不同程度石漠化对金山荚蒾末端小枝的生长和生物量积累及分配的影响

以金山荚蒾(Viburnum chinshanense Graebn.)末端小枝为研究对象,通过野外调查,研究不同程度(轻度、中度、重度)石漠化生境对金山荚蒾小枝的生长形态、生物量积累及分配的影响。结果表明,在石漠化地区,金山荚蒾的小枝生物量积累受到抑制,且随石漠化程度的加剧而增大,其中,小枝花的生物量相比茎、叶下降幅度最小。与无石漠化地区相比,金山荚蒾小枝的形态指标(叶片数、叶面积、比叶面积、茎长、茎径)均显著降低,且石漠化对植物小枝茎长的抑制作用大于茎径,而叶面积受到的抑制程度最大。金山荚蒾在轻度、中度石漠化地区尽可能通过提高叶生物量比、降低茎生物量比来适应石漠化生境;但金山荚蒾在3种不同程度石漠化生境中均以提高花生物量比来增加生殖投入,从而保证其繁殖能力和种群延续;其通过减小茎、叶等营养器官投资的策略来适应严苛生境,最大程度维持生态系统的格局和稳定。

不同抗旱性小麦气体交换特性和生物量积累与分配对水氮的响应

为了探讨小麦对环境变化表现出的选择性差异,通过设计再裂区田间试验,以3个春小麦品种(和尚头、西旱2号和宁春4号)为材料,设置2个灌水水平(充分灌水4 500 m3·hm-2和有限灌水3 000m3·hm-2)和5个施氮水平(0、75、150、225、300 kg·hm-2),研究了不同抗旱性春小麦品种的光合特性、生物量积累与分配、产量构成因素对水分和氮素的响应。结果表明,增加灌水量和施氮量,3个品种叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和器官生物量均增加;施氮过量(和尚头和西旱2号超过150kg·hm-2,宁春4号超过225kg·hm-2)时4个指标均降低。有限灌水、低施氮或过量施氮时,春小麦倾向于增加穗粒数和千粒重;充分灌水、中等施氮时,倾向于增加总生物量。在水氮充足时,宁春4号能获得更高的穗粒数和千粒重;在水氮资源严重限制时,和尚头能够维持产量构成因素恒定;无论水氮充足与否,西旱2号的总生物量与籽粒产出均居中等水平。本试验丰富了不同抗旱性春小麦与水分、氮素的互作结果,得出了3个品种在不同水氮条件下生物量分配和产量构成因素的选择倾向,为明确作物在胁迫环境下的资源利用和产量响应提供了一定的科学依据。

青藏高原特有药用植物山莨菪苗期生物量积累与分配特征

【目的】掌握驯化栽培条件下青藏高原特有药用植物山莨菪的生长特性及规律,为人工栽培提供基础数据。【方法】对不同生长年限及育苗环境的山莨菪生物量积累和分配进行测定分析。【结果】研究年限内山莨菪幼苗的生物量积累随着生长年限增加呈显著性线性增长,但并未达到生长的最高峰。生物量与叶生物量、茎生物量、根生物量呈正相关线性关系(P <0.001),与根直径、地上生物量表现为幂函数增长关系(P<0.001),与株高、根长表现为指数增长关系(P <0.001),地下根生物量为植株主要生物量分配部位,4年生根生物量平均为90.6341g/株,最重为167.3360 g/株。高原阳光温室育苗提高了山莨菪成苗率和生物量,温室苗的总生物量、地下根生物量分别是田间苗的4和2.3倍,但田间育苗更有利于幼苗地下生物量分配。【结论】青藏高原野生药用植物山莨菪人工栽培是切实可行的,研究年限内山莨菪幼苗的生物量积累随着生长年限增加呈线性增长,生物量分配比例均表现为:根>叶>茎,地下根生物量为植株主要生物量分配部位,温室育苗有利于提高种苗成苗率及生物量,应进一步开展种苗移栽等相关研究。

