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林业科技信息简报2018年第7期

[作者:科管处情报中心  来源:网络采编  时间:2018-9-25  阅读:273次][字体:字体颜色]
 

 

 

 

 

林业科技信息简报

 

 

 

7

 

 

 

(总第210)

 

 

新疆林科院科管处情报中心                                  20189

植物生态

白刺属植物资源及其利用

白刺属植物( Nitraria L.) 在植物分类上属于蒺藜科( Zygophyllceae),但也存在分类学争论,认为可单独成科,一些中国学者也从孢粉形态胚胎学等角度,支持这种观点白刺是旱生或超旱生植物,对生境的适应性强,使其成为荒漠区风沙地区优势植物,可以防风固沙,对维护荒漠生态稳定有重要的作用同时,白刺属植物的果实叶片可用作饲料,还含有次生代谢物质,具有药用价值因此,自发现以来,对白刺的系统研究和利用一直受到人们的重视

1 中国的白刺资源

中国是白刺属植物的主要分布区,特别是西部北部的荒漠沙地盐碱地和戈壁等,为白刺属植物提供了天然的生境,也使白刺属植物成为中国西北部的重要植物资源目前,中国境内已确定的白刺属植物有7种,包括一个欧亚共有种——盐生白刺白刺主要分布于新疆甘肃内蒙古宁夏陕西青海和西藏地区;东北部沿海也有分布,但较少因为将N. sinensis  Kitag.单列,所以也有中国境内存在8种白刺的报道唐古特白刺和毛瓣白刺为中国特有种唐古特白刺在中国的西藏及北部西北部各省区都有分布,常作为中国白刺研究和利用的选择植物

内蒙古新疆甘肃是白刺属植物存在较多的地区,都有5种以上分布在新疆,有大白刺唐古特白刺球果白刺帕米尔白刺西伯利亚白刺等,在新疆塔里木盆地周缘和准格尔盆地均有分布在甘肃,有5种白刺,分别是大白刺唐古特白刺球果白刺毛瓣白刺西伯利亚白刺,分布于河西地区和景泰丁西等县在内蒙古自治区境内分布种数和种类与甘肃情况一样除西伯利亚白刺在从呼伦贝尔到阿拉善均有分布外,其他植物种主要分布与内蒙古西部的荒漠草原和荒漠区在生境严酷的环境中,球果白刺是强旱生植物,西伯利亚白刺则在盐生荒漠占优势,而其他种则更多在潜水沙地建群,属潜水旱生植物

2 白刺资源的开发利用及展望

白刺属植物大多分布于干旱半干旱区,是耐旱耐盐灌木因为白刺喜沙积沙,沙埋后可以生不定根,继续滋生繁衍,在风沙区形成不同大小的白刺沙堆,对防风挡沙固定流沙等能产生巨大效益据报道,高2m冠幅11.3m×10.3m 的白刺沙包,可积沙2 231.3m3,可见行使的生态保护功能巨大

在民间,对白刺的利用由来已久白刺属植物耐干旱抗风沙,是优良的固沙植物,也是干旱半干旱区的饲料来源如西伯利亚白刺唐古特白刺的果实嫩枝条可作为羊骆驼的低等饲料,粗蛋白占干物质的15% 以上,在饲料缺乏时,营养补给作用明显白刺也是传统上的民族植物药来源,炮制中药可健脾胃滋补强壮,调经活血,主治身体虚弱气血两亏脾胃不和消化不良月经不调腰腿疼痛等制成蒙药可健脾胃助消化安神解表下乳,主治脾胃虚弱消化不良神经衰弱感冒等不仅如此,另一种药材——锁阳也寄生于白刺上,所以延伸了白刺的在医药方面的功能白刺还可以作为日常食物来源,如大白刺唐古特白刺西伯利亚白刺等均已被蒙古族利用,果实可以直接食用,也可以加入米面中食用,还可以酿酒而且对这些植物的利用也有民族特色,比如在内蒙古白刺可入蒙药,而在新疆西伯利亚白刺和唐古特白刺是维吾尔和哈萨克族的传统医药。白刺也为荒漠区定居的汉民提供了重要能源,如甘肃地区人们常割取刺柴,用作燃料,还可以用作打坝修渠材料,以及农田有机肥料

