林木根际微生态过程与细根寿命调控机制研究进展

细根在森林生态系统中具有重要的生物学和生态学地位。细根寿命取决于树种本身,也受控于环境条件。根际作为植物、土壤与微生物三者交互作用的区域,其中的微生态过程对细根寿命的调控具有决定意义。笔者基于当前国内外细根寿命调控的主要因素,分别从根际碳沉积与根际微生态过程、根系对根际微生物群落构建的影响、根际微生物对细根寿命调控的可能机制3个方面对根际微生物与根系的互作效应,及其对细根寿命调控机制的相关研究进展进行综述。在此基础上,提出了:①酚酸介导的植物-微生物化学对话机制是未来根土互作研究的重要领域;②根系与微生物互作主要以光合产物碳作为枢纽,根际碳沉积促进了土壤微生物在根际的定殖,进而导致根际的微生物群落在组成和结构上与非根际土壤的呈现显著差异;③根土互作过程中由根系和根际微生物产生的信号物质可能对根系的生长发育产生显著影响;④作为细菌的主要群感信号分子,酰化高丝氨酸内脂(AHLs)可参与调控根系细胞的凋亡;真菌侵染根系后也可能导致根内活性氧(ROS)累积,进而调控根系细胞凋亡。目前未见根际微生物参与根系寿命调控的研究报道。建议进一步构建细菌群落演变-群感信号表达-细根寿命关系模型,以及真菌侵染-活性氧信号内稳态调控-细根寿命关系模型,这些对深入揭示林木细根衰老和凋亡的微生态调控机制具有重要理论意义。     

广西红海榄群落的生物量和生产力

讨论了广西合浦县山口英罗湾70年生的红海榄群落的生物量和生产力,测定结果表明,红海榄群落的生物量为29158.0g/m~2,其中地上部为19621.2g/m~2,地下部为9536.8g/m~2,支柱根的生物量占群落总生物量的25.28％,是红海榄极为重要的组成部分,也是红海榄不同于其他植物的特点,该群落1989年的净初级生产量为1537.1g/m~2,其中年凋落物量为631.3g/m~2。     

喀斯特生境不同功能型植物根系中AM侵染与氮磷含量的关系

【目的】高度异质的喀斯特生境中维持了丰富的植物物种。丛枝菌根(Arbuscular mycorrhiza,AM)在促进植物养分吸收及维持物种之间的功能关系具有重要作用,研究喀斯特生境不同功能型植物根系中 AM 侵染与植物氮磷含量的关系对深入探索喀斯特物种多样性维持机制具有重要意义。【方法】选取典型喀斯特生境植物群落为对象,按乔木型、灌木型、草本型和藤本型划分功能型,在半径为3m 的样圆内选取香樟(Cinnamomum cam phora)作为供体植物标记15N同位素,测定了样圆内所有植物叶片δ15N值及氮(N)与磷(P)的含量、根系 AM 侵染率、根际土壤孢子密度等。【结果】供体香樟中的15N向样圆内所有植物转移,植物功能型差异和物种的差异明显影响了植株叶片的δ15N值;乔木型植物的根际土壤孢子密度、叶片 N 含量及δ15N值最高,香樟的根际土壤孢子密度和叶片δ15N值最高,而女贞(Ligustrum lucidum)叶片 N含量最高;灌木型植物叶片的 N 含量、P含量、N 与 P的含量比、δ15N值以及根系AM侵染率、根际土壤孢子密度最低,其中烟管荚蒾(Viburnum utile)的根系 AM 侵染率和根际土壤孢子密度为0;草本型植物的根系 AM 侵染率和叶片 P含量最高,其中丝叶薹草(Carex capilliformis)的叶片 P含量和根系 AM 侵染率最高,但叶片 N 含量最低。【结论】喀斯特生境中不同功能型植物叶片氮磷含量及氮转移量存在差异,不同植物的根系 AM 侵染率与根际土壤孢子密度、叶片 P含量有明显的正相关关系,叶片δ15N值与叶片N含量、根际土壤孢子密度有明显的正相关关系。
     

