北沙柳根系损伤对光合特性的影响

以1~2年生北沙柳为试验对象,研究自然条件下北沙柳根系受不同程度损伤后叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和叶绿素含量的变化趋势。结果表明:北沙柳根系受损后1 d,叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和叶绿素含量与对照相比均发生下降,其中轻度损伤各指标分别下降30.82%、78.21%、68.88%、0.86%,中度损伤下降46.16%、85.44%、78.09%、12.72%,重度损伤下降69.50%、91.85%、87.16%、35.16%,北沙柳根系受损程度越大,各项指标数值越低。与第1 d相比,根系受损后第9 d的叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度数值上升,轻度损伤分别上升44.01%、34.38%、3.91%,中度损伤分别上升35.87%、76.01%、20.59%,重度损伤分别上升101.26%、135.87%、60.65%,而轻、中、重度损伤,其叶片叶绿素含量分别降低19.37%、13.51%、16.71%。北沙柳根系受损后,各项指标在1~9 d内均呈先上升、后下降趋势。短期内北沙柳的各项指标无法恢复到正常水平。

接种菌根真菌对模拟开采伤根植物的修复效应

为揭示接种菌根真菌对采煤沉陷引起植物根系拉伤的修复作用,模拟矿区植物垂直方向上拉伤根系,采用三室分根装置以玉米为宿主植物,通过接种丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,简称AM真菌)研究其对植物受损根系生理生化的影响。结果表明:接菌能缓解因伤根对玉米生长的不利影响。1/3伤根时接菌玉米的地上和地下生物量分别比未接菌显著提高43.8%和17.6%。2/3伤根时,接菌的玉米地上和地下生物量大于未接菌,但未达到显著水平。最大伤根程度时菌根室中AM真菌的侵染率和菌丝密度分别为71.1%和4.82 m/g,仍能与玉米形成稳定的互惠共生关系。接菌促进受损根系对矿质元素的吸收利用。伤根1/3时,接菌玉米地上部中N,P,K,Ca和Mg含量分别比未接菌显著增加1.55,0.43,5.23,2.81和0.28 mg/g,接菌分别比未接菌的玉米根系中N,P,K,Ca和Mg含量显著增加1.32,0.73,5.0,6.45和0.69 mg/g,且能恢复到未伤根时玉米的矿质元素含量水平。接菌能降低伤根对玉米根系内源激素产生的不利影响。伤根1/3时菌根室接菌玉米根系中生长素(IAA)、赤霉素(GA)和细胞分裂素(CTK)含量显著提高,脱落酸(ABA)含量显著降低,且达到未伤根时内源激素含量水平。伤根2/3时菌根室和根室中接菌根系的GA和CTK含量可以恢复到1/3伤根时根系中该激素含量水平。AM真菌的侵染率与菌丝密度与根系中GA和CTK含量显著相关,与IAA和ABA含量相关性不显著。接种菌根缓解了伤根对植物的生理生化不利影响。

折力损伤自修复对干旱矿区小叶锦鸡儿根系固土的影响

为明确干旱矿区侵蚀发生后折力损伤对植物根系力学特性的影响及其受损后的自修复机制,利用HG100数显式推拉力计和自制便携式试验机台,对小叶锦鸡儿1-4 mm径级直根和侧根分支处未受损及受损自修复后的抗折力学特性进行研究。结果表明：（1）生长季初期,未受损小叶锦鸡儿根系极限抗折力与根径呈幂函数正相关,抗折强度与根径幂函数负相关,直根极限抗折力和抗折强度均大于侧根分支处;（2）折力损伤会明显抑制根系正常生长,小叶锦鸡儿根系受损自修复后,活性、生长量和保存率均低于平行对照,根径和根型均是影响这种抑制作用的重要因素,侧根分支处活性和保存率在受损后的减少程度显著大于直根;（3）小叶锦鸡儿根系受损自修复后,极限抗折力与抗折强度相比,生长季初期有所增加,但外力损伤会显著阻碍这种增长,导致其增长率显著低于平行对照,3个月后极限抗折力修复率为48. 91%,抗折强度修复率为57. 59%,说明根系受损后不会彻底丧失固土能力,通过自修复可以逐步恢复原有功能,但短期内自修复程度有限。直根极限抗折力修复率为60. 55%,侧根分支处仅为36. 34%,说明在同等外力荷载条件下,小叶锦鸡儿直根受损自修复能力显著大于侧根分支处,具备更强的再次抵御外力破坏的能力。