污染物胁迫及环境条件改变对拟南芥根系生长影响的研究进展

拟南芥生长周期短,基因组简单,对其根系的相关研究可为研究污染物和外界条件胁迫对其他植物的毒害作用及影响机制提供依据,污染物胁迫和环境条件的改变,都将会影响拟南芥根系的正常生长。因此,拟南芥根系在胁迫环境中所作出的应激反应和响应机制是至关重要的,相关研究已经取得一系列进展。本文分别从无机污染物、有机污染物、环境条件改变三个方面,综述了拟南芥根系发生的不同应激反应及其机制,发现拟南芥根系在面对不同胁迫环境时的响应不尽相同:1)较低浓度的金属离子会促进拟南芥根系的生长发育,反之,则会抑制根系的生长发育。2)有机污染物对拟南芥根系的影响普遍是抑制的,致使其主根长度降低,侧根数量减少。3)外界条件胁迫发生时则相对复杂,不同外界条件干扰拟南芥会发生不同的应激反应。

氮肥减量配施壳寡糖对棉花根系生长及根际土壤酶活性的影响

改善根际土壤环境以及促进棉花根系发育对棉花健康生长及产量和品质的提高意义重大。为探究氮肥减量配施壳寡糖促进棉花根系生长及调节土壤酶活性的作用,以盆栽试验和田间小区试验为研究方法,设置了不施肥、常规施肥(施N 400 kg/hm^(2)、P_(2)O_(5)140 kg/hm^(2)、K_(2)O 130 kg/hm^(2))、常规减氮20%施肥、常规减氮20%施肥+聚合度2~6型壳寡糖450 g/hm^(2)、常规减氮20%施肥+聚合度2~20型壳寡糖450 g/hm^(2)等5个处理,研究了氮肥减量配施不同聚合度类型壳寡糖对棉花根系生长和根际土壤酶活性的影响。结果表明,除土壤过氧化氢酶外,2个配施壳寡糖的处理均不同程度上降低了土壤脲酶、蔗糖酶、磷酸酶活性,其中酶活性降幅最大的为土壤磷酸酶,常规减氮20%施肥配施聚合度2~6型壳寡糖处理和常规减氮20%施肥配施聚合度2~20型壳寡糖处理分别比常规减氮20%施肥处理降低10.6%和5.5%。常规减氮20%施肥配施聚合度2~6型壳寡糖处理较常规减氮20%施肥处理土壤硝态氮含量增加了38.1%,而常规减氮20%施肥配施聚合度2~20型壳寡糖处理较常规减氮20%施肥处理土壤硝态氮含量降低了43.4%。并且施加聚合度2~6型、聚合度2~20型2种不同聚合度类型壳寡糖后,棉花根长较常规减氮20%施肥处理分别增加64.2%、40.1%,根表面积较常规减氮20%施肥处理增加74.8%、54.4%,根体积较常规减氮20%施肥处理增加106.2%和73.2%。由此可见,聚合度2~6型壳寡糖对促进棉花根系生长效果要优于聚合度2~20型壳寡糖。

盐胁迫对小麦籽粒萌发中淀粉分解及苗期根系生长的影响

【目的】通过测定盐(NaCl)胁迫下两个小麦品种籽粒萌发过程中的淀粉颗粒的分解、淀粉酶活性及根系生长等指标,研究并解释其耐盐性,以期为筛选耐盐小麦种质筛选提供理论依据。【方法】试验在小麦籽粒萌发过程中设0 mmol/L(CK)、100 mmol/L、200 mmol/L、300 mmol/L 4个NaCl胁迫浓度处理。在胁迫48 h时,使用扫描电子显微镜观察胚乳中淀粉颗粒的分布状况,利用3,5-二硝基水杨酸法测定籽粒中α-淀粉酶活性,发芽势及发芽率;在胁迫4、6、8、10、12 d时测定幼苗的根长、根面积、根体积等指标。【结果】与CK相比,随着NaCl浓度的增大,两个小麦品种籽粒胚乳A、B型淀粉粒的数量逐渐增多,紫小麦的A、B型淀粉降解情况优于甘春24号;两个小麦品种籽粒的α-淀粉酶的活性逐渐减小;在同一时期,两个小麦品种幼苗的发芽势、发芽率及根系生长指标均呈现逐渐减小趋势,且与CK差异显著(P<0.05),甘春24号降幅降低幅度高于紫小麦。【结论】紫小麦耐盐性优于甘春24号。

