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植物管理论文(合集7篇)

时间:2023-03-21 17:11:18
植物管理论文

植物管理论文第1篇

关键词:绿色;生态住宅;植物配置;江西省

分类号:S731文献标识码:B文章编号:1006-2505(2007)-0060-03

一般来说,绿色生态住宅是指运用生态学的原理,在生态平衡和可持续发展的原则指导下,合理安排并组织住宅建筑与其它相关因素之间的关系,使住宅和环境成为一个无污染、生态平衡的有机结合体[1]。绿色生态住宅的特征可以概括为舒适、健康、高效、美观。绿色生态住宅是在现代住宅的基础上从更加宏观的环境与资源的角度关注人类的生活,是构建和谐社会的重要内容之一。

1问题的提出

随着经济社会的发展和城市水平的不断提高,生态环境问题为居住建筑绿色概念的兴起提供了背景,同时绿色生态住宅也是人类实现可持续发展的基础环节,在人类文明发展的过程中,今天人们已经认识到:以人为本,建设健康舒适、与周围生态环境相协调与融合、实现资源的节约与再利用已成为绿色生态住宅的主题[2]。在实现绿色生态住宅这一主题的过程中,如何合理有效地配置住宅小区的植物群落,使植物配置达到绿化、观赏和休闲三大功能是至关重要的。人们更多地是从规划设计、节约能源、水系统和室内装修等方面对绿色生态住宅进行讨论,而对绿色生态住宅小区的植物配置研究还较薄弱。植物配置的科学性与合理性不仅直接影响着住宅小区的生态效应,而且还关系到小区生态环境的良性化运行。因此,从绿色生态住宅研究的理论领域有必要对其植物配置问题进行探讨。

在当今的住宅设计中,“绿色生态住宅”已经成为一大重点。然而,在商品住宅开发的实践中,在营造居住小区室外环境时,往往存在着对植物配置的认识误区而导致小区生态环境的弱化甚至恶化。如有的仅仅是单纯追求绿化率“为绿化而绿化”。小区环境设计方案粗糙,绿化的实用功能远不能发挥,与主题的均好性绿化相悖;有的小区绿化缺乏个性,植物配置单调,识别性不强;有的绿色过分重视草坪忽略植物群落构成,不权弱化了环境效应,而且大范围的草坪养护及种植的费用较高,给后期物业管理带来困难;有的在植物物种的选择上脱离当地的自然条件,盲目引种,往往导致引种景观树成活率低。凡此种种揭示了在绿色生态住宅建设的过程中,对住宅小区植物配置的研究具有现实意义。

上述表明:对绿色生态住宅植物配置的研究既有理论价值又有实践意义。

绿色生态住宅小区植物配置的原则

绿色生态住宅不仅仅是绿化,而是在住宅小区的总体布局、单体空间组合、房屋构造、自然能源的利用、节能措施、绿化系统以及生活服务配套的设计等方面,都必须以改善及提高人的生态环境、生命质量为出发点和目标。因此,绿色生态住宅小区在植物的配置上既要注重绿化布局的层次、风格与建筑物要相互协调,又要注重不同植物及植物类型在营造环境方面的相互补充融合;既要注重发挥绿化在整个小区生态中的深层次作用,又要从视觉感官和心理上消除精神疲劳等作用。据此,绿色生态住宅小区的植物配置应体现以下原则。

2.1植物配置应突出地方特色,体现小区文化特征

通过植物的特性来表达某种独特的社区文化,或突出居住区本身所外自然环境的特色。居住区环境景观成为表达整个居住区形象、特色以及可识别性的载体。居住小区的植物配置在物种的选择上,一要注重对市花市树的应用,市花市树是广受喜爱的植物品种,也是比较适应当地地理条件的植物;二要注重植物本身的文化性与居住环境相融合。如有的小区喜欢在房子的周围种上些竹子,这里的竹子被人格化了,具有正直、虚心、坚定的品质。在植物的选择上应注意这些人文气息,这样才真正达到了植物与居民心理的和谐统一。

2.2植物配置应注重科学性,以生态学理论来指导

小区内绿化应以生态学原理为指导,成为真正意义上的生态住宅。应注重植物的引进和多样性,创造出具有真正意义上的良性生态效益的住宅环境。

2.2.1模拟自然界植物群落,营造小区内植物种类的多样性。从生态学角度来看,植物种类的多样性有利于物种基因的保护,有利于植物群落对有限空间的利用,可以增强植物群落的稳定性。处于这种稳定状态下的植物,不但生长良好,而且涵养水源、净化空气、吸收有毒气体等方面的作用也能最大限度地得到发挥。如果植物种类单一,在生态上是贫乏的,景观上也是单调的。符合自然规律和风貌的绿色生态住宅小区,必须重视植物多样性。从某种意义上讲,重视植物多样性是一个模拟和创建自然生态系统的过程。

2.2.2植物配置要充分考虑当地的自然条件。植物的生长受自然条件的限制,许多环境因子导致植物生长分布具有地域性。诸如温度、土壤条件、水分等环境因子都影响着地球上植物的分布。根据立地条件,结合植物材料的自身特点对环境要求来安排,使各种植物都能生长并生长良好。不能盲目引进推广外地园林植物,而应注重开发和应用乡土植物。

2.2.3体现小区植物景观的艺术价值和美学价值

植物是小区环境构建中必不可少的要素,植物应用的好坏很大程度上影响着小区景观的美学效果。植物是有生命的材料,不同于建筑、绘画等,它随着季节的变化产生不同的艺术效果,所以在应用中要根据植物的自身特点,结合艺术形式,尽最大可能地把它的姿态、色彩、风韵、芳香等特点展现出来。遵循美学原理,当“因其质之高下,随其花之时候,配其色之深浅”多方巧搭,形成高低错落、色彩斑斓、风情万种的季相变化,四季有花艳,长年飘果香的优美环境。

3绿色生态住宅小区的植物选择与配置——以江西为例

绿色生态住宅小区的植物应体现出绿化、观赏、休闲三大功能,并应在生态学原理的指导下以当地的自然条件和自然环境为基础,进行合理配置,笔者以江西为例,就绿色生态住宅小区的植物选择与配置进行一个初步的探讨。

3.1住宅小区植物种类的选择

江西地处我国亚热带季风气候区,气候湿润温和,雨量充沛,四季分明,冬季多偏北风,夏季多偏南风。全省土地总面积16.69km2,呈一个整体向鄱阳湖倾斜而向北开口的巨大盆地,全境有大小河流2400余条,鄱阳湖是全国最大的淡水湖,同时是世界上最大的候鸟栖息地。由于自然条件优越,适宜大多数植物生长,因此在植物种类选择上具有较大的空间。

3.1.1小区内基本树种的选择——乔灌木的选择。乔灌木都是直立性的木本植物,在绿化综合功能中作用显著,居于主导地位,是小区绿化最基本和最重要的组成部分,是小区绿化的骨架。

3.1.1.1乔木的选择。乔木类应优先选择乡土树种。因为它们经过了自然选择和人为淘汰,适应了当地的生长环境,抗寒性、耐热性、抗病虫害和抗污染能力均较强,而且容易成活。如香樟(Cinnamomumcamphora)、白玉兰(Magnoliadenudata)、柳杉(Cryptomeriafortunei)、檫木(Sassafrastzumu)、垂柳(Salixbabylonica)、杜英(Elaeocarpusdecipiens)、槐树(Sophorajaponica)、栾树(Koelreuteriapaniculata)、女贞(Ligustrumlucidum)、南方红豆杉(Taxuschinensisvai.mairei)等。

3.1.1.2灌木的选择。灌木类适当引进生境接近的树种。在选择一个小区的灌木种类时应避免色彩单调,花期不宜相同,要做到四季有花,这些灌木往往花期不同,而且叶色不同,观叶、观花、观果,可以增添小区绿化的艺术效果。如省会城市南昌市可选择的灌木种类主要有:月季(Rosechinensis)、紫薇(Lagerstroemiaindica)、木槿(Hibiscussyriacus)、紫叶李(Prunuscerasiferavar.atropurpurea)、小叶女贞(Ligustrumquihoui)、腊梅(Chimonanthuspraecox)、红花椈木(Loropetalumchinensevar.fubrum)、火棘(Pyracanthafortuneana)、夹竹桃(Neriumindicum)、石榴(Punicagranatum)等。

3.1.2小区内植物多样性的选择

3.1.2.1花卉植物的应用。好的居住环境绿化除了应有一定数量的植物,还应有植物种类型和组成层次的多样性做基础,在植物配置上特别应运用一定量的花卉植物来体现季相的变化,如杜鹃花(Rhododendronsimsii)、丁香花(Syringaoblatavar.alba)、金边瑞香(Daphneodoracv.AureoMarginata)、栀子花(Gardeniajasmminoides)、含笑(Micheliafigo)、桂花(Osmanthusfrograns)等,营造怡人的香味环境,舒缓人们的神经,调节人们的情绪。

3.1.2.2观叶植物与花卉植物结合应用。有一类叶色漂亮、多变的植物,如叶色紫红的红叶李,秋季变红叶的鸡爪槭(Acerpalmatum)类,变黄叶的银杏(Ginkgobiloba),与花卉植物组合能处长观赏期,符合植物配置的美学原则。另外可选择淡绿色的垂柳、深绿色的香樟,暗绿色的黑松(Pinusthunbergii)等,这些颜色对比度大的树种,不仅能满足植物种类的多样性,而且具有很好的观赏效果。

3.1.2.3积极选用草皮、地被植物和樊缘植物。在住宅小区绿化中选用草坪可以创造一种绿色基调,它与其它植物相配置时就会起到统一和衬托的作用。居住区人口密集、活动频繁,草坪易被践踏、破坏和退休,因此一定要选择耐践踏、抗逆性强,且其茎叶不会污染衣服,生长后草面平整,易管理的草种,如假俭草(Eremochloaophiuroides)等。当然草坪也有其观赏性,要求返青早、枯黄迟的品种选择,如马尼拉草(Zoysiamatrella)等。同时樊缘植物是居住环境中是很有发展前途的一种植物,可用于墙体、屋顶、门廊等的绿色,如常春藤(Hederanepalensisvar.sinensis)、爬山虎(Parthenocissustricuspidata)等[3]。

