植物学通报范文

植物学通报篇1

摘要从园林彩叶植物在我国的应用现状、园林彩叶植物品种引种选育、彩叶植物在部分大中城市应用情况调查和园林彩叶植物造景应用配置等4个方面对国内有关园林彩叶植物的文献进行了综述。

彩叶植物的定义有狭义和广义之分[1]，狭义上“彩叶植物不包括秋色叶植物，在春秋2季甚至春夏秋3季均呈现彩色，尤其在夏季旺盛生长的季节仍保持彩色不变”；广义上“凡在生长季节可以较稳定呈现非绿色的植物都可称作彩叶植物”。也有人认为，彩叶植物是指生长期内叶色与自然绿色明显不同的植物类群[2]。据1993～1997年的初步调查，我国彩叶植物达400多种，分属于62科108属[3]。

1园林彩叶植物在我国的应用现状

1990年亚运会后，金叶女贞不仅成了北京城市绿地中主要的彩叶绿篱植物，而且还扩散到我国中、东和南方各省的城市，丰富了城市景观[4]。最近，北京园林局实施彩叶植物的“绚彩工程”，加大了彩叶植物的引种，引进培育了银杏、元宝枫、地锦、白蜡、紫叶李、花叶大叶黄杨等。北京园林系统专门针对2008年北京奥运会提出以彩叶树种和时令花卉为亮点，打造城市的景观大道、色彩大道和人文大道，力争形成一街一景、风格多样的道路布局。上海市园林部门已作出规划，要筛选和驯化一批适合上海气候环境的彩叶树种，将世博会打造成彩色世博[5]。上海市将建设五条彩叶大道示范道路，让市民走在马路上就能感受到“彩色上海”的迷人魅力。随着城市园林绿化事业的发展，城市的绿化从以往只重绿化逐渐向城市的彩化和美化发展。城市彩化的方式很多，有人指出“以叶代花”[6]，其中引种彩叶植物、丰富城市绿化树种是一种很实用的措施。

2园林彩叶植物品种筛选、引种和选育研究

李玉萍探讨了室外彩叶植物资源及个别室内应用较广泛的彩叶植物资源，列举了100多种在园林中可以应用的彩叶植物种类[7]；上海市植物园胡永红博士领导的彩叶树推广课题组经过多年的努力，筛选出适合上海气候的73种彩叶乔木、花灌木[7]；呼和浩特市园林科学研究所引种了紫叶小檗、朝鲜黄杨等彩叶树种，并对其应用进行研究[7]；北京市植物园、北京林业大学等单位通过对北京地区彩叶园林植物的引种和驯化的研究，筛选出12种适合北京地区应用的园林彩叶植物[7]；王凤江积极开展彩叶植物引种驯化，突出北京城市园林特色，是当前北京城市园林绿化树种选择和发展所面临的重要课题[8]；张佐双等[9]研究了北京地区彩叶园林植物的引种和繁殖方法；金袅等[10]介绍了引种欧美彩叶苗木的一些方法；李保印[11]认为我国红色叶树种约28科55属92种。

3彩叶植物在部分大中城市应用情况调查研究

曾丽等[12]对上海市的彩叶植物种类及应用情况进行了调查和分析，认为各种园林景观所选用的彩叶植物类型基本相同，配置形式相对单调；王从彦[13]等通过对河南木本彩叶植物资源的调查研究，并且对其进行了较为细致的分析、评价；李晓薇[14]对合肥市的公园、景点、城市主干道彩叶植物进行了调查；刘秀文[15]对长沙市的公园、景点、城市主干道彩叶植物的应用进行了调查研究；丁廷发[16]等对重庆市常见的非草本彩叶植物种类及应用情况进行了初步调查，针对重庆市彩叶园林植物应用存在的问题，提出了改进建议；章丹峰[17]等对杭州地区彩叶植物应用状况进行了调查研究，为杭州地区彩叶树种资源的进一步开发利用提出了建议；谷颐[18]通过对长春市园林常见彩叶植物种类及应用的调查研究，提出了开发利用野生彩叶植物资源的建议；吴福川等[19]在调查张家界彩叶树种种质资源的基础上，提出了一些建设性的应用措施与注意事项；李彩云[20]对厦门市常见的彩叶植物种类和应用进行了研究，并对厦门市彩叶植物应用提出建议；徐华[21]对深圳市彩叶植物种类及应用现状进行了调查研究；邓大庆等[22]调查了宜都市园林彩叶植物种类及应用情况；王卫成[23]分析了彩叶植物在在甘肃省的发展前景。

