杉木根系对不同磷斑块浓度与异质分布的阶段性响应

【目的】对杉木根系在异质供磷(P)条件下的觅磷行为进行动态监测,探讨磷斑块的浓度与其异质分布对杉木根系觅磷行为的影响。【方法】以福建漳平五一国有林场的半同胞杉木家系为试验材料,利用垂直异质供磷装置,设置KH2PO4 0 mg/kg(缺磷,P0)、4 mg/kg(低磷,P4)、16 mg/kg(正常供磷,P16)和30 mg/kg(高磷,P30)4个磷浓度斑块,将其按照不同顺序垂直排列构建异质供磷处理。在生长50、100、150 d时,进行3次破坏性取样,测定不同阶段不同异质供磷处理下杉木根系形态、生物量及觅磷效率的变化,进行杉木根系生长及觅磷行为的动态观测。【结果】杉木根系表现出阶段性的觅磷策略: 1)当杉木根系处于表层缺磷或低磷斑块时,通过根系的增生向供磷量更高的斑块觅磷,根系增生促进了缺磷或低磷斑块根系的干物质积累,但其根系含磷量较低; 至处理中期,表层缺磷处理的根系从缺磷斑块生长至低磷斑块后,杉木根系受低磷胁迫持续大量增生; 而当表层低磷处理的根系从低磷斑块生长至高磷斑块后,根系在高磷斑块内大量增生,且促进了根系磷养分的吸收及干物质的积累; 处理末期,当高磷斑块置于最底层时,其斑块内的根系生长量、 干物质积累量及根系含磷量均明显较大。2)当杉木根系处在表层高磷斑块时,根系初期仅在供磷量较高的表层生长,其根系生长量与干物质积累量均低于表层供磷量较低的处理,但其根系含磷量却显著大于表层供磷量较低的处理; 处理中期及末期,表层的根系生长量、 干物质积累量及根系含磷量均显著大于其他层次,且表层充足供磷处理的根系向地生长速度最快。【结论】异质供磷条件下,当杉木根系处在缺磷或低磷斑块时,主要通过根系的大量增生来寻觅磷养分; 当杉木根系处在高磷斑块时,在初期致力于斑块磷养分的吸收之后,表层根系大量增生,且根系的磷养分吸收和干物质积累显著大于其他层次,同时提高根系向地生长速度。     

矿质养分和激素对根毛生长发育的影响及作用机制

【目的】植物矿质养分和水分的吸收利用赖于根系,根系中根毛的生长发育不仅扩大了根系吸收表面积,促进了矿质养分和水分的吸收还有助于植物根的固定以及与土壤微生物的互作。本文从矿质养分角度(氮、 磷、 钾、 钙、 铁)和激素角度(生长素、 乙烯、 茉莉酸、 独脚金内酯、 油菜素内酯)探讨影响根毛生长发育的因子及作用机理。【主要进展】氮对根毛生长发育的影响与茉莉酸和乙烯有关, 磷与生长素、 乙烯、 独脚金内酯互作调控根毛生长发育;生长素和乙烯以交互作用调控根毛生长发育,茉莉酸、 独角金内酯和油菜素甾醇对根毛生长发育的作用是部分依赖生长素或乙烯途径;植物体内生长素和乙烯等激素的平衡对根毛的生长发育起着重要作用。【建议和展望】基于以上分析,从蛋白激酶及其相关调控基因及转录因子等方面可深入探析矿质养分、 植物激素等对根毛和丛枝菌根生长发育的影响。     

苎麻耐镉品种的水培筛选

利用水培方法是筛选苎麻耐镉品种的一种快速、便捷、可靠的方法。通过水培试验探索了6个不同品种苎麻在镉胁迫下的耐受能力和吸附能力。结果表明:在5 mg/L镉溶液胁迫30 d后,不同品种的苎麻在株高、叶片数、根长和鲜重等指标上都表现出显著差异(P0.05)。通过对苎麻不同部位镉含量的测定,不同品种的富集系数在0.32~0.63之间,茎转运系数在0.32~0.50之间,叶转运系数在0.08~0.19之间,表现出明显的差异性。品种赤山稀节巴既表现出较强的耐镉性,又具备较强的镉转移能力,是进一步利用苎麻修复镉污染的优良研究材料。     

