骆驼刺叶片和根系主要功能性状对水分胁迫的适应

植物通过改变地上和地下器官的功能性状和养分分配响应土壤水分变化.本研究以生长两年的骆驼刺(Alhagi sparsifolia)幼苗为研究对象,设置了4个水分梯度(W1:田间持水量的30％;W2:田间持水量的40％;W3:田间持水量的55％;CK:田间持水量的75％),并分析了骆驼刺叶和根的主要功能性状的变化特征.结果...     

盐分胁迫对骆驼刺幼苗叶片性状的影响

气候变化与人为干扰使得干旱区盐渍化加剧,引发了严重的生态问题。因此,研究干旱区植物叶片性状对盐胁迫的响应具有重要意义。本研究以当年生的骆驼刺(Alhagi sparsifolia)为研究对象,采用盆栽控制试验,设置不同浓度(50、100、200、400mmol·L-1)的盐处理,分析盐胁迫对骆驼刺叶片性状的影响。结果表明,1)盐胁迫降低了骆驼刺的光合能力,其净光合速率和蒸腾速率显著减小,而水分利用效率则显著增大(P0.05);其荧光参数Fv/F0和Fv/Fm在盐处理下均低于对照处理;2)随盐浓度的增大,叶片的比叶面积逐渐减小,其干物质含量则是先减小后增大,且均低于对照;3)随盐浓度增大,单位质量叶片氮含量(Nmass)和单位面积叶片氮含量(Narea)先降低后升高再降低,单位质量叶片磷含量(Pmass)先降低后升高,单位面积叶片磷含量(Parea)则是先不变后升高,说明骆驼刺对盐分环境有一定的适应性。     

封育对荒漠草原优势植物根系性状特征的影响

研究植物根系特征变化对进一步了解禁牧封育过程中的植被变化具有重要意义。以宁夏荒漠草原不同封育年限(0、3、7和15年)下短花针茅(Stipa breviliora)、沙芦草(Agropyron mongolicum)、牛枝子(Lespedeza potaninii)、甘草(Glycyrrhiza uralensis) 4种优势植物为研究对象,研究了封育对优势植物根性状特征的影响及其与植物地上部和土壤特性的关系。结果表明：1)封育措施下不同植物根性状变化不尽相同,短花针茅根表面积、平均根直径和根总体积封育后显著降低(P <0.05),比根长、比根面积在封育7年时最高;沙芦草的总根长、根表面积在封育3年时最高;封育对牛枝子、甘草的根系性状影响不显著。2)牛枝子0-40 cm地下生物量以封育3年最高,沙芦草、甘草地下生物量在封育7年最高;封育使深层根系生物量增加,短花针茅和沙芦草的30-40 cm土层和甘草的10-20 cm土层根系生物量在封育7年时最高。3)相关分析表明,荒漠草原植物根系受土壤有机质、碱解氮及土壤容重的影响明显,根系性状与植被盖度和地上生物量显著正相关(P <0...     

骆驼刺幼苗生长和功能性状对不同水氮添加的响应

采用盆栽实验,设计干旱(30%~35%FC)、中水(60%~65%FC)和湿润(80%~85%FC)3个水分梯度以及不施氮、低、中、高4个氮素水平的完全随机组合试验,连续2年研究了不同水分和氮素添加对骆驼刺幼苗生物量、叶片和细根功能性状的影响,并分析了不同功能性状间的相关性。结果表明,骆驼刺幼苗的生物累积、叶片和细根功能性状均受到水氮交互作用的显著影响,但不同生长时期响应格局不同。对于1年生幼苗,总根系生物量在干旱低氮处理下最高,但与中水不施氮处理差异不明显;比叶面积和叶氮含量在干旱中氮处理下均显著高于其他处理,叶片组织密度值却最低;在干旱高氮处理下细根比根长显著高于其他处理,细根组织密度却明显较低。对于2年生幼苗,中水中氮处理的叶片、细根、地上和地下生物量累积均最高;比叶面积在对照处理(干旱不施氮)下最高,叶片组织密度值却最低;干旱低氮处理的细根比根长显著高于其他处理,但细根组织密度明显较低。叶片与细根功能性状间无明显相关性,但叶片与总根系生物量呈极显著正相关。叶氮含量与比叶面积也呈显著正相关,细根比根长与细根组织密度、比叶面积与叶片组织密度均呈显著负相关。这表明叶片与细根功能性状对水氮条件变化的响应并不同步,地上与地下生长的关联主要表现为叶片和根系生物量累积变化的一致性。     

