木质部空穴化与栓塞修复的过程和机理

木质部空穴化和栓塞能降低植物的水输导能力,从而影响其抗旱性。本文综述了木质部空穴化和栓塞形成、修复的过程和机理,并对研究该过程的方法进行了简单介绍。这不仅对了解植物的水分运输过程,而且对选育抗旱植物、指导节水灌溉具有重要意义。     

木本植物木质部的空穴和栓塞化

本文从空穴和栓塞化对植物的危害，影响空穴和栓塞化的因素，植物体内的空穴及栓塞化的测定方法，栓塞的季节变化以及栓塞化木质部的恢复等五个方面综述了这方面的研究成果，认为木质部的栓塞化可影响植物的正常生长，但不会危及植物的存活；水分胁迫、冻害、病菌、机械胁迫、微生物引起的壁退化和纹孔膜的透性与空穴和栓塞的产生有关；最好将超声波法和“冲洗法”结合起来研究栓塞和空穴现象；应进一步搞清栓塞恢复机理     

黄土丘陵区典型树木抵抗空穴化能力及与木质部结构的关系

以黄土丘陵区7种典型落叶乔灌木(山杨、辽东栎及刺槐,狼牙刺、黄刺玫、山桃和荆条)为对象,研究了其抵抗空穴化形成的能力与木质部解剖结构和木材密度的关系。结果表明:1)7种乔灌木中,狼牙刺和黄刺玫抵抗空穴化形成的能力最强;其次为山桃、荆条和山杨;而刺槐和辽东栎抵抗空穴化形成的能力最弱。2)7种植物中,黄刺玫、山杨和山桃的导管密度明显高于其他物种,而辽东栎、刺槐和荆条的导管密度相对较小,最大值(黄刺玫)为最小值(刺槐)的近10倍;导管腔平均直径以刺槐为最大,而黄刺玫和狼牙刺的导管直径最小,最大值为最小值(黄刺玫)的3倍左右;导管密度和导管腔平均直径之间呈显著负相关关系。7种植物的木材密度介于0.43～0.70g/cm3之间,其中以狼牙刺的为最大,以山杨的为最小,比值为1.6倍。4种灌木的平均木材密度显著高于3种乔木。3)不同植物抵抗空穴化形成的能力与导管腔平均直径呈显著负相关,而与木材密度之间也存在一定的正相关关系,因而二者可用作黄土丘陵区不同植物抵抗空穴化形成能力的评价指标。     

木质部空穴和栓塞化对植物的影响

自从Runner和Ursprun在一种蕨类植物(Fern sporangia)的1年生环带细胞中发现木质部空穴化现象以来，发现许多植物会在水分胁迫、冻害、病害(如榆树荷兰病、板栗枯萎病等)、机械张力(如风力引起的张力)、微生物引起的导管壁退化和机械损伤及震动条件下发生木质部空穴和栓塞化现象。各国学者也在此方面做了大量细致的工作。本文综述了木质部空穴和栓塞化对植物的影响，包括木质部空穴和栓塞化对植物导水率、生长和生产力、抗旱性、成节分枝模式等的影响。     

油松树体声发射信号特征研究

为了描述油松木质部空穴化发生、发展和恢复特性,利用声发射技术对自然生长的油松树体进行声发射信号监测,通过声发射仪器探测、记录和分析其声发射信号,系统地研究了其树体木质部空穴化发生的声发射信号特征。结果表明：油松木质部空穴化发生的声发信号为突发性事件,其声发射信号频率在230～270kHz的频谱带上;声发信号在时间序列上...     

元宝枫木质部栓塞化与木质部汁液激素含量的关系

通过盆栽法,对1 a生元宝枫实生苗进行不同的干旱处理,然后应用冲洗法和ELISA法对其枝条的木质部栓塞和木质部汁液中ABA及IAA含量进行了研究.结果表明,元宝枫枝条的木质部栓塞化与木质部汁液中ABA含量呈正相关、与木质部汁液中IAA含量呈负相关、与木质部汁液中ABA/IAA比值呈显著正相关.     