莲藕渣的综合利用研究进展

综述了莲藕渣的营养成分及其综合利用研究进展,莲藕渣的营养成主要是多酚类物质、多糖和膳食纤维等,其综合利用主要是对其活性成分的提取和利用莲藕渣转化产品,提出了莲藕渣综合利用存在的问题及对策,为其综合利用研究提供参考。     

蔬菜残株沼气发酵液对薄皮甜瓜幼苗生长的影响

[目的]分析不同浓度沼气发酵液两种喷施方式对甜瓜幼苗生长发育的影响.[方法]以薄皮甜瓜(Cucumis melo)“京蜜11号”为试材、蔬菜残株为材料制作沼气发酵液,进行喷施和浇灌两种施用方式后,利用测量法观察株高、茎粗、地上部干重和地下部干重的变化.[结果]喷施沼气发酵液可以提高甜瓜幼苗株高和茎粗,促进真叶生长,增加地上部和地下部的干重,以300倍液沼气发酵液表现最明显,株高、茎粗、地上部和地下部的干重比对照分别增加31％、38％、57％,54％;浇灌不同浓度的沼气发酵液,株高、茎粗、地上部和地下部的干重比对照也有不同程度的增加.[结论]整体来看,喷施和浇灌沼气发酵液都能促进甜瓜幼苗生长,且喷施效果优于浇灌且以300倍液沼气发酵液为最优.     

草莓不同生育时期根区微生物多样性及动态变化

[目的]探明草莓在整个生育期根系的微生物变化,为防治草莓土传病害提供理论依据.[方法]采用平板培养与PCR产物的变性梯度凝胶电泳技术相结合的方法,研究了草莓在开始生长期、现蕾期、开花和结果期、盛果期、生长末期根区土壤微生物群落数量及结构的变化.[结果]结果表明,在草莓整个生长时期内,根区可培养微生物总量从开始生长期到盛果期逐渐增多,在盛果期时最多.细菌、放线菌和真菌数量在盛果期时都达到最高.细菌群落多样性指数(H)和丰度(S)在生长末期达到最高.真菌群落多样性指数(H)和基因型丰富度(S)在现蕾期达到最高.[结论]草莓根区土壤微生物数量及结构随生育期的变化而变化,为适时使用生防菌及有机肥提供了理论基础.     

4种园林植物及其根区土壤重金属元素含量季相变化特征研究

以南京市道路4种园林绿化植物（合欢、女贞、冬青和杜鹃）为试材,连续2年研究了土壤 植物系统中重金属含量的季相变化。结果表明： 4种园林植物体内及根区土壤重金属和有效态重金属含量均表现出秋季最高、春季最低的季相变化,4种园林植物根区土壤各重金属元素含量依次为Zn>As>Cu>Pb>Cd>Ni。同一季节,不同植物根区土壤重金属含量基本表现为合欢>女贞>冬青>杜鹃。合欢、女贞、冬青、杜鹃在一年四季对As,Cd,Cu的富集系数均大于1,表明其对As,Cd,Cu的富集能力较强。上述结果可为深入认识园林植物与城市生态环境间的相互作用提供参考。     

蚯蚓粪对豇豆根际土壤生物学特征及微生物活性的影响

通过大田试验,研究CK（对照,不施肥）、CF（单施化肥）、VC（蚯蚓粪）和VC+CF（蚯蚓粪和化肥各提供50%的氮）处理对豇豆根际土壤微生物数量、微生物量碳、根系分级、根系分泌物、微生物呼吸及代谢熵的影响。结果表明：与CF处理相比,VC+CF处理显著增加了根际土壤微生物数量与微生物量碳,其中细菌数分别较CK,CF和VC处理增加124.13%,70.48%和17.83%。施用蚯蚓粪明显促进了豇豆根系的生长,尤其增加了毛细根的数量及在根体系中的比例。同时,VC+CF处理还显著提高了根际土壤中根系分泌物含量,并增强了土壤微生物呼吸作用,但降低了代谢熵,其中,土壤微生物呼吸分别比CK,CF和VC处理增加64.91%,36.23%和16.05%,而代谢熵分别下降10.85%,9.06%和5.32%。与VC+CF处理相比,VC处理对豇豆根际土壤微域的影响较小。综上,施用蚯蚓粪相比单施化肥能明显改善豇豆根际土壤的微生态环境,且能显著增强土壤微生物活性,尤以蚯蚓粪与化肥配施的效果更优。     