紫花苜蓿幼苗生长及其叶片形态对水分胁迫的响应

试验旨在研究紫花苜蓿(Medicago sativa L.)生物量、水分生理状态以及叶片形态对水分胁迫的响应并确定参试紫花苜蓿品种的御旱能力。通过温室盆栽试验,对3个品种的紫花苜蓿进行了4个梯度的水分胁迫处理,测量了根干重、茎干重、叶干重、叶水势、相对叶片含水量、叶长、叶宽、叶面积以及相关指标的胁迫指数。结果显示:紫花苜蓿根、茎、叶的干重对水分胁迫的响应依品种和胁迫程度的不同而不同;随着水分胁迫程度的增加,根冠比呈增大趋势;叶水势、叶片相对含水量、根系含水量胁迫指数以及叶片含水量胁迫指数均呈下降趋势;叶片变短变窄,叶面积变小,比叶面积胁迫指数呈下降趋势。3个紫花苜蓿品种中‘敖汉’的根冠比最大且比叶面积胁迫指数最小,其御旱能力最强,‘中苜1号’次之,‘三得利’最弱。     

四种草本植物生长性状和根性状对磷添加的响应策略

采用盆栽种植方式,对低浓度有机磷(20 mg/kg)、低浓度无机磷(20 mg/kg)和高浓度无机磷(200 mg/kg)水平下石竹、冰草、苜蓿和沙葱的生长、根形态和生理性状指标进行测定,探究内蒙古草原四种草本共存植物的磷适应策略。结果表明：与低磷环境相比,高磷环境下四种植物均具有更高的地上部生物量、氮和磷累积量、根生物量,根冠比(除沙葱外)均较低;细根植物(石竹和冰草)的总根长在低浓度有机磷环境最长,粗根植物(苜蓿和沙葱)则在高浓度无机磷环境最长,四种植物的总根长均在低浓度无机磷环境最短;四种草本植物的比根长均在低浓度有机磷环境最高,在低浓度无机磷环境最低,且细根植物的比根长显著高于粗根植物;四种植物中,沙葱具有最高的根系有机酸含量(比其他三种植物高约39倍)和酸性磷酸酶活性(高约52倍)以及最低的根呼吸速率(低约7倍),苜蓿则具有最高的平均根性状变异度。总体来看,细根植物主要是通过增加比根长和总根长,粗根植物主要通过提高根系有机酸和酸性磷酸酶活性(如沙葱)或增大根性状变异度(如苜蓿)来适应低磷环境。     

裸果木幼苗根系形态和生理特征对水分胁迫的响应

裸果木起源于地中海,为亚洲中部荒漠区分布的第三纪孑遗植物种,对研究旱生植物演化过程具有重要价值.本研究以一年生裸果木实生苗为对象,于2018年开展盆栽试验,设置4个水分处理,包括对照和轻度、中度、重度水分胁迫,土壤含水量分别控制在田间持水量的45％～50％、30％～35％、15％～20％和5％～10％,通过称重法控制水...     

三峡库区消落带主要草本植物功能性状特征

三峡库区消落带环境的异质性主要体现在不同高程生境经受水淹的时间和深度不同。本研究选取消落带3个典型样地,通过分析37种主要草本植物各器官的功能性状,比较不同生活型和不同科别植物功能性状的差异;通过探讨消落带植物功能性状、性状间权衡关系对不同高程(对应不同的淹水环境)的响应,获取不同高程生境的植物生长及资源利用的适应策略。结果表明,1)不同生活型的植物功能性状中,多年生植物的叶干物质含量(LDMC)和细根组织密度(FRTD)显著高于一、二年生植物(P0.05),不同科别的植物功能性状中,除比叶面积(SLA)外,其余指标均存在显著差异(P0.05);2)随着高程降低,植物的平均SLA和比根长(SRL)先减小后增加,株高(H)和茎干物质含量(SDMC)、LDMC表现出降低的趋势;3)综合考虑各高程的所有物种,SDMC与H、LDMC及FRTD显著正相关(P0.05),SRL和细根的比根表面积(SRA)均与H、SDMC、FRTD显著负相关(P0.05);4)不同高程的植物功能性状间关联表现出趋同性,尤其在中间的两个高程吻合度较大。以上结果说明:消落带草本植物形成不同的性状组合适应环境;在淹水时间较长的低高程生境中,植物表现出"低投入-快速回收"的生长策略,而较高高程生境中的植物则对组织构建有较大的投入;不同生境的植物功能性状间关联的趋同性,体现了消落带草本物种间已表现出趋同适应的特点。     

