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果园废弃物生物质炭在果园中应用效果的研究进展
张弼, 方先芝, 马嘉伟, 吴愉萍, 潘贤, 叶黎挺, 柳丹, 叶正钱
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220535
摘要:
处理果园废弃物是果园生产中的重要环节,传统方式主要有填埋、饲料、焚化、堆肥、厌氧消化、酶利用等。果园废弃物生物质炭是以果园生产中的废弃物为原料,通过热解技术转化后获得生物质炭,再将生物质炭返还于果园。这样不仅改良了果园土壤,还保障和提高了果实产量和品质。果园废弃物在果园中的合理应用对果园生产效率和生态环境具有重要的稳定作用,开展果园废弃物生物质炭的研究对其在果园中的合理应用和演变机质具有重要的科学意义和应用价值。目前,果园废弃物生物质炭的研究集中于不同类别果园废弃物生物质炭的制备原理和性质,改良土壤的效果以及有机肥配施对果园生产的影响。未来应重点关注:①进一步分类果园废弃物,制备更多满足差异化需求的生物质炭;②比较不同类别果园废弃物生物质炭施用的生产效益;③制备果园专用生物质炭基有机肥;④探讨果园废弃物生物质炭对果园生态环境的影响。图1表2参94
滇东石漠化坡地不同恢复模式下云南松林土壤碳、氮、磷化学计量特征及影响因子
梁楚欣, 范弢, 陈培云
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220417
摘要:
  目的  研究不同植被恢复模式下云南松Pinus yunnanensis林土壤碳、氮、磷化学计量特征,为喀斯特石漠化区植被恢复和土壤肥力提高提供依据。  方法  在滇东石漠化区选取云南松纯林、云南松人工混交林、云南松天然次生林为研究对象,测定各样地0~10、10~20、20~40、40~60 cm土层土壤的碳、氮、磷质量分数,计算其化学计量比并用冗余分析工具分析土壤化学计量特征的影响因子。  结果  滇东喀斯特区云南松林土壤碳、氮、磷质量分数均值分别为2.94、0.26、0.46 g·kg−1,呈低碳低氮格局。云南松天然次生林的土壤有机碳质量分数显著高于人工混交林和纯林(P<0.05),人工混交林土壤氮和磷质量分数最为丰富,土壤磷质量分数差异不显著(P>0.05);天然次生林土壤有机碳质量分数随土层加深递增,人工混交林和纯林土壤碳、氮质量分数在土层0~10 cm达最大,呈表聚性,土壤磷质量分数在云南松林不同土层中变异较小。云南松林土壤碳氮比、氮磷比和碳磷比均值分别为11.43、0.59和4.53,天然次生林土壤的碳氮比和碳磷比显著高于纯林和人工混交林(P<0.05),纯林土壤氮磷比最大,3种云南松林下土壤氮磷比小于14,凋落物氮磷比小于25,土壤氮缺乏且凋落物分解也受氮元素限制,其中天然次生林土壤氮最缺乏;人工混交林和纯林土壤碳氮比随土层加深递减,3种云南松林土壤氮磷比和碳磷比随土层加深递减。研究区土壤碳、氮、磷化学计量特征受凋落物碳氮比和土壤大团聚体、容重、孔隙度、根长密度等环境因素的影响。  结论  滇东云南松林土壤呈低碳低氮格局,主要受氮元素限制,建议云南松林恢复时用混交林代替纯林,并针对元素限制性的植被施肥。图4表3参33
油茶未授粉胚珠愈伤组织诱导及形态学和细胞学特征
靳皓然, 杨善为, 袁蕾慧子, 潘倩, 侯思璐, 范晓明, 袁德义
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220507
摘要:
  目的  筛选适合油茶‘华金’Camellia oleifera‘Huajin’未授粉胚珠诱导愈伤组织的最适培养基,并对愈伤组织进行细胞学观察,为油茶单倍体育种提供依据。  方法  以油茶‘华金’为试材,筛选未授粉胚珠诱导愈伤组织的最适培养基配方,研究基础培养基类型MS培养基、木本植物用培养基(WPM)、MT培养基、1/2MS培养基、B5培养基、生长素萘乙酸(NAA)、吲哚乙酸(IAA)、吲哚丁酸(IBA)、二氯苯氧乙酸(2,4-D)和细胞分裂素苄氨基嘌呤(6-BA)、激动素(KT)、噻苯隆(TDZ)组合,以及植物生长调节剂浓度对愈伤组织诱导的影响;选取不同外部形态的愈伤组织进行石蜡切片,并根据流式细胞仪的倍性鉴定结果,研究愈伤组织来源及发育进程。  结果  MS作为基础培养基,添加1.0 mg·L−1 NAA+2.0 mg·L−1 TDZ+40 g·L−1蔗糖的诱导率最高,为92.97%,NAA和TDZ对诱导率影响显著(P<0.05),其中TDZ的影响程度大于NAA。胚性愈伤组织呈浅绿色颗粒状,细胞学特征为排列紧密,核大,倍性鉴定为六倍体。  结论  油茶未授粉胚珠诱导胚性愈伤组织的最适培养基配方为:MS+40 g·L−1蔗糖+7 g·L−1琼脂+1.0 mg·L−1 NAA+2.0 mg·L−1 TDZ;愈伤组织由外珠被细胞脱分化形成。本研究得到较为稳定高效的油茶未授粉胚珠胚性愈伤组织诱导技术体系,为进一步建立完整高效的油茶体细胞胚胎发生和单倍体育种体系提供参考。图4表3参33
天山-帕米尔地区生态安全格局时空演变及其影响因素
邓卓, 李文静, 张豫芳, 董晔
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220458
摘要:
  目的  天山-帕米尔地区以其独特的地理位置和丰富多样的生态系统,在中国生态安全方面发挥着重要的屏障作用,但近30 a来区域经济和生态环境发生了很大变化,开展基于自然及人为压力状态下天山-帕米尔地区生态安全格局时空演变及其影响因素研究,为区域生态保护、生态建设以及协同发展提供科学依据。  方法  以天山-帕米尔地区作为研究区,运用压力-状态-响应(PSR)模型以及地理探测器方法,选取20个关键指标,对天山-帕米尔地区1990—2018年的生态安全及其影响因素进行分析。  结果  天山-帕米尔地区区域生态安全的分布格局并没有发生显著变化,但不同市(县)的生态安全等级差异较大;1990—2018年天山-帕米尔地区生态安全处于Ⅲ级及以上的面积占比始终在60%及以上,2010年达80%,区域生态环境改善显著;其中有5个因子对天山-帕米尔地区生态安全的影响较为稳定,其他各因子的影响各有差异;3个子系统影响从大到小依次为响应、压力、状态,状态指数和压力指数变化趋势相似。  结论  天山-帕米尔地区生态安全状况逐步向好,但也存在一些生态破坏的现象。其中博乐市、精河县、温泉县、塔什库尔干塔吉克自治县生态安全状态改善显著,响应能力的提高对缓解生态压力具有较大贡献。图4表4参32
雷州半岛尾巨桉人工林水分利用来源的旱雨季差异
王志超, 许宇星, 竹万宽, 杜阿朋
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220481
摘要:
  目的  探讨桉树人工林适应季节性干旱的水分利用来源策略,为桉树产业的可持续经营管理和水资源高效利用提供数据支持。  方法  以雷州半岛分布面积最大的尾巨桉Eucalyptus urophylla×E. grandis为研究对象,通过测定旱雨季典型月份尾巨桉木质部水、各土层土壤水和地下水的氢稳定同位素值(δD)和氧稳定同位素值(δ18O),并利用贝叶斯混合模型(MixSIAR)量化尾巨桉旱雨季对各土层土壤水或地下水的利用比例,深入探讨了尾巨桉旱雨季水分利用来源的差异。  结果  当地大气降水存在明显的蒸发富集现象,且其δ18O呈明显的雨季偏负,旱季偏正的季节变化规律;各月土壤含水量均随深度的加深而增加最后趋于稳定,旱季土壤含水量显著(P<0.05)小于雨季,且越接近地表差异越大。尾巨桉在雨季主要利用0~40和40~100 cm土层的土壤水,利用比例分别为28.0%和24.3%,而旱季主要利用150~200 cm土层的土壤水和地下水,利用比例分别为29.9%和22.6%。旱季大量降水后,土壤水分尤其是浅层土壤水得到大量补充,尾巨桉对0~40和40~100 cm土层土壤水的利用比例分别提高了111.4%和10.3%,对100~150、150~200 cm土层土壤水和地下水的利用比例分别降低了3.1%、40.1%和15.9%。  结论  尾巨桉面对环境可利用水资源的变化,具有灵活多变的水分利用来源策略,这表明尾巨桉对季节性干旱具有较强的适应能力。图5表1参44
