环境酸度对紫花苜蓿早期生长和生理的影响

采用沙培的方式研究酸性土壤中土壤酸度对紫花苜蓿生理和生长的影响。结果表明,pH值在5～6的弱酸性环境为苜蓿的最适生长环境,这一酸度范围内幼苗生长正常或受到促进,如单株叶片数高于对照(pH=7)处理23.6%～27.2%、单叶面积高出对照20.87%～25.50%,叶绿素含量高出对照31.2%～27.9%,差异均达显著水平(P<0.05)。而出苗率、株高、根瘤数、根瘤等级、根长和地上、地下生物量亦高于对照;而pH值低于4的环境酸度为低适生长环境,可使苜蓿幼苗受到严重胁迫,出苗率、株高、单叶面积、单株叶片数、根瘤数、根长和地上、地下生物量均低于其他处理。在不同土壤酸度下,质膜透性、叶绿素含量、光化学效率(Fv/Fo)等均存着显著差异(P<0.05),pH＜4的各项生理指标均明显低于pH≥5的处理,其中地上生物量和根系活力分别不足对照处理的55.6%和61.1%(P<0.05)。     

类芦根系对不同磷胁迫的形态学响应

为探讨类芦(Neyraudia reynaudiana)在极耐瘠薄条件下生存的机制,通过设计5个不同磷胁迫盆栽模拟试验,测定磷胁迫条件下类芦根系生物量和根系形态特征.结果表明:随着低磷胁迫的加剧,类芦地上部生物量、根系生物量、根条数、根系总长度、根表面积、根系体积均呈增加趋势,其中根径 < 0.5 mm的细根长度、表面积增加明显,根冠比增大,在中度磷胁迫条件下达到最大;从中度磷胁迫至极度磷胁迫,随着磷胁迫程度加重,根系各形态指标逐渐减少.根平均直径则相反.可见类芦根系通过缩小根直径,促进不定根形成,增加细根数量、延长根系长度,形成庞大根系网络,增加根系-土壤接触面,扩大根系吸收磷范围,以此来提高根系的吸收能力.     

干旱胁迫及复水对伊犁绢蒿幼苗生长及生理特性的影响

为研究伊犁绢蒿（Seriphidium transiliense）幼苗对干旱胁迫的适应能力,本研究采用盆栽控水法分析了持续干旱胁迫及复水过程伊犁绢蒿幼苗生长及生理指标的变化。结果表明：随着干旱胁迫的加剧,幼苗地上部分生长逐渐减慢,重度干旱胁迫下幼苗株高和地上生物量较对照分别降低了50.29%和50.82%（P<0.01）;幼苗根长、地下生物量和根冠比则持续增加,重度干旱胁迫下各指标较对照分别增加了11.41%,10.69%和125.09%（P<0.05）;叶片相对含水量、叶绿素含量和根系活力持续下降;叶片和根系的相对电导率、丙二醛含量、可溶性糖和脯氨酸含量、超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性逐渐升高,而可溶性蛋白质含量和过氧化氢酶活性则呈先升高后降低的趋势。综上所述,伊犁绢蒿幼苗可以通过调节生长和生物量的分配,并通过积累渗透调节物质和提高抗氧化酶活性来清除活性氧,维持其在干旱胁迫下的生长;复水后,叶片和根系的渗透调节物质及抗氧化酶活性大多能恢复至中度干旱胁迫水平,表明伊犁绢蒿幼苗具有较强的干旱适应能力。     

Pb、Cd和酸胁迫对宽叶雀稗种子萌发、幼苗生长及抗氧化酶活性的影响

土壤酸化和重金属污染是限制离子型稀土矿废弃地植被恢复的主要因素,宽叶雀稗（Paspalum wettsteinii Hack）可在长汀离子型稀土矿废弃地正常生长,可能存在对酸和重金属胁迫特殊的适应机理。鉴于此,以宽叶雀稗为材料,设置不同浓度的Pb、Cd及酸胁迫试验,测定不同胁迫下宽叶雀稗种子萌发特性、幼苗生长及抗氧化酶活性的变化。结果表明,Pb （≥500 mg·L^-1）、Cd （≥50 mg·L^-1）胁迫对宽叶雀稗种子萌发、幼苗生长具有显著的抑制作用（P<0.05）;pH-4.5,pH-5.5对宽叶雀稗种子萌发及幼苗生长有一定促进作用;Pb处理早期超氧化物岐化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）活性及中后期过氧化物酶（POD）活性均呈先增后减趋势;Cd胁迫早期及晚期的SOD、CAT活性先减后增;酸处理中后期的SOD活性及早中期的POD活性均先减后增,早期及晚期的CAT活性则先增后减。宽叶雀稗抗氧化酶系统在Pb、Cd及酸胁迫下响应机制不同,SOD、POD、CAT活性高低有明显的时间差异和浓度效应。     