木质部溶质分析法测量豆科植物的生物固氮

固氮植物与未长根瘤的豆科植物所同化氮素的运输形式有所不同,许多豆科植物所固定氮素是以酰脲或酰胺的形式在木质部中运输的。测定一些豆科植物木质部液汁中酰脲的相对含量,则可以估测出该植物的固氮能力。该法县有取样方便、测量简单,对某些植物可以做到非破坏性测量等优点。     

亚热带植物水力性状与木质部解剖结构的关系

【目的】植物水力系统需要对不断变化的水分环境做出适应性调整,因此,量化植物水力性状与木质部解剖结构在不同水分状况下的关系,将有助于理解植物的适应策略。【方法】以亚热带7种裸子植物和7种被子植物为研究材料,对比分析不同生境中(自然生境和人工生境)植物的栓塞抗性(植物导水率损失50%的水势)、输水效率和解剖结构的性状差异,探究植物水力性状与木质部解剖结构的关系。【结果】(1)在不同生境下,自然生境植物的输水效率(K_s)较大,栓塞抗性(P₅₀)较小,且植物解剖结构性状对不同生境植物水力性状具有一定指示性。(2)相关性分析表明：被子植物的导管水力直径、导管密度与K_s、P₅₀呈显著相关(P<0.05),但相关性在不同生境下呈相反趋势;裸子植物的管胞水力直径、管胞密度与K_s、P₅₀之间的相关性在不同生境中具有相同趋势。【结论】在湿润区内,植物通过增加输水效率以适应相对干旱环境的生存策略可能较为普遍。木质部结构与功能的差异可能是同一生境下植物水分策略存在差异的原因...     

植物木质部次生细胞壁加厚调控的研究进展

木质部是维管植物运输土壤水分和可溶性物质的复合组织,由管状分子、木薄壁细胞以及木纤维3部分组成,其中管状分子和木纤维细胞均能发生次生细胞壁加厚,为植物生长发育提供必要的支撑。对木质部次生细胞壁加厚转录因子的共同调控网络的研究进展进行综述,其中以NAC−MYB为核心的转录调控网络在该过程中扮演着关键性的作用;NAC转录因子家族可根据其调控部位分为VND基因家族、NST1/NST3转录因子和NST1/NST2转录因子,并直接调控下游MYB转录因子家族的表达,影响次生细胞壁的加厚。并以拟南芥、水稻、杨树等模式植物为例梳理调控机制,以便能更好的加深对植物木质部次生细胞壁加厚过程中转录调控的理解。     

韧皮部同化物运输与木质部的关系研究

采用双标记法,将１４Ｃ－糖和３Ｈ－水分别引入到棉茎韧皮部和木质部不同处理中,再用示踪动力学分析法对数据进行测定、计算和分析。结果表明,同化物在韧皮部中运输时,必须有木质部水的参与,和木质部分离的韧皮部不能单独运输同化物,仅存在同化物和水分的扩散迁移。同化物在韧皮部中以液流形式运输,液流中的水主要来自木质部。同化物向韧皮部的装载,是不伴随水的主动装载过程。同化物在韧皮部中的分布,存在着一定的浓度梯度,是推动同化物由源到库运输的动力来源之一,这与压力流学说基本一致。     

单轴加载下混凝土超声波与声发射联合特性试验研究

本研究通过混凝土试件在单轴向受压下的试验研究,对比了不同强度等级立方体和棱柱体试件对超声波波速的影响,分析超声波及声发射参数随应力的变化关系。试验结果表明:强度等级越高的混凝土超声波波速时间稳定性表现越好;棱柱体超声波稳定性优于立方体试件;在工作应力为极限破坏应力的20%~70%阶段,超声波波速下降缓慢,声发射撞击数增加,能量和振铃计数呈突发式增长;当工作应力大于混凝土的极限破坏应力70%后,超声波波速明显下降,声发射活动急剧增加。提出划分应力阶段对2种检测方法进行分析,为混凝土结构工作应力状态的检测提供参考。     

