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不同供锌水平对苹果幼树干物质和锌积累及分配的影响

不同供锌水平对苹果幼树干物质和锌积累及分配的影响
不同供锌水平对苹果幼树干物质和锌积累及分配的影响

植物营养与肥料学报2010,16(6):1402-1409

P lant N utriti on and F ertili zer Sc i ence

不同供锌水平对苹果幼树干物质和

锌积累及分配的影响

闫志刚1,张元珍2,张玉红1,王衍安2,3*,张福锁3*,束怀瑞1

(1山东农业大学园艺科学与工程学院,山东泰安271018;

2山东农业大学生命科学学院,作物生物学国家重点实验室,山东泰安271018;

3中国农业大学植物营养系,北京100094)

摘要:采用盆栽砂培试验,研究了低、中、高3个供锌水平(Zn01013、01254和51070m g/L)对苹果幼树干物质和锌积累、分配动态的影响。结果表明,锌的过量及缺乏均对果树的生长及养分吸收产生影响。生长初期,苹果幼树根系活动较晚,枝叶的快速生长主要利用根茎中的养分,锌的积累量呈快速增加趋势,处理间差异显著;低锌处理,除根系明显增加外,其他器官变化较小,根系的锌分配比例明显高于中锌、高锌处理。说明生长后期,低锌、高锌抑制了树体的生长,且低锌处理的树体锌主要分布于地下,上运明显受阻;而中锌、高锌处理,地上部锌含量要高于根系。

关键词:锌水平;苹果幼树;干物质;运转与分配

中图分类号:S661111601文章标识码:A文章编号:1008-505X(2010)06-1402-08

E ffects of zi nc fertilizati on on the dyna m ics accu m ul ati on and

distri bution of dry matter and zi nc i n apple trees

YAN Zh-i gang1,Z HANG Y uan-zhen2,Z HANG Yu-hong1,W ANG Y an-an2,3*,ZHANG Fu-suo3*,S HU H ua-i rui1

(1Co llege of H orticulture S cience and Eng ineering,Shan dong A gricult ural Univers it y,T aian,Shandong271018,China;

2State K ey Labora t ory of Crop B iology/Co llege of L i fe Science,Shandong A gricu ltural University,Ta i an,Shandong271018,China;

3D epart m ent of P lant N utrition,China Agr icultural Universit y,B ei j i ng100094,Ch i na)

Abst ract:A sand cu lture experi m entw as conducted to study the dyna m ic accum ulati o n and d istr i b ution of dry m a-t ter and zinc i n organs o f apple trees under t h ree zi n c applicati o n levels,Zn01013,01254and5107m g/L1The re-su lts sho w that t h e gro w t h and nutrient uptakes of apple trees are affected under bo th the defic iency and ex cess o f Zn supp lies.There are little effects on t h e accu m u lati o n and d istri b uti o n of dr y m a tter and nutr i e n t under d ifferent zi n c leve ls at the early gro w th stage,and the nutrients in roo ts and ste m s are utilized by branches and leaves for quick l y gro w th.W ith the p lant gro w th,the first peak of ne w roo ts tur ns up,the dry m atter is accum ulated qu ickly under different treat m ents,w hile the gro w th of roots is constra i n ed by the deficiency and excess zi n c supplies,and t h e zi n c contents i n each organs are sign ificantly increased except branches and the order is Zn3>Zn2>Zn1. The dr y m atter accu m u l a ti o n is constra i n ed by the deficiency and ex cess zinc supp lies at the later gro w th stage,and zi n c tox icity is happened under t h e excess zinc supp l y.The accumu lation of zi n c is increased qu ickly under the m oderate and ex cess zi n c supp lies,how ever,the r oots are i n creased under the deficiency treat m en,t and the distr-i bution rate i n r oot is si g nificantl y h i g her than that under the m oderate and excess zi n c supplies.These results ind-i ca tes t h at at the l a ter gro w t h stage,the p lant g r ow th is constra i n ed by the deficiency and excess zi n c supplies;dis-tri b ution rate o f zinc i n roo ts i s higher than that i n shoots under the lo w er zinc treat m en,t wh ile the content of zinc

收稿日期:2009-12-08接受日期:2010-04-02

基金项目:国家/8630计划课题(2008AA10Z219);国家科技支撑计划课题(2008BADA4B02);山东农业大学青年科技创新基金项目资助。

作者简介:闫志刚(1984)),男,山东平邑人,硕士研究生,主要从事果树营养生理研究。

*通讯作者Te:l0538-*******,E-ma i:l wyas dau@s https://www.sodocs.net/doc/fe8821445.html,;T e:l010-********,E-m ai:l z hangfs@cau,https://www.sodocs.net/doc/fe8821445.html,

6期闫志刚,等:不同供锌水平对苹果幼树干物质和锌积累及分配的影响

i n shoots is h i g her than that i n roo ts under the m oderate and ex cess zi n c treat m ents.

K ey w ords:zi n c applicati o n rate;young app le tree;dry m atter;accum ulation and distribution

锌是植物生长必需的微量元素[1-2],适当的供锌水平能显著提高作物的产量和品质[3]。虽然植物自身具有养分动态调节机制,能够平衡体内各组织、器官对金属离子的需求,大体保持着动态平衡[4-5],但金属离子的缺乏及过量仍会对植物生长产生影响[6-7]。不同作物对缺锌的敏感性不同,其中蔷薇科属的苹果树是对缺锌较为敏感的植物[8]。苹果树缺锌主要引起小叶病,表现为叶小簇生、节间缩短、萌芽率高、成枝力低等症状[9]。缺锌对苹果树体生理特性的影响、缺锌的诊断指标及施锌肥矫正苹果树缺锌等已有很多报道[10-13];在缺锌条件下苹果树体锌与土壤及树体养分的相互关系的生物学机制也进行了深入研究[14-16]。王衍安等[15]调查发现,目前果农对缺锌小叶病补锌普遍重视,但是由于局部过量投入和防治不当造成苹果树锌中毒和高锌营养失调现象在各产区普遍存在。杨肖娥等[7,17-18]以模式作物或超积累作物为试材,从生理和分子机理方面对过量锌供应对植物体生理特性、养分吸收的影响及锌的运输分配进行了研究[7],然而过量锌对苹果生理特性、养分运转及分配影响的研究尚不多见。深入了解植物体锌的运输分配,不仅能够提高作物的品质,同时还能避免过量金属对植物产生的毒害作用[19]。以锌浓度变化为主要指标,对大田条件下缺锌病树与正常树锌的运转分配动态变化研究表明,缺锌小叶病的发生改变了苹果树体内锌的周年运转分配规律和锌营养源-库动态关系[11];但是仅锌浓度变化不足以反映器官间锌营养供求的定量关系,而且大田试验受到树龄、负荷和多种生态因子等内外界因素的影响。为此,采用盆栽苹果幼树进行不同供锌水平对苹果树体锌的运转分配规律及干物质积累影响的单因子试验,以期了解苹果树体干物质及养分分配积累与供锌水平的关系,为构建锌营养动态平衡管理模型、科学调控苹果树锌营养状况等奠定基础。

1材料与方法

111试验设计

试验于2009年在山东农业大学园艺学院果树试验站温室内进行。选择长势较一致的2年生砧木为平邑甜茶的红富士苹果幼树为试材。幼树于3月

20日(果树萌芽期)定植于盆中,采用经洗净消毒的石英砂培养。盆口和盆底直径分别为30和26c m,高30c m,盆底放一小托盘,盆内石英砂为8kg。定植前统一短截至60c m,称重。

去锌基本营养液采用赵军营[20]的方法配制,其成分(m o l/L):KNO31@10-3、M g(NO3)216H2O015 @10-3、Ca CL201162@10-3、M gSO401356@10-3、KH2PO41@10-3、CuSO415H2O216@10-6、M nCL214H2O416@10-6、H3B O3215@10-5、EDTAFe-Na414@10-5、(NH4)6M o7O24313@10-8。试验设3个锌水平,即:施Zn01013m g/L(低锌,Zn1),01254 m g/L(适量锌,Zn2)和51070m g/L(高锌,Zn3),每盆1株,15次重复。每2~7d定量每株浇500mL 营养液,用011m o l/L的H C l或N a OH调节pH值到615。3月20日至4月18日每7d浇一次营养液,每15d用去离子水洗盐一次,防止盐分积累,此后每2d浇一次营养液,每7d洗盐一次;6月25日至8月25日,由于蒸腾量的快速增加,营养液增至1 L。培养期内共浇营养液87次,累积体积59L。112采样及测定

采样时期与当地大田红富士苹果树体物候期相对应,分别于3月20日,4月至7月的每月25日和10月3日取样,相当于结果果树的萌芽期,盛花期,生理落果期,春梢停长期,秋梢生长期,果实膨大期。每次取3个重复,样品按叶片、新梢、茎干、根系分别测定干重及锌含量。新鲜的根、茎、叶用自来水冲洗,枝、叶加少许洗洁精除去黏附灰尘,然后用自来水冲洗干净,根用20mmo l/L的EDTA-N a2浸泡15 m i n,然后用无离子水冲洗3次,吸水纸拭干表面水迹。在105e下杀青20m i n,在80e下烘至恒重,研磨过0125mm筛,混匀待测。

