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[硕士论文] 王子龙
药用植物学 华中农业大学 2018(学位年度)
摘要:当前,用于食品行业提取色素的水栀子Gardenia jasminoides var.radicans存在着不少的问题,主要有水栀子品种混杂,种植不够规范,加工及贮藏条件对其色素的影响尚不明确。以往研究中,通常以色价来反应栀子黄色素质量优劣。本试验分别从水栀子品系,种植方式,加工工艺,干果含水量与色价关系及贮藏条件等角度进行了研究。在栀子品种系方面,选取了江夏水栀子作为研究对象,从植株生物学性状及栀子黄色素色价方面进行了比较;在种植方面,选取了东西朝向和南北朝向的地块,分别从东、南、西、北四个方向采集果实,对其栀子黄色素色价进行了对比研究;在加工工艺方面,选取水栀子的一个品种,分别采用不同的处理方式,包括蒸、煮、微波、焯水(5s)和不杀青等,其中蒸,煮及微波分别作了四个时间梯度的处理,最后对其栀子黄色素色价进行了对比研究;贮藏条件,分别从见光,避光,室温,恒温,贮藏时间等角度进行了正交组合,探讨了对其栀子黄色素色价的影响。结果:
  1.水栀子品系中JX02品系色价达225.13,最高。应选取水栀子的JX02品系作为提取栀子黄色素的高产品种;
  2.种植方式中东西朝向果实平均色价247.54高于南北朝向果实平均色价216.83。得出生产上应大力推广东西朝向种植方法,以提高栀子黄色素产量;
  3.加工工艺中焯水加工方法的水栀子色价达264.96,最高。使用焯水的杀青方式,提取的栀子黄色素含量最高;
  4.干果含水量与色价关系,随着干果含水量下降,水栀子色价越高。生产中为了节约能源成本,又要使果实不易霉变,故含水量控制在10%左右合适;
  5.贮藏条件中各处理随时间延长,色价降低。相同时间下,室温避光处理色价最高;
  通过对水栀子色价影响因子的研究,筛选出最优的水栀子品系,种植方式,加工工艺,干果含水量及贮藏条件,为提高水栀子黄色素含量,为食品行业提供更多的色素原料打下基础。
[硕士论文] 周晓涵
土木工程;岩土工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:中国是世界范围内石漠化最严重的国家之一,植被恢复是治理石漠化灾害的根本途径,而重建石漠化地区乔木-灌木-草本生态系统是一项全球性的环境科学问题。本论文针对石漠化地区岩石大面积裸露、大气降水及人工降雨不能保存、土壤缺乏且营养成分不足等特点,充分利用石漠化地区岩石裂隙发育且裂隙中富含地下水的实际情况,遵循从“乔木→灌木→草本”的石漠化地区生态系统重建思路,提出了“一个基盘一棵树”的乔木树种栽种原则,研发了乔木种植基盘技术,包括基盘研发和现场应用程序两方面。通过室内实验遴选出了营养土的组成成分并得到最优配合比,据此分析汲湿根的汲水性能,实施现场试验。总结本文研究成果,获得的主要结论如下:
  (1)石漠化地区乔木种植基盘技术包括汲湿根、基盘母体和防蒸发盖三部分,其中基盘母体和汲湿根内填充有保水性营养土。针对石漠化地区岩体裂隙发育并富含裂隙水的实际情况,创造性地在基盘底部设置汲湿根,为基盘内早期成活生长的单株树木根系提供了向岩体深部生长的通道。树木根系可通过该通道从岩体裂隙内吸收地下水及其中的营养成分,解决了树木后期可持续生长问题;针对石漠化地区岩石裸露并缺少土壤的实际情况研发“基盘母体”,其保水吸水的自营养结构,解决植物初期生长缺乏养分和水分的问题;针对石漠化地区地表太阳辐射强烈,蒸发量大,造成干旱,导致植物生长困难的情况,研发“防蒸发盖”,致力于减少水分蒸发,使基盘母体易于吸收大气降水,促进基盘内树木生长。
  (2)基盘母体是乔木种植基盘技术的核心。基盘内营养土由菇渣、秸秆、蛭石、牛粪、保水剂、珍珠岩、肥料、粘合剂和壤土按照不同配比混合而成,具有自营养保水结构的营养土为乔木初期成活和生长提供了必要条件。选取室内盆栽实验的植物种子为刺槐,一共分成26组配比,前13组分析菇渣、秸秆、牛粪三种材料对植物生长特别是营养土保水性的影响,后13组讨论保水剂、蛭石、珍珠岩、肥料四种材料对营养土保水性的影响。每隔5天左右使用土壤水分测定仪测定营养土水分变化,持续观测并记录,实验期间不进行人工常态化浇水。
  (3)适量的菇渣、秸秆和蛭石可改善营养土结构,促进植物生长。菇渣体积配比适宜含量为10%,适量的秸秆对营养土的理化性质有改善作用,适宜含量为10%,过量则会加大土壤孔隙。蛭石可提高土壤透气性,适宜含量为4%。牛粪可提高土壤肥力,含量过多则会阻碍植物生长,适宜含量为10%。保水剂可显著提高水分利用率,适宜含量为0.2%。珍珠岩为土壤保持水分和营养成分,提供丰富的表面积,适宜含量为8%。
  (4)各牛长基质中,牛粪、保水剂和珍珠岩是影响基盘营养土保水性的主要因素,菇渣、秸秆和蛭石是次要因素。配比7、11、18营养土保水性较优,75天营养土含水率分别为:38.4%、29.1%、31.3%,另根据植物生长情况选出的三组较优配比7、10和17。综合分析不同配比的生长基质的含量变化对营养土保水性和植物生长情况的影响,最终选取最优配比7,据此进行汲湿根汲水性能实验。
  (5)汲湿根是乔木种植基盘技术的关键部分。根据室内盆栽实验结果,使用配比7配制汲湿根,分为两组:D=2cm,L=25cm和D=1.5cm,L=25cm。每组各制作成相同的汲湿根5根,每3天采用烘干法分别测量汲湿根上段、中段和下段的含水率,持续记录汲湿根的相关数据。第一组汲湿根第15天上、中、下段含水率分别为:0.06%、41.9%和59.7%,第二组汲湿根第15天上、中、下段含水率分别为:6%、62.3%和51.6%。第一组汲湿根第15天干湿分界长度为16.4cm,第二组汲湿根第15天干湿分界长度为12.5cm。第一组汲湿根吸水体积一共为80ml,第二组汲湿根吸水体积一共为11ml。实验表明:温度越高,汲湿根直径越大,汲湿根水分输送越快,汲湿根提取水分的高度越大,吸水体积越多,即汲湿根汲水性能越好。
  (6)本实验表明:在26组配比中,配比7:菇渣10%,秸秆10%,牛粪10%,保水剂0.2%,蛭石4%,珍珠岩8%,壤土57.05%,肥料0.6%,粘合剂0.15%,水肥气热条件适宜,更有利于植物的可持续生长,特别适合石漠化地区的生态环境特点,可作为石漠化地区乔木种植基盘技术的最优配比。利用该配比制作的汲湿根,保水吸水性好,且一定程度内温度越高、汲湿根直径越大,汲湿根的水分提取高度越大、吸水体积越多,汲水性能越高,越有利于将岩石裂隙中的水分和湿气输送至基盘底部,供植物源源不断的吸收生长,促进石漠化地区植被恢复。
  (7)根据室内盆栽实验获得营养土的最优配比,在重庆市南山石漠化地区进行乔木种植基盘技术现场试验,详细给出了基盘技术的现场应用方法。乔木种植基盘的现场应用遵循“基盘坑开凿→用泥浆进行坑壁护壁→在汲湿根孔内安放已经制备的汲湿根→将基盘母体安放在基盘坑内→在基盘坑内中部安放树苗并使其直立→在基盘母体表面安放防蒸发盖”的应用程序。
  (8)从2017年10月至2018年4月的现场试验结果证明,该技术能保障石漠化地区乔木树种栽种成活和生长,如能在石漠化地区推广应用,能率先重建石漠化地区乔木-灌木-草本生态系统中的乔木植被,为灌木和草本植被的后期恢复提供必要的生长条件。
[硕士论文] 毛晋花
植物保护 黑龙江大学 2018(学位年度)
摘要:作为全球气候变化的重要情景,大气氮沉降加重和降水格局变化将直接或间接地引起生态系统氮循环和水分循环的改变,进而改变植物生长。红皮云杉(picea koraiensis Nakai)是中国小兴安岭云冷杉林的建群种之一,该树种在中国寒温性针叶林中占据着重要位置,因此探究红皮云杉对近年来严峻的气候变化情景的响应对于大小兴安岭云冷杉林的发展动态意义重大。本文以两年生红皮云杉幼苗为研究对象,对红皮云杉幼苗进行模拟氮沉降增加和降水减少的处理。增氮分为四个水平:高氮HN(15g N m-2a-1)、中氮MN(10g N m-2a-1)、低氮LN(5g N m-2a-1)和对照CK(不添加),减水处理通过人工减少浇灌量来实现,分为两个水平:自然降水量(WW)和减1/3降水量(WS),用于研究红皮云杉幼苗生长和生理对氮沉降加剧和降水减少的响应,以期为该树种在未来气候变化下的生长动态提供数据支撑和科学依据。主要结论如下:
  (1)适量氮添加能有效促进红皮云杉幼苗的生长,且幼苗生长所受的干旱胁迫能在适量的氮添加下得到有效缓解,但当N添加量过高时,施氮反而会加重干旱胁迫对幼苗生长产生的负作用。
  (2)幼苗在增氮和减水条件下采取不同的生物量分配策略,增氮促使幼苗分配更多生物量给地上部分,尤其是分配给叶片,而在减水条件下幼苗会加大对根系生物量的分配力度。
  (3)相比于各器官的N和P浓度,红皮云杉幼苗各器官C浓度对增氮和减水实验条件的响应较小。此外,幼苗各器官N含量对施氮处理存在一致响应,但P浓度在未减水和减水条件下对增氮的响应不同,说明幼苗P浓度对增氮的响应会受水分状况的影响,且不同器官的响应不同,说明P浓度对增氮减水实验条件的响应存在器官差异。
  (4)增氮和减水对红皮云杉幼苗生态化学计量特征的影响在不同生长时期存在不同变化,且各器官之间的响应也存在差异,因此实验进行期间的某单次取样以及只针对一种器官(如叶片)所得出的结果可能不可靠。
  (5)幼苗各组织C:N在增氮减水实验条件下的变化主要是由N的变化引起的。幼苗各组织N:P在实验条件下的变化可能更多地受P浓度变化的影响。
  (6)模拟氮沉降的后几个月份里减水和施氮处理会抑制幼苗1级根和2级根的伸长以及扩展,说明本实验中施氮不利于幼苗吸收根的伸长和扩展且减1/3水对幼苗吸收根形态的发展产生了抑制作用,使根系形态无法朝着更有利于吸水的方向发展。但俩者之间的交互作用使适量的氮添加能有效缓解干旱胁迫对根系形态所产生的负作用。
[硕士论文] 罗维
植物保护 黑龙江大学 2018(学位年度)
摘要:随着大气氮沉降的加剧和全球降水格局的改变,温带森林正遭受着日益严重的环境胁迫。为探讨温带森林土壤胞外酶活性对大气氮沉降增加和空间降水减少的响应及其年际间的变化规律,以典型温带森林-长白山阔叶红松林为研究对象,设置四组来进行试验:模拟氮沉降组(50kgNha-1a-1);减少降水组(~30%);施氮减水组和对照组,主要研究结果如下:
  (1)施氮增加了与土壤碳循环相关酶和N-乙酰-β-D葡萄糖苷酶的活性;减水对碳循环酶和N-乙酰-β-D葡萄糖苷酶活性具有潜在的抑制作用,但这种抑制作用只在施氮减水组才表现出来;
  (2)对于亮氨酸氨基肽酶而言,施氮抑制其活性,而减水促进其活性,同时,施氮减水对亮氨酸氨基肽酶活性的影响并不是简单的加减效应;
  (3)所有处理对脲酶和酸性磷酸酶都没有显著影响;
  (4)所有处理都对过氧化物酶活性有显着的促进作用,而施氮减水才是多酚氧化酶活性变化的关键;
  (5)土壤酶活性的年际变化趋势大体上表现为3月份为全年酶活性的低点,而5月份为全年酶活性的高点。这主要是由于3月份土壤物理状态呈现为反复的冻融,直接破坏了土壤酶的生理结构,导致酶活性下降;而在5月份,土壤微生物和植物根系的复苏是土壤胞外酶活性增加的关键因素;
  (6)冗余分析(RDA)表明:土壤可溶性全碳是解释土壤胞外酶活性变化的最佳环境因子。
[博士论文] 毛颖基
生物物理 中国科学技术大学 2017(学位年度)
摘要:油桐(Vernicia fordii)属于大戟科(Euphorbiaceae),为多年生落叶木本油料作物,是我国热带和亚热带特有的经济林,同时也是生产生物柴油的重要原材料。油桐种子中含油量为50-60%,油脂中75%是α-酮烯酸(α-eleostearic acid),其决定了桐油的质量。随着能源危机,在中国油桐作为重要的木本能源植物越来越受到关注。油桐为雌雄异花同株植物,花序为圆锥状聚伞花序,在当年生的枝条顶端形成。在花序中,只有一个或几个雌花生在花序主轴的中心或二级花序轴的顶端,周围被雄花围绕。雄花远远比雌花多,平均雌雄比为1∶27,低产量严重制约了油桐产业花的发展。因此,为了改变油桐雌雄花比和提高油桐产量,研究油桐花发育、性别决定的过程及雌雄花性别决定相关基因的查找具有十分重要的意义,为下一步的遗传育种提供理论依据。本研究主要内容如下:
  1.油桐花发育
  1)油桐花芽物候期观察(合肥),其分化的时间为每年的6月至7月底之间,分化周期从当年的6月或7月至下年的4月份为止。因此根据物候学理论将油桐花芽分化分成6个时期:枝芽发育(bud development)、枝条伸长(shoot elongation)、花序分化起始(initiation of inflorescence differentiation)、花序休眠(inflorescence dormancy)、萌芽期(bud burst)和花序轴伸长(inflorescence axes elongation)。
  2)显微形态和扫描电镜观察,油桐雌、雄花的发育可分为12个时期。在前6个时期,雌、雄花之间不存在明显的形态学差异;在发育时期7时,雌、雄花具有明显的形态学差异,即雌、雄花性别分化起始阶段。油桐雄花在形成过程中,始终保持单性花的状态;但油桐雌花首先经历两性期,之后由于雄蕊的退化,形成单性花。
  3)形态学观察,油桐雌花雄蕊的发育停滞在雌花发育时期10,花药分化不正常,小孢子母细胞无法完成减数分裂形成四分体。在随后的发育过程中,即停滞在减数分裂前(pre-meiosis)。
  4)细胞学观察,雌花雄蕊在花发育时期11时发生细胞凋亡,从而实现两性花向单性花的转变。
  2.油桐雌雄花转录组分析
  应用Illumina Hiseq 2500对油桐雌雄花(花发育时期7)进行转录组测序,产生了56,065个非冗余的unigene,总长58,533,301 bp,平均长度为1,044 bp,序列最长为23,196 bp,N50为1,463 bp。以拟南芥TAIR10蛋白数据库进行BlastX比对,共注释到24,567个基因,每个油桐unigene ID对应一个拟南芥AGI号。油桐雌、雄花性别差异基因为812个DEGs,其中有387个DEGs在雄花中显著性表达,425个DEGs在雌花中显著性表达。通过与拟南芥蛋白数据库比对,812个油桐雌雄DEGs中有608个比对到拟南芥的AGIs而得到注释结果,其中,310个DEGs在雄花中显著性表达,298个DEGs在雌花中显著性表达。油桐雌雄花差异基因GO富集分析,雌花性别形态的形成受到茉莉酸(LOX2和LOX3)及其响应转录因子(GL3、MYB3、WRKY33、WRKY53和MYB73等)、和花分生组织活性的基因(SPLAYED和AGO10)影响。对油桐而言,我们推测JA具有组织或细胞特异性调节功能,从而促进雌蕊的分化而形成雌花的两性态特征。
  3.油桐雌雄花蛋白质组学分析
  建立了适合油桐蛋白二维电泳的方法,可以有效地分离各种蛋白组分,且重复性好。对油桐雌雄花(花发育时期7)进行二维电泳分析,共筛选出17个差异蛋白,MALDI-TOF/TOF质谱鉴定出14个功能性蛋白,其中2个特异性在雄花中表达,10个特异性在雌花中表达。在这10个雌花特异性蛋白中,抗坏血酸过氧化物酶、天冬氨酸蛋白酶和亲环蛋白参与到雄蕊败育和雌蕊形成,可以作为油桐性别决定的候选基因。
[硕士论文] 汪其同
生态学 山东农业大学 2017(学位年度)
摘要:杨树(Populus spp.)是我国最重要的工业用材林树种之一,杨树人工林健康经营和长期生产力维持是林学和生态学研究的重要课题。基于细根与林分生产力的密切关系,杨树人工林细根研究亟需加强。树木根系是树木个体与土壤环境进行物质交换和能量运送的关键器官,林木根系与土壤环境间的互作效应对于双方以及根际环境的养分循环具有重要影响。根际土壤微生物作为重要的物质转化调节器在林木根土互作中发挥着关键作用。因此,研究根际土壤微生物对于了解和改善根际土壤微生物群落结构以及调节根际土壤养分循环具有重要意义。基于此,以欧美杨I-107(Populus×eurameicana‘Neva’)为研究对象,利用高通量测序技术准确分析了定殖在根际和非根际的细菌群落以及不同根序细根根际土壤细菌和真菌群落结构,并研究了不同根序根际土壤碳氮磷化学计量特征以及与根际土壤微生物群落的相关性,还筛选出土壤氮素循环相关菌,以期为深入探索林木根际土壤养分循环过程及根土互作关系提供更加科学的理论依据。本次研究发现:
  (1)根际和非根际细菌群落结构的比较,根际土壤包含145个细菌属,非根际土壤包含141个细菌属。根际和非根际相对丰度>4%的属有8个,同一属的细菌类群在根际和非根际土壤中相对丰度存在显著差异(P<0.05)。α多样性分析表明,根际土壤细菌群落多样性高于非根际土壤,但差异未达到显著水平。细菌群落排序结果较好地反映了土壤细菌群落从根际到非根际的变化和不同取样点的空间差异,根际效应对细菌群落差异的贡献率占21.2%。β多样性分析表明,杨树人工林根际和非根际土壤样品间细菌群落组成具有较大差异,根际和非根际土壤中各含有一些特有属(根际15个,非根际11个),此外还发现丰度发生显著变化的23个属,主要以纤维素降解菌和固氮菌为主。根系对根际微生物的选择是导致根际微生物群落组成和结构发生显著差异的重要机制,这将对根土界面碳氮循环产生显著影响。
  (2)不同根序土壤细菌和真菌群落结构比较,1-2级根、3级根和4-5级根根际土壤分别包含607个、593个和604个细菌属,128个、124个和130个真菌属。不同根序土壤细菌相对丰度>1%的属有12个,其中,1-2级根土壤中Burkholderia菌属的丰度最高,其次是Bacteroides菌属;而Bacteroides属在3级根和4-5级根根际土壤中均为丰度最高的菌属;不同根序土壤真菌相对丰度>1%的属有7个,其中,在1-2级根根际土壤中Trichosporon菌属的丰度最高,其次是Trichoderma菌属;在3级根根际土壤中Trichosporon属的相对丰度也是最高的;Aspergillus菌属在4-5级根中相对丰度最高。α多样性分析表明,从低级根到高级根土壤细菌群落的丰富度和多样性都在显著降低(P<0.05),土壤真菌的丰富度和多样性变化不明显。对土壤样品的主成分分析表明,杨树人工林不同根序根际土壤间细菌群落组成存在较大差异。β多样性分析表明,杨树人工林不同根序间土壤细菌和真菌群落组成的相似性和差异性变化规律都正好相反。此外,随着根序等级的升高相对丰度显著上调的细菌属主要以抗酸性菌属和还原硝酸盐的菌属为主,显著下调的细菌属主要以固氮菌和生物降解菌为主。微生物群落在不同根序根际土壤中的变化提供了深入了解植物微生物相互作用,以及用于研究根际激发效应机制的新模式。
  (3)不同根序细根根际土壤碳氮磷化学计量特征及其与根际微生物多样性的相关性分析。杨树人工林根际土壤碳氮磷含量与非根际土壤存在显著差异(P<0.05),但不同根序间速效氮、有效磷含量以及铵硝比未达到显著差异水平(P>0.05)。根际土壤全碳含量随着根序升高显著下降,而全氮含量随着根序升高逐渐增加。1-2级细根根际土壤全磷含量显著高于4-5级根(P<0.05)。杨树细根根际土壤C/N随着根序升高显著降低(P<0.05);C/P随着细根序级升高逐渐下降,但在不同根序间差异不显著(P>0.05)。土壤全碳和全氮含量及碳氮磷化学计量比均与细菌群落丰富性(chao指数和ACE指数)呈显著相关(P<0.05),全磷含量与细菌群落相关性不显著。土壤碳氮磷化学计量与真菌群落多样性相关性不显著(P>0.05)。杨树根际土壤碳氮磷养分循环呈现依赖于根序的变化特征,不同根序细根可能对微生物群落构建进行选择进而影响土壤碳氮磷循环过程。
  (4)通过对菌株的富集培养和分离纯化,在根际土壤中筛选到2株亚硝酸菌W31和W42,经分子系统学鉴定分别为Burkholderia cenocepacia strain AU1054和Burkholderia terrae strain KMY02,其最适发酵条件分别为底物氨氮浓度200 mg/L和300~500 mg/L时, pH值分别为7.5和8.5。
[硕士论文] 苏丹
水土保持与荒漠化防治 山东农业大学 2017(学位年度)
摘要:为了促进滨海盐渍荒漠化地区的植被恢复、引种栽培与盐碱土的改良利用,以3个白榆无性系EC46、EC65225和 EC51为试验材料,采用盆栽试验方法,分析了白榆无性系在不同浓度(Og/L、3g/L、5g/L、7g/L、9g/L)NaCl处理下,生长、生理和叶片解剖结构指标响应特征及各指标的相关性,并运用隶属函数法和主成分分析法,综合评价3个白榆无性系的耐盐性,为白榆无性系在盐碱地的栽培提供理论参考与科学支撑。研究结果如下:
  (1)在盐胁迫条件下,白榆无性系的生长受到抑制,但可通过减少根系的生长来降低盐分对植物体的损伤,生物量指标中地上部分生物量受到的抑制更大。在3g/L-5g/L的低盐浓度胁迫下EC65225和 EC51通过增加根系的纵向伸长来积极地抵御盐害,且EC51的促进作用表现的更为明显,EC46和EC65225在3g/L的低NaCl浓度胁迫下通过增大根部生物量的途径增加对土壤中水分及营养元素的吸收来减轻盐分毒害作用, EC51的生物量变化更加稳定,适应性更强。盐胁迫条件下,白榆无性系叶片盐害症状会随着浓度的增大而加重,EC46出现盐害症状的时间较早,出现死亡现象,EC65225和EC51盐害症状较轻,无死亡现象,而EC65225的盐害症状重于EC51。
  (2)白榆无性系通过提高抗氧化酶体系中的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)两种抗氧化酶活性来减轻活性氧对其产生的伤害,过氧化氢酶(CAT)起到的作用不大。EC51在各盐浓度胁迫下,能够维持较高的抗氧化酶活性,抗氧化能力最强;EC46在各盐浓度下抗氧化酶活性最低,抗氧化能力最弱。EC46的丙二醛(MDA)质量分数增加幅度最大,盐胁迫对其损伤最大,抗盐能力最弱;EC51的MDA质量分数增加幅度最小,即EC51的膜质过氧化作用最弱,抵御盐胁迫的能力最强。
  (3)3个白榆无性系通过吸收无机盐离子(Na+和Cl_)来降低自身的渗透势,从而抵抗外界盐胁迫的高渗环境,通过调控盐离子的分配模式来减少盐离子对光合器官(叶片)的伤害。EC51各器官的Na+含量增加幅度较其他2个无性系小,在<5g/L的低盐浓度下将较多的Cl_运输到叶片,供植物正常生长,在盐浓度>5g/L的胁迫下,减少Cl_在光合细胞中的积累提高抗盐性。cr在茎中不存在积累过程,茎器官只是一种传输通道。白榆无性系生长所需的大量元素K+含量随N aC l浓度的增加而降低,EC51根、茎和叶与对照相比降低幅度最小,当NaCr浓度多5g/L,在相同盐胁迫下EC51各器官K+含量均高于EC46和EC65225。当NaCl浓度彡5g/L时,白榆无性系叶中的K+/Na+值高于茎与根, 即白榆无性系的选择吸收性能够减少Na+对植物幼嫩组织的伤害,EC51各器官K+/Na+值均高于其他两个无性系,即 EC51较EC46和EC65225更加能够适应盐胁迫的高渗环境。
  (4)在盐胁迫条件下,白榆无性系通过增加叶片厚度及表皮层厚度来保持植物体内的水分,EC51的叶片厚度、表皮层厚度较对照的增加倍数是3个无性系中是最大的。EC51在较髙盐浓度环境下的栅栏组织厚度和TRPS(栅海比)值显著大于其他2个无性系,更有利于植物进行光合作用,EC51在盐胁迫环境中适应性更强。
  (5)通过主成分分析建立了 MDA、白榆无性系各部分Na+含量和Cl_含量、角质层厚度、上下表皮厚度等这10个指标组成可靠评价体系。隶属函数法、主成分分析对3个无性系耐盐性的综合评价结果一致,3个白榆无性系的耐盐顺序为:EC51>EC65225>EC46,即3个白榆无性系中EC51的耐盐性较强。
[硕士论文] 张晓晓
水土保持与荒漠化防治 山东农业大学 2017(学位年度)
摘要:土壤盐碱化是一个全球性问题,盐碱土中的氯化物、硫酸盐及含盐量直接影响种子的萌发、植物的成活,降低植物的生长和产量,成为限制盐碱土分布区植物生长、植被恢复的最为直接的因素。生物措施是改良利用盐碱地的最为经济有效的途径,而耐盐植物资源的筛选与培育则是生物改良盐渍土的首要环节。白榆是我国北方地区重要的乡土树种,生长快、材质好、在抗盐碱、抗旱、抗污染方面的抗性较强,可以用于盐碱地改良与造林绿化。但白榆分布范围广,种内变异丰富,抗盐性也不相同,因此,筛选抗盐性强的白榆对改良滨海盐碱地、丰富改良盐碱的种质资源具有重要的意义。