Ultrasonic Acoustic Emissions from Leaf Xylem of Potted Wheat Subject to a Soil Drought and Rewatering Cycle

Ultrasonic acoustic emissions （AEs） from leaf xylem of both water stressed and well watered potted winter wheat （Triticum aestivum L.） plants during drought and rewatering cycle were investigated with a ‘PCI-2 Based AE System＇ （Physical Acoustics Corp. New Jersey, USA） for estimation of leaf xylem cavitation and embolism. Very few AEs occurred in xylem of wheat leaves in well-watered plant, and also in plant subject to mild and moderate soil water stress conditions over the first 4 d of the drought cycle. Great amounts of AEs have occurred since d 5 of the drought cycle as plant showed obvious leaf curling, indicating significant cavitation in leaf xylem on plant exposed to severe soil water deficit. At this point, relative soil water content （RSWC） and leaf xylem pressure （ψ1） dropped to 24.0-26.5% and -1.92 MPa, respectively, with reductions in leaf stomatal conductance （gs）, leaf transpiration （Tr） and leaf CO2 assimilation rate （A） of as much as 69.8, 60.7 and 46.5%, respectively. The effect of soil water deficit was in the order gs 〉 Tr 〉 A 〉 AE. Waveform physical property parameters such as amplitude, counts, rise time, duration, absolute energy and signal strength were analyzed. These parameters varied within very broad ranges, with frequency distribution of most parameters being well fitted by the exponential function y = yo- A exp （-x/t）. The proportion of stronger AE signals rose as soil dehydrated. While AEs occurrence in water stressed plant remained higher than in well-watered control at the following day after rewatering, waveform signal strength and related physical property parameters dropped immediately to that of control. Difference in AEs occurrence characterization between field-grown and potted wheat leaves was discussed.     

面向网衣清洗的内壁-中心体空化喷嘴数值模拟

为提高空化水射流清洗网衣表面的能力,设计了一种内壁-中心体空化喷嘴。采用空化喷嘴空化流CFD数值方法,对比分析仿真与理论解,验证了基于两方程湍流模型的二维轴对称空化流数值模型的可靠性。开展了淹没水射流环境下的内壁-中心体空化喷嘴空化流数值计算,获取了内壁空化器与中心体对喷嘴空化效果的影响,并计算讨论了水深对空化效果的影响。结果表明：水射流通过喷嘴喉部时,分别在内壁空化器及中心体表面产生空泡;中心体空化效果较内壁空化器更好,但对射流阻塞作用更强;内壁空化器会提高喷嘴喉部压强,进一步提高中心体空化效果;内壁空化器与中心体均可降低喷嘴空化效果对水深的敏感度;本研究可为养殖网箱网衣清洗喷嘴设计提供空化流动力学机理研究基础,并提供了低成本、高效率的设计方法。     

木本植物木质部栓塞修复机制的探讨

该文用几种木本植物茎做切片实验,探讨木本植物木质部栓塞的修复机制.研究发现:当脱水样品被复水后,在表面张力的作用下,其管状细胞中的空气立即回缩,形成长形或球形气泡;此后,在比较小的管状细胞中的气泡逐渐缩小直到消失;大的管状细胞中的气泡最初会伸长,然后缩短,直到消失;胞外球形泡也会一个接一个地出现; 除了来自细胞的切破处,这些胞外球形泡还来自木射线的横断面,其中小些的会缩小,大个的会长大. 这些现象说明,样品中的气体并没有如以往所云,溶解到水中之后进入大气.作者认为,空气也许从短半径气泡移动到了长半径气泡中.有两种可能的机制可以解释这一现象,一是根据表面张力附加压强公式,气体会由半径小、压强大的小气泡移动到大气泡;二是根据物理学的统计理论,从小气泡溶解到水分中的空气能够扩散,进入临近的、压强较小的大气泡. 两种机制导致样品中小管状细胞栓塞的修复. 因此,作者认为,对活体植物, 空穴化事件之后,空气难以从木质部移动到大气中,而是从小的管状细胞中运动到了大的管状细胞中或其他低气压区域,从而导致木质部栓塞的修复.      

