基于Meta分析菌根菌对植物叶片生理的影响

叶片作为植物的重要器官,其养分、光合色素、可溶性糖、可溶性蛋白等含量,以及各种酶活性都是表征其生理的重要参数;而光合作用、蒸腾作用则是叶片重要的生理活动指标。菌根菌是一类与绝大多数植物形成共生的土壤微生物,能够影响叶片生理。本研究选择分布最广泛的丛枝菌根菌(arbuscular mycorrhizal fungi, AMF),针对以往大多数研究只关注单一植物接种AMF探究其生理功能的问题,采用Meta分析(Meta-analysis)的定量研究方法,对152篇相关文献整理建库,评估了AMF对植物叶片生理的影响,探究了不同分类水平上AMF的效应。结果表明:AMF显著提高了叶片氮、磷、钾、钙、镁和锌含量,提高了12.6%~26.3%;增加了叶绿素、叶绿素a和叶绿素b含量,分别增加了16.3%、12.1%和11.1%;对可溶性糖和可溶性蛋白则分别提升了34.8%和18.4%;同时,AMF提高了叶片各种酶活性,分别为过氧化物酶31.3%、超氧化物歧化酶17.8%、过氧化氢酶23.3%、多酚氧化酶59.1%、苯丙氨酸解氨酶65.3%;AMF提高了叶片的净光合速率(27.7%)和蒸腾速率(31.1%)。表明AMF因分类(科、属、种)不同,对叶片生理的影响也存在差异。本研究系统评价了AMF对叶片生理的影响,丰富了AMF的功能多样性理论,为筛选改善叶片生理的高效AMF提供了切实的依据。

基于数据库的菌根与施肥对草地植物叶片性状影响的分析

为了探究菌根状态和施肥对草地植物叶片性状的影响,对横跨4大洲的27个全球分布的草地站点进行施肥处理,包括对照及氮(N)、磷(P)、钾(K)的全因子组合,在添加养分3~4年后测定每个地块优势物种的叶片N、P、K含量和比叶面积(specific leaf area,SLA),并根据已发表文献确定了植物的菌根状态。在此基础上,结合优势物种的构成,将草地植物分为禾本科植物和非禾本科植物,进一步分析两种植物类群对不同菌根状态和施肥处理的响应。结果表明:菌根状态是影响草地植物叶片性状的重要因素,尤其对于禾本科植物而言,非确定菌根(non-obligately mycorrhizal,NOM)植物的叶片养分含量显著高于确定形成菌根(obligately mycorrhizal,OM)的植物;对于非禾本科和草地植物而言,OM植物和NOM植物的叶片性状同样表现出差异性,但总体并不显著。施肥对草地植物叶片性状的影响主要表现为显著提高其叶片N、P、K含量,对SLA的影响较小。路径分析结果进一步表明,叶片养分含量与施肥呈显著正相关,SLA与施肥无显著相关关系。此外,草地OM和NOM植物的叶片性状均受到气候因素和处理年限的显著影响。综上,菌根状态显著影响禾本科植物的叶片性状,施肥显著提高草地植物叶片养分含量,气候因素和处理年限对草地植物叶片性状的影响同样值得引起注意。

我国资源环境科学专业特征分析

随着人们为资源环境的重视,不可避免的对资源环境方面人才的需求也在不断加大,因此,教育部设置了资源环境科学专业。本研究针对我国目前开设资源环境科学专业的院校,分析了资源环境科学专业在我国本科院校中的开设规模、院校的区域、建设级别、所属主管单位级别、在院校中的所属二级学院特征以及招生批次等方面的特征;旨在反应目前我国资源环境科学专业的总体现状,为该专业的发展提供数据支撑。

