土壤残存草甘膦对杉木幼苗生理及养分吸收的影响

【目的】基于林地除草导致的草甘膦残留问题,通过杉木盆栽探究杉木对土壤残存草甘膦的形态学和生理学响应,分析土壤残存草甘膦对杉木养分吸收的影响机制,为林业生产中草甘膦的合理施用提供理论依据,为杉木人工林的可持续经营提供基础资料。【方法】参考土壤残存草甘膦含量在培养基质中添加不同浓度草甘膦(0、2、5、10、20、50 mg·kg~(-1)),通过盆栽试验,测定杉木对草甘膦的形态学和生理学响应,分析草甘膦对杉木养分吸收的影响机制。【结果】草甘膦对杉木幼苗的生长发育产生影响,在高浓度草甘膦处理下,杉木幼苗生物量增量显著低于对照,同时叶片出现黄化现象。不同浓度草甘膦处理下杉木幼苗叶片生理学指标表现为:随着草甘膦浓度增加,叶片相对电导率、MDA含量、SOD活性、POD活性、脯氨酸含量总体均呈上升趋势,可溶性蛋白呈下降趋势,叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量均先升后降,而莽草酸含量无显著变化。草甘膦对杉木根系和叶片元素的吸收和利用影响显著,随着草甘膦浓度增加,杉木幼苗根系Cu、Mg和Ca含量均呈上升趋势。杉木叶片Cu含量增加,Mn含量先上升后下降,Zn含量则呈先降后增。【结论】高浓度草甘膦对杉木生长有负面作用,造成杉木幼苗生理紊乱,引起其养分吸收失衡,最终导致杉木幼苗生长量和成活率降低,因此在林业除草过程中应合理控制草甘膦用量,且在抚育过程中喷施草甘膦应远离杉木根系,以减少根系对草甘膦的吸收,降低其不利影响。     

遮荫和环剥对刺槐、侧柏苗木碳素分配和水力学特性的影响

【目的】通过分析碳限制条件下2种植物的碳素分配和水分关系,研究碳限制对树木水力学特性的影响,以期更深入了解碳限制对水力学特性的影响模式,揭示水力学失败和碳饥饿的交互作用方式。【方法】采用遮荫和环剥处理对刺槐和侧柏造成碳限制,测定2个树种生物量分配、不同部位非结构性碳(NSC)浓度,并测定根系系导水率、枝条凌晨和正午水势、粗根和枝条导水率损失值(PLC)、叶片气孔导度。【结果】遮荫和环剥均显著降低刺槐和侧柏不同部位的生物量,尤其是细根生物量降幅最大;遮荫和环剥使2个树种根NSC浓度显著降低,环剥使侧柏茎NSC浓度显著增加;2种处理均导致刺槐和侧柏根系导水率显著下降,遮荫和环剥处理刺槐的根系导水率分别为对照的3.7%和2.9%,侧柏为21.0%和7.6%;2种处理均导致2个树种根和茎PLC显著增加,以及枝条凌晨和正午水势显著降低;遮荫和环剥处理均导致2个树种气孔导度显著下降,刺槐气孔导度分别为对照的33.7%和26.1%,侧柏分别为对照的46.9%和23.4%。【结论】碳限制会减少光合产物向根部的分配,抑制新根的发生,降低根的水分吸收和输导能力,影响根和茎的水力学特性,反过来又限制植物的碳同化,以致影响植物在逆境下的存活。     

低氮胁迫对杉木幼苗生长及生理的影响

氮是植物生长发育过程中必不可少的营养元素。以FK,S39,S3和新6四个杉木Cunninghamia lanceolata无性系的萌芽条扦插苗为材料,采用营养液气雾栽培法,分析低氮(low nitrogen,LN)胁迫对杉木不同无性系幼苗生长和生理的影响。结果表明,LN抑制杉木幼苗生长,促进根系的生长,降低叶片长宽比,增加根冠比;LN胁迫使叶片中丙二醛的含量增加,叶绿素a和叶绿素b的含量降低,可溶性蛋白的含量增加,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物歧化酶(POD)活性增加。     

