黑壳楠生长量及木材解剖特征的径向变异

【目的】研究黑壳楠(Lindera megaphylla Hemsl.)生长量及木材解剖特征径向变异规律。【方法】以百年古树黑壳楠活立木为研究对象,通过对木芯样的测定,分析其生长量和木材解剖特征径向变异规律。【结果】黑壳楠的径向连年生长量在生长初期增长迅速,生长峰值出现在第12年;平均生长量在第1~19年增幅较大,随后仍保持着较快的生长速度;但生长率总体呈下降趋势,生长初期下降幅度最大,从第12年开始下降幅度变小。各解剖特征参数变异大多在30~60 a间出现较大波动。在P=0.01水平上,木纤维长度与纤维宽度、导管宽度与木射线宽度、木纤维长宽比与木射线高度呈显著正相关;木纤维长度与管孔个数、木纤维宽度与管孔个数、木纤维壁腔比与木纤维腔径比、导管宽度与管孔个数呈显著负相关。在P=0.05水平上,生长量与木纤维壁腔比、生长量与木射线高度、木纤维长度与导管宽度、木纤维长度与导管长度、木纤维宽度与导管宽度、导管长度与导管宽度、管孔个数与木射线宽度呈显著正相关;生长量与导管宽度、生长量与木射线宽度、导管长度与管孔个数呈显著负相关。【结论】年均气温是影响黑壳楠径向生长量的关键因子。黑壳楠木纤维、导管、木射线解剖特征参数都随树龄的变化而变化,较大的波动现象与当地突发气候变化有关。     

美洲黑杨无性系木材纤维性状遗传变异

【目的】美洲黑杨是苏北地区栽植面积最大的用材树种之一,具有重要的经济价值和生态价值。近年来,随着市场对杨树木材需求量的增加及质量要求的提高,对杨树材性改良的研究迫在眉睫。材性性状中,纤维长度、纤维长宽比等性状值的大小直接影响杨木制浆性能和造纸质量。通过对美洲黑杨无性系木材纤维性状遗传变异的研究,了解杨树木材纤维性状的遗传变异规律,为杨树材性改良及新品种选择提供科学依据。【方法】以泗洪县林场11个美洲黑杨无性系10年生对比试验林为材料,选取各无性系在各区组的标准株,测量其胸径和树高后,伐倒并在离地1.3 m处截取圆盘带回实验室气干备用。试样经脱木素试剂处理后,分别用光学显微镜及纤维形态自动分析仪(MORFI)测量其纤维长度和纤维宽度,计算得到纤维长宽比。将两种测量方法得到的数据进行回归分析,确定回归方程,使后续大规模测定的数据更加精确。使用SPSS 19.0对获得的数据进行分析处理,得到各纤维性状的遗传变异规律和性状间相关关系。采用K-means法对11个无性系进行聚类分析,选取纤维性状和生长性状均表现优异的无性系。用R语言作图,进行数据可视化表达。【结果】用两种测量方法测得的纤维长度、纤维长宽比回归分析R²值均大于0.9, MORFI测量值可靠。纤维长度和纤维长宽比的大小均随林龄增加而增加。11个无性系纤维长度、纤维宽度和纤维长宽比的平均值分别为1 107.8 μm、22.3 μm和49.57。3个纤维性状在无性系间存在显著差异,区组间差异不显著;纤维长度、纤维宽度和纤维长宽比性状的遗传力分别为0.764、0.832和0.590。3个纤维性状在第3、6、9龄间表现出高度相关。纤维长度与生长性状间的相关系数为0.21~0.25,纤维宽度与生长性状间相关系数处于0.39~0.48;纤维长宽比与生长性状间相关系数为-0.07~-0.02。11个无性系可分为3类,其中4-6、4-50、2-2和4-45表现优异,10-34、7-40、7-53和8-9表现次之,7-45、1-20和7-38表现较差。【结论】MORFI(纤维形态自动分析仪)可以快速且较为精确地测量纤维长度和纤维宽度,适合大批量数据的测定,但测定结果需进行回归调整。纤维长度和纤维长宽比随着林龄增大而增加,说明随着林龄的增加,木材制浆性能增强。美洲黑杨无性系纤维性状存在遗传变异,且变异受遗传的影响大于受环境的影响。各纤维性状在幼林第3龄与中林第6龄和成林第9龄间相关密切,且为正相关,对美洲黑杨纤维性状的选择可在林木生长早期进行。美洲黑杨无性系生长性状与纤维长度、纤维长宽比性状间的相关性不显著,在美洲黑杨纤维用材遗传改良时可采用独立选择方法。11个无性系中,2-2、4-6、4-45和4-50在纤维性状和生长性状方面均表现优异,可进行进一步遗传测定,为新品种选育创造条件。     

