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摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 31 卷 第 23 期摇 摇 2011 年 12 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
不同海拔高度高寒草甸光能利用效率的遥感模拟 付摇 刚,周宇庭,沈振西,等 (6989)…………………………
天山雪岭云杉大气花粉含量对气温变化的响应 潘燕芳,阎摇 顺,穆桂金,等 (6999)……………………………
春季季风转换期间孟加拉湾的初级生产力 刘华雪,柯志新,宋星宇,等 (7007)…………………………………
降水量对川西北高寒草甸牦牛粪分解速率的影响 吴新卫,李国勇,孙书存 (7013)……………………………
基于 SOFM网络对黄土高原森林生态系统的养分循环分类研究 陈摇 凯,刘增文,李摇 俊,等 (7022)…………
不同油松种源光合和荧光参数对水分胁迫的响应特征 王摇 琰,陈建文,狄晓艳 (7031)………………………
盐生境下硅对坪用高羊茅生物学特性的影响 刘慧霞,郭兴华,郭正刚 (7039)…………………………………
高温胁迫对不同种源希蒙得木叶片生理特性的影响 黄溦溦,张念念,胡庭兴,等 (7047)………………………
黄土高原水土保持林对土壤水分的影响 张建军,李慧敏,徐佳佳 (7056)………………………………………
青杨雌雄群体沿海拔梯度的分布特征 王志峰,胥摇 晓,李霄峰,等 (7067)………………………………………
大亚湾西北部春季大型底栖动物群落特征 杜飞雁,林摇 钦,贾晓平,等 (7075)…………………………………
湛江港湾浮游桡足类群落结构的季节变化和影响因素 张才学,龚玉艳,王学锋,等 (7086)……………………
台湾海峡鲐鱼种群遗传结构 张丽艳,苏永全,王航俊,等 (7097)…………………………………………………
洱海入湖河流弥苴河下游氮磷季节性变化特征及主要影响因素 于摇 超,储金宇,白晓华,等 (7104)…………
转基因鱼试验湖泊铜锈环棱螺种群动态及次级生产力 熊摇 晶,谢志才,蒋小明,等 (7112)……………………
河口湿地植物活体鄄枯落物鄄土壤的碳氮磷生态化学计量特征 王维奇,徐玲琳,曾从盛,等 (7119)……………
EDTA对铅锌尾矿改良土壤上玉米生长及铅锌累积特征的影响 王红新,胡摇 锋,许信旺,等 (7125)…………
不同包膜控释尿素对农田土壤氨挥发的影响 卢艳艳,宋付朋 (7133)……………………………………………
垄作栽培对高产田夏玉米光合特性及产量的影响 马摇 丽,李潮海,付摇 景,等 (7141)…………………………
DCD不同施用时间对小麦生长期 N2O排放的影响 纪摇 洋,余摇 佳,马摇 静,等 (7151)………………………
氮肥、钙肥和盐处理在冬小麦融冻胁迫适应中的生理调控作用 刘建芳,周瑞莲,赵摇 梅,等 (7161)…………
东北有机及常规大豆对环境影响的生命周期评价 罗摇 燕,乔玉辉,吴文良 (7170)……………………………
土壤施硒对烤烟生理指标的影响 许自成,邵惠芳,孙曙光,等 (7179)……………………………………………
不同种植方式对花生田间小气候效应和产量的影响 宋摇 伟,赵长星,王月福,等 (7188)………………………
西花蓟马的快速冷驯化及其生态学代价 李鸿波,史摇 亮,王建军,等 (7196)……………………………………
温度对麦长管蚜体色变化的影响 邓明明,高欢欢,李摇 丹,等 (7203)……………………………………………
不同番茄材料对 B型烟粉虱个体发育和繁殖能力的影响 高建昌,郭广君,国艳梅,等 (7211)………………
基于生态系统受扰动程度评价的白洋淀生态需水研究 陈摇 贺,杨摇 盈,于世伟,等 (7218)……………………
两种典型养鸡模式的能值分析 胡秋红,张力小,王长波 (7227)…………………………………………………
四种十八碳脂肪酸抑藻时鄄效关系分析的数学模型设计 何宗祥,张庭廷 (7235)………………………………
流沙湾海草床重金属富集特征 许战州,朱艾嘉,蔡伟叙,等 (7244)………………………………………………
基于 QuickBird的城市建筑景观格局梯度分析 张培峰,胡远满,熊在平,等 (7251)……………………………
景观空间异质性及城市化关联———以江苏省沿江地区为例 车前进,曹有挥,于摇 露,等 (7261)………………
基于 CVM的太湖湿地生态功能恢复居民支付能力与支付意愿相关研究 于文金,谢摇 剑,邹欣庆 (7271)……
专论与综述
北冰洋海域微食物环研究进展 何剑锋,崔世开,张摇 芳,等 (7279)………………………………………………
城市绿地的生态环境效应研究进展 苏泳娴,黄光庆,陈修治,等 (7287)…………………………………………
城市地表灰尘中重金属的来源、暴露特征及其环境效应 方凤满,林跃胜,王海东,等 (7301)…………………
研究简报
三峡库区杉木马尾松混交林土壤 C、N空间特征 林英华,汪来发,田晓堃,等 (7311)…………………………
广州小斑螟发生与环境因子的关系 刘文爱,范航清 (7320)………………………………………………………
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*336*zh*P* ¥ 70郾 00*1510*39*
室室室室室室室室室室室室室室
2011鄄12
封面图说: 黄河的宁夏段属于中国的半荒漠地区,这里气候干燥、降水极少(250mm以下)、植被缺乏、物理风化强烈、风力作用
强劲、其蒸发量超过降水量数十倍。 人们从黄河中提水引水灌溉土地,就近形成了荒漠中的绿洲。 有水就有生命,
有水就有绿色。 这种独特的条件形成了人与沙较量的生态关系———不是人逼沙退就是沙逼人退。
彩图提供: 陈建伟教授摇 国家林业局摇 E鄄mail: cites. chenjw@ 163. com
第 31 卷第 23 期
2011 年 12 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 31,No. 23
Dec. ,2011
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:国家自然科学基金项目(30900173); 中国博士后科学基金特别资助(200801242)
收稿日期:2010鄄10鄄10; 摇 摇 修订日期:2011鄄03鄄24
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: guozhg@ lzu. edu. cn
刘慧霞,郭兴华,郭正刚.盐生境下硅对坪用高羊茅生物学特性的影响 .生态学报,2011,31(23):7039鄄7046.