红树白骨壤幼苗对水中重金属的吸附性能研究

【目的】针对广西近岸海域重金属污染越来越严重的问题,研究红树白骨壤幼苗对水中重金属(Cu,Pb,Zn,Cd)的吸附去除性能。【方法】红树白骨壤幼苗采用砂培法由胚轴栽培而得,配制不同浓度混合重金属培养液对红树白骨壤幼苗胁迫培养35d后采用原子吸收光谱法测定其体内的重金属含量。【结果】随着培养液中重金属浓度的升高,红树白骨壤幼苗体内的重金属含量也逐渐增加,最高含量分别达到Cu 980.78μg/g,Pb 1623.03μg/g,Zn 446.21μg/g,Cd 69.41μg/g。红树白骨壤幼苗不同部位对重金属的积累能力普遍是叶部最少,茎部次之,大部分都积累在根部。红树白骨壤幼苗的根、茎对Zn的输送能力最好,其次是Cu和Cd,对Pb的输送能力最差。【结论】红树白骨壤幼苗对4种重金属都有较好的吸附能力,尤其是对Pb和Cu的吸附去除效果更好,是一种性能良好的近岸河口重金属污染修复植物。     

喀斯特生境不同功能型植物根系中AM侵染与氮磷含量的关系

【目的】高度异质的喀斯特生境中维持了丰富的植物物种。丛枝菌根(Arbuscular mycorrhiza,AM)在促进植物养分吸收及维持物种之间的功能关系具有重要作用,研究喀斯特生境不同功能型植物根系中AM侵染与植物氮磷含量的关系对深入探索喀斯特物种多样性维持机制具有重要意义。【方法】选取典型喀斯特生境植物群落为对象,按乔木型、灌木型、草本型和藤本型划分功能型,在半径为3m的样圆内选取香樟(Cinnamomum camphora)作为供体植物标记15 N同位素,测定了样圆内所有植物叶片δ15 N值及氮(N)与磷(P)的含量、根系AM侵染率、根际土壤孢子密度等。【结果】供体香樟中的15 N向样圆内所有植物转移,植物功能型差异和物种的差异明显影响了植株叶片的δ15 N值;乔木型植物的根际土壤孢子密度、叶片N含量及δ15 N值最高,香樟的根际土壤孢子密度和叶片δ15 N值最高,而女贞(Ligustrum lucidum)叶片N含量最高;灌木型植物叶片的N含量、P含量、N与P的含量比、δ15 N值以及根系AM侵染率、根际土壤孢子密度最低,其中烟管荚蒾(Viburnum utile)的根系AM侵染率和根际土壤孢子密度为0;草本型植物的根系AM侵染率和叶片P含量最高,其中丝叶薹草(Carex capilliformis)的叶片P含量和根系AM侵染率最高,但叶片N含量最低。【结论】喀斯特生境中不同功能型植物叶片氮磷含量及氮转移量存在差异,不同植物的根系AM侵染率与根际土壤孢子密度、叶片P含量有明显的正相关关系,叶片δ15 N值与叶片N含量、根际土壤孢子密度有明显的正相关关系。     

不同钙环境下植物几种抗逆境指标的对比研究

本文选取贵州茂兰自然保护区中只生长在岩溶区石灰土上的嗜钙植物6种、只生长在非岩溶区红黄壤上的嫌钙植物7种,以及2种土壤上都能生长良好的中间型植物7种,分析其根际土钙全量及植物叶片3种抗逆性指标,结果显示:(1)嗜钙植物根际土钙全量、叶片脯氨酸(Pro)含量、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性的变化分别为w(Ca)=32.44～43.98 g/kg、w(Pro) =97.53～183.62 μg/g、6.21～38.43μKat及1.47～2.48 μKat,略高于中间型植物,高出嫌钙植物1～2个数量级;(2)大部分嗜钙植物通过提高Pro含量及SOD、POD活性等保护性物质稳定膜的透性,将高浓度的钙阻隔在原生质外;而中间型植物主要通过控制根系吸收或地下部分向地上部分的运移来减少植物体内的钙.     

