亚热带植物水力性状与木质部解剖结构的关系

【目的】植物水力系统需要对不断变化的水分环境做出适应性调整,因此,量化植物水力性状与木质部解剖结构在不同水分状况下的关系,将有助于理解植物的适应策略。【方法】以亚热带7种裸子植物和7种被子植物为研究材料,对比分析不同生境中(自然生境和人工生境)植物的栓塞抗性(植物导水率损失50%的水势)、输水效率和解剖结构的性状差异,探究植物水力性状与木质部解剖结构的关系。【结果】①在不同生境下,自然生境植物的输水效率(K_(s))较大,栓塞抗性(P_(50))较小,且植物解剖结构性状对不同生境植物水力性状具有一定指示性。②相关性分析表明:被子植物的导管水力直径、导管密度与K_(s)、P_(50)呈显著相关(P<0.05),但相关性在不同生境下呈相反趋势;裸子植物的管胞水力直径、管胞密度与K_(s)、P_(50)之间的相关性在不同生境中具有相同趋势。【结论】在湿润区内,植物通过增加输水效率以适应相对干旱环境的生存策略可能较为普遍。木质部结构与功能的差异可能是同一生境下植物水分策略存在差异的原因。

亚热带天然林转变为毛竹林和茶园对土壤胞外酶活性的影响

为揭示我国亚热带地区天然林转变为毛竹林和茶园后土壤胞外酶活性(Extracellular enzyme activities,EEAs)的变异特征及关键驱动因子,以浙江省安吉县的天然林土壤及天然林转变的粗放经营毛竹林和集约经营茶园土壤为研究对象,测定了土壤EEAs及若干环境因子参数,通过冗余分析等分析方法筛选出了影响土壤EEAs的关键驱动因子。结果表明:与天然林相比,粗放经营毛竹林和集约经营茶园土壤酸性磷酸酶(Acid phosphatase,ACP)活性均显著降低,酚氧化酶(Phenol oxidase,POX)活性均显著升高;粗放经营毛竹林土壤亮氨酸氨基肽酶(Leucine aminopeptidase,LAP)活性显著升高;集约经营茶园土壤β-葡萄糖苷酶(β1,4-glucosidase,BG)、纤维二糖水解酶(Cellobiohydrolase,CBH)、N-乙酰-β-D氨基葡萄糖苷酶(β-1,4-N-acetyl-glucosaminnidase,NAG)活性均显著降低。由以上结果可推知,与天然林相比,茶园土壤氮、磷养分相对充足,毛竹林土壤的磷限制有所缓解,茶园和毛竹林土壤中微生物以惰性碳作为主要的能量来源。此外,冗余分析表明,土壤pH在环境因子中的贡献率最高,是土壤总体EEAs变化的关键驱动因子。综上所述,相比天然林,转变后的粗放经营毛竹林和集约经营茶园土壤EEAs发生了明显变化,土壤pH作为关键驱动因子解释了亚热带地区天然林转变为毛竹林和茶园后土壤总体EEAs的改变。

降水季节性分配对亚热带森林土壤氮矿化的影响

土壤氮矿化是生态系统养分循环的关键过程,但降水季节性分配对土壤氮矿化的作用机制尚不明确。本研究于2020—2022年在我国长江中下游亚热带森林进行降水控制试验,采用野外树脂芯原位培养法,分别设置对照(CK)、干季更干、湿季极端降水增加(T_(1))和干季更干、湿季降水等比例增加(T_(2))3种处理,探究降水季节性分配对土壤氮矿化的影响。结果表明:T_(1)和T_(2)分别使干季土壤净硝化速率显著降低57.9%和72.5%,净氮矿化速率显著降低82.5%和89.6%,而使湿季土壤净硝化速率显著提高64.3%和79.5%,净氮矿化速率显著提高64.2%和81.1%,且湿季降水等比例增加比湿季极端降水增加更有利于土壤氮矿化进程。此外,结构方程模型表明,降水季节性分配的变化能够通过改变土壤含水量、铵态氮和微生物生物量氮以及土壤C∶N对亚热带森林土壤氮矿化进程产生显著影响。以上结果对研究土壤氮循环等生态过程具有重要的参考意义,有利于更准确地评估未来降水格局变化对亚热带森林生态系统的影响。