耕翻深度对阴山北麓地区马铃薯根系生长及土壤酶活性的影响

为探究耕翻深度对阴山北麓地区马铃薯根系生长及土壤酶活性的影响,分析了4个耕翻深度20 cm(D_(20),CK)、30 cm(D_(30))、40 cm(D_(40))、50 cm(D_(50))对马铃薯根干物质积累量、根系活力以及土壤过氧化氢酶、碱性磷酸酶、脲酶、蔗糖酶活性的影响。结果表明:较D_(20)和D_(30)处理,深翻D_(40)和D_(50)处理可显著提高根系活力,促进淀粉积累期马铃薯根系干物质积累,分别提高了75.2%~292.1%和23.4%~30.2%。通过土壤酶活性分析,深翻(D_(30)、D_(40)、D_(50)处理)对马铃薯田中过氧化氢酶、蔗糖酶活性影响不明显,但对碱性磷酸酶与脲酶活性影响较大。深翻可提高马铃薯全生育期0~20 cm土层及苗期20~60 cm土层中碱性磷酸酶活性,其中在块茎膨大期至淀粉积累期0~20 cm土层与苗期40~60 cm土层中D_(40)和D_(50)处理影响显著。深翻D_(30)、D_(40)、D_(50)处理分别显著提高了0~20 cm土层中整个生育期、块茎膨大期和淀粉积累期、淀粉积累期的脲酶活性;同时还提高了20~60 cm土层中脲酶活性,其中D_(40)和D_(50)处理显著提高了33.8%~80.0%。综上所述,深翻30 cm仍旧是马铃薯根系生长的胁迫深度,深翻40 cm对促进马铃薯根系生长、提高马铃薯田土壤碱性磷酸酶与脲酶活性效果最佳。

不同垄高对植烟土壤热量状况及烤烟根系生长和烟叶耐熟性的影响

为研究起垄高度对植烟土壤热量状况、根系生长和烟叶耐熟性的影响,以烤烟品种粤烟97为供试材料,于2022—2023年开展2 a大田试验,设置垄高30 cm(CK)、垄高38 cm(T1)、垄高46 cm(T2)3个处理,分析不同起垄高度下土壤温度和热通量、根系外观形态和生长指标、根系活力、烟叶耐熟性相关指标的变化。结果表明,土壤日温差变化随土层深度变化,土壤表层的日温差最大。增加垄高可提高植烟土壤平均温度0.4~1.8℃,提高土壤热通量4~56 W/m^(2)。2 a试验中,垄高38 cm的根系长度比垄高30 cm增加的最大幅度达27.26%,根干质量增加最大幅度26.21%,根系活力提高最大幅度14.97%,差异显著。与垄高30 cm相比,垄高38 cm的可溶性蛋白质含量、过氧化物酶活性、细胞膜稳定指数增加最大幅度达17.99%,27.82%,9.05百分点(2022年)和10.23%,12.44%,8.16百分点(2023年),丙二醛含量降低最大幅度为24.84%,44.43%。相关性分析显示,根系活力与丙二醛含量呈显著负相关,根系长度和根干质量与丙二醛含量呈极显著负相关,过氧化物酶活性则与根系生长指标呈显著或极显著正相关,可溶性蛋白质含量与根系长度呈显著正相关。综上所述,增加垄高有利于改善植烟土壤热量状况,促进根系生长,提高根系活力,增强叶片抗氧化能力,提高烟叶耐熟性。垄高38 cm是南方烟区促进根系生长、提高烟叶耐熟性的适宜起垄高度。