广西英罗湾红树植物幼苗生长关系的研究

对广西英罗湾红树林内的木榄、秋茄、红海榄、白骨壤和桐花树５种红树植物幼苗的株高、胚轴长度、茎高、基径、节数、叶数、根高、根长、叶面积等形态因子的数量特征及生物量进行了较为系统的研究。     

延大树木园土壤养分及AM真菌分布研究

在延安大学树木园采集7个样点的土壤样品,按0~10,10~20 cm土层深度分析土壤样品理化性质及丛枝菌根真菌孢子密度。结果表明:树木园土壤有机质含量0~10 cm土层为20.74~35.35 mg/g,10~20 cm为8.90~27.39 mg/g;土壤碱解氮含量0~10 cm土层为14.37-29.0μg/g,10~20 cm为5.18~12.57μg/g;土壤有效磷含量0~10 cm土层为4.64~16.21μg/g,10~20cm为3.73~10.72μg/g;土壤速效钾含量0~10 cm为132.27~251.86μg/g,10~20 cm为101.26~170.81μg/g。根据全国第二次土壤普查分级标准,土壤有效磷含量偏低,土壤碱解氮含量缺乏。槐树根围土壤养分最高,裸地各类土壤养分含量均低于植物根围土。AM真菌孢子密度在0~10cm土壤为2.79~10.49个/g干土,最高在槐树根围;10~20 cm土壤为1.73~5.31个/g干土,植物根围孢子密度显著大于无林裸地,树木园土壤孢子密度显著大于农田用地。     

小兴安岭小叶章根际微生态系统土壤碳空间分布特征

根际微生态系统包括土壤、植物根系和土壤微生物三大部分,它是联接大气、水体、土体、生物体碳流通的中间环节,是生态系统碳循环的关键部分。揭示小叶章根际微生态系统碳的时空动态对于研究小叶章生态系统碳循环具有重要意义。碳素是生命有机体的关键组成成分,根际微生态系统是物质循环的核心区域。论述了根际微生态系统的概念和内涵及其中间环节,是生态系统碳循环的关键部分。研究了国内外近年来根际微生态系统土壤有机碳(SOC)空间分布特征。分别描述了柱状实验和小室实验各类土壤的SOC含量。柱状实验和小室实验的结果显示了较好的一致性;在整个生长季节内,根层根际土和根层根表土SOC含量最高,表层根际土和下层根际土SOC含量相对较高,表层非根际土和下层非根际土SOC含量最低;且保持稳定。并且描述了柱状实验和小室实验各类土壤的土壤微生物量碳(MBC)含量。MBC的空间分布同样也包括为垂直分布和水平分布,垂直分布表现为MBC浓度的差异和微生物活性的差异,主要原因为根系在垂直方向上的不同生长特性导致不同的根系沉积,进而引起的微生物活性差异;水平分布主要由土壤微生物自身水平移动或在其它介质作用下的水平迁移所导致MBC在水平方向上浓度差异。     

广西红海榄红树群落的能量研究

本文主要研究广西山口英罗湾红海榄植物各组分的热值、落叶热值月变化、群落能量现存量及群落年能量固定量,结果表明:红海榄植物各组分热值之间有一定差异,波动范围为17.28～18.67kJ/g,落叶热值10月份高达18.19kJ/g,2月份低至17.30kJ/g,与鲜叶相比,落叶热值的波动较小,红海榄群落的能量现存量为5.20×10~5kJ/m~2;无过凋落物带走的能量年总量为1.12×10~4kJ/m~2;该群落的年能量固定量为2.73×10~4kJ/m~2,其中群落年净增长的能量(存留量)为1.61×10~4kJ/m~2占总固定量的58.9％,而能量固定量中其余部分占41.1％,以凋落物的形式向环境输送,这些能量是海湾河口生态系统中其它生物赖以生存和发展的重要能量基础。     

海南岛的红树群落

本文主要讨论海南岛的红树植物的种类及其分布,红树群落类型及其分布规律性。据我们调查:海南岛红树植物计有15科19属29种,占全国红树种数的94％,主要分布在东海岸,尤以琼东北最为丰富,如清澜港多达26种,按建群种划分计有12个类型,以红海榄林分布最广。群落类型的生态系列分布是有规律性,但也看到了有些类型因地形、基质特点有其分布的机缘性。     