长白山区几种主要造林树种苗木生物量积累与分配的仿生模拟

本文应用数学模拟和计算机绘图的手段，对长白山区几种主要造林树种樟子松、落叶松、红皮云杉及大青杨等苗木各器官生物量积累与分配的动态变化规律进行了仿生模拟，提供了反映各树种苗木生物量积累与分配的动态变化模型及几何直观图象。

撑麻8号立竹构件性状及其生物量积累分配特征

为揭示不同年龄撑麻8号立竹构件特征及生物量积累分配规律,测定了1~5年生撑麻8号立竹构件性状及秆、枝、叶生物量,分析了秆、枝、叶生物量积累与分配特征。结果表明,随立竹年龄增加,立竹胸径、全高、枝下高、节数、出叶强度均总体呈下降变化趋势,而冠幅、出枝强度则总体升高;2 a、3 a立竹具有较大胸径、出枝强度和出叶强度,且3 a及以上立竹秆含水率最低,材性最佳。随立竹年龄增加,立竹秆、叶及总生物量均呈先升高而后下降趋势,而枝生物量则总体升高。秆生物量分配比例呈先下降而后升高变化趋势,而枝、叶生物量比例均总体上先升高而后下降。综合分析表明,2 a、3 a立竹具有较大的胸径、出枝强度与出叶强度及构件生物量,呈现较高的生产潜力。因此,丰产林培育过程中,宜多留养1 a、2 a立竹,伐除部分3 a及以上立竹。

福建酸竹地上生物量积累分配特征及其异速生长关系

为摸清福建酸竹生物量积累与分配特征,测定了1~4年生福建酸竹的秆、枝、叶生物量,分析了立竹地上构件生物积累与分配特征及其相对生长关系。结果表明,不同年龄福建酸竹构件含水率、生物量及其分配比例与相对生长关系差异明显。随立竹年龄增加,秆、枝、叶含水率明显下降,而其生物量及总生物量则显著增加;秆生物分配比例及异速生长指数总体下降,而枝、叶生物量分配比例及其异速生长指数总体升高。综合分析表明,福建酸竹丰产林经营宜多留养2年生、3年生立竹,适量留养4年生立竹。

氮、硫互作对克隆植物互花米草繁殖和生物量累积与分配的影响

氮、硫均是影响入侵植物互花米草(Spartina alterniflora Loisel.)生长与繁殖的重要营养元素,研究其交互作用可能有助于揭示互花米草成功入侵机制。在人工控制条件下,以河沙为栽培基质,研究了氮、硫互作对互花米草繁殖和生物量积累与分配的影响。实验结果表明:中氮和高氮处理下的互花米草分支强度、初级分株数、次级分株数、根状茎数及其总长要显著高于低氮,不同硫水平及氮硫互作对互花米草无性繁殖没有显著影响;互花米草的种子数和种子生物量受硫以及氮硫交互作用的影响显著,在高氮水平下,中硫处理的互花米草种子数和种子生物量要远远高于其他处理。中氮和高氮处理下的互花米草叶、茎、根、根状茎和总生物量显著高于低氮处理;只有在高氮水平下,高硫处理的生物量才显著低于其他处理。在中氮和高氮营养条件下,高硫处理会促使互花米草对地上部分投入更多的生物量。中硫-高氮作用对互花米草有性繁殖的促进,使互花米草能在硫浓度较高的滩地保持高有性繁殖率;虽然过高的硫会抑制互花米草的有性繁殖,但却能促进根状茎数目的增加,从而加速其向外短距离扩张;这些特性均有利于互花米草对滨海盐沼的入侵。