植株锌含量采用HNO3-H C l O4消化法,用SP9 -400型原子吸收分光光度计(英国P YE公司生产)测定。

器官锌分配比例(%)=各器官锌积累量(m g/plant)/树体锌积累量(m g/plant)@100

器官锌转运率=不同器官锌含量(m g/kg)比值

数据统计分析采用M icrosoft Excel、SPSS1310和S i g m a p l o t1010软件处理。

1403

植物营养与肥料学报16卷

2结果分析

211不同供锌水平下苹果幼树干物质分配、积累年动态变化

21111苹果幼树各器官干物质净增量苹果幼树生长过程中,各器官干物质积累量随生长中心的变化而转移。表1看出,4月20日至5月25日,为新生枝、叶快速生长的时期,各处理地上部新梢、叶片干物质积累量均迅速增加。其中,中锌(Zn2)处理的叶片、新梢干物质净增量分别是低锌(Zn1)及高锌(Zn3)处理的1143、1147倍和1124、1141倍;茎干物质呈稳定缓慢的增加趋势,但处理间无显著差异。自6月25日至7月25日,各处理新梢干物质积累量增加缓慢,叶片干物质积累量仍迅速增加;至10月3日,各处理新梢干物质净增量又快速增长,而叶片干物质积累量有明显下降趋势,其中高锌处理下降幅度最大。整个生长期内,中锌处理的幼树茎干干物质净增量分别在6月25和10月3日出现2个高峰;而低锌、高锌处理下仅6月25日达最高值,且后期中锌处理明显高于其他处理。

4月25日至5月25日,各处理地下部根系干物质积累缓慢且处理间无明显差异;5月25日至6月25日,各处理根系干物质净增量迅速增加,且中锌处理明显高于其他处理。此后,随处理时间的延长,各处理均表现为缓慢上升的变化趋势,10月3日,低锌明显高于其他处理,高锌处理下根系干重出现负增长。

表1不同锌水平下苹果幼树各器官干物质净增量动态变化(g/p lant)

Tab le1The annual dyna m ics of dry w eigh t i n differen t organ s of young app le tree w ith d ifferen t Z n levels

器官O rgan

处理

T reat m ent

取样时间(月/日)Sa m pli ng date(M/D)

4/205/256/257/2510/3

叶片L eaf Zn10198?0111a5178?1105b1169?0133b3100?0162b-1149?0173a Zn20193?0109a8137?0179a2175?0122a5175?0137a-4161?1179b

Zn31111?0120a6149?0181b2114?0153b4114?0153b-5140?1188b 新梢Branch Zn10134?0103a2177?1158a3119?0128a0113?0102c2160?0142a Zn20130?0108a3106?1183a3120?0122a2141?0152a2182?0151a

Zn30127?0105a2188?0115a3193?0176a0198?0151b2147?1109a 茎干S te m Zn11170?0183a1189?0116a6135?0155b2193?0174a2175?0147b Zn21122?0171a1157?0188a11125?1183a1145?0133b8111?1169a

Zn31184?0152a1150?0146a11102?0177a0171?0109c1142?0149b 根系Roo t Zn12148?0186a2142?0185a6196?0131c2168?0136b4110?0110a Zn22112?0183a1163?0147a16111?1152a3180?0133a2130?0112b

Zn32180?0144a1142?0161a9105?1110b2144?0191b-1103?0133c 注(Note):同一生长阶段每列数值后不同字母表示差异达5%显著水平Values foll ow ed by d iff eren t l etters i n each col um n at t he sa m e gro w th peri od m ean s i gn ifi cant at5%leve.l

21112苹果幼树地上、地下部干物质积累量年动态变化不同供锌水平下,幼树地上部生长前期干物质积累速率较高,而后期有所下降(图1-A)。根系干物质最大积累速率均出现在5月25日至6月25日,后期低锌及高锌处理下干物质积累速率有所降低;而中锌处理的积累量仍快速增加(图1-B)。不论地上还是地下部,生长后期高锌处理的苹果幼树干物质积累量均表现为下降趋势,生长明显受到抑制。由生长期内幼树干物质积累量变化趋势看出,不同供锌水平下生长前期干物质积累量均表现为快速增加趋势且处理间差异不显著,但在生长后期,各处理干物质积累速率明显下降;中锌处理明显高于其他处理,高锌处理干物质积累量后期表现出下降趋势。表明后期低锌、高锌处理苹果幼树生长均受到抑制,高锌处理表现出明显的中毒症状。生长初期,不同锌水平处理下根冠比(R/T)变化趋势基本一致,处理间无显著差异;6月25日,中锌处理的R/T显著大于其它处理(图1-C),说明此期中锌显著促进了根系的快速生长。随生长进程的推进,中锌、高锌处理下,R/T呈明显下降趋势,低锌处理表现为相反的变化趋势。

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6期 闫志刚,等:不同供锌水平对苹果幼树干物质和锌积累及分配

的影响图1 苹果幼树各时期干物质积累量动态变化

Fig .1 The seasonal changes of b io mass accu m u l ation in root and shoot of young apple tree

212 不同供锌水平下苹果幼树各器官锌含量年动态变化

整个生长期内,不同处理的苹果幼树各器官锌含量年动态变化趋势差异显著(图2)。高锌处理的植株,其生长初期的根、茎、叶内锌含量呈缓慢增加趋势,后期增加迅速,分别是低锌和中锌处理的312~511和119~219倍。新梢的锌含量在生长前期增加迅速,中期(5月25日至7月25日)新梢快速生长,但因生物量的快速增加导致其体内养分含量的快速稀释效应,锌含量呈下降趋势;生长后期,又快速升至最高值。

低锌与中锌处理的根系锌含量,在整个生长期内,均呈缓慢增加趋势,且中锌略高于低锌,无显著差异。而大田条件下,缺锌发病树体与正常树体相比,生长前期,无论粗根、细根,其锌含量都要高于正常树体,且生长初期的锌含量快速降低,生长后期,病树根系积累大量锌,其锌含量显著高于正常树体。与大田相比,这种差异性可能是砂培条件下苹果幼树根系环境差异较大、根际区域缓冲性能及稳定性较差、管理措施不同、树体及树龄差异大有关。而地上部,与中锌相比,低锌处理的新梢锌含量自5月25日即表现出显著的差异性,为中锌的75%,此后呈逐渐降低趋势;生长后期仅为中锌的58%。树体第一次发根高峰后,低锌处理的树体叶片、茎干锌含量明显小于中锌处理,分别为中锌的70122%、67137%,此后逐渐降低,生长后期仅分为中锌的55155%、37136%。

213 不同供锌水平下各物候期苹果幼树各器官养分积累量动态变化

图2还看出,不同供锌水平下树体各器官锌的积累量均呈显著增加趋势,处理间表现为高锌>中

锌>低锌。3月20日至5月25日根系中,锌的积累量增加不明显,且处理间无显著差异,然而5月25日至10月3日,各处理幼树根系锌积累量迅速增加,且处理间表现出明显的差异。

苹果幼树地上部各器官锌积累量,4月25日至5月25日有明显增加;5月25日时,低锌处理的变化较小,整个生长后期呈稳定水平,而中锌及高锌处理仍表现为显著的增加趋势,差异达极显著水平。10月3日,高锌处理下,幼树叶片锌积累量呈明显下降趋势,这可能是生长后期,叶片锌含量虽快速增加,但其生长受到抑制,叶片衰老、脱落,表现出明显的锌中毒症状,干物质下降导致的。

214 不同供锌水平下各物候苹果幼树各器官锌运转、分配动态变化

表2看出,生长初期,苹果幼树根系锌的分配比例在不同供锌水平下呈显著下降趋势。低锌处理明显小于其他处理,根系中大量的锌上运以满足地上部新生器官快速生长的需求。5月25日至6月25日,为幼树第一次发根高峰,此期根系吸收的锌大量储存于地下部,各处理地下部锌含量的比例显著增加。生长后期,低锌处理的根系锌分配比例明显高于中锌及高锌处理,地下部锌含量占整株的59105%。

不同供锌水平苹果幼树在生长初期,地上部茎干内锌的分配比例呈显著下降趋势,而枝、叶锌的分配比例迅速增加。生长后期,高锌处理的幼树地上部锌主要分布于茎干中,其分布比例显著高于其他处理,而中锌处理则主要集中于茎干及叶片中。

本试验采用锌转运率间接衡量了树体锌的转运情况,结果表明,4月25日,除叶/新梢外,处理间无显著差异。5月25日至6月25,低锌处理下,外源供锌不足,其根系储藏的养分大量运往地上部,新

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植物营养与肥料学报16

图2苹果幼树各器官锌含量和积累量变化动态

F ig.2T he annual dyna m ics of zinc concentra ti on and accu m u l at i on in d ifferent organs of young app l e tree

表2各物候苹果幼树各器官锌分配比例变化(%)