4园林彩叶植物造景应用配置研究

臧西瑜[24]等对上海彩叶植物的造景方式、景观层次等方面进行分析评价，提出彩叶植物较理想的造景形式；余明光[25]论述了彩叶植物与建筑、彩叶植物与园林小品、彩叶植物与园林植物和彩叶植物与不同环境之间的关系；赵君等[26]分析了彩叶地被在林下、林缘、滨水、护坡、道路、庭院等不同场合的应用实例；李阅军[27]对色彩灌木如何在绿地上选择与合理布局进行了研究和探讨；张朝阳等[28]探讨了园林色块的内涵，对园林色块的图案、色彩、园林配置形式进行了分析；林绍生等[29]应用模糊数学评价57种观叶植物的观赏性；田旗[30]对德国常用全年色叶树种品种构成、色彩组群、造景配置等方面进行了探讨和分析；李福寿[31]提出了彩叶植物在城市园林绿化中的应用原则、方法及应用过程中应该注意的事项；王少平[32]针对彩叶植物在城市园林中的应用进行了初步探讨；汪源[33]对常色叶类树木种类和配置方式进行了研究分析；张启翔等[34]对彩叶植物资源及其在园林中的应用进行了探讨；袁荣焱[35]提出了彩叶树的植物配置原则和形式；潘步昌等[36]阐述了彩叶植物在园林景观设计中的配置原则；邵果园[37]介绍了彩色植物的园林配置方式和研究、应用的发展方向；刘维华等[38]探讨了彩叶植物的观赏价值及其应用和发展前景；邱樟土等[39]在对彩叶植物进行界定的基础上，提出了彩叶植物利用与保护的建议。

5结语

在园林绿化树种配置中很讲究“色、香、味、形”的变化[40]。和园林中建筑小品等其他硬质景观的色彩相比，彩叶园林植物的色彩具有周期性、多变性、生动性、丰富性和有亲和力等特点。利用花灌木和彩叶树木随季节变化而开花和叶色转变等来表达时序更迭，可形成美妙的四维空间景观[41]。对于彩叶植物的自然美、色彩美和意境美，园林工作者若能充分掌握并加以精巧安排，必能形成神奇之笔。

6参考文献

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植物学通报篇2

关键词： 地方综合院校 植物生理学 教学改革

植物生理学是研究植物生命活动规律、揭示生命现象本质的一门学科，在生命科学研究中占据重要地位[1]。其涉及的理论与技术已渗透到生命科学的众多领域，大大推动了生命科学的发展。学生通过本课程学习和训练，系统掌握植物的生长发育与形态建成、物质与能量转化、信息传递和信号传导等基本理论知识，在微观水平和宏观水平上全面了解植物的生命活动规律，初步具备分析、解决问题的能力。

南通大学作为一所地方综合性院校，十分注重学生实践和创新能力的培养，着重拓宽学生的学术视野，完善知识结构体系。在一些综合院校不开或少开植物生理学的情况下，我校目前有生物科学、生物技术、海洋技术，环境科学、土地资源与环境等专业开设了《植物生理学》这门基础课程。为了激发学生在该学科领域的学习兴趣和创新意识，培养学生自主探究和实践创新能力，我们在不同专业《植物生理学》课程的教学过程中，结合专业培养目标，对当前教材中存在的问题和学科发展进行了一些思考，对该课程的教学内容、教学方法、教学实践等方面进行了初步的改革探索，不断提高教学质量。