磷素对杉木幼苗耐铝性的影响机制

【目的】在南方酸性红壤中,低磷和铝毒是制约杉木人工林产量的重要因子。通过研究不同磷水平处理下,铝胁迫对杉木幼苗生理生化指标的影响规律,从而为阐明杉木适应自然环境中低磷富铝土壤机制提供基础数据,为我国酸性土壤杉木人工林的可持续经营和生产管理提供科学依据。【方法】设置0,0.16,0.32 mmol·L-13个浓度梯度的预培养,并在Al3+(0.1 mmol·L-1)和无Al3+(0 mmol·L-1)的环境中进行模拟胁迫试验,分析不同供磷处理下铝胁迫对杉木幼苗的抗氧化酶活性等生理指标、元素吸收、根系各元素亚细胞分布规律以及透射电镜-X-射线能谱(TEM-EDS)下Al在各细胞器的分布的影响机制。【结果】Al3+导致杉木幼苗体内的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和丙二醛(MDA)等生理指标异常,随着供磷程度的增加,上述生理异常现象均得到有效的缓解。此外,随着供磷水平的增加,杉木幼苗根系中Al含量显著降低,而K、Mg、Zn和P的含量明显增加,叶片中Al、Mg、Ca和K的含量显著上升。TEM-EDS分析发现杉木幼苗根系细胞壁是铝聚集的主要场所,磷素能够促使铝向液泡转运,并在液泡当中沉积为黑色不溶颗粒。对根系亚细胞进一步分析发现,Al和P主要分布在杉木幼苗根系的细胞壁组分中,随着供磷水平的增加,根系细胞壁组分中的Al和P比例显著下降,而在可溶组分中显著增加,这说明P与Al同时向液泡转运,此外,K和Mg也出现类似的规律。【结论】铝胁迫对杉木幼苗根系的毒害作用较大,磷素的增加主要通过改变杉木幼苗细胞内抗氧化酶活性以及Ca、K、Mg和Zn的吸收和转运,并增加Al向液泡转运,降低Al在杉木根系细胞壁组分中的富集,以维持根系细胞壁的正常结构和功能,从而缓解Al对杉木幼苗造成的膜脂过氧化作用,降低Al对杉木幼苗的损伤。     

杉木人工林连作生物生产力的研究

在全国杉木中心产区，选择不同栽植代数（1、2、3代），不同生长发育阶段（5、10、15、20a)及不同立地（14、16、18地位指数）的杉木人工林，进行不同栽植代数杉木人工林生物生产力的比较研究。结果表明：连栽导致了不同生长发育阶段杉木人工林生产力的明显下降，随栽植代数增加，不同生长发育阶段杉木林林分生物量逐代递减，林下植被生物量呈递增趋势，其中2、3代20a生杉木林林分生物量分别比1代下降20.24%和38.09%，3代比2代下降22.38%。同时林分树干生物量所占比例下降，根系生物量所占比例增加，连栽刺激了杉木根系生长发育，并有利于林下植被恢复。     

模拟CO_2浓度升高及降雨变化对荒漠灌木红砂光合及生长的影响

【目的】未来大气CO_2浓度显著升高将引起降雨格局的变化,必将对荒漠生态系统产生严重影响。研究CO_2浓度及降水变化对荒漠优势植物光合特性及生长的影响有助于预测荒漠生态系统对全球气候变化的响应。【方法】以荒漠优势植物红砂2年生苗木为试材,采用开顶式CO_2控制气室模拟CO_2浓度(350和700μmol·mol~(-1))变化,研究降水变化减少30%(-30%)、自然降水0、增加30%(+30%)及其与CO_2的协同作用对红砂光合速率、蒸腾速率等光合生理参数以及株高、生物量和根茎比等生长特性的影响。【结果】1)CO_2浓度倍增可显著提高红砂的光合速率,降低蒸腾速率和气孔导度(P0.05),降水增加30%对高浓度CO_2下红砂叶片的光合速率有显著促进作用,对蒸腾速率和气孔导度的降低有一定补偿效应。2)长期高浓度CO_2处理使红砂存在光合适应现象,光合能力下调。3)CO_2浓度倍增和降雨量增加可显著增加红砂的株高、地上生物量和总生物量,且CO_2浓度增加可以减缓因降雨量减少而引起的红砂生长量减小。4)降雨减少,红砂的根生物量增长,导致根茎比增加;CO_2浓度升高则显著促进地上部分生长,导致根茎比减小。【结论】未来CO_2浓度升高条件下,降雨量增加地区红砂因充足的碳源和水分而得以恢复;降雨减少地区,CO_2浓度升高对降雨减少有一定的补偿作用,红砂以较高的根茎比来维持其在荒漠生态系统中地位。     