美洲黑杨与小叶杨杂交F1代扦插无性系苗生长性状动态分析

【目的】探讨美洲黑杨(Populus deltoides)×小叶杨(P. simonii)F₁代无性系苗期生长变异,发现F₁代无性系生长性状变异规律,为后期在统计分析方面开展杨树数量性状基因定位研究提供重要的参考依据。【方法】以南京林业大学下蜀林场美洲黑杨×小叶杨F₁代无性系为研究材料,采用完全随机区组设计,对苗高和地径生长性状在扦插后2年的不同时期进行测量,利用R语言和SPSS统计软件进行遗传变异分析和评价。【结果】苗高和地径在区组间、无性系间、区组与无性系交互作用间均达极显著差异水平。苗高的变异系数2017年由31.96%变为22.04%,2018年稳定在20%左右,地径的变异系数在2017、2018年两个年末分别为26.66%和26.20%。苗高和地径在两年中多个时间点的重复力具有一定波动性,苗高的重复力2017年由0.69逐渐降低到0.41,2018年又回升到近0.60;地径的重复力在2017年末较低,2018年末变为较高的水平(0.59)。根据无性系效应估计值,每年的无性系大致可分为8类,每类的均值效应具有独特的变化趋势,2017年有CL2、CL6、CL7和CL8共4类的均值效应随时间递增,而CL1、CL3、CL4、CL5类则减少;2018年除CL8类的均值效应增加外,其他7类基本是平稳的,但是类间的效应差异较大。【结论】所调查的随机区组无性系试验林的苗高和地径生长变异较大,遗传水平上差异性在不同生长期有其独特性,所建立的杨树无性系随机区组试验林为杨树数量性状基因(QTL)定位研究提供很好的遗传作图材料。     

淹水处理下杨树不同无性系苗木根系形态变化

【目的】了解淹水处理下不同杨树无性系苗木根系的形态变化规律,揭示杨树对淹水胁迫的根系适应策略,为筛选耐水的杨树无性系提供依据。【方法】选用3804杨、1388杨、895杨、110杨和328杨5个杨树无性系,设置对照、渍水和淹水3种处理,测定苗木根系的生物量、长度、数量、表面积、体积等指标。【结果】①渍水处理下杨树根生物量与对照无显著差异,但淹水处理下的根生物量却显著小于对照。②渍水和淹水处理下的多数杨树无性系苗木一级根数量与对照之间没有显著差异,但总根长、总根投影面积、总根表面积和总根体积却大于对照。③与对照相比,渍水和淹水处理下的杨树苗木根系平均直径有所减小,但根尖数、分叉数和交叉数却增大。④主成分分析提取出的2个主成分累积贡献率为88.58%,可较好地反映杨树苗木根系形态特征。【结论】隶属函数法分析表明,在渍水处理下5个杨树无性系根系形态表现的优劣顺序是1388杨>895杨>3804杨>110杨>328杨;在淹水处理下的优劣顺序是1388杨>895杨>110杨>328杨>3804杨。所以,从根系形态表现看,1388杨和895杨的耐水性较强。     