干旱及增强UV-B胁迫对金荞麦生物量积累与分配的影响

目的:研究干旱胁迫和增强UV-B辐射对金荞麦生物量积累与分配的影响,以期作为金荞麦规范化种植提供科学理论依据。方法:采用盆栽试验的方法,测定金荞麦在不同程度干旱胁迫和UV-B辐射处理下各器官生物量,并计算生物量分配的情况。结果:在充足水分状况下:增强UV-B辐射显著降低了金荞麦各器官生物量积累,降低了金荞麦根生物量配置,提高了金荞麦茎生物量配置。在中度干旱胁迫下,增强的UV-B辐射提高了金荞麦根生物量积累和配置、茎生物量积累。在重度干旱胁迫下,增强的UV-B辐射提高了金荞麦根生物量积累,能使金荞麦茎生物量积累得到一定提高,金荞麦各器官生物量配置对增强UV-B辐射均不甚敏感。结论:增强的UV-B辐射对金荞麦生物量积累和分配的影响因水分状况的差异和器官的差异而不同。总体看来,基本证实了增强UV-B辐射能减轻干旱胁迫对金荞麦生物量积累的影响。

坡位对毛竹林下黄花远志生物量积累与分配及其异速生长关系的影响

【目的】林药复合经营是提高毛竹林经济效益的重要途径。分析毛竹林下黄花远志(Polygala fallax)生长、生物量积累与分配的坡位效应,旨在为毛竹黄花远志复合经营提供理论指导。【方法】以毛竹林下2年生扦插苗造林后1年的黄花远志为调查对象,分析了不同坡位黄花远志生长状况、生物量积累与分配规律及其异速生长关系。【结果】毛竹林下黄花远志造林成活率均超过92%,且坡位间无显著差异。随坡位下降,黄花远志地径、苗高呈现出波动性上升趋势,根、茎、叶各器官及总生物量总体上均呈显著升高的变化趋势;叶生物量分配比例降低,而茎、根生物量分配比例则总体升高,中坡位黄花远志根生物量及其分配比例、根与总生物量异速生长指数均最高。【结论】黄花远志能适应毛竹林下环境,并生长良好,可以实施毛竹-黄花远志复合经营。试验区中坡位毛竹林下黄花远志生长较好,而且其入药主要部位根生物量及其分配比例较高,根与总生物量异速生长指数较大,是试验区毛竹林下黄花远志复合经营的适宜坡位。

毛竹林下多花黄精构件生物量分配特征的年际效应

【目的】多花黄精(Polygonatum cyrtonema)是竹药复合经营中主栽物种之一,研究种植年限对毛竹(Phyllostachys edulis)林下多花黄精生长及生物量分配特征的影响,为毛竹-多花黄精高效复合经营提供理论参考。【方法】选取毛竹林下种植1、2和3 a的多花黄精,调查不同种植年限多花黄精种群生长特征和秆、叶、根、果、块茎生物量,分析多花黄精种群生长特征及构件生物量积累、分配、异速生长关系的差异。【结果】随种植年限增加,毛竹林下多花黄精基径、高度、冠长、果粒数、种群密度总体上均显著升高,而叶片数呈先下降后升高趋势;各构件生物量、地上生物量/地下生物量和秆、叶、果生物量分配比例及秆-总生物量、叶-总生物量、果-总生物量异速生长指数均升高,块茎、根生物量分配比例和块茎-总生物量异速生长指数则降低,而根-总生物量异速生长指数呈先升高后下降趋势。【结论】种植年限对多花黄精生长、种群特征、生物量积累与分配及其异速增长关系产生了明显影响,多花黄精可通过权衡资源分配适应不同种植年限种群密度差异引起的资源限制,毛竹林下种植2 a的多花黄精块茎生物量增速最快,种植3 a的块茎生物量增长速率明显下降,宜予以采收。