水肥耦合对巨能草生长和光合色素的影响

采用盆栽控制实验的方式,利用控水、控肥的实验方法,设计了干旱(25% FC)、对照(75% FC)和水淹(100% FC)3个水分梯度以及低、中、高3个养分水平的完全随机组合实验,研究了不同水肥耦合条件对巨能草生长与光合色素的影响。结果表明,巨能草的地上生物量、地下生物量、生物总量和根冠比都受到了水肥交互作用的显著影响。在正常水分条件下,高肥处理下的分蘖数、株高、地下生物量、地上生物量和生物总量都是最大的,是9种水肥配比中巨能草生物量积累最佳的水肥配比。可见,良好的水肥条件是巨能草获得高产的前提。水淹和干旱都不利于植株的分蘖和高生长,但干旱条件下可通过施肥提高植株的分蘖能力。水淹环境下,不宜施用过多肥料,中等施肥量最有利于巨能草地下生物量的积累,其根冠比显著增大,有利于植物根系适应水淹条件下的缺氧环境。与水淹条件相比,干旱条件更不利于巨能草地上生物量的积累,为了适应干旱环境,巨能草会把更多的同化物质分配给地下部分,进而增大根冠比,从而表现出较高的生理可塑性以适应极端的干旱环境。有趣的是,水分胁迫下的光合色素含量显著高于正常水分,且随着施肥量的增加,光合色素的含量都有所增加,干旱处理下的增加尤为显著。由此可见,在水分胁迫环境下,巨能草会通过其各种形态和生理适应机制来适应环境,表现出一定的耐涝性和抗旱性,且施肥能够在一定程度上降低水分胁迫对植物生长的影响。     

铝胁迫对草本植物生理的影响机制

铝毒是酸性土壤地区影响草本植物生长的主要限制因子,全球性土壤酸化进一步加剧了铝胁迫对植物的危害。本文综述了铝胁迫对草本植物的农艺性状、光合呼吸作用、活性氧和抗氧化酶系统、渗透调节物质以及根系活动和次生代谢物的影响,简述了低浓度的铝对草本植物生长部分指标具有促进作用,主要阐述了铝胁迫对草本植物的各种危害:铝胁迫对其地上部分和地下部分具有毒害作用、迫使其叶绿素含量降低、气孔导度下降、呼吸作用受阻、活性氧浓度升高、抗氧化酶活性下降、渗透调节受破坏、根系活力下降并扰乱其次生代谢,并提出了缓解铝毒的方法和未来的研究方向。     

不同供磷水平对宽叶雀稗形态及生理的影响

为探讨宽叶雀稗在不同供磷水平条件下的形态及生理变化,了解宽叶雀稗对磷胁迫的适应策略,以期为宽叶雀稗的磷养分管理和生理调控提供理论依据。试验采用砂培法,设置极低磷(2μmol·L~(-1))、低磷(20μmol·L~(-1))、适磷(200μmol·L~(-1),对照)、高磷(600μmol·L~(-1))、极高磷(1000μmol·L~(-1)) 5个供磷水平处理,分别在胁迫10、20、30 d后测定幼苗生长状况、根系形态、保护酶活性的变化。结果表明,低磷和极度低磷胁迫显著降低了宽叶雀稗植株高度和地上生物量,同时,叶面积和叶周长均有降低的趋势;根系生物量、总根长、根表面积、根体积、根尖数目、根冠比均高于适磷处理,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、酸性磷酸酶(ACP)活性均显著增强(P0.05),叶片电导率和根部电导率显著提高(P0.05);主成分分析表明,CAT活性、POD活性和根系磷酸酶活性、根尖数目和根膜透性受磷胁迫的影响较大,供磷水平为600μmol·L~(-1)时表现较好;偏最小二乘回归分析表明,根表面积、根系磷酸酶活性和叶周长是影响宽叶雀稗产量的重要指标。综合表明,宽叶雀稗可通过降低地上生物量、增加根系数量和根表面积、提高保护酶活性来适应低磷胁迫。     