水分胁迫对甘草叶片和根系细胞超微结构与膜脂过氧化的影响

以一年生乌拉尔甘草为材料,利用透射电镜技术,观察水分胁迫下根皮层细胞和中柱细胞,以及叶片叶肉细胞超微结构的变化,同时结合丙二醛含量测定,分析水分胁迫对甘草根叶细胞超微结构和膜脂过氧化的影响。结果显示,随着干旱胁迫时间的延长,甘草根系、叶片细胞的细胞器结构均发生明显变化,表现为:细胞核变形,染色质凝聚并边缘化;线粒体内腔空化;叶绿体基粒片层结构逐渐模糊,淀粉粒降解;根系中高尔基体扁平囊出芽形成小囊泡等。不同组织以及不同细胞器对干旱胁迫的敏感程度不同,其中根皮层组织的细胞器形态变化早于中柱细胞和叶片。胁迫初期,无论是根系还是叶片,都以细胞核较早发生染色质凝聚,并早于细胞膜脂过氧化损伤。以上特征与细胞程序性死亡特征相似,推测干旱胁迫初期诱导根、叶细胞发生程序性死亡可能是甘草抵御干旱胁迫的机制之一。     

春季与秋季刈割对疏叶骆驼刺叶片功能性状的影响

本研究以塔克拉玛干沙漠南缘策勒县荒漠-绿洲过渡带为研究区,探讨了春季刈割与秋季刈割对自然植被疏叶骆驼刺(Alhagi sparsifolia)叶片功能性状的影响。结果表明,骆驼刺经刈割处理后,比叶面积均极显著升高(P0.01),且春季刈割比秋季刈割升高幅度更大;叶干物质含量极显著降低(P0.01),而春季刈割与秋季刈割之间差异不显著(P0.05);各处理对全碳含量和叶绿素a/b无显著影响(P0.05);而春季刈割与自然生长和秋季刈割相比,全氮含量、氮磷比、叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量均极显著升高(P0.01)。从叶片功能性状对植物适应环境的指示作用分析,刈割可能会造成骆驼刺植被的养分保有能力和资源利用效率下降。但在经济效益方面,秋季刈割会增加骆驼刺的生物量。因此,综合考虑对骆驼刺植被最小程度的破坏以及满足牲畜饲草供应量的要求,推荐秋季刈割作为一种适时利用骆驼刺资源的管理措施。     

盐胁迫下疏叶骆驼刺根基因表达差异及功能注释

疏叶骆驼刺（Alhagi sparsifolia）是一种多年生豆科植物,它具有很强的耐冷、干旱和盐的能力。截型苜蓿（Medicago truncatula）是豆科的模式植物,所以本研究利用Affymetrix公司的MedicagoGenome Array与疏叶骆驼刺进行杂交,检测疏叶骆驼刺幼根220mmol/L NaC...     

不同供水量和种子处理对疏叶骆驼刺种子出苗的影响

疏叶骆驼刺是塔克拉玛干沙漠南缘荒漠-绿洲过渡带的优势植物种,也是当地防风固沙和草食家畜重要草种。本研究通过人工控制试验,设置6个水分梯度(4.4,8.8,13.2,17.7,26.4,35.4mm/d)和4个种子处理(对照,水分浸泡24和48h,98%浓硫酸浸泡20min),研究疏叶骆驼刺种子的出苗特征。结果表明,疏叶骆驼刺种皮对种子出苗有抑制作用;对于当年成熟的种子,水分浸泡是较佳的处理方式,浓硫酸浸泡20min对于前一年成熟的种子出苗则有明显的促进作用;对照处理的种子在13.2mm/d供水量时,达到最高出苗率,水分浸泡24,48h和浓硫酸浸泡20min处理后的种子都在4.4mm/d供水量时出苗率达到最大值,较对照处理最佳供水量有所降低;在供水量为4.4和8.8mm/d时,经过处理的种子开始萌发所需时间较对照处理缩短1~4d。疏叶骆驼刺种子有较长的出苗期,种子出苗具有持续性和连续性,这对于塔南地区植物种子萌发过程规避风险,提高种子萌发成功率具有很好的促进作用。     