南方型杨树无性系间生长性状和木材材性的遗传差异

【目的】杨树是我国平原地区种植面积最大、木材产量最高的速生用材树种之一,如何做到适地适树,提高杨树人工林的产量和质量,是生产中需要解决的关键技术问题。综合评价杨树无性系间的生长和力学性能,可为长江中下游地区筛选杨树优良无性系提供依据。【方法】在对美国引进的104个美洲黑杨无性系和3个对照无性系进行初步评价的基础上,选择17个生长较优良的25年生无性系,分析其生长性状、木材基本密度、抗弯强度、抗弯弹性模量和顺纹抗压强度。【结果】所研究的17个无性系间在生长性状、木材基本密度、抗弯强度、抗弯弹性模量和顺纹抗压强度等方面存在极显著差异; 木材基本密度与抗弯弹性模量和顺纹抗压强度之间存在显著正相关关系,力学性质各指标间也存在极显著线性相关。综合评价表明,无性系‘NL-95’、S371、S313和‘I-69’属于低强度、中低品质材,其他13个无性系都属于低强度、高品质材。【结论】所研究的17个无性系中,从美国引进的S3239和S3312两个无性系的综合表现最好,适合在长江中下游地区作为用材林推广应用。     

不同砧木对楸树嫁接苗生长及光合特性的影响

【目的】分析不同梓树(Catalpa ovata)和滇楸(C.fargesii)嫁接苗第1年各生长指标和光合特性的差异，探究不同砧木对楸树(C.bungei)嫁接苗生长的影响，为初步筛选适宜楸树嫁接的砧木以及楸树良种繁育提供参考。【方法】以梓树和滇楸为砧木，以‘南林1号’(‘Nanlin 1’)‘洛楸’(‘Luoqiu’)和‘苏楸1号’(‘Su 1’)为接穗，进行芽接，共6个嫁接组合，测定嫁接后128、141、155、174和189 d的叶绿素含量、净光合速率与叶绿素荧光参数，并统计嫁接6个月后的成活率，测定接穗当年的高生长和径生长量及生长1年后嫁接口上下径粗度比。【结果】6种砧穗组合中‘南林1号’/滇楸的成活率最高，达76.91%,‘苏楸1号’/滇楸成活率最低，仅有32.05%;‘南林1号’/梓树的接穗高生长和径生长量最大，分别为165.51、2.89 cm,‘苏楸1号’/滇楸的接穗高生长和径生长量最小，分别为83.43、1.63 cm。各嫁接组合嫁接口上下径粗度比均小于1,嫁接生长第1年，均未出现“大小脚”现象，但‘苏楸1号’/滇楸亲和性最差。在整个生长测定期，除以‘苏楸1号’为接...     

湖北省野生青檀纤维形态特征及差异

【目的】分析野生青檀纤维形态特征及其差异,为青檀优质资源的筛选提供依据。【方法】以湖北省不同地区19个野生青檀种群为对象,采用果胶酶法分离檀皮纤维细胞,检测其纤维长度、宽度及长宽比等指标,并比较不同种群各指标之间的差异。【结果】湖北野生青檀纤维平均长度为1 499.68μm,平均宽度为8.90μm,长宽比为168.91;不同种群的纤维形态指标总体上存在极显著差异,种群18(广水三潭)和种群1(保康五道峡)的纤维形态显著优于其他种群,二者纤维平均长度为2 248.46μm,平均宽度为9.82μm,长宽比为237.65。【结论】湖北野生青檀纤维适宜作为宣纸原料;其中广水三潭和保康五道峡的野生青檀可作为湖北省青檀优质资源加以利用。     