镉胁迫下水培杞柳生理特性及镉吸收转运

为探究镉胁迫对杞柳(Salix integra)生长生理及镉吸收转运的影响,进而明确杞柳应用于镉污染土壤修复的潜力。本研究以杞柳幼苗为试验材料,采用水培试验,研究了不同浓度镉胁迫(0、10、20、30、40 mg·L-1)下杞柳的生长、根系形态、根系和叶片抗氧化酶活性,以及杞柳对镉的吸收转运特性。结果表明,杞柳具有较强的耐镉性,吸收的镉主要集中于地上部,且以叶片含量最高,茎含量最低;转运系数随镉浓度升高而增加,但富集系数随镉浓度增加而逐渐下降;镉胁迫对杞柳根系构型具有一定的诱导作用,节点数与根尖数显著上升(P 0.05),而对根系生长的影响表现为"低促高抑",低浓度(10 mg·L-1)镉胁迫下杞柳根系总长度与地下部生物量显著上升(P 0.05),高浓度(40 mg·L-1)镉胁迫下杞柳根系生物量与根系生长指标均显著下降(P 0.05);镉胁迫诱导杞柳根系与叶片中产生的超氧阴离子活力单位与过氧化氢酶活性上升,显著抑制谷胱甘肽含量与谷胱甘肽还原酶活性(P 0.05),且抑制效果随镉浓度上升而逐渐增加。综上可知,杞柳具有较强的耐镉性和镉富集特性,且通过优化根系构型、激活抗氧化酶促系统缓解自身所受镉胁迫,具有较高的镉污染修复潜力。     

堆肥基质驯化的高羊茅对盐胁迫的生理生态响应

以垃圾堆肥基质中生长驯化的高羊茅(Festuca arundinacea)为试验材料,研究高羊茅对盐胁迫的生理生态响应.试验对2种材料进行盐胁迫处理,测定了地上生物量、株高、地下根重、根长、叶绿素含量、保护酶活性等生理生态指标.结果表明:盐胁迫下,经堆肥基质驯化的高羊茅各生长指标均高于对照,其中地上生物量,株高和根长分...     

干旱胁迫及复水对燕麦根系生长及生理特性的影响

为研究燕麦（Avena sativa L.）生长早期根系生长和生理特性对干旱胁迫及复水的响应规律和适应机制,本试验采用盆栽控水,测定了干旱胁迫及复水下燕麦生长早期根系生长、生理特性指标及籽粒产量变化。结果表明：短期（14 d）中度干旱胁迫对根系生长指标及活力有促进作用,重度干旱胁迫持续抑制此类根系指标;根系丙二醛（Malondialdehyde,MDA）和脯氨酸含量及抗氧化酶活性随干旱胁迫程度加重而提高;复水使受干旱胁迫抑制的根系总长、根系总表面积、根系平均直径、根系干重和根系活力提高,使受干旱胁迫提高的根系MDA和脯氨酸含量及超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase,SOD）和过氧化氢酶（Catalase,CAT）活性降低。本研究表明燕麦生长早期通过调控根系生长和生理特性适应干旱胁迫,复水使受干旱胁迫影响的燕麦生长早期部分根系生长和生理特性指标得到补偿或恢复,减轻持续干旱胁迫对燕麦籽粒产量的影响。     

先锋植物类芦抗逆性及其应用

禾本科(Gramineae)植物类芦(Neyraudia reynaudiana)以其抗逆性强、生态幅广等优良性状,成为植被恢复先锋植物,在南方生态治理中有较广的应用前景。本文介绍了类芦的自然分布及其生物学特性,从抗旱性、耐贫瘠性、抗污染等方面阐述了类芦的抗逆性,分析了类芦通过缩小根直径、延长根系长度、促进根系增生、扩大根系范围的根系形态策略和提高水分养分利用效率的生理策略来适应干旱贫瘠逆境,以及富集重金属的机理和耐受机制,回顾了类芦在水土流失治理、边坡治理、土壤污染生态修复等方面应用,指出类芦抗逆性的分子机理与调控机制,以及逆境下的生存机制还有待研究。本文综述了类芦在逆境中生存的原因和适应困难立地的机理,以期为类芦在植被恢复、生态建设方面的研究与应用提供理论依据。     

白羊草根系形态特征对土壤水分阶段变化的响应

根系形态特征是评价植物适应胁迫环境的重要指标。以黄土丘陵半干旱区天然草地群落优势种白羊草为材料,研究了其根系生长和形态特征与水分供应条件的关系。采用盆栽控制试验,设置3个水分处理:高水(HW,80%田间持水量)、中水(MW,60%田间持水量)和低水(LW,40%田间持水量),分别在拔节期、开花期、结实期改善水分供应水平,在生育期末测定了白羊草根系生物量和各项形态指标。结果表明:白羊草根系生长与水分供应条件密切相关,持续高水处理有利于白羊草根系生长,其根系生物量、总根长和根表面积均显著提高(P<0.05);水分胁迫抑制了白羊草根系生长,但对白羊草根系平均直径影响不显著;根系生物量、总根长和根表面积间存在显著的正相关关系(P<0.01);不同生育期阶段胁迫后复水,白羊草根系表现出较强的可塑性,在拔节期复水且高的复水幅度能够显著提高白羊草根系生物量、总根长和根表面积(P<0.05)。这些说明白羊草根系对干旱胁迫有较强的耐受能力,其对阶段干旱胁迫后复水的响应与生育期及复水前干旱胁迫程度密切相关。     

