黄栌光合和呈色特性对重庆阴雨天气的响应

【目的】探讨重庆地区阳性植物黄栌的光合和呈色特性对当地阴雨天气的响应,为黄栌人工抚育提供科学依据。【方法】以黄栌为研究对象,于2019年4—11月定期监测(避开雨天)自然条件下控根容器内种植的4年生黄栌的光合特性、叶片色素含量、叶色参数等,并与2018年所测数据进行比较;收集2016—2019年重庆市气象数据,分析重庆地区2019年阴雨天气占比、降水量、日照时间、相对湿度等特征与2016—2018年的差异性,了解气象因子与黄栌叶片光合、呈色特性间的相关关系。【结果】2019年4—11月(黄栌生长期),重庆遭遇罕见的连绵阴雨天气,监测期超过半数时间为阴雨天气。相比2016—2018年,2019年日照时间减少10%~25%,最大日降水量增加30%~37%,平均降水量增加12.5%~25.0%,平均气温(Q)降低1%~2%。高湿、多雨、寡日照环境不利于黄栌光合色素合成,导致其净光合速率(P_n)降低,叶片呈色质量较差。相关性分析表明:P_n与日照时间(SD)和Q极显著正相关(P<0.01),与光合有效辐射(PAR)显著正相关(P<0.05),与日降水量≥0.1 mm天数(DPD)极显著负相关(P<0.01);蒸腾速率(T_r)与SD和Q极显著正相关(P<0.01),与PAR显著正相关(P<0.05),与DPD极显著负相关(P<0.01),与大气CO₂浓度(C_a)显著负相关(P<0.05)。叶绿素a(Chla)含量与Q显著正相关(P<0.05);花青素含量与DPD显著负相关(P<0.05)。叶色亮度(L^*)与叶绿素b(Chlb)含量极显著正相关(P<0.01),与Chla含量显著正相关(P<0.05);红/绿属性色相(a^*)与Chla、Chlb含量极显著负相关(P<0.01);其他色素含量与叶色参数间相关性均不显著(P>0.05)。a^*与T_r、P_n、气孔导度(G_s)极显著负相关(P<0.01);黄/蓝属性色相(b^*)与T_r、P_n、G_s极显著负相关(P<0.01);彩度(C^*)与T_r、P_n极显著负相关(P<0.01)与G_s显著负相关(P<0.05)。【结论】在2019年4—11月的连绵阴雨天气条件下,重庆地区黄栌表观量子效率(AQY)和P_n降低,利用弱光的能力和叶片呈色质量较差,但具有较宽的CO₂生态利用幅度与光照耐受范围,叶片Chlb含量的增加提高了对散射光的利用能力,从而增强对连绵阴雨天气的适应与耐受能力。研究结果可为我国黄栌引种栽培及科学管理提供参考。     

氮素水平对青钱柳叶片主要次生代谢物含量和抗氧化能力的影响

【目的】通过研究施氮量对青钱柳生长、次生代谢产物积累和抗氧化能力的影响,为青钱柳叶用人工林氮素施肥管理提供理论依据。【方法】以青钱柳两年生平茬实生苗为试验材料,在人工气候室控制条件下,设置N0(0 g/株)、N1(3 g/株)和N2(6 g/株)3水平,氮素施肥水平处理,测定不同处理下青钱柳生长指标,叶全碳、全氮、次生代谢物含量和抗氧化能力,并采用单因素方差分析比较不同氮素处理间的差异。【结果】施氮量对青钱柳苗高、地径、生物量、叶总黄酮、总三萜和总多酚类化合物含量有显著影响(P < 0.05)。随着施氮量的增加,青钱柳苗高、地径和生物量变幅分别为27.33~39.67 cm、6.65~9.19 mm和2.41~3.87 g,均在N1处理下最高;次生代谢物含量在N0处理下最高,但随施氮量的增加,叶中全氮含量显著增加,碳氮比显著降低。相关分析表明,青钱柳叶中全氮含量与碳氮比呈极显著负相关( P < 0.01),ABTS[2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐]和DPPH(1,1-二苯基-2-三硝基苯肼)的自由基半清除浓度(IC ₅₀)值与青钱柳叶中总黄酮、总三萜和总多酚类化合物含量呈显著负相关(P < 0.05)。青钱柳叶总黄酮、总三萜和总多酚类化合物含量及抗氧化能力随施氮量的增加依次表现为N0 > N2 > N1。【结论】施氮量显著影响青钱柳苗高、地径、生物量、叶碳氮比、次生代谢物积累和抗氧化能力。碳氮比与总多酚类化合物含量呈显著正相关,与总黄酮和总三萜类化合物含量及抗氧化能力无相关性。低氮(N0)和高氮(N2)胁迫有利于青钱柳叶中次生代谢物积累和抗氧化能力的提高,但均不利于青钱柳生长。研究结果可为青钱柳叶用林培育的氮肥管理提供理论依据。     