普通油茶染色体制片技术优化及核型分析

【目的】染色体是种内品种变异的遗传物质基础,明确普通油茶主栽品种染色体倍性及核型特征,可为育种和栽培中品种配置提供依据。【方法】以普通油茶3个主栽品种(‘华硕’、‘华鑫’、‘华金’)的扦插苗和实生苗根尖为试材,对油茶染色体制片技术实验进行优化,对3个品种进行核型分析。【结果】①改良的去壁低渗火焰干燥法更适合普通油茶染色体制片,根尖以0.002 mol/L 8-羟基喹啉预处理5~6 h,1.75%纤维素酶和1.75%果胶酶酶解120 min,蒸馏水后低渗30 min,制片效果最佳。②3个品种扦插苗染色体数目均为2n=6x=90,为六倍体,而3个品种的实生苗染色体数目为90、87、85和75等。③对扦插苗根尖细胞中期分裂相进行核型分析可知,‘华硕’、‘华鑫’核型都为2A,‘华金’核型为2B,核型公式分别为2n=90=63m(3SAT)+27sm(‘华硕’)、2n=90=58m(SAT)+32sm(‘华鑫’)、2n=90=64m+26sm(SAT)(‘华金’),核型不对称系数分别是61.73%(‘华硕’)、61.13%(‘华鑫’)、61.44%(‘华金’)。【结论】优化的去壁低渗火焰干燥法更适合于普通油茶染色体制片,‘华硕’、‘华鑫’、‘华金’均为六倍体,而其实生后代会发生倍性分离。本研究为进一步开展普通油茶的倍性与核型研究奠定了基础。     

杨树无性系木材纤维长度和宽度的株内变异

对7个杨树无性系纤维形态的测定研究表明，前6、8、11年内7个无性系纤维长度在胸径处的变异不显，最大的I-69杨比最小的95杨纤维长度增加了6．6％。纤维长度和宽度在7个无性系中从髓心到树皮的径向变异均表现为显增加，但宽度增加没有长度增加显。纤维形态在株内纵向变异规律为：纤维长度在同一年轮内不同高度间的变异均是树干基部较小，随树高的增加纤维长度逐渐增加，树高增加到5．6m后纤维长度达到最大，随后波动较小，至17．6m又开始下降；纤维宽度在树干基部到3．6m的范围内较大，而超过3．6m后开始减小。回归分析表明，纤维长度与年轮及树干高度的关系可用多项式描述。树木生理年龄是影响纤维形态的一个主要因子。     

五节芒茎秆纤维形态的研究

五节芒茎秆是一种优良的纤维原料,为了更好地研究和利用五节芒茎秆,采用光学显微镜和彩色图像计算机分析系统,研究了五节芒茎秆节间和节部纤维形态。结果表明:五节芒茎秆节间纤维长度分布范围为774.99～5 203.33μm,宽度范围为7.96～32.64μm,平均长宽比为121.51,平均腔径为6.49μm,平均壁腔比为2.61,为稍长的厚纤维,从上部往下部长度逐渐增大,细胞壁壁厚逐渐变厚,宽度则没有明显的规律性变化;节部纤维长度分布范围为180.67～1 044.99μm,宽度范围为10.71～37.96μm,平均长宽比为28.64,平均腔径为5.17μm,平均壁腔比为3.10,为甚短的厚纤维,长度、宽度和壁厚从上部往下部呈现的规律性不明显。比较五节芒茎秆节间与节部的纤维形态,前者较后者纤维长度更长,宽度和细胞壁壁厚更小,节间为较好的非木质人造板的纤维原料,节部稍差。     

平安竹纤维形态变异特征及其成因分析

【目的】阐明矢竹矮秆稳定变异体——平安竹纤维形态学特征并初步阐释其变异机制。【方法】利用石蜡切片及数量统计学方法进行显微观测与数据分析; qRT-PCR分析基因相对表达量; UPLC/GC-MS法测定赤霉素含量。【结果】平安竹竹秆不同部位纤维长度、长宽比及壁腔比显著小于矢竹; 但其宽度与腔径值显著大于矢竹; 而其不同部位纤维壁厚值虽小于矢竹,但差异不显著。平安竹地下茎纤维在长度、长宽比、壁厚及壁腔比上显著小于矢竹,但其宽度与腔径值则显著大于矢竹。形态解剖学分析显示,平安竹地下茎纤维细胞形态变异出现于节间活跃生长阶段。赤霉素及细胞壁与细胞骨架相关基因表达量分析结果表明,赤霉素信号途径在平安竹节间生长起始阶段即受到抑制; 而其细胞壁与细胞骨架相关下游功能基因则在其伸长早期与活跃阶段显著低于矢竹; 赤霉素含量分析也证实各赤霉素含量早在平安竹节间伸长起始阶段就低于矢竹。【结论】赤霉素信号途径受抑导致其下游细胞壁与细胞骨架组织相关基因下调是最终导致平安竹纤维细胞生长异常的原因之一。     