基于数学期望的森林稳定性评价——以浙江省江山市为例

森林稳定性是森林群落结构与功能的综合特征,决定了森林的生态功能。提出林分存续期数学期望和林木存续期数学期望两个定量指标,从一个新的角度对森林的稳定性进行衡量。林分形成后能够存在的期望年数称为林分存续期数学期望,林木进界后能够存活的期望年数称为林木存续期数学期望。利用2008年和2016年江山市乔木林固定样地数据,对该市林分存续期和林木存续期的数学期望分森林类别进行了研究,由此来评价江山市森林在当前的经营管理模式下的林分和林木稳定性。结果表明:1)在林分采伐枯损率>50%视为中断的情况下,公益林的林分存续期数学期望为41.46a,商品林的为14.16a;在林分采伐枯损率>50%,但仍满足乔木林标准视为不中断的情况下,公益林的林分存续期数学期望为95.64a,商品林的为34.89a。2)公益林的林木存续期数学期望为20.58a,商品林的为11.67a。无论林分存续期数学期望还是林木存续期数学期望,公益林的均显著大于商品林的,即公益林的稳定性大于商品林,符合实际情况,也符合经营预期,说明用林分存续期数学期望和林木存续期数学期望评价森林稳定性具有一定的可行性。

鸡公山国家级自然保护区散孔材、环孔材树种木质部结构和功能的关系

【目的】木质部解剖结构是植物水力功能和水分利用策略的基础。散孔材和环孔材的导管分布和形态存在显著差异,对2种材性树种木质部解剖结构和水力功能的关系进行比较,有助于理解不同材性树种的水分适应机制。【方法】选取河南省信阳市鸡公山自然保护区中的3个散孔材树种(枫香Liquidambar formosana、旱柳Salix matsudana、深山含笑Michelia maudiae)和3个环孔材树种(槲树Quercus dentata、楝Melia azedarach、野核桃Juglans cathayensis),研究2种材性树种的枝水力功能(比导率和栓塞抗性)和解剖结构的关系。【结果】3个环孔材树种比导率更大,3个散孔材树种栓塞抗性更强;在物种水平上,只有散孔材树种深山含笑比导率和栓塞抗性呈显著负相关(P<0.05),存在水力效率-安全权衡。3种散孔材树种相较于3种环孔材树种具有更大的导管密度、导管壁厚度跨度比和更小的导管直径、导管壁厚度。【结论】环孔材树种倾向于通过增大导管直径显著提高其输水效率,从而避免水势下降、降低潜在栓塞风险。散孔材树种木质部结构中的导管壁厚度和导管壁厚度跨度比对植物水分传输功能具有重要影响。

降水季节性分配格局对亚热带灌木凋落物分解的影响

气候变化导致的降水季节性分配格局变化对水分可利用性、微生物活性及相关酶类活性的改变,可能对森林凋落物分解过程施加不同程度的影响,亟待深入研究。2020—2021年采用野外原位控制实验法和分解袋法,研究了我国亚热带常绿阔叶林中常见的灌木树种早竹(Phyllostachys violascens)和八角枫(Alangium chinense)凋落叶于1年内干季和湿季不同阶段的分解动态。共设置对照(CK),干季更干、湿季极端降水增加(DD)和干季更干、湿季降水等比例增加(EW)3种处理。结果表明:物种、降水处理和分解阶段均影响着凋落物分解率。试验期内,干季更干、湿季更湿的降水格局显著提升了两种凋落物的分解速率(早竹2.01%以上,八角枫4.69%以上),并以湿季降水等比例增加的影响最为显著。此外,干季更干、湿季更湿的降水格局提升了两种凋落物湿季对全年分解总量的贡献率,同样以湿季降水等比例增加的影响更为明显。这是因为干季更干、湿季更湿的降水格局可通过对酶活性和微生物生物量的正效应,降低凋落物中难降解物质和元素含量,间接提升凋落物分解率。因此,由气候变化带来的降水季节性分配格局改变不但会显著影响亚热带森林凋落物的分解过程,还会改变干季和湿季对全年分解总量的贡献率。