Table2The dyna m ics of zi n c d istr i bu tion i n d ifferen t organs of youn g app le tree

器官O rg an

处理

T reat ment

取样时间(月/日)Sa m pli ng da te(M/D)

3/204/205/256/257/2510/3

叶片Lea f Zn1313219118141102016712139 Zn2718619163201942913821117

Zn3515120115211512719313138新梢Branch Zn14147101167162111649119 Zn231391515061501219710112

Zn321261910210176913112179茎干Stem Zn1661955714249188231422311219138 Zn2661955119036122161362114422146

Zn3661954419732153211131918928130根系R oo t Zn1331053417920179381956313259105 Zn2331053618528165431004910246125

Zn3331054712528130461614218745152 1406

6期闫志刚,等:不同供锌水平对苹果幼树干物质和锌积累及分配的影响

梢/茎运转系数显著低于其他处理,而地上部/地下部、茎/根运转系数明显高于其他处理,说明此期苹果幼树地上部生长旺盛,器官养分竞争激烈,地上部养分竞争能力明显高于根系。而此期高锌处理则明显促进了茎干、新梢内锌的的运转。

随着生长进程的推进,生长后期,低锌处理的各器官间锌运转系数显著低于中锌及高锌处理(表3)。其中地上部/地下部、茎/根运转系数达极显著水平,高锌处理的新梢/茎、茎/根、地上部/地下部锌的转运系数小于中锌处理,然而处理间无显著差异。叶/新梢的锌运转系数在7月25日要明显高于中锌处理,而10月3日时却显著低于中锌处理,这可能与生长后期高锌处理的叶片表现出明显的锌中毒症状,其吸收能力明显下降有关。

表3各物候苹果幼树各器官锌运转系数动态变化

Tab le3The dyna m ics of tran slocation coeffic i ents of z i nc i n d ifferen t organ s of young app le tree

锌运转系数

Zn translocati on coeffic i ent

处理

T reat m ent

取样时间(月/日)Sa m pli ng date(M/D)

4/205/256/257/2510/3

叶/新梢Lea f/B ranch Zn101260187116011151123

Zn201400159117511141187

Zn301590144114511741130新梢/茎Branch/S te m Zn151451189114421381179

Zn251142126211921541175

Zn341884149216021141165茎/根Stem/R oot Zn101691120014001250124

Zn201640167013001370139

Zn301450165012901320134地上部/地下部Zn101741142015201390133 Shoo t/R oo t Zn201730183015301650153

Zn301501100014901570150

3讨论

311苹果幼树干物质积累与分配

杨肖娥等[7]研究表明,锌作为植物生长所必需的矿质元素,过量及缺乏均会对植物产生毒害作用。本试验结果显示,生长初期幼树根系养分吸收能力弱,树体生长主要利用体内上年积累的养分,所以早期不同锌水平处理对其干物质积累、分配的影响并不显著,这可能与苹果是多年生植株,具有器官的隔年发生和连年贮藏营养的特点有关。杨洪强等[21]在大田研究结果表明,苹果树体第一次发根高峰期为4月上旬~5月下旬,而砂培条件下,苹果幼树5月~6月下旬出现第一次发根高峰。这可能与砂培条件根际环境缓冲及稳定性差,早春升温慢,受外界温度影响大有关。发根高峰期各处理幼树根系均表现为快速生长。其中,低锌、高锌处理的干物质净增量显著小于中锌处理,叶片、茎干也表现出相同规律;而处理间的新梢生长无显著差异。秋梢生长期,低锌处理的秋梢叶片已表现出小叶病症状,这与大田条件下发病果树生长前期春梢上出现小叶病症不同。这是由于生长初期,大田果树主要利用树体储藏的养分,多年的缺锌已影响了树体锌的积累和储藏,而盆栽树体前一年养分贮藏为正常水平。生长后期,苹果树体的生长主要依赖于当年的养分供应水平,中锌处理的树体各器官生物量呈明显增加趋势,且显著高于低锌和高锌处理。说明生长后期不同供锌水平对苹果树体干物质的积累产生了显著影响,低锌和高锌处理均抑制了树体干物质的积累,且高锌处理抑制了根系的生长,出现叶片黄化、脱落等早衰症状,表现出明显的锌中毒症状。

312苹果幼树锌吸收与积累

不同供锌水平苹果幼树各器官锌含量表现为:根系>叶片>新梢>茎干,且生长后期,处理间差异极显著。有研究表明,植物锌含量超过50m g/kg

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植物营养与肥料学报16卷

时,往往会发生锌中毒,大量锌在根部积累,使根系伸长受到抑制,造成生长不良,甚至死亡[22-24];也有报道认为,过量锌易积累在老叶中,使老叶受到毒害[25]。李港丽等[26]指出,苹果叶片锌含量的标准值为30~80m g/kg。本试验结果看出,高锌处理下,除5月下旬~6月下旬由于新梢的快速生长造成锌的稀释效应含量有所下降外,树体其它各器官周年内锌含量均呈显著增加趋势。生长后期,大量锌积累于根系和叶片中,含量分别达到206131和172183mg/kg。结合图1、2结果说明,高锌处理的苹果幼树生长受到抑制,且各器官锌含量远超出标准值,树体产生了明显的锌中毒症状;中锌处理的苹果幼树根、茎、叶锌含量整个周年内均呈缓慢增加趋势,而新梢的锌含量始终保持在40~50m g/kg的稳定水平;低锌处理时,除幼树根系锌含量整个生长期保持缓慢上升外,其他各器官均表现为前期升高,后期下降的变化趋势。

大田条件的缺锌病树与正常树新生器官锌含量周年内变化趋势基本一致,但其锌含量要显著低于正常树。这可能是大田条件下,病树生长初期即表现出明显的锌中毒症状,树体内锌的周年运转分配规律和锌营养源-库动态关系已经发生改变;而盆栽条件均以正常苹果幼树为试材进行不同供锌处理,胁迫症状表现在秋梢上。

中锌、高锌处理的苹果幼树器官内锌积累量随处理时间呈明显的增加趋势。低锌处理,除根系锌的积累量呈明显增加外,其地上部各器官生长后期锌含量变化不明显。高锌、低锌处理的叶片锌积累量在后期均呈明显下降趋势,说明生长后期低锌胁迫成为树体锌积累的主要限制因子,根系中锌的上运受到抑制,这与李辉桃等[14]的研究结果基本一致。

313苹果幼树锌的运转及分配

萌芽期至生理落果期,各处理的苹果幼树根系、茎干锌的分配比例均表现为明显的下降趋势。根系中低锌处理要明显低于中锌、高锌处理,而茎干中则相反。这与生长初期,地上部枝叶快速生长,竞争能力远高于根系,根系吸收能力弱有关。特别是低锌处理,增强了器官间锌的移动,锌优先供应地上部生长需求[27],中锌、高锌处理时,树体优先利用茎干中储藏的养分;另一方面,根系锌的大量吸收也降低了茎干中锌的分配比例。生长后期,低锌处理的锌主要存储于根系,分配比例达到整株的59105%。

王衍安等[15]研究表明,环境锌过量时,根系起/锌库0的作用。本试验显示,整个生长期内,高锌处理的根系锌含量呈快速增加趋势,且显著高于其他器官,但地上部锌的积累量却高于根系。这可能与盆栽条件下,特别是砂培,限制了苹果树体根系的生长,导致了苹果幼树根系生物量积累受到限制有关。

从Zn转运率来看,树体生长初期,低锌处理的外源供锌不足,根系储藏的养分大量运往地上部,显著提高了地上部/地下部、茎/根锌的运转系数。生长后期,地上部所需营养物质减少,养分竞争力下降,叶片光合作用产生的大量营养物质运往根系,促进了根系锌的吸收;高锌及中锌处理的锌又大量地运往地上部,而低锌处理其养分上运受到抑制,锌主要储存于根系。

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不同供氮水平下小麦品种的氮效率差异及其氮代谢特征

不同供氮水平下小麦品种的氮效率差异及其氮代谢特征 王小纯;王晓航;熊淑萍;马新明;丁世杰;吴克远;郭建彪 【期刊名称】《中国农业科学》 【年(卷),期】2015(000)013 【摘要】【目的】明确不同氮肥生理利用率小麦品种的氮代谢差异,为小麦高产及合理施肥提供理论依据,实现小麦节氮增产。【方法】采用大田试验方法,从16个小麦品种中筛选出氮素利用效率差异显著的低氮高效型小麦品种漯麦18、豫麦49-198和低氮低效型品种西农509、豫农202。然后进一步分析两类品种在N0(CK),N120(120 kg·hm-2)和N225(225 kg·hm-2)3个供氮水平下各小麦品种的产量、叶片GS活性、可溶性蛋白、游离氨基酸、NO3-及全氮含量等氮代谢指标的差异。【结果】不同供氮水平下,氮肥生理利用率、产量、地上部及籽粒氮素积累量和叶片的GS活性、硝态氮含量、游离氨基酸含量、可溶性蛋白含量、全氮含量等均表现为低氮高效品种漯麦18、豫麦49-198显著高于低氮低效品种西农509、豫农202。增加供氮量,两类品种的产量、地上部及籽粒氮素积累量和叶片GS活性等氮代谢同化物指标均增加,而氮肥生理利用率降低。但两类品种对供氮水平响应不同,与N0相比,增加供氮量,低氮低效品种西农509、豫农202地上部及籽粒氮积累量、叶片的GS 活性、硝态氮含量、游离氨基酸含量、可溶性蛋白含量、全氮含量的增幅均高于低氮高效品种漯麦18、豫麦49-198,但是,产量的增幅却显著低于低氮高效品种;氮肥生理利用率的降幅则以低氮高效品种显著高于低氮低效品种。【结论】低氮高效品种漯麦18、豫麦49-198相对于低氮低效品种西农509、豫农202具有更高的产量及氮素利用效率是因为其具有较高的GS活性,从而促进