氮形态对小白菜根系生长、根区pH及细胞壁组分的影响

【目的】氮素(N)是调控蔬菜作物生长的重要因子,探究氮形态对小白菜根系生长及细胞壁组分的影响,明确根区pH变化与质膜(PM)H^(+)-ATPase的关系,为进一步研究氮素调控植物根系生长发育提供理论基础。【方法】以小白菜(‘华王’)为试材,设置3个N素形态(硝态氮(NO_(3)^(-)-N)、铵态氮(NH_(4)^(+)-N)、甘氨酸态氮(Gly-N)),采用营养液水培法,探究无机氮和有机氮调控小白菜根区pH和根细胞壁组分对根系生长的影响,同时探讨氮营养对小白菜根系生长素(IAA)和PM H^(+)-ATPase酶的影响。用根系扫描法和生理试验等方法,测定小白菜的总根长、总根体积、总根表面积和根尖数等根系形态指标以及介质pH、PM H^(+)-ATPase酶活性、IAA含量、细胞壁及其主要组分含量、果胶甲酯酶(PME)、扩张素(EXP)含量等生理指标,并分析根系形态和各生理指标之间的相关性。【结果】Gly-N和NO_(3)^(-)-N均碱化介质pH,且Gly-N碱化介质pH的能力高于NO_(3)^(-)-N处理,NH_(4)^(+)-N酸化介质pH。与NO_(3)^(-)-N处理相比,Gly-N处理显著降低小白菜地上部(40.23%)和根系干物质含量(21.74%)、主根长(55.15%)、总根长(58.63%)、总根表面积(53.12%)、总根尖数(73.07%)、根分叉数(65.39%)、内部链接数(40.91%)和外部链接数(73.94%),提高了根系细胞壁提取率(22.00%)、果胶(47.74%)、纤维素(25.30%)、EXP(109.53%)、PM H^(+)-ATPase酶活性(15.42%)、根冠比(30.33%)、拓扑指数(11.43%)和分形维数(4.32%);NH_(4)^(+)-N处理植株地上部干物质含量、主根长、根分叉数、内部链接数、外部链接数、根系PME活性和IAA含量分别显著降低22.98%、34.30%、35.32%、26.22%、29.02%、36.38%和8.74%,根系PM H^(+)-ATPase酶活性、细胞壁提取率、果胶和半纤维素分别显著提高14.60%、19.38%、22.98%、74.33%。根系形态指标与生理指标之间的相关分析结果表明,总根表面积与总根长、总根尖数、外部链接数、根分叉数呈极显著正相关(P<0.01),与主根长、内部链接数、叶干重呈显著正相关(P<0.05);总根表面积与根直径、扩张素、拓扑指数呈极显著负相关(P<0.01),与果胶、纤维素和分形维数呈显著负相关(P<0.05)。根直径与扩张素、纤维素、分形维数、拓扑指数呈极显著正相关(P<0.01),与果胶呈显著正相关(P<0.05)。【结论】Gly-N和NH_(4)^(+)-N均增加了小白菜根系细胞壁含量,抑制了小白菜根系的伸长生长;Gly-N更有利于果胶和纤维素的积累,NH_(4)^(+)-N有利于半纤维素的积累。

氮添加对稀土尾砂地猴樟幼苗根系生长、生物量分配及非结构性碳水化合物的影响

为探究氮添加对稀土矿尾砂地猴樟(Cinnamomun bodinieri)幼苗生长及非结构性碳水化合物(NSC)含量的影响,以1年生猴樟扦插苗为研究对象,选用硝酸铵钙作为氮肥(含N 15%),设置3种氮肥水平(CK(0)、N1(1.8 g·株^(-1))、N2(3.6 g·株^(-1))),分析不同氮添加水平下猴樟幼苗根系生长、生物量分配和NSC等指标的差异,探讨稀土尾砂地猴樟对氮添加的响应。结果发现:稀土尾砂地氮添加均增加了猴樟幼苗不同组织的生物量积累,其中N1处理下叶生物量、冠层生物量分别较N2处理下显著提升了44.75%、57.43%(P<0.05);N2处理下叶比重分别较CK、N1处理显著提升了123.53%、15.85%(P<0.05)。不论是粗根(直径>2 mm),还是细根(直径≤2 mm),氮添加均显著增加了植物的根长和根表面积(P<0.05),其中N1处理的促进效果最显著(P<0.05);N2处理下的比根长、比表面积均高于CK与N1,且与CK显著差异(P<0.05)。对NSC来说,N1处理提升了叶、茎中的可溶性糖质量分数,而N2处理下细根NSC质量分数分别比CK、N1显著降低了46.49%、28.61%。综上,在稀土矿尾砂地植被恢复过程中,宜选用1.8 g·株^(-1)硝酸铵钙氮肥对猴樟幼苗进行施肥管理。

