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[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
徐天宇 张立翔
运用数学模型和流体建模相结合的方法,建立植物单管胞阻力计算的数学模型,研究纹孔结构与植物管胞内径及电阻率的关系;采用低雷诺数k–ε模型对不同结构的塞–缘具缘纹孔水分流动进行数值模拟。结果显示纹孔深度、纹孔塞缘孔隙率、纹孔直径、纹孔塞直径是影响管胞电阻率的主要因素。纹孔深度6μm的比3μm的电阻率降低18.57%,管胞内径增加23.43%;纹孔塞缘孔隙率66.7%比16.7%的电阻率降低9.80%,管胞内径增加10.65%;纹孔直径16μm的比10μm的电阻率降低9.21%,管胞内径增加10.54%;纹孔塞直径4μm的比2.5μm的电阻率提高8.76%,管胞内径减少8.14%;纹孔结构的变化导致其管胞长宽比值出现差异性,管胞长宽比为(95∶1)～(70∶1)。在纹孔阻力一定的情况下,纹孔阻力与管胞内流动长度阻力之间的比值随管胞内流动长度的增加而减小;当管胞内流动长度为管胞长度的2/3时,纹孔阻力与管胞内流动长度阻力之间的比值为0.997,其纹孔类型不影响纹孔阻力与管胞内流动长度阻力之间的比值。
[期刊] 林业科学
[作者]
佟永萍 赵广杰
The structure of the bordered pit membrane on the fir tracheid was studied through the observation using scanning electron microscope.As a result,torus of the bordered pit on the fir tracheid can be seen clearly,and the change of the thickness from torus to margo is not obvious.The microfibrils of t...
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
上官方京 赵明水 张博纳 汤璐瑶 钱海蓉 谢江波 王忠媛
【目的】植物水力系统需要对不断变化的水分环境做出适应性调整，因此，量化植物水力性状与木质部解剖结构在不同水分状况下的关系，将有助于理解植物的适应策略。【方法】以亚热带7种裸子植物和7种被子植物为研究材料，对比分析不同生境中(自然生境和人工生境)植物的栓塞抗性(植物导水率损失50%的水势)、输水效率和解剖结构的性状差异，探究植物水力性状与木质部解剖结构的关系。【结果】(1)在不同生境下，自然生境植物的输水效率(K_s)较大，栓塞抗性(P_(50))较小，且植物解剖结构性状对不同生境植物水力性状具有一定指示性。(2)相关性分析表明：被子植物的导管水力直径、导管密度与K_s、P_(50)呈显著相关(P<0.05)，但相关性在不同生境下呈相反趋势；裸子植物的管胞水力直径、管胞密度与K_s、P_(50)之间的相关性在不同生境中具有相同趋势。【结论】在湿润区内，植物通过增加输水效率以适应相对干旱环境的生存策略可能较为普遍。木质部结构与功能的差异可能是同一生境下植物水分策略存在差异的原因。图6表2参43
关键词：
输水效率 栓塞抗性 木质部解剖结构
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
陈森 陆世通 李彦 谢江波 叶琳峰 王忠媛
