红桦幼苗根系对水-氮耦合效应的生理响应

采用两因素随机区组设计,设置了5个水分梯度,即40%(W_1)、50%(W_2)、60%(W_3)、80%(W_4)、100%(W_5)的土壤田间持水量(FC)和3个施氮梯度,即模拟氮沉降施加0(对照,N_0)、20(N_1)、40(N_2)g N m^(-2)a^(-1)的硝酸铵,研究了水-氮耦合效应对川西亚高山主要阔叶树种红桦(Betula albosinensis)幼苗根系生理活性的影响及根系在土壤水、氮胁迫下的生理调控机制。结果表明:1)随土壤含水量降低,根系活力和根系呼吸速率显著降低,膜脂过氧化产物(丙二醛)、渗透调节物质(脯氨酸、可溶性蛋白质和可溶性糖)含量及抗氧化物酶(超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶)活性显著升高。2)水-氮耦合效应对红桦幼苗根系生理特征影响显著:施氮(N_1和N_2)在土壤水分良好(W_4和W_5)时使根系活力和根系呼吸速率显著升高,而在土壤水分不足(W_1和W_2)时显著降低了根系活力和根系呼吸速率;且在水分不足时,施氮浓度越大根系活力、MDA含量、脯氨酸及可溶性蛋白质含量变化越显著;在W_3条件下,只有N_1对根系生理功能促进作用显著。3)根系活力和根系呼吸速率与丙二醛含量呈显著负相关性。因此,一定范围内的氮沉降在土壤水分状况良好时对植物根系生理特征具有显著正效应,而在土壤水分不足时则使根系细胞膜系统受损,抑制根系生理活性,但根系可通过增加渗透调节物质含量和增强抗氧化物酶活性来抵御一定范围的环境胁迫。

粘毛鼠尾草种子油脂理化性质和脂肪酸成分

为探究粘毛鼠尾草(Salvia roborowskii)是否具有作为非粮生物柴油能源植物的潜质,本试验采用索氏提取法、气相色谱法测定了生长在川西北高原阿坝州红原县的野生粘毛鼠尾草种子的含油量、油脂理化性质以及脂肪酸含量。结果表明,粘毛鼠尾草种子含油量为43.36%,油脂碘值、皂化值分别为93.31、190.58mg.g-1;脂肪酸成分以油酸和亚油酸为主,含量分别为49.95%和37.52%;计算得其相应生物柴油的十六烷值和冷滤点分别为53.94和-4.65℃。通过与我国生物柴油评价标准对比发现,粘毛鼠尾草在作为非粮生物柴油能源植物方面具有一定的潜在研发价值。

阿坝4种野生植物种子含油量及GC-MS分析

为了筛选含油量高、抗逆性强、生长范围广的野生能源植物,采用索氏提取法及GC-MS法测定了4种采自阿坝的野生十字花科植物的种子粗脂肪含量及脂肪酸成分.含油量分别为:葶苈34.21%、遏蓝菜34.70%、独行菜42.23%、播娘蒿为47.44%.脂肪酸成分主要为:亚麻酸、亚油酸、棕榈酸、油酸、芥酸、山嵛酸等.供试植物种子粗脂肪含量较高,所含主要脂肪酸甲酯化以后是生物柴油的主要组成成分,具有较高的生物柴油利用价值.

水氮耦合效应对红桦幼苗生长的影响及其生理机制

在全球大气氮沉降日益加剧的背景下,研究川西亚高山地区主要阔叶树种红桦(Betual albo-sinensis)幼苗在不同水、氮供应下的形态变化和生理机制,以了解该区主要植被的生长特性,并可为森林生态系统的恢复重建提供一定的科学依据.采用两因素随机区组试验设计,设置5个水分梯度,即40%(W1)、50%(W2)、60%(W3)、80%(W4)、100%(W5)的土壤田间持水量(FC)和3个施氮梯度,即模拟氮沉降施加N 0(N0)、20(N1)、40(N2)g m-2 a-1的硝酸铵.结果显示:土壤水分和氮素及二者交互作用对生长和生理特征均具有显著(P<0.001)影响.表现为:1)幼苗生长(株高和基径)、叶片碳同化特征(最大净光合速率、叶绿素含量和叶片氮含量)及根系生理特征[呼吸速率、NH+4和NO-3净吸收速率及根系硝酸还原酶(NR)活性]均随土壤水分增加而增大,且在土壤水分为W4和W5时达到最大.根冠比的变化呈相反趋势.2)施氮在土壤水分不足(W1和W2)时除对基径、NO-3净吸收速率和NR活性无影响外,显著抑制了红桦株高及叶片和根系生理特征.而在水分充足(W4和W5)时,除N2在土壤水分W4时对叶片生理特征和根系呼吸速率无影响外,对红桦的生长和根系生理特征有显著的促进作用,且N1效果更显著.在W3时两种施氮浓度效果不同:N1对红桦的生长和相关生理特性具有促进作用而N2呈抑制作用(除对根系NH+4和NO-3净吸收速率及NR活性无影响外).根冠比变化呈相反趋势.3)根系离子(NH+4和NO-3)净吸收速率与根系呼吸速率和叶片氮含量呈极显著正相关.本研究表明,土壤水分和氮素供应对植物的影响存在显著的耦合效应,当土壤水分不足时施氮不利于红桦幼苗生长,而适量的施氮在水分充足时有利于生长.对于供试土壤以及本试验设置的水、氮梯度而言,土壤含水量为80%田间持水量,施加N 20 g m-2 a-1更适宜红桦幼苗生长.

