《荒漠結皮區土壤藍藻和植物的相互作用研究》是依託武漢大學，由陳蘭洲擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：荒漠結皮區土壤藍藻和植物的相互作用研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：陳蘭洲
- 依託單位：武漢大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
選擇內蒙古荒漠藻類實驗站多年人工結皮和溫室內形成的流沙結皮，結合優勢固沙植物，研究植物及荒漠藍藻的相互作用，闡明藻灌綜合固沙加速形成結皮的機制。具體為：研究多年人工結皮區不同植物形成的微環境下結皮中藻類的組成、分布、生長、光合特性及根際微生物的變化，總結植物微環境影響藻類結皮發育的關鍵因子；研究溫室藻類結皮形成后土壤特性和肥力的變化，及外源多糖對油蒿苗期生長發育、光合特性及抗氧化系統的影響，闡述藻類在結皮中C、N循環及油蒿生長發育中的作用；通過研究油蒿的化感物質及特性分析，及對荒漠土壤藍藻作用方式及生物學效應，闡述油蒿化感物質對藻類生長結皮發育的影響。在此基礎上，系統揭示結皮區藻灌的相互作用與結皮發育之間的關係，為藻灌綜合固沙加速荒漠結皮形成的生態修復技術提供理論和實踐基礎，豐富我國荒漠化防治理論。
結題摘要
本項研究針對荒漠區藻類和植物相互間的作用，對藻類多糖促進檸條生長的機制，植物化感物質對荒漠藻類的影響，以及不同年代結皮中糖類含量變化等研究，全面揭示了藍藻和植物之間相互作用的機理，為荒漠結皮加速形成的機理提供了解釋。具體如下： 首先研究了多糖對植物的生理效應。以離子色譜研究了Phormidium藻類多糖的組成，發現熱水溶性多糖主要由60.38%的蛋白質和39.62%的多糖及12單糖組成。以藻類多糖處理檸條種子及幼苗，發現藻類多糖對檸條種子的各類萌發指標有顯著的促進作用，對幼苗的SOD活性，MDA含量及幼苗的各種糖類、葉綠素含量、光合活性、螢光產量及電子流動和礦質元素吸收能力均有較好的促進作用，並降低細胞內ROS含量等。表明適宜濃度的藻類多糖能夠促進檸條種子萌發和幼苗生長發育。 其次研究了油蒿化感物質對結皮中藻類的生長及抗氧化系統的影響。以GC-MS分析油蒿揮髮油，共鑑定出37種化合物。以油蒿揮髮油處理集球藻，小球藻和念珠藻，發現低濃度的化感揮髮油對微藻的生長有明顯的促進作用，而高濃度抑制微藻的生長。這主要是化感物質影響其生長速度、光合活性及螢光動態和抗氧化系統的結果。油蒿水提液具有相同的效果。結果表明，油蒿在生長中通過不同的釋放途徑釋放化感物質，對受體微藻有明顯的“低促高抑”的濃度效應，對受體藻類的生長造成影響，從而影響結皮形成和發育。 最後研究了不同年代形成的土壤結皮中有機質含量、色素物質及土壤酶等變化。研究發現，隨結皮年限的增加，土壤中總有機碳、藻類生物量、類胡蘿蔔素及可溶性總糖含量逐漸增加；表層結皮中脫氫酶、過氧化氫酶、脲酶、磷酸酶、蔗糖酶活性也隨年限的增加而增加。以保守的結合多糖和多變的膠體多糖的形式區分結皮中多糖，並成功提取、測定了總糖、膠體多糖和結合多糖含量變化，發現其含量亦隨結皮年份的增加而增加。結果表明藻類的生長，加快了結皮的形成和沙漠土壤成土的速度。 目前，該項目發表論文9篇，其中SCI 8 篇，核心期刊1篇；此外，尚有4篇英語文章在投，並培養研究生4人，超額完成了科研任務。