光质对不同家系青钱柳叶酚类物质积累及抗氧化活性的影响

【目的】光质对植物体内酚类物质的积累有着重要的影响。青钱柳作为我国特有的单种属乔木,功能多样,具有材用、药用、观赏价值。通过研究光质处理对不同家系青钱柳叶酚类物质积累及抗氧化活性的影响,为青钱柳苗期培育过程中的环境选择和进一步开发保健产品提供理论依据。【方法】在人工气候室内可控温湿度的条件下对不同家系(广西金钟山7号、广西金钟山6号、四川沐川31号、浙江安吉1号)青钱柳当年生实生苗进行白光、蓝光、绿光和红光4种光质处理,测定其叶片生物量、酚类物质含量及单株产量和体外抗氧化活性[1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)、自由基清除能力和铁离子还原能力(FRAP)],并分析了抗氧化活性与酚类物质含量的相关性。【结果】除家系对总黄酮含量和单株产量无显著影响外,光质和家系及其交互作用对叶生物量、酚类物质含量和单株产量及抗氧化活性均有显著影响。总体来讲,白光处理下的青钱柳叶生物量最大,酚类物质含量、单株产量及抗氧化活性却最低;蓝光和绿光处理下的青钱柳叶具有较高的酚类含量以及抗氧化活性,但绿光处理下的叶生物量最小。因此,蓝光处理对青钱柳叶酚类物质的积累及其抗氧化能力的提高更有利。从家系层面看,安吉1号家系青钱柳的叶生物量最大,而金钟山6号家系青钱柳的叶酚类含量、酚类单株产量及抗氧化活性最高。相关性分析表明,青钱柳叶总酚及酚酸类物质含量与抗氧化活性呈显著相关(P<0.05)。【结论】光质的调控显著影响不同家系青钱柳叶酚类物质积累和抗氧化活性,蓝光处理下的金钟山6号青钱柳叶的酚类物质积累多且抗氧化能力强。研究结果可为青钱柳保健品的开发及人工林定向培育过程中的光照管理提供参考。     

贵州茂兰喀斯特森林两树种叶片气孔形态特征及其对蒸腾的影响

【目的】 石漠化是中国西南喀斯特地区严重的环境问题, 探讨在喀斯特生境下树种气孔对蒸腾需求的响应及环境因子的影响,了解类似气候条件下相似物种对外界环境条件的基本调节策略,为喀斯特地区森林的保护和石漠化治理提供参考。【方法】 在贵州茂兰喀斯特地区,以常绿树种胀果树参(Dendropanax inflatus)和落叶树种瓜木(Alangium platanifolium)为对象,利用热扩散探针(TDP)对树干液流进行了野外监测,同步记录小气候数据,采集两树种叶片样本带回实验室进行干燥处理,然后在电子显微镜下做气孔结构分析。【结果】 ①常绿和落叶树种树干的液流速率(F_S)日变化规律相似,整体来看,观察期落叶树种瓜木的F_S[(585.25±53.46) g/h]高于常绿树种胀果树参的[(384.83±39.12) g/h],说明落叶树种比常绿树种的蒸腾作用强。②落叶树种瓜木的气孔密度(SD)[(1 005.08±80.99) 个/mm²]显著大于常绿树种胀果树参的[(237.16±21.67) 个/mm²](P<0.05,df=48,F=7.08),但两树种的气孔开度(SO)、气孔长度(SC)以及气孔器大小(SAS)均无显著差异(P>0.05,df=48,F=2.65);同时SD与SO、SC之间均存在显著负相关(P<0.05,df=9,F=14.00;P<0.05,df=9,F=17.12),相比较低气孔密度的常绿树种胀果树参气孔较长,开度较大。③两树种的SD与F_s均呈极显著正相关(P<0.01,df=48,F=16.03;P<0.01,df=48,F=32.10),说明两树种蒸腾与气孔密度小有关;同时两树种气孔密度与太阳辐射强度(R_n)均呈显著正相关(P<0.05,df=48,F=7.66;P<0.01,df=48,F=47.18),落叶树种瓜木的SC与R_n呈显著正相关(P<0.05,df=48,F=13.06),常绿树种胀果树参的SD还与大气温度(T_a)呈显著正相关(P<0.05,df=48,F=5.02), SC与T_a呈显著正相关(P<0.05,df=48,F=6.32),SO与T_a、R_n呈极显著正相关(P<0.01,df=48,F=17.20;P<0.01,df=48,F=14.81),说明R_n是影响两树种气孔形态的主要环境因子。【结论】 环境因子和气孔形态变化均在调节树木蒸腾中起作用,以气孔密度较低的常绿树种胀果树参对环境条件的响应更强,从蒸腾调节的角度来看,气孔密度大小以及环境因子影响叶片气孔形态的差异是导致树木蒸腾强弱差异的关键所在,类似落叶树种瓜木有高气孔密度的物种更适合在复杂的喀斯特生境下生长。     

