科研产出
万寿菊秸秆用于苹果连作土壤生物修复材料的潜力
《植物营养与肥料学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：【目的】万寿菊秸秆具有抑制有害微生物的作用,而苹果产业的可持续发展受到连作障碍的严重制约。本文研究了利用万寿菊进行连作土壤生物消毒的效果,为万寿菊秸秆的有效利用和苹果连作障碍的生物防控寻找可行的方案。【方法】2017年以平邑甜茶幼苗为试材,以26年苹果树下棕壤为供试土壤进行了盆栽试验。设4个万寿菊秸秆粉加入量0、12、30、60 g/kg,与土壤混合,浇水,幼苗移栽之前用薄膜覆盖15天,揭开晾7天。同时,设置一组不添加万寿菊粉也不用薄膜覆盖的处理作为对照(CK)。在幼苗生长3个月后开始取植株样,每隔一个月取一次,共采集三次,同时采集土壤样品。测定了平邑甜茶幼苗生长指标、光合参数、根系呼吸速率、保护性酶活性及土壤微生物等相关指标。【结果】与不添加万寿菊粉处理(0 g/kg)相比,万寿菊粉不同添加量处理均能显著增加根系呼吸速率,提高根系保护性酶活性;提高了平邑甜茶幼苗叶片的光合参数,促进连作平邑甜茶幼苗生长;优化土壤微生物环境。综合各指标,以30 g/kg处理的效果最好,与不添加万寿菊粉处理相比,平邑甜茶幼苗的根系呼吸速率增加56.6%,根系超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性分别增加48.7%、113.5%、115.2%。株高、地径、地上部鲜重、叶片叶绿素含量分别增加183.3%、55.5%、221.5%和17.3%。净光合速率(Pn)提高了83.6%,水分利用效率(WUE)提高了57.1%。上述各指标均与0、12、60 g/kg处理差异显著。添加万寿菊秸秆粉处理土壤后,土壤细菌增加,真菌减少,12、30、60 g/kg添加量的土壤细菌/真菌比值分别为99.3、265.7、197.3,分别是不添加处理的1.4倍、3.7倍、2.7倍,处理间差异显著。土壤中的尖孢镰孢菌基因拷贝数均降低,分别比不添加万寿菊粉处理下降18.6%、57.1%、40.4%,处理间差异显著。T-RFLP结果表明,不添加万寿菊粉处理(0 g/kg)与添加12 g/kg处理的真菌群落结构相似,30 g/kg与60 g/kg添加量的真菌群落结构较为相似,均与CK有明显差异。万寿菊添加量60g/kg处理的各指标虽然优于对照,但不如添加量30 g/kg处理的。试验中发现连作土只覆膜处理虽然对各指标的改善有一定的作用,但效果不明显。【结论】在连作土壤上施用适宜量的万寿菊秸秆粉,能降低土壤尖孢镰孢菌的基因拷贝数,明显改变连作土壤的真菌群落结构,提高平邑甜茶幼苗根系的呼吸速率和保护性酶活性,促进幼苗的生长,提高幼苗的光合效率,有效缓解苹果连作障碍。因此,万寿菊秸秆粉是一种有效的连作土壤修复材料,其在生产实践中的适宜添加量需要进一步研究。
关键词： 平邑甜茶 连作障碍 生物消毒 生物量 光合参数 保护性酶活性 尖孢镰孢菌
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万寿菊植株粉末熏蒸对苹果连作土壤环境及平邑甜茶生理特性的影响
《园艺学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：为探讨万寿菊植物粉末熏蒸防控苹果连作障碍的可行性及其对土壤环境和植株生长的影响,以盆栽平邑甜茶(苹果砧木)幼苗为试材,设置连作土对照、连作土覆膜处理、连作土+0.05%万寿菊植物粉末(与土壤的质量比)+覆膜、连作土+0.2%万寿菊植物粉末+覆膜、连作土+0.5%万寿菊植物粉末+覆膜5个处理,测定了土壤养分含量、土壤酚酸含量、土壤尖孢镰刀菌基因拷贝数、平邑甜茶根系呼吸速率、根系抗氧化酶活性、叶片的光合参数和叶绿素荧光参数等指标。结果表明,连作土壤中添加0.2%万寿菊植物粉末熏蒸可显著提高土壤的养分含量,减少主要酚酸类物质含量,显著减少尖孢镰刀菌基因拷贝数,提高平邑甜茶根系的呼吸速率及抗氧化酶活性,减少MDA含量;能有效缓解因连作障碍引起的叶片净光合速率(P_n)、最大光化学效率(Φ_(P_o))、实际光化学效率(Φ_(PSⅡ))、光化学猝灭系数(qP)、单位面积活性反应中心数量(RC/CS_m)等荧光参数的下降,改变OJIP曲线形状。0.05%和0.5%处理的各指标与对照相比均有改善,但效果不及0.2%浓度处理的。综上,适宜浓度(0.2%)的万寿菊植物粉末熏蒸处理能显著改善土壤环境,增强平邑甜茶幼苗叶片的光合能力,改善能量分配,减轻连作障碍对平邑甜茶幼苗叶片光系统Ⅱ的破坏,促进幼苗生长。