随着现代化的进程,对白刺属植物资源的利用,也在加深白刺干果肉中含有近15种氨基酸,而谷氨酸酪氨酸精氨酸脯氨酸等比沙棘的果肉高,这无疑是工业化饮品开发的重要资源青海省2009 年便开始了白刺资源的高值化利用技术的开发,已经有野生白刺果饮料果酱等上市中科院西北高原研究所也开发了相关饮品白刺属植物的医药价值有其深厚的物质基础现在通过前期的研究,已经获知白刺果实中含有白刺碱( Sibirine) 及消旋体鸭嘴花酮碱等哌啶类生物碱,还含有多种黄酮而近期有研究者得出,唐古特白刺枝叶中含有12 种黄酮成分,包括3 种槲皮素衍生物,2 种山奈素衍生物,7种异鼠李素衍生物这些研究将会使对白刺植物的药用开发,更细致,更深入,更有针对性

白刺属植物在植物特征上变异比较大,种内遗传资源十分丰富,相应的也表现出不同株系的果产量及色味等都有差异人们已经重视白刺的种质资源的保护和研究,例如进行优质种系的选育研究,包括对唐古特白刺果实形状的遗传及其优良亲本的选择,不同种源白刺在抗旱固沙能力方面的优选,还有白刺培育及造林技术的研究等

中国是白刺资源非常丰富的国家,而目前白刺开发利用还处在初始阶段,仅限于部分地区和植物种但由于处于干旱半干旱地区,自然条件严酷,生态脆弱,当地的开荒过牧过樵等对白刺自然资源造成了严重的破坏。此外白刺的资源总量还没有准确的权威的数据所以,在以后的开发中,必须保护和利用兼顾,并在遗传多样性研究种质资源库构建良种引进和选育植物抗性机理及基因研究等方面加大投入,以利于保护和高效的利用白刺资源

《中国野生植物资源》2016.3

森林树种

 

  新疆6个天然居群野生沙棘果实性状多样性研究

沙棘(Hippophae rhamnoides L.)是胡颓子科(Elaeagnaceae)沙棘属(Hippophae)灌木或乔木植物。依据Sun等和Bartish等的系统分类,沙棘可分为7个种和8个亚种。我国不仅是沙棘属植物种质资源最富集的地区,也是沙棘属植物的分类群分化中心、原始类群中心和起源中心。新疆有中亚沙棘(H. rhamnoides L. subsp. turkestanica和蒙古沙棘(H. rhamnoides L.subsp.mongolica Rousi2 个沙棘亚种,中亚沙棘主要分布在阿勒泰地区的平原、河谷及其各支流和河漫滩阶地,海拔为800-3000m;蒙古沙棘主要分布于伊犁河支流的喀什河谷地、河漫滩阶地和山前洪积冲积扇河流两岸的河滩地,海拔为1800--2100 m,部分地区可达到3450 m。由于野生沙棘植物为雌雄异株、风媒授粉为主、兼性营养繁殖,加之其分布区内的地形、气候和海拔等生态因子分化的影响,使得野生沙棘不但种间分化强烈,而且种内变异极大,在形态上存在明显的多态性。迄今为止,对新疆区域沙棘的分类尚没有明确的定论。

果实性状的变异是研究植物居群特性的一个重要组成部分,而且果实性状往往是较稳定的遗传特征,在植物分类和遗传上具有重要价值,果实性状多样性可以揭示居群的遗传规律、变异大小。目前,利用果实性状变异研究植物的多样性已被应用于橄榄、龙眼、杏等果树种质资源。

新疆野生沙棘果实性状在居群内和居群间存在丰富的多样性,居群间果实性状分化均值为37.23%,小于居群内的62.77%;性状分化系数最大的是总酸含量(65.57%),最小的是果肉颜色(5.83%)。Simpson 指数和Shannon-weaver 指数均为哈巴河居群最大。果实性状平均变异系数为40.11%,变异幅度为21.77%--74.34%,各性状变异系数之间差异较大,其中果实颜色平均变异系数最大(74.34%),总糖含量平均变异系数最小(21.77%)。果实颜色、种子颜色、总酸含量、总糖含量前4 个主成分累计贡献率为81.46%   