1.合理设置和优化理论教学体系

植物生理学的教学内容涉及植物生命活动的各个方面，涉及面比较广。但目前各个高校选用的教材和教学大纲都不尽相同。我们根据人才培养方案和教学大纲选用了潘瑞炽主编的《植物生理学》，就其内容在教学上有两个比较突出的问题，一是课时少内容多，这就要求我们在现有的教学时数上，很好地精炼内容，二是教学内容与很多学科的内容相互联系、相互渗透，涉及分子生物学、分子遗传学、生物化学、细胞生物学、生物物理学、生态学等。为了使本学科与其他课程的知识紧密衔接而又避免不必要的重复，我们在教学内容的选择上把握两个原则，一是侧重学生所需要的必备基本概念和基本理论知识。二是简化与其他学科重复的内容。如植物信号传递与转导既是植物生理学的内容，又是细胞生物学课程中的重要内容，植物的呼吸生理，生物化学课程对呼吸过程有详细介绍。学过的知识我们只做简单的复习，减少相近学科间内容的重复。教学中结合本学科研究新进展，及时增补有关新知识，更新和充实教学内容，让学生了解本课程的最新成果。如：植物体光形态建成，以及花形态发生中的同源异形基因和ABC模型，春化基因等[2]。

另外，针对开设该课程的不同专业，其课程内容的讲授也作了适当调整，比如土地资源与环境、环境科学专业学生生物学基础知识较薄弱，在学习植物生命规律中涉及较多生物学方面的知识，为便于学生对课程内容的学习和理解，增设一章“植物细胞组成”，介绍主要的植物生物大分子及细胞的结构和功能，强调植物各级水平形态结构，同时讲授重点放在植物结构方面，方便学生对后续课程的理解与掌握，如环境污染对植物影响；生物科学专业学生缺乏环境相关知识，在植物抗性生理讲授内容上重点放在环境方面。不同的环境对不同植物和植物不同层次的影响表现不同。生物技术专业除了学习植物基本生命活动规律外，更侧重于从技术方面（如基因工程、细胞工程、组织培养等）学习，海洋技术专业更多结合海洋植物和陆生植物比较介绍，使不同专业学生对该课程内容的学习和理解的侧重点不同，方便学生对后续课程的理解与掌握。另外，凡是学生通过自学可以了解的部分，就不讲或少讲，把重点放在植物生理机制及其在农业等实践应用上。现代生物学新技术和新成果层出不穷，我们充分利用现代信息手段，及时搜索植物生理研究领域的新成果和热点，补充到讲授内容中，传授给学生，使学生紧跟学科发展的步伐，适当引入学科领域的前沿理论与技术成果，公众关注的现实问题，以及教师科研案例等，加深植物生命本质这条植物生理主线的认识。引导学生课后查阅相关资料，主动学习和探讨。课堂上根据该课程的教学目的和培养目标，遵循“少而精”的原则，突出重点难点。

2.优化和改进教学方法，不断强化教学效果

教学方法适当与否？直接关系到教学效果的好坏，决定教学的成败。在《植物生理学》的教学中采用课堂提问、师生互动、多媒体演示、教学信息反馈等多种教学方法，能够活跃课堂气氛，提高学生理解知识的能力。

2.1采用课堂互动和启发式教学，提高学生积极性。

课堂互动是教与学之间沟通的有效方式，更是师生之间思维碰撞、教学相长的一种有效途径[3]。我们预先设计好一些问题，学生总结出相应的观点和结论，教师再对这些观点加以评价和引导，以此培养学生发现思考和解决问题的能力，还能营造生动活泼、充满生机的课堂气氛。教师指导学生主动参与，能充分体现学生的主体地位。我们在课堂教学中，注重创设问题情境，引导学生质疑、设疑、释疑，充分发挥学生的主动性。教学过程中注意倾听学生反馈，随时调整教学方法。通过加强师生互动，形成以学生为主体，教师为主导的课程体系教学方式。