3种微生物菌剂不同配比对牡丹根系生长及叶片POD、CAT活性的影响

【目的】探讨3种微生物菌剂不同配比对牡丹根系生长及叶片过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性的影响,为后续复合微生物菌剂配比优化提供参考。【方法】采用三元二次回归正交旋转组合设计(1/2实施),建立了具有高效解磷、解钾、固氮活性的产气肠杆菌CT-B09-2、解淀粉芽孢杆菌JL-B06、乙酸钙不动杆菌WYS-A01-1这3种微生物菌剂不同配比处理,共计16个菌剂处理(T_(1)~T_(16)),以清水处理作为对照。菌剂处理30 d后测定牡丹根干质量及叶片POD、CAT活性,并对各指标进行组间差异性、相关性和回归拟合分析。【结果】3种微生物菌剂不同配比对牡丹根干质量、POD活性、CAT活性的影响不同;T_(8)处理(施用40 mL产气肠杆菌、80 mL解淀粉芽孢杆菌、40 mL乙酸钙不动杆菌)的根干质量、POD活性、CAT活性最大,分别为6.32 g、153.31μmol·g^(-1)、676.53μmol·g^(-1),分别比对照组提高了54.47%、341.29%、95.14%;各菌剂处理下,POD活性与CAT活性、CAT活性与根干质量呈显著正相关;单因子效应分析显示,解淀粉芽孢杆菌对根干质量的影响随着其施用量的增加而增大;互作效应分析显示,产气肠杆菌低用量与解淀粉芽孢杆菌高用量的互作效果最好,产气肠杆菌适中用量与乙酸钙不动杆菌低用量的互作效应最好。【结论】各菌剂处理均可显著提高牡丹根干质量及叶片POD、CAT活性,以V(产气肠杆菌)∶V(解淀粉芽孢杆菌)∶V(乙酸钙不动杆菌)=40 mL∶80 mL∶40 mL的T_(8)处理效果最佳。

城市绿地木本植物根系生长与土壤理化性质影响因素

植物根系是高等植物的主要营养器官之一,起到支撑、运输、吸收水分和营养物质等作用,是植物高度分化的重要标志。植物根系与植物体新陈代谢、介质环境理化性质、介质生物组成乃至生物多样性均有密切联系。随着城市化进程发展,城市下垫面硬质化面积增大,地表、地下基础设施的建设与更迭,使城市生态系统内植物根系生长受到限制,主要为表层土壤容重高、孔隙度低、基层骨料与异物较多、有机质及其他营养元素含量低且空间分布存在异质性。这导致城市植物根系构型对环境胁迫作出响应,其空间分布对城市基础设施产生损坏并有倒伏风险。基于此,建议研发针对城市环境高大木本根系的检测方法与仪器,通过建立各树种根系构型与分布的预测模型,将结果应用至城市绿地树种选择、绿地改造、树木迁移等实践中,耦合树木地上、地下部分并揭露两者联系,探明乔木各器官形态及生理层面响应机制,以此完善与细化城市树木各类评估体系。

不同灌水条件下分层施肥对土壤养分垂直分布与小麦根系生长和功能的影响

【目的】探究施肥方式对土壤养分和小麦根系生长的影响,塑造良好的根系构型,为麦田的科学施肥和高产高效生产提供理论依据。【方法】试验于2021—2023年在河南农业大学原阳科教示范园区进行,采用池栽定位试验,设置3个施肥处理(F_(0):不施肥;F_(1):N、P、K肥浅施;F_(2):N、P、K肥1/3浅施+2/3深施)和3个灌水处理(W_(1):底墒水;W_(2):底墒水+拔节水;W_(3):底墒水+拔节水+扬花水),共计9个组合处理,测定0—100 cm不同层次的土壤养分和根系性状。【结果】在不同灌水频次下,土壤耕层养分含量较高,随着土层加深,有效养分减少,0—60 cm土层养分含量表现出F_(2)>F_(1)>F_(0)。分层施肥(F_(2))明显增加了20—40 cm土层肥力,较浅层施肥(F_(1))相比,不同灌水频次下开花期至成熟期的土壤硝态氮、铵态氮、有效磷、速效钾含量分别平均提高了16.03%、7.67%、8.82%、6.32%。80—100 cm土层硝态氮和全氮含量上升,灌水增大了富集效应;0—100 cm土层速效钾含量呈“S”分布,且成熟期含量升高,出现钾素外排现象。小麦根系主要集中在0—40 cm土层中,分层施肥(F_(2))显著提高了根系在20—40 cm土层根系的形态分布和功能,根长密度、根表面积密度、根体积比、根干重密度、根系活力和根系生理势两年均值比浅层施肥分别提高38.42%、16.93%、25.65%、43.07%、33.12%、31.10%。相关分析表明,0—20 cm土层各养分指标与根系形态指标呈极显著的正相关关系(P<0.01),0—60 cm土层根系生理势在与土壤硝态氮、铵态氮、有效磷、速效钾均呈极显著正相关关系。【结论】分层施肥结合3次关键水实现了根系分布与土壤氮磷钾分布的高度协调,增强了根系在20—40 cm土层的分布比例,有利于土壤氮磷钾的协同吸收和产量提高。