阿什河流域6种人工林叶片-凋落物-土壤系统的养分分配与利用格局

【目的】分别从人工林叶片、凋落物、土壤养分含量及化学计量比的差异,叶片-凋落物养分重吸收的差异,土壤有效养分及其活化的差异等方面,探究黑龙江阿什河流域6种人工林生态系统的养分吸收与利用策略,明确人工针叶林和阔叶林间以及不同树种间叶片-凋落物-土壤系统养分分配格局的差异,从养分优化利用和养分资源合理配置的角度考虑,推断适宜的互补树种,为流域森林景观的恢复和人工林的经营提供依据。【方法】以东北林业大学实验林场森林培育实验站次生林带状皆伐后营造的位置相近、立地条件基本一致的29年生红松、长白落叶松、红皮云杉、水曲柳、黄檗、胡桃楸人工林为研究对象,通过野外调查取样,室内使用碳氮分析仪测定叶片、凋落物、土壤C含量,使用凯氏定氮仪测定叶片和凋落物的N含量,硫酸-高氯酸消化-钼锑抗比色法测定叶片和凋落物的P含量,连续流动分析仪测定土壤的N含量、铵态氮($NH_{4}^{+}-N$)及硝态氮($NO_{3}^{-}-N$)含量,硫酸-高氯酸消化-钼锑抗比色法测定土壤的P含量,HCl-H₂SO₄浸提法测定土壤的有效磷含量。运用生态化学计量学的研究方法,分析各林分叶片-凋落物-土壤系统的养分含量及其生态化学计量特征,确定各凋落物营养的重吸收及土壤有效养分的供应特征。【结果】①针叶林叶片P含量(1.55 g/kg)显著低于阔叶林叶片P含量(2.02 g/kg)(P<0.05, F=16.92,df=1)。针叶林土壤C、P含量(47.75、1.17 g/kg)显著低于阔叶林土壤C、P含量(76.35、1.47 g/kg)(P<0.05, F_{C 含量}=75.15, F_{P 含量}=9.91,df=1)。6种林分中,水曲柳林叶片的N含量(19.64 g/kg)(P<0.05, F=5.26,df=5)、凋落物C、N、P含量(P<0.05, F_{C 含量}=2.34, F_{N 含量}=1.60, F_{P 含量}=6.74,df=5)和土壤的C、N、P含量(P<0.05, F_{C 含量}=154.84, F_{N 含量}=14.21, F_{P 含量}=53.55,df=5)均相对较高。红皮云杉林叶片P含量(1.30 g/kg)(P<0.05, F=36.71,df=5),长白落叶松林凋落物C含量(P<0.05, F=2.34,df=5),红松林凋落物N含量(P<0.05, F=1.60,df=5)均相对较低。②针叶林叶片碳磷质量比(C/P)值(314.84)显著高于阔叶林叶片C/P值(251.03)(P<0.05, F=20.43,df=1),阔叶林土壤C/P值(53.20)显著高于针叶林土壤C/P值(40.71)(P<0.05, F=15. 38,df=1)。6种林分中,红皮云杉林叶片C/P值(359.24)较高(P<0.05, F=35.02,df=5),水曲柳林叶片碳氮质量比(C/N)值(24.15)相对较低(P<0.05, F=11.42,df=5)。胡桃楸林土壤C/N值(19.82)显著高于长白落叶松林土壤的C/N值(5.62)(P<0.05, F=12.40,df=5)。③针叶林元素重吸收率为N的(25.31%)>P的(14.41%)。阔叶林P重吸收率(29.84%)显著高于针叶林P重吸收率(14.41%)(P<0.05, F=7.30,df=1)。6种林分中,水曲柳N重吸收率(P<0.05, F=13.66,df=5)、黄檗P重吸收率(P<0.05, F=60.40,df=5)相对较高。④阔叶林土壤有效P含量及有效P比率(11.74 mg/kg、8.22×10 ^-3)显著小于针叶林(16.59 mg/kg、14.24×10 ^-3)(P<0.05, F_{有效P含量}=7.32, F_{有效P比率}=11.84,df=1)。6种林分中,红松林和胡桃楸林土壤对N的活化能力相对较强,红松林和长白落叶松林土壤有效P的供应能力及其活化能力相对较强。【结论】针叶林叶片P元素利用率高,元素重吸收率为N>P。阔叶林土壤C、P含量较高、有效P积累能力弱、有效P含量及比例均显著低于针叶林,但其P的重吸收率显著高于针叶林。从优化养分资源角度考虑,针叶树种与阔叶树种混交,如红松与水曲柳、长白落叶松与水曲柳混交可以弥补针叶纯林养分分配与利用格局上的不足。     

