黑果枸杞基础理论研究进展

黑果枸杞是一种集盐碱地绿化价值、防护林价值、药用价值等于一体的野生优良植物,生态效益和经济效益兼具,是盐碱、沙漠、干旱地区最具开发潜力和价值的植物品种之一。但其目前基本处于野生状态,且原生地自然条件恶劣,植被退化严重,已经对黑果枸杞的生存造成了很大的威胁,甚至有些地区黑果枸杞成片死亡,保护和合理利用这一植物资源迫在眉睫。从国内外对黑果枸杞的研究成果来看,目前还没有系统地进行过研究,从而影响了对黑果枸杞的保护和合理开发利用。     

黑果枸杞种子萌发对PEG模拟干旱胁迫的响应

[目的]研究干旱胁迫对黑果枸杞种子萌发及幼苗生长的影响,为黑果枸杞人工栽培提供理论依据。[方法]通过聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)模拟干旱胁迫,测定不同干旱胁迫强度下黑果枸杞种子的萌发进程、发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、幼苗的生长、幼苗渗透调节物质、叶绿素含量等指标,研究干旱胁迫对黑果枸杞种子萌发及幼苗生长的影响。[结果]干旱胁迫不利于黑果枸杞种子的萌发,重度干旱胁迫推迟其萌发的高峰期;干旱胁迫下黑果枸杞种子的发芽率、发芽势均呈下降趋势,-0.6 MPa处理下,黑果枸杞种子发芽率、发芽势相对对照分别降低72.06%和74.07%;干旱胁迫对黑果枸杞种子发芽指数和活力指数有抑制作用,其抑制程度随干旱胁迫强度的增加而增加;适度干旱胁迫有利于黑果枸杞幼苗胚根和胚芽的生长,而中度、重度干旱胁迫不利于幼苗胚芽的生长;干旱胁迫下黑果枸杞幼苗根、芽脯氨酸含量和可溶性糖含量均随着胁迫程度的增加逐渐增加,而幼苗叶绿素含量(Chl a+b)随干旱胁迫强度的增加逐渐降低。[结论]干旱胁迫对黑果枸杞种子萌发及幼苗生长有重要影响,适度的干旱胁迫有利于黑果枸杞幼苗的生长。     

基于转录组信息的黑果枸杞WD40蛋白质家族分析

WD40蛋白质为真核生物中一种常见蛋白质,广泛参与植物生长发育的多种生物过程,在蛋白质-蛋白质及蛋白质-DNA的相互作用中发挥重要作用。为系统分析黑果枸杞WD40蛋白质家族成员,本研究以黑果枸杞青色期、转色期和成熟期3个发育时期的果实转录组测序数据为基础,结合Nr、Nt、Pfam、KOG/COG、Swiss-prot、KEGG及GO 7个数据库和NCBI网站,对黑果枸杞WD40蛋白质编码基因进行筛选注释。结果表明,共得到77个黑果枸杞WD40蛋白质家族成员,黑果枸杞WD40蛋白质结构域组成多样,且在不同物种间高度保守;亚细胞定位预测分析表明,黑果枸杞WD40蛋白质家族成员多位于细胞核及细胞质中;黑果枸杞和拟南芥WD40蛋白质共建的系统进化树可分为五个亚家族;WD40蛋白质家族成员编码基因随果实发育的表达模式表明,黑果枸杞WD40蛋白质家族成员可能参与了其果实花青素的变化调控。本研究结果为枸杞WD40蛋白质的分离及功能研究奠定了一定的理论基础。     

石羊河下游不同立地类型黑果枸杞种群结构及数量动态研究

以黑果枸杞为优势种的天然灌木群落是石羊河下游的重要植被建群种之一，为揭示该地区黑果枸杞种群动态变化特征，探索其生态价值，基于对石羊河下游不同生境黑果枸杞天然种群的样地调查，对其年龄结构、静态生命表、动态指数、存活曲线进行了分析研究。结果表明，不同立地类型黑果枸杞种群均表现为新苗和幼龄个体丰富，中老龄个体少；种群在Ⅲ龄级时死亡率最高，种群亏损率与死亡率保持一致。各样地种群动态指数基本为正值，说明黑果枸杞种群整体处于稳定增长的发育状态。盐碱地、覆沙地和砾石地黑果枸杞的存活曲线均接近于Deevey-Ⅲ型，固定/半固定沙地的存活曲线为Deevey-Ⅱ型。不同立地类型黑果枸杞种群的4个生存函数变化除局部有差异外整体趋势较为一致，各样地中黑果枸杞种群累积死亡率F(t)和危险系数λ(t)在Ⅰ龄级向Ⅲ龄级过渡时呈现逐渐增大的趋势，生存率S(t)和死亡密度函数f(t)随龄级呈单调递减的趋势。总体上黑果枸杞种群呈现出前期增长、中期稳定、后期衰退的特征。     