  为了选育耐盐的白榆优良品系,本研究以Y65、Yl、Y34白榆品系一年生幼苗为试验材料,采用不同浓度的NaCl(分别为0、50、85、120、155mmol/L)模拟自然环境中的盐胁迫环境,研究3个白榆品系在NaCl胁迫下的植株生长量与生物量、丙二醛(MDA)含量、可溶性糖(SS)含量、可溶性蛋白(SP)含量、游离脯氨酸(Pro)含量、叶绿素(Chi)含量、光合参数(Pn、Tr、Gs、Ci、Ls、WUE)等指标的变化,探讨3个白榆品系的耐盐能力与耐盐机理,结果表明:
  (1)NaCl胁迫下,3个白榆品系的生长受到抑制,株髙、地径增量大幅下降,生物量累积降低。不同NaCl浓度下,Y65的生物量累积均显著大于Y1和Y34,Y65受胁迫危害较小。由总生物量抑制率可知,3种白榆品系耐盐性阈值均大于155mmol/L。
  (2)NaCl胁迫下,Y34的根冠比值小于对照,通过增加生物量在地上部的分配,来降低植物对盐分的吸收与运输;Y65、Y1在120mmol/L下的根冠比小于对照值,其他浓度下均大于对照值,主要通过增加生物量在根系的分配而增加根对水分和营养的获取,对细胞内的盐分进行稀释。
  (3)随着NaCl浓度的增加,3个白榆品系叶片中的SS含量增加;MDA、SP含量先升高后降低,在85mmol/L达到最高值;Pro含量先降低后升高,>85mmol/L盐胁迫下Pro值显著大于对照值。低盐胁迫(50、85mmol/L)下,可溶性蛋白(SP)和可溶性糖(SS)可能是白榆品系的主要有机渗透调节物质,而高盐胁迫(120、155mmol/L)下脯氨酸和可溶性糖相互协调参与渗透调节作用。
  (4)盐胁迫显著降低了白榆幼苗叶片中的叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量以及叶绿素a/b值,并且随着盐胁迫浓度的升高,下降幅度增大,盐胁迫对Y34叶绿素含量的影响要大于Y65、Ylo
  (5)低NaCl胁迫《85mmol/L)下,3个品系的光合机制以气孔限制为主,通过提高其气孔限制值而降低蒸腾作用,以此提髙水分利用效率(WUE)而适应盐分胁迫;而高NaCl胁迫(>85mmol/L)下,则以非气孔限制为主,通过降低WUE而减少根系对地下水分与盐离子的吸收,以此来维持自身生长。3个白榆品系中,使非气孔限制成为Pn下降主导因素的NaCl胁迫浓度不同,Y65、Y1的转折点为85mmol/L,而Y34的转折点为50mmol/L。
  (6)利用主成分分析及模糊隶属函数法对影响3个白榆品系耐盐性指标进行综合评价得到的耐盐性结果一致,3个白榆品系耐盐性排序为:Y65>Y1>Y34。
[硕士论文] 张清瑜
园林植物与观赏园艺 山东农业大学 2017(学位年度)
摘要:本试验以当年生榔榆(Ulmus parvifolia)、朴树(Celtis sinensis)幼苗为研究对象,通过盆栽称重控制法对榔榆、朴树幼苗进行不同的土壤干湿交替处理,研究榔榆、朴树幼苗的生长状况、生理生化反应,探讨榔榆、朴树幼苗的耐旱特性及补偿效应机制,为进一步探讨木本植物的抗逆性及其补偿效应提供理论依据。
  实验设有CK、T1、T2、T3四个不同的土壤干湿交替处理次数,测定分析榔榆、朴树幼苗在每个处理前后的生长状况、光合参数及叶绿素荧光参数、渗透调节物质、丙二醛(MDA)含量、细胞膜透性、保护酶活性等生理生化指标。应用Excel、SPSS进行多重比较、相关性分析等方法综合评价榔榆、朴树的耐旱能力,通过比较分析榔榆、朴树的耐旱性指标,为榆科植物进一步的耐旱性研究提供理论依据。
  试验选取生长量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、叶绿素荧光参数、可溶性蛋白、可溶性糖、游离脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)、细胞膜透性、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)等多个指标综合分析发现:
  水分胁迫下榔榆、朴树的生长状况能反应出树种的耐旱性差异,通过榔榆、朴树幼苗的生长量可知,朴树对水分胁迫较为敏感,榔榆变化相对稳定,榔榆的耐旱性更强。
  土壤干湿交替处理阶段,榔榆、朴树的光合参数及叶绿素荧光参数均出现不同程度的下降,表明水分胁迫影响植株的光合作用。通过对比榔榆、朴树的差异性可以看出,朴树幼苗的光合参数及叶绿素荧光参数下降明显,榔榆光合参数及荧光参数变化较为稳定,说明朴树更易受水分胁迫的影响,对水分胁迫更敏感,榔榆具有更强的耐旱性。
  随着土壤干湿交替处理榔榆、朴树幼苗的可溶性蛋白、可溶性糖和游离脯氨酸(Pro)的含量在干旱时急剧上升,复水后缓慢下降,总体呈现上升的变化趋势。实验发现Pro的含量与植株的耐旱性呈反比,即植株的耐旱性越差,Pro含量积累越多。通过比较发现榔榆的耐旱性>朴树的耐旱性。
  实验结果显示,植株丙二醛(MDA)含量与细胞膜透性有着一定的关系,试验发现细胞膜透性越大,植株MDA含量越高。干旱胁迫造成植株的MDA和细胞膜透性含量上升。结果显示朴树幼苗的MDA和细胞膜透性显著高于榔榆,榔榆比朴树具有更强的耐旱性。
  在整个处理过程中,榔榆、朴树幼苗的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性随干湿交替处理呈现先上升后下降的变化趋势,但都显著高于CK,说明酶活性的大小在榔榆、朴树耐旱性生理活动中具有重要作用。比较酶活性大小发现,朴树幼苗酶活性变化幅度大,榔榆相对稳定,说明朴树对水分更敏感,榔榆具有更强的耐旱性。
  植株单一性状或一项指标的测定结果,难以准确反映植株的耐旱性程度,试验对多个生理生化指标进行差异性、相关性分析,并以综合评价的指标为准。综合多个生理指标分析发现:榔榆的耐旱性>朴树的耐旱性。
[硕士论文] 宋雪艳
园艺 山东农业大学 2017(学位年度)
摘要:泰山花楸(Sorbus taishanensis)隶属于蔷薇科花楸属,落叶乔木,中国泰山特有种,目前调查仅存一株,已被列入山东珍稀濒危树种目录。研究泰山花楸濒危机制,探讨有效的保护措施对珍稀野生植物种质资源保护具有重要意义。本研究通过对其形态学结合分子水平鉴定,确定了泰山花楸的分类地位;重点对泰山花楸自然生境、气候条件、伴生群落特征、种子生物学、生理生态学等方面进行了调查研究,初步确定了泰山花楸的濒危机制,并依据其致濒原因提出了合理可行的保护措施。研究结果如下:
  1.采用形态学特征标记与DNA Barcodes分子标记两种方法对泰山花楸的分类地位进行了研究。形态学标记统计结果基本将花楸属单叶类群与复叶类群区分开,泰山花楸位于复叶类群,且支持其为独立物种的强度较大;DNA Barcodes分子标记结果表明:ITS2、matK和rbcL条码均能将泰山花楸与外类群区分开,3条序列的MP树均将泰山花楸与花楸复叶类群(Subg. Sorbus)物种聚在一起。验证并确定泰山花楸的分类地位远远高于变种或亚种的分类水平,支持其为独立物种。
  2.泰山花楸生境位于泰山玉泉寺景区船石附近(E117°05'0633,N36°16′4627),海拔1086m,生长空间为东高西低的缓坡,生长空间小。地块东靠山体,西临悬崖。土层薄,根部多石块。所在群落类型为针阔混交林,在100m2样方内共有植物35种,隶属于18科35属。优势种为油松(Pinus tabuliformis Carrière),花曲柳(Fraxinus rhynchophylla),连翘(Forsythia suspensa),山葡萄(Vitis amurensis)等,其中以连翘、山葡萄对其生长影响最大。泰山花楸属于小高位芽植物,群落中矮高位芽植物最多,约50%。泰山花楸周边群落分层明显,分为乔木层、灌木层、草本层,泰山花楸位于乔木层的下层。泰山花楸群落各层次的Patrick丰富度指数表现为草本层>灌木层>乔木层, Simpson优势度指数为乔木层>灌木层>草本层,Shannon-Wiener多样性指数为灌木层>乔木层>草本层,Pielou均匀度指数则是灌木层>乔木层>草本层。泰山花楸在群落中处于劣势地位,不利于其生存发展。从泰山花楸自然生境分析,地貌及群落对其生长繁育有一定影响。