新疆野生沙棘果实性状存在较高的差异及分化,果实颜色的性状变异最大;居群内的变异是新疆野生沙棘果实性状变异的主要来源;哈巴河居群果实性状多样性最丰富,果实性状差异主要体现在果实颜色、种子颜色、总酸含量、总糖含量等。

本文对新疆阿勒泰、伊犁、阿克苏等地野生沙棘共6个居群48个单株的8个果实性状进行测量,采用变异系数、多样性指数、巢式方差分析、主成分分析等方法对其多样性进行分析。揭示新疆不同居群野生沙棘资源的遗传多样性和变异规律,以期为其种质资源保存、优良性状的挖掘利用奠定基础,为其开发利用和保护提供参考。

《果树学报》2018.5

经济林

 

      经济林作物抗寒性研究进展

1 引言 

      经济林作物的抗寒性是指经济林作物抵御寒害的能力,是经济林作物的重要生物学特性。这一性状不仅影响经济林作物的区域划分,而且指导着农业生产和经济林作物的引种、育种及其栽培管理,对于减少经济林作物低温伤害具有重要意义。目前研究者已建立了较多评价抗寒性的方法,主要包括电解质渗透率法、褐变法、恢复生长法、电阻抗图谱法等。这些抗寒性测定方法各有利弊,偏差,精度也不相同。因此,找到一种最理想的能够准确评价抗寒性的方法,成为抗寒性研究的一个重要目标。

2 植物抗寒性的研究方法

2.1 电解质渗透率法(EL)

植物冻害的初始部位之一是细胞膜,低温对膜的伤害可导致电解质渗出率增加。Dexter第一次将电解质渗透率法应用于抗寒性研究,以后在方法的改进、理论探讨和实用价值等方面都有了很大的进步,成为一种快速且可靠的研究逆境生理的方法。由于电解质渗透率法测定的膜透性变化灵敏度高,并且操作方便,至今仍是测定抗寒性最常用的方法。它是一种简便、快速以及灵敏的测定植物抗冻性的方法,得出的半致死温度更能准确地反映植物所耐受的低温极限,已广泛应用于苹果、梨、葡萄、杏等果树树种的抗寒能力鉴定。

2.2 活体电阻法

活体电阻法是在自然条件下利用便携式惠斯通电桥测定组织电阻值,间接测定膜伤害程度,以此衡量组织抗寒性的一种方法。早在1982年成明昊利用枝条电阻法对苹果抗寒力进行了测定。马子华第一次将此方法应用于苹果抗寒性的测定,他认为活体电阻法可间接鉴定苹果树体抗寒性。金明丽利用此法测定了苹果砧木实生后代抗寒性,认为苹果砧木枝条活体电阻变化趋势与电阻抗参数中的胞外电阻率、胞内电阻率变化趋势相同,对活体电阻法测定苹果抗寒性进行了验证。

2.3 组织褐变法

组织褐变法也称全株冰冻测试法,作为鉴定经济林作物抗寒性的传统方法,采用整株作物或者作物的部分器官,在特定的条件下,观测作物或器官的褐变程度来鉴定作物的抗寒性。具体步骤为待测样品经过人工冷冻处理后,进行温育,然后观测待测样品的褐变程度,最终根据褐变程度检验样品的抗寒性。