杨树不同根序细根形态对酚酸的响应

【目的】细根生长与森林生产力的关系十分密切,而酚酸在根际的累积可能影响杨树根系形态建成及生物量分配进而影响生产力。笔者通过模拟杨树人工林根际酚酸环境,探究杨树幼苗根系形态建成对酚酸的响应,深入揭示根-土界面性质改变对林木根系生长的影响,为探明人工林根际过程和林分生产力之间的关系提供参考。【方法】以改良Hoagland 营养液为基础,参照连作二代杨树人工林土壤酚酸含量配制溶液并进行杨树幼苗培养。采集杨树幼苗根系,按50%的比例选取细根 (根径D < 2 mm) 样本并按根序进行分级,制作1~5级根序细根石蜡横剖面切片。采用根系扫描仪结合分析软件获得各根序细根的长度、直径,利用光学显微镜观察各根序细根的剖面直径、维管束(中柱)直径等参数,并计算比根长、根组织密度、维根比等。采用Origin Pro 8.0进行数据的差异显著性检验并作图,分析细根形态特征和剖面结构参数的相关性。 【结果】酚酸处理显著减少了杨树幼苗根系生物量。1~5级根序细根的生物量在对照和酚酸处理间无显著差异,但其所占生物量比例显著增加。酚酸处理总体抑制了杨树幼苗细根的伸长生长,1~3级根序细根的长度显著低于对照。酚酸处理具有增大杨树根系直径的效应,但1~5级根序细根的表面积在酚酸处理下均较对照显著下降。酚酸处理显著影响了杨树幼苗各根序细根的比根长和根组织密度,使比根长显著下降而根组织密度显著增大。此外,酚酸显著影响了杨树幼苗根系的生长发育,酚酸处理下1~5级根序细根的维根比显著增大,根系内输导组织分化显著。【结论】酚酸对杨树细根生长发育具有一定抑制作用,酚酸处理下不同根序细根形态的变化体现了根系功能的改变,这将影响根系吸收进而对杨树地上部分的生长产生抑制。不同根序细根形态建成的差异性也在一定程度上反映出酚酸影响下杨树根系的生长策略。     

典型草原4种植物根际水分和土壤养分特征研究

为了解北方农牧交错带典型草原恢复过程中主要植物根际土壤水分和养分的动态特征，本研究选择4种典型草原植物羊草（Leymus chinensis）、克氏针茅（Stipa krylovii）、冷蒿（Artemisia frigida）和星毛委陵菜（Potentilla acaulis）作为研究对象，采用实验室栽培模拟干旱胁迫的方法，研究4种植物在干旱胁迫处理过程中土壤水分含量的变化趋势以及植物根际土与非根际土的养分差异。结果表明：（1）干旱处理初期土壤水分含量均迅速下降，后期逐渐趋于平缓；羊草、冷蒿和星毛委陵菜等3种植物在干旱胁迫期间更容易在水分缺乏的不同时期出现根系水分提升现象，而且不同植物根际土壤水分提升现象在不同土层深度和不同干旱胁迫时间存在较大差异（P<0.01），羊草在干旱胁迫前期，而冷蒿和星毛委陵菜在干旱胁迫中期。（2）干旱胁迫的持续时间是影响土壤根际水分的最大影响因素，其次是植物物种和土层深度，而且三个因素的互作效应显著。（3）羊草、克氏针茅和星毛委陵菜根际土壤具有明显养分“集聚”现象。     

黔中地区迷人杜鹃根系真菌多样性与群落结构分析

选取黔中地区贵州省植物园内迷人杜鹃群落为研究对象,采集杜鹃根系及根际土壤进行高通量测序,分析物种多样性,比较迷人杜鹃根内及根际土壤2个生态位真菌群落结构差异性,以期了解迷人杜鹃的菌根真菌种类及其成分,探讨植物-根际真菌间的互作机制。结果表明：取得迷人杜鹃根系真菌有效序列116921条,其中根内生真菌367个OTU分属于8门、20纲、38目、71科、93属,根际土壤真菌652个OTU分属于11门、25纲、50目、85科、114属;优势门、纲、目、科分别为：Ascomycota(子囊菌门)、Archaeorhizomycetes(古生菌纲)、Archaeorhizomycetales、Archaeorhizomycetaceae。迷人杜鹃根系不同生态位之间,真菌群落结构存在显著性差异,且根际土壤真菌菌群多样性更为丰富。     