天然居群青钱柳叶主要生物活性物质及抗氧化活性研究

【目的】青钱柳是一种集药用、材用、观赏价值于一体的多功能树种,目前市场上多用其叶制成具有保健功效的保健茶。筛选出以药用保健为目的、用于制茶的优良青钱柳种源,以更好地发挥青钱柳叶的保健功效。【方法】采用水提方法,研究33个天然居群青钱柳叶的总黄酮、总三萜和总多酚含量及其抗氧化能力,并分析各活性物质含量与抗氧化能力之间的相关性。【结果】青钱柳叶水提物的总黄酮、总三萜和总多酚含量居群间均有极显著差异。其中,总黄酮含量范围为6.79~20.91 mg/g,总三萜含量范围为15.67~44.63 mg/g,总多酚含量范围为10.53~33.04 mg/g;聚类分析结果表明,在欧氏距离为0~5时,可将青钱柳33个天然居群的总黄酮、总三萜和总多酚含量分别分为3、4和3大类群;相关分析结果表明,总黄酮、总三萜和总多酚含量之间存在极显著正相关,且青钱柳叶中这3类生物活性物质含量与1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基清除能力、2,2'-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐(ABTS)自由基清除能力和总还原力呈极显著相关。【结论】安徽绩溪(S2)、贵州石阡(S15)、湖北鹤峰(S19)、湖北五峰(S20)为生物活性物质含量较高及抗氧化能力较强的优良药用保健青钱柳居群。     

青钱柳嫁接愈合过程中砧穗生理特性及其与亲和性的关系

【目的】采用不同砧木嫁接青钱柳,分析不同嫁接组合接穗和砧木生理指标的差异,探讨砧穗生理特性与嫁接成活的关系,为青钱柳砧穗嫁接亲和性的早期预测和砧木选择奠定基础。【方法】分别以枫杨(F)、薄壳山核桃(B)和青钱柳(Q)作为砧木嫁接青钱柳接穗(3种嫁接组合),采用切接的方法进行嫁接,测定嫁接后0、40、70 d各嫁接组合砧木和接穗的可溶性糖、可溶性蛋白、淀粉及单宁含量、过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)活性,并统计嫁接70 d后的成活率。【结果】青钱柳本砧嫁接成活率为53.49%,显著高于以枫杨和薄壳山核桃为砧木的嫁接组合。嫁接后随着时间的延长,本砧嫁接砧穗中的可溶性糖和淀粉含量均呈现先降低后升高的变化规律;3个嫁接组合单宁含量均表现为先升高后降低趋势,但本砧嫁接组合在两个时段均最低,QB组合均最高;3个嫁接组合砧穗POD活性均表现为先升后降;本砧嫁接砧穗PPO活性先降后升,而QF和QB组合砧穗PPO活性均持续升高。相关分析表明,40 d时测定的砧穗可溶性糖、淀粉、单宁含量及PPO活性与嫁接成活率呈显著负相关(P < 0.05),而POD活性与嫁接成活率呈显著正相关(P < 0.05);70 d时测定的砧穗可溶性糖、单宁含量和PPO活性与嫁接成活率呈显著负相关(P < 0.05),但接穗的POD活性与嫁接成活率呈极显著正相关(P < 0.01)。接穗与砧木的PPO和POD活性差值绝对值分别在40和70 d时与嫁接成活率均呈显著负相关(P < 0.05)。【结论】青钱柳本砧嫁接亲和性较强,而以枫杨和薄壳山核桃为砧木亲和性较弱,可溶性糖、淀粉、单宁含量、POD和PPO活性,以及POD和PPO活性差值绝对值可以作为青钱柳嫁接亲和性的早期评价指标。     