光强对菘蓝生长、化学成分及抗氧化活性的影响
李鑫垚, 黄佳彬, 郭巧生, 刘俐君, 龚敏, 苏勇, 陆李仙, 赵坤
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220263
摘要:
  目的  探究光强对大青叶基原植物菘蓝Isatis indigotica生长、药材大青叶化学成分及抗氧化活性的影响,为大青叶基原植物菘蓝的人工栽培提供参考。  方法  在100%全光照、60%全光照、20%全光照下种植菘蓝,观测菘蓝生长旺盛期叶片生长情况,同时测定大青叶靛蓝、靛玉红、总黄酮、总多糖、总游离氨基酸等化学成分质量分数和抗氧化活性。  结果  菘蓝叶片生长与光强呈正相关,100%全光照组的菘蓝株高、叶长、叶宽、叶片数、叶面积均为最高;大青叶靛蓝、总黄酮、总多糖质量分数均随着光强的降低而降低,且各组间差异显著(P<0.05);靛玉红质量分数随光强的增加呈先升高后降低的趋势,60%全光照组显著高于其他处理(P<0.05),但100%全光照组与20%全光照组间差异不显著;总游离氨基酸质量分数随着光强的降低而升高。抗氧化活性与光强呈正相关,20%全光照组的1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基半清除率(IC50)显著高于60%全光照组和100%全光照组(P<0.05)。  结论  100%全光照下大青叶药材产量最高,且内在品质最好,较60%和20%全光照更适合栽培。表8参39
紫薇LiCMB1基因的克隆及表达特性分析
尚林雪, 王群, 张国哲, 赵雨, 顾翠花
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220333
摘要:
  目的  克隆紫薇Lagerstroemia indica LiCMB1基因并分析其在紫薇花芽分化的不同时期及不同组织和器官中的表达,探讨LiCMB1基因的表达特性。  方法  利用简单克隆技术从紫薇中克隆得到LiCMB1的基因序列,通过ExPasy等在线工具对其进行蛋白质理化性质分析,使用MEGA 6.0构建系统进化树,结合紫薇花芽分化的表型观察和石蜡切片,采用实时荧光定量PCR分析花芽分化的不同时期及不同组织和器官中LiCMB1基因的表达。  结果  LiCMB1基因属于MADS-box家族SEP类基因,除了具有典型的MADS_MEF2_like和K-box结构域外,靠近C端处还含有一个SEP motif保守基序;LiCMB1在紫薇花芽分化过程中呈现先上升后下降的表达趋势,在各组织和器官中均有表达,表达量从高到低依次为雌蕊、萼片、芽、长雄蕊、短雄蕊、花瓣、叶、茎、根,说明LiCMB1可能对紫薇的花芽分化起到重要作用,且参与调控花器官发育。  结论  LiCMB1基因属于MADS-box家族的SEP基因,在紫薇花芽分化的前期发挥重要作用,尤其是在花萼分化期表达量最高,组织特异性分析表明该基因很可能参与了调控花器官发育。图7参28
纳帕海典型草甸群落土壤有机碳储量及碳组分变化特征
刘攀, 陆梅, 李聪, 吕晶花, 杨志东, 赵旭燕, 陈志明
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220377
摘要:
  目的  探索不同地下水位埋深引起纳帕海典型草甸湿地土壤碳组分的变化特征及其与环境因子的耦合关系,为理解高原湿地土壤碳循环过程提供数据支撑。  方法  2020年11月,在纳帕海湿地选择地下水埋深由高到低的疏花早熟禾Poa pratensis群落、鼠曲草Gnaphalium affine群落和云雾薹草Carex nubigena群落3种典型草甸群落作为研究对象,比较土壤总有机碳、微生物生物量碳、易氧化有机碳、颗粒有机碳的质量分数以及沿土层的分布特征,并分析碳组分与植物多样性和土壤理化因子之间的关系。  结果  随着地下水埋深降低,不同典型草甸群落土壤总有机碳储量(0~40 cm土层)呈减少趋势,从高到低依次为疏花早熟禾群落(47.55 t ·hm−2)、云雾薹草群落(42.28 t ·hm−2)、鼠曲草群落(32.14 t ·hm−2),并沿土层加深而降低,其中鼠曲草群落土壤总有机碳储量下降幅度最大;土壤总有机碳、微生物生物量碳、易氧化有机碳和颗粒有机碳均随地下水埋深降低而减少,变幅为1.8~3.4倍;土壤有机碳组分质量分数沿土层加深而降低,下降1.0~3.4倍;植物生物量、植物群落Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数、Margalef丰富度指数和Simpson优势度指数均随着地下水埋深的降低而减小,降幅达1.5~2.8倍;土壤含水量、pH、全磷同样显著减少(P<0.05);冗余分析(RDA)和相关性分析表明:植物地上生物量、土壤含水量、容重、全氮和全磷对地下水埋深变化的响应最为强烈,是影响纳帕海典型草甸群落土壤有机碳组分变化的主控因子。  结论  纳帕海湿地典型草甸土壤有机碳组分质量分数及垂直分布的特征主要取决于不同地下水埋深所引起的植物地上生物量及土壤理化状况的改变。因此,在纳帕海湿地典型草甸群落的保护过程中,建议对地下水位进行监测,防止地下水位过低对湿地碳库稳定性造成影响。图3表4参42
毛竹Ph-TElncRNA1的鉴定及对靶基因的调控
赵佳敏, 余璐, 丁一倩, 周明兵
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220396
摘要:
  目的   旨在探究毛竹Phyllostachys edulis Ph-TElncRNA1及靶基因的表达模式,初步分析lncRNA的功能。   方法   基于高温、低温、紫外、高盐胁迫处理毛竹实生苗全转录组测序数据,筛选在胁迫下差异表达的lncRNA。通过CNCI、Pfam、CPC2、PLEK等4个软件对lncRNA的编码特性进行分析,用LncRNATar软件鉴定lncRNA的靶基因,通过实时荧光定量PCR分析lncRNA和靶基因在紫外胁迫下和叶片着色过程中的表达模式。   结果   筛选到1个在紫外胁迫下差异表达的lncRNA,此lncRNA来源于LARD转座子序列(large retrotransposons derivatives),命名为Ph-TElncRNA1(Phyllostachys edulis transposable element derived lncRNA1)。Ph-TElncRNA1是一个典型的非编码RNA,全长为342 bp,其中,185个碱基来源于外显子,157个碱基来源于内含子。Ph-TElncRNA1的靶基因为psbA,编码photosystem Ⅱprotein D1。实时荧光定量结果表明:Ph-TElncRNA1与psbA的相对表达量呈完全相同的趋势,说明在紫外胁迫下Ph-TElncRNA1与psbA呈正相关。通过Ph-TElncRNA1和psbA在不同着色时期的毛竹叶片的相对表达量分析,发现在叶绿体形成期,Ph-TElncRNA1和psbA表达量达到峰值。   结论   Ph-TElncRNA1和psbA在紫外胁迫下协同表达,Ph-TElncRNA1可以通过调控靶基因psbA参与毛竹叶片发育。图7参33
海绵热解炭固定化微生物吸附-降解餐饮废水中油脂的研究
马淑雯, 刘鑫, 周小琴, 方晓波, 郑华宝, 毛浩楠, 杨雨, 孟祺绅, 张成
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220338
摘要:
  目的  随着餐饮行业的迅速发展,餐饮废水油脂对环境的危害日益严重,因此对餐饮废水油脂的治理刻不容缓。  方法  以废弃海绵为原料,经热解炭化制得吸附性能良好的海绵热解炭(SPCxx为热解温度),利用冷场发射扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱和X射线光电子能谱对其形貌、结构等理化性质进行表征。利用SPCx吸附废水中大豆油,研究了热解温度、废水pH和温度等对吸附性能的影响;分析了SPC600吸附剂的吸附动力学和吸附等温线,采用Langmuir和Freundlich模型对数据进行分析。基于此,探究了SPC600固定化微生物对模拟废水和实际废水中油脂的吸附-降解规律。  结果  海绵热解炭(SPC600)具有丰富的“网络”结构和断裂分支,且表面含有大量的羟基、羰基和醚键等含氧官能团,进而提高了其对油脂吸附和微生物固定能力。优化的SPC600,在pH 7和吸附温度30 ℃时,吸附容量高达8 093.1 mg·g−1。吸附过程符合准二级动力学方程,且是以化学吸附为主的放热过程。将筛选的降解油脂菌株与SPC600制成固定化微生物吸附剂,对实际油脂废水的降解率可达67.6%,比游离菌株和游离菌株+SPC600分别平均高11.0%和14.4%。  结论  采用海绵热解炭固定化微生物技术,在稳定降解菌株的同时提高了油脂降解率,实现“以废治废”,避免二次污染,具有较好的应用前景。图8表3参42
间作模式对社区花园可食植物生理特性及铅吸收的影响
颜越, 金荷仙, 王瑛, 陈超怡, 范颖佳, 柳丹
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220365
摘要:
  目的  研究间作东南景天Sedum alfredii的社区花园受铅污染土壤中的植物生理特性及对重金属铅的吸收特征,以期筛选出降低可食植物对重金属铅吸收的最佳种植模式。  方法  以东南景天以及可食植物青芹Apium graveolens、上海青Brassica chinensis、辣椒Capsicum annuum和樱桃萝卜Raphanus sativus为研究材料,在浙江省杭州市临安区平山苗圃开展盆栽试验。以单作为对照,分析间作东南景天对可食植物生理生化指标的影响,以及可食植物的铅吸收转移特征、植物根际土壤pH和铅形态分布特征。  结果  ①间作显著增加了东南景天、青芹和辣椒的生物量(P<0.05),降低了上海青和樱桃萝卜生物量;②东南景天和可食植物叶片内丙二醛浓度变化表现出一致规律,间作均低于单作;间作体系中青芹、辣椒、樱桃萝卜叶片内过氧化氢酶活性比单作分别显著增长33.92%、41.94%、53.80%(P<0.05); ③间作东南景天显著降低了青芹、辣椒、樱桃萝卜可食部位对铅的积累(P<0.05),与单作相比分别下降了24.37%、162.50%和39.82%; ④间作模式降低植物根际土壤pH,且改变土壤中铅形态分布。间作东南景天降低了可食植物根际土壤弱酸提取态铅和可氧化态铅的形态占比,提高了可还原态铅的形态占比。  结论  间作模式促进东南景天对铅的富集和迁移,减缓铅对可食植物的毒害作用。与东南景天间作,青芹、辣椒可食部位铅质量分数显著降低,达到安全食用标准;樱桃萝卜可食部位铅质量分数有降低的趋势。图6表3参31
毛竹根系、新鲜枝叶、凋落物及土壤浸提液对浙贝母的化感作用
吴海平, 叶根华, 李伟成
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220471
摘要:
  目的  探讨毛竹Phyllostachys edulis根系、新鲜枝叶、凋落物及土壤浸提液对浙贝母Fritillaria thunbergii的化感作用,筛选毛竹-药用植物复合经营体系的适生经济物种。  方法  选择药用植物浙贝母作为目标植物,开展不同质量浓度(0.005、0.010、0.020、0.050和0.100 kg·L−1)毛竹(根系、新鲜枝叶、凋落物和0~20 cm土壤浸提液)的化感作用试验。  结果  ①根系浸提液对浙贝母的生长性状(株高、生物量和叶面积)、光合色素(叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b)和药效成分的影响表现为“低促高抑”的效应。②新鲜枝叶、凋落物和土壤浸提液对浙贝母生长性状、光合色素和药效成分表现为促进作用,提高了叶面积的同时亦可提升直射光和漫射光的吸收能力,有利于浙贝母在弱光环境下生长;浙贝母最大净光合速率、光饱和点在这3种浸提液处理下,随着浸提液质量浓度增加表现为先升高后下降,同时增加了表观量子效率,降低了光补偿点,表明毛竹浸提液改变了浙贝母对光能的利用率和光强吸收范围。③根系浸提液对浙贝母的化感综合效应最强,土壤浸提液最弱。④高质量浓度根系浸提液处理时,浙贝母丙二醛质量摩尔浓度增加,表明浙贝母受到一定的环境胁迫。  结论  浙贝母可适应除高质量浓度根系浸提液外的其他浸提液浇灌,且可提升生物量和药效成分。建议开展整地作业,清理毛竹林死根鞭,有利于浙贝母的优质生长。图1表5参20
大蒜油微乳液的制备及抑藻性能
黄杨, 郭明, 王义平, 叶碧欢, 陈友吾, 王为宇
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220336
摘要:
  目的  将大蒜油加工制备成大蒜油微乳液,以期提高大蒜油的稳定性,并开发新型植物源灭藻剂。  方法  运用相转变法和拟三元图探讨表面活性剂和助表面活性剂种类以及质量比(Km)对大蒜油微乳液体系形成的影响并进行正交实验。考察了以最优条件制备的大蒜油微乳液在不同温度、不同pH以及5 000和10 000 r·min−1离心条件下的稳定性,并进行了大蒜油微乳液抑藻实验。  结果  最佳制备条件为25 ℃、以吐温80 (Tween 80)为表面活性剂,乙醇和正丁醇为助表面活性剂,三者质量比为1∶1∶1,混合表面活性剂与大蒜油质量比为4∶6。所得微乳液为黄色澄清透明状液体并伴有淡蓝色光泽,有效粒径为20.1 nm,多分散系数为0.144。320 mg·L−1大蒜油微乳液的抑藻率为82.54%。  结论  成功制备的水包油型大蒜油微乳液,稳定性良好,粒径大小合适,抑藻效果明显,有望制备成新型的灭藻剂。图9表3参31
利用ISSR和SRAP标记分析白及种质资源遗传多样性
王洁, 朱锡彭, 王腾斐, 朱建军, 李文俊, 邢丙聪, 郑颖
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210690
摘要:
  目的  采用简单重复序列间扩增(ISSR)和相关序列扩增多态性(SRAP)等2种标记技术分析不同种源白及Bletilla striata样本的遗传多样性水平和遗传关系,为白及种质的鉴定、分类、保护和开发提供理论依据。  方法  从100个ISSR引物和238对SRAP引物组合中筛选出多态性高、扩增条带清晰、重复性好的引物进行聚合酶链式反应(PCR)扩增,用Popgene 32.0计算来自浙江、云南、贵州和四川等省32个不同种源白及的遗传多样性参数和遗传距离,用NTSYS-pc 2.10e进行聚类分析。  结果  从100个ISSR引物中筛选出11个多态性较好的引物,共扩增出188个条带,平均每个引物扩增出17.09个条带,其中多态性位点174个,占总扩增片段的92.20%;从238对SRAP引物组合中筛选出11对多态性较好的引物组合,共扩增出216个条带,平均每个引物扩增出19.64个条带,其中多态性位点202个,占总扩增片段的93.52%。综合ISSR和SRAP的标记结果发现:四川白及种源的遗传多样性水平最高,贵州最低;非加权组平均法(UPGMA聚类)和主坐标分析(PCoA分析)结果显示:聚为一类的白及种源大多来自同一省份,云南省与四川省白及种源的遗传距离较近,浙江省和贵州省白及种源的遗传距离较近,说明遗传距离与地理距离存在一定的重合,但并不呈正相关。  结论  本研究所选白及种源间具有较高的遗传多样性,ISSR和SRAP标记技术均可有效揭示白及的遗传多样性和亲缘关系。图4表4参25