广西红树植物群落特征的初步研究

从生境条件、种类组成、类型、外貌、结构、物种多样性和演替等方面系统地分析广西红树植物群落的生态特征。广西红树植物群落的建群种有白骨壤、桐花树、秋茄、红海榄、木榄、海漆、老鼠Ｌｅ和银叶树８种。主要群落可划分为８个群系,１５个群落类型。群落外貌由单叶、革质、中型叶的高位芽植物决定。群落层次结构简单,单层或两层。组成群落的红树植物的物种多样性较低。随着海平面的相对降低和土壤理化性质的改善,红树植物群落具     

贵州茶叶中微量锗含量测定

用苯芴酮－溴化十六烷基三甲胺分光光度法测定贵州省13种茶叶样品中微量锗的含量，结果显示，13种茶叶祥品含锗量均较高，平均值为2.24μg/g，其中最高含量到4.57μg/g.     

植物根际营养研究进展

根际是受植物活根影响的土壤微区。植物根际营养生态是近年来的研究热点。笔对根际土壤采样方法和营养检测技术、根际微区养分状况、根系分泌物对根际营养影响等方面的研究进展进行了综述。着重介绍了根际土壤田间采样和室内模拟培育方法,根际微域营养检测常用的电极法、电子探针法和冰冻切片法,总结了近20年来国内外根际土壤氮、磷、钾营养状况的研究成果,深入分析了根系分泌物对根际环境、养分释放及植物适应养分胁迫等的影响,提出了植物根际营养研究今后应加强的领域和方向。     

桂西北石漠化地区几种植物光合潜力影响因素分析

通过对桂西北石漠化地区不同植物叶绿素含量、SPAD值、根际土壤水分、土壤有机质含量、叶面积指数等光合潜力影响因素的比较和相关性分析,为石漠化地区生态恢复重建优良先锋植物的选择提供科学依据。结果表明：土壤有机质含量与根际土水分含量、SPAD值与叶绿素含量呈显著正相关。不同植物的生理特性差异较大,其光合潜力的影响因素也有较大差异。构树叶片的叶绿素含量最高,叶面积指数也较大,适应性强,枫树、黄荆、青檀和阴香也是桂西北地区常见的乡土树种,具有良好的生态经济效益,均可作为石漠化生态恢复的先锋植物使用。     

植物根际细菌的促生机制

植物根际促生细菌是指生活在植物根系土壤的一类可促进植物对矿质营养的吸收和利用,并能抑制有害微生物从而促进植物生长的益生菌类。人们对植物根际促生细菌的作用机制进行了广泛深入的研究。对植物根际促生细菌的促生机制进行综述。     

红树植物繁殖器官发育过程中铁钼锌元素的含量变化

探讨了显胎生红树植物木榄(Bruguiera gymnorrihiza)、秋茄(Kandelia obovata)、隐胎生红树植物白骨壤(Avicennia marina)、桐花树(Aegiceras corniculatum)和非胎生红树植物木果楝(Xylocarpus grantum)的繁殖器官发育过程中铁(Fe)、钼(Mo)、锌(Zn)元素的含量变化.结果表明:在花蕾期,除白骨壤外,其他种类Fe元素含量相近,在0.035 2～0.045 4 μg/mg之间.隐胎生红树植物白骨壤、桐花树中Fe元素含量在种子期最高,分别为0.090 2和0.073 3 μg/mg,萌发后呈现降低的趋势,在胚轴成熟期达到最低.在种子期,Mo元素含量在胎生红树植物中差异不大,在0.288 2～0.302 0 ng/mg之间,平均为0.294 5 ng/mg,明显高于非胎生红树植物木果楝0.105 6 ng/mg.种子萌发后,胎生红树植物中Mo元素含量下降.在同一时期,胎生红树植物种子的Mo元素含量明显大于木果楝.在木果楝的繁殖器官发育过程中,Zn元素含量逐渐下降,且比同期的胎生红树植物低.