Liu H X, Guo X H, Guo Z G. Effect of silicon supply on Tall Fescue (Festuca arundinacea) growth under the salinization conditions. Acta Ecologica
Sinica,2011,31(23):7039鄄7046.
盐生境下硅对坪用高羊茅生物学特性的影响
刘慧霞1,郭兴华2,郭正刚2,*
(1. 西北民族大学生命科学与工程学院,兰州摇 730070;2. 兰州大学草地农业科技学院,兰州摇 730020)
摘要:干旱半干旱区草坪绿地的长期灌溉容易引发土壤次生盐渍化,提高草坪草在盐生境下的生长发育能力是应对土壤次生盐
渍化的主要途径之一。 采用盆栽试验研究了盐生境下硅对坪用高羊茅(Festuca arundinacea)生物学特性的影响。 结果表明,向
盐生境土壤中添加不同浓度硅均提前高羊茅出苗时间 2 d,加快出苗速率,增加出苗总数,提高保苗率,且总出苗率和保苗率随
着硅浓度增加而显著增大(P<0. 05),这说明盐生境下向土壤添加硅改善了幼苗完全死亡的现象。 盐生境下硅显著增加了高羊
茅叶长,株高和分蘖数,但对叶宽影响不显著,说明硅能够促进高羊茅生长,但对草坪绿地的质地影响不大。 虽然硅能显著增加
高羊茅总生物量(P<0. 05),但较低浓度时促进其茎叶生长,高浓度促进其根系生长。 硅在高羊茅体内的沉积量随施入硅增加
而增大,但其茎叶和根系内硅含量不超过 3. 0% ,且根系内硅含量约为茎叶内硅含量的 2 倍。 结果显示,硅提高了坪用高羊茅
在盐生境下的适应能力,这为以后草坪绿地管理中应对土壤潜在盐渍化的问题提供了一定的科学依据。
关键词:硅;高羊茅;盐生境;生物量;形态指标
Effect of silicon supply on Tall Fescue (Festuca arundinacea) growth under the
salinization conditions
LIU Huixia1, GUO Xinghua2, GUO Zhenggang2,*
1 College of Life Science and Engineering, Northwest University for Nationalities, Lanzhou 730070, China
2 College of Pastoral Agricultural Science and Technology, Lanzhou University, Lanzhou 730020, China
Abstract: The continual irrigation is one of the important measures to maintain healthy and sustainable use of turf in the
arid and semi鄄arid regions, however, it enable soil to develop possibly soil secondary saline鄄alkalization. Therefore, it is an
urgently scientific issue in the turf management to improve the ability of turf grass to healthy growing in the soil salinization
environments. A pot experiment was used to investigate the effect of Si supply on the biological properties of Tall Fescue
(Festuca arundinacea) growing in the salinization conditions. This study indicated that silicon supplies made the initial
time of seed emergence of tall fescue bring forward two days, shortened the duration of emergence, increased the total
seedling rate and the seedling survival rate. The total emergence and seedlings survival rate of Tall Fescue significantly
increased with the increase of Si supply (P<0. 05), implying that silicon supplies increased the viability of Tall Fescue
seedling in the salinization conditions, meanwhile, Tall Fescue seedling died when silicon did not add to the soil. Silicon
supplies significantly increased the height, leaf length and tiller number per plant in tall fescue, but did not affect on leaf
width, indicating that silicon supplies encouraged the tall fescue growth but did not affect the turf quality. This study also
indicated that silicon supplies increased the plants biomass, indicating that the low silicon supplies mainly contributed to
shoot growth and the high silicon supplies mainly contributed to root growth, and this implied that the shoots growth was
more sensitive than roots growth of tall fescue. Both the silicon content in roots and shoots increased with the increase of
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silicon concentration, and they were below 3. 0% . Silicon content in roots was double that in shoots. This study suggested
that silicon supplies improved the suitability of Tall Fescue in the soil salinization environments, which would provide the
useful information for future turf management when turf managers face the potential of soil salinization.