【目的】研究湿润地区杉科Taxodiaceae北美红杉Sequoia sempervirens、落羽杉Taxodium distichum、池杉T.distichum var.imbricatum木质部水分运输、解剖结构和机械强度的定量关系，探讨木质部解剖结构与功能在器官和物种水平的权衡。【方法】以浙江省天目山北美红杉、落羽杉、池杉为研究对象，用空气注入法测量3种植物枝/根的比导率(K_s)和栓塞抗性(P_(50))，测量管胞壁厚度(T_t)、纹孔膜面积(A_(pm))、纹孔口面积(A_(pa))、纹孔膜直径(P_d)、纹孔口直径(A_d)、水力直径(D_h)、管胞密度(N_t)、纹孔开口比(R_(ap))、纹孔密度(N_(pm))等指标与水分运输有关的解剖结构，以及木质部密度(D_w)、厚度跨度比(T_(tob))等与机械强度相关的指标，同时分析了水力功能与结构的关系。【结果】3种植物根的输水效率高于枝，栓塞抗性低于枝；北美红杉枝和根、落羽杉根以及池杉枝和根的K_s与P_(50)均为正相关，落羽杉枝的K_s与P_(50)有微弱的负相关，差异不显著(R~2=0.03,P=0.35)，因此，3种植物在种内水平上没有效率-安全权衡；在跨物种间，K_s与P_(50)存在权衡，遵循指数为-2.23的负幂函数关系(R~2=0.91,P<0.01)均有显著的负相关关系。【结论】3种植物枝与根的木质部安全性和效率均较低，在种内水平上没有效率-安全权衡，这是因为3种植物对高安全性和高效率的结构需求不同，即效率-安全权衡的结构基础并不存在。图7表1参48
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
陈森 陆世通 李彦 谢江波 叶琳峰 王忠媛
【目的】研究湿润地区柏科Cupressaceae北美红杉Sequoia sempervirens、落羽杉Taxodium distichum、池杉T.distichum var. imbricatum木质部水分运输、解剖结构和机械强度的定量关系，探讨木质部解剖结构与功能在器官和物种水平的权衡。【方法】以浙江省天目山北美红杉、落羽杉、池杉为研究对象，用空气注入法测量3种植物枝/根的比导率(K_s)和栓塞抗性(P_(50))，测量管胞壁厚度(T_t)、纹孔膜面积(A_(pm))、纹孔口面积(A_(pa))、纹孔膜直径(P_d)、纹孔口直径(A_d)、水力直径(D_h)、管胞密度(N_t)、纹孔开口比(R_(ap))、纹孔密度(N_(pm))等指标与水分运输有关的解剖结构，以及木质部密度(D_w)、厚度跨度比(T_(tob))等与机械强度相关的指标，同时分析了水力功能与结构的关系。【结果】3种植物根的输水效率高于枝，栓塞抗性低于枝；北美红杉枝和根、落羽杉根以及池杉枝和根的K_s与P_(50)均为正相关，落羽杉枝的K_s与P_(50)有微弱的负相关，差异不显著(R~2=0.03,P=0.35)，因此，3种植物在种内水平上没有效率-安全权衡；在跨物种间，K_s与P_(50)存在权衡，遵循指数为-2.23的负幂函数关系(R~2=0.91,P<0.01)。【结论】3种植物枝与根的木质部安全性和效率均较低，在种内水平上没有效率-安全权衡，这是因为3种植物对高安全性和高效率的结构需求不同，即效率-安全权衡的结构基础并不存在。图7表1参48
[期刊] 中国农业科学
[作者]
黄新 高梦竹 张昊 高静 王凤茹 董金皋
【目的】明确油菜素内酯对Ca2+分布的影响,分析油菜素内酯对影响钙稳态的编码Ca2+通道和Ca2+-ATPase相关基因表达量的变化,明确油菜素内酯对钙稳态的影响。【方法】采用焦锑酸钙沉淀法对油菜素内酯(brassinosteroid,BR)处理后Ca2+的分布进行细胞化学定位;利用real-time PCR技术对调控细胞内Ca2+水平的位于细胞质膜、液泡膜和内质网上的编码Ca2+-ATPase的基因及位于细胞质膜、液泡膜和溶酶体上的编码Ca2+通道基因的表达量进行分析。【结果】在未经BR处理的拟南芥细胞中,Ca2+主要分布在细胞壁、细胞间隙和液泡中,细胞质和叶绿体中仅有少量Ca2+的分布;在...