华北落叶松林下光环境对白扦幼树生长的影响

【目的】林下光环境异质性是造成林下幼树生长差异的重要原因,研究幼树在不同光环境下的生长差异,可为林下人工更新提供指导。【方法】以华北落叶松林下人工更新的10年生白扦幼树为研究对象,调查幼树的地径、树高,并利用半球面影像技术获取光照指标,在分析幼树生长势及相应林下光环境特征的基础上,通过双因素方差分析及线性回归研究不同光照指数类型对幼树生长的影响。【结果】白扦幼树的地径、树高均服从正态分布(P<0.05),中小径阶的幼树较多,占70%以上,主要受较差的林下光环境影响。不同类型的林下光照指数[散射光指数(ISF,I_ISF)、直射光指数(DSF,I_DSF)、总光照指数(GSF,I_GSF)]对幼树生长的影响差异不显著(P>0.05),但林下散射光对幼树生长的影响比直射光与总光照略强;林下光照指数大小对幼树的地径与树高生长均有显著影响(P<0.05),且对幼树地径的影响较强。当I_ISF<0.4、I_DSF<0.5、I_GSF<0.5时,各组幼树地径、树高差异不显著(P>0.05);当各光照指数高于相应的临界值时,各组幼树生长之间差异显著(P<0.05),且光照指数与幼树生长之间呈显著的正相关。【结论】林下光照指数类型对白扦幼树的生长影响不显著,光照指数大小对幼树生长的影响存在临界值,超过临界值时,幼树生长与光照指数大小呈显著线性关系。在华北落叶松林下进行白扦人工更新时,应选择或使其光照指数大于0.5的地点。     

不同坡向及径级油松异龄叶的功能性状

【目的】研究植物叶功能性状特征,以了解植物生存的适应性策略。【方法】以松山地区油松天然林及人工林为对象,通过测定不同叶龄油松的比叶面积(SLA)、叶干物质含量(LDMC)、叶氮量(LNC)、叶磷量(LPC)及氮磷比(m(N):m(P),缩写为N/P),得到不同坡向上不同径级油松异龄叶的功能性状特征。【结果】①在天然林和人工林内,不同坡向油松的SLA、LDMC差异均显著(P<0.05),SLA在阴坡较高,而LDMC在阳坡较高。②SLA与LDMC呈显著负相关(P<0.01,其中当年生叶相关系数r=-0.86,往年生叶r=-0.84); LPC与m(N):m(P)呈现显著负相关(P<0.01, 当年生叶r=-0.47,往年生叶r=-0.70); LNC与m(N):m(P)呈显著正相关(当年生叶P<0.05,r=0.23; 往年生叶P<0.01,r=0.45)。③不同发育阶段中,小径级油松的SLA显著高于中、大径级(P<0.05),LDMC趋势则相反,且大径级的LDMC最大。④各径级中当年生叶的LNC和m(N):m(P)均低于往年生叶相应值,但其LPC均比往年生叶的高。【结论】坡向显著影响油松叶对资源和能量的分配策略,阴坡叶的比叶面积性状特征明显,而阳坡叶注重叶干物质含量的积累; 松山地区油松营养限制类型为氮限制,且新叶生长更易受氮限制。异龄叶在不同坡向和各个发育阶段的叶功能性状,表明该地区油松为了最大限度地减少环境的不利影响而采取了适应性权衡对策。     

冲泡条件对青钱柳茶主要内含物浸出规律的影响

【目的】青钱柳是我国特有的多功能树种,其叶制成的茶是一种重要的保健茶,研究旨在优化青钱柳茶的冲泡条件,发挥茶叶最大功效。【方法】在研究茶水质量体积比、冲泡温度、冲泡时间等单因素对青钱柳茶主要内含物质(总黄酮、总三萜和粗多糖)浸出规律影响的基础上,采用L₉(3⁴)正交设计以优化青钱柳茶冲泡的最佳条件。【结果】茶水质量体积比对青钱柳茶中总黄酮、总三萜浸出量有显著影响,冲泡时间对青钱柳茶中总黄酮、总三萜和粗多糖的浸出量均有显著影响,而冲泡温度仅对青钱柳茶中粗多糖的浸出量有显著影响(P <0.05)。通过正交试验优化出的青钱柳茶最佳冲泡条件为:茶水质量体积比1:250,70 ℃水冲泡15 min。采用该冲泡条件,青钱柳茶叶中总黄酮、总三萜和粗多糖的浸出量均达到最大值,分别为9.83 mg/g、27.46 mg/g、108.67 mg/g。【结论】冲泡条件(茶水质量体积比、冲泡温度和冲泡时间)直接影响青钱柳茶中生物活性物质的溶出,所优化出的青钱柳茶冲泡条件可科学指导饮茶,充分发挥青钱柳茶的保健作用。     