关键词： 苹果 平邑甜茶 连作障碍 万寿菊 植物粉末熏蒸 土壤营养和酚酸含量 叶绿素荧光参数
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平邑甜茶MhSnRK1在番茄中超表达对种子萌发及幼苗生长的影响
《园艺学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：为探讨蔗糖非发酵–1–相关蛋白激酶–1(SnRK1)对种子萌发及幼苗生长的调控作用,以超表达平邑甜茶MhSnRK1的番茄株系O-7、O-9和其野生型(WT)为试材,研究MhSnRK1对番茄种子萌发及幼苗生长发育的影响。结果表明,WT、O-7和O-9在MS培养基中种子发芽率均为100%,在MS+100 mmol·L~(-1)海藻糖培养基中发芽率显著降低,分别为23.3%、70.3%和67.7%;在MS培养基中O-7和O-9的SnRK1活性分别比WT高12.1%和2.3%,在海藻糖培养基中WT、O-7和O-9比在MS培养基中分别降低41.5%、35.5%和27.5%,O-7和O-9仍高于WT,可见在一定范围内较高的SnRK1活性促进种子的萌发。播种后14 d,与其他培养基中相比,海藻糖培养基中幼苗主根的长度最短,其中WT显著短于O-7和O-9;幼苗下胚轴的伸长较MS培养基中明显受到抑制,且WT受抑制的程度更大;在海藻糖培养基中添加0.3 mg·g~(-1)的IAA,WT下胚轴伸长受到的抑制得到解除。播种后30 d,海藻糖培养基中,与O-7和O-9相比,WT表现为子叶平整肥厚,真叶发育良好,叶面积较大,叶绿素含量显著高于O-7和O-9。上述结果表明,平邑甜茶MhSnRK1在番茄中超表达调控种子的萌发及幼苗的生长;在一定范围内,较高的SnRK1活性促进种子的萌发、抑制幼苗主根和下胚轴的伸长,较低的SnRK1活性更有利于幼苗的生长发育。
关键词： 平邑甜茶 MhSnRK1 番茄 SnRK1活性 种子发芽率 下胚轴
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万寿菊生物熏蒸对连作苹果幼苗和土壤微生物的影响
《土壤学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：以苹果(平邑甜茶)幼苗为试验材料,盆栽条件下以万寿菊植株风干粉末拌土熏蒸老苹果园土壤,为环境友好型熏蒸措施防控苹果连作障碍提供理论依据。试验设置老龄苹果园土壤对照(未作处理,CK)、覆膜(未拌入万寿菊,F)、万寿菊1.5 g kg~(-1)+覆膜(1.5T+F)、万寿菊6.0 g kg~(-1)+覆膜(6.0T+F)、万寿菊15.0 g kg~(-1)+覆膜(15.0T+F)。结果表明,与对照相比,万寿菊生物熏蒸处理能显著提高连作土壤中平邑甜茶幼苗的生物量,促进根系生长,提高土壤酶活性,土壤真菌减少、细菌增多。6.0 g kg~(-1)处理的效果最明显,幼苗地上部及根系干重分别为对照的8.1倍、13.1倍,根表面积及根体积分别增加了333.0%、548.4%;脲酶、磷酸酶活性分别较对照高103.6%、77.6%,蔗糖酶活性高出200.4%,过氧化氢酶活性升高64.6%;土壤细菌/真菌比值为219.9,是对照的5.6倍;真菌多样性、均匀度和丰富度指数均降低,优势度指数增加;层出镰孢菌基因拷贝数较对照降低57.9%。主成分分析(PCA)结果显示,万寿菊生物熏蒸处理对连作土壤真菌群落多样性有显著影响,能够显著减少层出镰孢菌的数量。综上,连作土壤中添加6.0 g kg~(-1)万寿菊进行生物熏蒸可提高连作平邑甜茶幼苗生物量,改善连作土壤环境,有效缓解平邑甜茶的连作障碍。