生物炭和AM真菌提高矿区土壤养分有效性的机理

【目的】矿区土壤贫瘠、有效养分含量低,而生物炭和丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal, AM)真菌能够改善土壤养分,提高植物对环境胁迫的抗性和养分的利用。因此探究生物炭和AM真菌对矿区土壤的改良效果,可为矿区污染土壤生态恢复和新型肥料的开发提供参考。【方法】温室盆栽试验的土壤采自河南省洛阳市新安县江春矿区,以玉米"弘单897"为试验材料。试验设计4个处理,分别为原状土壤对照(CK)、添加生物炭(B)、接种AM真菌(M)、添加生物炭和接种AM真菌(BM),每处理重复8次,完全随机区组设计,玉米于矿区土壤中培育2个月后收获,测定根系生长、生理特性和土壤养分含量。【结果】施用生物炭和接种AM真菌均能够促进玉米生长,提高玉米叶片的净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、叶色值(SPAD值)和抗氧化酶活性,提高土壤养分含量。接种AM真菌对促进玉米生长、改善生理特性和磷吸收的效果优于生物炭,而生物炭提高土壤pH值和玉米对钾吸收的效果较好。生物炭和AM真菌联合处理玉米的总根长、根部和地上部干重分别较CK增加了84.22%、176.67%和45.84%,玉米叶片的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度分别较对照提高35.42%、56.44%和88.31%,叶色值比CK提高了22.77%,菌根侵染率较CK提高234.20%,菌丝密度可达到4.37 m/g,总球囊霉素和易提取球囊霉素分别达到4.32 g/kg和1.60 g/kg,有机质、碱解氮、有效磷、速效钾含量分别较对照提高24.23%、43.26%、98.63%和33.93%。【结论】生物炭和AM真菌单独或复合处理均能够促进玉米生长和提高土壤养分有效性,生物炭和AM真菌联合处理可促进玉米生长、改善生理特性、促进养分吸收、提高土壤养分效果,可作为退化土壤生态修复和农业生产安全的一项有效措施。

水溶性有机肥与常规肥料的肥效对比分析

为了探讨水溶性有机肥与传统有机肥、化肥等相比在提高常见蔬菜的产量、品质及土壤速效养分、酶活性等方面的效果,采用土培小白菜试验,施用化肥(NPK)、鸡粪有机肥(M)和水溶性有机肥(WS),设置10个处理:CK(不施肥)、NPK、M、WS1(0.4 mL/kg土)、WS2(2 mL/kg土)、WS3(4 mL/kg土)、WS4(6 mL/kg土)、MNPK(1/2NPK+1/2M)、MWS(1/2M+WS2)、NPKWS(1/2NPK+WS2),分析了收获期小白菜和土壤的相关指标。结果显示,WS用量越大,小白菜地上部鲜重越大,但处理NPK、MNPK、MWS、NPKWS的地上部鲜重均与WS4(8.62 g/株)无显著差异;高剂量WS处理(WS3、WS4)的粗纤维含量平均比CK、NPK处理分别减少62.6%、38.3%,处理M和MNPK对降低粗纤维含量有同等效果。此外,施用WS的剂量越高,土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量越高;土壤蔗糖酶活性在处理WS3、WS4中最高(均值10.1 mg/g),处理M次之(8.81 mg/g),在CK和NPK中最低(均值6.41 mg/g)。从经济效益来看,WS3、WS4处理的净收益为负值,而NPK和MNPK处理的净收益最高。因此,从产量、经济效益、土壤肥力可持续性等方面综合考虑,最佳推荐施肥措施是化肥配施鸡粪有机肥,水溶性有机肥在降低成本后可推广作为速效有机肥料来施用。

The effects of calcium combined with chitosan amendment on the bioavailability of exogenous Pb in calcareous soil

Lead(Pb) in soil may accumulate in crops and enter the human body. This study aimed to understand the speciation transformation and accumulation characteristics of exogenous Pb in calcareous soil with or without the application of soil amendments. Field experiments with continuous maize cultivation have been carried out for two years. The results showed that the contents of total Pb were slightly lower in 2016 than in 2015 for the same treatments;however, no significant difference between the years was observed. Soil Pb existed mainly in the residual fraction without exogenous Pb addition, and its proportion was more than 33% of the total soil Pb in the control and Ca treatments. When Pb was added to calcareous soil, Pb existed largely in the oxidizable and reducible fractions during the two-year experimental period, and those fractions made up over 83% of the total Pb. The proportion of the water-soluble Pb, regardless of the addition of Pb, was the lowest and was less than 0.0019% in all treatments, but the addition of Ca and chitosan amendments reduced the water-soluble and exchangeable Pb contents. The Pb content in different parts of maize followed the order root>leaf>stem>grain during the experimental period. Although maize had low transfer and enrichment factors in calcareous soil, which make the Pb content in the grain show no significant difference among the five treatments in the same year, adding Ca and chitosan to calcareous soil can reduce the Pb contents of maize, especially reduce the Pb contents of root, stem and leaf. Therefore, the addition of calcium and chitosan is an effective strategy for reducing Pb availability in calcareous soils.