基质、处理剂及其浓度对黑果枸杞硬枝扦插育苗的影响

[目的]探索黑果枸杞硬枝扦插育苗对土壤环境的选择性,为优质苗木的工厂化生产提供技术参考。[方法]以甘肃省永靖县黑果枸杞一年生枝条为材料,对4种土壤基质中不同生根粉(BBT)和萘乙酸(NAA)处理浓度下黑果枸杞硬枝扦插后的成活率、生长状况、生根率及根系性状进行了测定和评价。[结果](1)泥炭土、壤土、沙土均可用作黑果枸杞硬枝扦插基质,各浓度BBT和NAA处理下的成活率均分别在95%和80%以上;沙盐土不宜用于黑果枸杞扦插育苗;(2)扦插后第10周,生根率最高的是泥炭土,其次是壤土,沙土最低,但沙土中已形成的根系在后期表现出快速生长的特点。(3)新生枝条长度在扦插后的前5周增长缓慢,之后显著增加;随育苗时间增长,植株间枝条生长量出现明显差异。[结论]从透气性和根系发育来看,泥炭土硬枝扦插的效果最好。从保水性来看,普通壤土和沙土均较好,但沙土生根率低,不建议使用。     

黑果枸杞改良塔里木河上游阿拉尔垦区盐碱地的效果分析

探讨极端干旱区黑果枸杞(Lycium ruthenicum Murr.)改良盐碱地的效果及盐分与土壤有机质之间作用规律。连续田间监测对比中度盐渍土(5～10 g/kg)、重度盐渍土(10～22 g/kg)和盐土(>22 g/kg)3种土壤条件黑果枸杞植株的成活率,以及栽培3年对0～20、20～40、40～60 cm土层Na+、Cl-、SO42-、有机质、碱解氮含量以及果实产量的影响。结果表明,土壤总盐含量与黑果枸杞存活率之间符合二次函数,总盐含量大于7.97%致死黑果枸杞植株。此外,栽培黑果枸杞后,3种盐渍土20～40 cm土层Na+、Cl-和SO42-含量显著减小,并以盐土最为显著,其他各土层盐离子含量未显著降低。盐土碱解氮含量显著增加,其他类型盐渍土各土层有机质和碱解氮显著降低。土壤总盐降低速率与土壤有机质增量呈负相关。经修复的盐渍土有利于黑果枸杞产量显著增加。综上所述,增产过程中黑果枸杞降低了中重度盐渍土中Na+、Cl-和SO42-含量,消耗了20～40 cm土层较多养分。     

冷温荒漠环境下柴达木黑果枸杞原生地土壤元素特征

柴达木盆地中西部极度干旱,气候冷温,盐生植物黑果枸杞占有一定生态位.采集0 ～ 40 cm土样,用超细粉末压片-X射线荧光光谱法,测定部分元素含量,研究了柴达木黑果枸杞原生地土壤元素分布特征.结果 表明:原生地土壤中人体必需微量元素Se、Sr含量较高,Co、Ni、V、Zn等含量相对低;C1、S含量、富集程度(Kc＞3....     

黑果枸杞及其绿色清洁栽培技术

从黑果枸杞苗木繁育、园地选择与规划、肥水科学管理、整形修剪、病虫草害防控、果实采摘收获等方面介绍了黑果枸杞及其清洁栽培技术。     

黑果枸杞多倍体诱导及鉴定

为了建立黑果枸杞多倍体诱导方法及快速、准确和高效的多倍体鉴定技术,以黑果枸杞二倍体种子经浸泡后的吸胀种子与萌动种子为材料,用不同浓度的秋水仙素进行不同时间的诱导处理,通过流式细胞仪测定细胞核DNA含量的方法对诱导后的植株进行倍性鉴定,并与传统的染色体计数、气孔密度和大小测定、叶绿素相对含量测定等不同方法进行比较。结果表明,0.1%的秋水仙素(内含2%的DMSO)可有效地诱导黑果枸杞萌动种子的染色体加倍,其中24 h处理的效果最好,诱导率为33.3%。经流式细胞仪细胞核DNA含量测定以及压片染色体计数等方法鉴定,获得的多倍体有四倍体、八倍体。在形态上,多倍体植株具有叶色深绿,叶脆,易折断,叶片加厚、卷曲,叶下表皮气孔增大,密度减少等特征。本研究建立的黑果枸杞多倍体诱导方法以及利用流式细胞仪进行细胞核DNA含量测定分析植株倍性技术可方便快速的培育出黑果枸杞多倍体植株,为黑果枸杞新品种选育提供参考。     