青钱柳药用优良单株评价与选择

【目的】以青钱柳表型性状作为优良单株第1轮选择依据,结合叶生物活性物质含量进行第2轮选择,再基于年度间稳定性评价进行决选,为青钱柳生物活性物质原料生产提供优良种植材料。【方法】2017年3月,根据植株叶片(叶色、叶形、叶面积)、分枝角、冠型(扁平和饱满)等表型性状,结合优良种源进行第1轮优良单株选择;并于当年9月底采收入选单株叶片测定总黄酮、总三萜和多糖含量,评价入选单株的改良潜力并进行第2轮选择。2018年9月对第2轮选择出的优株进行生物活性物质含量年度稳定性评价并进行优良单株决选。【结果】第1轮选择出的36份材料叶片的3种生物活性物质含量均存在显著差异,总黄酮、总三萜和水溶性多糖的改良潜力分别为34.3%、43.43%和36.41%;据此,单指标结合多指标第2轮选择出10株优良单株。比较第2轮选择优株连续两年叶内的活性物质含量,决选出含量稳定的3株优株LC1、LC4和CP3。分析表明,嫩叶红色的表型性状与叶内总黄酮、总三萜含量呈极显著相关;总三萜含量与植株具较大分枝角和饱满冠型分别呈极显著和显著相关关系;但水溶性多糖含量与观测的表型性状无显著相关。【结论】基于青钱柳红色嫩叶、大分枝角和饱满冠型与植株叶内总黄酮、总三萜含量呈显著相关性,可将3种表型特征作为药用优株的选择依据。终选优株LC1、LC4和CP3 叶内生物活性物质不仅含量高,而且年度间表达稳定。为了保证高产稳产,需对选择优株进行多点试验并研究其遗传与环境互作效应,以确定其适宜生境和相应的栽培策略。     

青钱柳产业发展历程及资源培育研究进展

青钱柳为我国特有的单种属植物,是集药用、保健、材用和观赏等多种价值于一身的珍贵树种,有广阔的发展前景。关于青钱柳的研究始于20世纪70年代末,2013年青钱柳叶被国家卫生和计划生育委员会列入新资源食品目录,极大地推动了我国青钱柳产业向前发展。笔者简述了青钱柳的天然分布及其潜在适宜栽培区概况,从青钱柳相关的论文发表、专利申请及社会关注度等视角探讨了青钱柳研究的脉络及青钱柳产业的发展历程;重点关注了青钱柳叶用林资源培育的研究,阐述了青钱柳种质资源收集评价及种群遗传多样性、基因组学与生物活性物质代谢调控、叶生物活性物质的地理变异及叶用林定向培育理论与技术等方面的进展。同时,分析了青钱柳产业发展中存在的主要问题,提出了强化青钱柳定向优良品种创制及其无性系化、优化青钱柳人工林的定向培育模式及“良好农业规范”(GAP)栽培、加强青钱柳活性物质提取与功能研究、重视青钱柳高附加值产品开发及产业化等建议,旨在推动我国青钱柳产业的健康和可持续发展。     

白桦转BpGH3.5基因叶片早衰突变株的光合特性及生长分析

【目的】植物叶片早衰将影响作物产量和品质,研究叶片早衰机制对于培育耐早衰优良品种具有重要意义。【方法】以转BpGH3.5基因的白桦叶片早衰突变株(G4)、非转基因白桦(WT)及叶片正常的转基因白桦(G21)等为材料,测定其叶绿素含量、净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间CO₂浓度(C_i)、蒸腾速率(T_r)等光合指标,测定苗高的时序变化规律。【结果】叶片早衰突变影响了叶片叶绿素的合成及积累,突变株的叶绿素相对含量(SPAD)均值为36.08,相对两个对照株系分别下降7.34%、7.48%。叶片早衰突变影响了白桦光合呼吸作用。突变株的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率分别为WT野生株系的67.54%、64.44%、64.93%,胞间CO₂浓度达到234.33 μmol/mol,显著高于G21对照株系( P<0.05)。突变株的当年高生长显著低于WT、G21 两个对照株系,当年高生长分别是WT、G21 两个对照株系的68.9%、85.0%。利用Logistic方程对3个参试株系当年苗高生长量的变化过程进行了拟合,其系数均高于0.98,同时,通过Logistic方程计算的生长参数揭示了早衰突变株高生长较两个对照株系低的原因是速生期苗高平均生长量(GR)、苗高日生长量的平均值(GD)等生长参数较低。【结论】转BpGH3.5基因的白桦发生了叶片早衰现象,使叶绿素提前降解,影响了光合呼吸作用,进而影响了苗高生长。     