夜间增温对亚高山针叶林主要树种无机氮吸收的影响

吸收营养物质是植物根系的主要生理功能。氮素吸收是植物体内氮代谢的第一步,也是最关键的一步。为了全面地认识亚高山针叶林在全球气候变化背景下对两种主要无机氮(NH_4^+和NO_3~–)吸收特点的变化,该研究以川西亚高山针叶林优势树种——云杉(Picea asperata)和岷江冷杉(Abies fargesii var.faxoniana)为材料,通过红外辐射加热器模拟增温,利用非损伤微测技术(non-invasive micromeasurement technology)研究了这两个树种吸收NH_4^+和NO_3~–特点的变化,同时还探究了NH_4^+和NO_3~–之间的相互作用对植物吸收这两种离子的影响。研究结果显示:在云杉根系中,NH_4^+和NO_3~–的最大吸收速率分别发生在距离根尖最顶端17–18 mm区域和17 mm处,而岷江冷杉对这两种离子的最大吸收速率分别发生在距离根尖顶端11 mm和11.5mm处。增温对云杉和岷江冷杉根系吸收NH_4^+和NO_3~–有促进作用。在增温条件下,NO_3~–能够促进云杉根系对NH_4^+的吸收,而NH_4^+则抑制了其对NO_3~–的吸收。无论是否增温,岷江冷杉对NH_4^+的吸收都不受NO_3~–的影响,而在增温条件下,NH_4^+会抑制岷江冷杉对NO_3~–的吸收。

青藏高原东部窄叶鲜卑花灌丛土壤C、N、P生态化学计量学特征

土壤是陆地生态系统的重要组成部分,研究土壤生态化学计量学特征对于揭示土壤元素的循环和平衡机制具有重要意义.采用分层随机抽样方法来布设样地,选取16个位于青藏高原东部的窄叶鲜卑花灌丛样地进行取样调查,对土壤样品碳(C)、氮(N)、磷(P)含量进行测定与分析,并同步分析不同土层C、N、P比值特征.结果表明:窄叶鲜卑花灌丛土壤表层(0-10 cm)C、N、P含量的均值分别为(73.27±20.25)g/kg、(6.27±1.8)g/kg和(1.13±0.25)g/kg,该灌丛土壤C、N、P含量均随土层深度的增加而减少,且减少的程度不一;C、N含量的变异系数总体上随土层加深而增大,P含量的变异系数相对稳定;C、N之间的相关性和线性拟合程度均高于C、P和N、P.窄叶鲜卑花灌丛土壤表层(0-10 cm)C/N、C/P和N/P的均值分别为10.88±0.87、59.49±18.64和5.49±1.84,空间变异性表现为C/N<N/P<C/P,C/N、C/P和N/P的变异系数随着土层加深而增加,土壤C、N、P的空间分布特征在一定程度上决定了C/N、C/P和N/P的空间分布特征.本研究结果可为青藏高原灌丛植被保护、恢复和土壤养分管理提供理论依据.

西藏林芝地区11种野生植物种子含油量测定

为初步探究西藏林芝地区11种野生植物是否具有作为能源植物的潜力,笔者通过调查该地区11种野生植物的分布情况、采集植物种子,采用索氏提取法测定其种子含油量,并对比了不同采集点的粘毛鼠尾草种子含油量。结果表明:①11种植物中含油量较高的有华山松46.59%、乌头32.99%、西藏林芝花椒30.62%、粘毛鼠尾草29.45%、接骨草27.18%、甘西鼠尾草21.08%、千里光20.5%;②粘毛鼠尾草种子含油量随海拔的升高而增大。在这11种野生植物中,大部分植物种子含油量较高,具有作为能源植物的开发潜力;这一研究结果可以为林芝地区野生能源植物的开发利用提供基础依据。