7种杨树铅抗性和积累能力的比较研究

【目的】通过对比研究不同种杨树的铅(Pb)抗性和Pb积累能力,筛选具有修复Pb污染土壤潜力的杨树树种。【方法】选取7种速生杨树,用8 mmol/L Pb处理6周,分析7种杨树Pb抗性和积累能力。【结果】Pb胁迫导致7种杨树净光合速率、气孔导度和蒸腾速率降低,抑制了7种杨树的高生长和径向生长,其中欧洲黑杨、群众杨和青杨的光合和生长对Pb胁迫较敏感,美洲黑杨敏感性较低。Pb胁迫导致7种杨树生物量显著降低,其中欧美杨根生物量降低最多(50.31%),欧洲黑杨(31.99%)和群众杨(22.26%)木材生物量降低最显著,欧美杨(12.67%)和群众杨(19.54%)皮生物量降低最显著,灰杨叶生物量降低最多(35.44%)。7种杨树的总生物量在Pb胁迫下出现明显降低,其中灰杨降幅最大(29.03%),欧洲黑杨降幅最小(12.02%)。相应地,7种杨树Pb抗性指数大小顺序依次为:欧洲黑杨(88.09%)>银腺杨(82.98%)≈美洲黑杨(80.70%)>欧美杨(79.86%)>青杨(76.79%)>群众杨(72.78%)≈灰杨(70.35%)。7种杨树吸收和转运Pb的能力存在较大差异。美洲黑杨根中的Pb含量最高,达2 906.10 mg/kg;灰杨木材、皮和叶中的Pb含量较高,分别达46.55、44.39和325.90 mg/kg。美洲黑杨根和整株Pb积累量最大,分别为4.20和5.06 mg/株;灰杨地上部分Pb积累量最大,为1.21 mg/株。美洲黑杨的根富集系数最大,达6.70;灰杨地上部分富集系数最大,为0.43。灰杨的Pb转运系数显著高于其他杨树,达0.16;欧洲黑杨的转运系数最低,仅为0.02。【结论】7种杨树的Pb抗性和Pb积累能力存在明显差异,其中欧洲黑杨Pb抗性最强、美洲黑杨根吸收Pb的能力最强,可能在Pb污染土壤的植物固定和生态恢复方面具有较大潜力;灰杨转运Pb能力最强,地上部分Pb积累能力最强,可能在Pb污染土壤的植物提取方面具有较大潜力。     

基于CRISPR/Cas9的毛果杨PtrHBI1基因功能解析

目的 利用CRISPR/Cas9系统创制毛果杨PtrHBI1功能缺失突变体,初步解析该转录因子在木材形成过程中的功能,为利用基因工程手段培育制浆造纸优良性状的林木新品种提供新思路。方法 以毛果杨(Populus trichocarpa)为研究材料,根据激光显微切割技术捕获的野生型毛果杨不同细胞类型(形成层、木质部和韧皮部)RNA-seq数据,筛选得到1个bHLH家族转录因子PtrHBI1,利用毛果杨木质部原生质体系统对该基因进行亚细胞定位分析,采用原位杂交技术分析PtrHBI1组织特异性表达,采用CRISPR/Cas9技术创制毛果杨ptrhbi1突变体。对ptrhbi1突变体进行生长表型分析,利用石蜡切片对茎段横切面的各细胞类型进行形态分析,利用Klason酸水解法检测突变体木质素含量,使用高效液相色谱测定突变体纤维素和半纤维素含量。结果 亚细胞定位显示PtrHBI1基因定位于细胞核,原位杂交结果表明PtrHBI1主要在形成层和木质部表达。通过CRISPR/Cas9创制的毛果杨ptrhbi1突变体株高显著增加,茎节数和地径在一定时期显著大于野生型。此外,突变体的导管孔径显著增大,纤维细胞数量显著减少。导管细胞的数量和形成层细胞层数与野生型无差异。木材组分分析表明,与野生型植株相比,ptrhbi1植株的纤维素含量增加,木质素总量无显著变化,紫丁香基木质素与愈创木基木质素之质量比(S/G)显著降低。结论 PtrHBI1参与调控毛果杨的生长及次生木质部发育,可能在木材形成过程起着较为重要的调控作用。     

