例明显增加,土壤湿度逐渐减小,容重逐渐增大,pH值逐渐升高。     

高寒矿区渣山坡向对恢复植物叶片养分重吸收的影响

植物叶片养分重吸收是植物适应生境胁迫的重要机制。本试验以高寒矿区渣山阳坡、山顶平地和阴坡上播种的恢复植物老芒麦(Elymus sibiricus)、冷地早熟禾(Poa crymophila)和小花碱茅(Puccinellia tenuiflora)生长旺盛期的成熟叶片及凋亡期的衰落叶片为研究对象,测定不同坡向,不同时期的叶片氮磷含量,研究坡向对恢复植物叶片氮、磷重吸收效率的影响。结果表明：从阳坡、平地到阴坡,恢复植物成熟叶片养分含量以及养分重吸收效率逐渐降低;阳坡上老芒麦,平地上冷地早熟禾以及阴坡上小花碱茅的衰落叶片氮含量较低而氮素重吸收效率较高;恢复植物氮素重吸收效率均显著高于磷素重吸收效率,且此效应在阴坡上显著高于阳坡和平地。在高寒矿区渣山恢复中,应依据坡向差异选择养分重吸收效率较高的恢复物种,如阳坡上适宜播种老芒麦和冷地早熟禾,平地上适宜播种冷地早熟禾,阴坡上适宜播种小花碱茅,有助于提升渣山受损生态系统的恢复效率。     

呼伦贝尔草甸草原主要功能群植物碳、氮、磷化学计量特征对氮磷添加的响应

刈割是呼伦贝尔草甸草原的主要利用方式,连年打草导致草地养分不断输出,植物生长受到氮磷养分的共同限制。碳、氮、磷是生态化学计量学关注的重点,然而,草甸草原不同功能群植物C∶N∶P化学计量特征对氮磷养分输入的响应规律尚不明确。本研究于2018～2020年在呼伦贝尔草甸草原打草场采用裂区试验设计研究了氮磷添加对土壤和植物碳氮磷含量的影响。结果表明,氮添加显著增加了禾本科植物C含量,对豆科和菊科植物C含量影响较小。氮添加显著增加了各功能群植物N含量并降低了其C∶N,磷添加显著增加各功能群植物P含量并降低其C∶P。氮添加降低了菊科植物P含量,禾本科和豆科植物P含量不受氮添加的调控。氮添加显著提高了各功能群植物N∶P,禾本科植物的响应更敏感,在低氮(N1)处理下即可表现出磷限制。豆科植物在对照处理下的N∶P大于16,生长受到磷限制。磷添加显著降低了各功能群植物N∶P,使得禾本科植物生长氮限制加剧,而豆科植物生长由磷限制转为氮限制。各功能群植物的C∶P和N∶P均与土壤全磷含量显著负相关,与土壤全碳和全氮含量无显著相关性。综上,呼伦贝尔草甸草原植物生长受到氮磷养分的共同限制,建议在打草场养分管理中,氮...     

陇东雨养农区3个紫花苜蓿品种叶片氮磷重吸收特性

以3个紫花苜蓿品种(新疆大叶苜蓿、阿尔冈金苜蓿和陇东苜蓿)为材料,研究叶片N、P重吸收特性及其与生物固氮的关系。结果表明:3个紫花苜蓿品种叶片N重吸收效率(NRE)平均为18.0%,且第一茬显著高于第二茬。第一茬,阿尔冈金苜蓿与陇东苜蓿的叶片NRE差异不显著,但均显著高于新疆大叶苜蓿;第二茬,阿尔冈金苜蓿叶片NRE显著高于陇东苜蓿,但二者与新疆大叶苜蓿均无显著差异。3个品种叶片P重吸收效率(PRE)平均为18.3%,品种间和茬次间差异不显著。紫花苜蓿品种间叶片N、P重吸收效率差异较小,而茬次间差异显著。3个品种叶片NRE与叶片氮浓度、生物固氮率有一定的相关性,但茬次间存在差异;PRE与叶片养分浓度、生物固氮率不相关。     

沙地植物功能群及其多样性对微地形变化的响应

以内蒙古锡林郭勒盟中国科学院生态系统定位站长期围封的沙地样地为研究对象,通过测定植物群落的生物量、盖度、密度和株高等相关指标,探讨群落的物种组成、生物多样性等对沙地微地形变化的响应情况,以阐明沙地微地形对植被的影响机理.结果表明:沙地微地形对生物量、生活型、功能群及生物多样性均有影响.其中,总生物量顺序为:阴坡 > 坡底 > 阳坡 > 坡顶;植物多样性指数坡底显著低于阴坡、阳坡和坡顶(P < 0.05),而阴坡、阳坡和坡顶三者之间无显著差异;丰富度指数和均匀度指数阴坡、阳坡和坡顶显著高于坡底,阴坡、阳坡和坡顶三者之间差异不显著;坡底以多年生杂类草占优,阴坡以灌木、半灌木及多年生禾草为主,阳坡以灌木、半灌木、多年生禾草及一、二年生植物为主,坡顶以多年生禾草和一、二年生草本植物为主.     

