克氏针茅物候对气候变暖和水分变化的响应及其光合生理生态机制

物候对气候变化具有重要指示作用,然而现有研究主要关注植物物候变化与环境因子的关系,对于物候变化的生理生态机制研究较为缺乏。基于内蒙古自治区克氏针茅草原红外线辐射增温与控水相结合的原位模拟试验资料,探究了克氏针茅物候变化的光合生理生态机制及其对水热环境因子的响应。研究结果表明:(1)增温使克氏针茅返青期和抽穗期提前2.8 d和7.8 d、枯黄期推迟6.8 d;水热协同作用主要影响抽穗期,增温增水(气候暖湿化)较增温减水(气候暖干化)提前7.4 d。(2)增温增水使得克氏针茅返青期和抽穗期的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率显著高于增温减水,而对水分利用效率的影响则相反(P<0.05),增温增水与增温减水对克氏针茅枯黄期的光合生理生态特征影响无显著差异。(3)净光合速率是影响克氏针茅物候变化的决策因子,温度是影响克氏针茅植物返青期和枯黄期的限制因子,水分则是影响克氏针茅植物抽穗期的限制因子。研究发现克氏针茅物候与其光合生理生态特征和环境因子密切相关,研究结果可为植物物候模型发展和物候机理研究提供理论支撑。

拔节期干旱和复水对春玉米物候的影响及其生理生态机制

物候不仅是气候变化的指示指标,也是作物模型的关键参数。现有研究主要关注物候变化与气候环境因子的关系,关于植物物候变化的生理生态机制研究很少。基于春玉米拔节期干旱与不同时间(抽雄期和吐丝期)复水的田间模拟试验分析表明:(1)不同时间复水均使灌浆期延长,乳熟期推迟(9d),表明物候对前期水分胁迫存在记忆。(2)干旱条件下叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和相对叶绿素含量(SPAD)均随物候进程呈先降后升再降趋势,且均在抽雄期达到极小值;不同时间复水均使Pn、Tr和Gs在吐丝期达到极大值,而SPAD则在灌浆期达到极大值;叶水势(LWP)随干旱进程整体呈下降趋势,不同时间复水均只是减缓了其下降速度,表明LWP可用于描述物候对前期水分胁迫的记忆。(3)通径分析和决策系数分析表明,Pn是最主要的物候影响因子,而影响LWP的土壤相对湿度(RSWC)则是物候的主要控制因子,物候的变化是由Pn的累积变化引起,表明存在Pn的物候触发阈值。研究结果为春玉米物候变化的准确预测提供了依据。

添加硅缓解植物非生物和生物胁迫的生理生态机制

由于全球气候变化和人类活动,农业生产中各种非生物和生物胁迫不断增多,严重威胁农作物产量和粮食安全。近年来,硅对植物抗逆性的促进作用逐渐受到重视,且硅肥具有生态相容和环境友好的特性,具有广阔的应用前景。因此,系统梳理硅对各种非生物与生物胁迫的缓解作用机制,对提高农作物生产力以及改善农业生态系统具有重要指导意义。本文首先介绍了植物对硅的吸收与沉积,以及硅通过影响植物碳基物质合成与代谢对植物产生的有益作用;然后,对硅缓解植物渗透胁迫、重金属离子胁迫、营养胁迫、极端温度胁迫、紫外线胁迫以及生物胁迫作用的生理生态机理进行综述。硅提高植物抗逆性的共同机制包括活性氧清除能力的提高、光合作用能力的提高以及碳硅替代降低了植物生长成本,但除此之外,硅对不同胁迫的缓解机制还具有特异性。之前的研究主要集中在硅的缓解作用的生理生态机制,以及对喜硅的禾本科植物的研究,且较少关注施硅后对环境的影响。最后对硅改善植物生长的分子机制、对促进豆科作物与根瘤共生关系及对农业生态系统碳汇的影响进行了展望,以期对未来的研究提供参考与借鉴。

水稻氧营养的生理、生态机制及环境效应研究进展

氧是水稻生命活动过程中重要的营养因子。水稻利用通气组织将大气中的氧从地上部分转运到根部,同时也能通过根系从生长介质中吸收一部分氧。良好的氧营养状况下水稻才能正常生长,不仅如此,氧营养还参与了水稻-土壤环境系统的作用过程,具有重要的生态效应。从氧营养的水稻生物学响应和根际生态效应两个方面综述了近年来稻田氧营养相关研究状况,重点总结了目前国内外有关水稻需氧性,氧营养对水稻形态学、解剖学特征的影响,相应的生理、生态机制以及环境效应的研究成果,同时比较了水稻生产上所采用的氧营养调控途径,并对水稻氧营养研究作了展望。