3.2小区内绿化的整体规划模式

有了适合本地的绿化树种,还需根据小区绿化植物配置原则,科学地应用以下规划模式,加以合理配置,才能充分展示植物配置整体的群体性和功能性。

有了适合本地的绿化树种,还需根据小区绿化植物配置原则,科学地应用以下规划模式,加以合理配置,才能充分展示植物配置整体的群体性和功能性。

混植,混植是由多种不同种类的植物配置成一个景观单元,能充分发挥其整体的功能性,是较常用的配置模式,其配置模式包括:乔+灌+草+乔+草、灌+草等。混植要求配置在一起的植物具有较好的功能性之外,还要从每种植物材料的观赏特性、生态习性、种间关系与周围环境的关系以及培养养护管理方面进行综合考虑,使整个景观单元具有合理性和互补性。

行列栽植,行列栽植是指乔灌木按一定的株行距成排的种植,或在行内株距有变化[4]。行列栽植形成的景观比较整齐、气势大,具有施工、管理方便的优点。行列栽植多用于建筑、道路等地段。行列栽植与道路配合,可起夹景效果。

行列载植宜选用树冠体形比较整齐的树种,如圆形、孵圆形、倒卵形、塔形、圆柱形等,而不宜选枝叶稀疏、树冠不整齐的树种。

孤植,通常对形体高大或树姿奇特的树种可进行单独栽种[5]。孤植树主要表现树木的形体美,可以独立成为景物,供观赏用,成为园林美学上的主景。种植孤植树应选择开阔空旷的地点,如大片草坪、花坛中央、道路交叉处、缓坡以及水域旁边,使树木的形体美得以充分展现。

丛植,丛植通常是由2株到十几株乔木或乔灌木组合种植而成的种植类型,丛植起来的树叫树丛。在形成树丛时,在树种和树冠的大小、形状、色调上都要认真搭配。选择作为组成树丛的单株树木条件与孤植树相似,必须挑选在蔽荫、树姿、色彩、芳香等方面有特殊价值的树木。例如,用灌木去配合乔木,灌木可以环形地配在乔木的,既装饰了树丛的下部,又可促使树丛紧密相连。

树丛设计必须以当地的自然条件和总的设计意图为依据,选择的树种要充分考虑到植株个体的生物学特性及个体之间的相互影响。

对植,对植是指两株树按照一定的轴线关系作相互对称或均衡的种植方式,主要用于强调小区内建筑、道路的入口,同时结合蔽荫、休息等功能。

绿篱,凡是由灌木或小乔木以近距离的株行距密植,栽成单行或双行,紧密结合的规划的种植形式,称为绿篱。选做绿篱的植物种类一般多是枝繁叶茂、四季常青、耐修剪的种类。

3.3整体规划时应注意的问题

住宅小区的绿地形式多样,故在植物配置上应灵活多变,切忌单调而呆板,整体规划时就注意以下几点。

3.3.1植物种植的密度和搭配。树木种植的密度是否合适直接影响绿化功能的发挥,从长远考虑,应根据成年树木树冠大小来决定种植距离。如想在短期就取得好的绿化效果,种植距离可近些。在树木配置上,还应兼顾快长树与慢长树,常绿树与落叶树,南昌市目前常绿树用得比较多,四季变化不明显,应加强落叶树的比例。同时还应考虑乔木与灌木的搭配。在植物配置上还要根据不同的目的和各个住宅小区的具体条件,确定树木花草之间的合适比例。树木种植搭配时还要注意和谐,避免生硬。

3.3.2注意层次的配置。分层配置、色彩搭配是植物配置的重要方式。不同的叶色、花色,不同高度的植物搭配,使色彩和层次更加丰富,从一定程度上满足了植物配置的生态学原则——构建生物群落。在平面上要注意配置的疏密和轮廓线,在竖向上要注意树冠线。要重视植物的景观层次,远近观赏效果,远观常看整体、大片效果,如大片秋叶,近看才欣赏单株树型、花、果、叶等姿态。

3.3.3模拟自然,形成连续的绿化景观。住宅小区植物配置应结合居住区规划的总体要求,处理好绿化空间与建筑物的关系,利用划皮、不规划的树丛、活泼的流水、山石等,创造出接受自然的景观,以淡化人工空间。绿化空间应点、线、面结合,突出面状绿地,保持绿地的连地性,创造鸟语花香之意境。

参考文献:

[1]王立红.绿化住宅概论[M].北京L中国环境科学出版社,2003

[2]王玉莲,赵晓宇.浅谈生态住宅[J].河北建筑工程学院学报,2005,23(2):103-106.

[3]杨帆.居住环境与绿化设计[J].长春大学学报,2005,(6):81-83

植物管理论文第2篇

论文摘要分析丽水市植物疫工作出现的新情况,提出存在的主要问题,并提出“一个普查、两个建设、三个检疫、四个加强”的发展对策。

丽水市地处浙江西南山区,下辖9个县(市、区)。全市共建有10个具有法人资格的植物检疫站。现有在岗的专职检疫员58人,兼职检疫员235人。各级植物检疫站自1984年正式建站以来,为保障我市的农业生产安全作出了巨大贡献。但经过22年的运作,暴露出的问题越来越多,原有的工作方法已不能适应新形势下的植物检疫工作,不断传入的检疫性有害生物和外来有害生物将对农业生产造成严重的威胁

1丽水市植物检疫工作的新情况

我市植物检疫工作在当前形势下,出现了许多新情况:一是大部分应检单位由集体转为个体,管理相对人面广量大。由于生产、经营形式的改变,对生产和经营植物及植物产品的管理相对人生产经营情况很难摸清;二是应实施检疫的产品数量增加、面积扩大。植物检疫产品由种子、苗木、种用繁殖材料扩大到粮食、蔬菜、水果、花卉、中药材、食用菌等,检疫任务不断加大;三是新的检疫性有害生物和外来有害生物传入几率成倍增加,加大了植物检疫防疫的工作难度,如何防范有害生物的传播和对有害生物的控制、扑灭,对每一个植物检疫工作者来说都是面临的严峻任务;四是随着交通的发展,高速公路不断增加,国道、省道加宽提速,植物检疫公路检查站的作用减弱,应施检疫的产品漏检、逃检数量增加。

2植物检疫工作存在的主要问题

2.1流通中的检疫问题

一是种子经营单位和个人成倍增加。如景宁县1998年只有农业“三站”的服务公司和县种子公司等4家单位经营种子,到2006年末有各类种子经营单位和个人37家,10年来增加了33家;二是近年来兴办的各种货物托运处,都是个体或者个人承包经营,受理货物时基本不履行植物检疫手续;三是农村集贸市场花卉、苗木销售兴旺,一些经营户无产地检疫证书;四是存在检疫的许多盲点,尽管一些地方已发生检疫性有害生物,但应施检疫的粮食、中药材、饲料、蔬菜、瓜果等产品的经销基本都未办理植物检疫手续。植物检疫工作不仅要搞好科研、生产单位、企业(公司)的种苗基地检疫,而且还要面对庞大的市场。如何加强与相对人之间的联系,进行针对性的检疫管理,是一个新的课题和艰巨的任务。

2.2调运检疫的把关问题

多年来,检疫部门主要依靠铁路、公路、邮政、民航等运输部门的协作配合,并通过公路检查站的设卡来开展植物及植物产品的调运检疫把关。而现在交通运输单位发展迅速,一些部门注重经济利益,淡化了检疫意识,往往以减轻货主负担为由,放松了对货主的法律约束,减化植物检疫手续,从而出现了违章调运现象。另外,随着高速公路的增加和道路设卡检查作用的逐渐减弱,强制性手段少了,增加了把关难度。由于违章调运,丽水市范围内已发现的检疫性有害生物已达7种,外来有害生物如加拿大一枝黄花等也相继传入,对农业生产造成严重威胁。

2.3执法监督机制和植物检疫体制问题

现在的植物检疫体制分成内检与外检。内检又分为农业和林业二块,因而在具体检疫业务上存在着脱节和扯皮现象,在政策处理上标准不一,给检疫业务的开展带来很多问题。如国外水果近年来大量进入国内市场,大部分未经植物检疫机关审批和检疫,往往通过外贸联营转口内销。按现在体制,这个问题只涉及到外检,一旦“检疫失控”,国际危险性害虫如地中海实蝇等就会传入。而问题的解决,除了检疫立法外,有赖于建立植物检疫的监督检查机制,变被动检疫为主动检疫。

从当前植物检疫的体制现状来看,也存在较多的问题。一是机构设置多样化。我市基层植物检疫站设置有三类:与植保站合署称植保植检站;单独设置为植物检疫站;在农业执法大队增挂植物检疫站牌子。二是专职检疫员调动频繁,力量薄弱。全市10个检疫站有8个基本上只有一个检疫员专门做检疫工作,其他检疫员都兼有其他工作。由于执法大队的建立有一部分非农业专业的人员也进入植物检疫队伍中来,这种状态不利于工作的连续和专业工作的开展。三是检疫员业务水平跟不上形势的需要,面对新的形势和检疫的严峻任务,基层植物检疫员缺乏检疫信息和业务培训,使检疫员的业务和执法水平难以提高。

2.4基层植物检疫站的规范化建设问题

植物检疫是技术性比较强的专业执法,工作性质决定必须具备一定的检疫检验条件,对流通中的植物及植物产品鉴定检疫性有害生物,为调运检疫和市场检疫提供依据。而基层植物检疫站的基础设施建设却不容乐观,目前丽水市所辖的9个县(市、区)植物检疫站没有一个检疫实验室。就景宁县植物检疫站来说,正常的调运、产地检疫每年规费收入一般在4~5万元,上缴省、市各10%,财政、物价21%,补助乡镇8%,真正可使用的检疫费只占51%,年约2~3万元。这点规费收入连保证正常的检疫工作都显不足,更无法提高检疫检验条件,使得专职检疫员开展检疫工作仍停留在1双手、2只眼睛的原始状态,无法适应严峻的疫情检测需要。

2.5植物疫情的防控问题

近年来,随着柑桔黄龙病、加拿大一枝黄花等检疫性有害生物的传入传播,对我市农业生产和生态环境构成严重威胁,尽管各地都建立了重大农业植物疫情防控指挥部,但防控经费严重不足,直接影响重大植物疫情防控工作的开展。