[期刊] 林业科学
[作者]
陈志成 姜丽娜 冯锦霞 万贤崇
气候变化导致的全球尺度的森林衰败死亡增多,以植物水分关系为核心的树木死亡机制成为研究热点,而木本植物长距离水分运输中的木质部栓塞的研究是植物水分关系的核心。本文声学检测法、非破坏性成像技术和低压液流技术3类测定木质部栓塞的技术方法进行综述。声学检测法的优点是对植物材料无破坏性且具有较高的时间分辨率,但测定结果的可靠性差,这种方法更倾向于定性检测木质部栓塞。核磁共振和微CT成像技术是近年来兴起的非破坏性成像技术,对植物材料无破坏性,可对导管无偏差的三维成像;尤其是微CT技术,其空间分辨率小于1~2μm,可更详尽地呈现出木质部的栓塞程度和分布模式以及栓塞形成和修复的动态。应用微CT方法是未来研究中的趋势,但此装置还不易获取,因此在当前的木质部栓塞研究中还难以广泛应用。低压液流方法是近30年来测定木质部栓塞应用最广泛的方法,本文对此方法的原理及操作步骤进行介绍。近年有学者提出在测定过程中可能会出现"张力-剪断假象",认为即使在水中剪断存在张力的枝条也会人为地增加所测样品的栓塞程度。这就质疑了之前树木栓塞日变化和栓塞修复的研究结果及用自然干燥法测定树木抗栓塞能力的研究结果。"张力-剪断假象"在植物水力研究领域引起激烈的讨论,之后有众多学者迅速设计针对性的试验开展研究,然而并没有重复出"张力-剪断假象",并且认为避免"张力-剪断假象"的张力释放过程发生了栓塞修复。"张力-剪断假象"虽然对低压液流方法测定木质部栓塞引起争议,但此事件使研究者认识到严格、细心地进行木质部栓塞测定操作的重要性。最后提出应用低压液流技术测定木质部栓塞操作中应该注意的10项建议。
[期刊] 林业科学
[作者]
黄艳辉 费本华 余雁 赵荣军 王小青
采用水溶性低分子质量酚醛树脂处理杉木试样,使用纳米压痕测试技术对其管胞细胞壁的弹性模量和硬度进行测试。结果表明:处理试样管胞细胞壁的平均弹性模量和硬度比对照试样分别增加了32.94%和32.93%。使用紫外显微分光光度计分析得知,处理试样管胞细胞壁的吸光度远高于对照试样,说明低分子质量的酚醛树脂能够扩散进入到纳米级孔隙的杉木管胞细胞壁S2层内,并最终引起细胞壁力学性质的增加。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
木巴热克·阿尤普 伊丽米努尔 荆卫民
本研究借助木质部导水率及栓塞测量系统,分别对多枝柽柳、刚毛柽柳和紫杆柽柳扦插幼株的木质部水力特性对不同土壤水分处理的响应进行分析。以光学、扫描电子显微镜技术,对各柽柳幼株茎和根(2.5 mm
[期刊] 林业科学
[作者]
鲍甫成 侯祝强
针叶树材气体渗透性与气体在管胞中的流动特性和规律紧密相关 ,研究管胞的气体渗透流阻 ,可以获得关于针叶树材气体渗透性更深入的认识。本文从针叶树材管胞解剖结构出发 ,运用流体力学理论 ,导出了管胞 3个纹理方向渗透气体流阻的数学表达式 ,并由此计算了针叶树材管胞的气体渗透系数。计算结果表明 ,管胞流阻可以描述气体渗透阻力的分布情况 ,反映气体渗透性在 3个纹理方向的差异 ,在木材细胞层次揭示针叶树材气体渗透性的机制。
关键词：
气体渗透性 流阻 线性流 管胞
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
郝燕华 张祥雪 丁小康 刘姣
为了探讨植物木质部空穴化过程超声发射的特性和产生机理,基于Rayleigh-Plesset方程建立了描述空泡在导管中运动的方程并求解,同时构建超声检测系统并对植物木质部超声发射进行检测与分析。根据方程计算出气泡的平衡半径,当气泡受到扰动,如木质部液压强变化等原因造成半径大于或小于平衡半径时,用四阶龙格-库塔法求解方程,结果显示气泡会以减幅振动的方式回到平衡状态,形成振源发射超声。实测侧柏、元宝枫、刺槐切片在失水过程中的超声发射信号,并对其进行分析。结果表明:实测超声发射信号的频率、振铃数等与植物导管或管胞大小和材质无显著关系,约80%的信号特征与仿真计算结果一致。说明植物导管或管胞中,气泡以减...