基于CRISPR/Cas9的毛果杨bHLH106转录因子的功能研究

目的 采用CRISPR/Cas9基因编辑系统创制毛果杨(Populus trichocarpa)bHLH106(Basic Helix-Loop-Helix 106)基因的突变体,分析植株的表型特征,初步揭示PtrbHLH106基因在毛果杨木材形成过程中的功能。方法 基于前期对毛果杨野生型(WT)茎干的不同细胞类型(形成层、木质部和韧皮部细胞)RNA-seq数据,克隆得到一个在形成层及木质部较高表达的bHLH基因PtrbHLH106。采用CRISPR/Cas9基因编辑技术创制毛果杨PtrbHLH106的功能缺失突变体。对生长60、90、120 d的毛果杨ptrbhlh106突变体和WT植株进行表型观察;对生长120 d的植株各茎节进行石蜡切片,利用甲苯胺蓝染色观察并进行细胞统计分析。结果 获得毛果杨ptrbhlh106突变体;与WT相比,突变体植株的株高、地径无明显差异;在整个测量的生长周期中,第8茎节长度有缩短的趋势,茎节数量有增加的趋势;形成层细胞层数有增加的趋势但差异不显著,导管细胞孔径显著增大,纤维细胞数量显著减少。结论 ptrbhlh106突变体与WT植株在导管孔径和纤维细胞数量上存在差异,初步证明PtrbHLH106基因参与了调控毛果杨次生木质部的发育。     

不同修枝方法对杨树人工林生长、光合叶面积和主干饱满度的影响

【目的】杨树是我国长江中下游平原地区种植面积最大、木材产量最高的速生工业用材树种之一,如何在适地适无性系的基础上提高无节良材的出材率,是生产中需要解决的关键技术问题。研究不同修枝方法对杨树人工林生长、光合叶面积和主干饱满度的影响,旨在为杨树人工林的产量和质量提升提供依据。【方法】选择两种密度的无性系I-69杨人工林为研究对象,设计4种修枝处理方法,通过测量胸径、树高、枝下高、主干不同高度的直径、光合叶面积,分析不同处理对杨树胸径年均生长量、树高年均生长量、枝下高、单株材积年均生长量、叶面积指数、不同高度主干分段饱满度变化的影响,再用改进层次分析法对不同处理的修枝成效进行综合评价。【结果】3年的研究结果表明,两种密度的I-69杨林分对4种修枝方法的响应存在差异:修枝处理1(T1)和处理2(T2)有利于株行距为3 m×6 m林分胸径、树高和单株材积的生长,而对株行距为6 m×6 m的I-69杨林分生长的影响差异不显著;与对照(T4)相比,修枝显著提高了林木枝下高,并降低杨树单株叶面积和林分叶面积指数;修枝对I-69杨主干不同高度区分段饱满度影响不显著,但修枝处理2有利于提高两种密度林分主干的饱满度。【结论】综合评价分析得出,采用处理2的修枝方法[第1年4月上旬不修枝,第2年3月下旬修除冠层Ⅰ的枝条(枝龄4 a),第3年3月下旬修除冠层Ⅱ的枝条(枝龄4 a)]对I-69杨人工林的效果最好,更有利于培育通直、饱满、无节的优质胶合板材。     