两种沙性栽培基质下柳枝稷根系生长对施氮水平的响应

为研究柳枝稷根系各生长指标在粗沙土与河沙两种栽培基质上对不同梯度氮肥的响应,在PVC管内开展了柳枝稷氮肥效应试验。结果表明:施用不同浓度的氮肥对不同土层柳枝稷的根长、根表面积、根体积、根平均直径、根干重均有显著性影响(P<0.05)。在粗沙土和河沙两种栽培基质中,在不同土层,柳枝稷的根长、根表面积、根体积和根干重最大值分别出现在N3和N4处理下;根平均直径则随着施氮水平的升高而降低。     

不同pH下接种AM真菌和根瘤菌对紫花苜蓿生长的影响

本研究设定4个pH梯度(4.43,5.06,6.43和7.16),设置了接种AMF根内球囊霉(Glomus intraradices)、苜蓿中华根瘤菌(Sinorhizobium medicae)、同时接种AMF和根瘤菌以及不接菌处理分析温室不同pH处理下接种丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)和根瘤菌(rhizobia)对紫花苜蓿(Medicago sativa)生长的影响。结果表明,酸胁迫抑制了紫花苜蓿的生长,使其株高降低了1.27%~10.13%,地上生物量降低了33.33%~55.56%;AM真菌可以缓解酸胁迫,促进紫花苜蓿的生长,与不接种AM真菌相比,株高提高了244.26%~294.17%,地上生物量提高了727.78%~1 737.50%,地下生物量提高了1 120%~2 220%,根长提高了39.85%~102.63%,根冠比提高了5.71%~90.32%;根瘤菌单独接种未显著影响紫花苜蓿生长(P0.05),但与AM真菌混合接种后,可显著促进紫花苜蓿生长(P0.05)。     

草甘膦对枳根际土壤有机酸、酶活性及根际微生物的影响

为了研究草甘膦对枳根际土壤环境的影响,以枳幼苗为试材,利用含有不同剂量草甘膦的土壤种植枳幼苗,培养4个月后对不同处理的枳幼苗生长情况以及根际土壤中的有机酸含量、土壤酶活性和微生物数量进行比较。结果表明：在5 mg/kg的草甘膦条件下,枳苗生长、根际土壤酶活性以及细菌生物量没有受到明显影响。随着草甘膦剂量递增,根际土壤中草酸与琥珀酸含量以及真菌生物量呈现先增后减的趋势。在高剂量草甘膦（20 mg/kg）处理中,枳苗的株高、茎粗、叶干重、茎干重、主根长、总根长、总表面积、总根尖数、根干重和根系活力均会显著降低,根际土壤中草酸、琥珀酸、丙二酸和柠檬酸含量显著减少,根际土壤中的过氧化氢酶、脲酶、转化酶和酸性磷酸酶活性显著下降,根际土壤细菌和真菌生长也明显受到抑制。     

镉胁迫对紫花苜蓿镉吸收特征及根系形态影响

采用盆栽模拟方法,研究了4种镉(Cd)浓度(0,10,25,50 mg/kg)下紫花苜蓿对Cd吸收特征及根系形态的变化特征。结果发现,随着镉胁迫加剧,紫花苜蓿地上生物量、根系生物量、根系总长度、根平均直径、根表面积、根系体积、根尖数和分枝数均显著下降(P<0.05),地上部生物量分别为对照的87.8%,56.5%,14.3%,根系生物量分别为96.1%,63.3%,16.2%;不同部位镉吸收量表现为细根>地上部>粗根,三者均随着处理浓度增加而显著提高,细根镉含量与地上部镉含量呈显著正相关;地上部最高镉积累量出现在25 mg/kg处理中,达到7.715 μg/株;不同径级根系的总根长、根表面积、根体积随镉浓度增加呈下降趋势,根径<0.5 mm根系占总根系比例呈增加趋势。研究表明,紫花苜蓿可用于低Cd污染场地的植被恢复,其根系对Cd胁迫的响应特征呈现侧根产生—根受损的动态平衡现象。     