海洋微藻响应重金属复合胁迫的生理生态学机制

重金属污染物进入海洋环境会破坏海洋生态系统的结构和功能。海洋微藻构成了海洋食物链的基础,是海洋生态系统主要的初级生产者。重金属复合胁迫对海洋微藻产生毒性效应,会阻碍藻细胞分裂、破坏DNA结构、抑制光合作用、减少细胞色素合成、导致藻细胞畸变以及改变浮游植物种类组成等。海洋微藻在长期种系进化或个体发育过程中,形成了一系列响应重金属复合胁迫的特殊生理生态机制。它们可以利用由酶类和非酶类组成的抗逆保护系统,减轻重金属复合胁迫导致的生物毒害作用;还可以通过调节金属硫蛋白(Metallothionein,MT)等相关蛋白基因表达以维持正常的生理功能。探究海洋微藻响应重金属复合胁迫的生理生态学机制,有利于为海洋重金属污染的生物修复提供依据,具有重要的理论与现实意义。

旱地玉米双相覆盖在不同生态区的增产特性分析

对隰县和太原两个不同生态区的旱地玉米双相覆盖增产特性及生态生理机制的探索表明，双相覆盖玉米均比当地对照增产，增产率隰县为40．64％，太原为14．48％。双相覆盖玉米在隰县比太原叶面积大，于物质积累多，叶片还原糖含量低，叶绿素含量高，光合速率大，灌浆时间长。旱地五米双相覆盖技术在腿县和太原均可推广应用。

土壤—作物系统氮素损失行为及高效利用的研究进展

根据国内外研究概况,综述了土壤-作物系统中主要氮素损失途径,作物高效吸收、利用氮素的生理生态机制及调控作物高效利用氮素的最新理论与方法,以期为实现氮素高效利用提供理论依据。

土壤中多环芳烃污染对植物生理生态的影响

多环芳烃(PAHs)是一类广泛存在于天然环境中的持久性有机污染物,对土壤的污染尤为突出,给生态环境、植物和人类健康造成严重的潜在威胁.当前,修复受PAHs污染的土壤是国际土壤和环境领域研究的热点,而植物修复是最具潜力的环境修复技术之一.本文对近年来土壤PAHs及其与其他污染物复合胁迫对植物生长及其形态结构、光合作用和抗氧化系统等影响研究的最新进展进行综述,并对今后的重要领域和研究热点进行了展望.

蓝藻化感抑制作用研究进展

在蓝藻水华的众多危害中,对其他生物的化感抑制效应是一个重要的方面,相关研究也越来越受到生态学及环境科学领域研究者的广泛关注。系统阐述了蓝藻化感抑制作用的现象、机理及条件,总结和归纳了具有化感抑制效应的蓝藻种类、化感物质及其作用对象,讨论了蓝藻化感抑制作用的生理生态机制、影响因素、研究方法及应用前景。在此基础上提出了该领域尚未解决的问题及今后的研究方向。

农作物栽培技术优化管理的措施

随着时代的变化与发展,农作物栽培技术也需要与时俱进,要进行优化管理,这样才能够获得更好的收成。文章重点围绕大葱的栽培管理技术进行分析。1农作物栽培技术管理的主要原则1.1以生态生理机制为基础在对农作物的栽培技术进行确定时,需要对以下几方面进行综合考虑:光合作用;生态因子调控;生理特点等,以生态生理机制为基础,对关键性的技术环节进行确定。

Ocean ecological compensation mechanism in Liaoning area from the angle of ecological civilization——based on analysis of Dalian's cooperative governance

How to speed up the establishment of marine ecological compensation and the ecological compensation system is inevitable choice from ocean country to marine power.Therefore,construction of marine ecological compensation mechanism is the effective means which incentives marine ecosystem services supply,improves the quality of marine ecology,and promotes the ocean to the green transformation.Combined with Dalian maritime case study in Liaoning Province,three dimensional interactive marine ecological compensation mechanism,the compensation frame work,path and operation mechanism were built up.Suggestions on accelerating the legislation process;perfecting the management system;establishing proper system for both incentive constraint and reward-punishment;increasing the source of Ocean Ecological Compensation funds;accelerating On the study of the Ocean Ecological Compensation Mechanism in Liaoning Area from the Angl-e of Ecological Civilization Based on Case Analysis of Dalian.