八种木本植物木质部栓塞恢复特性及其与PV曲线水分参数的关系

以西北农林科技大学校园内生长良好的耐旱树种刺槐(R obin ia p seud oacacia L.)、元宝枫(A certrunca tum Bge.)、沙棘(H ipp ophae rham noid es L.)、白榆(U lm us pum ila L.)、油松(P inus tabu laef orm is C arr.)、白皮松(P inus bung eana Zucc.ex End l.)及中生树种女贞(L igustrum lucidum A it.)和柳树(S a lix m a tsud ana K o idz.f.p endu la Schne id)为研究对象,用压力套在2.5 M Pa下诱导1年生枝条发生木质部栓塞,研究自然条件下木质部栓塞的恢复特性,探讨木质部栓塞恢复特性与PV曲线水分参数间的关系。结果表明,木质部栓塞恢复的快慢,与其小枝的木质部栓塞脆弱性顺序基本一致;栓塞的发生和恢复与树木木质部的结构密切相关。植物木质部栓塞的发生、恢复,与植物耐旱性一样受多种因素控制,虽然与PV曲线水分参数有一定关系,但任何单一水分参数的排序,均与木质部栓塞的脆弱性和恢复速率不完全一致。木质部水势和树木不同部位间的水势梯度是影响木质部栓塞发生和恢复的最主要因素,蒸腾作用、气孔关闭及植物的渗透调节等可能也与木质部栓塞的恢复有关。     

基于超声波技术的水平管气液两相流流型识别方法

根据超声波在不同介质界面处的反射回波强弱不同的特性,提出了应用超声波对水平管气液两相流流型进行非介入式在线识别的方法。理论计算得到钢管内壁接触的介质分别为水和空气时的声压反射率,证明了超声波流型识别法的可行性。数值仿真研究管内的流体分别为水、空气时不同界面的反射回波特点,得到了超声波流型识别法的实现方式。依据数值仿真结果,开展超声波气液两相流流型在线识别实验,分析气液两种流体在管道横截面上的分布,从而识别水平管气液两相流流型。研究结果表明：在不影响生产的前提下,超声波流型识别方法能够准确获取水平管气液两相流流动过程中的实时流型,操作方法简便,且结果可靠。（图10,表1,参9）     

循环超声法提取花椒油树脂

为建立一种超声辅助提取花椒油树脂的方法,该文以GC-MS的分析结果为定性指标,评价提取物中风味物质的组成与含量特点,以提取得率为定量指标对循环超声仪辅助提取花椒油树脂的工艺条件进行了优化。结果表明:提取溶剂为无水乙醇和石油醚体积比率为8∶2、原料粒度40目、液固比为1０∶1、提取温度40℃、提取时间30 min、超声功率600 W是最佳提取工艺条件;此条件下花椒油树脂的得率为26.11%,较索氏提取器提取和非循环超声辅助提取方法的得率分别提高3.86%和8.40%。该方法耗时短、提取组分完全,并为类似天然食品添加剂的提取提供了新的思路。      

SH超声导波储油罐底板检测仿真

采用有限元仿真模拟了SH超声导波检测储油罐底板损伤过程,通过细化模型的单元尺寸和时间步长确保模拟结果的准确度.经过Matlab频谱分析选择10个单音频数70 kHz经Hanning窗调制后的信号作为激励信号,对储油罐底板无缺陷、通孔缺陷、裂缝缺陷、腐蚀坑缺陷进行有限元仿真模拟,通过分析超声导波回波信号的信噪比,可以准确定位缺陷位置和几何特征,为SH超声导波检测技术应用提供了有力的理论支持.