黄瓜花叶病毒侵染对丹参根系生长及生理特性的影响

为探讨丹参对黄瓜花叶病毒(CMV)侵染的生理响应机制,采用人工注射接种方法,设置注射接种CMV的丹参(CMV组)、仅空载体pCB301注射接种的丹参(MOCK组)以及未接种CMV的丹参(CK组)3个处理,比较分析接种CMV前后丹参苗根系生长、植株各部位代谢产物和生理特性的差异。结果表明,CMV侵染能够抑制丹参植株和根系的生长,破坏其内部代谢平衡。与MOCK组相比,CMV组侵染丹参的根长、须根数等各项根系指标均下降,根、茎和叶的可溶性蛋白、游离脂肪酸、总酸、总酚含量上升,总黄酮和可溶性糖含量则有所下降。与MOCK组相比,CMV组侵染丹参的丹酚酸类成分含量升高幅度最高可达35.12%,而丹参酮类成分含量降低幅度最高可达96.65%。CMV组侵染丹参根、茎、叶中的丙二醛(MDA)和过氧化氢(H_(2)O_(2))含量以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性均明显高于MOCK组,最高分别上升78.53%、57.09%、58.95%、38.51%和58.86%。综上,为维持自身稳态,CMV侵染丹参植株生理指标发生明显变化,其中可溶性蛋白、MDA和H_(2)O_(2)含量及SOD和POD活性对CMV侵染的反应较为强烈,可作为丹参抗CMV评价的生理指标。本研究结果为丹参与植物病毒互作机制研究及相关抗病育种工作提供了理论依据。

外源独脚金内酯对青海草地早熟禾根系生长的影响

独脚金内酯(SLs)是一种新型的植物激素,在调控植物的生长发育、刺激寄生性植物种子的萌发及介导植物在逆境胁迫中的适应性等方面具有重要的作用。为了明确独脚金内酯对植物根系生长的调控作用,文章以青海草地早熟禾为供试材料,用独脚金内酯类似物GR24代替独脚金内酯,采用随机区组试验设计,设置0 mol/L、0.1 mol/L、0.5 mol/L、1 mol/L 4个浓度梯度,6 d和12 d 2个处理周期,通过根系扫描仪对青海草地早熟禾根系生长状况进行研究。结果表明:(1)随着处理周期的延长,GR24显著提高了青海草地早熟禾的总根长、主根长、根表面积、根体积、根的平均直径和主根数,显著降低了其侧根长和侧根数,其中喷施12 d时,GR24对青海草地早熟禾根系有较好的促进作用。(2)同一周期,喷施0.1∼1 mol/L GR24对青海草地早熟禾根系的生长具有一定的促进作用,其中GR24的浓度为0.5 mol/L时,对其根部促生效果最好。该研究发现,施用0.5 mol/L的GR24溶液对青海草地早熟禾根部喷施12 d,对促进其根部生长具有良好的效果。

覆盖木屑对土壤理化性质及樱花根系生长发育的影响

为了探究覆盖木屑对土壤理化性质及其樱花根系生长发育的影响,以期为园林植物土壤覆盖标准提供理论依据。测定了铺设木屑后土壤物理性质、化学性质和樱花根系生长发育的变化。结果表明,覆盖木屑可以显著改良土壤理化性质,促进樱花根系生长。覆盖木屑后土壤容重显著降低,土壤质量含水量、体积含水量、贮水量、最大持水量、毛管持水量、最小持水量、非毛管孔隙度、毛管孔隙度和总孔隙度显著增加;覆盖木屑后土壤pH显著降低,土壤有机质含量、有效磷、速效钾、硝态氮、全铁以及全锌含量显著高于未铺木屑的土壤;覆盖木屑可以促进樱花根系生长,覆盖木屑后樱花根系的总长度超过不覆盖的10倍。相关性分析结果表明容重和非毛管孔隙度与樱花根系生长显著相关,容重越小、非毛管孔隙度越大,可能越有利于樱花根系的生长。综上所述,樱花园内土壤覆盖木屑能够改良土壤理化性质,促进樱花根系生长。