2.4 生长恢复法

生长恢复法是离体的枝条经过低温胁迫后,然后根据枝条本身恢复生长或形成愈伤组织的能力进而判断其抗寒性,最终根据恢复生长或形成愈伤组织的能力估计样本的抗寒性强弱。

2.5 电阻抗图谱法

目前,在植物抗寒性研究上应用最广泛的方法是电解质渗透率法。但电解质渗透率法存在测定抗寒性周期较长的缺点,因而促使研究者不断寻求更为快捷的方法。20世纪80年代,电阻抗图谱法(electricalimpedancespectroscopy,EIS)应用于测定植物抗寒性,电阻抗技术研究植物抗寒性是根据低温胁迫引起细胞结构发生不可逆或者部分不可逆变化,从而引起细胞的电学特性改变。目前该方法应用领域正在不断扩大,已应用于对多个经济林作物的抗寒性测定。EIS法是在不破坏待测试材的前提下,能够快速、准确的估测植物抗寒性,目前应用较为广泛。

利用EIS法测定经济林作物的抗寒性避免了耗时的化学测定,也不需对样本进行温育,当天即可完成对样本抗寒性的测定,然而在我国,EIS法在测定经济林作物的抗寒性及其在经济林作物生理学领域的研究尚属起步阶段,还有待进一步开发。

《防护林科技》2017.

病虫害防治

 

           植食性害虫食诱剂的研究与应用

由于生存繁衍的需要,植食性害虫需要取食植物的茎、叶、花、果实、花蜜等。食物不仅能提供昆虫生长发育所需的营养物质,还能提供某些昆虫合成自身信息素所需的前体物质。每种植食性昆虫都有其特定的取食范围及偏好食物,这是昆虫与植物长期协同进化的结果。昆虫因具有发达的感觉功能和很强的活动能力,对植物的种类、生育期、器官等表现出主动的选择偏好行为,而这一行为是一系列的连锁反应过程。在接触植物前,昆虫主要通过植物的光学、气味等特征来辨别寄主、非寄主植物。由于昆虫嗅觉的灵敏度要远大于视觉,因此在向寄主的定向和降落过程中,植食性昆虫的嗅觉起着主导作用。也就是说昆虫能通过植物挥发物辨别寄主和非寄主,以及偏好寄主和非偏好寄主,并且越偏好的寄主释放的挥发物对植食性昆虫的引诱作用越强。因此,植物挥发物在植食性昆虫的寄主选择过程中起着决定性作用,并且显著影响昆虫的生长发育和群体生物学。

植物挥发物是植物的语言,是多种挥发性植物次生物质的混合物,具有丰富的多样性。目前已从90多种植物的挥发物组分中鉴定出1700 余种挥发性物质。这些物质主要包括:绿叶挥发物等脂肪酸衍生物,单萜、半萜、倍半萜烯及双萜等萜烯类化合物,苯丙素、苯类化合物,以及乙醇、乙醛等一些强挥发性的短链化合物。植物挥发物的定性、定量组成与植物的种类、品种、生理阶段、器官、生长环境等密切相关。同时,植物挥发物的释放还受昆虫取食、病菌侵染、干旱、水涝等各种胁迫因素的影响。这样,植物挥发物就向昆虫提供了有关食物的各种信息,而植食性昆虫就可根据植物挥发物的定性、定量组成,寻找到适合、喜好的食物。

植物挥发物对调节植物-害虫间的关系以及害虫种群的消长都起着重要作用。人们很早就开始利用这些化学信息进行害虫防治,迄今已发展形成了诱集植物、引诱剂、食诱剂(也称“植物源引诱剂”)等一系列的害虫行为调控技术。其中,食诱剂是模拟植物茎叶、果实等害虫食物的气味,人工合成、组配的一种生物诱捕剂,通常对害虫雌雄个体均具引诱作用。20 世纪初,人们开始利用发酵糖水、糖醋酒液,模拟腐烂果实、植物蜜露、植物伤口分泌液等昆虫食源气味,进行害虫诱杀。这些传统食诱剂的诱虫谱较广,对多种鳞翅目、鞘翅目及双翅目害虫都具有较强的诱杀作用。例如:糖醋酒液可诱杀夜蛾、螟蛾、卷叶蛾、金龟、天牛、实蝇、蕈蚊等多种害虫。这些传统食诱剂在农林害虫的防控中发挥了一定的作用。随着科技的发展,尤其是化学分析技术和昆虫嗅觉电生理技术的进步,人们对害虫食物气味的认识不断加深。通过人工组配挥发性物质模拟害虫偏好食物气味,不断研制出了实蝇、夜蛾、蓟马、甲虫等害虫的新型食诱剂,并已在世界各地大规模应用。目前,食诱剂已在实蝇、夜蛾、甲虫、蓟马等多类重大害虫的防治中发挥了重要作用,成为这些害虫综合防治技术体系中的重要组成。

