植物的叶片和细根是植物地上部分和地下部分最重要的营养器官,其碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征反映了植物的养分限制状况及叶片与细根间的协同作用,开展叶片与细根化学计量关系的研究,对认识植物养分利用策略及元素间平衡关系有重要意义.对西北干旱区21种荒漠植物叶片与细根C、N、P含量进行了测定,分析了 C、N、P含量及其计量比在不同生活型及不同器官间的关系.结果表明:1)西北干旱区荒漠植物叶片与细根C含量相对稳定,叶N、P含量高于细根,说明在干旱生境中,植物对养分的分配侧重于地上部分,以完成其正常的生命活动;叶片与细根的N∶P无显著差异,有明显的保守性,表明植物地上与地下部分养分吸收策略与分配规律具有一致性;2)不同生活型植物叶片和细根的C、N、P含量及C∶N、C∶P存在显著差异,灌木与禾草具有较高的C∶N和C∶P,杂类草具有较高的N、P含量,说明灌木与禾草倾向于保守型养分适应策略,杂类草倾向于快速生长的资源竞争策略;3)21种荒漠植物叶片与细根N、P含量间均存在显著的正相关关系,表明西北干旱区荒漠植物体内N、P元素间存在相互作用;4)植物叶片与细根间C、N、P含量及C∶N、C∶P存在等速生长关系,表明植物光合产物和养分在地上与地下部分间的分配具有平行的比例关系,但这种关系受生活型影响.上述结果表明西北干旱区不同生活型植物在恶劣生境中存在不同的养分适应策略,且地上与地下部分的养分利用策略及分配规律存在协同作用,这为进一步认识西北干旱区荒漠植物的养分利用策略提供了试验基础.

半耳箬竹[Indocalamus semifalcatus(H.R.Zhao et Y.L.Yang)T.P.Yi]在原始文献中仅有部分营养器官的描述.该文通过野外居群调查、室内体视解剖和扫描电子显微镜(SEM)观察,新增了半耳箬竹的花器官描述和叶下表皮微形态特征,完善了其营养器官的性状描述,更新了其地理分布.结果表明:(1)繁殖器官性状:花序为圆锥状,小穗及小穗轴密被白色短柔毛,颖片、外稃及内稃光滑无毛,雄蕊3枚,花药紫红色,柱头2,白色,羽毛状.(2)营养体性状:秆高达4.5 m,径达2 cm,箨耳半镰形或微弱,箨片直立紧贴秆,叶耳微弱或无,叶舌上具较发达的纤毛;叶片两面同色且无毛.(3)叶下表皮微形态特征:气孔器凹陷不可见,8～10个长乳突平铺覆盖气孔,硅质体马鞍形,未见有大毛和刺毛.(4)新分布区域1个,即贵州省贵阳市观音山.该种与箬叶竹(I.longiauritus Hand.-Mazz.)最为相似,主要区别在于该种的箨鞘和叶鞘上具有半镰形的箨耳或箨耳缺失,秆高达4.5 m,径达2 cm.

为解析桃金娘表型性状多样性及其种源间关系,该文以20个不同来源的桃金娘为研究对象,在同质园栽培条件下,对其营养器官和花器官表型性状进行观测,采用方差分析、变异分析、Shannon-Wiener多样性指数分析和聚类分析等方法,探讨不同种源桃金娘表型性状多样性.结果表明:(1)不同种源桃金娘表型性状存在显著差异(P＜0.05),Shannon-Wiener多样性指数均值在1.35以上,表型性状多样性丰富.(2)种源内表型性状变异系数均值在10.81％～63.75％之间,种源间的变异系数均值在13.08％～74.04％之间,种源间变异(23.33％)高于种源内变异(19.79％),营养器官变异(29.52％)高于花器官变异(14.06％).(3)部分性状存在极显著或显著相关性,株高与分枝数呈极显著负相关,而与叶长、叶宽和叶面积等却呈显著正相关.(4)在欧式距离10处,20个种源桃金娘可分为A、B、C三类,A类包含8个种源,该类种源表现为植株高大、分枝少、叶大和花大等特征;B类包含11个种源,该类种源表现为株高中等、叶较大和花中等等特征;C类仅包含1个种源,表现为植株低矮、分枝多、叶小和花小等特征.该研究结果为桃金娘新品种选育及目标性状研究提供了理论依据和物质材料.