NaCl胁迫对梅花根系生长及其解剖结构的影响

研究盐胁迫对梅花根系生长及其解剖结构的影响对于指导盐碱地条件下梅花育苗生产及盐碱地区耐盐植物筛选有重要意义。以1年生‘丰后’梅自根苗、山杏为砧木的‘丰后’梅嫁接苗以及山杏自根苗为试材,设置土壤Na Cl含量分别为0.0%(CK)、0.3%、0.9%、1.5%4个浓度水平的盐胁处理,盐胁迫35 d后,观察记录不同盐胁迫下各植物根系的表观变化特征,同时用石蜡切片法观察梅花及山杏幼苗根系的解剖结构,通过测定根系皮层和维管柱厚度分别与根系半径的比值,即占径比(%)来观测盐胁迫过程中随着盐胁迫浓度的升高,植物根系解剖结构中皮层和维管柱相对厚度的变化趋势,由此判断植物耐盐性强弱。结果表明,盐胁迫对植物骨干根没有明显的影响,对侧根和须根的影响较大,侧根与须根数量随着盐胁迫浓度的升高而逐渐减少;3种植物材料皮层占径比下降程度为山杏>‘丰后’梅>‘丰后’梅/山杏,维管柱占径比上升程度为山杏>‘丰后’梅/山杏>‘丰后’梅,‘丰后’梅自根苗皮层占径比降幅虽略大于‘丰后’梅嫁接苗,但维管柱占径比增幅仅仅是嫁接苗1/2左右,山杏的变化幅度显著高于‘丰后’梅自根苗和嫁接苗,说明山杏通过调节根系结构,以降低皮层厚度来缩短根部水分吸收距离和增加维管柱厚度而利于导管和筛管中水分、无机盐和有机物运输的能力更强。综合以上分析可判断三者根系耐盐性大小为山杏>‘丰后’梅/山杏>‘丰后’梅。

生物炭对盐碱条件下海滨锦葵根系生长及土壤特性的影响

为探索生物炭对盐碱条件下植物根系与土壤特性的影响,以海滨锦葵为材料,在盐碱土壤中添加不同含量的生物炭,测定植株根系活力、根系生长、土壤pH值、土壤电导率、土壤容重、土壤孔隙度等指标。结果表明,在盐碱胁迫下,添加生物炭可提高海滨锦葵根系活力,中高含量生物炭明显促进植株根系生长,降低土壤pH值与电导率,提高土壤容重(除个别数据外),降低土壤孔隙度(除个别数据外)。经比较,5.0%和7.5%生物炭对盐碱条件下海滨锦葵根系发育与土壤特性的调控效果相对较好。

氮磷追肥配施对云南松幼苗根系生长的影响

云南松是我国西南地区主要的造林树种,在区域经济发展和生态环境建设中发挥着重要作用。但目前云南松苗期生长缓慢,影响其经济效益与生态效益的发挥。氮、磷添加是目前农林业促成培育中一种常见技术手段。本研究以90 d的云南松幼苗为试验材料,对其进行氮、磷根部追肥配施试验,对不同氮、磷施肥处理下云南松苗木的生长状况进行研究,比较不同氮、磷浓度水平下云南松幼苗根系生长的变化规律,以期为云南松苗木培育提供依据。结果表明,随着氮、磷用量的增加,云南松幼苗根冠比降低,地下部分的生长优势降低,地上部分的生长优势升高,且氮元素对于地上部分的增长作用强于磷元素。

夜间增温对铅危害下小麦物质积累分配与根系生长的影响

为揭示气候变暖与土壤铅污染对农作物及其地下根系生长的影响,利用夜间增温系统研究了4种土壤铅水平下冬小麦关键生育期的干物质积累及其地上地下分配、收获指数、根系活性的变化。结果表明,夜间增温提升小麦全生育期的土壤温度0.6~1.4℃,增温效果明显。未污染处理的小麦蜡熟期总生物量与籽粒产量在夜间增温下显著提高,但收获指数却显著降低。铅污染加重造成小麦籽粒产量与总生物量下降,但夜间增温使铅污染处理小麦的产量显著增加14.7%~19.1%、总生物量显著增加13.0%~26.5%,其收获指数增加,表明夜间增温提高了小麦抗铅污染危害的能力。增温对提高小麦根干物质积累表现为正效应而铅污染胁迫则表现为负效应,增温具有增加小麦根系干重及根冠比的趋势,但受铅污染程度、作物生长时期制约。小麦根系活性随土壤铅污染加重而下降,而夜间增温具有提高低铅土壤小麦各时期根系活性的趋势,夜间增温在抽穗期显著提高了4个铅处理的小麦根系活性(12.2%~40.2%),增温下根系活性的增强有助于作物抵御铅污染危害。研究结果表明增温对小麦地下系统的正效应影响有助于提高其抵御铅污染胁迫的能力。