疏叶骆驼刺根系的田间离体繁殖

以塔克拉玛干沙漠南缘疏叶骆驼刺(Alhagi sparsifolia)离体根系为研究对象,在策勒沙漠-绿洲过渡带人工控制试验田设置3种根长处理、3种种植深度处理、5种灌溉处理,进行三因素完全交互试验。结果显示,在其它两种影响因素相同情况下,疏叶骆驼刺出苗率随根长的增加而减小,根长为10cm时出苗率最高;随着种植深度的加深出苗率逐渐增大,种植深度为30cm时出苗率最高;出苗率在灌水10m~3·m~(-2)、7月30日灌溉一次处理下最高。除灌水处理与种植深度的交互作用外,其它影响因素及其交互作用对出苗率影响差异显著(P0.05)。研究得出,10cm根长、30cm种植深度、10m~3·m~(-2)灌溉一次为最优处理组合。     

不同干扰方式对疏叶骆驼刺生长及生理特征的影响

本实验以塔克拉玛干沙漠南缘疏叶骆驼刺为研究对象,设置春季刈割、春季火烧、秋季刈割、对照4个处理,研究干扰对其生长及生理特征的影响。研究结果表明,1)秋季刈割叶片长宽比、叶片厚度显著大于其他处理,叶片进行能量交换、物质积累的能力最强。2)不同干扰方式均降低了疏叶骆驼刺株高,不利于疏叶骆驼刺的恢复与再生,3种人为干扰方式比较秋季刈割骆驼刺再生能力最强。3)秋季刈割叶片叶绿素含量显著高于其他处理。4)3种干扰在生理上降低了疏叶骆驼刺受外界逆境的损害,秋季刈割抗逆性最强。因此,秋季适度刈割是疏叶骆驼刺最佳的保护性利用措施。     

留茬高度对骆驼刺生长发育和产草量的影响

通过分析留茬高度对单株和不同分布密度的骆驼刺(Alhagi sparsifolia)灌丛地上部生长动态的影响,初步探讨了骆驼刺在极端环境条件下的合理刈割方式。结果表明:齐地面刈割后株高、冠幅及地上部鲜重在不同月份均高于留茬-5cm,尤其在地表基本裸露的5月。此外,齐地面刈割使骆驼刺新生枝条的萌动生长时间提前,对其再生性能有明显促进作用。留茬高度对骆驼刺产草量的影响因灌丛分布密度而异,密度在0.44～46和0.36～0.38株·m^-2时以齐地面以下5cm刈割时产草量较高,在0.41～0.42和0.33～0.34株·m^-2时以齐地面刈割时较高。此外,骆驼刺的生长季(5-9月)和起沙风的频发期相耦合,因此兼顾骆驼刺的经济效益和生态效益,推荐在9月份以后对骆驼刺进行齐地面刈割。     

结实期骆驼刺与紫花苜蓿混贮效果的研究

本试验旨在确定结实期骆驼刺与紫花苜蓿混贮能否获得优良的青贮品质及其适宜混贮比例。采用单一苜蓿、单一骆驼刺及其二者不同重量百分比混合料(30%骆驼刺+70%苜蓿、50%骆驼刺+50%苜蓿、70%骆驼刺+30%苜蓿)为青贮原料,共5个处理,每个处理3个重复。通过分析青贮前、后的化学成分,鉴定青贮饲料感官品质和发酵品质。结果表明:2种牧草混合后,与单一苜蓿相比,显著或极显著提高了青贮原料的干物质、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维和可溶性碳水化合物含量(P<0.05或P<0.01);青贮90 d后,混贮料的乙酸含量显著高于单一骆驼刺青贮(P<0.05),单一骆驼刺青贮中未检测出丙酸含量;混贮料的氨态氮/总氮、p H、乙酸、丙酸、正丁酸、异丁酸、异戊酸、甲醇含量显著或极显著低于单一苜蓿青贮(P<0.05或P<0.01),其乳酸含量和乳酸/乙酸显著或极显著高于单一苜蓿青贮(P<0.05或P<0.01)。因此,混贮达到了既能改善苜蓿的发酵品质,又能软化骆驼刺的刺状花梗的目的,感官品质优良;骆驼刺占混贮料的30%时,可改善苜蓿青贮品质。