关键词：
空穴化 木质部 超声发射 数值模拟
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
孙青 郭锐 沈繁宜 高荣孚 沈应柏
该文用几种木本植物茎做切片实验,探讨木本植物木质部栓塞的修复机制.研究发现:当脱水样品被复水后,在表面张力的作用下,其管状细胞中的空气立即回缩,形成长形或球形气泡;此后,在比较小的管状细胞中的气泡逐渐缩小直到消失;大的管状细胞中的气泡最初会伸长,然后缩短,直到消失;胞外球形泡也会一个接一个地出现;除了来自细胞的切破处,这些胞外球形泡还来自木射线的横断面,其中小些的会缩小,大个的会长大.这些现象说明,样品中的气体并没有如以往所云,溶解到水中之后进入大气.作者认为,空气也许从短半径气泡移动到了长半径气泡中.有两种可能的机制可以解释这一现象,一是根据表面张力附加压强公式,气体会由半径小、压强大的小气...
关键词：
木本植物 木质部 栓塞修复
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
安锋 蔡靖 姜在民 张远迎 兰国玉 张硕新
以西北农林科技大学校园内生长良好的耐旱树种刺槐(R obin ia p seud oacacia L.)、元宝枫(A certrunca tum Bge.)、沙棘(H ipp ophae rham noid es L.)、白榆(U lm us pum ila L.)、油松(P inus tabu laef orm is C arr.)、白皮松(P inus bung eana Zucc.ex End l.)及中生树种女贞(L igustrum lucidum A it.)和柳树(S a lix m a tsud ana K o idz.f.p endu la Schne id)为研究对象,用压...
关键词：
木质部栓塞 栓塞恢复 PV曲线水分参数
[期刊] 林业科学
[作者]
杨淑敏 江泽慧 任海青 古川郁夫
从生态学角度对沙棘和沙枣的木材结构进行对比研究。两树种具有的共同特点为:生长轮明显,半环孔材,具单穿孔,导管间纹孔交互排列,无分隔木纤维,导管较窄,环管管胞和纤维状管胞具螺纹加厚,轴向薄壁组织缺失或很少。所选树种明显区别是射线类型、宽度和叠生排列方式:沙棘射线,轴向薄壁组织细胞和导管分子具有明显的叠生排列方式,但沙枣的叠生排列不规则;沙棘射线为异型,1~2列,沙枣射线为同型,2~5列;并且二者之间数量化指标有差异,沙棘导管频率较大,导管分子较短及导管管孔较小,因此V和M值也较小,更能适应干旱环境。两树种导管分子长和纤维长的水平变动不规律,并且树种间和同一树种个体间差异显著。本文最后对该树种的解...
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
王哲 杨洪秀 李琛 高珊
【目的】植物纤维多孔材料的制备通常采用热分解型化学发泡剂，研究碳酸氢铵（NH4HCO3）、碳酸氢钠（NaHCO_3）、偶氮二甲酰胺/碳酸氢钠（AC/NaHCO_3）以及AC/NaHCO_3不同复配比例对植物纤维多孔材料的泡孔结构及缓冲性能的影响。【方法】以漂白针叶木浆为主要原料，添加NH4HCO3、NaHCO_3、AC/NaHCO_3 3种不同的发泡剂，以及AC/NaHCO_3不同复配比例条件下，采用微波成型工艺制备植物纤维多孔材料。利用Image Pro Plus 6.0软件对植物纤维多孔材料泡孔的显微图像进行处理分析，得到孔隙率、孔径大小及泡孔分布等参数；通过静态压缩测试分析材料力学性能和单位体积变形能。【结果】对比3种发泡剂试样，AC/NaHCO_3复配发泡剂制备的植物纤维多孔材料具有较高的孔隙率且泡孔分布较均匀，得到最小缓冲系数为4.93，具有良好的缓冲特性；对比AC/NaHCO_3 3种不同配比的试样，得出比例为2∶1及3∶1时发泡效果较好，泡孔分布较均匀，其中AC/NaHCO_3比例为2∶1时材料得到的最小缓冲系数最小，缓冲性能良好。【结论】AC/NaHCO_3复配发泡剂能在更大温度范围内持续产生气体，且AC/NaHCO_3比例为2∶1时，发泡剂发气均匀，制备的植物纤维多孔材料泡孔分布均匀性更好，材料缓冲性能优良，此结果可为研究发泡剂对植物纤维多孔材料的泡孔结构及缓冲性能的影响提供参考。
关键词：
植物纤维 发泡剂 泡孔结构 缓冲性能
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