美洲黑杨种质材料倍性鉴定

【目的】对美洲黑杨种质资源库保存的种质材料进行倍性评估,并对候选多倍体进行倍性鉴定。【方法】利用9对用于多倍体鉴定的SSR引物检测448份美洲黑杨种质材料,根据每个引物扩增位点的等位基因数目对种质材料的倍性进行评估,基于初步鉴定结果筛选出候选多倍体材料。在此基础上,使用流式细胞仪(FCM)对候选多倍体种质材料的倍性进行鉴定。【结果】分子标记基因型分型统计结果显示,9个SSR位点共扩增出129条多态性条带,每个位点的等位基因数为5(Ploidp-10)~25(Ploidp-07)个,平均每个位点的等位基因数为14.33个。9个SSR位点的多态性信息含量(PIC)变动范围为0.46~0.93,平均PIC值为0.76。在检测的448份美洲黑杨种质材料中,440份美洲黑杨种质材料在9个引物位点上扩增出的等位基因数不多于2个;有8份种质材料在2个引物位点上扩增出了3个不同的等位基因,其中编号为1346、16-42、17-49、18-25的4份种质材料在Ploidp-02引物位点扩增出了3个等位基因,而编号为5-43、5-45、15-14、19-37的另外4份种质材料在Ploidp-04引物位点上也扩增出了3个等位基因。分子检测结果表明:该8份种质材料在对应的染色体区域发生了遗传物质增加现象,为候选三倍体种质材料。用FCM对8份三倍体候选种质材料进行倍性鉴定发现,编号为1346的种质材料为三倍体,其余7份种质材料疑似为发生局部染色片段增加的候选非整倍体。【结论】9对SSR分子标记均具有较高的多态性信息含量,可用于美洲黑杨种质资源多倍体初步筛选,结合FCM检测,可在大量样品中快速筛选出多倍体种质材料。     

带状采伐对毛竹地上生物量分配及异速生长的影响

【目的】 毛竹林带状采伐可实现竹林机械化经营,研究不同采伐宽度毛竹立竹生物量分配及其异速生长,为毛竹林带状采伐经营提供科学依据。【方法】 2019年12月模拟机械采伐对不同宽度条带内的毛竹林实施全林皆伐,2020年8月统计试验毛竹林不同采伐宽度带(0、3、9、15 m)内新竹数量、胸径、枝下高和竹高。调查新竹枝、叶、秆生物量,分析伐后新竹地上构件生物量分配特征及其异速生长关系。【结果】 随着带状采伐宽度的增加,新竹数量先增加后减少,9 m采伐宽度带新竹数量最多,新竹竹高降低,胸径减小,枝下高及相对枝下高降低,立竹鲜枝质量、鲜叶质量、鲜秆质量及总生物量均显著降低。带状采伐可以提高立竹出叶强度、相对竹高,尤其增加叶分配占比和叶相对生物量。带状采伐未改变立竹秆-总生物量的等速生长关系,但对枝-总生物量、叶-总生物量相对生长速率产生显著影响,由异速生长关系转变为等速生长关系。【结论】 带状采伐致使毛竹通过生理整合作用权衡各构件资源分配关系,改变其异速生长关系,诱发新竹形态可塑性变化,9 m采伐宽度的新竹数量达到最大值。     