闽楠群体遗传结构分析与核心种质库构建

【目的】基于SSR分子标记技术研究珍稀濒危保护树种闽楠群体的遗传结构,构建核心种质资源库,为种质资源的科学管理、有效保护和高效利用提供理论依据。【方法】利用33对多态性SSR引物,分析来自福建、江西、湖南、浙江、广西5省(区)27个种源地218个闽楠家系425份种质资源群体的遗传多样性和遗传结构。应用DateTrans1.0联合Popgene32软件计算观测等位基因数(N_(a))、有效等位基因数(N_(e))、观测杂合度(H_(o))、期望杂合度(H_(e))、Shannon信息指数(I)和Nei’s基因多样性指数(H);运用STRUCTURE 2.3.4软件对9个闽楠群体进行遗传类群划分。采用最小距离逐步取样法构建核心种质库,通过对相关遗传参数的t检验验证核心种质库的有效性。【结果】依据种质来源地的地理分布,218个家系可分成9个群体;种质资源群体的平均有效等位基因数(N_(e))、观测杂合度(H_(o))、期望杂合度(H_(e))均值、Shannon信息指数(I)分别为2.159、0.224、0.477和0.841,表明闽楠种质资源群体具较高遗传多样性;群体遗传结构分析表明,9个群体可划分为3个亚群;425份原始种质经最小距离逐步聚类取样得到85份核心种质和340份保留种质,核心种质占原始种质的20%,其N_(a)、N_(e)、H_(o)、H_(e)、I和H保留率分别为92.318%、103.803%、116.652%、105.052%、103.341%和104.664%。t检验表明核心种质和原始种质的遗传多样性参数无显著差异,能充分代表原始种质的遗传多样性。【结论】构建的核心种质库在保留原始种质库遗传多样性的基础上,去除遗传冗余,有利于闽楠种质资源的有效保护和科学利用,为进一步育种工作奠定基础。

纳米复合膜对香榧坚果储藏过程中油脂品质的影响

【目的】研究新型纳米复合膜包装香榧Torreya grandis‘Merrillii’籽在储藏过程中油脂品质的变化规律,为开发香榧等其他坚果的新型包装材料提供理论依据。【方法】以提取精油后的香榧假种皮残渣和香榧精油为原料制备的纳米复合膜液为包装原材料,采用Schaal烘箱法加速香榧储藏期的氧化试验,设置2种包装形式[直接涂膜:对照(ck)和纳米复合膜液(Coating);成膜袋装:塑料袋包装(PE)和纳米复合膜袋包装(Film)],测定各处理下0~6周储藏过程中香榧籽失质量率、酸价、碘值、皂化值、脂氧合酶活性、过氧化值、羰基价、茴香胺和硫代巴比妥酸质量分数。【结果】①储藏4~6周,Coating处理的香榧籽的碘值显著高于ck(P<0.05),且Film处理的香榧籽的碘值显著高于PE处理(P<0.05)。②储藏5~6周,Coating处理的香榧籽的脂氧化酶活性、过氧化值、羰基价和硫代巴比妥酸质量分数均显著低于ck(P<0.05),且Film处理的香榧籽的以上指标均显著低于PE处理。③PCA分析显示:储藏1~6周,Coating与Film处理的香榧籽之间无明显的分离,但它们与PE、ck之间则存在明显的分离。【结论】新型制备的纳米复合膜液无论是直接涂层还是成膜包装,均可显著延缓储藏香榧籽的油脂酸败,使其保持较好的油脂品质。