不同移栽时期对‘凤丹’牡丹植株生长效应及其综合评价

【目的】探究‘凤丹’牡丹种苗的最适移栽时期,为其丰产栽培技术提供参考。【方法】以3年生‘凤丹’牡丹实生种苗为试验材料,设置8个移栽时期,通过大田对比试验,分析移栽后根系活力、叶片光合性能及生物量的变化;采用主成分分析和综合评价的方法对不同移栽时期的成苗效果进行评价。【结果】移栽期可能通过移栽时气温、土壤温度和移栽后土壤积温等环境因素影响‘凤丹’牡丹新根和植株的发育,适时移栽显著促进牡丹苗体的生长发育。在不同的移栽时期,‘凤丹’牡丹植株生长期间的新根总数、木质化新根数、根系活力、叶面积、叶片SPAD值、净光合速率、枝条粗度、根生物量、枝条生物量、总生物量和壮苗指数均有一定差异,而枝条长度和根冠比没有显著差异。9月29日与11月28日移栽相比,单株木质化新根质量和叶面积分别增加了90.26%和51.22%,根系活力和净光合作用速率分别提高了93.53%和60.98%,单株生物量增加了46.00%。经通径分析、主成分分析和综合评价表明:9月29日移栽的‘凤丹’牡丹成苗效果最好。【结论】本研究依据植株生物量、壮苗指数与移栽期气象环境要素的依赖关系,明确9月中旬至10月下旬,日均气温15~20℃气侯条件,是‘凤丹’牡丹的最适移栽期。     

腐烂病菌、溃疡病菌侵染早期新疆杨叶片组织光合响应特征的比较

【目的】研究杨树腐烂病菌和溃疡病菌胁迫下新疆杨的光合响应特征,探讨新疆杨在2种病菌胁迫下的响应差异,为阐明杨树腐烂病和溃疡病发生的病理生理机制提供理论依据,也为杨树溃疡类病害的控制提供参考。【方法】以1年生新疆杨为植物材料,采用枝干表皮微环割方法接种杨树腐烂病菌及溃疡病菌,研究接种后3～9天的新疆杨叶片气体交换特征及叶绿素荧光特征,比较2种病害真菌胁迫下的光合响应特征、水分利用效率(WUE)的差异。采用回归分析方法分析净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间CO_2浓度等指标之间的关系。【结果】接种后3～9天,腐烂病菌、溃疡病菌均显著抑制新疆杨叶部组织净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、光系统Ⅱ的最大光化学效率(F_v/F_m)、实际光化学效率、电子传递效率以及光化学淬灭系数等生理参数。腐烂病菌胁迫显著降低新疆杨水分利用效率,但是溃疡病菌胁迫对水分利用效率没有影响。腐烂病菌改变新疆杨的气孔导度-胞间CO_2浓度的相关关系,在气孔导度极低的情况下诱导胞间CO_2浓度显著增加,腐烂病菌主要以非气孔限制方式抑制新疆杨的光合作用。溃疡病菌不改变新疆杨的气孔导度-胞间CO_2浓度的相关关系,胞间CO_2浓度与气孔导度正相关,溃疡病菌以气孔限制方式抑制光合作用。【结论】F_v/F_m并不能反映植物遭受的所有生物胁迫,F_v/F_m为0.75～0.85也不能作为植物未受到环境胁迫的确切标准。杨树腐烂病、溃疡病发生早期,新疆杨气体交换及叶绿素荧光特征具有显著差别。相比较于溃疡病菌,腐烂病菌胁迫对新疆杨光合作用具有更大的抑制作用,腐烂病菌显著降低而溃疡病菌胁迫不改变新疆杨叶片WUE,这可能是腐烂病害比溃疡病害更易于在干旱地区发生以及该地区腐烂病危害更为严重的重要生理原因。     