美洲黑杨与青杨杂交F1代苗期表型性状的分化及其类型划分

【目的】研究美洲黑杨‘I-69’杨(Populus deltoides ‘Lux’)×青杨(P. cathayana)F₁代初选无性系苗期表型性状指标的分化,解析不同性状分化的生物学和生态学意义,并对无性系进行类型划分,综合考虑无性系性状以及对应的目标用途,为应对干旱等条件下杨树造林的适地适树(无性系)选择提供参考。【方法】以江苏省宿迁市泗洪县半城马浪湖林场36个‘I-69’杨×青杨F₁代无性系3根1干苗为材料,调查苗木的生长量、叶片形态、气孔特征、侧芽萌发情况和分枝特性等17个指标,分析各指标的变异特征,并根据性状变化对无性系进行分类和评价。【结果】F₁代无性系的生长和表型指标均具有显著的分化,总体上呈连续的正态分布特征,其中侧枝数与侧芽萌发率的变异系数最大,分别达102.0%和93.5%。相关分析表明,苗木生长指标与叶片形态以及分枝特性指标显著正相关,但与叶片气孔特征无显著相关。叶面积以及叶干质量分别与叶片长宽比呈显著负相关,与上下表皮气孔密度比呈显著正相关。叶片长宽比与叶柄相对长呈显著负相关,同时也与上下表皮气孔密度比呈显著负相关。叶面积和叶干质量的异速生长指数为1.007 4,整体呈等速生长关系,与分枝特性等无相关关系。基于主成分分析方法,利用表型性状可以把36个F₁代无性系分为8类,不同类型具有独特的生长、分枝特性和潜在的抗旱性能。【结论】美洲黑杨和青杨杂交F₁代无性系表型性状变异丰富,通过早期判断可以针对不同气候和立地条件造林提供无性系选择的初步信息,其中类型Ⅳ中的4个无性系生长量最大、侧枝少,叶型和气孔特性等表型性状表现出一定的耐旱特征,可以选择用于在偏干旱的平原地区或山地进行进一步的适应性造林试验。     

碳氮比改变对崇明东滩湿地反硝化与硝态氮氨化的影响

【目的】分析自然和人为活动加速影响下沿海湿地土壤碳氮比变化对硝态氮还原过程的影响。【方法】以崇明东滩典型滨海湿地为例,采集4种不同覆被类型下沉积物样品,添加C₆H₁₂O₆或KNO₃溶液,使沉积物有机碳与硝态氮比例($C/NO_3^--N$)增大30%和减小30%,借助 ¹⁵N同位素稀释技术,研究反硝化(Den)与硝态氮氨化(DNRA)的变化特征。【结果】$C/NO_3^--N$的升高或降低均引起芦苇和互花米草覆被下沉积物Den和DNRA速率的显著下降(P<0.05)。芦苇覆被下Den速率从原土的10.1 μg/(kg·h)降至1.0~3.1 μg /(kg·h),互花米草覆被下Den速率从原土的3.4 μg /(kg·h)降至0.3~0.4 μg /(kg·h)。相比较而言,芦苇植被下DNRA速率从原土的21.9 μg /(kg·h)降至12.7~14.5 μg /(kg·h),互花米草覆被下从原土的42.6 μg /(kg·h)降至3.1~5.8 μg /(kg·h)。【结论】4种覆被下沉积物DNRA/Den值均大于1,表明DNRA是湿地硝态氮还原的主要途径。与$C/NO_3^--N$减小相比,$C/NO_3^--N$增大使$NO_3^--N$的还原更趋向DNRA过程。崇明东滩湿地$C/NO_3^--N$的波动(±30%)可能并不会导致沉积物N₂O排放的显著增加。     

氮素形态对‘凤丹’表型性状、光合及产量的影响

【目的】研究不同氮素形态配比对油用牡丹‘凤丹’(Paeonia ostii ‘Feng Dan’)表型性状、光合特性及其籽粒产量的影响,确定氮素形态最佳配比,促进高产高效科学施肥。【方法】采用铵态氮(NH⁺₄-N)、硝态氮(NO^-₃-N)和酰胺态氮(N-CONH₂)3种不同氮素形态,设置不同氮素形态配比,考察‘凤丹’的表型性状、光合特性和产量。【结果】在固定磷钾等量施肥条件下,与对照相比,不同形态氮肥及铵态氮、硝态氮配施对‘凤丹’的表型性状、光合特性和籽粒产量参数均有显著影响(P<0.05)。铵态氮与硝态氮摩尔配比在50:50的处理下,‘凤丹’叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率均达到最大,较对照分别提高了22.85%、39.18%和25.98%; 胞间CO₂浓度最小,较对照降低了14.67%; 植株的千粒质量和单株籽粒产量均显著高于其他施肥处理(P<0.05),较对照分别提高了31.86%和43.05%。【结论】铵态氮与硝态氮等比配施可使‘凤丹’的表型性状、光合特性及产量大幅提高,可为‘凤丹’的合理施肥提供理论依据。