3丽水市植物检疫工作发展对策

针对我市植物检疫工作出现的新情况、新问题,我们认为,现阶段检疫工作的对策是充分发挥植物检疫队伍和专职检疫员的专业优势,拓宽植物检疫领域,以种子苗木繁育单位和应施检疫的植物及植物产品的生产、经营单位作为管理突破口,以强化植物检疫执法作为检疫工作的契入点,重点做好一个普查、两个建设、三个检疫和四个加强,使植物检疫工作尽快适应新形势的需要。

3.1一个普查

指检疫性有害生物和外来有害生物疫情普查。通过疫情普查:一是可以摸清疫情发生的底细,有利于制定检疫和防治扑灭计划;二是有利于及时办理对应检植物及植物产品的调运检疫;三是可以根据疫情发生情况,按《植物检疫条例》的规定,正确划定疫区和保护区;四是可以提高专职检疫员的业务水平,并为开展检疫性有害生物的课题研究打下基础。疫情普查每年都要进行。对已发生的重大疫情要设立疫情监测点定期检查。每个植检站都要有一套疫情档案及疫情分布图。

3.2两个建设

3.2.1植物检疫机构建设。对检疫机构设施要增加投入,改善条件,基层植物检疫站要创造条件建立植物检疫实验室,并利用植物检疫实验室的平台去适应新形势下的植物检疫防疫工作;同时应乘事业单位机构改革的东风,建立一个真正按照《植物检疫条例》规定的独立执法主体。

3.2.2检疫队伍建设。首先是要稳定。植物检疫工作是一项业务性非常强的工作,专职检疫员必须有相当的专业技术知识和执法水平,省、市、县各级植物检疫站要严把审批关,对不符合条件的要坚决拒之于门外。同时,对现有专职检疫员骨干人员的调动,省、市植物检疫站要插手留住人才,每个植物检疫站至少应有3人以上专门从事植物检疫工作的专职检疫员,以稳定植物检疫队伍,保证植物检疫事业的兴旺。其次是要加强提高专职检疫员的业务水平。随着农业植物检疫性有害生物和外来有害生物的不断入侵,基层的检疫人员迫切需要及时掌握相关的信息和知识,以便更好地开展工作。为此我们认为,省、市、县要建立培训基金,开展植物检疫系统专职检疫员的培训、考察制度,从而提高检疫人员的业务素质,去适应形势发展的需要。

3.3三个检疫

3.3.1产地检疫要全。对辖区内所有种苗繁殖单位和个人,无论是“双杂”种子还是常规种子、是农作物还是花卉、苗木、中药材、水果都要进行检疫。就是说,凡是作栽植、播种、出售繁殖材料都要经过产地检疫。

3.3.2调运检疫要严。凡是向外调运的种苗,一定要经过严格检疫,确认不带有检疫性有害生物和危险性病虫杂草后,方能出具调运检疫证书;凡是从外地大批量引进种苗的,调种单位或个人必须事先向所在地植物检疫站申报,植物检疫站要认真核实种苗提供地疫情,确认没有发生疫情,方可出具检疫要求书;对调运进来的种苗一律要进行复检,证明不带有检疫性有害生物和危险性病虫杂草的,方可允许种植。

3.3.3市场检疫要勤。对市场上销售植物及植物产品检查要勤。对调入、调出的各类种苗与繁殖材料要仔细检查“调运检疫证书”、“产地检疫合格证”、“植物检疫要求书”。对“三无”产品,一律按检疫条例处以罚款,并就地销毁。对应施检疫的粮食、中药材、水果、蔬菜、饲料等大宗农产品调入、调出的,也必须具备“调运检疫证书”,对不具备的同样按检疫条例处以罚款。今后的植物检疫工作要形成全国一盘棋,用加强市场检疫和严格执法来维护植物检疫的权威,提高调运签证率,保证农业生产的安全。

3.4四个加强

3.4.1加强组织领导。针对当前植物疫情传入频繁、为害加重、防控压力加大的实际,各级政府必须加强领导,建立健全重大农业植物疫情防控指挥部,层层落实防控责任制,组织各有关部门密切配合,发动广大农民群众共同参与,依靠科技,狠抓各项植物检疫防疫措施的落实,有效控制重大植物疫情的扩散、蔓延和危害。

3.4.2加强宣传培训。植物检疫防疫工作涉及面广、工作量大,一些乡(村)和部门对外来有害生物的危害性认识不足,警惕性不高,存在侥幸思想和畏难情绪,特别是广大农民群众防疫意识淡薄,对加拿大一枝黄花、柑桔黄龙病等疫情的发生、流行、危害认识不清,对防治和清除技术掌握不够,主动参与防除工作的积极性不高,有的甚至不理解,不支持检疫部门的防除工作,导致错失防除时机,造成疫情的扩散和蔓延。为此,植物检疫部门必须加强植物防疫知识的宣传和培训,广泛深入乡村开展“一户一宣传”活动,及时组织乡村干部、种植大户、果园承包户、育苗户等相关人员进行技术培训,利用广播、电视、报纸等多种形式和渠道,向农民群众宣传柑桔黄龙病、加拿大一枝黄花的危害和科学防治知识,引导农民主动配合和自觉参与到防控行动中来,为植物疫情防控奠定扎实的群众基础。

植物管理论文第3篇

论文摘要:植物组织培养过程中,褐变问题普遍存在,与菌类污染和玻璃话现象并称为植物组织培养的三大难题。针对褐变难题,本文结合相关资料,对影响褐变的因素作了全面分析,褐变的影响因素是复杂的,随植物种类外植体的部位几生理状况培养基及培养条件的不同而危害的程度有所不同,对这些因素是内因外界影响作用作了分析并针对这些因素提出了相应的解决措施。

在许多植物组织培养过程中,常遇到褐变问题。褐变主要发生在外植体,在植物愈伤组织的继代、悬浮细胞培养以及原生质体的分离与培养中也经常发生。褐变产物不仅使外植体、细胞、培养基等变褐,而且对许多酶有抑制作用,从而影响培养材料的生长与分化,严重时甚至导致死亡。本文探讨植物组织培养中褐变现象的影响因素、机理及防范措施,对我们进行科学研究或工厂生产,包括植物组织的培养,原生质体、悬浮细胞和植物器官的培养都有着十分重要的现实意义。

1褐变原因及危害

褐变是指外植体在培养过程中,自身组织从表面培养基释放褐色物质,以致培养基逐渐变成褐色,外植体也随之进一步变褐而死亡的现象。褐变的发生与外植体组织中所含的酚类化合物数量多少及多酚氧化酶活性有直接关系。很多植物,尤其是木本植物都含有较高的酚类化合物,这些酚类化合物在完整的组织和细胞中与多酚氧化酶分隔存在,因而比较稳定。在切割外植体时,切口附近的细胞受到伤害,其分割状态被打破,酚类化合物外溢。对于外植体本身来讲,酚类物质从外植体切口向外溢出是一种自我保护性反应,可诱导植保素或无物理屏障的形成,以防止微生物侵染组织。但酚类很不稳定,在溢出过程中与多酚氧化酶接触,在多酚氧化酶的催化下,迅速氧化成褐色的醌类物质和水,醌类物质又会在酪氨酸酶等的作用下,与外植体组织中的蛋白质发生聚合,进一步引起其他酶系统失活。从而导致组织代谢活动紊乱,生长停滞,最终衰老死亡。此外,由于组织的老化病变也会使多酚氧化酶激活而引起褐变。

2褐变产生的机理

2.1非酶促褐变

非酶促褐变是由于细胞受胁迫或其他不利条件影响所造成的细胞程序化死亡或自然发生的细胞死亡,即坏死形成的褐变现象,并不涉及酚类物质的产生。徐振彪等[1]将生长正常的愈伤组织转移到含NaCl的培养基中,组织周围尤其是接触培养基部分发生褐变,但培养基中没有看到扩散的褐化物质。当温度升高时继代保存时间过长,也会发生此类现象。但这种褐变若采取适当措施或者愈伤组织适应了胁迫环境就不再发生了[3]。

2.2酶促褐变

目前认为植物组织培养中的褐变主要是由酶促褐变引起的,培养材料变褐主要是由伤口处分泌的酚类化合物引起的[4]。酶促褐变如同一般的酶促反应,其发生必须具备三个条件,即酶、底物和氧。引起褐变的酶有多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)、苯丙氨酸解氨酶等。从初次培养和继代培养过程中试管苗的褐变程度和PPO的活性来看,表明PPO活性的高低是引起培养材料褐变的关键。引起褐变的酶的底物主要是酚类化合物,按其组成可分成3类:苯基羧酸(包括邻羟基苯酚、儿茶酚、没食子酸、莽草酸等),苯丙烷衍生物(包括绿原酸、肉桂酸、香豆酸、咖啡酸、单宁、木质素等),第三类是黄烷衍生物(包括花青素、黄酮、芸香苷等),但并非所有的酚类物质都是PPO的底物。

在正常发育的植物组织中,底物、氧气、PPO同时存在并不发生褐变,是因为在正常的组织细胞内由于多酚类物质分布在细胞的液泡内,而PPO则分布在各种质体或细胞质中,这种区域性分布使底物与PPO不能接触。而当细胞膜的结构发生变化和破坏时,则为酶创造了与PPO接触的条件,在氧存在的情况下使酚类物质氧化成醌,进行一系列的脱水、聚合反应,最后形成黑褐色物质,从而引起褐变。

3褐变产生的影响因素

影响植物组织培养褐变的因子是复杂的,因植物的种类、基因型、外植体部位及生理状态等不同,褐变的程度也有所不同。

3.1植物种类及基因型不同的植物和不同的基因型决定了不同的褐化程度。在组织培养中,品种褐化难易可能是与该品种中多酚类物质含量的多少及多酚氧化酶(PPO)活性的差异有关。

3.2外植体部位及生理状态外植体的部位及生理状态不同其褐化程度不同,同时,不同时期和不同年龄的外植体在培养中褐变的程度也不同。

3.3培养基成分培养基成分中的无机盐、蔗糖浓度、激素水平等对褐变的程度的影响尤为重要。另外,其pH值也与褐变程度有较大关系。

3.4培养条件温度过高或光照过强,均可加速被培养组织的褐变。不利环境条件都能造成细胞的程序化死亡,温度是诱导程序化死亡的主要因素[1]。

4防止外植体产生褐变的对策

从理论上讲,酶促褐变可以通过以下三种方法加以抑制:一是除去引起氧化的物质——氧;二是捕捉或减少聚合反应的中间产物;三是抑制有关的酶。实际操作上,下列措施是被认为行之有效的。