核桃铵态氮转运蛋白基因JrAMT2的功能分析

【目的】研究高效利用氮素基因铵态氮转运蛋白基因JrAMT2,对核桃Juglansregia的品种改良、快速生长及产量形成有重要意义。【方法】以核桃JrAMT2过表达幼苗为实验材料,对JrAMT2基因进行生物信息学分析。通过基因表达量和表型测定对核桃JrAMT2过表达植株生长发育、氮素吸收、叶绿素质量分数、叶绿素荧光进行理化分析。【结果】JrAMT2基因在核桃JrAMT2过表达植株中稳定表达。与野生型相比,核桃JrAMT2过表达株系的株高、节间长、生物量等生长参数显著提高(P<0.05),核桃幼苗的株高、节间长增加,最高可增加68.2%和50.3%,植株地上部分、地下部分生物量显著增加,地上部分最高可增加56.26%(鲜质量)和56.26%(干质量),地下部分最高可增加344.38%(鲜质量)和354.33%(干质量);核桃JrAMT2过表达株系地下部分对铵态氮及硝态氮的吸收显著提高(P<0.05),最高可提高114.1%和70.3%,其中JrAMT2基因介导了铵态氮从地下部分到地上部分的运输,地上部分铵态氮质量分数显著增加(P<0.05),最高可增加59.1%;核桃JrAMT2过表达植株叶绿体表面积与单层细胞表面积比率、叶绿素质量分数显著增加(P<0.05),最高可增加22.94%和74.3%;对叶绿素荧光参数分析,核桃JrAMT2过表达植株叶片放氧复活体活性、量子产额、电子传递效率均显著提高(P<0.05)。【结论】核桃JrAMT2基因在核桃幼苗生长发育、氮素吸收和光合作用中均有积极显著调控的作用,为进一步研究核桃快速繁育提供一定的理论依据,且为筛选优良品种奠定一定基础。

树形调整对香榧树冠光照强度和种实品质的影响

【目的】研究不同树形调整对香榧Torreya grandis‘Merrillii’树冠光照强度和光合速率的影响,阐明不同骨干枝数目和开张角度处理下香榧种实中碳水化合物、油脂等变化规律,揭示树形调整对香榧种实品质的影响,为香榧树形培养、提质增效提供科学依据。【方法】设置不同骨干枝数目和骨干枝开张角度单因素和交互处理试验,测定树冠光照强度、叶片光合速率,分析可溶性糖、淀粉、可溶性蛋白质量分数、含油率及脂肪酸组分变化。【结果】骨干枝开张角度调整对香榧树冠光照强度有显著影响。与对照相比,60°处理下5—9月香榧树冠中层和下层的光照强度显著增加(P<0.05),7月树冠中层光照强度最高达到40 klx,但80°开张角度则会降低树冠光照强度。同时,骨干枝数目和开张角度的交互处理下,5、7和9月香榧叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率均显著提高(P<0.05)。碳水化合物检测发现,3和4条骨干枝与60°开张角度(N3-A60°和N4-A60°)处理下香榧种实中可溶性糖和淀粉质量分数显著增加(P<0.05),5月香榧种实可溶性糖和淀粉质量分数分别达到609.05和576.63 mg·g−1。树形调整也显著促进了香榧种实中可溶性蛋白和油脂的积累(P<0.05)。【结论】树形调整对香榧树冠光照强度、叶片光合能力和种实品质有明显的促进作用,其中以3和4条骨干枝与60°开张角度处理最佳。

PEG6000模拟干旱胁迫对铁皮石斛幼苗生理和叶绿素荧光特性的影响

【目的】研究聚乙二醇6000(PEG 6000)模拟干旱对铁皮石斛Dendrobium candidum生理和叶绿素荧光特性的影响,为铁皮石斛的品种选育、产业化栽培和近野生栽培等提供参考。【方法】以铁皮石斛‘晶品1号’D.candidum‘Jingpin No.1’幼苗为实验材料,通过不同质量分数PEG 6000(5%、10%、20%、30%)模拟干旱胁迫处理铁皮石斛幼苗,观察铁皮石斛幼苗茎段和叶片细胞结构,并检测铁皮石斛叶片过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性及丙二醛(MDA)质量摩尔浓度、可溶性糖质量分数、可溶性蛋白质量分数、叶绿素质量分数及叶绿素荧光参数的动态变化。【结果】①高质量分数PEG 6000(20%-30%)处理后铁皮石斛茎段和叶片细胞内叶绿素质量分数减少。②PEG 6000模拟干旱胁迫处理对铁皮石斛幼苗可溶性糖和可溶性蛋白、MDA、POD和CAT有显著影响(P<0.05)。可溶性糖质量分数随着PEG 6000质量分数的增加和处理时间的延长均呈上升趋势,到第12天时达最高值;可溶性蛋白则呈下降趋势;MDA质量摩尔浓度、POD活性和CAT活性随着PEG 6000质量分数的增加呈先上升后下降的趋势,在PEG 6000为20%时达到峰值。③PEG 6000模拟干旱处理对铁皮石斛幼苗最大光化学效率(F_(v)/F_(m))、光合效率(α)、电子传递速度(ETR)、光化学猝灭系数(q_(P))和非化学猝灭系数(qNP)等叶绿素荧光参数有显著的影响(P<0.05)。随着PEG 6000胁迫处理时间的延长和PEG 6000质量分数的增加,α、ETR、F_(v)/F_(m)和q_(P)均呈显著下降趋势(P<0.05);而qNP则呈先上升后下降的趋势。【结论】20%PEG 6000处理12 d可用作铁皮石斛抗干旱品种的筛选,铁皮石斛幼苗可通过增加可溶性糖质量分数,减少可溶性蛋白质量分数,提高POD和CAT活性等防御酶活性抵抗和适应一定程度的干旱胁迫;铁皮石斛幼苗的最大光能转换效率降低,光合系统Ⅱ(PSⅡ)受到胁迫损伤,严重影响铁皮石斛幼苗的光合作用。同时,铁皮石斛幼苗通过启动qNP途径来消耗PSⅡ反应中心吸收的过剩光能,维持正常的光合作用。因此,可溶性糖和可溶性蛋白、POD和CAT以及叶绿体荧光参数均可作为铁皮石斛耐干旱的指标。

