水分和铅胁迫对土壤酶活性的影响

针对西北旱区铅锌矿业废弃地林、草植被恢复以及重金属铅污染土壤的植物修复问题,以杨凌壤土土壤为研究对象,通过模拟方法分析水分和铅单一及双重胁迫对土壤脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶活性的影响.结果表明:一定程度的水分胁迫对土壤酶具有激活作用,蔗糖酶对土壤含水量变化最为敏感;蔗糖酶在低铅浓度时被激活、高浓度时被抑制,脲酶和碱性磷酸酶随铅浓度增加保持持续下降趋势.当铅浓度为2000 mg·kg-1时,3种酶的最大抑制率分别为56.31％,53.21％和38.11％.水分和铅浓度之间存在交互作用,轻微水分胁迫下,水分和铅双重胁迫对土壤脲酶活性表现出拮抗作用;低浓度铅对土壤蔗糖酶表现出协同作用,铅浓度大于l000mg·kg-1时表现出拮抗作用;对土壤碱性磷酸酶仅在300mg·kg1时表现出协同作用.轻度水分胁迫和铅对土壤脲酶和蔗糖酶主要表现为协同作用,对碱性磷酸酶主要表现为拮抗作用;重度水分胁迫下,碱性磷酸酶净变化量(△U)仅在铅浓度为2000mg·kg-1时小于0,脲酶和蔗糖酶的△U规律不明显.水分与铅交互作用下,各种酶最大△U分别为对照的88.4％,50.7％和25.5％.     

“沙漠学”课程建设与教学改革的探讨

从“沙漠学”课程的历史沿革、课程内容体系的建设、教学方法的改革和教学改革效果等方面进行了总结与探讨，构建了教学内容体系，分析了教学重点和难点，提出了课堂讲授与课下自学相结合、室内实验与野外现场实习相结合和多媒体教学手段与传统教学手段相结合的教学法，对“沙漠学”课程建设与改革乃至水土保持与荒漠化学科建设有一定的指导意义。     

侧柏和国槐叶片中铅的化学形态与分布研究

为了解铅在植物体内的迁移转化规律,采用盆栽试验,结合细胞组分分离和化学形态提取技术,研究了不同外源铅浓度处理下(CK 0 mg·kg-1,A 300 mg·kg-1,B 500 mg·kg-1,C 1000 mg·kg-1,D 2000 mg· kg-1)侧柏和国槐不同器官的铅含量及其在两种植物叶片细胞中的分布和化学结合形态.结果表明:在铅胁迫下,侧柏和国槐的生物量均发生显著变化;两种植物体内的铅随着外源铅浓度的增加而显著增加,且主要分布在根部.侧柏和国槐叶片亚细胞中铅的含量分布及结合形态存在差异.细胞壁是铅在侧柏和国槐叶片细胞内的主要分布位点,其次是细胞核部分和叶绿体线粒体部分,可溶性部分最少,随着外源铅浓度的增加,细胞核部分的分配增加,可溶性部分减少,但侧柏叶片中细胞壁部分所占比例大于国槐叶片中细胞壁部分的百分率.两种植物叶片内均以NaC1提取态、HAc提取态和HC1提取态铅为主导形态,水和乙醇两种提取态铅的分配很少;随着外源铅浓度的增加,侧柏叶片中NaC1提取态铅先增加后减少,国槐叶片中NaC1提取态铅所占百分率不断增加.侧柏对铅的耐受能力强于国槐.     

水分和铅胁迫下土壤中脲酶和碱性磷酸酶活性的变化

为探讨土壤重金属污染酶指示的可行性,通过对加入外源铅的塿土进行控水培养,研究塿土中脲酶和碱性磷酸酶活性的变化及其与土壤铅含量、土壤含水量和理化性质之间的关系。结果表明,土壤相对含水量为80%、60%时,土壤中的脲酶和碱性磷酸酶活性均增加;脲酶和碱性磷酸酶活性随铅含量增加而呈下降趋势,当铅含量为2000 mg/kg时,2种酶活性分别仅为对照的43.7%、61.9%。通径分析表明：各因子对脲酶活性的直接作用顺序为：速效钾>有机质>铅>全氮>速效磷>pH>水分,对碱性磷酸酶活性的直接作用顺序为：铅>有机质>全氮>水分>pH>速效钾>速效磷。土壤速效钾对脲酶活性的直接影响较大,铅、有机质是影响碱性磷酸酶活性的主要因素。2种酶活性变化是铅、水分和土壤理化性质共同作用的结果,且碱性磷酸酶活性较脲酶活性更易受影响。     

铅胁迫下干旱对国槐和紫穗槐幼苗抗氧化酶活性的影响

为了阐明铅胁迫下国槐和紫穗槐对干旱的生理响应机制,进而对比两者在铅胁迫下的抗旱性,为西北矿区耐铅型抗旱植物鉴选提供依据。通过盆栽试验,以1年生的国槐和紫穗槐幼苗为材料,以土壤相对含水量(SRW)100.00%的无铅处理为对照,其余处理外源铅浓度统一设为2 000 mg·kg~(-1),测定不同水分胁迫强度(土壤相对含水量87.84%,70.00%,52.16%,40.00%)国槐和紫穗槐幼苗叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)以及过氧化氢酶(CAT)活性的变化。结果表明:单一铅胁迫(2 000 mg·kg~(-1))下国槐和紫穗槐抗氧化酶活性高于对照;铅和干旱复合胁迫下,SRW 87.84%、SRW 70.00%、SRW 52.16%的处理,随着干旱胁迫强度的升高,国槐幼苗叶片SOD、POD和CAT活性均呈先升高后降低趋势且高于对照,紫穗槐SOD和POD活性呈先升高后降低趋势且高于对照,而CAT活性呈先降低后升高趋势;SRW为40%的处理下,国槐的SOD和CAT活性显著低于对照,POD活性略高于对照;紫穗槐SOD、POD和CAT活性均高于对照。铅胁迫(2 000 mg·kg~(-1))对国槐和紫穗槐的抗氧化酶有激活作用;铅胁迫下,紫穗槐对干旱的抗性强于国槐。     