4.1适当外植体的选择

取材时应注意选择褐变程度较小的品种和部位作外植体。成年植株比幼苗褐变程度厉害,夏季材料比冬季及早春和秋季材料的褐变要严重。冬季的芽不易生长,宜选用早春和秋季的材料作为外植体。王异星[5]用荔枝无菌苗不同组织的诱导试验表明,茎最容易诱导出愈伤组织,培养2周后长出浅黄色的愈伤组织;叶大部分不能产生愈伤组织或诱导出的愈伤组织中度褐变;而根极大部分不产生愈伤组织,诱导出的愈伤组织全部褐变。

4.2对外植体的处理

通过对较易褐变的外植体材料的预处理能减轻醌类物质的毒害作用。处理方法如下:外植体经流水冲洗后,在2-5℃的低温下处理12-24小时,再用升汞或70%酒精消毒,然后接种于只含有蔗糖的琼脂培养基中培养5-7天,使组织中的酚类物质部分渗入培养基中。取出外植体用0.1%漂白粉溶液浸泡10分钟,再接种到合适的培养基中。若仍有酚类物质渗出,3-5天后再转移培养基2-3次,当外植体的切口愈合后,酚类物质减少,这样可使外植体褐变减轻或完全被抑制。何琼英等[6]用抗坏血酸预处理香蕉吸芽外植体,能减轻外植体褐变,从而提高芽丛诱导率。

4.3适宜的培养基

培养基的成分与褐变程度有关,要考虑所选培养基的状态和类型。

4.3.1适当的无机盐浓度张妙霞等[7]在柿树组织培养防止褐变所进行的试验中,4种培养基的无机盐以改良MS(大量元素减半)和1/2MS的效果最好,MS的效果较差,结果证明低浓度的无机盐可促进外植体的生长与分化,减轻外植体褐变的程度。徐振彪[1]在对玉米幼胚耐NaCl愈伤组织的筛选表明,随NaCl浓度升高,褐变现象加重。

4.3.2适当和适量的激素王异星[5]在荔枝的组织培养过程中,培养基中添加1mg/LBA+0.5mg/L2,4-D时,愈伤组织较坚硬,增殖缓慢,易产生褐变。培养基中添加1mg/LBA+1mg/L2,4-D时,愈伤组织浅黄疏松,增殖也快。

4.3.3培养基的硬度在一定范围内,琼脂用量大,培养基硬度大,褐变率低[8],这可能是培养基的硬度影响了酚类物质的扩散速度的缘故。

4.3.4培养基中水的硬度的影响硬度低的蒸馏水褐变率低,而使用硬度较高的自来水,褐变严重,甚至会出现褐变死亡[8]。这可能是配制培养基的水改变了培养基中无机盐的浓度,间接地影响了植物外植体的褐变。

4.3.5培养基的pH值在水稻体细胞培养中,pH值为4.5-5.0时MS液体培养基可保持愈伤组织处于良好的生长状态,其表面呈黄白色,而pH值为5.5-6.0时,愈伤组织严重褐变[9]。一般来说,酸性环境(pH值为4.5-5.0)不利于褐变过程的发生[10]。

4.3.6培养条件如温度过高或光照过强,光照会提高PPO的活性,促进多酚类物质的氧化,从而加速被培养的组织褐变。高浓度CO2也会促进褐变,其原因是环境中的CO2向细胞内扩散,细胞内CO32-增多,CO32-与细胞膜上的CO32-结合,使有效CO32-减少,导致内膜系统瓦解,酚类物质与PPO相互接触,产生褐变[11]。因此,初期培养要在黑暗或弱光下进行。

4.4添加褐变抑制剂和吸附剂

褐变抑制剂主要包括抗氧化剂和PPO抑制剂。在培养基中加入偏二亚硫酸钠、L-半胱氨酸、抗坏血酸、柠檬酸、二硫苏糖醇等抗氧化剂都可以与氧化产物醌发生作用,使其重新还原为酚[12]。由于其作用过程均为消耗性的,在实际应用中应注意添加量,其中L-半胱氨酸和抗坏血酸均对外植体无毒副作用,在生产应用中可不受限制。在水稻细胞的培养基中,添加植酸(PA),可防止褐变,PA分子中众多的羟基产生抗氧化作用,使生色物质的含量下降或PA与PPO分子中的Cu2+结合,从而降低了其活力。陈学森等[13]在对植酸在银杏组织培养中应用的研究中也证实了植酸具有抑制多酚氧化酶活性的作用。

常用的吸附剂有活性炭和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。活性炭是一种吸附性较强的无机吸附剂,能吸附培养基中的有害物质,包括琼脂中的杂质、培养物在培养过程中分泌的酚、醌类物质以及蔗糖在高压消毒时产生的5-羟甲基糠醛等,从而有利于培养物的生长。粉末状的活性炭与颗粒状的活性炭相比吸附性更强,一般在培养基中加入1-4g/L的活性炭。在使用过程中应注意,尽量用最低浓度的活性炭来对抗褐变的产生,因为活性炭的吸附作用是没有选择性的,在吸附物质的同时,也会吸附培养基中的其他成分,对外植体的诱导分化会产生一定的负面影响[14]。而聚乙烯吡咯烷酮(PVP)是酚类物质的专一性吸附剂,在生化制备中常用作酚类物质和细胞器的保护剂,可用于防止褐变[15]。

4.5进行细胞筛选和多次转移

在组织培养过程中,经常进行细胞筛选,可以剔除易褐变的细胞。在外植体接种1-2天后应立即转移到新鲜培养基中,能减轻酚类物质对培养物的毒害作用,降低抑制作用,使外植体尽快分生,连续转移5-6次,可基本解决外植体的褐变问题。

参考文献:

[1]徐振彪等.植物组织培养过程中的褐化现象.国外农学——杂粮作物,1997(1):55~56.

[2]符近.三种不同类型种子休眠萌发及马占相思种子老化过程的研究.北京农业大学硕士研究生论文,1996.

[3]傅作申,玉米耐NaCl幼胚愈伤组织的筛选及特性分析,长春农牧大学硕士论文,1996.

[4]颜昌敏编著,植物组织培养手册,上海科学技术出版社,1990.

[5]王异星.荔枝细胞培养的初步研究.暨南大学学报,1997,18(5):84~85.

[6]何琼英等.抗坏血酸预处理阻止香蕉吸芽外植体褐变的研究初报.华南农业大学学报,1995,16(3):79~82.

[7]张妙霞.柿树组织培养防止外植体褐变的研究.河南农业大学学报,1999,33(1):87~91.

[8]金坚敏.水稻幼穗和成熟种子诱导胚状体时的有关因子探讨.植物学通报,1992,9(2):53~54.

[9]金坚敏.水稻幼稿和成熟种子诱导胚状体时的有关因子探讨.植物学通报,1992.

[10]王东霞等,如何对抗植物组织中的组织褐变,中国花卉盆景,2002,12:29~30.

[11]姚洪军,罗晓芳,田砚亭.植物组织培养外植体褐变的研究进展.北京林业大学学报,1999,21(3):78~83.

[12]蔡金星等.不同品种梨多酚氧化酶特性及其抑制剂的研究.河北农业技术师范学院学报,1999,13(1):55~57.

[13]陈学森,张艳敏等,植酸在银杏组织培养中应用的研究.天然产物研究与开发,1997,9(2):24~27.

植物管理论文第4篇

【论文摘要】本文综述了植物标本干态和浸制保色保存的各种方法,并介绍了植物标本保存的新方法,最后指出了标本制作中有待注意的问题。

植物标本是与植物相关的教学中不可缺少的直观教具,它能帮助学生了解植物形态特征,增强记忆,并可克服课时进度与季节脱节而导致选材的困难,便于学生观察和学习,增加教学效果。另外,植物标本也是科研工作的重要资源,还是保护植物种质、鉴定植物种属的重要依据。

1植物标本的干态保色保存

1.1常规保色保存

常规保存的标本也叫腊叶标本。蜡叶标本的传统制作方法是将采集来的植物标本经整理后,平放在标本夹的吸水纸上,压制吸水几天而成。腊叶标本在制作过程中应根据植物的不同特点,进行特殊处理,使其达到最佳效果[1]。王艳秋等对肉质、易掉叶植物和易变黑植物标本的压制方法进行了研究,结果表明通过把植物材料均匀放在吸水纸上,每天翻一次标本和每天翻二次标本进行观察研究,发现含水量较低的植物,经8天8次的处理,成品率较高;但对含水量较高、花瓣较大的肉质植物则需要经8天16次的处理,其成品率常低于前者[2]。因而在处理标本时,既要考虑到植物材料的差异,又要考虑到处理时所采用的方法、时间的长短及环境因素等,不同类型采用不同的处理,使标本尽量保持它的本色,以达到最佳效果。

1.2烘干保色保存

用烘箱干燥标本,也有很好的效果,一般温度在30℃~50℃[3],黄艳花等把夹好的标木夹放入40~50℃的干燥箱中烘干,效果较好[4]。或者用红外灯烘干压制,也就是用瓦楞纸板、泡沫板把夹着标本的草纸隔开,用标本夹捆住,放于烘烤架上(金属材料),红外灯放于烘烤架下进行烘烤,温度为40℃左右[5]。用红外灯烘干压制不但保持标本的原有色彩,而且还可杀死标本上的一些虫卵和病菌,值得推广应用。王兰州等依据风、热能够加速水分蒸发的原理,首次研制出了一种便于携带、又能省时省力地对新鲜植物标本进行快速、优质干燥的机电一体化设备,命名为“便捷式植物标本干燥器”,这种设备使植物标本压制时能够省时省力、优质而又便于携带[6]。

1.3热熨保色保存

就是将整形后的花、叶放在两层吸水纸的中间,铺于平板上,以预热的熨斗或装有热水的搪瓷杯来回熨3~4次,标本骤然失水,色素未破坏。倘标本较厚实,失水不足,可换吸水纸再熨,然后再把熨好的标本整理、固定、上蜡,贴上标签[7]。对于在一般的干燥条件下花会褪色的植物也可用热熨保色保存,把采集到的植物先放在标本夹中1~2天,然后在纸的上面用炽热的烙铁熨烫,这样干燥的花,颜色便能保存很好[3]。对于含水量较高易变色、霉变的植物标本,舒孝喜采用电熨斗隔着吸水纸小心熨烫(注意温度不易过高),使其快速脱水,来保持植物的原有鲜艳的色彩[8]。