林分改变驱动的优势菌根真菌类型变化影响土壤有机碳积累

马尾松林(PinusmassonianaLamb.)是典型的外生菌根(Ectomycorrhiza,ECM)优势林,但是近年来受到松材线虫病的影响,生态服务功能下降,逐渐被丛枝菌根(Arbuscularmycorrhiza,AM)占优势的阔叶林所替代,但亚热带地区马尾松林转变为阔叶林过程中,优势菌根类型的改变对土壤有机碳积累的影响仍不清楚。以建德市马尾松林和阔叶林为研究对象,通过高效液相色谱和中性脂肪酸、磷脂脂肪酸等技术,测定优势菌根真菌生物量、球囊霉素相关土壤蛋白(GRSP)含量以及土壤胞外酶活性和微生物群落特征。结果表明:AM真菌占优势的阔叶林(AMD)取代ECM真菌占优势的马尾松林(ECMD),土壤有机碳显著提高了36.81%,微生物碳利用效率(CUE)显著提高了53.85%,AM真菌生物量提高了25.57%,ECM真菌生物量下降45.04%,并且ECM真菌占优势的马尾松林受到更严重的氮限制。磷脂脂肪酸分析显示,相比于AM真菌占优势的阔叶林,ECM真菌占优势的马尾松林革兰氏阳性细菌(G^(+))以及革兰氏阳性与阴性细菌之比(G^(+)/G^(–))分别显著下降了21.47%和6.46%。冗余分析(Redundancy analysis,RDA)结果表明,AM真菌占优势和ECM真菌占优势的森林之间土壤微生物群落结构存在显著差异(P<0.05),其中AM真菌生物量和土壤有机碳与微生物群落结构变异显著相关。GRSP含量下降以及不同类型菌根真菌招募微生物类群不同是导致ECM真菌占优势森林土壤有机碳下降的重要原因。因此,亚热带地区马尾松林被阔叶林替代后增加森林土壤有机碳含量,提高森林碳汇功能。

紫楠天然群落优势物种生态位与种间联结性

[目的]探究紫楠天然群落优势物种种间关系和群落稳定性。[方法]基于野外样地调查,从物种组成、重要值、生态位宽度、生态位重叠指数、方差比率法和χ^(2)检验等方面研究紫楠群落乔木层、灌木层各优势物种的生态位特征和种间联结性。[结果]紫楠在调查群落中的重要值最大,且其Levins指数生态位宽度和Shannon指数生态位宽度均最大,说明在群落中资源利用程度较高,竞争优势强;紫楠群落乔木层优势物种间总体呈不显著正联结(VR=1.247,χ^(2)_(0.95)(12)>W>χ^(2)_(0.05)(12)),而灌木层总体呈不显著负联结(VR=0.674,χ^(2)_(0.95)(36)>W>χ^(2)_(0.05)(36)),说明乔木层稳定性较高,且高于灌木层;χ^(2)检验结果显示乔木层、灌木层优势物种间正联结种对数均多于负联结,正负联结比分别为1.8∶1和1.5∶1,且绝大部分种对联结性均不显著,表明紫楠群落大多数优势物种间的生态特征较一致。[结论]紫楠群落总体稳定性较好,但仍可进行适当的人工抚育,促进紫楠种群自然更新。