金叶银杏叶色变化特性分析

【目的】金叶银杏为银杏(Ginkgo biloba L.)的1个芽变品种,具有独特的叶色性状及较高的观赏价值和药用价值。通过观察分析金叶银杏实生苗叶色变化特性,为选育更优良的品系及推广利用提供理论依据。【方法】以来自湖北安陆的1年生金叶银杏实生苗为材料,在对叶形、叶色观察的基础上,应用X-Rite色差仪测定叶色参数L ^*、a ^*和b ^*值,计算出反应色彩变化的彩度C ^*和色相角h,测定其色素含量及光合特征参数,并对各指标进行相关性分析。【结果】金叶银杏叶形主要为扇形,叶色4—5月为金黄色,6月开始转绿,先为浅黄绿色,直至深绿,10月底后再次变黄。色差参数L ^*维度方向上,大部分位点集中在中间位置(L ^*值为50~65),a ^*值主要集中在负值区域,b ^*维度方向位点整体呈现上移趋势。色素含量的年变化中, Chla(叶绿素a)、Chlb(叶绿素b)、ChlT(总叶绿素)的含量变化趋势相似,呈现“下降—上升—下降”的规律,且色素含量之间基本达到极显著差异(P<0.01)。Car(类胡萝卜素)含量变化呈现“下降—升高”趋势。ChlT/Car(总叶绿素与类胡萝卜素质量之比)与ChlT的变化趋势相似,Chla/b(叶绿素a与叶绿素b质量比)的变化呈现波动下降。Chla和Chlb均与色差参数L ^*、a ^*、b ^*和C ^*呈负相关,与h则为极显著正相关。Car与色差参数a ^*呈显著正相关,与b ^*呈极显著正相关。P_n(净光合速率)、G_s(气孔导度)的日变化均表现为明显的双峰,T_r(蒸腾强度)在13:00前处于较高水平,15:00后急剧下降。C_i(细胞间隙CO₂浓度)的日变化呈“W”形,即一天之内出现两个低谷,分别在11:00和15:00。P_n与Chla、Car含量呈显著负相关,与Chla/b呈显著正相关。其他光合特征值与色素含量的相关性不明显。【结论】1年生金叶银杏叶形主要为扇形,叶色在4—5月为金黄色,6月逐渐变绿色,10月时变黄。色差参数在4—5月,高亮度单株增加,各单株绿色变浅,随时间推移,黄色加深。相关性分析表明,色素含量与叶色密切相关。     

青钱柳种子雨的季节动态及土壤种子库特征

【目的】研究青钱柳(Cyclocarya paliurus)种子雨的季节动态及土壤种子库特征,以阐明其种群更新和演替规律。【方法】以江苏溧阳大石山3种林分密度(1 050、720和525株/hm²,代号依次为C1、C2、C3)青钱柳人工林为对象,对其种子雨季节动态及种子性状进行观测和分析;在江西九岭山5个青钱柳天然群落设样方调查,并对样方内的土壤种子库分枯枝落叶层(Ⅰ层)和土壤层(Ⅱ层)进行种子筛选和分析。【结果】根据青钱柳种子雨密度,将落种时期分为3个阶段：落种前期(8月20日—9月20日)、落种中期(9月21日—12月10日)和落种后期(12月11日—12月30日);种子雨出现2个高峰(9月10日和12月20日),落种前期和落种后期其单位面积落种量分别占全年的42.4%和43.5%;不同落种阶段的种子雨密度和具生活力的种子数差异显著,但其他种子性状差异不显著。林分密度显著影响青钱柳饱满种子数和种子千粒质量,但未影响其他种子性状。青钱柳天然群落的土壤种子库密度均呈现为Ⅰ层(37.4粒/m²)>Ⅱ层(17.9粒/m²     

菌根真菌对榉树光合特性的影响

【目的】探究丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)对木本植物生长和光合特性的影响以及樟树光响应模型的适用性。【方法】以自培无菌榉树(Zelkova serrata Thunb.)幼苗为试验材料,设置3个处理,分别为不接种菌根真菌(CK)、接种来自贵州毕节的摩西球囊霉(GM1)、接种来自云南楚雄的摩西球囊霉(GM2),测定榉树的光响应曲线,通过对5种常用的光响应曲线模型进行比较分析,探索菌根真菌对榉树光合特性的影响,并通过5种模型对光响应曲线进行拟合,评定5种模型的适用性。【结果】接种菌根真菌明显提高了榉树的一些形态指标,体现在苗高、地径的增加。接种菌根真菌提高了榉树的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间CO₂浓度(C_i)。其中,GM1的效果要好于GM2,同时,GM1对榉树的蒸腾速率(T_r)也有提升效果。通过5种模型的拟合,发现模拟效果都很好,只有指数模型在拟合接种GM1的榉树光响应曲线时,R²为0.977,其余的都达到了0.99以上。从决定系数的均值分析,叶子飘模型的拟合效果最好,其次是非直线双线模型,拟合效果相对最差的是指数模型。相关性分析表示,叶绿素含量与侵染率呈负相关关系,苗高与侵染率无显著相关性,地径、C_i、G_s、P_n均与侵染率呈显著正相关。【结论】接种菌根真菌可以促进宿主植物的生长,对植物的光合特性也有一定的提升效果。5种光响应模型中,叶子飘模型的模拟效果最好,所以在对榉树的光响应情况的描述上,应该以叶子飘模型为主,其余几个模型可以作为参考。     