Key Words: silicon; tall fescue; salinization condition; biomass; morphological parameter
草坪绿地不仅净化空气和减轻“城市热岛冶效应,而且减轻水土流失[1],2007 年我国城市人均绿地面积增
至 8. 30 m2,但仍低于美国和英国 1976 年人均 30. 2 m2和 30. 4 m2的水平[2],这既说明我国草坪绿地发展水平
距世界富裕国家有很大差距,又说明我国草坪绿地具有广阔的发展空间。 施肥和灌溉是我国西北地区草坪绿
地管理的主要措施,但西北地区大多数土壤可溶性盐含量高,土壤蒸发强,长期灌溉使灌溉水分中盐分逐渐沉
积,加剧土壤内斑块状盐分过高,高浓度盐分不仅对草坪草产生毒害效应,而且使土壤出现局部土壤次生盐渍
化[3],这不仅影响西北地区草坪绿地持久利用的性能,而且逐渐成为城镇及周边农业生产的潜在环境问题。
如何应对草坪绿地因灌溉而发生的土壤次生盐渍化已成为目前亟待解决的科学问题之一。 过去我国关于草
坪绿地施肥管理的研究主要集中于氮磷钾,但氮和磷过量使用引发的土壤非点源污染和水体富营养化迫使草
坪绿地管理者寻求其他环境友好型元素,实现草坪绿地管理的环境友好。 在众多的矿质元素中,硅是过量后
不会对植物和土壤产生有害影响的环境友好型元素[4],但 1939 年 Arnon和 Stout并没有将其列入植物生长发
育必需元素[5],其对植物生长发育的有益作用并没有得到应有的重视,而 Epstein和 Bloom重新界定植物生长
发育必需元素定义后[6],硅被列为植物生长发育必需元素的可能性逐渐增加[7],硅对植物生长发育及其环境
的影响受到了充分关注。 已有研究结果表明,土壤有效硅不能满足植物正常生长发育时,植物细胞结构变弱,
组织柔软,甚至产生畸形生长和繁殖,更为重要的是硅可通过改善植物形态结构、生理过程和减少对盐离子的
吸收而促进植物生长发育[8鄄10],从而提高植物适应逆境的能力。
坪用高羊茅(Festuca arundinacea)具有抗病和抗旱性强、建植快的特性,被广泛的应用于温带城市的园林
绿化、运动场建设和公路护坡,但土壤高浓度盐分影响其种子萌发和幼苗生长[11]。 因此提高盐生境下高羊茅
的高效建植率是草坪绿地管理中的重要科学问题之一。 目前虽然已经证实向土壤添加有效硅能够显著减少
大麦、水稻等作物对 Na+、Mg2+、Gu2+、Al3+等有害元素的吸收[4鄄5,8,12鄄13],增强其在盐生境中的适应能力,但硅是
否能够提高高羊茅对盐生境的适应能力尚需科学实验佐证。 本研究采用盆栽试验,测定了相同盐浓度下不同
硅浓度处理对高羊茅出苗特征和形态学特性的影响,以便阐明盐生境下硅对高羊茅适应能力的影响,为草坪
绿地管理提供一定的科学依据。
1摇 材料与方法
1. 1摇 试验设计
盆栽试验在兰州大学草地农业科技学院内自制的通风、透光、遮雨的塑料大棚内进行。 实验选用直径 20
cm,高 17 cm的塑料水桶。 土壤采用广布于黄土高原的黄绵土,土壤采自甘肃定西和榆中县,pH 值为 8. 65,
有机质含量 3. 389% ,全氮含量 125. 8 mg / kg,速效磷含量 4. 34 mg / kg,速效钾含量 132. 8 mg / kg,有效硅含量
140 mg / kg(用 pH=4 的醋酸缓冲液提取,硅钼蓝比色法测定)。 试验设置 6 个硅浓度处理:0 g / kg (Si /干土)
(不施硅),0. 05,0. 10,0. 25,0. 4,0. 55 g / kg,每个处理重复 6 次。 硅源为硅酸钠,以最高钠离子含量 0. 90 g /
kg(Na /干土)为标准,不足的钠离子采用氯化钠平衡,使所有处理钠离子浓度一致,以便消除盐生境梯度的影
响。 Fortmeiev 等[13]研究表明,在盐害中真正起作用的是 Na+离子而不是 Cl-离子,也不是两种离子的共同作
用,因此本实验选用氯化钠平衡,其中 Cl-离子的影响被忽略。 每盆装干土 3. 5 kg,装土时将硅酸钠、氯化钠与
土壤混合均匀,不加其他营养元素。 高羊茅选用产自美国的红象品种,人工挑选饱满均一的种子,于 2008 年
6 月 26 日播种,每盆 100 粒。 试验期间通过每天称重法保证每盆浇水量一致,约为土壤饱和含水量的 70% 。
盆摆放在遮雨棚的中间位置以防雨水进入,每天上午随机挪动盆位置,保证各盆受光均匀。
0407 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
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1. 2摇 指标测定
1. 2. 1摇 出苗率和保苗率
记录每个处理开始出第 1 株苗的时间,并记作初始出苗时间。 自第 1 株出苗开始每隔一天于 19:00 记录
每盆中的出苗数和死亡苗数,每出一株苗,均采用直径 3 mm 的橡皮圈套住标记,便于和次日出的苗混淆,当
幼苗地上部分逐渐变黄至干枯后即为死亡,从盆中拔出,而变黄后又逐渐变绿的不记作死亡,计数至每盆苗数
连续 7 d内出苗率变化不超过 1 株为止。 总出苗率指每个盆中出苗的株数占总播种粒数的百分数。 保苗率
指每个盆中最后实际保留的苗数。 同时用肉眼观察土壤表面颜色的变化,确认是否发生盐渍化。
1. 2. 2摇 形态学指标测定
当每个处理出苗基本稳定,幼苗总数不发生变化时,每盆随机选取 10 株(如不足 10 株,全部选择),把直
径 6 mm的橡皮管剪成 3 mm长小段,套在随机选取的 10 株高羊茅基部(同时除去原有标记出苗的橡皮圈),
用于统计每株分蘖数。 在牙签的一端贴上标签纸,标签纸上标号 1—10,另一端插入橡皮圈基部,定期观测株
高和叶长宽。
株高:7 月 21 日开始用直尺测量每盆中标号的 10 株高羊茅的株高,每隔 5d 在 9:00 测量,测至 8 月
25 日。
叶长和叶宽:7 月 24 日开始至 8 月 23 日每隔 10 d测量 1 次叶长宽,测量叶宽、叶长时选取标号植株下数
第 2 片成熟叶,用游标卡尺测量叶片最宽处为叶宽(mm),直尺测量叶长(cm)。
分蘖数和叶片数:8 月 7 日至 8 月 27 日每隔 10 d计数每盆中套橡皮圈的 10 株分蘖数和叶片数。
实验结束时,8 月 27 日分别测定高羊茅茎叶和根系生物量干重。
1. 2. 3摇 植物体内硅含量
植物样品中硅含量采用氢氧化钠熔融硅钼蓝比色法测定[10]。
1. 2. 4摇 数据分析
制图选择 Excel程序,统计分析采用 SPSS软件包。
2摇 结果
2. 1摇 总出苗率和保苗率
试验结果表明,盐生境下硅处理提前了坪用高羊茅初始出苗时间,表现为硅处理中高羊茅初始出苗时间
为 7 月 3 日,而对照处理中高羊茅初始出苗时间为 7 月 5 日,添加硅使高羊茅初始出苗时间提前了 2 d(图
1)。 高羊茅初始出苗时间对硅的响应不存在浓度剂量效应,表现为各个硅浓度处理间高羊茅初始出苗时间
一样。 高羊茅总出苗数随着出苗时间延长而逐渐增加,然后维持基本不变,但不同处理条件下,总出苗数维持
不变的拐点存在差异,硅处理的出苗总数拐点均出现在出苗总数超过 20% ,而对照处理拐点出现在出苗总数
为 8% ,这说明硅增加了高羊茅的总出苗数,并随着硅浓度增加而增加。
高羊茅在出苗过程中受盐生境的影响,部分幼苗死亡,导致总出苗率和保苗率随着出苗时间的变化趋势
并不一致。 盐生境下高羊茅保苗率曲线分为两类:淤0. 55 g / kg水平硅处理保苗率随时间延长而逐渐上升,到