养分添加对美丽箬竹鞭段育苗成竹生长的影响

为探究养分添加时间和添加量对埋鞭育苗鞭段质量的影响及其与出笋成竹、新竹质量、形态塑性的关系,以美丽箬竹1年生鞭段为试验材料,分别设置两个养分添加时间(育苗前15和30 d)及4个养分添加量[高量(45 g·盆^(-1),HA)、中量(30 g·盆^(-1),MA)、低量(15 g·盆^(-1),LA)和对照(0 g·盆^(-1),CK)]的埋鞭育苗试验,测定了美丽箬竹埋鞭育苗的新竹质量、叶片形态塑性及生物量积累与分配特征。随着养分添加时间的延长,LA和MA处理的美丽箬竹新竹高度、数量及萌发率略有降低,而HA处理则相反,新竹叶、根生物量比例及叶片形态塑性总体上呈逐渐降低的变化趋势,秆生物量比例则相反;育苗前15 d,MA处理的新竹秆、叶、根、总生物量及叶片叶绿素a、叶绿素a+b含量均显著高于育苗前30 d的。随着养分添加量的增加,美丽箬竹新竹质量和叶片形态塑性总体上均呈先升高后降低的变化趋势,MA处理的生物量积累效率显著提高,且叶生物量分配比例明显升高。育苗前的养分添加会影响美丽箬竹鞭段质量进而对其侧芽萌发、新竹生长及其形态建成产生明显作用。育苗前15 d,MA处理可显著提高美丽箬竹鞭段质量并促进新竹萌发生长,增强叶片形态塑性,提高生物量积累效率,是美丽箬竹鞭段育苗适宜的养分添加方式。

摘花和打顶措施对毛竹林下多花黄精块茎生物量积累特征的影响

【目的】摘花可减少毛竹林下多花黄精养分在生殖生长上的消耗,打顶能去除顶端生长优势。研究摘花和打顶措施对多花黄精地下块茎生长促进的影响,可为毛竹林下多花黄精高效复合经营提供参考。【方法】以毛竹林下种植3年的多花黄精为对象,研究了打顶、摘花及摘花打顶处理的多花黄精1年生、多年生块茎及根系生物量积累与分配特征,并分析其异速生长关系。【结果】与对照相比,打顶、摘花及摘花打顶处理的多花黄精1年生块茎生物量及其分配比例显著提高,而多年生块茎生物量分配比例显著下降。其中,摘花处理1年生块茎生物量及其分配比例略高于打顶,均显著低于摘花打顶处理。打顶、摘花及摘花打顶处理的多花黄精多年生块茎-总生物量异速生长指数虽仅略有升高,但1年生块茎-总生物量异速生长指数则显著增加,且均以摘花打顶处理的异速生长指数最大。【结论】摘花和打顶措施通过调控多花黄精的源-库关系,实现光合碳同化物与养分的定向输运与分配,能显著提高多花黄精1年生块茎生物量、增长速率与分配比例,其中以摘花打顶措施增产效果最好,可以在生产中应用。

西南喀斯特地区两种草本对干湿交替和N添加的生长响应

喀斯特地区的"岩溶干旱"和频繁的变水环境成为喀斯特地区植被生长和分布的重要选择压力,是该地区植被恢复重建的主要障碍因子。N沉降也会对喀斯特地区的生态系统造成难以预测的影响。为了探究喀斯特地区草本植物对干湿交替和N添加的生长响应,以苍耳(Xanthium sibiricum)和三叶鬼针草(Bidens pilosa)为研究对象,通过盆栽水分受控实验,研究了5种不同水分处理[对照组(CK)、干旱组(D)、1周干湿交替处理组(DW-1)、2周干湿交替处理组(DW-2)和3周干湿交替处理组(DW-3)]与N添加(N+、N-)对两种草本植物生长和生物量的影响。结果表明,干旱胁迫抑制了植物生长和生物量的积累,株高、叶面积、总根长和根体积等生长指标和地上生物量均显著降低,根冠比增大。不同程度的干湿交替对植物的生长和生物量的积累均表现出一定程度的补偿效应,但这种补偿效应的大小随着干旱持续时间的延长而减弱。N添加对植物的生长和生物量积累有显著地促进作用,株高、根表面积、根体积和根生物量较对照组显著增加,但这种促进作用随着干旱历时的增加而减弱,可能与土壤水分状况有关。同时,N添加还影响着植物生物量的分配,在促进两种植物地上和地下生长的同时,还促进了植物根冠比的增加。