地稔不同插枝对根系生长及成活率的影响

地稔是集药用、观赏和果用为一体的新型多用途植物,人工栽培主要采用扦插育苗的方式,为促进地稔插枝的生根,研究了不同木质化程度和不同扦插长度对地稔成活和不定根形成的影响。结果表明,半木质化的插枝在发根量、根系总长、根系直径和成活率等方面均表现最佳,而未木质化的嫩枝根系发生时间虽然最早,但成活率却最低,高度木质化的插枝则根系生长最差;插枝长度以5~10 cm的发根量、总根长、根直径和成活率均最高,5 cm以下的扦插枝发根时间虽然最早,但根系直径最小、成活率也最低,10~15 cm的扦插枝则发根时间最晚、发根量和总根长最短。

根区温度胁迫对番茄幼苗根系生长及蔗糖代谢的影响

以番茄耐高低温品种久绿787和不耐高低温品种硬粉8号为试材,以正常栽培的根区温度(平均20℃)为对照,研究了根区10℃低温和34℃高温对番茄幼苗根系表型、糖含量、蔗糖代谢相关酶活性的影响。结果表明,根区10℃低温和34℃高温胁迫对久绿787和硬粉8号根系生长均产生了不同程度的抑制,久绿787根系表型和生物积累量的受抑制程度要低于硬粉8号。在10℃低温胁迫下,2个品种幼苗根系中葡萄糖、果糖和蔗糖含量均显著增加,蔗糖代谢中积极响应的酶为SPS和SAI;34℃高温主要促进了根系中蔗糖的积累,蔗糖代谢分解酶(SS-I、CWIN、SAI和NI)活性均受到显著抑制。根区温度胁迫下,久绿787根系中糖含量高于硬粉8号,但增长率却低于硬粉8号,这可能与久绿787细根(≤0.5 mm)生长受抑制程度低于硬粉8号,其需要靠分解糖来提供能量和其他物质,而硬粉8号根系中可溶性糖多以渗透调节物起抗逆作用有关。

放线菌对旱区露天煤矿排土场红豆草根系生长及根际土壤肥力的影响

针对旱区露天煤矿排土场土壤退化问题,采用高效放线菌菌剂接种及原位盆栽试验,探究了放线菌对新疆黑山露天煤矿排土场红豆草根系生长及根际土壤肥力的影响。结果表明:(1)干旱条件下,放线菌接种可显著促进红豆草根系形态发育及生长。与对照相比,接种放线菌红豆草总根长、平均根系直径、根表面积及根总体积较不接菌对照均显著增加(P<0.05);根鲜重、茎叶鲜重及总鲜重较对照分别增加了77.24%、130%及103.49%。(2)接种放线菌显著增强了红豆草的抗旱性。接菌根谷胱甘肽、脯氨酸含量和根系活力分别增加了35.36%、229.23%和363.75%,降低了丙二醛含量和根细胞质膜透性。(3)接种放线菌显著提高了红豆草根际土壤肥力。供试放线菌在红豆草根际土壤中定殖量为2.5×10^(5) cfu/g,接种后红豆草根际土壤细菌和放线菌总数较对照分别增加了113.7%和563.64%;根际土壤多酚氧化酶、脲酶及碱性磷酸酶活性较对照均达显著性增加(P<0.05);进而显著提高了根际土壤全氮、有效磷和速效钾含量,其中土壤全氮增加量最大。(4)相关分析表明,红豆草根生物量与根际细菌和放线菌数量、土壤脲酶活性、碱性磷酸酶活性及全氮含量呈显著正相关(P<0.01)。结果证实了土壤接种放线菌通过增强植物的抗旱性,提高根际土壤微生物数量、酶活性及肥力水平,显著促进植物根系发育及生长,为旱区煤矿植被恢复及退化土壤改良提供了科学依据。