关键词： 平邑甜茶 连作障碍 万寿菊 生物熏蒸 土壤酶活性 层出镰孢菌
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供磷水平对平邑甜茶幼苗NO_3~-吸收、利用特性的影响
《中国生态农业学报 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：运用~(15)N示踪及非损伤微测技术,研究了不同供磷水平(0 mmol×L~(-1)、1.0 mmol×L~(-1)、2.0 mmol×L~(-1)、3.0 mmol×L~(-1)、4.0 mmol×L~(-1)、6.0 mmol×L~(-1)、8.0 mmol×L~(-1)、12.0 mmol×L~(-1)和16.0 mmol×L~(-1) H_2PO_4~-)对平邑甜茶幼苗NO_3~--N吸收及利用特性的影响,为提高果园氮肥利用效率提供理论依据。结果表明,在低磷水平(0~1.0 mmol×L~(-1))时,平邑甜茶根系长度、根系总表面积较小,且根尖数较少。随着供磷水平的增加,在2.0~4.0 mmol×L~(-1)磷浓度处理时,平邑甜茶幼苗生物量、根系长度、根系总表面积及根尖数显著高于其他处理。而在6.0~16.0 mmol×L~(-1)时,过量供磷抑制了根系的生长,使平邑甜茶幼苗根系长度、表面积均大幅降低,根尖数量骤降。非损伤扫描离子选择电极测试表明,当生长介质磷浓度在3.0~6.0 mmol×L~(-1)时,平邑甜茶对NO_3~-有吸收作用,并在3.0 mmol×L~(-1)磷浓度时其吸收速率最高。而在0~2 mmol×L~(-1)及8.0~16.0 mmol×L~(-1)磷浓度处理下,平邑甜茶对NO_3~-有外排作用。随供磷水平的增加,各器官从肥料中吸收分配到的~(15)N量对该器官全氮量的贡献率(Ndff)及植株氮素利用率呈现先升高后降低的趋势,4.0 mmol×L~(-1)磷浓度时植株氮素利用率最大,为42.24%,超过4.0 mmol×L~(-1)植株氮素利用率显著降低。适当充足的供磷刺激了幼苗根系生长,从而促进平邑甜茶对氮素的获取,过量的NO_3~-抑制了平邑甜茶根系的生长,同时叶片硝酸还原酶的活性受到抑制,因此其氮素吸收和利用效率较低。因此,磷浓度在3.0~4.0 mmol×L~(-1)时最有利于平邑甜茶幼苗的生长及氮素的吸收利用。
关键词： 苹果砧木 平邑甜茶 供磷水平 NO_3~-吸收 氮素利用效率
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硫化氢对淹水平邑甜茶根系形态构型、叶片活性氧和光合特性的影响
《应用生态学报 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：以盆栽平邑甜茶为试材,分别将盆浸没于5种浓度硫化氢(H_2S)释放剂硫氢化钠(Na HS;0、0.02、0.05、0.1、0.2 mmol·L~(-1))水溶液,以及添加有次牛磺酸(HT;H_2S清除剂)的Na HS水溶液中,10 d后调查根系形态构型、叶片活性氧生成和光合气体交换参数以及植株生长的变化.结果表明:在淹水处理液中加入0.02～0.1 mmol·L~(-1)NaHS,能增加土壤淹水时根系总长度、表面积、体积、直径、根尖数、分形维数、一级侧根数量和根系活力,降低叶片超氧阴离子(O_2~(-·))生成速率和过氧化氢(H_2O_2)含量,提高叶片光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(g_s)、水分利用效率(WUE)和表观CO_2利用效率(CUE),还提高幼苗株高和植株生物量,其中NaHS在浓度0.1 mmol·L~(-1)时作用效果最显著;当NaHS施用浓度达到0.2 mmol·L~(-1)或在0.1 mmol·L~(-1)NaHS中加施次牛磺酸时,上述指标均降回到单纯淹水时的水平.这说明添加适量H_2S能够有效缓解土壤淹水对平邑甜茶根系生长的抑制,可以通过减少活性氧产生以及提高CUE,从而减轻淹水胁迫对叶片光合性能和植株生长的不利影响.