铅胁迫对金丝草生长及生理生化的影响

采用土培方法,探究不同梯度铅胁迫(0、1000、2000和3000 mg·kg^-1)对金丝草生长形态、体内抗氧化系统和渗透调节物质的影响。结果表明:低浓度(1000 mg·kg^-1)处理会诱导金丝草叶片过氧化物酶(POD)活性、可溶性蛋白(SP)含量和根系抗超氧阴离子自由基活力(ASAFR)、可溶性糖(SS)及脯氨酸(Pro)含量增加,使得金丝草植株总抗氧化能力(T-AOC)处于较高水平,促进了金丝草株高、叶长和生物量的增加。随胁迫浓度增加,高浓度(2000~3000 mg·kg^-1)处理下,金丝草叶片和根系丙二醛(MDA)含量迅速增加,株高、叶长、叶面积和生物量下降,生长受到抑制。但金丝草通过增强叶片和根系POD、过氧化氢酶(CAT)活性来抵御过氧化作用,提高可溶性蛋白和可溶性糖含量维持细胞正常运作,增加根系生物量占比来加强根系发育,一定程度适应了高浓度铅胁迫。综上表明,金丝草主要通过叶片和根系不同抗氧化酶差异化响应、提高渗透调节物质含量,提升金丝草植株总抗氧化能力等途径来提高Pb耐性,对Pb污染矿区植物修复有较大潜力。     

土壤颗粒组成及黏着剂对类芦种子萌发和幼苗生长的影响

南方红壤侵蚀区土壤表层沙砾化影响植被植物种子萌发和幼苗生长,是限制其植被恢复的主要限制因子之一。为了促进沙砾化土壤植被恢复,本研究以水土保持先锋草本植物类芦种子为材料,采用不同土壤颗粒组成模拟5种不同沙砾化程度的土壤,添加不同含量土壤黏着剂PAM(0、0.125、0.250和0.500 g·kg^-1),研究土壤颗粒组成及土壤黏着剂对类芦种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明:添加PAM使类芦种子发芽提前1~2 d,提高种子发芽率和促进幼苗生长;黏着剂含量对类芦种子萌发和幼苗生长有极显著影响,黏着剂含量为0.125 g·kg^-1时最有利于种子萌发;0.250和0.500 g·kg^-1较有利于幼苗生长。黏着剂对幼苗生长影响还与土壤颗粒组成有关,随着土壤粗颗粒比例增加,黏着剂的添加量增加对幼苗高生长有利。土壤颗粒组成对种子萌发及幼苗生长存在显著影响,在土壤粗细颗粒比例适中(>2 mm、1~2 mm、<1 mm配比为2∶3∶3)时适宜类芦种子萌发,粗颗粒(>2 mm)含量比例较大(≥75%)时可以促进类芦幼苗生长。研究结果为类芦在水土流失区的植被恢复和边坡治理应用提供了理论参考。     

复杂盐碱对黄顶菊种子萌发和幼苗生长的影响及机理初探

将2种中性盐NaCl、Na₂SO₄及2种碱性盐Na₂CO₃、NaHCO₃按不同比例混合,模拟出24种盐度和碱度各不相同的复杂盐碱条件,处理黄顶菊种子,测定其发芽率、发芽指数以及黄顶菊幼苗的茎高和根长,旨在明确盐碱胁迫对黄顶菊种子萌发和幼苗生长的影响;同时测定了盐碱胁迫下黄顶菊叶片叶绿素、丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量及超氧化物歧化酶(superoxidedismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)和过氧化氢酶(catalase,CAT)活性,初步探讨了黄顶菊耐盐碱胁迫的机理。结果表明,盐浓度与A、B、C、D4组的发芽率、发芽指数、根长以及茎高均表现为负效应,在相同盐浓度的处理下,随着盐溶液碱性的降低各处理的发芽率、发芽指数、根长以及茎高均明显上升;对各胁迫因素与发芽率、发芽指数、根长以及茎高之间进行统计学分析表明,在各胁迫因素中盐浓度是影响黄顶菊种子萌发和幼苗生长的主导因素,pH值对黄顶菊种子萌发和幼苗生长没有决定性作用。盐碱胁迫处理后黄顶菊叶片叶绿素相对破坏率上升,细胞膜透性加大,叶片中丙二醛含量升高,盐碱胁迫初期黄顶菊叶片中SOD和POD的活性升高,CAT活性与对照相比差异不显著,表明盐碱胁迫初期黄顶菊叶片中主要靠SOD和POD的活性来暂时维持活性氧产生与清除的动态平衡。