1.4硅胶干燥保存

将事先烘干的硅胶颗粒(1~1.5毫米)慢慢倒入盛放标本的盒子或标本瓶中使其充满标本的每个空隙,直到完全覆盖为止,然后将标本放入干燥箱中5~6天,硅胶作为干燥剂吸去标本中的水,如有真空干燥器将标本置于其中抽气并保持低压二天左右也可完成脱水过程[9]。陈尚义将采集的植物标本放在夹有草纸干燥过的硅胶粉的标本夹中捆紧,放入烘干箱(通电后高温中)迅速烘干的方法也成功的进行了标本的保存[10]。

1.5微波干燥保存

将按常规方法整理好的标木夹放入微波炉内的转盘上,将微波炉门关闭,根据植物体含水量,来确定处理功率和时间[11]。刘淑琴将采集到的植物标本在形态和颜色没有改变之前置于微波炉中,通电几秒钟就完成了干燥过程[9]。

2植物标本的浸制保色保存

因干态保存的标本未经过原色的固定,所以保色的时间较短,保色的效果往往不是很好,科技工作者做了大量的实验,发现通过对采集的植物进行化学处理,使原色固定,然后进行浸制保存,可使制作的标本色泽自然、形态逼真,能较长时间保持原色泽不变。

2.1绿色植物标本的浸制保色保存

植物体之所以呈绿色是因为植物体的叶绿体中含有叶绿素,叶绿素是一种复杂的有机化合物,其分了结构的中央有一个金属镁原了,叶绿素呈现绿色的原因就是由于含有镁原了的核心结构。叶绿素极容易分解破坏,且易溶解在酒精或福尔马林等保存液中,所以浸在酒精或福尔马林等保存液中的标本以及干制的腊叶标本如果不进行保色处理,很容易褪色,当叶绿素与酸发生反应时,镁就分离出来,此时因叶绿素缺镁,所以植物就变成褐色,这种没有镁的叶绿素一般称为植物黑素。与此同时如果把另一种金属铜原了放入黑素分子中,使叶绿素分了中的核心结构恢复原来的有机金属化合状态,植物体便获得了象叶绿素样的绿色物质,而重变绿。以铜原子为核心的叶绿素分子结构很稳定,不容易分解破坏,且不溶于酒精或福尔马林中,所以经过如此处理的植物标本在保存液中可以保存绿色。

韩峻等将醋酸铜结晶加入50%冰醋酸溶液中,直加到溶液饱和为止,然后用4倍水稀释,再加热至80~85℃,把要做成标本的植物放进烧热的溶液中,继续加热,直到植物由绿变褐,再由褐转绿时,把植物取出用清水洗净,保存于5%福尔马林中,进行绿色标本的保存[12,13]。宋良科等对药用植物原色标本的制作进行了研究,结果发现将清洗且晾干的材料标本用7%CuS04硫酸铜溶液固定2~4d,取出洗净,(根据标本的老嫩程度确定,老的时间长些,嫩的短些),再用0.2%亚硫酸溶液保存于标本瓶中,密闭瓶盖的方法,无论从效果、操作和经济适用上均较好[14]。刘淑琴将硫酸铜[CuSO4·5H2O]制成饱和溶液按比例将100份饱和溶液跟67份甲醛,333份水混合得到处理液,然后将绿色标本放入处理液中浸泡20天后取出,用清水洗净后浸入4%甲醛溶液中长期密封保存,其保色效果也很好[9]。

对不适于热煮或药液不容易透入的植物,可以改用硫酸铜饱和水溶液700m1、福尔马林50m1、水250m1的混合液,将植物放入这种液体中浸渍,浸渍时间的长短,要视植物老嫩程度和种类而定,当植物褪成黄色而又重新变成绿色时,即可取出,用清水将药液洗净,然后放到5%福尔马林中保存,标本就制成了[12]。对于叶薄而嫩的植物因其在高温下易变软,可将50%乙醇90ml、福尔马林5ml、甘油2.5ml、冰醋酸2.5ml、氯化铜10g配成混合溶液,将标本浸渍数日,即可保色[15,16]。

2.2红色植物标本的浸制保色保存

某些器官呈现红色是由其细胞里的花青素决定的,而花青素具有遇碱性溶液易变兰、遇酸性溶液变红的特性。因此,采用合理的酸性溶液来加以处理即可达到使植物保持红色的目的。

宁小清实验发现用硼酸45g,95%酒精200ml,40%福尔马林200ml,加蒸馏水至1000ml,将植株置于其中浸制且保存,这种方法对澳洲合欢花、辣椒果、荔枝果的红色保存效果较好[17]。韩峻用硼酸粉450g、水2000~4000m1、75~95%酒精2000m1,福尔马林原液300m1混合起来,取澄清液作为浸制液,直接用来保存标本。如果保存粉红色的标本时,须将福尔马林减至微量或不加[12]。刘淑琴等研究发现将硼酸3克,40%的甲醛4毫升与水400毫升混合制成固定液,然后将洗干净的红色植物标本放在固定液中浸泡1-3天,如不发生混浊现象即可取出放入由甲醛25毫升、甘油25毫升、水1000毫升制成的保存液或由10%亚硫酸20毫升、硼酸10克、水580毫升制成的保存液中长期密封保存,对较大的果实标本最好用注射器注入少量保存液再长期密封保存效果会更好[9][18]。

2.3黄色或黄绿色植物的浸制保色保存

黄色的花和果实主要是其中含有类胡萝卜素和核黄素,类胡萝卜素和核黄素又是由胡萝卜素和叶黄素组成,胡萝卜素为橙红色而叶黄素为黄色。用化学方法保持其结构从而保存其颜色。

取6%亚硫酸500毫升和80~90%酒精500毫升加入400毫升蒸馏水混合得保存液,将采集来的标本直接浸入保存液密封保存效果较好[9]。宁小清用亚硫酸50ml,95%酒精50ml,加蒸馏水至1000ml,将植株置于其中浸制且保存,效果较理想[17]。韩峻用亚硫酸饱和溶液568ml、95%酒精568ml、水4500ml混合起来取澄清液对标本进行了保存[12]。

2.4黑色、红紫色、紫色标本的浸制保色保存

对黑色、红紫色、紫色标本的浸制保色保存,一种方法是用福尔马林450ml,95%酒精540ml、水18100ml混合起来,取澄清液来保存标本。另一种方法是用福尔马林500ml、饱和氯化钠溶液1000ml、水8700ml混合液的澄清液,来保存标本[12]。

3植物标本保存的新方法

因干态标本在使用和保存过程中易氧化变色、易腐蚀、被虫咬,标本的茎、叶容易折断,花果实等也易脱落,且使用不方便。而浸制的标本由于保存液挥发后减少,需经常添加保存液,保存液挥发的气味也使室内空气有难闻的甲醛污染,影响工作人员的健康,也不利于参观学习。随着社会的发展和科技人员的研究,目前所使用的新的植物标本保存方法有以下几种:

3.1塑化法

唐安科把原有的浸制和新鲜的植物标本经过加工处理,即先给绿色植物保色,再用水溶性塑料聚乙二醇(PEG)处理来替换植物内的水,制成了高分子水溶性塑料处理的标本,这种标本不需加入甲醛、乙醇等防腐剂浸泡,就能防霉防虫,有一定的实用价值[19]。

3.2塑封法

把制成的干态标本或化学保色后的浸制标本制干后,用塑封膜塑封,这种方法保存的标本保色期长、使用方便(可用实物投影仪在课堂上展示)克服了用挂图的死板,同时弥补了新鲜标本容易损坏及课时进度与季节脱节而导致选材困难等不足,用塑封法还可制作叶形、叶脉及其剪贴标本等,不仅容易保存而且使用方便、效果明显,且具有一定的艺术性和观赏价值[11][12][20]。

3.3电子标本保存法

随着科学技术的发展和数码相机的普及,电子标本越来越引起重视,它克服了传统标本的局限性,比如传统标本在植物标本的采集、制作时成本高,需要时间长,许多植物种类的标本很难采到,标本使用过程中破损和废弃严重,保存需要很大的标本室空间和专门人员的管理等等,而植物电子标本具有图片清晰、易拷贝、不占室内空间、易管理等优点,它的电子图片也可用于多媒体教学,为传统课程实现电子化和网络化教学奠定了基础[21]。

4标本制作中有待注意的问题

虽然绝大多数植物按物理和化学方法都能解决好保色问题,但也有一些植物保色效果不理想,如桂花树、松科的植物等基本上还没有找到理想保色方法;叶中含有胶汁的一类植物如橡胶树、印度榕、桕等,保色后,叶子颜色容易发黑;而女贞、黄檀等植物在保色过程中不仅颜色不绿,而且叶子容易脱落;还有马齿苋保色后,标本呈现紫红色等问题均有待进一步研究[16]。另外,电子标本不能完全代替传统的蜡叶标本和液浸标本,因为在许多方面,实体标本仍具有其独特的作用,比如植物新的形态变异或新种类、新类型的比较鉴定,从标本中提取样品,不同产地标本形态的变化,生物多样性研究等方面,传统标本的优势是电子标本所不能替代的[21]。

参考文献

[1]李文祥.干花制做方法的探讨[J].云南农业大学学报,1995.(3):207-212.

[2]王艳秋,王春,刘明等.关于植物标本保色的研究[J].吉林农业大学学报1997,19(增刊):45-47.

[3]闫洁,崔学明.浅谈植物标本的采集与压制[J].内蒙古林业科技,1998年第3期,40-42.

[4]黄艳花,覃连红,梁萍等.植物病害标本固绿保绿技术研究[J].安徽农业科学,2007,35(29):9138-9139.

[5]林祁.新型的植物标本烘干压制法[J].植物杂志,1997,3.

[6]王兰州,令利军,王一峰.一种快速、优质压制植物标本的新设备及使用方法[J].草业科学,2000年(第17卷)第1期:86-88.

[7]姚远,姜姝姝.论植物标本的采集和制作[J].成才之路,2007年27期:54.

[8]舒孝喜.植物蜡叶标本制法的改进与应用[J].农业科技与信息,2004年01期:9-10.

[9]刘淑琴.原形原色生物标本的制作及保存方法[J].教学仪器与实验,2000年第10期,22-23.

[10]陈尚义.植物标本保色新方法[J].教学仪器与实验,2000年第1期,16.