达一定数值后逐渐稳定,基本称“S冶曲线(图 1);于其余 5 个处理表现为先上升、再下降、最后平稳的变化趋
势,整体为单峰值曲线。 若将变化趋势分为初期(7 月 3—15 日)、中期(7 月 16—29 日)和后期(7 月 30—8 月
12 日)3 个阶段,所有处理保苗率在初期均表现为迅速增加,硅浓度越大,增加越明显,出苗越快,曲线斜率越
大;中期开始,0. 55 g / kg硅处理的保苗率继续增加,而其他处理的保苗率开始下降,且土壤表面开始出现白色
盐渍,这是因为中期天气变热,蒸腾量增加,盐分被带到地表后逐渐积累的结果;后期所有处理的保苗率基本
维持稳定。
盐生境下硅提高了高羊茅保苗率,表现为不施硅处理的幼苗在后期全部死亡,保苗率为零,这表明添加硅
改善了高羊茅全部因盐胁迫全部死亡的现象,且高羊茅保苗率随着硅浓度增加而增加。
2. 2摇 植株株高
盐生境下不同浓度硅处理对高羊茅株高生长速度的影响随生长阶段表现分异(表 1),在生长初期株高随
1407摇 23 期 摇 摇 摇 刘慧霞摇 等:盐生境下硅对坪用高羊茅生物学特性的影响 摇
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010
2030
4050
6070
0g/kg 0.05g/kg 0.1g/kg0.25g/kg 0.4g/kg 0.55g/kg
aa
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c
0
10
20
30
40
50
60
a
b
c
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总出
苗率
Total
germ
inatio
n rate
/%
保苗
率
Surv
ival s
eedli
ng ra
te/%
注:不同字母表示自7月31日后各个硅浓度间差异显著 (P < 0.05)
日期 Date07
-03 07-0
7
07-11 07-1
5
07-1
9
07-2
3
07-2
7
07-3
1
08-0
4
08-0
8
08-1
2
07-0
3
07-0
7
07-11 07-1
5
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9
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3
0 7 - 2
7
07-3
1
08-0
4
08-0
8
08-1
2
图 1摇 盐生境下不同浓度硅处理对高羊茅总出苗率和保苗率的影响
Fig. 1摇 Effect of silicon supply on total seedling rate and survival seedling rate of tall fescue in soil salinization conditions
硅浓度增加而显著增大(P<0. 05),而随着时间推移各处理间株高差异逐渐消失,这说明盐生境下高浓度硅显
著提高了高羊茅初期生长速度,有利于高羊茅迅速覆盖地表,缩短草坪绿地建植时间,低浓度硅处理在中期生
长速度加快,所以高浓度硅处理既能促进高羊茅株高初期生长,又不会增加修剪次数。
表 1摇 盐生境下不同浓度硅处理对高羊茅株高的影响 / cm
Table 1摇 Effect of silicon supply on plant height of tall fescue in soil salinization conditions
日期
Date
硅处理 Si treatments / (g / kg)
0 0. 05 0. 1 0. 25 0. 4 0. 55
07鄄21 3. 9依0. 23b 4. 6依0. 23a 4. 9依0. 26a 5. 1依0. 21a 4. 8依0. 18a
07鄄26 4. 6依0. 25b 5. 4依0. 29a 5. 4依0. 22a 5. 6依0. 20a 5. 2依0. 18ab
07鄄31 5. 2依0. 25a 5. 4依0. 27a 5. 5依0. 24a 5. 4依0. 19a 5. 5依0. 21a
08鄄5 5. 3依0. 24a 5. 4依0. 25a 5. 7依0. 20a 5. 5依0. 21a 5. 7依0. 19a
08鄄10 5. 9依0. 24a 5. 7依0. 26a 6. 3依0. 26a 6. 1依0. 21a 6. 1依0. 19a
08鄄15 6. 4依0. 25a 6. 4依0. 35a 6. 5依0. 29a 6. 1依0. 22a 6. 6依0. 24a
08鄄20 6. 9依0. 28a 7. 3依0. 31a 7. 0依0. 33a 6. 8依0. 20a 6. 9依0. 23a
08鄄25 6. 7依0. 27a 6. 9依0. 35a 7. 1依0. 35a 7. 2依0. 22a 7. 1依0. 29a
摇 摇 同一行平均数中标有不同字母者为差异显著(P<0. 05)
2. 3摇 分蘖数和叶片数
盐生境条件下施入适量的硅促进高羊茅初期分蘖,当浓度达到 0. 55 时又会起到抑制作用,表现为高羊茅
分蘖数随着硅浓度增加而先增大后减小(图 2),且 0. 4 水平硅处理分蘖数显著大于 0. 55 水平硅处理(P<
0郾 05)。 叶片数在初期也呈现随着硅浓度增加而先增大后减小变化趋势,但差异不显著,而叶片数中期变化
趋势与分蘖数初期变化趋势一致(图 2),这说明叶片数变化对分蘖数初期变化存在一定的协同响应。 随着时
间推移不同处理间生长速度发生变化,分蘖数和叶片数之间的显著差异被抵消。 0. 4 水平硅处理在整个过程
中叶片数最多,密度最大,表现最好。
2. 4摇 叶片长度和叶片宽度
盐生境下不同浓度硅处理间高羊茅叶长生长速度随时间发生变化(表 2),表现为初期叶长随硅浓度增加
而显著增大(P<0. 05),中期随硅浓度增加叶长而显著减小(P<0. 05),后期叶长在不同硅浓度处理间差异显
著性消失。 初期高羊茅叶宽随着硅浓度增加而显著增大,但这种显著差异随着高羊茅的生长很快消除,在建
植后期不同硅浓度对高羊茅叶宽也没有显著影响。
2407 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
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ab ab ab a b
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0
1
2
3
a a a a a
b
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23
45
67
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叶片
数 L
eaf n
umbe
r
08-0708-1708-27
08-0708-1708-27
0 0.05 0.10 0.25 0.40 0.55 0 0.05 0.10 0.25 0.40 0.55
硅处理 Si treatments/(g/kg)
注: 相同柱体标记不同字母表示各个硅浓度间差异显著 (P < 0.05)
每株
分蘖
数 Ti
llers
图 2摇 盐生境下不同浓度硅处理对高羊茅分蘖数和叶片数的影响
Fig. 2摇 Effect of silicon supply on tillers and leaves of tall fescue in soil salinization conditions