  3.生态气候条件对泰山花楸的影响主要表现在极端天气条件对其授粉、种子形成、果实发育的影响上。果实发育期过高空气湿度影响种子的品质和产量;挂果期较高的湿度容易导致烂果,风速大容易导致果实提前脱落。
  4.对泰山花楸种子生物学的研究中发现,泰山花楸果实为球形小梨果,种皮无附属物。与其他花楸属植物种子相比,泰山花楸种子厚度和宽度最小,种子千粒重约为3.295g,种子含水量12.74%。泰山花楸种子发育不完全,饱满种子比率很低,仅为3.2%;从种胚的解剖情况看,大部分胚为不完全发育,有的甚至无胚,胚完全发育仅占4.3%。TTC法测种子活力为0.26,且染色不明显,活力极低。种皮对种子萌发的机械障碍作用不大。与其他花楸属植物类似,泰山花楸自然发芽率低,加之其种子具有深休眠性,对其催芽繁殖难度极大。种子发育不良、种胚质量差以及种子的发芽潜力低是泰山花楸濒危的重要因素。
  5.本研究以泰山花楸的叶柄、带顶芽茎段和种子为外植体进行了组培快繁研究。结果显示:(1)以叶柄为外植体,在MS+NAA0.1mg/L+6-BA1.0mg/L或MS+NAA0.1mg/L+6-BA2.0mg/L培养基上对叶柄愈伤组织的诱导效果较佳。(2)以带顶芽茎段为外植体培养,外植体较好的消毒方法是75%酒精40 s,氯化汞4 min,适合诱导培养基为WPM+IBA0.05 mg/L+6-BA1.0 mg/L,顶芽诱导后期容易褐化且生根困难,增殖培养基有待于进一步探索。(3)以种子为外植体进行胚培养,最佳消毒方法为75%酒精15 s,氯化汞15 min,适宜的诱导培养基为MS+6-BA0.5 mg/L+NAA0.05 mg/L+水解酪蛋白200 mg/L,并可促进其向丛生芽方向生长发育。另外变温处理有利于种子发芽,同时减缓内生菌滋生的速率。泰山花楸的组织培养技术体系尚需更进一步探索。
  6.根据泰山花楸生物学和生态学特征及其生存现状,提出了泰山花楸保护的技术方案。一是采取就地保护、恢复残存种、归化自然和建立离体保存基因库等措施实施保护;二是制定了泰山花楸环境保护规划;三是加强对泰山花楸生理学及环境中生物间相互作用的研究;四是加速濒危植物保护的法制建设与加强公众教育;五是加快具体复壮措施研究进程,研究建立泰山花楸的组织培养技术体系。
[硕士论文] 裴晶晶
森林经理学 浙江农林大学 2017(学位年度)
摘要:毛竹固碳在应对气候变暖问题上具有积极的作用。然而,伴随着全球温室效应的影响,极端天气频发,在不同程度上对毛竹生长造成一定破坏。尤其是极端高温干旱天气下的持续高温和自然降水的减少,不仅对毛竹植株造成破坏还对毛竹碳储量造成消极影响。本研究以2013年高温干旱灾害为气候背景,确定受灾样地并进行详细灾后调查和跟踪调查,采用直接收获法获取毛竹地上各部分生物量,设置健康样地进行对比分析,同时根据实际调查情况构造受灾指数和恢复指数对毛竹的受灾状况和恢复状况进行分析,结合以上数据和方法对毛竹受高温干旱的影响及其恢复能力分析得到如下结论:
  (1)样地的立竹密度、土壤厚度、土壤含水率和坡度等因子对样地内毛竹的受灾状况均有影响。随着立竹密度、土壤厚度或土壤含水率的增加,轻微受损的毛竹立竹比例越来越大于严重受损的毛竹立竹比例;然而坡度的增加,却使得轻微受损的毛竹立竹比例越来也小于严重受损的毛竹立竹比例。此外,Ⅰ度竹的死亡立竹比例相对其他立竹年龄的死亡立竹比例较高,并且随着立竹密度、土壤厚度或土壤含水率的增加,其死亡毛竹立竹比例有所下降;而随着坡度的增加,其死亡毛竹立竹比例有所增加。对立竹胸径对受灾程度的影响分析发现,胸径越小的毛竹其死亡立竹比例越大。
  (2)对毛竹受灾指数进行分析发现,Ⅰ度竹毛竹受灾指数在0.01~0.52之间,Ⅱ度竹毛竹受灾指数在0.02~0.14之间,Ⅲ度竹毛竹受灾指数在0~0.41之间;各样地受灾指数在0.06~0.34之间。毛竹样地受灾指数与Ⅰ度竹毛竹受灾指数关系密切;毛竹样地受灾指数与坡度之间存在较弱的正相关关系,除坡度外,其他因子与样地受灾指数之间几乎没有关系;受灾指数与碳储量减少量之间存在线性回归模型:y=0.0009x+0.0.0554,R2=0.6879,相关性极显著。
  (3)恢复能力分析发现,2015年受灾样地新竹株数为健康样地新竹株数的79%;2015年新竹株数只与2013年新竹株数之间存在极显著的正相关关系,线性回归模型为y=0.5051x+7.4765,R2=0.6342,相关性极显著。与健康竹林相比,灾后2年,受灾竹林的新竹地上部分碳储量(竹林的生产力)已恢复至77%的水平,竹林具有良好的自恢复能力。
  (4)对毛竹恢复指数进行分析发现,各样地恢复能力指数在0.41~1.11之间,其中样地恢复能力指数大于1的仅有一个样地(其值为1.1),其他样地恢复能力指数均小于1。受灾样地的毛竹恢复指数与毛竹受灾指数之间并不存在密切联系;毛竹样地恢复指数与坡度之间存在较弱的负相关关系;毛竹样地恢复指数与立竹密度之间存在显著的正相关关系;除坡度和立竹密度外,其他因子与样地受灾指数之间几乎没有关系。
[硕士论文] 王敏
林业 山东农业大学 2017(学位年度)
摘要:森林抚育间伐是对密度较大的林分实施的一种培育措施,其目的是改善林分生长环境,加速林木的生长速度,缩短林木的工艺成熟期,提高林分产量和质量。研究不同抚育方式和时间对森林生态系统的干扰,对重建、恢复森林生态系统固有功能及实现森林可持续经营管理有重要意义。本实验以油松(抚育间伐3年、5年、7年)、刺槐(抚育间伐3年、5年、7年)为研究对象,比较抚育间伐前后以及抚育间伐各阶段林分的生长状况。
  本文在研究过程中采用CI-110冠层分析仪及时得到林分郁闭情况,掌握林分的空间结构,并现场测量树木生长量,调查林下灌木、草本的种类和数量,室内测定分析土样。从油松、刺槐人工林郁闭情况、林木生长、林下植被多样性及林地土壤质量等方面,分析不同抚育间伐阶段的关键指标以及间伐效应,发现抚育间伐周期规律。经研究发现,在不同抚育间伐阶段油松和刺槐的抚育效果差异较大。研究结果如下:
  1、抚育间伐对冠层的影响
  经过抚育间伐,油松第5年的叶面积指数明显降低,到了第7年呈现出上升的趋势。但是刺槐却是在抚育间伐第5年叶面积指数的值达到最大。直射辐射透过系数和散射辐射透过系数反映的是林分的透光率,油松抚育间伐5年之后油松的胸径和冠幅都有增长,导致直射辐射透过系数和散射辐射透过系数减小,透光率下降,所以对于油松林,抚育间伐5年为一个最佳间伐期,比较刺槐林抚育间伐阶段的数据得出刺槐林在抚育间伐3年和7年的情况下能够达到最大的有效辐射。油松和刺槐抚育间伐第5年的叶倾角明显上升,到了第7年有所下降。
  2、冠层参数的相关性分析
  对油松、刺槐冠层参数的测定结果进行相关性分析,发现油松、刺槐的叶面积指数和平均叶倾角、直射辐射系数和散射辐射系数呈显著正相关关系, R2值证明相关性越显著,但比较这两种树种,显示刺槐的相关性更明显。分析叶面积指数和光合有效辐射的相关性得出随着叶面积指数的增大,光合有效辐射随之减少,呈现明显的负相关。
  3、抚育间伐对林分生长量的影响
  油松和刺槐的树高、胸径生长量在抚育间伐初期与对照林分相比增长趋势明显。油松和刺槐枝下高、冠幅、材积生长量抚育间伐后的与对照林分相比增长趋势不明显,效果不佳。依据每个抚育阶段增长量的平均数,判断油松、刺槐的抚育林和对照林效果差异,发现效果最好出现在抚育林第5年至第7年期间,最差的是对照林的第3年至第5年。
  4、抚育间伐对林下生物多样性的影响
  不同时间段的油松、刺槐抚育林的林分空间结构会有所变化,这也影响了林下灌木和草本的种类和数量。油松抚育林在间伐3年至5年期间,灌木种类只有荆条,多样性指数低,到第7年种类才有增加。刺槐抚育林在3年至7年期间灌木的生物多样性持续下降,草本的生物多样性持续上升。其中油松林抚育间伐7年的灌木层和草本层的多样性指数最大,刺槐林在抚育间伐3年的灌木层的多样性指数最大,在抚育间伐7年草本层的多样性指数最大。
  5、抚育间伐对土壤理化性质的影响
  油松、刺槐抚育林的总孔隙度以及田间持水量高于对照林,土壤容重低于对照林。抚育林pH值降低,有机质、全氮、全磷含量增加。
[硕士论文] 马雪松
森林培育学 山东农业大学 2017(学位年度)