[11]张美萍.植物塑封标本的制作[J].生物学杂志,1999年(第16卷)第5期,31.

[12]韩峻,李玉卿,武煜明等.几种常用植物教学标本的制作方法[J].云南中医学院学报,第2006年(第29卷)第2期:31-34.

[13]苏绍科.植物原色复膜标本的制作[J].实验教学与仪器,2006年01期:22.

[14]宋良科,易志刚,蒋合众.药用植物原色标本的制作研究[J].现代中药研究与实践,2005年(第19卷)第4期:47-48.

[15]刘晓霞,张金环.植物标本的采集、制作与保存[J].陕西农业科学,2008年01期:223-224.

[16]黄肇宇,蒋波,覃雪梅.植物标本原色泽的保色技术研究[J].玉林师范学院学报(自然科学),2006年(第27卷)第3期:126-128.

[17]宁小清,郭建华.植物绿色固定保色AB液的实验研究[J].广西中医学院学报2005年(第8卷)第1期:3-5.

[18]段显德.植物标本保色术[J].丹东师专学报,1994年03期:64-66.

[19]唐安科.绿色植物标本的塑化方法[J].生物学教学,2006年(第31卷)第4期:52.

植物管理论文第5篇

【论文摘要】:外来植物入侵是非土著植物通过各种方式进入并定居在一个新的生态系统,一般具有比土著植物更强的生活能力,从而对土著植物的多样性构成威胁。文章综述了外来入侵植物的基本生理生态特征和其入侵的一般特征,并分析了目前我国植物入侵的现状,最后提出了防制植物入侵的一般方法。

引言

植物入侵(PlantsInvasion)是指一种植物在各种活动的影响下,从原产地进入到一个新的栖息地,并通过定居(colonizing)、建群(establishing)和扩散(diffusing)而逐渐占领该栖息地,从而对当地土著种群和生态系统造成负面影响的一种生态现象。外来植物入侵的原因很多,如动物活动,占领空的生态位等。外来植物入侵现象在当今社会十分普遍,引发了一系列的生态和经济问题,打破了入侵区的生态系统,影响生态系统的承载力,危害人类社会经济结构以及人类健康,造成了无法估量的损失,特别对农田、草坪、果园等人工栽培的经济生态系统造成了极大破坏。植物入侵造成了全球植物生态系统多样性丧失和危害人类社会经济已经成了无可争议的事实,研究入侵植物的生态和生理特征,准确预测植物入侵性,有效防止有害植物的入侵成了植物学家和生态学家研究工作的焦点。

1.植物入侵概念和入侵植物的特征

1.1外来入侵植物及植物入侵的概念

外来入侵植物是指在非原生态系统进化出来的植物,由于自然或人为的因素被引入新生态环境并对新生态环境或其中的物种构成一定威胁的植物。植物入侵是指一种植物在各种活动的影响下,从原产地进入到一个新的栖息地,并通过定居,建群和扩散而逐渐占领该栖息地,从而对当地土著种群和生态系统造成负面影响的一种生态现象。

1.2入侵植物的特征

外来入侵植物,特别是那些入侵性较强的外来植物,具有其相应的生理和生态等特征。比如:外来入侵植物一般多为草本植物,多为单年生或二年生,生活周期短,植株较小,种子数量巨大,种子小而轻,繁殖和传播方式多样化,具有灵活适应环境变化等特征。如薇甘菊广叟果千粒重010892g,具5"脊",先端一圈冠毛;紫茎泽兰种子千粒重0104~01045g,广叟果顶端有冠毛;飞机草广叟果千粒重仅为0105g,具五纵棱,棱上有短硬毛。这些体积小、重量轻,加之具有翅、柔毛或冠物等附属物,能通过空气、水流、动物或人类等多种途径进行远距离散布。研究表明,单子叶植物比双子叶植物更具入侵性;草本植物比木本植物更具入侵性;单年生、二年生植物比多年生植物更具入侵性。对入侵我国最严重的90种外来植物中草本和木本,单年生和多年生的数目分析比较也证实了这一点。

2.目前我国植物入侵现状

据调查,目前中国共有外来入侵植物188种,其中水生植物18种、陆生植物170种,隶属41科。种数最多的科是菊科(49种)和禾本科(33种),来自美洲的有125种,占入侵植物总种数的66.15%。这188中入侵植物中,最严重的为90种,对这90种外来植物的性状和生活周期型的统计,发现草本与木本的数量比为81/9,单年生、二年生与多年生数量比约为52/38,并且,作为草本的禾本科(Graimineae)和菊科(Compositae)数量居多,分别为11种和22种。统计的结果显示,在这90种外来植物中,草本在数量上占据绝对优势,由于该90种外来植物在我国入侵性评价中处于最严重的地位,故一定程度上说明了草本植物比木本植物更具入侵性;而一、二年生与多年生相比,也占据一定优势。我们抽样对90种外来植物的其中蓖麻等5种植物的形状和入侵强度列出如下:

3.有效防止和防制植物入侵的一般方法

目前对入侵植物主要采取检疫、人工、生物、化学、农业、机械或物理防治,以及将这些方法结合起来的综合治理措施。主要方法简述如下。

3.1杂草检疫防治

杂草检疫是防治植物入侵的首要环节,也是杂草防治不可缺少的环。它是依据植物检疫法,对输入或输出的动植物或动植物产品中夹带的有毒、有害杂草的繁殖体进行检疫的防治方法。必须提高检疫员的素质和业务水平,同时加强宣传、呼吁,加强科普教育,使人们有充分认识,从源头杜绝有害外来植物的入侵。

3.2人工防治

人工防治是最原始、最简便的方法,适于控制刚传入,还没有大面积扩散的入侵物种,能在短时间内将其清除,但对高繁殖力的物种则因费时费工,除草效率低。深圳曾多次进行人工拔除薇甘菊,但因效果差而放弃。人工防治是一种清洁的生态防治方法,但要注意除后残株必须及时妥善处理,否则可能成为新的传播源,客观上加速外来植物的入侵。

3.3生物防治

生物防治是利用杂草的天敌,如昆虫、病原真菌、细菌、病菌、线虫、食草动物或其他高等植物来控制杂草的发育、生长蔓延和危害的方法。其目的不是根除杂草,而是通过干扰杂草的生长发育、形态建成、繁殖与传播,使其种群数量和分布控制在生态和经济危害水平之下。利用有害植物的天敌进行防治,国内外已取得了不少成果。

3.4动物治草

以虫治草是利用昆虫能相对专一地食取某类杂草的特性来防治杂草的方法。一般程序为:原产地考察采集天敌-安全性评价-天敌引入与检疫-天敌生物生态学特性研究-天敌的释放与效果评价。从20世纪中叶至90年代,以虫治草的研究和实践迅速发展,取得显著成效。如1945年美国用泽兰实蝇防治紫茎泽兰;1978年前苏联利用豚草条纹叶虫防治豚草;1987年中国利用空心莲子草虫(Agasicleshygrophila)防治空心莲子草;利用专食性天敌昆虫Neochetinaeichhorniae和N.bruchi对水葫芦进行防治等。

目前防止和防制外来植物入侵的方法日益增多,也日益科学化,环保化和有效化,主要体现在生物防制植物入侵的方法上。

结束语

一个外来植物在远离原生境后要迅速占据新的生境,并不断扩展分布范围而成为入侵种,必然有一定的生理和生态学基础对异质生境较强的适应对策、快速的繁殖能力、高效的种子散布方式。这些机制之间相互影响、相互作用,共同促成外来植物的成功入侵。

植物入侵打破了生态系统的稳定,影响生态系统的承载力,危害人类社会经济结构以及人类健康,造成了无法估量的损失,已经引起了世界的高度重视,寻找有效而科学地防止和防制外来植物入侵的措施成了植物入侵研究工作的当务之急。

参考文献

[1]史刚荣,马成仓.外来植物成功入侵的生物学特征.应用生态学报,2006.4.

[2]江贵波,曾任森.外来入侵植物的危害及防治.安徽农业科学,2006.

植物管理论文第6篇

植物景观的创造,仅靠一些自然的植物种类还不尽人意,要有丰富的植物材料才能创造出丰富多彩的植物景观。为此,园艺学科随之迅速发展起来,尤其是选种、育种、创造新的栽培变种取得了丰硕的成果。例如为了丰富植物色彩、体形和线条,垂枝类型的栽培变种越来越多,在园林中的应用也越来越广泛。从调查所得的我国现有的垂枝植物类型树种中研究分析其观赏特性,初步探讨了垂枝植物在园林中的应用。

1观赏特性

垂枝植物是枝条下垂向地伸展的植物的统称,如垂柳(Sal-ixbabylonica),绦柳(Salixmatsudanacv.Pendula),龙爪槐(Sophorajaponicacv.Pendula)等。毕业论文垂枝植物之所以备受人们的青睐,与其独特的观赏特性和生态适应性是密不可分的。它们耐旱、耐湿、耐热、抗病虫害,能适应各种温度变化,对土壤肥力也不苛求。同时,垂枝植物也为园林景观增加了特有的色相、动感和声音,这些特点有利于建造低成本的园林景观。

1.1形态和质地

垂枝植物最明显的观赏特征是其所有枝条自然下垂,形成伞形或蘑菇状树冠来展示其优美的形态。垂枝植物的枝条有不同的质地,有柔软纤细的垂柳,也有粗犷的垂枝北非雪松,可以给人带去不同的景观感受。

1.2动感和声响

在欣赏其优美形态的同时,我们还可以享受垂枝的动感以及风吹过时所发出的声响。微风吹过,大量种植在公园、道路边的垂枝植物,细长的枝条随风摇曳,就象海里的浪花一样,还发出沙沙的声响,象是在说着悄悄话,给人们带来与大自然的亲近之感;当微风吹过,种植在水边上的垂柳,细长而又柔软的枝条伸入到水里,随着清风轻轻摇摆着,让水面泛起一阵阵涟漪,仿佛一双巧手拨弄着一池秋水,别有一番风味。垂枝梅枝条自然下垂,花开时朵朵向下,宛若向水面探身弄影,用来装饰园林水景,无风时,纤秀柔媚的梅花,妥帖地融入温情一般的水中,可表现出一种如云飘逸的神采,表达着一种恬静的意境。起风时,碧水盈盈,和风拂拂,姿态更为动人。