植物生理学50题-(答)

《植物生理学》50题 生物工程学院张煜星 1、简述植物生理学的研究内容及其相互关系。 (1)研究内容:第一,物质代谢-通过植物的水分代谢,.矿质营养,光合作用,呼 等无机化合物合成为糖类,脂类,蛋白质,核酸,吸作用,研究植物如何利用水和CO 2 微生素,生理活性物质(植物激素等内源生长物质)和次生物质,以及这些物质的相互转化与分解;第二,能量转化-通过植物的光合作用和呼吸作用,研究植物如何将光能转化为电能,化学能,以及植物体内的活跃化学能[ADP与ATP,NAD(P)与NAD(P)H ]的转化与利用;第三,形态建成-通过细胞分裂与伸长,研究组织的分化, 2 器官的形成,株体的长大,以及内源物质与环境条件对形态建成的调节作用;第四,信息传递-主要研究除酶以外的微量活性物质(包括激素和第二信息物质)对植物生长发育的调节作用;第五类型变异-通过各种环境因子的影响,研究植物代谢类型与生理功能的相应变异.(2)相互关系:物质代谢与能量转化是形态建成的基础,信息传递是形态建成的前提,形态建成是物质代谢,能量转化与信息传递的必然结果,而类型变异则是植物适应各种环境条件的综合表现。 2、简述生物膜的生理功能 生物膜的生理功能是:①分室作用:细胞通过膜系统不仅把细胞与外界环境隔开,而且把细胞内部分成许多微小区域,即形成各种细胞器,使细胞的生命活动有了明确分工,有条不紊地进行各种代谢过程,同时相互间又有联系,共同完成生理生化反应;②反应场所:细胞内的生化反应具有特异性,高效性,和连续性,使得某些代谢反应在膜上进行,前一反应的产物就是下一反应的底物,如呼吸链与光合链的电子传递;③吸收作用:细胞膜可通过简单扩散,杜南平衡,离子通道,离子载体,离子泵,胞饮作用与分泌等方式调控物质的吸收与转移; ④识别功能:膜糖残基严格地分布于膜的外表面,好似"天线"和"触角",能够识别外界的某些物质,并对外界的某些刺激产生相应的反应。 3、水势与细胞水势 水势与细胞水势:在相同温度下,同一体系中每偏摩尔体积水与每摩尔体积纯水之间的自由能差值,叫水势。由于细胞内存在各种可溶性物质、使水的自由能降低,此时细胞液的水势叫细胞水势。公式为ψW=ψm+ψS+ψP。其中,ψm (衬质势),亲水性物质对自由水束缚(水合作用)所引起的水势降低值;ψS (渗透势),溶质颗粒所引起的水势降低值;ψP(压力势),细胞吸水膨胀时细胞壁对细胞内含物产生的静水压而引起的水势增加值。 4、吸胀作用与渗透作用 吸胀作用与渗透作用:构成原生质及细胞壁的亲水物质吸水膨胀的现象,叫吸胀作用;水分通过半透膜从高势区向低势区移动的现象,叫渗透作用。 5、试述水分对植物的作用 生理作用:①原生质的重要组分,占70%~90%;②参与光合,呼吸等合成与分解的生化反应;③物质吸收与运转的溶剂;④充足的水是细胞分裂、伸长

冬小麦干物质增长分配规律分析

冬小麦干物质增长分配规律分析 马青荣,崔智慧,黄跃青 (郑州市气象局,河南 郑州 450005) 摘 要:分析了1995~2005年郑州农业气象试验站冬小麦叶、鞘、茎、穗不同生育期的干物质比率和增长分配规律:冬前干物质增长分配率,叶、鞘增长分配率呈波浪状变化;茎呈弧线状变化;穗呈线性增长。 关键词:冬小麦;干物质;增长分配率 中图分类号:S512.1+1 文献标识码:A 文章编号:1004-6372(2006)04-0050-02 研究干物质的积累、输送与转移,是冬小麦产量动态生长 模拟的一个重要环节[1,2] 。冬小麦各器官的增长并不是同时、等量的,而是按照一定次序,在不同发育期有不同的增长分配中心,即不同时期各个器官的增长速率不同,各器官占全株(茎)总干重的比例也不同[3, 4] 。 1 资料来源及处理 1.1 资料来源 采用郑州农业气象试验站1995~2005年冬小麦生长量(叶面积、干物质)观测资料。所观测小麦为冬性或半冬性。栽培方法为条播、平作。干物质测定按照《农业气象观测规范》和有关技术规定进行。1.2 资料处理 利用10年来冬小麦生长量的观测资料建立数据库,利用EXCEL 等数据处理软件对资料进行处理,利用10年资料平均值进行冬小麦增长分配规律分析。 2 冬小麦干物质积累与分配 2.1 干物质变化 冬小麦各器官的变化过程(见图1)中,叶片比率(比率是 指各器官干物质重占全株干物质重的比值)从三叶到越冬开始呈平稳趋势,比率较大,返青后占全茎比例呈下降趋势。叶鞘在小麦全生育期内所占比例一直不大,且比较平稳。拔节后生长中心转移到茎秆和幼穗,茎秆从拔节至抽穗呈直线性上升,至抽穗期达峰值,然后缓慢下降。抽穗后,麦穗直线上升, 直至成熟。 图1 各器官干物质变化过程 收稿日期:2006-05-18 2.2 各器官干物质积累与变化 小麦各个生育时期积累的净光合产物,其分配输送结果可用各器官干物质重占全株(茎)重的比率( i j )来表示: i j =w i j w j (1) 式中,w j 为全株(茎)某观测时期的总干物重(地上部分),j 为发育日期;w i j 表示某器官某时期的干物重,i 表示叶、鞘、茎、穗,i =1,2,3,4。显然(1)式满足 0 i j 1 i i j =1 (2) i j 反映了小麦各器官重量在全株(茎)总重量中的比例,即干物质积累的动态。 图2 各器官干物质积累变化过程 由图2可以看出,叶片干重占全株(茎)干重的比率从三叶到越冬开始呈平稳趋势,占89%左右;返青后叶片干物质占全茎比例呈下降趋势,从78%比率一直下滑到成熟的8%。叶鞘在小麦全生育期内所占比例一直不大,且比较平稳,占全株(茎)比重的9%~29%,最高出现在拔节期(占29%),拔节前呈上升态势,拔节后叶与鞘比例开始同步下降,直至全生育期结束。拔节后的生长中心转移到茎秆和幼穗,茎从拔节至抽穗呈直线性上升,至抽穗期达峰值(占31%),然后开始下降,但速度平缓。抽穗后,茎、叶、鞘所贮藏的有机物质开始向穗部输送、运转,使麦穗直线上升,直至成熟。成熟后,穗干重占全茎干重的63%,茎占20%,叶占8%,鞘占9%。2.3 干物质的增长分配率 在小麦生育过程中,各器官的增重(两次观测的重量差)与全株(茎)增重之比,可认为是一定时间内净同化物对各器官分配的比例,反映了不同时期各器官的生长、累积、分配动 态,称这一比率为增长分配率(f i j ),则 50 河南气象 2006年第4期

重金属超积累植物研究

重金属超积累植物研究 10化41 10234027 汪杉椿 摘要:土壤重金属污染是当前面临的一个重大环境问题,而土壤重金属污染的植物修复尤其是超积累植物的应用是治理污染土壤的重要手段之一。本文主要就重金属超累积植物的概念与选择标准,及其超累积的机理和在生态修复中的应用问题与前景进行综述。 关键词:重金属;超积累植物;植物修复 中国矿产资源蕴藏量丰富,分布遍及全国,随着铅锌矿的累年开发,矿渣、矿区废水不断污染周围农田。此外各种工业废水和废气的排放及农田污泥的施用都造成农田土壤的重金属污染。植物修复技术作为一种新兴的绿色生物技术,能在不破坏生态环境,保持土壤结构和微生物活性的状况下,通过植物的根系直接将污染元素吸收,从土壤中带走,从而修复被污染的土壤。 1 . 金属超累积植物 1.1重金属超累积植物的概念及选择标准 重金属超累积植物是指对重金属的吸收量较大,并能将其运移贮藏到地上部,且地上部重金属含量显著高于根部的植物,这类植物地上部的重金属含量是常规植物的10一500倍。 超累积植物吸收修复被重金属污染土壤的综合指标是净化率,即植物地上部吸收某种重金属的量与土壤中此种重金属总量的百分比。超累积植物一般对某种元素是专一的,但是某些植物也能同时超累积两种或多种植物。 理想的重金属超积累植物一般具有以下特征:(1)可以耐受高水平的重金属;(2)地上部超量积累某种或几种重金属时,不影响植物的正常生长,通常超出普通植物的100倍以上,比如超积累植物积累的Cd含量可达100Lg/g(干重)以上,Co、Ni、Cu、Pb达1 mg/g以上,而Mn、Zn达10 mg/g以上;(3)生长迅速;(4)生物量大;(5)根系发达。超积累植物可以用于环境污染的植物修复、