水涝对银杏生长及生理的影响

山东农业大学王华田等人，5月中旬对2年生盆栽银杏水涝处理，处理后第5天株高生长和叶片数量增加与对照差异不大，但处理后第10天处理株大幅度降低。水涝对植株生物量积累，尤其对叶片的生物量积累影响很大，水涝对银杏光合作用有明显抑制作用。短期水涝对蒸腾强度和气孔导度影响不大，持续水涝引起气孔关闭。水涝对根系的伤害表现为根系活力大幅度降低。水涝对叶片的伤害表现为叶片变小、发黄、叶绿素含量降低。水涝对银杏生长及生理的影响     

高矿化度灌溉水磁化处理对绒毛白蜡生理特性及生长的影响

【目的】研究磁化处理高矿化度灌溉水对耐盐植物绒毛白蜡光合生理特性的影响作用,进一步揭示磁化技术对促进植物生长;提高产量的生理机制,为农林生产中磁化技术应用、土壤盐渍代地区土壤改良和植被修复提供参考和依据【方法】模拟海水组分和比例配置梯度浓度灌溉用水(0,6,10 mg·L~(-1)),经过磁化处理后对1年生盆栽绒毛白蜡实生苗进行连续灌溉处理,研究灌溉水磁化处理对绒毛白蜡光合作用、叶绿素荧光动力学特征及生长和生物量积累的影响。利用叶绿素荧光分析仪和光合作用测定系统对处理植株在不同时期的荧光及光合参数进行测定分析,试验结束后测定树高和生物量,采用根系分析系统分析根系特征。【结果】1)两处理光合参数和叶绿素参数差异显著,非磁化处理光合活性中心较磁化处理受到更大的伤害,磁化水处理后植株净光合速率、实际光化学效率、最高光化学效率均显著高于对照;2)随着盐分浓度升高,植株生长量逐渐减少,根系生长势降低,磁化处理对植株生物量、树高与根系各形态特征指标均有一定的促进作用;3)基于本研究结果和磁化处理对水分子的影响,磁化水对绒毛白蜡的作用机理可能为液态水经磁化处理后,自由水分子增多,水分子进入植物体细胞后与叶绿素a形成更多氢键,从而使得植物叶绿素a内转化速率提高,光合能力进而得到提高,植株抗逆能力增强,最终促进植株生长。【结论】高度矿化灌溉水通过磁化处理后可以有效提高绒毛白蜡光合作用,促进其生长,从而减轻盐分对植株的伤害程度。     

生草栽培对南方鲜食枣生长及光合特性的影响

【目的】筛选适宜南方鲜食枣园生草栽培的草种。【方法】以白三叶、多年生黑麦草、1年生黑麦草为试材,采用Li-6400XT便携式光合仪测定枣树的光合指标,研究不同生草栽培处理对鲜食枣的生长及光合作用的影响。【结果】3个草种生草栽培处理均可促进鲜食枣的生长,其中白三叶生草栽培处理中鲜食枣的株高增幅、地径增幅、枣吊长度、SPAD值分别比对照高出30.94%、9.83%、11.58%、26.39%,优于其他处理。不同生草栽培处理中,鲜食枣的光合能力差异显著,其中白三叶生草栽培处理的最大光合速率为16.83 μmol/(m^2·s),显著高于其他处理,而光补偿点和暗呼吸速率分别为11.62、3.36 μmol/(m^2·s),显著低于其他处理。鲜食枣的净光合速率日变化呈双峰曲线,峰值分别出现在11:00和17:00,白三叶生草栽培处理11:00的净光合速率最高,为18.79 μmol/(m^2·s)。蒸腾速率和气孔导度的日变化趋势与净光合速率一致,而胞间CO_2浓度呈早晚高、中午低的不规则"V"形曲线变化,在13:00降到最低值,之后又逐渐回升。按照净光合速率、蒸腾速率和气孔导度的日变化均值由高到低排序,依次均为白三叶生草栽培处理、多年生黑麦草生草栽培处理、1年生黑麦草生草栽培处理、对照。【结论】综合各处理对鲜食枣主要生长指标和光合指标的影响,白三叶生草栽培处理下,鲜食枣可充分利用光合有效辐射和CO_2,提高净光合速率,进而促进树体生长。     