1.3色彩

垂枝植物的叶色、花色、果色都很丰富多彩,叶色有终年常绿的迎春,有色彩极其丰富的垂枝榕、花叶垂榕等,还有常年叶片为红色的细叶鸡爪槭,入冬后叶色更为红艳,为冬季景观增色不少;垂枝植物一般在春季或夏季开花,花的颜色很丰富,有红色、白色、粉红色、黄色、浅蓝色等;有些垂枝植物的果实色彩也相当丰富,有红艳的宁夏枸杞,有粉红的垂枝桃等。

2垂枝植物在园林中的应用

垂枝植物种类繁多,能在不同的生境下生长,在园林中应用范围很广。硕士论文在设计时,通过科学和艺术的结合,充分发挥其自身形体、质地、色彩等自然美,可以创造出生机盎然、优美靓丽的园林景观。

2.1应用原则

2.1.1选材适当,适地适栽不同的植物对生态环境有不同的要求和适应能力,环境适宜则生长良好,否则便生长不良甚至死亡。生态环境又是由各不相同的温、光、水、土等条件组成的综合环境,千差万别。因此,在栽培应用时,首先要选择适应当地条件的种类,即选用生态要求与当地条件吻合的种类。从外地引种时,最好先作引种试验或少量栽培,成功后再大量推广。

2.1.2自然美与意蕴美应用时,要同时关注科学性与艺术性两个方面,在满足植物生态要求,发现植物对环境的生态功能同时,通过植物的自然美与意蕴美来体现植物对环境的美化装饰作用,也是观赏植物应用的一个重要特点。垂枝植物种类繁多,姿态各异,通过叶、花、果在形态、色彩、芳香、质感等方面的特点及其整体构成,表现出各种自然美。植物以绿色作为大自然赋予的主基调,同时又以多彩的花、果、叶甚至整个植株发出清香、甜香、浓香、幽香等多种香味,引起人的嗅觉美感。植物除了自然美外,很多传统的观赏植物还富有意蕴美,其含义与通常所说的联想美、含蓄美、意境美等相近,其审美特征在于将植物自然形象与一定的社会文化、传统理念相联系,以物寓意、托物言情,使植物形象成为某种社会文化、价值观的载体,成为历来文人墨客、丹青妙手垂青的对象。在我国,这方面较为典型的垂枝植物有:垂枝梅、迎春、木香等。由于具有一定的传统文化载体功能,使这些植物在自然形态美的基础上又具有了丰富的意蕴美内涵。

2.1.3生态效应应用垂枝植物时,除考虑其生态习性、观赏特性外,植物对生态环境的改善也是环境绿化的重要目的。垂枝植物同其他植物一样具有调节环境温度、湿度、杀菌、减噪、抗污染、平衡空气中氧气与二氧化碳等多种生态功能。由于在形态上、生态习性、应用形式上的差异,不同的垂枝植物对环境的生态功能的发挥不尽相同。例如:在市区、工厂等空气污染较重的区域则应栽种能抗污染和能吸收一定量有毒气体的种类,降低空气中的有毒成分,改善空气质量。保持水土,则应选择根系发达、枝繁叶茂的树种。

2.2应用形式

垂枝植物的应用形式与内容要根据环境特点、绿化功能要求,结合植物的生态习性、物候变化、观赏特点选用适宜的类型和具体种类,也可根据不同类型植物的特点、设计和制作相应的设施,使植物、构筑物、环境之间实现科学与艺术的统一。垂枝植物可与其他植物,包括乔木、灌木、各种花卉搭配,在庭院、公路、公园等地方的绿化中经常被使用,可群植或片植形成大面积的景观,亦可孤植。不同的绿化场所,垂枝植物有以下常见应用形式与内容:

2.2.1水边种植部分垂枝植物抗性好,耐水湿,适宜种于水边。医学论文水边种植垂枝植物,使枝条伸向水面,形成柔条拂水、低枝写镜的画面,树姿与水体相互掩映,虚实相应,深化和丰富了植物景观的内容,提高了园林审美情趣。可用于水边种植的垂枝类型树种有:垂枝梅、垂柳、绦柳等。龙游梅,枝条自然扭曲如游龙,别具风致,因干形奇特,也很适合水滨作点景之用。它那灵动、隽逸、活泼的形与神,在水的衬托下,往往随意成趣,常有神来之笔,令人浮想联翩。

2.2.2行道树大部分垂枝植物姿型优美,性耐修剪,适应性广,抵抗力强,因此可种植于公路、园路的两旁,细长柔软的枝条向下悬垂,偶尔随风摆动,并不时地抚摸着人们的脸,体现了人与大自然的亲近。在浙江嘉兴,那里的垂柳树体高大,经常被做为行道树使用。可作为行道树的有:垂枝南洋杉、垂枝桦、垂枝槐等。

2.2.3园景树垂枝植物的树形优美,有很多的观赏特征,可赏花果,观形色,可在庭院、公园中作为园中布局的中心植物景观,在栽植上可孤植、配植、群植。以单株形式配植的各类树木,对单株的观赏形状要求高。垂枝植物中常用作园景树的树种有垂枝雪松、垂枝槐、垂枝榆、垂枝榕、垂枝樱花等。

2.2.4垂吊花卉垂吊花卉极其迎合现代人美化和装饰室内的心理和要求,因为她有与生俱来的艺术格调,富有浓浓的梦幻感和飘逸感,她可以轻而易举将室内的环境布置得充满艺术氛围,焕发自然生机。垂吊花卉一般挂在较高处,以仰视观赏为主,基本的要求是枝叶繁茂,生长迅速,管理方便,观赏效果好,能很快成形。因此有些枝叶和花向下生长的种类是良好的吊盆材料。垂枝植物中可用作垂吊花卉的种类有绿之铃、倒挂金钟、垂枝石松、绿萝等。

2.2.5棚架棚架是园林绿化中最常见、结构造型丰富的构筑物之一。生长旺盛、枝叶茂密、开花观果的攀援植物是花架绿化的基本物质基础。垂枝植物中可用作棚架植物的有木香等。

2.2.6护坡、堡坎绿化护坡与堡坎绿化是城市立体绿化,特别是地形、地貌复杂多变的山地城市绿化的一个重要内容。对于堡坎、坡坎、堤岸等地段,可选用垂吊植物中的俯垂型植物植于坡坎顶部边缘,使其枝蔓向下悬挂,覆盖坡坎而起护坡美化装饰和绿化的功能。垂枝植物中可用作该类型的绿化树种有:迎春,连翘、云南黄素馨等。

2.2.7山石绿化在山石边种植一些垂枝植物,山石与婆娑的树姿二者相互呼应,更富自然情趣,如垂枝梅,垂枝鸡爪槭等。梅石相配,刚劲简洁,妙笔生花,石因梅而活,梅因石更绝,对比强烈,收效甚佳。

2.2.8盆景应用一些垂枝植物,经整形修剪,成为灌木状态,常用作盆景材料,如垂枝金花柳、垂枝龙爪槐等。

2.2.9大量片植或群植英国园林设计师提出过“没有量就没有美”,强调大量片植,垂枝植物秀丽的外形,若大量的集中在一块,将形成一个大面积的景观。职称论文垂枝植物中常片植或群植的树种有垂枝樱花、垂枝梅花等。

2.2.10其他用途不少品种可用作切花,用作插花材料,加工成为艺术品,可放在室内数年,如垂枝银花柳;也可用作盆栽,自由移动,放置在不同的空间里,快速形成优美的景观,如垂枝金花柳等等。

3展望前景

综上所述,垂枝植物是一类很值得推广的造景植物材料,它特有的观赏特性及生态适应性决定了它在园林中的应用,有很好的发展前景。但是应注意到垂枝植物也存在一些问题:一方面垂枝植物的培育难度较大、成本较高,大部分品种应用主要集中在特色景观营造中,而且,目前还有很多垂枝树种处在苗木繁育阶段,在规格和数量上都还不能达到供应市场的要求。另一方面,并不是所有的垂枝的变异性状都值得培养。有些树木例如大叶杨培养出来的品种,完全不具备垂枝树木特有的观赏价值,因此对其市场前景的估测并不乐观。垂枝型树木的选育有几点值得注意:一般而言,要求植物的冠形为伞形或扁球形,其开张的树冠利于达到遮阴的功能;其次就是对枝条姿态、颜色以及叶型的要求,这也是影响垂枝植物观赏效果的重要因素;最后还要综合考察该品种的生物学特性,如抗逆性等。

随着回归自然意识的深化,人们越来越认识到垂枝植物重要的应用价值。工作总结我国应大力发展垂枝类型植物,同时,建议科研单位加强垂枝植物的育种工作,尤其是在选育观赏价值高的新品种这方面。垂枝植物的种类繁多,情调各异,应用空间广阔,加强对它们的开发、研究与推广作用,将对人们生活增添无限风采。

参考文献:

[1]熊济华,唐岱.藤蔓花卉.攀援匍匐垂吊观赏植物.中国林业出版社,2004,7.

[2]赵锡惟.垂吊花卉.上海科学技术出版社,2004,9.

[3]苏雪痕.植物造景.中国林业出版社,2003,1.