施肥旱作农田土壤中人类病原菌群落组成及动态变化特征

采集浙江省杭州、嘉兴、衢州、金华、龙游5个地区长期施用鸡粪、猪粪或化肥的农田土壤进行室内培养实验,然后采用高通量测序及序列比对方法分析供试土壤细菌和人类病原菌(human pathogenic bacteria,HPB)群落组成,旨在进一步探究施用粪肥后土壤中HPB群落组成差异及动态变化特征。结果表明:在160个供试土壤样品和2种粪肥样品中共比对到75种HPB,其中优势HPB为巨大芽孢杆菌(Bacillus_megaterium_QM_B1551,24.2%)和拜氏梭菌(Clostridium_beijerinckii_NCIMB_8052,23.1%);施用猪粪处理的土壤中细菌和HPB的香农(Shannon)指数均有所降低,而施用鸡粪或化肥处理的土壤中细菌和HPB多样性无明显变化。主坐标分析结果表明,施用粪肥处理的土壤细菌群落组成与未施肥对照之间具有显著差异,尤其是施用猪粪处理差异最显著(P<0.001);土壤样品间共有HPB占所有HPB的22.7%;施用粪肥处理的土壤中大部分HPB的相对丰度高于未施肥对照,并随培养时间的延长而不断下降。方差分解分析结果表明,土壤理化性质、细菌群落及两者交互作用是土壤中HPB变异的重要因素。综上所述,施用粪肥处理的土壤中HPB的变化特征主要受肥料类型、土壤类型、土壤理化性质及固有细菌群落的影响。

秸秆及其生物质炭输入对毛竹林土壤氨氧化微生物与氮循环相关酶活性的影响

【目的】探讨不同外源碳(玉米Zea mays秸秆及其生物质炭)输入对亚热带毛竹Phyllostachys edulis林土壤氨氧化微生物和氮循环相关酶活性的影响,以揭示其对土壤硝化作用的生物学机制。【方法】以亚热带毛竹林为研究对象,设置3个处理:对照(不施用)、施用玉米秸秆(5 t·hm^(-2))和施用玉米秸秆生物质炭(5 t·hm^(-2)),进行为期1 a的野外试验。于试验的第3个月和第12个月采集土壤样品,利用荧光定量聚合酶链式反应(qPCR)及高通量测序技术分析不同处理下毛竹林土壤氨氧化微生物群落结构特征、酶活性与总硝化速率的变化规律。【结果】与对照相比,秸秆及其生物质炭处理显著改变了土壤氨氧化细菌(AOB)丰度和群落结构(P<0.05),而对氨氧化古菌(AOA)丰度和群落结构无显著影响;秸秆处理显著提高土壤氨氧化细菌丰度及其优势菌属亚硝化螺菌属Nitrosospira的相对丰度、蛋白酶活性和脲酶活性以及总硝化速率,而生物质炭处理则使其显著降低(P<0.05)。相关性分析表明:氨氧化细菌丰度及其优势菌属亚硝化螺菌属的相对丰度、蛋白酶活性和脲酶活性与铵态氮(NH_(4)^(+)-N)、硝态氮(NO_(3)^(-)-N)、水溶性有机氮(WSON)和土壤总硝化速率呈正相关(P<0.05)。冗余分析表明:土壤NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N、微生物生物量氮(MBN)和水溶性有机氮质量分数对氨氧化细菌群落结构存在显著影响(P<0.05)。【结论】秸秆生物质炭输入通过降低土壤NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N和水溶性有机氮质量分数,从而降低土壤氨氧化细菌丰度及其优势菌相对丰度,削弱氮循环相关酶活性,进而抑制土壤硝化作用。与秸秆直接输入相比,秸秆生物质炭有利于减少毛竹林土壤氧化亚氮气体排放以及土壤氮素损失。