为探究黄淮冬麦区测墒补灌节水条件下协同提高小麦产量和水氮利用效率的氮肥管理措施,以小麦品种'烟农1212'为材料,在拔节期和开花期将各处理 0～40 cm土层土壤相对含水量均补灌至 70%条件下,设置3 个施氮水平,即150(N1)、210(N2)和 270 kg·hm-2(黄淮冬麦区常规施氮量,N3),研究施氮量对小麦开花后旗叶光合特性、13 C同化物积累与转运及水氮利用效率的影响.结果表明:N2和N3处理开花后14～35 d旗叶光合能力显著高于N1处理,N2与N3处理间差异不显著.13 C同位素示踪结果显示,N2处理开花后营养器官13C同化物转运量比N1和N3处理分别高 12.1%和 7.1%,成熟期13C同化物在籽粒中的分配量比N1和N3处理分别高10.1%和5.3%.施氮量亦调节了小麦不同生育阶段的耗水量、耗水模系数和总耗水量,小麦全生育期耗水量表现为N2与N3处理无显著差异,但均显著高于N1处理,N2处理拔节至成熟期阶段耗水量和耗水模系数均较高.N2处理水分利用效率比N3和N1处理分别高 7.5%和 4.8%,籽粒产量比N3和N1处理分别高4.7%和10.9%,氮肥偏生产力比N3处理高 34.6%.综合考虑小麦籽粒产量和水氮利用效率,施氮量为210 kg·hm-2处理为研究区测墒补灌节水条件下的最佳施氮量.

氮肥运筹对提高作物产量、降低化肥投入量具有重要意义.通过田间试验,研究3个施氮量(N1:60 kg·hm-2;N2:120 kg·hm-2;N3:180 kg·hm-2)和 3 个施氮时期(T1:全部基施;T2:2/3 基施+1/3 现蕾初期追施;T3:1/3基施+1/3分茎初期追施+1/3现蕾初期追施)对西北旱区胡麻干物质积累、转运、分配及籽粒产量的调控效应.结果表明:2020年和2021年,施氮120 kg·hm-2(N2)处理胡麻干物质积累量、花前干物质转运量及其对籽粒的贡献率比其他处理分别高5.47％、34.87％、6.63％和4.00％、17.57％、4.54％;胡麻籽粒产量较其他处理提高4.29％和5.11％;不同施肥时期下,2/3基肥+1/3现蕾初期追施处理(T2)显著促进了胡麻的生长发育;施氮量和施肥时期对胡麻干物质积累量、成熟期干物质分配量、花前营养器官干物质转运量和花后干物质输入籽粒的量的互作效应均达显著水平;其中,120 kg·hm-2氮肥按2/3基肥+1/3现蕾初期追施处理(N2T2)的胡麻干物质积累量、成熟期籽粒干物质分配量显著高于其他处理;2020年和2021年,花前营养器官干物质转运量、花后干物质输入籽粒的量和籽粒产量较传统施氮模式(N3T1)分别增加49.43％、24.52％、7.29％和37.30％、9.90％、9.11％;胡麻现蕾期至成熟期干物质积累量、胡麻籽粒产量均与胡麻产量性状呈显著正相关,有效果数和每果粒数增加是胡麻籽粒产量提高的主要原因.120 kg·hm-2氮肥按2/3基肥+1/3现蕾初期追施有利于促进胡麻干物质积累,提高花期干物质对籽粒的贡献率和籽粒干物质分配量,增加有效果数和每果粒数,进而提高胡麻籽粒产量,是胡麻高产的适宜氮肥管理方式.

叶片是植物重要的营养器官,叶缘锯齿(裂刻)在生产实践中有多种优势,叶缘锯齿调控研究对作物育种、生产实践具有指导意义.本文梳理了叶缘锯齿形成的调控机制,植物激素、基因表达、miRNA等协同作用调控叶缘锯齿形成.生长素(Auxin)在叶缘的不平衡积累能促进锯齿产生,细胞分裂素(CK,cytokinins)依赖Auxin在叶缘的积累促进叶形复杂度,而赤霉素(GA,gibberellin)负调控叶形复杂度.归纳了植物激素与基因参与叶缘锯齿形成的3条主要作用通路:TCP-CUC-PIN1-Auxin、KNOX-GA/CK、LMIl-CK.miR164、miR319、polycomb group表观遗传修饰和a-1,2糖基转移酶等也参与叶缘锯齿形成.研究表明环境因子温度和光强通过KNOX-GA通路调控叶片发育,高温和低光强均能降低叶形复杂度.不同植物控制叶缘锯齿性状的遗传机制存在较大差异.叶缘锯齿相关基因发掘以经济作物研究较多,未来果树育种应着手推进赏食兼用研究.