生物炭与氮肥减量配施对烤烟生长及土壤酶活性的影响

通过盆栽试验研究了生物炭与氮肥减量配施(CK:常规施氮量;T1:常规施氮量+生物炭;T2:90%常规施氮量+生物炭;T3:80%常规施氮量+生物炭;T4:70%常规施氮量+生物炭)对烤烟生长及土壤酶活性的影响,以期为生物炭输入条件下烤烟的氮肥运筹提供理论依据。结果表明,与CK相比,在常规施氮量条件下添加生物炭显著增加了烟叶叶绿素a+b和类胡萝卜素的含量,显著提高了烟株根系活力及土壤酶活性,促进了烤烟的生长;在生物炭添加条件下,减少常规施氮量的10%~20%并没有显著影响烟株生长及烟叶叶绿素a+b含量、类胡萝卜素含量、净光合速率,且更有利于提高土壤酶活性、烟株根系活力和根冠比。建议在生物炭输入条件下适量减少氮肥施用量,这样更有利于提高烟田氮肥利用效率,保障烟区健康发展。     

作物根系镉滞留作用及其生理生化机制

一定程度的镉胁迫严重影响了作物的生长发育和农产品的产量及品质。文中全面综述了重金属镉胁迫对作物和人类的危害,以及镉在作物体内的吸收、转运和积累特征及其相关的主要调控基因和功能。简要概述了作物抗镉耐镉机制,重点讨论了其中的根系镉滞留作用的生理和生化机制。重金属镉主要通过根部吸收进入植株,在根中,Cd~(2+)首先进入由细胞间隙、细胞壁微孔以及细胞壁到质膜之间的空隙等构成的"自由空间",然后通过主动或被动吸收跨膜进入胞质,再经共质体或质外体途径运输到木质部导管中。水稻等作物主要通过下列途径来适应镉胁迫:细胞壁的滞留作用、原生质体的螯合作用、液泡的区室化作用、逆境蛋白和脯氨酸的积累、抗氧化酶系统活性的提高、根系的滞留作用。根系镉滞留作用作为一种重要的抗耐镉毒害的方式,在调控作物对镉的吸收、转运和分配积累,阻碍镉进入植株地上部和原生质体,减少镉对作物自身生长发育及农产品产量和品质的影响等方面起着非常重要的作用。主要包括根茎间低转运量导致的镉滞留、根系细胞壁滞留和液泡滞留。(1)根茎间低转运量导致的镉滞留。该种滞留作用主要受到根系木质部的镉装载能力和镉长距离运输载体——植物螯合肽(PCs)含量的影响;它们主要受到质膜上跨膜离子转运蛋白HMA2和HMA4以及细胞中的PCs合成酶及其相应基因(如HMA2、HMA4、PCs1等)的调控。这些蛋白和基因对木质部的镉滞留起到负调控作用。(2)细胞壁滞留作用。根系细胞壁滞留发生在质外体部分(包括细胞壁和胞间层),主要与质外体的组成成分和结构相关,其中起关键作用的是果胶多糖,半纤维素也起到一定作用。根据果胶和半纤维素滞留镉的作用方式的不同,细胞壁滞留作用可分为物理滞留和化学滞留。物理滞留主要与细胞壁的孔隙度和厚度有关,此二者均受到细胞壁果胶含量和果胶甲酯酶PME活性的影响。而化学滞留则是由半纤维素和低酯化果胶上的带负电荷基团,如-COO-等,与Cd2+发生静电结合作用所致。它们会受到PME14和XCD1等基因的调控。(3)液泡滞留作用。液泡滞留作用与细胞质和液泡中的PCs以及液泡膜上的转运蛋白密切相关,其对镉的滞留能力大小受到液泡分隔容量大小(VSC)的限制。在液泡的镉滞留中,不同分子量大小的PCs起到了重要作用,它们参与了胞质中镉的螯合、胞质与液泡间镉的转移及最终液泡中镉的沉积。而液泡膜上的转运蛋白则负责将胞质溶液中的低分子量PC-Cd复合物通过主动运输转移到液泡内,使镉被隔离在活跃生理区之外。作物根系中,这三种重金属滞留机制先后联合作用,降低了镉向原生质体和地上部的转移,从而减轻了镉对地上部的毒害,降低了籽实等收获器官中的镉含量。然而,由于木质部中PC-Cd占总镉比例以及细胞壁电荷总量和液泡VSC大小的有限性,从而使得根系镉滞留作用的强度和效果都存在着一定的限度。