香榧种实充实期叶面施肥对种实品质的影响

【目的】以香榧Torreya grandis‘Merrillii’种实充实期补肥作为切入点,研究香榧种实的外观性状、营养品质、元素质量分数、花芽分化、膨大坐果等,以期为补充树体营养及提高种实品质提供理论依据。【方法】在6—8月香榧种实充实期,施用清水作为对照,并喷施7种商品叶面肥进行处理(氨基酸水溶肥、黄腐酸水溶肥、活力钾水溶肥、高力钙水溶肥、液体硼水溶肥、微量元素水溶肥、大量元素水溶肥),测定香榧种实外形、含油率及脂肪酸组分、粗蛋白质量分数、淀粉质量分数、可溶性糖质量分数、成花强度等指标,分析施肥对香榧种实品质的影响。【结果】喷施氨基酸水溶肥和大量元素水溶肥能显著(P<0.05)增加香榧种实的核形指数、单核质量、出核率、仁型指数、单仁质量,显著(P<0.05)降低淀粉质量分数,明显提高油脂质量分数、可溶性糖质量分数及成花强度,其中氨基酸水溶肥处理的香榧种实单核质量较对照提高9.8%,淀粉质量分数较对照减少1.9%;大量元素水溶肥处理的香榧种实单仁质量、油脂质量分数、可溶性糖质量分数较对照分别增加9.5%、11.9%、15.9%。同时,喷施氨基酸水溶肥对香榧种实金松酸相对含量起到显著(P<0.05)的促进作用,较对照增加15.9%;喷施大量元素水溶肥香榧种实不饱和脂肪酸相对含量较对照显著(P<0.05)增加4.2%。此外,高力钙水溶肥对香榧种实出仁率、成花强度和坐果率具有促进作用,较对照分别提高3.3%、17.1%和10.9%;活力钾水溶肥较对照显著(P<0.05)提高香榧种实蛋白质质量分数13.6%。通过主成分分析发现:氨基酸水溶肥处理的香榧种实品质综合评分最高。【结论】喷施不同叶面肥对香榧种实品质的作用存在差异,氨基酸水溶肥处理的效果最佳,高力钙水溶肥、大量元素水溶肥次之。

硅肥和生物质炭添加对毛竹林土壤活性硅组分的影响

【目的】探究施用硅肥和生物质炭对毛竹Phyllostachys edulis人工林土壤水溶性硅、生物可利用硅、有机结合态硅、铁锰氧化物结合态硅、无定形硅(生物成因和成土成因)、总硅质量分数的影响;分析土壤水溶性硅与土壤活性硅组分和土壤特性之间的关系。【方法】遵循析因试验设计,共4个处理,分别为对照(S0B0)、施用硅肥450 kg·hm^(−2)(S_(1)B_(0))、施用生物质炭10 t·hm^(−2)(S_(0)B_(1))、硅肥和生物质炭配施(S_(1)B_(1))。【结果】硅肥提高毛竹林土壤中生物可利用硅和铁锰氧化物结合态硅。生物质炭增加无定形硅库(主效应)。硅肥和生物质炭配施提高了土壤水溶性硅。硅肥、生物质炭添加和土层深度均改变土壤活性硅组成,促进它们之间的相互转化。土壤有机碳质量分数与土壤活性硅组分存在极显著正相关(P=0.002)。此外,硅肥添加可直接和间接提高土壤水溶性硅,介导土壤硅组分之间转化,并提高土壤活性硅库容。生物质炭添加提高土壤水溶性硅积累,一方面增加植物源硅,另一方面提高土壤pH,提高成土成因无定形硅质量分数,调控土壤硅在各组分分布。【结论】施用硅肥和生物质炭促进了毛竹人工林土壤活性硅的积累,并改变了其相互转化,但其转化路径存在不同。