净化生活污水的浮床植物筛选

【目的】筛选出目前对生活污水净化效果较好的浮床植物。【方法】以14种湖南常见的草本和木本植物为材料,监测了污水处理过程中植物的株高、根系结构和生物量等生长指标,CODcr、TN、NH3-N、TP等水质指标的动态变化,并进行了植物的生长指标与水质净化指标的相关性分析。【结果】1)大部分植物均有较强的生长能力,其中水葱、水蕹菜的株高具有显著性优势(P <0.05);美人蕉、再力花、菖蒲和梭鱼草均表现出极强的生根能力,其根长增长率分别为390%、293.33%、286.67%和270%;植物的生物量增长率在5.1%~500.7%之间,其中菖蒲、美人蕉、水蕹菜和再力花的生物量具有显著性优势(P <0.05)。2)无植物对照组对污染物的去除率明显低于有植物处理组,处理时间的长短对污染物的净化效果具有显著差异性(P <0.05),且主要表现为早期对污染物净化速率快。所有植物处理对CODcr、TN、NH3-N、TP的平均净化率比无植物对照组分别提高了6.30%~36.80%、11.92%~20.97%、22.92%~29.28%、5.51%~41.24%,其中,美人蕉对CODcr的净净化率高达36.80%,水蕹菜对TN、TP的净化效果表现出显著性优势(P <0.05),梭鱼草则对NH3-N具有较好的净化能力。3)根据筛选指标的平均隶属函数值对14种草本和木本植物进行聚类分析,可将植物分为高、中、低净化能力植物三大类,高净化能力植物:梭鱼草、菖蒲、美人蕉、鸢尾、水蕹菜和再力花。中等净化能力植物:花菖蒲、旱伞草、黄菖蒲、花叶芦竹和水葱。低净化能力植物:冬青、女贞和月季。【结论】草本植物中的梭鱼草、菖蒲、美人蕉、鸢尾、水蕹菜和再力花以及木本植物中的冬青对生活污水具有较高的净化能力,适合用作生活污水处理的浮床植物。     

平茬年限对沙冬青光合特性与比叶面积的影响

【目的】为在理论与技术上解决孑遗植物种质资源的保存与修复,探究沙冬青被平茬后更新恢复生长的机理和策略。【方法】利用Li-6400便携式光合仪测定了不同平茬年限沙冬青的光合生理特性,同时分析了不同平茬年限沙冬青比叶面积(SLA)与光合速率(Pn)、水分利用效率(WUE)的关系,从而更好地解释平茬复壮后植物补偿性生长机理与持续年限。【结果】平茬后沙冬青净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)显著提高,且日变化趋势一致,除平茬后恢复1 a的沙冬青为单峰型,其它平茬年限和未平茬(CK)均为双峰型,且均在11:00左右出现最大值,有第二峰值的出现在15:00左右,不同平茬年限沙冬青水分利用效率日变化趋势也呈单峰或者双峰型,但峰值出现的时间存在差异。随着平茬年限的增加,恢复生长的速度减慢,其净光合速率、蒸腾速率和水分利用效率也逐渐降低,日均值的大小顺序均为:平茬后恢复1 a>平茬后恢复3 a>平茬后恢复8 a>未平茬CK。不同平茬年限沙冬青的比叶面积差异性显著(P <0.05),且随着平茬年限的增加,比叶面积不断减小。不同平茬年限沙冬青比叶面积与净光合速率存在显著的正相关关系,与水分利用效率存在显著的负相关关系,随着平茬年限的增加,沙冬青比叶面积与净光合速率、水分利用效率的回归方程斜率均逐渐减小,即植株单位叶面积净光合速率和水分利用效率均逐渐降低。【结论】有必要通过对衰老、干枯的沙冬青进行合理平茬,以促进林分复壮和生长,同时提高生产力,有利于促进荒漠生态系统有效恢复。     