表 2摇 盐生境下不同浓度硅处理对叶长和叶宽的影响
Table 2摇 Effect of silicon supply on Leaf length and width of tall fescue in soil salinization conditions
项目
Item
日期 Date
(m鄄d)
硅处理 Si treatments / (g / kg)
0 0. 05 0. 1 0. 25 0. 4 0. 55
叶长 07鄄24 4. 1依0. 25b 4. 3依0. 26ab 4. 9依0. 25a 4. 8依0. 23a 4. 5依0. 18ab
Leaf length 08鄄03 4. 9依0. 31ab 5. 3依0. 30a 5. 0依0. 26ab 5. 0依0. 22a 4. 3依0. 18b
/ cm 08鄄13 6. 1依0. 22ab 5. 5依0. 31bc 6. 2依0. 24a 5. 5依0. 21bc 5. 4依0. 19c
08鄄23 7. 8依0. 15a 7. 6依0. 11a 7. 7依0. 23a 7. 4依0. 18a 7. 2依0. 20a
叶宽 07鄄24 1. 3依0. 10c 1. 5依0. 14bc 1. 7依0. 08ab 1. 8依0. 10a 1. 5依0. 08ab
Leaf width 08鄄03 1. 7依0. 15a 1. 6依0. 12a 1. 8依0. 18a 1. 8依0. 17a 1. 6依0. 14a
/ mm 08鄄13 2. 5依0. 17a 2. 4依0. 15a 2. 7依0. 30a 2. 5依0. 16a 2. 6依0. 14a
08鄄23 3. 2依0. 16a 3. 2依0. 15a 3. 4依0. 19a 3. 2依0. 22a 3. 4依0. 19a
2. 5摇 总生物量及茎叶和根系生物量
盐生境下高羊茅总生物量随着硅浓度增加整体呈指数增长模式(图 3),其拟合方程为 y = 0郾 6004e0. 1887x ,
R2 =0. 8947,当硅浓度低于 1. 0 g / kg时,高羊茅总生物量随着硅浓度增加变化不显著,而硅浓度超过 1. 0 g / kg
时,高羊茅总生物量随着硅浓度增加而显著增加(P<0. 05),这说明只有当高羊茅体内硅沉积到一定程度后,
其才会对生物量产生促进作用。 高羊茅茎叶和根系生物量总体上均随着硅浓度增加而增加(图 3),而对根系
生物量积累的促进作用显然没有茎叶生物量积累敏感,表现为当硅浓度从 0. 05、0. 1 和 0郾 25 提高到 0. 4 时,
地上生物量增加速度快于根系,而硅浓度从 0. 4 增加到 0. 55 时,根系生物量显著增加(P<0. 05),而地上生物
量增加不显著,此时根系生物量增加速度要大于地上生物量。 无论硅浓度如何变化,所有硅浓度处理高羊茅
茎叶生物量明显高于根系生物量。
2. 6摇 茎叶和根系内硅含量
无论是高羊茅根系还是茎叶,其硅含量均随着硅浓度增加呈对数增加模式(图 4),根系硅含量的拟合方
程为 y = 1. 4592ln(x) + 0. 1949,R2 = 0. 9432,茎叶硅含量拟合方程为 y = 0. 9587ln(x) -0. 0939,R2 = 0. 9452。
当施硅量在低于 0. 25 g / kg时,根系和茎叶内硅含量增加显著,而当施硅量大于 0. 25 g / kg 时,根系和茎叶内
硅含量增加趋势减小,当施硅量从 0. 25 g / kg增至 0. 4 g / kg时,根系和茎叶内硅含量基本趋于饱和,特别是茎
叶内。 高羊茅茎叶和根系硅含量均小于 3. 0% ,且根系内硅含量远远大于茎叶内的硅含量。
3407摇 23 期 摇 摇 摇 刘慧霞摇 等:盐生境下硅对坪用高羊茅生物学特性的影响 摇
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0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
d d
c
a
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.01.2
1.4
1.6
1.8
根系
茎叶
c c bc
b a
b bc
a a
a
y = 0.6004e0.1887xR2 = 0.8947 P < 0.01
b
总生
物量
Tota
l biom
ass/(
g/10
株)
0 0.05 0.10 0.25 0.40 0.55 0 0.05 0.10 0.25 0.40 0.55
硅处理 Si treatments/(g/kg)
生物
量
Biom
ass/(
g/10
株)
图 3摇 盐生境下不同浓度硅处理对高羊茅根系和茎叶生物量及总生物量的影响
Fig. 3摇 Effect of silicon supply on shoots and roots biomass, as well as total biomass of tall fescue in soil salinization conditions
相同柱体标记不同字母表示各个硅浓度间差异显著
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5 根系
茎叶
a
a
a a a
a
b
b
b b b b
硅浓
度 Si
conc
entra
tion/
%
硅处理 Si treatments/(g/kg)0 0.05 0.10 0.25 0.40 0.55
yroot = 1.4592ln(x) + 0.1949R2 = 0.9432 P < 0.01
yshoot = 0.9587ln(x) - 0.0939R2 = 0.9452 P < 0.01
图 4摇 盐生境下不同浓度硅处理高羊茅根系和茎叶内硅含量
摇 Fig. 4摇 Effect of silicon supply on silicon concentration in shoots
and roots of tall fescue in soil salinization conditions
同一硅浓度条件下根系和茎叶标记不同字母表示差异显著
3摇 讨论
我国目前各类盐渍化土地面积高达 0. 99 亿
hm2[14],占世界盐渍化土地面积的 10% [15],还将随着灌
溉次生盐渍化而不断增加,因此绿化盐渍化土地和应对
草坪绿地管理中潜在的盐渍化已成为重要的科学问题。
草坪草能否在盐生环境中正常生长发育,首先取决于草
坪草能否发芽,以及发芽率高低和发芽速度快慢。 本研
究结果表明,添加硅不仅改善了对照中高羊茅幼苗在盐
分胁迫下全部死亡的现象,而且提前了坪用高羊茅种子
初始出苗时间,缩短集中出苗时期,提高总出苗率和保
苗率,说明硅既能提高坪用高羊茅幼苗在盐生环境中的
生存能力,又能增加盐生境下高羊茅的密度,增加了其
在盐生环境中快速成坪的可能性,这与盐生境条件下硅
能提高黄瓜种子萌发速率和发芽率的结果一致[16]。
高羊茅种子发芽并长成幼苗,其能够在盐生境下正常生长发育是最后成坪的关键。 本研究结果表明,在
建植初期坪用高羊茅株高在盐生境下随着硅浓度增大而显著增加,但随着时间推移其促进效果逐渐消失,这
与硅对紫花苜蓿和竹子株高的促进作用主要表现在生殖阶段不同[9,17],主要原因是植物生物学习性所致,硅
主要通过促进竹子和紫花苜蓿的主茎和分枝生长实现增高,而坪用高羊茅没有明显主茎,株高主要是通过叶