不同供氮水平对根际微生物量氮及微生物活度的影响

不同供氮水平对根际微生物量氮及微生物 活度的影响 庞 欣, 张福锁,王敬国 (中国农业大学植物营养系,北京100094) E ffect of different nitrogen levels on SMB ΟN and activity PAN G Xin ,ZHAN G Fu 2fuo ,WAN G Jing 2guo (Depart ment of Plant N ut rition ,CA U ,Beiji ng 100094) 中图分类号:S14311;S15413 文献标识码:A 文章编号:1008Ο505X (2000)04Ο0476Ο05 收稿日期:1999Ο06Ο24 基金项目:北京市自然科学基金资助项目(6951001) 作者简介:庞欣(1970—),女,山西临汾人,博士,现在中国科学院生态环境中心博士后流动站,主要从事稀土元素环境效 应评价研究。 微生物是生物圈的三大成员之一,也是土壤圈、水圈的活跃成员。微生物在有机质的矿化、腐殖质的形成和分解、植物营养的转化等诸多过程中起着不可替代的作用。尽管微生物本身仅占土壤有机质的很小部分,但它是活着的有机体和物质转化的作用者[1],并且它的转化周期比一般有机质短得多。自从Jenkinson 提出氯仿熏蒸浸提测定微生物量氮的方法后,关于这方面的研究工作日渐增多,但定量准确测定不同氮水平对根际微生物量氮的影响工作还少见报道。微生物活度总量是土壤Ο植物体系中有机质转化的较好指标,因为有机质转化所需能量的95%以上来自微生物的分解作用[2];土壤中氮的转化与微生物活度的关系尤为密切[3]。本试验采用自制根箱、氯仿熏蒸浸提测定法和改进的FDA 法研究了夏玉米根际土壤的微生物量氮及微生物活度,并探讨它们与土壤供氮水平的关系。 1 材料与方法 111 试验设计 试验采用根箱培养方法进行。由于氮的移动性较大,因此选用聚氯乙烯材料制成具有两个隔层的较 大根箱(高30cm 、宽15cm ,两隔层宽分别4cm 和6cm )。隔层尼龙网膜为30 μm ,可允许水分和养分自由通过,但阻止根系穿过。土壤采自中国农业大学昌平试验站,经风干后过1mm 筛。土壤基本理化性状为:有机质0196%;全N 01064%;速效P 4120mg/kg ;速效K 4514mg/kg ;p H (CaCl 2)7123。供试夏玉米品种为中原单32号。 试验设:1)缺氮处理(-N ):不施氮肥;其它营养元素的施肥水平(mg/kg )为P (KH 2PO 4)150、K (KCl +KH 2PO 4)100、Mg (MgSO 4)50、Fe (EDTA ΟFe )5、Zn (ZnSO 4?7H 2O )5、Cu (CuSO 4?5H 2O )5;2)正常供氮处理植物营养与肥料学报2000,6(4):476~480 Plant Nutrition and Fertilizer Science

2021届安徽省江南十校高三上学期第二次联考生物试卷 PDF版

江南十校2021届高三第二次联考 生物 本试卷分第I卷(选择题)和第II卷(非选择题)两部分。全卷满分100 分,考试时间90分钟。 第I卷(选择题共50分) 一、选择题(本大题共25小题,每小题2分,共50分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是最符合题目要求的) 1.原核细胞构成的生物是原核生物,真核细胞构成的生物是真核生物,下列相关叙述正确的是 ( ) A.真核生物的细胞都有细胞核 B.多细胞生物都是真核生物,单细胞生物都是原核生物 C.可用纤维素酶和果胶酶去除两类生物细胞的细胞壁 D.原核生物和真核生物中都有异养型生物和自养型生物 2.下列关于生物实验中涉及的酒精的说法错误的是( ) A.检测细胞中脂肪需用50%的酒精溶液洗去浮色 B.70%一75%的酒精用于消毒,效果最好 C.观察植物细胞有丝分裂,用95%的酒精溶液作为解离液 D.调查土壤中小动物类群丰富度,可将采集的小动物放人70%的酒精溶液中 3.下列关于细胞中化合物的叙述,错误的是( ) A.糖原、淀粉、纤维素的基本单位都是葡萄糖 B.人体细胞吸收蔗糖后,先水解为单糖才能进一步氧化分解 C.腺嘌呤脱氧核苷酸比腺嘌呤核糖核苷酸少了一个氧原子 D.胆固醇可以参与血液中脂质的运输 4.下图是某细胞结构模式图,下列分析正确的是( ) A.图中含磷脂的细胞器有4、5、11、12、14 B.该细胞可能取自根尖成熟区 C.在光学高倍显微镜下可观察到图示细胞结构 D.该细胞不会合成核酸 5.下列有关细胞中膜的说法正确的是( ) A.囊泡膜不属于生物膜系统 B.光面内质网膜成分中不含蛋白质 C.细胞膜在细胞与外部环境的能量转换中起决定性作用 D.分泌蛋白的合成和分泌过程体现了各种膜之间的协调配合 6.如图甲为一种渗透装置,S1、S2都为蔗糖溶液,图乙为某细胞放入外界溶液中某- -时刻的状态。下列分析正确的是( )

高寒阴湿区马铃薯干物质积累与分配规律研究

马铃薯是甘肃的主要粮食作物之一[1],引进、培育新的优良品种,加强栽培技术研究,对提高产量、推动产业发展具有重要意义。马铃薯块茎产量的90%以上来自于光合产物[2],作物前期干物质的积累是作物高产的前提,也是马铃薯块茎产量形成的必不可少条件,决定块茎产量高低的重要影响因素是马铃薯干物质的分配方向[3]。因此,研究高寒阴湿旱作雨养区不同品种马铃薯干物质积累和分配规律,可有目的地调控马铃薯的生长发育,满足栽培需求,为实现马铃薯高产栽培提供科学依据,促进甘肃省马铃薯产业可持续发展。 1材料与方法1.1试验地点试验设在甘肃省农业科学院马铃薯所试验基地,位于定西市渭源县会川镇,该区位于N35°06.480′、 E103°58.840′,海拔2265m ,为平坦台地,旱作雨养,年降雨量在500mm 左右,土壤为黑麻土。耕作层全氮1.81g/kg ,全磷1.22g/kg ,全钾25.79g/kg ,有机质 25.9g/kg ,pH 值7.78,碱解氮168mg/kg ,有效磷 48.33mg/kg 。前茬作物为马铃薯。 1.2试验材料试验材料由甘肃省农科院马铃薯所提供,选取 10个马铃薯新品种资源,分别为庄薯3号、青薯9号、陇薯6号、陇薯7号、陇薯9号、陇薯10号、陇薯 11号、陇薯12号、陇薯13号、陇薯14号。 1.3试验设计采用单因素随机区组设计,共有10个处理。小区面积20m 2(6.67m ×3m ),3次重复,行距60cm ,株高寒阴湿区马铃薯干物质 积累与分配规律研究 基金项目:甘肃省农业科技创新专项“精品菜用抗晚疫马铃薯新品种陇薯10号示范推广”(GNCX-2013-46);甘肃省科技厅农转项目“抗旱精品菜用型马铃薯新品种陇薯10号示范推广”(1305NCNA131);科技部农转项目“系列马铃薯新品种示范推广与产业化”(2014GB2G100146);国家现代农业产业技术体系(CARS-10-P05)资助。作者简介:常伟(1988-),男,甘肃兰州人,在读硕士,研究方向为作物栽培与耕作。通讯作者:陆立银,男,研究员,硕士生导师,主要从事马铃薯高产高效栽培技术研究工作。 常伟1陆立银1,2罗爱花2文国宏2谢奎忠2胡新元 2(1.甘肃农业大学农学院兰州730070;2.甘肃省农业科学院马铃薯研究所兰州730070)摘要:在甘肃高寒阴湿雨养农业区研究不同马铃薯品种干物质的积累与分配规律。研究结果表明,在马铃薯生育期内10个参试马铃薯品种全株干物质积累变化呈“S ”型曲线变化,青薯9号全株干物质积累量高于其他品种,青薯9号全株干物质积累量高出陇薯12号53.37%。10个参试品种茎秆、叶片干物质的积累量先快速增加,之后增加速度有所减缓,达到生长高峰期后出现下降趋势。青薯9号、陇薯9号、庄薯3号叶片干物质积累量在生育期内最高值出现时间比陇薯6号、陇薯7号、陇薯10号、陇薯11号、陇薯12号、陇薯13号、陇薯14号晚20d 。各品种茎秆干物质积累量与叶片干物质积累相似,9月1日青薯9号茎秆干物质积累达到生育期最高值,且高于其他品种,达到75.37g 。块茎形成后各品种块茎干物质积累持续增加,庄薯3号块茎干物质积累量高于其他品种。10个参试品种干物质在器官的分配量的多少为块茎>叶片>茎秆。关键词:马铃薯;干物质;积累;分配 84--