摘要:土壤养分循环障碍是人工林地力衰退的重要成因,土壤微生物群落在土壤养分循环中发挥重要作用。磷是植物重要的矿质营养成分,对植物的生长和发育发挥重要作用。研究土壤解磷微生物类群演变动态,有助于阐明连作和轮作对杨树人工林土壤磷循环影响的微生态机制,为科学经营人工林提供理论依据。本研究基于宏基因组测序技术,分析了杨树人工林Ⅰ代林地和连作Ⅱ代林地的根际土和非根际土、Ⅱ代林地主伐后轮作花生地和轮荒地土壤中解磷微生物类群及磷代谢随不同连作和轮作方式的变化规律。研究结果如下:
  (1)在杨树人工林不同连作和轮作方式土壤中共检测出5种酚酸物质,分别为对羟基苯甲酸、苯甲酸、阿魏酸、香草醛和肉桂酸,酚酸类物质总量表现为Ⅱ代林>Ⅰ代林>轮作花生地>轮荒地。土壤理化性质在不同土壤样品中变化规律表现不同,pH、有机质和有效钾含量显著差异,全磷、有效磷、有效氮含量无显著性差异。
  (2)土壤样品中共检测到细菌域微生物类群8个门,分属厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、绿弯菌门(Chloroflexi)、疣微菌门(Verrucomicrobia)和浮霉菌门(Planctomycetes)。厚壁菌门丰度最高,其次是变形菌门和放线菌门。轮作降低了微生物群落多样性,Ⅱ代林土壤微生物群落多样性低于Ⅰ代林但差异并未达到显著水平。与Ⅰ代林相比,土壤微生物在属分类水平变化明显,Ⅱ代林、轮作花生地和轮荒地土壤中微生物种类减少,微生物群落结构发生改变。功能基因总丰度表现为Ⅰ代林>轮荒地>Ⅱ代林>轮作花生地。人工林连作后,参与复制、重组与修复,翻译、核糖体结构与生物合成功能的基因丰度降低。Ⅱ代林主伐轮作后,总体上功能基因丰度无显著变化。
  (3)杨树人工林不同连作和轮作方式土壤中共检测出9属解磷微生物。其中:细菌7属,分别为芽孢杆菌属( Bacillus)、假单胞菌属( Pseudomonas)、黄杆菌属(Flavobacterium)、类芽孢杆菌属(Paenibacillus)、慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)、泛生菌属(Pantoea)、沙雷氏菌属(Serratia);放线菌2属,为链霉菌属(Streptomyces)和节杆菌属(Arthrobacter)。芽孢杆菌属和假单胞菌属为优势菌群。泛生菌属、类芽孢杆菌和沙雷氏菌属分别为Ⅰ代林地、Ⅱ代林地和轮荒地独有菌群,但所占比例均低于0.1%。
  (4)杨树人工林连作、轮作和轮荒后,Ⅰ代林地和Ⅱ代林地解磷微生物占各样地解磷微生物总丰度的22.4%和23.1%,轮作花生地和轮荒地解磷微生物占各样地解磷微生物总丰度的26.8%和27.7%,与连作相比,轮作可以增加解磷微生物的数量。与Ⅰ代林地相比,Ⅱ代林地土壤中各属共有解磷微生物丰度均有不同程度增加。与Ⅱ代林地相比,主伐更新后轮作花生地和轮荒地土壤中芽孢杆菌属和假单胞菌属丰度分别增加19.9%和30.3%、20.4%和71.4%,而节杆菌属、慢生根瘤菌属、链霉菌属丰度则降低,且降幅均在50%以上。
  (5)杨树人工林根际解磷微生物总丰度显著低于非根际,芽孢杆菌属和假单胞菌属细菌在杨树根际土壤中显著低于非根际土壤,R/S值分别为0.6~0.7:1和0.4~0.7:1,而节杆菌属、慢生根瘤菌属、链霉菌属的丰度显著高于非根际土壤,细菌R/S值为4~7:1,放线菌R/S值为2~6:1。
  (6)在不同土壤中磷酸酶基因总丰度表现为Ⅰ代林地>轮荒地>Ⅱ代林地>轮作花生地。Ⅱ代林地主伐更新后,轮荒地磷酸酶基因总丰度升高,轮作花生地为各样本中最低。根际与非根际之间,Ⅰ、Ⅱ代林土壤磷酸酶R/S值分别为1.39和1.09,在Ⅱ代林中根际与非根际土壤磷酸酶丰度差异缩小,部分磷酸酶丰度甚至低于非根际土壤。Ⅱ代林根际土壤各磷酸酶丰度低于Ⅰ代林根际土壤。
  (7)与Ⅰ代林相比,Ⅱ代林土壤中有机磷转化作用强度降低16.63%,人工林连作降低土壤可利用磷的含量。Ⅱ代林主伐后,轮作花生地土壤中有机磷转化作用强度比Ⅱ代林升高32.36%,轮荒地土壤中有机磷转化作用强度比Ⅱ代林升高25.44%。轮作和撂荒可以增加土壤中可利用磷的供应,改善林地生产力。
[硕士论文] 张新宇
林业 山东农业大学 2017(学位年度)
摘要:磁化处理技术在农业和林业上的应用是较为成熟并且较早运用的一项技术。楸树是珍贵用材树种和观赏树种,但育苗困难影响了该树种在用材林营造和园林绿地中的应用。本文以3年生楸树埋根苗的当年半木质化枝条为试材,采用完全随机区组试验设计,研究了磁化毯+磁化水喷淋(MW+MR)、磁化毯(MR)、磁化水喷淋(MW)及对照(CK)4个处理对楸树嫩枝扦插生根的影响。通过对不同处理插穗生根率、扦插苗生物量积累和根系营养物质含量、扦插苗内氧化酶活性和内源激素含量的测定分析,以研究并阐明磁化处理对楸树嫩枝扦插生根的影响。结果表明:
  (1)楸树嫩枝扦插的生根类型属于混合生根类型,在扦插生根过程中,经过磁化处理的插穗基部易长出大量愈伤组织,并从愈伤组织部位和皮部易长出不定根。
  (2)不同磁化处理对楸树嫩枝扦插生根的促进作用有一定差异,以MW+MR组合处理效果最好,其次为MR处理及M W处理。其中, MW+M R处理的插穗根系粗壮、数量多、生长快、根系长、新梢生长生长量大、根系分级多。
  (3)MW+MR处理有利于促进插条生根,插穗生根率和根系效果指数分别为68.6%和109.56,均极显著高于MR、MW处理及CK(P<0.01);新梢平均基径和平均长度均显著高于MR、MW处理及CK(P<0.01);新梢叶片数量和叶片面积均显著高于MR、MW处理及CK(P<0.01)。
  (4)磁化处理对扦插苗细根形态有显著影响,其中 MW+MR处理、MR处理及MW处理的细根长度、直径、表面积和体积显著高于CK(P<0.01)。
  (5)楸树嫩枝插穗基部皮层中,可溶性糖、可溶性蛋白、总氮含量在楸树嫩枝扦插生根过程中呈现“升高-降低”的趋势,C/N比值呈现“降低-升高”的趋势。磁化处理嫩枝插穗营养物质含量均显著高于对照,其中MW+MR处理优于MR及M W。
  (6)楸树嫩枝插穗基部皮层中,POD、PPO、IAAO三种氧化酶活性与楸树嫩枝插穗不定根的产生和生长关系非常密切。在楸树嫩枝扦插生根过程中呈现不同的变化规律:POD活性呈现“升高-降低-升高-降低”的变化趋势,PPO的活性呈现“升高-降低”趋势,IAAO呈现“升高-降低”的变化趋势。磁化处理改变了生根过程中 POD、PPO及IAAO三种氧化酶的活性以及三种酶之间的相互关系。
  (7)楸树嫩枝扦插生根与内源激素有非常重要的联系。楸树嫩枝插穗基部皮层中, IAA、ABA、GA、ZR四种激素在楸树嫩枝扦插生根过程中呈现不同的变化趋势。IAA含量变化呈现“降低-升高-降低-升高”趋势,ABA含量变化呈现“升高-降低-升高”趋势,GA含量变化呈现“降低-升高-降低-升高”趋势。磁化处理与CK的内源激素变化也有显著的差异性,磁化处理后ZR含量变呈现“升高-降低-升高”的趋势,CK插穗内ZR含量呈现“升高-降低”的趋势。磁化处理对楸树嫩枝扦插苗内ABA和 GA的产生有抑制作用,对IAA和ZR的产生有促进作用。
  综上所述,磁化处理改变了插穗营养物质含量及比例关系,提高了相关氧化酶活性和促进生根内源激素水平,从而促进了插穗愈伤组织和不定根的形成,促进了根系生长。
[硕士论文] 尤誉杰
森林经理学 浙江农林大学 2017(学位年度)
摘要:本研究以浙江安吉县马尾松低效林为主要研究对象,利用带状补植阔叶树种和抚育目标树作为改造措施,探究其对马尾松林的林木生长、生物多样性、林分固碳增汇能力、林分截水蓄水能力和土壤肥力的影响,分别使用模糊综合评判法、灰色关联度法和主成分分析法对林分质量进行综合量化评价,最后使用拉开档次综合评价法统合这三种评价结果。研究结果:补植改造有利于提高林分蓄积、截水蓄水量、林分碳贮量和土壤肥力,促进灌木与草本植物物种种类增加。抚育处理可以显著提高林分蓄积,对灌木多样性、草本多样性、林分碳贮量和截水蓄水量无显著影响;改造前期,相比抚育处理,未抚育更有利于提高土壤肥力;但改造后期,抚育与未抚育无显著性差异;从长远角度考虑,抚育改造有利于林分碳贮量和土壤肥力的提高。林分质量综合评价结果:改造后期抚育>天然马尾松阔叶混交林>改造后期未抚育>改造中期未抚育>改造中期抚育>改造初期抚育>改造初期未抚育>马尾松低效林;补植阔叶树种可以显著提高林分综合质量。长期来看,抚育处理比未抚育处理更有益于提高林分综合质量。通过探讨两种改造模式对林分多功能的影响,为优化马尾松低效林经营模式提供借鉴。