风箱果幼苗对遮阴的形态适应性

以1年生濒危植物风箱果幼苗为材料,采用人工遮阴方式设置CK(全光)、轻度遮阴(L_1,60%全光)和重度遮阴(L_2,20%全光)3种光环境,测定不同光环境下风箱果幼苗的生长表现、树冠结构、生物量积累和分配等,分析风箱果幼苗对不同遮阴环境的形态适应性。结果表明:L_1促进了苗高的生长,L_2抑制了苗高的生长,遮阴显著增大了冠幅(P<0.05),显著减少了地径和叶片数量(P<0.05);遮阴对1级侧枝直径影响显著(P<0.05),对1级侧枝长、1级侧枝密度、1级侧枝分枝角度、2级侧枝长、2级侧枝密度等树冠结构指标影响不显著(P>0.05);遮阴显著减少了根生物量、茎生物量、叶生物量和总生物量(P<0.05),特别是L_2时,分别比CK减少了80.6%、61.1%、70.3%和71.8%。

林分密度对毛竹林下浙江楠幼苗生长和生理特性的影响

以毛竹林下套种的浙江楠为材料,分析了3种不同密度(1 350、1 800、2 250株·hm^(-1))毛竹林下浙江楠幼苗的生长状况、生物量积累与分配以及叶片生理特性。结果表明:随着毛竹林密度的增加,浙江楠幼苗株高、地径、茎生物量及其比例逐渐降低,主根长度、根生物量及其比例逐渐升高;叶片叶绿素质量分数呈逐渐降低趋势;SOD和POD活性总体上呈逐渐升高的变化趋势;可溶性糖和可溶性蛋白质量分数先升高后降低,而丙二醛质量摩尔浓度逐渐升高。毛竹林密度为1 350株·hm^(-1)时,浙江楠幼苗的茎干生物量积累明显高于其他密度,膜系统受到的伤害最小。因此,3种试验处理密度中,推荐1 350株·hm^(-1)作为毛竹-浙江楠混交模式的适宜竹林密度。

控制光照下土庄绣线菊的生理生态响应和适应

本研究以一年生灌木土庄绣线菊(Spiraea pubescens Turcz.)幼苗为研究对象,人工设置相对透光率100%、50%、25%和12.5%四种控制光照水平,测量幼苗存活率以及在生理生态特征上的响应和适应性,从而加深我们对灌木幼苗的生理需求和生态特征的认识。结果表明,土庄绣线菊幼苗的存活率未受控制光照处理影响。遮阴处理导致最大净光合速率和蒸腾速率显著降低,叶绿素a和b含量显著升高,但气孔导度和类胡萝卜素含量未变化。同时,在25%和12.5%相对透光率水平下,土庄绣线菊幼苗的苗高和比叶面积显著高于100%相对透光率下幼苗,而根、茎和总生物量积累在12.5%下受到严重抑制。遮阴处理使得土庄绣线菊幼苗表现出地上生物量分配增大地下减少的一般趋势。以上结果说明土庄绣线菊幼苗对遮阴环境具有一定的生理生态响应和适应性。