长来反映,因此建植后期不同水平硅处理对高羊茅的株高影响不明显,这实质可能是不同植物测量其高度时
所选用的指标差异所致,硅对羊茅株高生长的阶段性促进作用有利于草坪草初期快速生长成坪和建植成功后
的修剪管理。 盐生境下低浓度硅提升了高羊茅初期的分蘖能力,而高浓度硅降低了高羊茅初期的分蘖能力,
但随着高羊茅的生长其分蘖逐渐达到饱和,不同处理间分蘖数的差异被抵消,说明硅对高羊茅分蘖的影响不
仅与添加硅浓度有关,而且与其生长阶段有关,这与适量施硅能促进豆科牧草紫花苜蓿的分枝,而硅浓度过大
则会抑制紫花苜蓿分枝的结果一致[17]。 硅对高羊茅叶片数的影响仅发生在中期,此时高浓度硅抑制叶片数,
而在前期和后期无显著影响,这说明高浓度硅对高羊茅叶片数的影响没有分蘖敏感。 硅对高羊茅叶长、叶宽
的的影响在后期差异消失,这进一步佐证了硅对高羊茅株高生长的影响是源于叶长而非茎秆。 叶宽反应草坪
质地,叶宽越小,草坪质地越好[18],在建植后期不同硅浓度对高羊茅叶片宽度没有显著影响,说明硅对坪用高
4407 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
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羊茅建植的草坪质地没有显著影响。 从盐生境下硅对坪用高羊茅的株高、分蘖和叶片影响可以看出,添加硅
有利于盐生境下高羊茅的健康生长。
本研究结果表明硅对盐生境下高羊茅地上和根系生物量都有显著促进作用,根系生物量的增加有利于草
坪绿地固土保水,而地上生物量的增加有利于形成致密的优质草坪,这与硅紫花苜蓿生物量的影响一致[17],
而不同于硅促进竹子[9]和水稻[19]根系生物量的积累和豇豆[10]茎叶生物量的积累,而坪用高羊茅茎叶和根系
生物量随着硅浓度增加的积累量呈现不同步性,低浓度硅促进高羊茅茎叶生长,高浓度硅有利于根系生物量
积累,即高羊茅地上部分的生长对硅浓度的敏感性要大于根系,这与硅对水稻地上和根系生物量影响不一致,
低浓度硅促进水稻干物质向根系分配,高浓度有利于干物质向地上部分配[20],这种分异可能与两种植物体内
硅的沉积有关,禾谷类作物水稻内硅含量表现为地上大于地下[21],而禾本科高羊茅体内硅含量表现为地下大
于地上,高羊茅地上部分硅含量相对低,而水稻地上部分硅含量高,因此较低浓度的硅促进高羊茅茎叶和水稻
根系生长,而较高浓度的硅则促进水稻茎叶和高羊茅根系生长。 这对观赏性植物高羊茅和农作物水稻提出不
同的施肥要求,添加高浓度的硅肥提高水稻地上部分产量,而在草坪绿地上应该施低浓度的硅肥促进高羊茅
地上部分生长。 同时由于高羊茅吸收的硅大多富集于根系,因此对地上部分质地的影响相对较低。 生物量综
合反映了坪用高羊茅利用各种有益元素和忍受盐生环境的能力,这说明添加硅增加了高羊茅在盐生环境中的
适应性,这为通过添加硅而采用草坪草绿化盐渍化土地提供了可能,更可能成为未来应对土壤次生盐渍化的
重要途径之一。
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6407 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 31,No. 23 December,2011(Semimonthly)
CONTENTS
Satellite鄄based modelling light use efficiency of alpine meadow along an altitudinal gradient
FU Gang, ZHOU Yuting, SHEN Zhenxi, et al (6989)
……………………………………………
……………………………………………………………………………
Changes in the concentrations of airborne Picea schrenkiana pollen in response to temperature changes in the Tianshan Mountain
area PAN Yanfang, YAN Shun, MU Guijin, et al (6999)…………………………………………………………………………
Primary production in the Bay of Bengal during spring intermonsoon period
LIU Huaxue, KE Zhixin, SONG Xingyu, et al (7007)
……………………………………………………………
……………………………………………………………………………
Effect of rainfall regimes on the decomposition rate of yak dung in an alpine meadow of northwest Sichuan Province, China
WU Xinwei, LI Guoyong, SUN Shucun (7013)
…………
……………………………………………………………………………………
SOFM鄄based nutrient cycling classification of forest ecosystems in the Loess Plateau
CHEN Kai,LIU Zengwen,LI Jun, et al (7022)
…………………………………………………
……………………………………………………………………………………
Characterization of the responses of photosynthetic and chlorophyll fluorescence parameters to water stress in seedlings of six
provenances of Chinese Pine (Pinus tabulaeformis Carr. ) WANG Yan, CHEN Jianwen, et al (7031)…………………………
Effect of silicon supply on Tall Fescue (Festuca arundinacea) growth under the salinization conditions
LIU Huixia, GUO Xinghua, GUO Zhenggang (7039)
………………………………
………………………………………………………………………………
Effects of high鄄temperature stress on physiological characteristics of leaves of Simmondsia Chinensis seedlings from different
provenances HUANG Weiwei, ZHANG Niannian, HU Tingxing, et al (7047)……………………………………………………
Soil moisture dynamics of water and soil conservation forest on the Loess Plateau ZHANG Jianjun,LI Huimin,XU Jiajia (7056)……
The distribution of male and female Populus cathayana populations along an altitudinal gradient