[硕士论文] 齐菲
植物学 内蒙古大学 2017(学位年度)
摘要:兴安落叶松(Larix gmelinii)是中国东北地区荒山造林和森林更新的主要树种,因其材质优良,所以也为建筑、木材加工,木纤维工业等提供原料,具有巨大的经济价值。纤维素合酶(Cellμlose Synthase)是纤维素生物合成途径中的一个关键酶,它的表达丰度可以直接影响到纤维素的合成,进而对木材材质实现有效调控。因此研究兴安落叶松CesA基因的表达调控机理和功能特性意义非凡。
  本研究利用兼并PCR和RACE-PCR技术分离了兴安落叶松纤维素合酶基因(命名为LgCesA3),并对该基因的功能和表达特性进行了分析。LgCesA3基因的cDNA全长为4220bp,其中包含3297bp的开放阅读框(ORF)、531bp的5'-UTR和392bp的3'-UTR,编码1099个氨基酸。LgCesA3基因的DNA全长为7255bp,包含14个外显子和13个内含子。亚细胞定位结果显示LgCesA3∷GFP融合蛋白信号在细胞膜周围被检测到,因此推测LgCesA3定位于细胞膜上。为了调查LgCesA3的表达调控机理,利用基因组步移的技术克隆了1180bp的LgCesA3启动子序列。序列分析显示,该基因的启动子区域包含水杨酸、茉莉酸甲酯等植物激素应答原件,光诱导元件以及干旱、机械压力等非生物胁迫相关的应答元件。实时荧光定量PCR检测结果显示,LgCesA3在兴安落叶松的根、茎、叶中均稳定表达,茎中的表达量要远远高于根和叶。同时LgCesA3基因的表达受外源激素茉莉酸甲酯和水杨酸的诱导,但在15%PEG和GA3处理条件下,该基因表现出先升高后下降的表达趋势。为了深入研究LgCesA3的功能和异源表达特性,构建了pBI101-LgCesA3双元表达载体,并通过农瘤杆菌介导的花序浸染法获得了转基因拟南芥。RT-PCR和酶活性检测结果证实了LgCesA3在转基因拟南芥中的稳定表达。超表达LgCesA3基因拟南芥的表型分析结果显示LgCesA3基因的过量表达促进了转基因拟南芥植株中纤维素的积累。
  以上研究结果表明,可通过对纤维素合成路径中的关键酶CesA进行遗传修饰调控纤维素的生物合成,进而有目的地改良材质。该研究成果亦为深入研究兴安落叶松LgCesA3基因的表达调控机制以及利用该基因进行木本植物的材质改良奠定了基础。
[硕士论文] 薛嵩
自然地理学 延边大学 2017(学位年度)
摘要:东北地区森林乔木层多样性在延纬度和海拔梯度上有明显的的非线性趋势,延纬向上呈现单峰值变化趋势,峰值偏向纬度较低一侧,在N44~N45区域,群落多样性指数在海拔600~900m区域内取得最大值,同时也在此区域海拔1500m以上区域取得多样性指数最低值,在此纬度带两侧乔木层多样性均有所下降,且向低纬度地区下降趋势明显高于趋向高纬度地区。
  不同坡向上乔木层多样性差异显著。阳坡与阴坡对比,阴坡坡多样性指数随纬度呈现明显的“单峰”趋势,阳坡坡多样性指数分布随纬度呈现明显的“U”型趋势;阳坡乔木层树种径级分布为“S”型,趋于正态分布,群落结构稳定,而阴坡径级分布呈现倒“J”型,群落抗干扰能力较弱。半阳坡与半阴坡对比,二者乔木层多样性分布呈现一定的对称性,径级分布上,半阴坡的正态分布趋势优于半阳坡,且半阴坡树种平均代谢速率普遍高于半阳坡。
  白桦林、椴树林、蒙古栎林、兴安落叶松林乔木层树种多样性差异显著,树种平均代谢速率分布区间范围差异明显,但径级分布结构相似,群落结构稳定性程度有一定相似性。
  26种主要树种潜在分布区,有明显的的坡向差异,大致分为阳坡适宜分布树种:春榆、黑桦、槲树、黄檗、樟子松、蒙古栎,阴坡适宜分布树种:臭冷杉、鱼鳞云杉、紫花槭,无明显坡向分布树种:白桦,暴马丁香,大果榆,风桦,红松,胡桃楸,花曲柳,櫰槐,黄花落叶松,糠椴,毛赤杨,色木槭,山杏,山杨,水曲柳,油松,紫椴。高大山系山脊线往往是划分树种最适潜在分布区的重要因素,尤其是大兴安岭山脉;长白山和大兴安岭南端不同坡向区域是多种树种的最适分布区。
[硕士论文] 郭晓梅
森林培育 浙江农林大学 2017(学位年度)
摘要:竹子传统杂交与选择育种困难,造成育种水平滞后,成为竹产业进一步提升的限制因素。转基因是有效育种手段,但是竹子再生比较困难,遗传转化成功的报道很少。本研究主要从两方面入手,一方面通过非组培转基因研究,避开竹子组培再生的难题;另一方面是对能够促进植物再生的基因如DhNiR(Dendrocalamus hamiltonii,Dh)进行研究,通过将促进再生基因整合入双元表达载体,以提高竹子再生与转化效率。本试验的目的是分别将这两种方法应用到竹子中,使竹子的转化效率得到有效的提高。
  本项目首先以毛竹种子为实验材料,用农杆菌介导植物萌动种子基因转化方法将CP4-EPSPS基因成功转化到毛竹种子中,成功获得了转基因植株。试验结果如下:在共培养时,菌液浓度以OD600=0.07为最适浓度,太低或过高的浓度都不利于苗的转化和萌发;且共培养液中加入400μmol·L-1乙酰丁香酮,可使出苗率提高8%左右;经PCR分子验证获得1株毛竹转基因植株。
  其次是对转DhNiR基因水稻进行后代性状分析,试验结果如下:以转DhNiR的T2代水稻成熟种子和野生型水稻成熟种子为试验材料,经愈伤组织诱导及增殖后,选取生长良好的致密愈伤组织进行分化培养,愈伤诱导率和苗分化时间上均表现出差异,转DhNiR的水稻愈伤组织在转入分化培养基第25天时绿点愈伤率达到了100%,而野生型水稻绿点愈伤率仅为56.37%,且苗分化时间比野生型水稻早5天左右,表明DhNiR在水稻再生能力提高方面有促进作用;以转DhNiR基因的水稻和野生型水稻的叶片、茎、根、愈伤组织为样本,测定各个样本中的亚硝酸还原酶活性,转DhNiR基因水稻各部分组织的亚硝酸还原酶活性均高于野生型水稻,且达到了极显著差异;对转DhNiR水稻和野生型水稻的种子、叶片及根分别进行硝酸盐和亚硝酸盐含量测定,结果显示转DhNiR基因水稻各部分组织中的硝酸盐和亚硝酸盐含量也普遍高于野生型水稻。
[硕士论文] 孔倩倩
林木遗传育种 山东农业大学 2017(学位年度)
摘要:栎属约有(Quercus L.)450种,分布范围非常广泛,是重要的集观赏价值、经济价值、生态价值为一体的种属。我省为麻栎( Quercus acutissima)和栓皮栎( Quercus variabilis)主要分布区之一。近些年,随着人类生产活动,原生的麻栎和栓皮栎遭到破坏,本文通过搜集山东省27个麻栎半同胞家系和19个栓皮栎半同胞家系种子并培育成林。根据AFLP(Amplified fragment length polymorphism)分子标记技术的试验结果,分析麻栎和栓皮栎,二者各自的遗传多样性、遗传结构和亲缘关系情况;对其进行1年生、5年生和8年生苗、叶生长指标测定,选育出优势速生家系,为麻栎、栓皮栎种质资源评价、保护以及利用提供理论依据。试验结果如下:
  1.麻栎的遗传多样性分析:从64对引物组合中,选取8对重复性好、多态性高的引物组合,结果显示,72份种质在8对引物中共扩增出1440条谱带,多态带比例为100%。平均观测的等位基因数Na=2.0、平均有效等位基因数Ne=1.2638、平均Nei's基因多样性H=0.1731和平均Shannon信息指数I=0.2871,表明72份麻栎种质之间的遗传多样性较高;72份种质之间的遗传一致度(In)介于0.3048-0.7597。来自同一家系的单株,大都首先聚在一起。72份麻栎种质中有61份种质产生特异性条带,通过特异性条带可鉴别出84.7%的种质,并且产生特异性条带数为209个,全部是单态带,没有缺失带。麻栎9个半同胞家系的多态带比例从42.17%到54.29%不等,平均多态带比例为48.72%。多态带比例由大到小为:石榴园32号>蒙阴50号>地震台39号>龙口48号>三阳观22号>莱阳52号>东泊子43号>红门16号>徂徕山46号。