本文总结了已有食诱剂研发与应用过程中的经验和教训,并对今后食诱剂的发展方向与重点方面进行了分析和展望,以期促进植食性害虫食诱剂及其田间使用技术的创新发展。

《中国生物防治学报》2018.2

土壤学

 

土壤碳排放组分区分的研究进展

 土壤呼吸及各组分定义与术语阐释

当前,学者们普遍认为土壤呼吸是指未受扰动的土壤中产生CO2的所有代谢作用的总和,又称之为土壤CO2排放,主要包括3个生物学过程(土壤微生物的呼吸、植物的根系呼吸及土壤动物的呼吸)1 个非生物学过程( 含碳矿物质的化学氧化作用),其中,土壤中的化学氧化作用和土壤动物的呼吸作用通常较微弱,一般忽略不计。土壤呼吸组分因其所利用的碳源、产生部位和产生途径而用不同的术语表达,但许多学者对其中一些关键术语存在理解和使用不当问题,导致对一些碳循环关键过程的理解出现偏颇,在一定程度上阻碍了土壤碳循环研究的进程。因此,准确区分土壤呼吸的不同组分,厘清它们各自的含义对碳循环研究以及深入理解土壤呼吸的生态过程和内在机制格外重要。

从土壤呼吸各组分所利用的碳源来看,土壤呼吸主要包括了土壤有机质源CO2( SOM-derived CO2) 和植物源CO2( plant-derived CO2) 。前者是指微生物在分解土壤有机质过程中所产生的CO2,它包括微生物分解土壤有机质的基础呼吸和由根系分泌物和新鲜的植物凋物输入所诱发的微生物呼吸( 激发效应) 。后者则是指由植物材料在分解过程中所释放的CO2,主要包括叶片凋落物源CO2( litterderived CO2) 、死根源CO2( dead root-derived CO2) 以及活根源CO2( live root-derived CO2) 。其中,叶片凋落物源CO2和死根源CO2可合并为凋落物呼吸,是土壤微生物作用的结果;而活根源CO2又可分为根呼吸和根际微生物呼吸。根呼吸( root respiration)是植物根系利用非结构性碳进行新陈代谢和生理活动的结果,也是植物根系自我维持与根系吸收等生理过程的集中体现;而根际微生物呼吸( rhizospheremicrobial respiration) 则是根际微生物包括菌根真菌利用根系分泌物等释放CO2的过程,这两部分呼吸利用的均是植物源有机质,通常是植物近期光合作用的产物,但有别于同样利用植物源有机质的凋落物分解所产生的呼吸。

从产生部位上来看,土壤呼吸的产生主要源于根际区、无根系影响的土壤及凋落物层3 个部位。在根际区域产生的CO2主要包括根呼吸、根际微生物呼吸和分解死根的微生物呼吸的总和。无根影响的土壤CO2排放主要指微生物分解土壤有机质产生的CO2,通常被称之为微生物基础呼吸。凋落物层CO2的产生主要包括分解地上植物残体( 有时该凋落物层也会包含大量的植物活根) 时的微生物呼。

CO2产生的具体途径上来看,土壤呼吸又被划分为自养呼吸( autotrophic respiration) 和异养呼吸( heterotrophic respiration) 。自养呼吸主要来自根呼吸,是根系通过呼吸作用把光合作用合成的碳水化合物氧化分解,释放出能量和CO2的过程。异养呼吸则是土壤微生物对有机碳的分解,包括了土壤有机质分解时的微生物呼吸、凋落物呼吸及根际微生物呼吸,是有机质进入土壤后,在土壤微生物分泌的胞外酶的作用下降解,然后在微生物体内发生代谢,最终彻底分解释放出CO2H2O 和能量的过程。