草珊瑚植株表型对光照和氮素营养的响应

【目的】草珊瑚[Sarcandra glabra (Thunb.)Nakai]是一种极具药用及观赏价值的多年生草本或亚灌木植物,氮素与光照强度均是植物生长发育过程中的关键性因素。本文研究了不同光照强度和氮素浓度下草珊瑚植株的形态特征、生物量积累及分配的变化,初步提出了草珊瑚人工栽培适宜的光氮组合。【方法】以1年生草珊瑚为试验材料,在华南农业大学跃进北实验大棚内(N23°09′58.80″、E113°21′46.00″,海拔高度约为60 m)进行了盆栽试验。设定自然光照的80%(L1)、60%(L2)、40%(L3)三个强度水平,施N 0(N0)、83.3 mg/kg(N1)、167 mg/kg(N2)、250 mg/kg(N3)四个水平。幼苗于2016年3月移栽,12月取样监测了苗木苗高、地径、生物量、根系特征和叶片特征等指标。【结果】草珊瑚形态指标中主根长、根尖数、苗高、地径、叶面积均在L2N2处理下达到最高,比叶面积在L2N1处理下达到最大。氮素水平一定时,根、茎、叶鲜重和干重均在L2光照水平下达到最大;光照强度一定时,其在N2水平下达到最大。生物量分配受氮素影响显著,受光照影响不显著,但光照和氮素有一定的交互作用。N0和N1水平的根系生物量占比和根冠比显著高于N2和N3水平;N2和N3水平的茎叶生物量占比及叶根生物量比均显著高于N0和N1水平;叶生物量占比在N2水平下显著高于其他氮水平,其在N2水平下,L2光照水平的叶生物量和叶根比达到最大;形态参数对光照强度和氮浓度变化的可塑性指标PI_光=0.38、PI_氮=0.37;生物量积累对氮浓度变化的可塑性指标PI_氮=0.43,是光照强度对其影响的表型可塑性的1.65倍;生物量分配的表型可塑性参数PI_氮=0.19,是其对光照响应的3.80倍。【结论】草珊瑚有较好的氮浓度变化适应性,即当氮浓度在试验范围内变化较大时,草珊瑚仍能较好地适应性生长,对光照强度变化的可塑性较低,即当光照强度在试验范围内变化较大时,不利于草珊瑚的生长,对光照强度变化适应性低。在60%自然光+施氮167 mg/kg土组合处理下草珊瑚生长最佳,有利于提高草珊瑚产量。草珊瑚应对不同光氮环境的策略主要是通过调整根茎叶的形态特征来适应光照及氮素的变化,且主要通过调整根、茎、叶生物量的积累及分配来适应氮素的变化。

不同带状间作模式对棉花生长发育和生产力的影响

【目的】分析不同带状间作模式对棉花生物量积累与分配、光合性能及产量的影响,探究不同带状间作模式下棉花增产增效潜在机制,提出适宜长江流域的最优棉田带状间作种植模式。【方法】通过2点田间试验,以棉花单作(MC)为对照,设置棉花-甘薯(CS)、棉花-菜豆(CB)和棉花-甜瓜(CM)3种间作模式,2种带状配置分别为3﹕3和4﹕2,分析不同带状间作模式对棉株生物量积累、各器官分配、光合性能和产量的影响,并计算比较各带状间作模式下的棉花偏土地当量比和经济效益。【结果】2点田间试验带状间作模式下的平均籽棉产量和皮棉产量较MC均显著提高,其中,与棉花间作甘薯和棉花间作甜瓜相比,棉花间作菜豆产量优势最为显著,且2点田间试验CB 3﹕3模式籽棉产量较MC分别提高23.20%和32.46%,皮棉产量较MC分别提高26.43%和32.53%,其主要原因是单株成铃数分别为26.58和24.43个,较MC分别显著提高22.21%和28.85%。而衡阳棉花间作甘薯CS 4﹕2模式铃重较MC显著降低3.01%。盛铃期,带状间作模式下棉株生物量积累总量均大于MC,生殖器官分配比例较茎秆和叶片显著提高,且衡阳各间作模式下生殖器官占比均达50%以上。从盛蕾期到吐絮期,各种植模式叶面积指数均呈现先上升后下降的趋势,与MC相比,盛铃期各间作模式下棉株相对叶绿素含量和净光合速率均显著提高,其中,2点田间试验棉花间作菜豆最具优势,净光合速率较MC分别提高6.25%—6.29%和2.85%—2.90%,能够有效改善棉株光合性能,最终实现增产。在不同带状间作模式下,2点田间试验棉田总经济效益较MC增幅分别为1.24—2.70倍和1.42—3.09倍。从棉花的偏土地当量比来看,除长沙CS 4﹕2模式外,2点田间试验其余带状间作模式均表现出间作产量优势。【结论】不同带状间作模式产量的提高主要是通过生物量积累、同化物分配和光合性能的改善来实现的。表现最佳的是棉花间作甘薯CS 3﹕3模式,能够确保较高产量和间作优势,适宜在长江流域推广种植。