超富集植物

表1.2超富集植物Table1.2HyPeraccumulators 重金属常用植物重金属积累量(mg·kg-1) 砷(As)大叶井口边草(Pteris nervosa) 418 娱蛤草(Pteris vittata L.) 3280-4980 镉(Cd)天蓝遏蓝菜(Thlaspi caerulescens) 1800 灯芯草(Juncus effusus) 8670 宝山堇菜(Viola baoshanensis) 1168 铜(Cu)海州香蕾(Elsholtzia hai-chowensis) 1470 铅(Pb)圆叶遏蓝菜(T.rotundifolium) 8200 1000 石竹科米努草属(Caryophyllaceae Minuartia) 芸苔科1000 锰(Mn)商陆(Phytolacca L.) 19299 高山甘薯(Ipomoea batatas Lam) 12300 粗脉叶澳坚(Macadamia neurophylla) 51800 镍(Ni)遏蓝菜属(Thlaspi L.) 12400 十字花科(Brassieaceae) 7880 锌(Zn)天蓝遏蓝菜(T.caerulescens) 51600 东南景天(Sedum alfredii Hance) 4514 表,.1中国发现的超富集植物 Tble1.1HyPeraceumulators diseovered in China 重金属元素植物种文献来源铅(Pb 酸模(Rumex acetosa) 刘秀梅等.2002 羽叶鬼针草(Bidens aximawiczlama 刘秀梅等.2002

Oett) 土荆芥(Chenopodium ambrosioides) 吴双桃等.2004 鲁白柯文山等.2004 芥菜柯文山等.2004 绿叶觅菜(Amaranthus tricolor) 聂俊华等.2004 紫穗槐(Sophora japonica) 聂俊华等.2004 镉(Cd) 龙葵(Solamum nigrum) 魏树和等.2004 宝山堇菜(Viola baoshanensis) 刘威等.2003 小白菜:日本冬妃王松良等.2004 结球甘蓝B.oleracea:夏秋3号王松良等.2004 锰(Mn)鼠鞠草(Gnaphalium offine) 张慧智等.2004 商陆(Phytolacca acinosa Rox) 薛生国等.2003 砷(As) 蜈蚣草(Pteris viftata L) 陈同斌等.2002 大叶井口边草(Pteris cretica) 韦朝阳等.2002 井栏边草(Pteris multifida) 王宏镇等.2006 斜羽凤尾蕨(Pteris oshilnensis) 王宏缤等.2006 金钗凤尾蕨(Pteris fauriei) 王宏槟等.2007 锌(Zn)东南景天(Sedum alfredii H) 杨肖娥等.2002 铜(Cu) 鸭拓草(silene fortunei) 束文圣等.2001 表1.3常见高生物量耐性植物 Tbte1.3High biomass tolerance Plant 植物名分类经济价值和用途

植物实验原理与方法知识总结

植物抗旱生理指标的测定原理和方法 主要内容 1.植物的抗旱性及其生理机制(我国水资源状况及干旱对作物的影响,作物抗旱性的生理生化指标)2.植物抗旱性生理指标的测定(含水量,渗透调节物质,保护性物质)我国水资源现状 我国是一个干旱缺水严重的国家 淡水资源总量为28000亿立方米,占全球水资源的6%,仅次于巴西、俄罗斯和加拿大,居世界第四位,但人均只有2300立方米,仅为世界平均水平的1/4、美国的1/5,在世界上名列121位,是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。 我国水资源短缺的原因 1.降雨量少。全球每年平均降水量800mm,我国为630mm,比全球的平均数约少20%。 2.我国水资源的时空分布极不平衡。全年降水的60%~80%集中在6~9月份,长江流域及其以南地区国土面积只占全国的36.4%,其水资源量占全国的81%;而淮河流域及其以北地区的国土面积占全国的6 3.6%,人口占45.3%,集中了我国重要的能源、化工等基地和全国6 4.1%的耕地,其水资源量仅占全国水资源总量的19%。 3.季节性干旱发生极为频繁且较为严重。我国南方湿润地区也往往会遇到比较严重的干旱,如长江中下游地区,1959年为“空梅”,1978年“梅雨”提前结束,1994年也几乎为“空梅”,结果都形成了特大旱灾。干旱既具有季节性又具有随机性,总的来说,华南多秋冬旱或冬春旱,个别年份有秋、冬、春连旱,夏旱很少;两广北部至长江中下游地区多为伏旱,春旱极少;淮河以北地区以春旱或春夏连旱居多,夏旱次之,个别年有春、夏、秋连旱;西南地区多冬、春旱,川西北地区多春、夏旱,川东地区多伏、秋旱,西北地区一般常年干旱。4.河流径流量逐年变小。20世纪80年代以后我国北方许多河流下游径流量快速减少,如黄河下游多次发生断流,潮白河中下游的密云水库入库水量呈逐年减少趋势,从60~70年代年平均来水量l2亿m3,减少至90年代的9亿m3,1999~2003年年均来水量仅为1.69亿。 5.水污染更加剧水资源短缺。全国90%的废、污水未经处理或虽处理未达标就直接排放。11%的河流水质低于农田灌溉标准,75%的湖泊受到污染。目前全国多数城市地下水受到一定程度的点状和面状污染,且有逐年加重的趋势。 6.水资源浪费严重。全国工业万元产值用水量91m3,是发达国家的l0倍以上,水的重复利用率仅为40%,而发达国家已达75%~85%;农业灌溉用水有效利用系数只有0.4左右,而发达国家为0.7~0.8。 水资源状况严重制约着我国农业的发展。 我国每年用水总量为5000亿m3,农业用水占70%,而农业用水中90%是灌溉用水。预计到2030年人均水资源量将下降到1760m3,逼近国际公认的1700m3的严重缺水警戒线。我国每年缺水约为300~400亿m3,农田受旱面积约为1~3亿hm2,因缺水全国每年少生产粮食700~800亿kg。 旱灾类型:土壤干旱、大气干旱和生理干旱 土壤干旱:在长期无雨或少雨的情况下,土壤含水量少,土壤颗粒对水分的吸收力加大,植物根系难以从土壤中吸收到足够的水分来补偿蒸腾的消耗.造成植株体内水分收支失去平衡,从而影响生理活动的正常进行,植物生长受抑制,甚至枯死。 大气干旱:空气干燥、大气蒸发力强促使植物蒸腾过快,根系从土壤吸收的水分难以补偿,水分收支失衡而造成的危害。 生理干旱:是由于土壤环境条件不良,使根系的生理活动遇到障碍,导致植物体内水分失去平衡而发生的危害。例如作物被淹根系缺氧不能正常吸收水分而发生萎蔫;盐碱地常因幼苗根系渗透压低于土境溶液而不能吸收水分。 干旱对农作物的影响

一种新发现的湿生铬超积累植物───李氏禾(LeersiahexandraSwartz)综述精品

【关键字】情况、方法、条件、进展、质量、地方、深入、发现、研究、规律、特点、关键、热点、环境、工程、途径、资源、能力、作用、标准、关系、分析、倾斜、保护、教育、适应、实施 一种新发现的湿生铬超积累植物 -—李氏禾( Leersia hexandra Swartz) 吴东 (北京化工大学化学工程学院,北京 100029) 摘要:通过对某电镀厂附近的植物和土壤的野外调查,发现了湿生铬超积累植物———李氏禾(Leersia hexandra Swartz) 。结果表明,多年生禾本科李氏禾对铬具有明显的超积累特性,叶片内平均铬含量达1786.9mg/kg ,变化范围为1084.2~2977.7mg/kg ;叶片内铬含量与根部土壤中铬含量之比最高达56.83 ,叶片内铬含量与根茎中铬含量之比最高达11.59 ,叶片内铬含量与水中铬含量之比最高达517.86。李氏禾不仅对铬有很强的富集能力,而且具有生长快、地理分布广、适应性强的特点,因此李氏禾的发现将为植物的铬超积累机理与铬污染环境的植物修复研究提供新的重要物种。 关键词:李氏禾;湿生;超积累植物;铬 A Newly Discovered Hygrophyte With Comium Hyperaccumulator Properties Leersia hexandra Swartz: WuDong (College of Chemical Engineering, Beijing University of Chemical Technology ,Beijing 100029 ) Abstract : In a series of field investigations and plant samplings around an electroplating factory , a hygrophyte with chromium hyper-accumulative properties , Leersia Hexandra Swartz , was found for the first time in china. Leersia Hexandra Swartz is a perennial species that often grows along the margins of the tailing pond of the electroplating factory and the nearby streams. It grows to about 1m tall but when floating , it may have branches several meters long. Further research indicated that the hygrophyte from the tailing pond was obviously characterized by the chromium enrichment in its leaves , with a mean Cr concentration of 1786.9mg/kg (1084.2~