微胶囊包埋壁材对黑果枸杞花青素稳定性的影响

花青素微胶囊包埋技术因其能显著提高黑果枸杞花青素在加工、贮藏以及人体内胃肠道中的活性而备受关注。目前在微胶囊包埋技术中常用的天然高分子壁材主要有碳水化合物、蛋白质和植物胶这3大类。本文就目前微胶囊制备中使用的不同壁材对黑果枸杞花青素在加工、贮藏以及人体内活性的影响进行了分析讨论,从而为今后的相关研究提供参考。     

彭阳县炭洼小流域坡改梯后作物产量变化

2013—2016年连续4年对彭阳县炭洼小流域坡改梯地区重点作物产量的跟踪监测结果表明:坡改梯后主要作物产量总体呈显著增产趋势,与坡耕地相比,1～2年梯田小麦产量显著下降、3～5年梯田基本持平、5年以上梯田显著增产;不同年限梯田玉米产量均较坡耕地显著增加,1～2年、3～5年和5年以上梯田玉米产量比坡耕地分别增加58.68%、26.47%和26.73%,且1～2年梯田玉米增产尤为显著,3～5年和5年以上梯田玉米产量没有显著差异;坡改梯后马铃薯产量总体呈增加趋势,1～2年和3～5年梯田马铃薯产量比坡耕地增加显著,增产幅度分别为66.19%和15.10%,5年以上梯田增产幅度不大,只有1.56%。推荐1～2年梯田先锋种植作物次序为马铃薯、玉米,3～5年梯田为玉米、马铃薯,5年以上梯田为玉米、马铃薯、小麦。     

基于喷混植生的高陡岩质边坡生态修复新思路——以梧桐山道立交边坡为例

为使喷混植生技术广泛应用于高陡岩质边坡的生态修复并取得良好的生态和景观效果,以深圳市梧桐山道立交边坡为例,提出新的修复理念。根据当地边坡特点,采用工程护坡和生态护坡的科学结合,动态设计、动态施工,不断试验改进,按近自然、可持久的生态恢复新理念,设计了边坡排水系统、平台种植槽、生态复绿措施、滴灌措施,创新应用了V形槽+挂双层网喷混植生技术、滴灌系统、平台排水沟在种植槽外侧布设、先锋乔灌草种优化组合模式等技术。据竣工后7年的跟踪调查,高陡岩质边坡的水土流失得到有效控制,边坡生态环境和自然景观得到有效改善,生态修复效果良好。梧桐山道立交边坡生态修复的研究成果,可为我国华南地区高陡岩质边坡的生态修复提供参考。     

连续纤维丝生态护岸稳定性及其影响因素研究

利用纤维丝补强土技术,将河道底泥作为河道生态护岸的原料,可实现底泥的资源化处置及河道护岸的生态化。选取锚杆粗细程度、锚杆安插密度及纤维丝添加量3项指标作为影响因素进行正交组合,通过自主研发的剪切拉力运动模型对纤维丝底泥补强结构进行剪切拉力试验,研究多因素耦合作用对底泥补强结构抗剪性能的影响并对其边坡稳定性进行评价,结果表明,3项因素从不同方面对底泥补强结构的抗剪性能起到了加强作用,在试验设计范围内,抗剪强度达到最大的组合为锚杆粗10 mm+锚杆数3根+加丝量1.3 kg/m^3。试验结果可为边坡稳定性计算及底泥资源化利用提供参考依据,并为复杂结构土壤的抗剪试验提供新的思路。     