褪黑素调控草类植物生长发育及抗逆性功能研究进展

褪黑素是一种广泛存在于植物体内的小分子吲哚胺类激素,现有研究已明确其合成途径、分解代谢和生理功能。褪黑素作为信号分子可调节植物昼夜节律、种子萌发、根和花发育,还有利于增强植物对各种逆境胁迫的抵御能力。本文总结了褪黑素调控草类植物生长发育的生理功能,重点阐述了褪黑素在草类植物非生物胁迫和生物胁迫响应中的调控作用,并对其在草类植物生长发育与抗逆性功能研究以及在抗逆育种中的应用前景进行了展望,以期为利用褪黑素提高草类植物抗逆性、提升牧草产量和品质提供参考依据。     

中国典型草原优势植物功能群氮磷化学计量学特征研究

氮(N)和磷(P)影响陆地生态系统的植物生长、发育和系统的结构和功能等,而植物氮磷(NP)生态化学计量特征为研究植物的养分利用状况提供了重要的手段,不同功能群植物叶片N、P元素的系统研究将为草地生态系统植被的限制元素及其对环境的适应策略提供参考依据。因此,以涵盖中国北方温带草原区和青藏高原区主要草地类型的草地样带为平台,通过系统采集该样带上132个采样点的33个主要优势植物叶片,分析了中国典型草地植物叶片N和P的生态化学计量学特征。结果表明:样带上主要物种的N含量、P含量、N/P的均值分别为18.18±6.16 mg·g^-1、1.25±0.64 mg·g^-1和16.75±6.67。其中,N和P存在显著的正相关关系(P<0.05);C₃植物和C₄植物的N、P含量无明显差异;双子叶植物、非禾本科植物、豆科植物、中生型植物的N、P含量分别高于相应的单子叶植物、禾本科植物、非豆科植物、旱生型植物;C₃植物、双子叶植物、禾本科植物、豆科植物、旱生植物的N/P分别高于相应的C₄植物、单子叶植物、非禾本科植物、非豆科植物、中生植物。总之,高寒草地植物的N、P含量高于温性草地植物,但其N/P却低于温性草地。     

植物碳氮磷生态化学计量对非生物因子的响应

在不同的环境条件下,植物会进行不同的生理生化反应,通过植物调节碳（C）、氮（N）、磷（P）的代谢和循环,使其具有不同的含量和分布,最终表现出特定的元素生态化学计量学特征。因此,植物主要元素的生态化学计量学特征从另一个方面体现了其对环境变化的响应和适应性。本研究对影响植物生长的主要非生物因子（包括土壤营养、CO2、水分、光照和温度）变化下植物的C、N、P生态化学计量学特征及其可能的机制进行了综合分析,并讨论了其空间和时间变异性。     

施肥当年对科尔沁沙地退化草地不同功能群植物群落特征的影响

为了研究施肥当年不同肥料及组合对退化草地不同功能群植物群落特征的影响,并观察施肥当年的效应,试验以通辽市科尔沁沙地中度退化草地为研究对象,在围栏内设置单施氮肥(N)、单施磷肥(P)、混施氮磷肥(N+P)和混施氮磷钾肥(N+P+K)4种施肥处理,同时以围栏封育为对照(CK处理),2017年6月初施肥,采用小区试验随机区组设计,重复3次。根据样地植物群落组成,把植物划分为一二年生植物、多年生禾本科植物、杂类草、多年生豆科植物4个功能群,其中前3种为浅根系植物,多年生豆科植物为深根系植物,2017年8月下旬(与施肥间隔80 d)对小区内各功能群植物地上现存量、盖度、高度和密度进行调查。结果表明：一二年生植物经N处理后地上现存量增加最多,显著高于CK处理(P<0.05)。与CK处理相比,经N+P处理后盖度增加效果最好(P<0.05);各施肥处理的平均高度均有所增加但未达到显著水平(P>0.05);而植物密度均显著增加(P<0.05),其中经N+P处理的植物密度效果最好。多年生禾本科植物经N+P+K处理后地上现存量和盖度增加最多,显著高于CK处理(P<0.05);与...     