基于以上分析,可以清晰看出,对土壤呼吸及其组分的术语的表达依赖于它们所利用的碳源、产生的部位和途径,因此在研究土壤呼吸及其组分时,需基于研究目的选择合适且一致的表达方式,尽量避免同时混用土壤呼吸利用的碳源、产生部位和途径3 个方面的术语。

《生态学杂志》2017.8

实用技术

 

 不同嫁接方法对枣树成活率及新梢生长量的影响

枣(Ziziphus jujuba)是目前我国北方地区主要的水果之一,市场上有较大的需求,有必要对其开展速生育苗方面的研究。嫁接目前是枣树育苗繁殖中常见的方法之一,此方法操作简单,成活率高,能保持品种的优良特性,可在较短的时间内获得大量的优质苗木,是目前北方地区枣树育苗中广泛推广的方法。为了研究不同嫁接方法对枣树生长的影响,本试验设置了4种常见的枣树嫁接方法,研究了不同嫁接方式下枣树成活率及新梢生长量,为我国北方地区枣树育苗提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况及材料

试验安排在朝阳市周边的一片1年生酸枣林内进行。选择直径0.8cm左右的枣头作为接穗,将其剪成枝段(要求含芽2-3个,长度在10cm 左右)存于湿沙中。砧木选择粗1cm的酸枣苗。

1.2 试验设计

试验共设4个嫁接处理,分别为切接(A)、劈接(B)、舌接(C)、插皮接(D),每个处理嫁接50株,随机区组设计。

1.3 试验方法

各处理除了嫁接方式不同外,其余管理都一致。嫁接前3d左右对砧木地浇水,确保水分充足,嫁接完成后再浇1次透水。嫁接后砧木上的不定芽如果萌发,则会对其接芽生长产生不利影响,需要将其抹除,以使养分充分供应用于接穗的生长。

1.4 调查方法

嫁接后35d左右调查不同嫁接方式处理下的枣树苗的成活率及新梢的生长量,各处理做差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 嫁接方式对枣树成活率的影响

嫁接一段时间后(35d左右),调查各处理下枣树的嫁接成活率情况,统计结果见表1。由表1可知,嫁接方式的不同,枣树的成活率表现出一定的差异,各处理的嫁接成活率在36-72,以处理A(切接)的成活率为最高,分别比处理(劈接)、C(舌接)、D(插皮接)提高63.6%、38.3%、100。通过显著性分析可知,处理A(切接)与处理B(劈接)之间差异极显著,与处理C(舌接)之间差异显著,与处理D(插皮接)之间差异极显著;处理B(劈接)与处理C(舌接)之间无显著性差异,与D(插皮接)之间差异不显著;处理C(舌接)与处理D(插皮接)差异显著。

2.2 嫁接方式对枣树新梢生长量的影响

经过对4种嫁接方式下枣树新梢生长情况的调查可知,其表现出一定的差异,根据分析结果可知,4种嫁接方式的平均新梢生长量在1.42-5.21cm,以处理A(切接)长势最旺,处理D(插皮接)长势最差,处理A(切接)分别比处理B(劈接)、C(舌接)、D(插皮接)提高106.7%、187.8%、266.9%,处理B(劈接)分别比处理C(舌接)、D(插皮接)提高39.2%、77.5,处理C(舌接)比处理D(插皮接)提高了27.5。差异性比较结果表明,处理A与处理B(劈接)、C(舌接)、D(插皮接)均达到了极显著差异水平;处理B(劈接)与处理C(舌接)之间不显著,与处理D(插皮接)之间差异显著。

3 结论

通过在朝阳地区周围的某地上设置4种嫁接处理,研究嫁接方式对枣树成活率及生长的影响。结果表明,枣树嫁接后35d调查,以切接方式的成活率最高,达到72,显著高于舌接的嫁接方式,极显著高于插皮接与劈接种方式,新梢的生长量也是切接方式最高,折合平均单株生长量为5.21cm,极显著高于插皮接、劈接、舌接3种嫁接方式。

《防护林科技》2018.7

 

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