植物生理学复习题(东北林业大学)

水势:相同温度下一个含水的系统中一偏摩尔体积的水与一偏摩尔体积纯水之间的化学势差称为水势。把纯水的水势定义为零,溶液的水势值则是负 蒸腾系数:植物每制造1g干物质所消耗水分的g数,它是蒸腾效率的倒数,又称需水量 光合磷酸化:叶绿体(或载色体)在光下把无机磷和ADP转化为ATP,并形成高能磷酸键的过程。 原初反应:指植物对光能的吸收、传递与转换,是光合作用最早的步骤,反应速度极快,通常与温度无关。 韧皮部卸出:同化物从筛管分子-伴胞复合体进入库细胞的过程。 蛋白质可逆磷酸化; 光补偿点:指同一叶子在同一时间内,光合过程中吸收的CO2和呼吸过程中放出的CO2等量时的光照强度。 氧化磷酸化:是指呼吸链上的氧化过程,伴随着ADP被磷酸化为ATP的作用。 乙烯的“三重反应”:乙烯可抑制黄化豌豆幼苗上胚轴的伸长生长,促进其加粗生长,地上部分失去负向地性生长(偏上生长)。 G蛋白:全称为GTP 结合调节蛋白。此类蛋白由于其生理活性有赖于三磷酸鸟苷(GTP )的结合以及具有GTP 水解酶的活性而得名。在受体接受胞间信号分子到产生胞内信号分子之间往往要进行信号转换,通常认为是通过G 蛋白偶联起来,故G 蛋白又被称为偶联蛋白或信号转换蛋白。 生物钟:生命活动中有内源性节奏的周期变化现象。亦称生理钟(physiological clock)。由于这种内源性节奏的周期接近24小时,因此又称为近似昼夜节奏 临界暗期:昼夜周期中引起短日植物成花的最短暗期长度或引起长日植物成花的最长暗期长度。 渗透调节:通过提高细胞液浓度、降低渗透势表现出的调节作用。 糖酵解:是指在细胞质内所发生的、由葡萄糖分解为丙酮酸的过程。 渗透作用:溶液中的溶剂分子通过半透膜扩散的现象。对于水溶液而言,是指水分子从水势高处通过半透膜向水势低处扩散的现象。 生理碱性盐:对于NaNO3一类盐,植物吸收NO3-较Na+快而多,选择吸收的结果使溶液变碱,因而称为生理碱性盐。 光合膜:即为类囊体膜,这是因为光合作用的光反应是在叶绿素中的类囊体膜上进行的。

富集金属的植物

与普通植物相比,学术界认为,超富集植物一般应具备4个基本特征:首先,临界含量特征,即植物地上部如茎或叶重金属含量应达到一定的临界含量标准,如锌、锰为10 000毫克/千克;铅、铜、镍、钴、砷均为1 000毫克/千克;镉为100毫克/千克;金为1毫克/千克。其次,转移特征,即植物地上部重金属含量大于根部重金属含量。第三,耐性特征,即植物对重金属具有较强的耐性。其中对于人为控制试验条件下的植物来说,是指试验中与对照相比,植物茎、叶、籽、实等地上部分的干重没有下降。对于在自然污染状态下生长的植物来说,是指植物的生长从长相来看没有表现出明显的毒害症状。第四,富集系数特征,即植物地上部富集系数(定义:指某种元素或化合物在生物体内的浓度与其在的环境中的浓度的比值)大于1。一般来讲,植物体内重金属含量随土壤中含量的增加而提高。 世界上已发现超富集或具有超富集性质的植物多达几百种,涉及十字花科、凤尾蕨科、菊科、景天科、商陆科、堇菜科、禾本科、豆科、大戟科等。在我国,科研人员已经发现了蜈蚣草、东南景天、龙葵、宝山堇菜、商陆、圆锥南芥、李氏禾等砷、锌、镉、锰、铅、铬等超富集植物, 转移系数(translocation factor)是地上部元素的含量与地下部同种元素含量的比值,即:转运系数﹦地上部植物中元素含量/地下部植物中元素含量。用来评价植物将重金属从地下向地上的运输和富集能力。转移系数越大,则重金属从根系向地上器官转运能力越强 。 滇白前 调查,表明其地上部中含Zn、Pb 和Cd 平均为(11 043±3 537)、(1 546±1 044)和(391±196)mg·kg -1 ,富集系数(地上部和土壤金属质量分数之比)分别为0.35、0.08 和1.05,转运系数(地上部和根中金属质量分数之比)均超过1,均值分别为8.21、3.90 和8.36。野外调查数据表明,滇白前是一种Pb/Zn/Cd 共超富集植物。滇白前对Zn、Pb 富集系数小于1,主要是由于其对应土壤中Zn、Pb 质量分数太高(平均分别为(45 778±32 819)、(22 512±13 613)mg·kg -1 )所致。 李氏禾 李氏禾(Leersia Hexandra Swartz)是中国境内发现的第一种铬超富集植物.通过水培实验,评价了李氏禾对水中Cr、Cu、Ni的去除潜力.结果表明,李氏禾能够有效去除水体中的Cr、Cu、Ni污染物,重金属初始浓度分别为10和20 mg·L-1的营养液,10 d后Cr浓度降低到原子吸收分光光度法检出限以下,10 d后Cu浓度降低到1.02 mg·L-1和1.25 mg·L-1,20 d后Ni浓度降低到1.10和2.14mg·L-1.收获的植物根、茎、叶中重金属含量均较高,根中重金属含量显著高于茎、叶.单株生物量的比较结果表明,含Cr培养液中生长的李氏禾生物量与对照相比无显著减少(P>0.05),含Cu、Ni营养液中生长的李氏禾生物量均显著低于对照(P<0.05),表明李氏禾对Cr的耐性强于Cu和Ni.李氏禾适宜于湿生环境中生长,能对多种重金属产生大量富集,对Cr、Cu、Ni等重金属污染水体的修复表现出较强的潜力. 宝山堇菜

园林生态学课后思考题

第一章 1,、什么是城市环境?它的特征? 定义:指影响城市人类活动的各种自然或人工的外部条件总和。主要指物理环境,分为自然环境和人工环境。 城市环境的特征是:城市环境的高度人工化特征、城市环境的地域层次特征、城市环境污染特征 2、城市的环境污染主要表现在哪几个方面? 水体污染噪声污染大气污染固体废弃物污染 3、如何理解环境污染与环境容量的关系。 答:所谓环境容量是指某一环境在自然生态结构和正常功能不受损害,人类生存环境质量不下降的前提下能容纳的污染物的最大负荷量。它包括环境本身的自净能力,也包括环境设施对污染物的处理能力,环境自净能力越强,承污能力就越强,环境容纳量就越大。当环境污染进入环境中的量超过环境对污染物的承受能力——环境容量时,环境就会恶化,对人体健康,动植物正常生长发育产生危害,该现象即为环境污染。 4、从园林工作者的角度来看,环境有什么不同的定义或含义。 答:所谓环境就是针对某一主体而言的,是作为某一主体的对立面和依存面存在的,与某一特定主体有关的周围一切事物的总和,就是这个主体的环境。 就园林工作者而言,一般以人类作为主题,环境是指围绕着人群的空间以及各种外部条件或因素。现代园林建设的一个重大目标就是改善城市环境条件,创造一个良好的人居环境。 5、什么是限制因子?如何确定哪些是限制因子? 在诸多生态因子中,使植物的生长发育受到限制、甚至死亡的因子成为限制因子。 任何一种生态因子只要接近或超过生物的耐受范围,就会成为这种生物的限制因子。

6、为什么说“植物的生存取决于综合的环境条件”?P21页△处,不确定 第二章 1、城市地区光照条件有什么特点? 答:光照条件的特点:①城市的低云量、雾、阴天日数都比郊区多,而晴天数、日照时数则一般比郊区少。②城市地区云雾增多,空气污染严重,使得城市大气混浊度增加,从而达到地面的太阳直接辐射减少,散射增多,而且愈近市区中心,这种辐射量的变化愈大。③由于城市建筑物的高低、大小以及街道宽窄和方向不同,使得城市局部地区太阳辐射的分布很不均匀。 2、光污染的类型和特点。P32页 3、试分析不同波长的光对植物的生态意义。 太阳辐射通过大气层而投射到地球表面上的波段主要为0.29到3UM,其中被植物色素吸收具有生理活动的波段称为光合有效辐射,为0.38到0.74UM,这个波段与可见光的波段基本相对绿光吸收量少,绿光多被叶子透射和反射,所以植物叶片多为绿色。 在短波中,0.29到0.38UM波长的紫外线能抑制茎的延伸,促进花青素的形成,而小于0.29UM波长的紫外线对生物有很强的杀伤作用,不过这部分光多被高空臭氧层所吸收。长波中的红外光不能引发植物的生化反应,但具有增热效应。所以,太阳辐射中各种不同波长的光对植物具有不同的光化学活性及刺激作用。 4、树木的耐荫性受哪些环境因素的影响?P39——40 △处(1)(2)(3)5,、比较树木阳生叶与阴生叶特点。P40“△表2-6” 6、什么是光周期现象?在园林花卉生产中有什么意义? 答:植物的生长发育对日照长度规律性变化的反应称为光周期现象。 意义:①根据植物开花所需要的日照长度,可区分为长日照植物、短日照植物和中日照植物。