油茶林生草栽培对地表径流及氮磷流失特征的影响

目的 研究间种草本植物对油茶林地表径流以及随径流流失的溶解态氮磷的影响,以期降低油茶林面源污染风险并改善下游水体环境,为油茶高效生态经营提供参考。方法 选取林下植被覆盖度低的5年生油茶幼林,设计3个试验处理:无间种对照、间种百喜草和间种金鸡菊,每个试验处理面积600 m²,3次重复,同时,在每个试验样地建设水平投影为16 m×7 m的标准径流监测小区,共计9个径流监测区。经过2年的生草处理后,间种百喜草和金鸡菊的油茶林下植被覆盖度从对照的31.13%分别提高到90.47%和80.40%。在此基础上,通过土壤理化性质测定、多场次的地表径流及其氮磷含量的监测,比较各处理样地的地表径流量、土壤侵蚀量、径流溶解态氮(DN)和溶解态磷(DP)流失量的变化特征,分析南方油茶幼林生草栽培对地表径流及氮磷流失的影响。结果 油茶林下间种百喜草和金鸡菊2年后,土壤有机质、全氮及全磷含量均比对照有增加趋势。2020年6—7月,在试验区共观测到5场侵蚀性降雨事件。与对照处理相比,间种百喜草和金鸡菊的处理在5场侵蚀性降雨事件中均显著降低了地表径流量和土壤侵蚀量(P<0.05)。与对照相比,间种百喜草和金鸡菊处理的地表总径流量分别减少了35.04%和33.56%,土壤累积侵蚀量分别减少了83.89%和79.85%。不同场次径流中DN和DP浓度变化趋势不一致,第1和第2场径流中DN浓度较低而DP浓度较高,第4和第5场径流中DN浓度较高而DP浓度较低。所有观测场次的径流DN和DP浓度均值超过了GB 3838—2002《地表水环境质量标准》中总氮、总磷Ⅴ类标准限值。与对照相比,间种百喜草能够显著降低径流中DN和DP浓度(P<0.05),减少量分别为4.67%和16.88%;而间种金鸡菊后径流DP浓度显著降低了16.88%(P<0.05),但DN浓度却增加了5.14%(P<0.05)。总体上,与对照处理相比,间种百喜草和金鸡菊分别降低了径流DN流失量26.66%和21.49%、径流DP流失量63.06%和50.57%。结论间种百喜草和金鸡菊的油茶林地显著降低了地表径流量和土壤侵蚀量,显著减少了径流溶解态氮磷流失量,相较而言,油茶幼林间种百喜草对林地地表径流及其可溶性氮磷流失的阻控效果比间种金鸡菊的好。     

江西成林油茶叶片春梢末期营养诊断

【目的】对江西山区油茶成林在春梢生长末期大、中、微量营养元素进行诊断,总结各元素在此时期的施肥范围,指导油茶林地在春季的科学施肥。【方法】以江西省20个县的油茶成林叶片为对象,运用DRIS指数法,对春季叶片的9 种养分(N、P、K、Ca、Mg、Cu、Zn、Fe、Mn)进行营养诊断。【结果】 春季江西油茶林N、P、Mg、Fe 相对缺乏,K、Ca、Cu、Zn、Mn 相对充足; 春季油茶树体需肥顺序为 Fe>P>N>Mg>Mn>Ca>Zn>K>Cu。利用高产组叶片养分浓度制定了相应的养分诊断标准,即各养分的适宜含量范围为:N,12.728～17.793 g/kg; P,0.715～1.045 g/kg; K,6.950～9.728 g/kg; Ca,4.876～8.909 g/kg; Mg,1.270～2.414 g/kg; Cu,1.219～3.918 mg/kg; Zn,11.485～16.393 mg/kg; Fe,0.096～0.221 g/kg; Mn,0.707～2.840 g/kg。【结论】江西油茶成林叶片中如果某一元素含量不在相应适宜范围,说明这种元素在油茶体内过量或缺乏。在春季为油茶林施加氮肥和磷肥的同时,应该注意补充铁肥。