WANG Zhifeng, XU Xiao, LI Xiaofeng, et al (7067)
………………………………………
………………………………………………………………………………
Analysis on the characteristics of macrobenthis community in the North鄄west Daya Bay of South China Bay in spring
DU Feiyan, LIN Qin, JIA Xiaoping, et al (7075)
…………………
…………………………………………………………………………………
The effects of season and environmental factors on community structure of planktonic copepods in Zhanjiang Bay, China
ZHANG Caixue, GONG Yuyan, WANG Xuefeng, et al (7086)
……………
……………………………………………………………………
Population genetic structure of Pneumatophorus japonicus in the Taiwan Strait
ZHANG Liyan, SU Yongquan, WANG Hangjun, et al (7097)
…………………………………………………………
……………………………………………………………………
Seasonal variation of nitrogen and phosphorus in Miju River and Lake Erhai and influencing factors
YU Chao, CHU Jinyu, BAI Xiaohua, et al (7104)
…………………………………
…………………………………………………………………………………
Population dynamics and production of Bellamya aeruginosa (Reeve) (Mollusca: Viviparidae) in artificial lake for transgenic fish,
Wuhan XIONG Jing, XIE Zhicai, JIANG Xiaoming, et al (7112)………………………………………………………………
Carbon, nitrogen and phosphorus ecological stoichiometric ratios among live plant鄄litter鄄soil systems in estuarine wetland
WANG Weiqi, XU Linglin, ZENG Congsheng, et al (7119)
……………
………………………………………………………………………
Effects of EDTA on growth and lead鄄zinc accumulation in maize seedlings grown in amendment substrates containing lead鄄zinc
tailings and soil WANG Hongxin,HU Feng,XU Xinwang, et al (7125)…………………………………………………………
Effects of different coated controlled鄄release urea on soil ammonia volatilization in farmland LU Yanyan,SONG Fupeng (7133)………
Effects of ridge planting on the photosynthetic characteristics and yield of summer maize in high鄄yield field
MA Li, LI Chaohai, FU Jing, et al (7141)
…………………………
…………………………………………………………………………………………
Effect of timing of DCD application on nitrous oxide emission during wheat growing period
JI Yang,YU Jia,MA Jing, et al (7151)
……………………………………………
……………………………………………………………………………………………
The role of the fertilizing with nitrogen, calcium and sodium chloride in winter wheat leaves adaptation to freezing鄄thaw stress
LIU Jianfang, ZHOU Ruilian, ZHAO Mei, et al (7161)
………
……………………………………………………………………………
Environment impact assessment of organic and conventional soybean production with LCA method in China Northeast Plain
LUO Yan, QIAO Yuhui, WU Wenliang (7170)
…………
……………………………………………………………………………………
Effects of selenium added to soil on physiological indexes in flue鄄cured tobacco
XU Zicheng, SHAO Huifang, SUN Shuguang, et al (7179)
………………………………………………………
………………………………………………………………………
Influence of different planting patterns on field microclimate effect and yield of peanut (Arachis hypogea L. )
SONG Wei, ZHAO Changxing,WANG Yuefu, et al (7188)
…………………………
………………………………………………………………………
Rapid cold hardening of Western flower thrips, Frankliniella occidentalis, and its ecological cost
LI Hongbo, SHI Liang, WANG Jianjun, et al (7196)
……………………………………
………………………………………………………………………………
Effects of temperature on body color in Sitobion avenae (F. ) DENG Mingming, GAO Huanhuan, LI Dan, et al (7203)……………
Development and reproduction of Bemisia tabaci biotype B on wild and cultivated tomato accessions