对草类植物育种学课程教学改革的思考

草类植物育种学是草业科学专业的专业必修课。分析了该课程教学中存在的教材滞后、课时数偏少、教学方法、手段滞后等问题,针对这些问题,对教学改革提出了几点建议：加强教材建设、教学内容上应该强化生物技术在育种中的应用、尝试双语教学、充分利用多媒体多元化功能进行教学、改革课程考核体系等。     

高寒草甸不同植被功能群盖度对模拟气候变化的初期响应

为进一步研究高寒生态系统植被群落对气候变化响应方式和适应机理,我们在青藏高原东北祁连山南坡,沿海拔梯度对嵩草(Kobresia bellardii)草甸、灌丛草甸、杂草草甸和稀疏植被4种植被类型进行双向移栽实验,以期获得高寒草甸植被群落较为详尽而真实的响应特征。4个功能群(莎草类、禾本类、豆科类和杂草类)绝对盖度的方差分析结果表明:高寒草甸生态系统植被群落对气候变化较为敏感。莎草类植被盖度与土壤含水量线性负相关,在3600 m处最大。禾本类和豆科类分别与土壤含水量和气温线性正相关,两者在3200 m处最为适宜。海拔与杂草类盖度的二次方程可解释其63%的变异。莎草类与禾本类、豆科类植被盖度存在较弱的补偿作用,而禾本类与豆科类之间具有显著的补充作用。对比80年代的植被盖度,嵩草草甸优势种对模拟降温的响应暗示其稳定性较高。     

高寒草甸不同功能群植被盖度对模拟气候变化的短期响应

 为研究高寒生态系统植被群落对气候变化的响应,于２００７年５月沿青藏高原东北祁连山南坡对海拔３２００ｍ 的嵩草草甸、３４００ｍ 的灌丛草甸、３６００ｍ 的杂草草甸和３８００ｍ 的稀疏植被进行双向移栽试验。功能群（莎草类、禾本类、豆科类和杂类草）植被绝对盖度的方差分析表明高寒草甸植被群落对气候变化较为敏感。莎草类盖度与土壤含水量呈负线性相关,禾本类和豆科类分别与土壤含水量和气温呈正线性相关。海拔与杂类草盖度的二次方程可解释其６１％的变异。非度量多维排序（ｎｏｎ ｍｅｔｒｉｃｍｕｌｔｉ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｓｃａｌｉｎｇ,ＮＭＤＳ）暗示功能群对气候变化的响应具有特殊性。豆科类和杂类草、莎草类和禾本类存在较弱的盖度补偿效应。对比早期和模拟降温下的嵩草草甸群落组成,印证其具有较高的稳定性。     

内蒙古典型草原不同功能群生产力对凋落物去除的响应

通过对内蒙古典型草原围封23年的样地进行凋落物去除处理后,连续5年的植被调查研究,探讨凋落物对内蒙古典型草原地上生物量的影响及对群落各功能群生物量的影响。研究结果表明,凋落物的不同去除处理对同年植被地上生物量没有显著影响(P>0.05);相同处理不同年际间地上生物量差异显著(P<0.05)。但在处理后的第2年起,草原地上生物量随着凋落物去除程度的增加而增加。凋落物去除对各个功能群生物量的影响表现在处理后的第5年,中度去除条件下的多年生杂类草生物量明显多于重度去除处理和对照区(P<0.05);多年生丛生型禾草在重度处理区的生物量明显高于中度处理区(P<0.05),但二者与对照区均无显著差别(P>0.05);其余各年影响均不显著(P>0.05)。通过对各功能群生物量与总的地上生物量的相关分析得出:在重度去除处理下,地上生物量与禾草的地上生物量相关性较高,多年生杂类草其次。多年生根茎型禾草在中度处理区与地上生物量的相关性最高且显著(P<0.05),其次是一、二年生草本。对照区的多年生丛生型禾草与总地上生物量有显著相关性(P<0.05)。     

草类对重金属胁迫的生理生化响应机制

随着我国工业化进程不断加快,作为工业化基本生产资料的重金属不断被释放到生物圈中,并通过食物链传递给动物或人,给人类健康带来严重危害。草类分布广泛,有一定的抵抗能力,一些草类甚至还具有重金属超富集能力,在生物修复中发挥重要作用。本文就重金属胁迫对草类种子萌发、根系活力和生物量方面的影响以及草类的抗性机制(脯氨酸、抗氧化酶系统、谷胱甘肽、隔离、菌根和水杨酸)等研究现状进行论述,并阐明草类对重金属镉、锌、铜、铬、铅和汞的富集效应及其耐性机制,以期为今后草类耐重金属胁迫品种的选育和耐重金属胁迫分子机制的研究,提供现实依据和理论基础。     

藏北两种牧草添加氮磷后叶片N꞉P计量学特征及重吸收率

氮(N)、磷(P)是影响植物生长发育和繁殖的关键元素.为探究藏北栽培草地叶片N???P计量学特征对土壤N??P养分输入比值和梯度的响应,以典型牧草青稞(Hordeum vulgare)和垂穗披碱草(Elymus nutans)为研究对象,设置养分配比试验,6个N???P输入水平,分别为0.5、1.5、4.5、13.5、...