不同土壤水分条件下铅胁迫对白羊草种子和幼苗的影响

针对我国西北地区铅锌矿区存在的干旱和铅污染交互胁迫的情况,以白羊草（Bothriochloa ischaemum）为研究对象,通过试验模拟方法分析不同土壤水分条件下铅胁迫对白羊草种子发芽率、发芽势以及幼苗根长、苗长、超氧化物歧化酶（SOD）活性、过氧化物酶（POD）活性、过氧化氢酶（CAT）活性和丙二醛（MDA）含量的影响。结果表明：单一的土壤水分条件和铅胁迫处理对白羊草种子萌发和幼苗生长均存在抑制作用,发芽率、根长和苗长的抑制效应顺序为根长 >苗长 >发芽率。水分和铅交互胁迫对白羊草SOD、POD和CAT活性的影响规律不明显,表现出一定的协同或拮抗效应;而MDA含量与对照组相比则显著增加（P<0.05）,表明交互胁迫对白羊草生物膜系统造成了一定的伤害。综合分析说明,白羊草对水分和铅交互胁迫具有一定的耐受性（土壤相对含水量70%,铅含量700 mg·L^-1的条件下仍能存活并生长）,而且适当的交互胁迫（土壤相对含水量92.6%,铅含量100 mg·L^-1）可以促进白羊草种子的萌发和幼苗的生长。因此,白羊草可以作为西北地区铅锌矿区生态系统修复的先锋草本植物。     

铅胁迫下干旱对侧柏光合特性与水分利用效率的影响

研究铅胁迫下干旱胁迫对侧柏幼苗光合作用的影响规律,探讨侧柏对双重胁迫的适应与自我调节机制,为西北矿区植被恢复与重建提供理论依据。通过盆栽试验,以土壤相对含水率为100%且无铅的处理为对照,其余处理外源铅浓度统一设为2 000 mg/kg,分别测定侧柏(Platycladus orientalis)幼苗在3个生长阶段水分胁迫条件下的光合速率、蒸腾速率和水分利用效率。结果表明:(1)单一铅胁迫下,侧柏净光合速率较对照降低,铅和干旱双重胁迫下,净光合速率随着土壤相对含水率的降低呈现先增加后降低的趋势。(2)在2 000 mg/kg铅浓度胁迫下,侧柏3个生长阶段净光合速率对水分胁迫的响应不同,当净光合速率达到最大值时,生长初期、中期和后期土壤相对含水率分别为68.64%、67.54%和98.99%。侧柏在生长初期受到干旱胁迫时能迅速调节蒸腾速率以维持体内水分平衡;对模型进行拟合分析发现,当生长初期、中期和后期土壤相对含水量分别为67.52%、78.26%、45.68%时,侧柏蒸腾速率降到最小值。(3)随着土壤相对含水率的降低,侧柏水分利用效率整体呈现上升的趋势,土壤相对含水率为40.00%时,生长初期和中期的水分利用效率最大。因此,在铅胁迫下适度的干旱胁迫可降低侧柏的蒸腾速率,从而提高其水分利用效率。     

干旱及复水对侧柏幼苗叶片抗氧化酶活性的影响

研究不同程度土壤干旱胁迫及胁迫解除后侧柏叶片中抗氧化酶活性的动态变化,对侧柏的抗旱性及旱后复水的补偿效应机理进行初步探讨。以1年生的侧柏苗木为材料,采用盆栽试验,以土壤相对含水率(SRW)100.00%的处理为对照,测定不同水分胁迫强度(土壤相对含水率87.84%,70.00%,52.16%,40.00%)不同胁迫历时(胁迫历时0、30、45、60d)以及复水2、24、48h和72h侧柏叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性的变化。结果表明,侧柏叶片中SOD和POD活性均高于对照,且随着干旱胁迫强度的增大呈上升趋势。相同的干旱胁迫强度下,侧柏叶片中SOD活性随着胁迫历时的延长呈先上升后下降的趋势,而POD活性则一直呈上升趋势。不同水分胁迫历时下各处理在复水后2h,侧柏叶片中POD和SOD活性都急剧上升,且复水后较长一段时间内还保持较高的活性。较短时间的胁迫历时下,SOD和POD活性大体都呈上升-下降-略高于对照的趋势。适度水分胁迫使侧柏幼苗的抗氧化能力得到加强,长时间的水分胁迫会对侧柏抗氧化能力造成伤害。     

新型保墒材料对黄绵土水分运移的作用机制研究

通过人工控水、自然蒸发试验,对高分子吸水剂和渗水膜两种保墒材料的抗旱作用机制进行了研究.结果表明,吸水剂与渗水膜在抑制土壤蒸发方面具有较强的互补性.吸水剂对土壤水分状况和蒸发性能的影响在于其对土壤水分物理性质的改善,并与用量和干旱过程密切相关.混剂土土壤容重略有增大,但最大持水量、总孔隙度并未减小,反而增大,同时,最小持水量、非毛管孔隙度及通气孔隙度均随吸土比增加而增大.混剂土对水分蒸发的抑制作用在含水量较高的干湿交替阶段远大于初始含水量较低的持续干旱阶段,且与用量成正相关.渗水膜覆盖对水分蒸发的抑制作用