雌雄香榧嫩枝扦插生根及响应干旱的生理差异

【目的】探究香榧Torreya grandis‘Merrillii’雌雄植株的生根差异和响应干旱胁迫的生理差异,为香榧抗干旱种质资源的培育提供科学依据。【方法】以香榧新生雌雄株枝条为材料,比较两者夏季扦插生根差异,对生根状况较一致的香榧雌雄株施加聚乙二醇(PEG)模拟干旱处理,比较不同时间下香榧雌雄株幼苗的抗氧化酶活性、渗透调节物质、膜脂过氧化和活性氧质量摩尔浓度的变化。【结果】夏季扦插的香榧雄株成活率普遍高于雌株,雌雄株扦插的最佳时间不同,与7和8月相比,6月扦插的香榧雌株成活率和生根率更高,侧根数更多,而8月扦插的香榧雄株较6和7月的成活率和生根率更高,侧根数更多。在扦插相同时间下,雄株的成活率和生根率均高于雌株。干旱胁迫引起香榧叶片抗氧化酶活性发生显著变化,并扰乱其渗透调节功能和活性氧代谢平衡。在干旱胁迫下,与雄株相比,雌株具有更高的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,以及较低的丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)、超氧阴离子(O2−)和过氧化氢(H2O2)质量摩尔浓度。【结论】夏季扦插的香榧雄株比雌株具有更高的扦插成活率。干旱胁迫下,香榧雌株能够更好地利用抗氧化系统来减少干旱胁迫引起的活性氧积累和细胞损伤,从而使香榧雌株比雄株更耐干旱。

基于时序Landsat数据的浙江省竹林信息提取及时空演变

【目的】提取浙江省不同时期竹林分布信息,分析其时空演变规律,揭示竹林面积变化与土地利用格局之间的关系,为国家及至全球尺度长时间序列的竹林时空动态研究提供参考。【方法】以浙江省为研究区,基于2000、2004和2008年Landsat5 TM及2014年Landast8 OLI时间序列影像数据,首先,对不同时期的Landsat数据进行大气校正和几何校正,采用最大似然法提取土地利用和竹林时空分布信息;然后,利用变化幅度和动态度2个指标分析4个时期、3个时间段的竹林时空演变规律;最后,建立全省土地利用时空转移矩阵,揭示竹林时空动态与土地利用格局之间的关系。【结果】1)基于时序Landsat数据提取的浙江省竹林信息精度较高,分类精度达75%以上,使用者精度达91%以上,且分类统计面积与实际清查面积高度吻合,面积提取精度达96%以上; 2) 2000—2014年浙江省竹林面积变化幅度和年均变化率分别为16.55%和1.18%,在时空上呈逐渐增加趋势; 3)浙江省竹林面积由2000年占全省面积的7.33%增长到2014年的8.56%,其中针叶林、阔叶林和农田3种土地利用类型变化对竹林面积增加的贡献最大,贡献率分别为28.62%、37.23%和16.15%。【结论】基于Landsat时间序列数据能够高精度监测浙江省竹林资源动态变化,针叶林、阔叶林和农田等土地利用类型减少对竹林面积时空演变具有显著影响。

毛竹ICE基因家族的全基因组鉴定及低温胁迫下的表达模式分析

【目的】对毛竹Phyllostachys edulis ICE基因家族进行鉴定及分析,找出响应毛竹抗寒关键家族成员,研究毛竹ICE基因的生物学功能、响应低温胁迫的分子机制及遗传转化,为提高毛竹抗寒性奠定理论基础。【方法】利用生物信息学方法分析毛竹ICE基因家族成员,并对4、0、−2℃低温处理0(对照)、0.5、1.0、24.0、48.0 h的毛竹生理指标和ICE基因的表达模式进行分析。【结果】共鉴定了4个毛竹ICE基因。保守结构域和多重序列比对分析表明:PeICE基因结构高度相似。系统发育关系及启动子顺式作用元件分析显示:PeICE基因与水稻Oryza sativa亲缘关系更近,同时存在大量与非生物胁迫相关的顺式作用元件。活性氧自由基(ROS)染色发现随着处理时间增长,ROS染色逐渐加深,但是其0℃处理24.0 h、−2℃处理1.0 h后染色逐渐减弱。脯氨酸(Pro)质量摩尔浓度、超氧化物歧化酶(SOD)活性显示:4和0℃条件下,Pro质量摩尔浓度和SOD活性整体增加,但−2℃时低于对照。过氧化物酶(POD)活性显示:在3个低温处理下均增加。ICE基因表达模式分析发现:4、0℃处理时PeICE表达量整体增加,且都以PeICE3增量最明显;而−2℃处理下PeICE整体表达量水平低于对照。【结论】随着温度降低和处理时间增强,毛竹受到的损伤不断增强,其内酶活系统以及ICE基因积极响应低温胁迫,其中,PeICE3对低温胁迫最为敏感,但在−2℃时,ICE基因表达量并未增加,推测该基因家族响应了寒冷胁迫而非冷冻胁迫。