研究了海拔对青藏高原东缘不同海拔12个居群弯齿风毛菊繁殖特征的影响.结果表明:弯齿风毛菊的个体大小、繁殖器官和营养器官生物量、每株头状花序数量及种子总数量均随海拔的升高而减小,而每个头状花序质量和种子百粒重随海拔的升高而增加,表明弯齿风毛菊可以通过减小个体大小来降低资源消耗,把获取的有限资源分配到繁殖部分以达到繁殖成功.为了保证顺利完成有性繁殖,繁殖分配随海拔升高而增大.弯齿风毛菊头状花序的数量与大小、种子数量与百粒重之间均存在资源分配上的权衡,以此来适应环境胁迫,提高自身的适合度.

为探究高山植物生殖分配策略以及分析唐古特雪莲花部特征对海拔梯度的响应机制,该研究利用采样调查法和烘干称重法,对分布在青藏高原东缘不同海拔14个居群的唐古特雪莲花部特征和生殖分配进行了研究.结果表明:(1)繁殖分配随个体大小(地上生物量和株高)的增大呈线性递减趋势.(2)花期植株地上生物量、株高、管状小花数目、繁殖器官及营养器官生物量均随海拔升高呈线性递减趋势,管状小花生物量随海拔升高呈线性递增趋势.(3)花期管状小花数量及大小、繁殖器官生物量与营养器官生物量、雄蕊重量和雌蕊重量以及花粉数目与花丝长度之间均存在权衡现象.由此推论:(1)海拔作为外界因子对唐古特雪莲花部特征具有显著的影响,个体大小对其繁殖分配也存在潜在调控作用.(2)在不同海拔梯度上,唐古特雪莲有效地整合了有限的资源,其适应性特征之一就是通过减小个体大小来削弱营养生长以达到促进生殖生长的目的.

以大豆栽培品种‘中黄13’为试验材料,在筛选合适的盐胁迫及烯效唑(S3307)浓度基础上,采用大豆幼苗期盐胁迫以及叶面喷施S3307的方法,分析比较相关生理指标及营养器官(根、茎和叶)解剖结构的差异,从组织结构形态和生理两方面探讨叶面喷施S3307对大豆苗期盐胁迫的缓解效应及其作用机制.结果显示:(1)与正常生长的对照相比,盐胁迫下大豆根和叶中硫代巴比妥酸反应物的含量均显著增加,叶绿素含量显著降低;而且叶片较薄,海绵组织和栅栏组织细胞排列混乱;根部中柱所占比例较对照明显变小,但皮层所占比例变大,外表皮细胞向内凹陷,次生导管平均孔径较小且含有侵填体;茎部解剖结构的变化与根部相类似.(2)叶面喷施80 mg/L S3307后,盐胁迫大豆植株根和叶中硫代巴比妥酸反应物和叶绿素含量均恢复到接近对照的水平,且根、茎和叶解剖结构变化介于正常对照与盐胁迫处理之间.研究表明,叶面喷施80 mg/L S3307能够有效缓解盐胁迫对大豆的伤害,且这种缓解作用与叶片细胞膜伤害、光合色素含量以及根、茎和叶内部组织结构改变有关,叶面喷施S3307可能是生产上提高大豆耐盐性的一种有效措施.

以金山荚蒾(Vibumum chinshanense Graebn.)末端小枝为研究对象,通过野外调查,研究不同程度(轻度、中度、重度)石漠化生境对金山荚蒾小枝的生长形态、生物量积累及分配的影响.结果表明,在石漠化地区,金山荚蒾的小枝生物量积累受到抑制,且随石漠化程度的加剧而增大,其中,小枝花的生物量相比茎、叶下降幅度最小.与无石漠化地区相比,金山荚蒾小枝的形态指标(叶片数、叶面积、比叶面积、茎长、茎径)均显著降低,且石漠化对植物小枝茎长的抑制作用大于茎径,而叶面积受到的抑制程度最大.金山荚蒾在轻度、中度石漠化地区尽可能通过提高叶生物量比、降低茎生物量比来适应石漠化生境;但金山荚蒾在3种不同程度石漠化生境中均以提高花生物量比来增加生殖投入,从而保证其繁殖能力和种群延续;其通过减小茎、叶等营养器官投资的策略来适应严苛生境,最大程度维持生态系统的格局和稳定.