土地利用和气候变化对嘉陵江流域水文特征的影响

以嘉陵江流域为研究区,通过模型校准与验证得到适宜于该流域的SWAT模型,在综合考虑土地利用和气候变化特征的基础上构建多种情景模式,模拟了不同情景下的主要水文要素。结果表明:(1)1985—2005年,流域林地减少,城镇和农村居民用地增加;草地和工业用地在上游减少,中下游地区增加;耕地在上游增加,中下游地区减少。流域总体呈暖干化趋势,上游地区水热条件的变化较中下游地区大。(2)与1976—1995年相比,土地利用和气候变化共同作用使地表径流增加,地下径流、土壤含水量、壤中流、实际蒸散发和产水量减少。其中,气候变化对流域水文过程的影响大于土地利用变化。林草地具有明显的水土保持作用,耕地在水土保持和水源涵养方面呈负贡献。RCP8.5情景下年平均产水量较RCP 4.5情景高,但长期来看,RCP 4.5情景对降低地表径流和实际蒸散发,增加地下径流、壤中流和产水量的作用优于RCP 8.5。(3)土地利用和气候变化对流域地表径流的影响较大,对中下游的影响大于对上游的影响。     

盐碱地土壤微生物生态特性研究进展

盐碱土遍布于全球100多国家,面积高达1×109 hm^2,作为重要的后备土地资源,将其合理的开发利用是目前的热点问题。盐碱土壤中蕴藏着丰富的微生物资源,微生物对土壤物质组分、理化性质和微环境表现出高度的响应特性,通过对土壤微生物进行系统、深入研究有助于揭示盐碱土的生物过程机制。本文回顾了国内外关于盐碱土特定环境中的微生物进展,从土壤微生物多样性分布格局、土壤改良过程中微生物群落变化、功能性微生物土壤修复机制及资源利用等角度进行综述,以期为盐碱土微生物生态功能研究提供借鉴。     

1961～2012年银川浅层地温变化及其对气候变化的响应

利用银川市1961～2012年逐月平均气温和逐月0～20 cm浅层地温资料,采用统计学和功率谱分析等方法分析了过去52年银川市浅层地温的变化特征及其对气候变化的响应。结果表明:(1)1961～2012年银川市各层年平均地温均呈显著升高趋势,其中0 cm地温升温速率最大,为(0.477±0.126)℃(10 a)^-1(95%置信区间,下同),10 cm地温升温速率最小,变化速率为(0.395±0.117)℃(10 a)^-1;(2)1961年以来银川各层年与季平均地温多以2～4 a周期为主,其周期可能受海气相互作用及平流层准2 a震荡的影响;(3)银川浅层地温对气温变化极为敏感,年平均气温每升高1℃,相当于0 cm、5 cm、10 cm和20 cm年平均地温分别升高(1.095±0.154)℃、(0.970±0.169)℃、(0.911±0.159)℃和(0.945±0.173)℃。     

间作模式下玉米/大豆的根系特征及其与团聚体稳定性的关系

通过玉米单作、大豆单作和玉米大豆间作种植,利用WINRHIZ软件分析不同种植模式下0-10 cm,10-20 cm,20-30 cm不同深度土层的作物根系的根系密度、根长、根表面积等根系特征指标,并采用湿筛法对各个土层团聚体稳定性进行分析,研究根系特征对团聚体稳定性的影响。结果表明:单间作条件下,玉米和大豆的根系密度、根长、根表面积、根长密度、根体积等随着土层深度的增加而减少,间作模式下根系密度、根体积在0-10 cm土层分别比单作增加了14.79%和11.74%。间作模式下各土层团聚体平均重量直径和平均几何直径显著高于单作模式,团聚体破坏率、可蚀性因子K值、分形维数（D）显著小于单作模式,0-10 cm土层差异表现为极显著,充分说明间作模式下团聚稳定性优于单作模式。且以上指标在0-10 cm土层内差异最显著,随土层深度增加差异呈减小趋势;通过相关性分析,团聚体破坏率与根体积,根尖数呈显著负相关,与根长,根表面积,根长密度,根杈数极显著相关,说明根长、根长密度、根表面积和根杈对提高团聚体稳定性具有一定作用。因此,间作模式可通过增大根表面积、根长等改变根系特征,从而提高土壤团聚体稳定性。     

不同粉碎程度对绿肥籽粒苋腐解过程中氮、钾释放与转化的影响

采用原位室内培养的方法,研究绿肥籽粒苋腐解过程中氮、钾释放规律,并分析不同粉碎程度对籽粒苋腐解过程中氮、钾释放的影响。结果表明,籽粒苋还田腐解前15 d,是氮、钾的快速释放期;经过34 d腐解,籽粒苋茎秆氮、钾的养分累积释放率分别达到72.8%和94.2%,其中籽粒苋释放的氮素对土壤无机氮的最大表观贡献率为12.0%,钾素对土壤有效钾的最大表观贡献率为69.8%。不同粉碎程度处理的籽粒苋茎秆还田后,土壤中氮、钾含量变化有差异,土壤铵态氮含量和速效钾含量为T3(添加粒径为5 cm±0.5 cm的籽粒苋茎秆)> T2(添加粒径为3 cm±0.5 cm的籽粒苋茎秆)> T1(添加粒径<2 mm的籽粒苋茎秆),土壤无机氮含量为T1> T2> T3,土壤缓效钾含量处理间无显著差异。由此表明,籽粒苋腐解释放的氮素对土壤无机氮的表观贡献率远小于钾素对土壤有效钾的表观贡献率,籽粒苋粉碎程度越细越有利于土壤无机氮含量的提升,而粉碎程度越粗越利于土壤速效钾含量的提升。     