超累积植物简介-蜈蚣草

超累积植物简介 与普通植物相比,学术界认为,超富集植物一般应具备4个基本特征:首先,临界含量特征,即植物地上部如茎或叶重金属含量应达到一定的临界含量标准,如锌、锰为10 000毫克/千克;铅、铜、镍、钴、砷均为1 000毫克/千克;镉为100毫克/千克;金为 1毫克/千克。其次,转移特征,即植物地上部重金属含量大于根部重金属含量。第三,耐性特征,即植物对重金属具有较强的耐性。其中对于人为控制试验条件下的植物来说,是指试验中与对照相比,植物茎、叶、籽、实等地上部分的干重没有下降。对于在自然污染状态下生长的植物来说,是指植物的生长从长相来看没有表现出明显的毒害症状。第四,富集系数特征,即植物地上部富集系数(定义:指某种元素或化合物在生物体内的浓度与其在的环境中的浓度的比值)大于1。一般来讲,植物体内重金属含量随土壤中含量的增加而提高 重金属超量积累植物,是指能够超量吸收和积累重金属的植物,超积累植物体内的重金属含量要达到一般植物的100倍以上,不同元素有不同的临界值,一般业内公认的标准是,镉1000ppm,铜、镍、铅等为1000ppm,锰、锌为10000ppm.我国目前发现的超积累植物有:砷--蜈蚣草;锌--东南景天;锰--商陆;镉--龙葵等 蜈蚣草 蜈蚣草,蕨类一种,凤尾蕨科凤尾蕨属多年生草本。叶簇生,一回羽状。孢子囊群生于羽片侧脉顶部的联结脉上,线形。广布于长江以南,生于路旁、石缝或石灰岩山地,是钙质土或石灰岩的标示植物。蜈蚣草对砷超强喜好,它能通过根系大量吸收泥土中的砷,然后存进自己的叶片中。生于海拔2000-3100m的空旷钙质土或石灰岩石上。蜈蚣草是世界上第一种被发现的砷的超富集植物,对重金属具有超常规吸收与富集能力。将蜈蚣草植于污染土壤,吸收重金属加以回收,可达到“清污与回收”双重目的。蜈蚣草对土壤中铅、铜、锌与砷均有不同程度的抗性和修复能力。在自然条件下,蜈蚣草可生长在砷含量40~50mg/Kg土壤中,甚至能在砷含量高达23400mg/Kg的矿渣中正常生长;在野外其叶片砷含量超过1000mg/Kg,室内栽培的叶片砷含量高达5070mg/Kg。蜈蚣草可在铅浓度高达3368~3550mg/Kg的铅锌矿尾砂库及其周围环境成片生长;可在铜含量896~12802mg/Kg的矿区土壤中正常生长,且其体内铜浓度高达918mg/Kg;可在锌浓度高达22616mg/Kg的矿渣上正常生长,其羽叶锌含量最高可达737mg/Kg。目前,利用蜈蚣草等植物富集与修复砷、铜和锌等重金属污染的技术已推广应用,蜈蚣草生长速度快、生物量大、地理分布广、适应性强,应用其修复砷污染土壤是现有修复方法中的一种成本低廉、快速的绿色修复技术,具有良好的应用前景。蜈蚣草在富集砷的过程中,其正常生长也需要吸收土壤中的氮、磷、钾等植物必需的营养元素。对植物富集后的生物量的处理还没有比较妥善的解决办法一种现实的处理办法是暂时存放,可以将超富集植物烧成灰后,当做特殊垃圾深挖、填埋,或是运到铅、锌等重金属矿区的尾矿库中与尾矿渣一起贮存,等将来技术手段进步了再进行提炼。 蜈蚣草是一种对砷具有极强的耐性和富集能力的超富集植物 , 其积累砷的浓

探究高产水稻品种干物质生产特性

龙源期刊网 https://www.sodocs.net/doc/fe8821445.html, 探究高产水稻品种干物质生产特性 作者:周中林 来源:《农业与技术》2015年第18期 摘要:以我国的两个水稻品种为材料,分析了高产水稻品种的高产生理特性。研究结果 表明高产水稻品种积累了高额的生物量。稻谷产量随干物质积累总量的增加而提高,高产水稻干物质生产优势主要表现在中期和后期,产量随中期和后期干物质净积累量的增加而提高。在中期和后期的群体增长率(CGR)显著高于低产品种,而前期CGR与产量的关系并不密切。高产品种的籽粒产量则主要来源于生育后期叶片制造的光合产物,此外还与齐穗后叶面积指数较高和持续时间较长有着密切关系。 关键词:高产;水稻;干物质生产;特性研究 中图分类号:S511 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20150933020 水稻产量的形成实际就是干物质的积累与分配的过程,水稻产量的高低取决于干物质的积累、运转与分配。因此,掌握水稻干物质的积累以及分配还有转化规律对提高水稻产量是至关重要的。本试验在以前研究的基础上对两个水稻品种的干物质积累、分配和转运特性等进行了比较研究,分析不同水稻群体的物质生产积累与产量的关系,为水稻高产育种和栽培奠定一定的理论基础。 1 材料与方法 1.1 试验材料 试验选择了湖南杂交水稻中心培育的Y两优087和深优9516两个品种为试材,通过大田试验,探究高产水稻品种的干物质生产特性。 1.2 试验设计与方法 试验在试验田进行,试验地的土质是沙壤,地势比较平坦,植株用井水进行灌溉,肥力中等。本试验采取的设计是随机区组设计,在3月中旬进行播种,4月中旬移栽,栽培管理上跟生产田的方法相同。 从分蘖期开始到成熟期按照平均茎蘖数分别取5穴稻株,测量其绿叶面积,再将各个器官分开,烘干之后称器官的干物重,同时对叶子叶绿素的含量也要进行测定。 2 结果与分析 2.1 不同品种的干物质积累

油菜作为超累积植物修复镉污染土壤的潜力

中国环境科学 2002,22(1) 2.香港浸会大学生物系,香港) 摘要 地上部吸Cd量和对土壤的净化率均明显高于朱苍花籽油菜和参比超累积植物印度芥菜.体内Cd浓度也和印度芥菜相当,其吸收的Cd 88%以上分布在地上部且有较强的耐Cd毒能力.油菜溪口花籽具备超累积植物的特征且有较强的修复Cd污染土壤的能力. 关键词油菜超累积植物 中图分类号 A 文章编号 2.Department of Biology, Hong Kong Baptist University, Hong Kong, China). China Environmental Science. 2002,22(1) The Cd uptake character of two kinds of selected mustard-typed oilseed rape and their potential as a hyperaccumulator in the phytoremediation of Cd–contaminated soil were studied with greenhouse pot cultivation experiment and hyperaccumulator of Indian mustard as comparing plant. The results indicate that oilseed rape–Xikou huazi has markedly higher shoot biomass, Cd uptake amount and soil purification rate than Zhucang huazi and Indian mustard when the Cd concentration in soil is 0 to 20mg/kg. The Cd concentrations in shoot and root of the two oilseed rapes and Indian mustard are not significantly different; above 88% of the Cd uptake distributes in shootes with stronger resistibility of Cd toxicity. Xikou huazi has hypeaccumulator character and stronger remediability of Cd contaminated soil. Key words oilseed rape hyperaccumulator 由于土壤中重金属的非降解性及难清除性,重金属污染土壤的修复非常困难和昂贵[1].Cd是生物毒性最强的重金属之一,它在生物圈中移动性大 生物量大的Cd超积累植物[5,6].但印度芥菜有它生长的地域性,在我国没有大面积的种植. 人们在大量的筛选研究中发现,印度芥菜所在的十字花科芸苔属植物中有很多种或基因型具有较强的吸收Cd特性[1,7].油菜是中国的主要农作物之一,其中芥菜型油菜(Brassica junica)和印度芥菜是同属同种植物.中国有大量的油菜种质资源,其中某些品种在累积Cd方面可能很高.为此,对收集到的40多个芥菜型油菜品种进行了耐Cd毒和吸Cd能力的预备土培筛选试验,初步筛选出了两个具有较高吸收Cd能力的芥菜型油菜品种.本文的目的是以印度芥菜作为参比植物,进一步研究筛选出的两个油菜品种作为超累积植物修复Cd污染土壤的潜力. 1材料和方法 1.1试验材料 试验用土壤采自香港新界绿田园农场的农田, 收稿日期 香港研究资助局(RGC)资助项目(HKBU2043/98M);国家重点基础研究项目(G1999011807) 万方数据

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