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AOX途径在苹果离体叶片失水过程中的光破坏防御作用
《西北植物学报 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：为探讨线粒体交替氧化酶呼吸途径(AOX途径)对水分胁迫下苹果叶片光破坏的防御作用,以苹果砧木平邑甜茶离体叶片为试材,通过AOX抑制剂水杨基羟肟酸(SHAM)处理,同时测定苹果叶片叶绿素荧光诱导动力学曲线和820nm光的吸收曲线,结合JIP-test分析,探讨了失水过程中AOX途径的光保护作用。结果表明:水分胁迫条件下,平邑甜茶叶片的AOX活性显著增加,SHAM抑制AOX途径后,叶片发生更严重的光抑制;在失水胁迫条件下,平邑甜茶叶片PSⅡ原初光化学反应的量子产额(TRo/ABS)、PSⅡ捕获的电子从Q_A传递到Q_B的概率(ETo/TRo)下降,PSⅡ单位反应中心吸收的光能(ABS/RC)上升,而PSⅠ的最大氧化还原活性(ΔI/I_o)未受影响;SHAM抑制AOX途径后,TRo/ABS和ETo/TRo进一步下降,ABS/RC进一步上升,同时引起了ΔI/I_o的下降。研究认为,水分胁迫条件下,平邑甜茶叶片PSⅡ发生了光抑制,而SHAM处理在加重PSⅡ光抑制的同时,引起了PSⅠ的光抑制;叶片失水过程中,AOX呼吸上调是平邑甜茶叶片的重要光破坏防御机制,特别是对PSⅠ具有重要的保护作用。
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干旱胁迫下平邑甜茶叶片交替呼吸途径上调对光破坏的防御作用
《植物生理学报 》 2015 北大核心 CSCD
摘要：以平邑甜茶为实验材料,研究了干旱胁迫下线粒体交替氧化酶呼吸途径(AOX途径)对平邑甜茶叶片的光破坏防御作用。结果表明:干旱胁迫下线粒体AOX的蛋白表达量及AOX途径的相对活性均显著增加;强光下用水杨基羟肟酸(SHAM)抑制正常供水和干旱胁迫处理的植株的AOX途径后,正常供水的平邑甜茶叶片的PSII最大光化学效率(F_v/F_m)、快速叶绿素荧光响应曲线中的J点相对可变荧光(V_J)、PSII反应中心关闭的比例(1–qP)和光合线性电子传递速率(ETR)几乎不受影响,而干旱胁迫下的平邑甜茶叶片的ETR和F_v/F_m显著下降,1–q_P和V_J显著上升,这表明干旱胁迫下抑制AOX途径后,平邑甜茶叶片发生更严重的光抑制。上述结果表明:干旱胁迫下,AOX途径在平邑甜茶叶片的光破坏防御中起重要的作用。
关键词： 平邑甜茶 线粒体交替呼吸途径 干旱胁迫 光破坏防御 水杨基羟肟酸(SHAM)
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干旱胁迫下硅对平邑甜茶光合功能的影响
《植物生理学报 》 2015 北大核心 CSCD
摘要：以平邑甜茶盆栽苗为试材,通过同步测定叶片的叶绿素瞬时荧光、延迟荧光及820 nm光反射,研究了干旱胁迫对两个光系统(PSII和PSI)和光合电子传递链的伤害,以及根部施硅对平邑甜茶光合功能的改善作用。结果显示,中度干旱胁迫(40%RSWC)下,PSII原初光化学反应的最大量子产额(TRo/ABS),PSII捕获的电子从Q_A传递给Q_B的概率(ETolTRo),远红光下测定的MR/MRo最大下降振幅(△MR_(FR))下降,而PSII单位反应中心吸收的光能(ABSrRC)上升,表明干旱导致整个光合电子传递链(包括PSII和PSI)均出现不同程度的伤害。干旱胁迫下,硅处理的MR/MRo下降斜率(V_(PSI))、非光化学猝灭(NPQ)显著大于对照,延迟荧光的I_1和I_2点比值(I_2/I_1)低于对照,表明硅处理可提高干旱胁迫下PSI的活性,提高环PSI的电子传递和PSII天线热耗散的能力。总之,硅处理显著缓解了干旱胁迫对PSII和PSI的伤害程度,根部施硅通过提高平邑甜茶幼苗PSI和PSII的活性,促进PSI环式电子传递,提高了平邑甜茶幼苗的抗旱性。
关键词： 平邑甜茶 干旱 硅 瞬时荧光 延迟荧光 820 nm光反射
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