保护性耕作对棕壤粒径分形特征及碳氮比分布的影响

【目的】分析长期不同耕作措施下棕壤土粒径分布的非均匀性和异质性变化特征,可为农田土壤发育过程以及科学合理耕作提供理论支撑。【方法】本试验基于山东农业大学农学试验站长期定位的保护性耕作试验田(始于2002),试验主要耕作措施有翻耕、免耕和深松3种,还田方式为秸秆全量还田和不还田。采用激光粒度分析仪(LS13320),测定小麦.玉米轮作系统中0—40cm土层中的颗粒分布,应用土壤分形理论解析土壤颗粒含量、土壤质地颗粒分布状况及耕作措施和秸秆还田调控土壤颗粒分布的作用。【结果】土壤粒径的基本特征分布中,粘粒体积百分比表现为免耕>深松>初始土样>翻耕,秸秆还田>无秸秆还田,可见长期定位保护性耕作措施下,免耕秸秆还田增加了土壤粘粒含量,降低了土壤中C/N比值,较低的C/N值促进土壤碳氮的分解从而增加土壤的C、N含量;土壤多重分形参数中,D(1)、D(1)/D(0)、D(2)、Δα值都表现为深松和免耕显著高于翻耕处理,说明深松与免耕加剧了土壤颗粒细化,增进了土壤颗粒的异质性;深松秸秆还田加剧了土壤的非均匀程度,增强土壤结构稳定性,对土壤结构有一定的改良作用。土壤粘粒体积百分比与D(1)/D(0)呈显著负相关(P<0.05),土壤粉粒体积百分比与Δf呈显著负相关(P<0.05),土壤砂粒体积百分比与Δf呈正相关(P<0.05)。表明土壤多重分形参数可作为表征土壤颗粒分布、土壤性质的潜在指标。【结论】多重分形参数中D(1)、D(1)/D(0)、D(2)、Δα各处理间表现出差异,深松秸秆还田处理在细微程度上反映了保护性耕作措施的长期影响效果,免耕秸秆还田处理中土壤粘粒与土壤C/N呈极显著负相关,免耕秸秆还田促进粘粒增加,降低了土壤的C/N值,从而增加了土壤有机质及全氮的含量。多重分形参数对表征土壤性质具有重要的指导意义。     

棉纤维生物炭对稻田土壤及水稻Cd含量的影响

为生物炭应用于农田Cd污染的控制及治理提供相关科学依据,研究通过根箱试验,研究棉纤维生物炭对水稻根际和非根际土壤可交换态和不可交换态Cd含量及水稻植株中Cd分配的影响。研究表明:随着棉纤维生物炭的施用量增加,根际和非根际土壤可交换态Cd含量都呈下降趋势,同时不可交换态Cd含量都呈上升趋势。随着棉纤维生物炭的施用量增加,非根际土壤pH值呈逐渐上升趋势。非根际土壤pH值与可交换态Cd含量之间存在显著负相关关系,与不可交换态Cd含量之间存在显著正相关关系。可见,施用棉纤维生物炭可在一定程度上提高非根际土壤pH值,进一步降低了非根际土壤可交换态Cd含量;而根际土壤可交换态Cd含量的下降,主要受棉纤维生物炭的理化性质影响,受土壤pH值影响不大。随着棉纤维生物炭的施用量的增加,水稻各部位Cd含量及累积量都呈现下降趋势,其中籽粒Cd含量的下降幅度最大,为36.57%,根的Cd含量的下降幅度最小,为12.56%。由于茎鞘的生物量和Cd含量都较大,茎鞘中Cd累积量最高,平均为25.44μg plant^-1,是籽粒的2.85倍。因此,在进行农田土壤Cd修复的同时,除了要关注农产品Cd污染,还要考虑如何妥善处理大量的富集Cd的农业废弃物,避免产生二次污染风险。