叶片结构的水力学特性对植物生理功能影响的研究进展

叶片是植物进行光合、呼吸、蒸腾作用的主要器官,早期的研究主要集中于水分在叶片中的运输路径,而对叶脉结构及其生态学意义研究甚少。近年来关于叶片叶脉结构、气孔结构的功能及叶片水力学特性的意义研究已经成为植物生理生态的研究热点。该文综述了叶脉的结构性状的指标(叶脉密度、直径、间距等),叶片水力学结构特性对植物生长、水分运输、气体交换、光合作用等生理功能的影响,及其与植物对干旱适应性之间的关系。叶脉结构是决定叶片生理功能的基础,因此在未来的工作中应分析比较不同种类植物叶脉结构形态与导水、光合、呼吸、同化作用之间的关系,建立植物茎干-枝-叶系统水力传导的机理性模型,用以探索不同植物功能结构和高效用水生理生态学机制,据此评估不同种类植物在未来气候情景下的地位。

玉米子粒脱水研究与机械粒收对策

我国玉米产区跨度大、生态类型和种植模式多样、品种繁多,多数地区收获时子粒含水率偏高,影响玉米机械粒收质量,是限制我国玉米机械粒收技术推广的关键因素。根据国内外有关玉米子粒脱水过程的研究文献,认为:玉米子粒脱水包括生理脱水和自然脱水两个阶段,各阶段脱水速率的主控影响因素不同,使得区域间、品种间和年际间子粒脱水特征差异显著;当前影响玉米子粒脱水动态的遗传基础及生理生态机制尚不明确,难以对机械粒收技术措施和扶持政策的制定形成支撑。结合玉米生产实际情况,提出了推动我国玉米机械粒收工作发展的建议:加强早熟、子粒脱水快、耐破碎品种的选育;在黄淮海、东北、西北及西南四大玉米产区开展玉米子粒脱水特征及其影响因素的生态联合试验,明确影响区域子粒脱水动态的主控生态因素和生理生态机制,寻找区域机械粒收技术突破口,以协调子粒成熟与降低含水率的关系为核心,充分利用区域热量资源,因地制宜,综合运用粒收品种选育、品种熟期配置、收获期决策、栽培技术配套以及制定扶持政策等手段,推进机械粒收技术快速发展。

药剂诱导稻飞虱再猖獗及科学用药

稻飞虱是典型的再猖獗型重大害虫。害虫再猖獗包括生态再猖獗和生理再猖獗,前者主要由药剂杀伤天敌使天敌功能崩溃引起,后者指药剂刺激害虫生殖导致害虫增殖倍数显著增加。刺激稻飞虱生殖的药剂包括大部分有机磷、菊酯类、氨基甲酸酯类杀虫剂,及一些除草剂和杀菌剂(如井冈霉素、多菌灵)等。通过蛋白质组学、转录组学、基因表达谱分析及基因沉默试验证实化学药剂刺激稻飞虱生殖主要涉及与生殖和代谢相关基因的上调表达,但同一药剂对稻飞虱组团物种产生物种间基因功能生态位分离。这就需要在深入理解化学农药对生态系统中组团物种的正负效应和生殖影响的基础上进行精准用药技术设计。本文综述了一些农药对稻田害虫天敌行为、生殖、捕食功能及稻飞虱生殖影响的机理,并基于同种药剂对稻飞虱组团内不同物种生殖的相反效应,提出稻飞虱多物种共存时的科学用药技术。

水稻植株温度的研究进展与展望

气候变化背景下,高温热害频发已成为水稻高产、优质的一个重要限制因素。探明高温等非生物逆境调控水稻产量、品质的生理生态机制,对于水稻抗逆品种选育及栽培技术研发均具有重要的理论意义。植株温度既受光照、温度、湿度和风速等群体环境因子影响,也与蒸腾作用、呼吸作用等作物生理活动密切相关,是评价作物对高温等逆境适应程度的重要生理生态指标。介绍了群体层次的冠层温度和植株水平的器官温度研究进展,重点剖析了籽粒温度的环境效应和生理效应,认为籽粒温度既受制于作物群体环境,也是蒸腾作用、呼吸作用等籽粒生理过程的表观反映,具有重要的生理生态意义。同时,结合强、弱势粒温度的昼夜变化规律,建议开展强、弱势粒温差的昼夜节律与高温响应机制研究,以深入揭示弱势粒灌浆不足的生理生态基础,为应对气候变化的水稻抗逆栽培和遗传改良提供理论参考。