Improved simulation of poorly drained forests using Biome-BGC

Forested wetlands and peatlands are important in boreal and terrestrial biogeochemical cycling, but most general-purpose forest process models are designed and parameterized for upland systems. We describe changes made to Biome-BGC, an ecophysiological process model, that improve its ability to simulate poorly drained forests. Model changes allowed for: (1) lateral water inflow from a surrounding watershed, and variable surface and subsurface drainage; (2) adverse effects of anoxic soil on decomposition and nutrient mineralization; (3) closure of leaf stomata in flooded soils; and (4) growth of nonvascular plants (i.e., bryophytes). Bryophytes were treated as ectohydric broadleaf evergreen plants with zero stomatal conductance, whose cuticular conductance to CO(2) was dependent on plant water content. Individual model changes were parameterized with published data, and ecosystem-level model performance was assessed by comparing simulated output to field data from the northern BOREAS site in Manitoba, Canada. The simulation of the poorly drained forest model exhibited reduced decomposition and vascular plant growth (-90%) compared with that of the well-drained forest model; the integrated bryophyte photosynthetic response accorded well with published data. Simulated net primary production, biomass and soil carbon accumulation broadly agreed with field measurements, although simulated net primary production was higher than observed data in well-drained stands. Simulated net primary production in the poorly drained forest was most sensitive to oxygen restriction on soil processes, and secondarily to stomatal closure in flooded conditions. The modified Biome-BGC remains unable to simulate true wetlands that are subject to prolonged flooding, because it does not track organic soil formation, water table changes, soil redox potential or anaerobic processes.     

碧玉杨叶形态结构与生理特性对干旱的响应

【目的】以群众杨为对照,探讨干旱胁迫下碧玉杨的叶形态、结构和光合、水分生理特性的关系及其影响植株生物量积累的内在成因,进一步揭示碧玉杨和群众杨的抗旱机制,为区域造林绿化杨树的抗旱生理研究和品种推广提供参考。【方法】以碧玉杨与和群众杨1年生扦插苗为研究对象,应用盆栽控水法模拟干旱条件,对比分析不同干旱胁迫程度下2个品种的叶面积、叶脉密度、叶氮素利用效率、光合特性及叶水分输导能力的响应,及其对植株生物量和抗旱能力的影响。【结果】干旱胁迫程度加剧,2个杨树品种的叶脉密度(LVD)和单位干质量叶氮含量(N_mass)上升,碧玉杨的LVD增幅大、N_mass增幅小;净光合速率(P_n)、植株总光合速率(PTL)、最大净光合速率(P_nmax)、光合日累积量、蒸腾日累积量、叶导水率(K_leaf)、水分利用效率(WUE)、光合氮利用效率(PNUE)、叶面积(LA)以及植株生物量(TB)均下降,碧玉杨的降幅均小。相较群众杨而言,碧玉杨的LA、LVD、PNUE、TB和日均耗水量在干旱胁迫前后均高,P_n、K_leaf、WUE和N_mass在干旱胁迫前后均低,PTL和Tr日累积在中度和重度干旱胁迫下高,P_nmax、P_n日累积和Tr在重度干旱胁迫下高。PTL较Pn与TB相关关系更紧密,PNUE较N_mass与TB相关关系更紧密。【结论】干旱胁迫下碧玉杨的叶形态结构与生理特性呈现出低效水分利用、高效叶形态结构调整、高效氮素利用和高效光合固碳的平衡制约关系。2个品种的抗旱机制不同,抗旱能力强的碧玉杨其叶结构调整更高效,抗旱能力弱的群众杨其光合特性对干旱更敏感,叶结构与抗旱性关联最大,其次是光合特性。     

4种改良剂在锰矿渣木本植物修复中的比较

【目的】锰矿在我国经济发展中占有重要地位,在带来经济效益的同时,伴随产生的锰矿渣给环境和人类健康带来危害。为改善锰矿渣中重金属含量高、毒性强且土壤理化性质差,造成植物修复比较困难的环境问题,研究改良剂和木本植物对锰矿渣的修复效果,以期筛选出能改善锰矿渣土壤理化性质、促进木本植物修复的改良剂。【方法】采用不同施加比例的有机物(泥炭土、蘑菇渣)和无机物(蛭石、凹凸棒)作为矿渣改良剂,进行木本植物白花泡桐Paulownia fortunei和夹竹桃Nerium indicum室外盆栽实验。通过比较矿渣pH值、有机质含量、重金属酸可提取态含量和植物生物量增量、根系结构、重金属含量与累积量的变化,探讨其对锰矿渣的修复效果。【结果】1)改良剂均可有效提高矿渣中有机质含量,促进木本植物的生长;2)改良剂中泥炭土、凹凸棒和蛭石可分别显著降低矿渣中Zn、Cu、Pb的酸可提取态含量,凹凸棒显著降低矿渣中Mn酸可提取态含量;3)改良剂中蘑菇渣可有效促进2种木本植物的生长,其中泡桐的生物量增量和根系形态指标均高于夹竹桃;4)蘑菇渣处理下2种木本植物锰累积量大,30%蘑菇渣处理下夹竹桃和泡桐的锰累积量分别是未改良组的7.8倍和11.61倍。【结论】4种改良剂中蘑菇渣可以作为锰矿渣改良剂,改善矿渣性质,促进植物的生长,尽快恢复植被,同时还可以通过植物生物量的增加而加大对矿渣中锰的累积量。     