  2.麻栎的遗传结构:9个半同胞家系间的遗传分化度Gst=0.2478,基因流(Nm)为1.6517,表明遗传变异主要来自于家系内部且不同家系间有一定的基因交流。9个半同胞家系的遗传一致度(In)介于0.9082~0.9808之间,平均值为0.9507;遗传距离(D)介于0.0194-0.0753之间,平均值为0.0493,不同家系间遗传相似性较大;在遗传距离D=0.044处,可将9个麻栎半同胞家系分成4类。用Metal检验遗传距离(D)与地理位置之间的关系,可得出二者不存在相关性(r=0.1133,p=0.7169)。
  3.栓皮栎的遗传多样性分析:从64对引物组合中,选取8对多态性较好、重复率高的引物组合,结果显示,82份种质在8对引物中共扩增出1438条谱带,多态带比例为100%。平均观测的等位基因数Na=2.0、平均有效等位基因数Ne=1.2903、平均Nei’s基因多样性H=0.1868和平均Shannon信息指数I=0.3050,表明栓皮栎半同胞家系之间的遗传多样性处于较高水平;82份种质之间的遗传一致度(In)介于0.3229-0.7010。来自同一家系的单株,并非首先聚在一起,说明栓皮栎家系内存在一定的变异。82份栓皮栎种质中,产生特异性条带的有60份种质,通过特异性条带可以检测出73.17%的种质。82份种质共检测出176个特异性条带,全部是单态带,没有缺失带,12个半同胞家系的多态带比例介于36.61%-59.81%之间,平均多态带比例为47.92%。各家系的遗传多样性按多态带大小排序可以得出:崂山49号>平度51号>昆嵛山54号>费县45号>石榴园7号>红门5号>海阳55号>三阳观26号>邹城47号>沂源44号>地震台9号>普照寺11号。
  4.栓皮栎的遗传结构:12个半同胞家系间的遗传分化度(Gst)为0.2671,基因流(Nm)为1.3860,表明遗传变异主要来自于家系内部且不同家系间有一定的基因交流。12个半同胞家系的遗传一致度(In)介于0.9178~0.9857之间,平均值为0.9461;遗传距离介于0.0144-0.0861(PD51和DZ9)之间,平均0.0509,不同家系间遗传相似性较大;在遗传距离(D)为0.05处被12个栓皮栎半同胞家系分成4类。用Metal检验检测栓皮栎遗传距离(D)与地理位置之间的关系,得出二者之间不存在相关性(r=0.1287, p=0.8428)。
  5.麻栎速生家系的选择:通过测定并分析一年生、五年生和八年生麻栎的生长指标,利用统计软件SAS9.2分别对数据进行聚类分析,初步在黄岛麻栎27个麻栎半同胞家系中选择速生家系,泰安三阳观24号(SY24)、泰安三阳观29号(SY29)、泰安徂徕山46号(CL46)和烟台莱阳52号(LY52)共计4个速生半同胞家系。
  6.栓皮栎速生家系的选择:通过测定并分析一年生、五年生和八年生栓皮栎的生长指标,利用统计软件SAS9.2对数据进行聚类分析,初步在黄岛栓皮栎19个半同胞家系中选择速生家系,泰安三阳观23号(SY23)、泰安石榴园35号(SL35)和泰安地震台37号(DZ37),共计3个速生半同胞家系。
[硕士论文] 刘俊霞
土壤学 浙江农林大学 2017(学位年度)
摘要:植硅体是高等植物根系通过主动或被动方式吸收土壤中的可溶性单硅酸(H4SiO4),在植物细胞壁、内腔和细胞间隙沉淀形成的非晶质二氧化硅矿物。植硅体形成过程中被包裹于植硅体内的有机碳被称为植硅体碳(phytolith-occluded carbon,PhytOC),由于植硅体具有耐高温、抗分解等特性,植硅体碳可在土壤中积累、保存数千年甚至上万年之久。因此,植硅体碳被认为是增加土壤长期稳定性碳封存的重要途径之一。
  毛竹是典型的硅超富集禾本科植物,广泛分布于长江流域以及南方各省,是我国分布最广,面积最大的竹种,具有生长速度快、生物量大、生态效益显著等特点,并且具有较高的植硅体积累能力,是一个巨大的植硅体碳汇库。开展母岩与竹龄对毛竹林生态系统植硅体、植硅体碳的影响研究,探讨影响植物生态系统植硅体、植硅体碳产生及稳定性的因素,可为估测森林生态系统植硅体碳汇潜力提供理论依据。本文研究了不同母岩类型(花岗岩、砂页岩、凝灰岩)和不同竹龄(1年生、3年生)条件下毛竹林生态系统不同器官及土壤的植硅体、植硅体碳积累和空间分布特性,同时对不同母岩发育土壤上毛竹林生态系统的植硅体碳储量进行了估算。
  本研究选取种植在发育于不同母岩(花岗岩、砂页岩、凝灰岩)土壤上的毛竹林作为研究对象,并采集不同竹龄(1年和3年)的毛竹植株上的不同器官样品和0~10cm、10~30 cm、30~60 cm、60~100 cm土层的土样。植物和土壤样品中的植硅体采用微波消解方法提取,而PhytOC含量则采用碱性溶液法测定。主要结果和结论如下:
  1.母岩与竹龄对毛竹竹叶中硅、植硅体、干物质植硅体碳含量均有显著影响。不同母岩发育土壤上竹叶中植硅体和干物质植硅体碳的平均含量分别按如下顺序递减:花岗岩(105.81 g·kg-1)>砂页岩(93.50 g·kg-1)>凝灰岩(59.40 g·kg-1)和花岗岩(6.39g·kg-1)≈砂页岩(6.37 g·kg-1)>凝灰岩(3.33 g·kg-1)。竹叶中植硅体、植硅体碳、干物质植硅体碳含量在不同竹龄间均为3年生>1年生。母岩对3年生竹叶中硅和植硅体含量有显著影响,其大小顺序为砂页岩>花岗岩>凝灰岩。
  2.毛竹不同器官中植硅体、植硅体碳、干物质植硅体碳含量间均存在显著差异:不同器官间植硅体含量依次表现为叶(59.40~105.82 g·kg-1)>枝(14.40~17.60 g·kg-1)>茎(0.92~1.36 g·kg-1);毛竹不同器官中的干物质植硅体碳含量按如下顺序递减:叶>枝>茎,而植硅体中碳的含量变化规律恰好相反,为茎>枝>叶。毛竹叶、枝、茎中硅和植硅体含量,在不同竹龄均表现为3年生>1年生;而植硅体中碳的含量表现出与硅和植硅体相反的规律,均表现为1年生>3年生。
  3.不同母岩发育土壤中的植硅体含量在剖面中的分布差异较大,花岗岩发育土壤上大致表现为随土层的不断加深而逐渐减少;砂页岩与凝灰岩发育土壤上植硅体剖面变异则并未随土层的加深而逐渐降低,在30~60 cm以及60~100 cm土层却出现略有增加的趋势。0~10 cm表层土中植硅体含量在三种母岩之间差异显著,变化范围为29.06~63.17 g·kg-1。3种母岩发育土壤植硅体碳的含量在剖面中均表现出随土层深度的增加而逐渐降低的趋势;PhytOC/TOC则随土层深度的增加而逐渐增大。
  4、不同母岩发育土壤上的毛竹林生态系统中植硅体碳总储量表现为花岗岩(1814.30 kg·ha-1)>砂页岩(1274.19 kg·ha-1)>凝灰岩(881.79 kg·ha-1)。整个生态系统各组分中的植硅体碳储量,均以土壤所占比例最大,变化范围为94.26%~97.66%。不同母岩发育土壤上毛竹生态系统各部分植硅体碳储量大小依次表现为土壤(831.15~1771.78 kg·ha-1)>叶(15.19~24.03 kg ha-1)>茎(16.85~18.37kg·ha-1)>枝(6.43~13.31 kg·ha-1)。
  5.土壤和毛竹不同器官中的植硅体含量、植硅体碳含量和硅含量之间的相关性研究显示:竹叶中植硅体含量或干物质植硅体碳含量与硅含量之间均有显著的正相关;毛竹竹叶和竹枝中植硅体中碳的含量与植硅体含量间均无显著相关关系;对发育不同母岩土壤上种植的毛竹,其竹枝和竹茎中植硅体含量与硅含量之间大多无显著的相关性;竹枝、竹茎中干物质植硅体碳含量与植硅体含量之间均有显著正相关;土壤中植硅体含量与硅含量之间无显著的相关性,但毛竹竹叶中植硅体含量与土壤硅含量之间存在显著的正相关;土壤植硅体碳储量与土壤植硅体含量之间存在显著的正相关。
  基于上述研究结果可以得出如下结论:(1)毛竹不同器官中硅、植硅体及干物质植硅体碳含量存在显著性差异归因子发育于不同母岩土壤的硅含量的不同;(2)毛竹不同器官中干物质植硅体碳含量和硅之间以及土壤中植硅体含量与竹叶硅含量之间存在显著的相关性说明,选择高硅含量的土壤和高PhytOC含量的植物种植可以为不同农业生态系统中提高陆地长期封存碳汇提供机会。
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