植物管理论文第7篇

关键词:水涝胁迫适应性机理研究进展

按照Levitt的分类,水分胁迫包括干旱胁迫(水分亏缺)和水涝胁迫(洪涝)。水涝胁迫对植物产生的伤害称为涝害。涝害是世界上许多国家的重大灾害。随着全球环境的不断恶化,生态系统严重破坏,全球气候异常加剧,雨量分布极不均衡,局部地区水灾不断,土壤淹水现象更是极为常见,世界各国都非常重视防涝抗洪、水土保持等问题的研究。我国也是一个洪涝灾害比较严重的国家,大约有2/3国土面积存在不同程度的涝害,危害极大。认识植物对水涝胁迫响应的机理,揭示其适应机制,从而合理地选择和定向培育耐涝性品种,减轻淹水对农业生产的危害,对于我国的农业生产具有重要的理论和现实意义。

一、水涝胁迫对植物的危害

植物对水的需求是有一定限度的,水分过多或过少,同样对植物不利,水分亏缺产生旱害,抑制植物生长;土壤水分过多产生涝害,植物生长不好,甚至烂根死苗[1]。涝害会影响植物的生长发育,尤其是旱生植物在水涝情况下其形态、生理都会受到严重影响,大部分维管植物在淹水环境中均表现出明显的伤害,甚至死亡。但涝害对植物的危害主要原因不在于水自身,而是由于水分过多所诱导的次生胁迫而造成的。

1.水涝胁迫对植物细胞膜的影响

当植物处于水涝状态时,细胞内自由基的产生与清除之间的平衡遭到破坏,造成自由基的积累从而破坏膜的选择透性。晏斌等研究后认为,在涝渍胁迫下玉米体内正常的活性氧代谢平衡破坏,首先是SOD活性受抑制,导致O2-增生。故认为叶片的涝渍伤害可能主要是过量O2-积累产生MDA,引起蛋白质、核酸分子发生交联反应和变性、破坏膜和生物大分子物质,加快了衰老速度[2]。魏和平等以玉米为材料,研究淹水条件下叶片细胞超微结构的变化,发现首先液泡膜内馅逐渐松驰,叶绿体向外突出一个泡状结构,随后进一步破坏解体,且叶绿体结果破坏在液泡膜出现破裂之前,其次是线粒体、细胞核解体。后二者的破坏是淹水缺水造成还是细胞死亡过程中消化酶所致,尚须进一步研究。

2.涝害对植物物质代谢的影响

(1)水涝对植物光合作用的影响

土壤淹水后,不耐涝植物的光合速率迅速下降。虽然在一定时间内,甚至在较长时间内淹水并不引起植株叶片水分亏缺,有时还会提高叶片的水势,但仍会很快引起气孔关闭,叶片CO2扩散的气孔阻力增加。随淹水时间的延长,叶绿素含量下降,叶片早衰、脱落。土壤淹水不仅降低光合速率,光合产物的运输也有所下降[3]。渍水下净光合速率与产量的变化显著正相关,可作为耐涝性选择指标。淹水下,植物光呼吸酶活性受影响,光呼吸加强.水分胁迫下光呼吸具有特殊的防止光抑制作用,通过CO2循环有效耗散过剩能量,从而保护植物在逆境下的光抑制。

(2)水涝对植物呼吸作用的影响

涝害减少了植物组织与土壤间的气体交换,导致根部区域形成缺氧或厌氧环境,这是涝害各种反应中的主要决定因子。由于土壤中的氧气迅速亏缺,引起土壤和厌氧微生物产生了许多对植物有害的物质,这些有害物质将随着淹水的不同程度影响着植物的正常生长和发育。另外,植物体内淹水缺氧,导致根部厌氧代谢产生的乙醇、乙醛等物质对细胞具有毒性,对蛋白质结构造成破坏;产生的乳酸及液泡H+外渗等原因会导致细胞质酸中毒;发酵还会使线粒体结构破坏,细胞能荷下降,细胞中氧自由基增加,保护酶如SOD,POD等活性下降,质膜透性剧增,导致细胞严重的厌氧伤害[4].

(3)根际缺氧对矿质营养的影响

缺氧条件下,植物对土壤中矿质元素的吸收大大减少,主要原因是在缺氧条件下植物只能利用无氧呼吸产生的能量,无氧呼吸产生能量比有氧呼吸少得很多,必然会降低根系细胞ATP的浓度,削弱了根系主动吸收矿质的能力。在缺氧条件下,植物的蒸腾作用降低,蒸腾流流速减慢,矿质元素从根系运输到地上部分的数量减少;另外,缺氧条件下,土壤气体交换受阻,土壤中CO2浓度增大,氧气相对减少,好气性微生物数量减少,厌气性微生物增多,使土壤酸度增大,改变了土壤微环境,最后导致土壤矿质元素有效状况的改变,从而影响植物根系对有效矿质的吸收和积累。由于氧气亏缺导致土壤氧化还原电势降低,使某些离子还原成更可溶更有毒的形式(如硫化物H2S,FeS)。从而使细胞生理机能下降,从而引起根腐和木质化。

3.根际缺氧对植物激素的影响

土壤淹水后改变了植物内源激素的合成和运输,植株根内GA和CTK合成受阻,加剧叶片衰老和脱落。逆境条件下植物体内乙烯含量增加。一些研究者认为是缺水植物体内氧分压降低,诱导根中ACC合成基因促进根中ACC的合成,ACC随蒸腾液流由根系向地上部分运输,地上部分的ACC在通气条件下转变为乙烯[5]。近来已将乙烯在根系的合成更详细地研究清楚,在O2辐射进入根系组织的过程中,由于细胞壁的阻碍和代谢活跃皮层的存在,在根系组织中形成一种从根外层到根中柱部位低氧到缺氧的O2体积分数梯度,结果在缺氧中柱由不需要O2的ACC合成酶将ASM合成ACC,从中柱运ACC输到低氧皮层细胞,由需要O2的ACC氧化酶将ACC氧化成乙烯,再从根部运输到地上部分,促进茎的加粗、次生根的发育及叶片衰老脱落[6]。另外,在缺氧条件下,植物地上部分ABA合成加强,减小了向根系运输的数量,地上部分ABA质量分数随之增大,并进一步抑制ABA向根部的运输。同时缺氧也可能干扰赤霉素和细胞分裂素的合成。

二、植物对水涝胁迫的适应性机理

1.植物耐涝的形态学适应

(1)根系生长的表面化

在水涝胁迫条件下,有些植物根系表层化并且变细,根毛增多,根系能减少氧气在细胞中扩散的阻力,又不会形成根中部细胞的缺氧,还可以增加根系表面积,有利氧的吸收;一些深根植物对缺氧的适应是根部细胞间形成大量通气间隙,便于氧气扩散,根系生长在深层土壤中,也可以获得氧气,同时,有些植物如玉米、小麦、向日葵等,在水表层的茎节处会长出不定根,不定根伸长区内有发达的通气组织形成,使根内部组织孔隙度大幅提高。电镜细胞化学研究结果,不定根根尖细胞内ATP酶的分布高于正常根[7]。ATP酶活性上升,表明不定根根尖细胞具有较高细胞分裂能力和生理活性,根系氧气摄取和运输能力明显改善。

(2)形成根际通气组织。

诱发通气组织形成的原因是由于根系和微生物活动消耗氧气,根系的厌氧环境促进植物乙烯的生成和积累,覆盖根系的水又会通过降低乙烯的释放而加剧这种积累。乙烯浓度增加促进纤维素酶的活性,在酶的作用下,根尖皮层组织中细胞分离或部分皮层细胞崩溃,形成通气组织。可促进氧气扩散进根部,同时使根部的甲烷、H2S、CO2等气体排到体外,调节根际氧化势,排泄废气。

以往对植物耐涝形态学机理主要局限于根的研究,近年来国内外一些学者逐步对植物地上部在淹水状态下发生的形态学变化也进行了研究。目前,对植物淹水环境下形态学适应的相关研究仍较少,且局限于水稻、小麦等少数几种植物,因此,有待于进一步研究。

2.植物对淹水的代谢适应

(1)涝害胁迫下植物代谢途径的改变

有氧存在时植物不存在发酵途径,但在低氧时立即诱导出现,说明它们在植物适应低氧存活机制中起着重要作用。植物受涝时,由于根部区域缺氧不能进行正常的有氧代谢,而为了维持正常的或至少是最低的生命活动,能量的供应也是必不可少的。因此在厌氧条件下,细胞能量的供应主要依赖于无氧发酵途径产生ATP。在受涝时,主要有三种活跃的发酵途径:乙醇发酵途径、乳酸发酵途径和植物特有的丙氨酸发酵途径。但这三种途径是怎样又是在多大程度上对缺氧胁迫的耐性做出贡献以及它们之间是如何相互作用的仍不清楚。

在涝害胁迫时,除了发酵途径外,在有些植物中还存在磷酸戊糖途径和苹果酸代谢作为能量供应的补充,以减小发酵途径产生的乙醇、乳酸等有毒物质的毒害作用[8]。厌氧条件下,参与糖酵解过程的酶也发生变化,厌氧诱导表达出一类正常状况下不表达的糖酵解酶[9]。此外,有些湿地植物可能存在特殊的代谢,如使用PPi替代ATP作为高能磷酸的供体。低氧锻炼的玉米,根尖存活时间以及胞质酸化与ATP含量无关,暗示PPi在起作用[10]。

(2)涝害胁迫下蛋白质的合成

逆境下植物叶片游离脯氨酸累积,原因一是叶片组织多种酶活性降低,脯氨酸氧化受阻,造成游离脯氨酸积累;二是谷氨酸合成脯氨酸的速度增加。脯氨酸可提高植物细胞原生质渗透压,防水分散失以及提高原生质胶体的稳定性,从而提高植物体抗性[11]。植物抗逆性途径大多与蛋白质尤其是酶有关,在短时淹水逆境下,酶活性增强,但随时间延长这些酶的活性下降。许多研究结果表明在涝渍胁迫条件下,植物体内诱导合成了一些新的蛋白或酶类物质。一些耐水涝胁迫的植物,如水稻和稻稗,在氧胁迫条件下糖酵解代谢酶类的活性明显被促进,例如乙醇发酵、糖酵解代谢、磷酸戊糖代谢酶活性被促进,甚至三羧酸循环在缺氧条件下也有一定活性,这样湿生植物就可以在代谢上适应水涝胁迫所造成的缺氧生境。以玉米为材料在厌氧条件下的研究发现,玉米新合成两类蛋白:过渡多肽和厌氧多肽,并与糖酵解或糖代谢有关[12]。目前已克隆了一些与植物抗涝性相关的基因,主要是编码厌氧胁迫蛋白的基因、SOD酶基因、植物血红蛋白等。随着基因工程技术的完善,利用转基因技术培育抗涝性植物材料将成为未来抗涝性育种的重要手段。

目前,对于提高植物的耐涝性方面的研究仍然较少,有研究表明使用生长调节剂如PP333、BR-120、复合醇等及外源活性氧清除剂能有效缓解涝害,但在大田条件下,这些措施有一定的局限性。目前迫切需要确定可靠、直观的生理指标,从涝害下植株形态结构及代谢适应性分子机制入手,寻找适宜的耐涝基因,通过转基因技术选育抗淹耐涝品种。

参考文献

[1]赵可夫.植物对水涝胁迫的适应.生物学通报.2003,38(12):11-14.

[2]晏斌,戴秋杰,刘晓忠等.玉米叶片涝渍伤害过程中超氧自由基的积累[J].植物学报,1995,37(9):738-744.

[3]吕军.渍水对冬小麦生长的危害及其生理效应[J].植物生理学通报,1994.20(3).221.