日本落叶松冠层光合特性的空间变化

【目的】研究日本落叶松冠层间光合特性的差异,揭示冠层光合特性的空间变化规律,为精确估算冠层生产力及构建冠层生产力模型提供依据。【方法】以8年生日本落叶松为研究材料,根据树冠长度,将树冠等分为8个层级,从上到下分别为第1~8层级,选择每一层级的南向一级侧枝作为光合测定枝条,测定每一枝条上针叶的光合日变化。【结果】多数冠层间光合参数日变化规律相似,净光合速率、蒸腾速率、气孔限制值、光合有效辐射、气温和水汽压亏缺均表现为单峰曲线,气孔导度从上午开始逐渐降低。随着冠层的升高,光合参数增加、比叶面积减小,而气温和水汽压亏缺表现为先增后降的趋势,不同冠层间均差异显著( P <0.05)。净光合速率、光合有效辐射、气孔导度和蒸腾速率与相对冠高存在指数函数关系( R^2 ≥0.94),气温和水汽压亏缺与相对冠高存在一元二次函数关系(R^2 ≥0.79)。通径分析表明,影响净光合速率的主要因素是光合有效辐射,而气温和空气相对湿度影响较小。【结论】光合有效辐射和叶肉细胞的光合活性分别是影响日本落叶松净光合速率空间变化的主要环境因素和生理因素。净光合速率随冠层的升高而显著增加,而冠层底部净光合速率为负值,始终处于碳消耗状态。     

中国亚热带地区不同发育阶段杉木林生物量、凋落物及养分流

杉木生长快、产量高、材质好,是中国亚热带地区最重要的造林树种之一,在中国南方人工林经营中占有重要地位。对8、14和24年生杉木人工林生物量、凋落物及其养分流进行的研究结果表明:杉木人工林具有很高的生物生产力和50%-70%的树干生物量积累比例。杉木是低养分归还的针叶树种,凋落量少,而且针叶凋落前养分发生一定程度的转移,凋落物养分含量低,短轮伐期连栽收获制度造成的养分损失是导致杉木人工林地力衰退的原因之一。图1表7参22。     

西南高海拔区域苹果光合作用与光和CO_2响应模型的筛选

【目的】为了阐明我国西南高海拔区域苹果光合作用对光强度和CO_2浓度变化的响应机制,为后续深入开展该区域苹果光合特性研究提供参考,筛选适合该区域苹果光合-光响应和光合-CO_2响应的模型。【方法】以‘黔选2号’‘黔选3号’‘嘎拉’‘蜜脆’‘红星’5个品种苹果叶片为试材,进行光合-光响应和光合-CO_2响应的测定,并利用直角双曲线模型、非直角双曲线模型、指数方程模型和直角双曲线修正模型进行光合-光响应曲线的拟合,运用直角双曲线模型、Michaelis-Menten模型(M-M模型)、直角双曲线修正模型进行光合-CO_2响应曲线拟合。【结果】光合-光响应中,气孔导度的变化影响蒸腾速率的变化,5个品种苹果叶片的光合速率均对强光有较好的适应性,在其他影响因子相同的情况下,CO_2浓度可能是生产中的实际限制因子。光合-CO_2响应中,5个品种苹果叶片气孔导度与蒸腾速率表现为同步变化,但气孔导度的变化并未影响胞间CO_2浓度的值,胞间CO_2浓度的值呈线性增加。在CO_2浓度满足光合作用底物消耗的情况下,光合有效辐射是苹果叶片发挥光合能力的主要限制因子。【结论】在拟合不同品种苹果叶片光合-光响应曲线和光合-CO_2响应曲线的模型中,直角双曲线修正模型拟合效果均表现最好。