GAO Jianchang, GUO Guangjun, GUO Yanmei, et al (7211)
…………………………………
……………………………………………………………………
Study on ecological water demand based on assessment of ecosystem disturbance degree in the Baiyangdian Wetland
CHEN He, YANG Ying, YU Shiwei, et al (7218)
…………………
…………………………………………………………………………………
Emergy鄄based analysis of two chicken farming systems: a perspective of organic production model in China
HU Qiuhong, ZHANG Lixiao, WANG Changbo (7227)
…………………………
……………………………………………………………………………
Mathematical model design of time鄄effect relationship analysis about the inhibition of four eighteen鄄cabon fatty acids on toxic
Microcystis aeruginosa HE Zongxiang, ZHANG Tingting (7235)……………………………………………………………………
Enrichment of heavy metals in the seagrass bed of Liusha Bay XU Zhanzhou, ZHU Aijia,CAI Weixu, et al (7244)…………………
A gradient analysis of urban architecture landscape pattern based on QuickBird imagery
ZHANG Peifeng, HU Yuanman, XIONG Zaiping, et al (7251)
………………………………………………
……………………………………………………………………
Landscape spatial heterogeneity is associated with urbanization: an example from Yangtze River in Jiangsu Province
CHE Qianjin,CAO Youhui,YU Lu, et al (7261)
…………………
……………………………………………………………………………………
CVM for Taihu Lake based on ecological functions of wetlands restoration, and ability to pay and willingness to pay studies
YU Wenjin, XIE Jian, ZOU Xinqing (7271)
…………
………………………………………………………………………………………
Review and Monograph
Progress in research on the marine microbial loop in the Arctic Ocean HE Jianfeng, CUI Shikai, ZHANG Fang, et al (7279)………
Research progress in the eco鄄environmental effects of urban green spaces
SU Yongxian, HUANG Guangqing, CHEN Xiuzhi, et al (7287)
………………………………………………………………
…………………………………………………………………
Source, exposure characteristics and its environmental effect of heavy metals in urban surface dust
FANG Fengman, LIN Yuesheng, WANG Haidong, et al (7301)
……………………………………
…………………………………………………………………
Scientific Note
Spatial structures of soilcarbon and nitrogen of China fir and Masson pine mixed forest in the Three Gorger Reservoir Areas
LIN Yinghua, WANG Laifa, TIAN Xiaokun, et al (7311)
…………
…………………………………………………………………………
The relationship between Oligochroa cantonella Caradja and environmental factors LIU Wenai,FAN Hangqing (7320)………………
4237 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
2009 年度生物学科总被引频次和影响因子前 10 名期刊绎
(源于 2010 年版 CSTPCD数据库)
排序
Order
期刊
Journal
总被引频次
Total citation
排序
Order
期刊
Journal
影响因子
Impact factor
1 生态学报 11764
2 应用生态学报 9430
3 植物生态学报 4384
4 西北植物学报 4177
5 生态学杂志 4048
6 植物生理学通讯 3362
7
JOURNAL OF INTEGRATIVE
PLANT BIOLOGY
3327
8 MOLECULAR PLANT 1788
9 水生生物学报 1773
10 遗传学报 1667
1 生态学报 1. 812
2 植物生态学报 1. 771
3 应用生态学报 1. 733
4 生物多样性 1. 553
5 生态学杂志 1. 396
6 西北植物学报 0. 986
7 兽类学报 0. 894
8 CELL RESEARCH 0. 873
9 植物学报 0. 841
10 植物研究 0. 809
摇 绎《生态学报》 2009 年在核心版的 1964 种科技期刊排序中总被引频次 11764 次,全国排名第 1; 影响因
子 1郾 812,全国排名第 14;第 1—9 届连续 9 年入围中国百种杰出学术期刊; 中国精品科技期刊
摇 摇 编辑部主任摇 孔红梅摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 执行编辑摇 刘天星摇 段摇 靖
生摇 态摇 学摇 报
(SHENGTAI摇 XUEBAO)
(半月刊摇 1981 年 3 月创刊)
第 31 卷摇 第 23 期摇 (2011 年 12 月)
ACTA ECOLOGICA SINICA
摇
(Semimonthly,Started in 1981)
摇
Vol郾 31摇 No郾 23摇 2011
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