启发式教学，是由学生运用所学的知识对教师所提出的问题进行分析、判断和解决，达到触类旁通、举一反三的教学目的。启发式教学可以充分调动学生的学习积极性，激发学生的学习兴趣，创造良好的学习氛围，使学生从“要我学”转变为“我要学”。而且通过对解决问题方法的探索，可以激发学生的创造热情，培养创新能力。启发式教学中的关键在于如何给学生创设思考的契机，让学生积极、自主地钻研。在讲授植物生理具体问题时，笔者首先介绍一些具体的示例，比如学生生活中遇到或了解的植物的顶端优势，水果低温保鲜，植物秋季的落叶，有些植物生长得旺盛，但产量低，果树生产大小年现象，施肥出现烧苗，等等，然后抛出问题：植物为何会出现这些生理现象？人们在生产实践上时应该如何注意？这些问题的提出吸引了学生的注意力，激发了学生的学习兴趣。

2.2利用现代多媒体教学，扩大教学信息量。

现代多媒体技术以声图并茂的信息传播方式，将各种文本、图形、图像、动画、视频、音频信息自由表达，不仅能扩大教学内容的信息量，而且能极大地克服书本知识的教条与乏味，可以大大提高学生的学习兴趣，并对过于抽象的知识有直观的认识。通过单一渠道吸收的信息量是有限的，通过视觉和听觉获取的信息最容易被人接受且容易记忆。如植物的矿质营养，各种必需元素的过多或缺乏对植物生长发育的影响，单靠文字理解，枯燥无味不易记忆，用多媒体图片列举不同作物营养缺乏不同元素的具体形态表现方式进行展示，可以收到事半功倍的效果。此外，运用多媒体技术还可以给学生展示一些无法开设的实践课程，比如同化物的运输分配的环割实践，在北方果树生产上具体应用，如果能够带领学生到处理点进行实地参观，就定会收到意想不到的效果，但不太现实。笔者充分利用网络资源，从网上下载了一些处理工艺的视频，在一定程度上弥补了不能带领学生进行实地参观的不足，同时增加了学生的感性认识。

2.3注重分类归纳、教学信息的反馈。

植物生理学教学重点难点多，教学课时少，在备课时注重分类归纳，从教材分散庞杂的内容中理出一个清晰的脉络。讲课时注重条理清楚、层次分明、深入浅出。如讲授植物光合生理时，要求学生从光反应、暗反应两个层次理解，再掌握各个层次特点。注重课前回顾和课后小结，讲课前先对上次内容作简单回顾，突出重点、承上启下，单元内容结束时，以图表或简练的语句归纳总结，使学生学会把握知识的全局框架，便于融会贯通。在教学过程中还注注听取学生的反馈，随时调整教学方法，便于提高教学质量。随时听取学生对教学的反馈是非常必要的教学环节。针对学生提出的问题及时调整教学方法，强化教学效果。首先，学生普通反映需要记忆的内容多，知识容易遗忘，重点把握不好，因此每次课前对上一次课重点进行小结，在讲课时注重知识前后的连贯性，每一章结束时安排习题练习。

3.突出实际应用，注重改进实验实践教学

植物生理学理论来自生产实践，又指导实践，是一门实践性很强的课程，在教学过程中既应充分发挥实践活动在其基本理论中的作用，又应充分发挥植物生理基本理论对实践的指导作用。经过近几年的摸索与实践，结合我校实际情况，我们组织编写了《植物生理学》实验手册，精心设计实验，形成了验证性实验、设计性实验、综合性实验、开放性实验相结合的多层次实验教学模式，将课堂上所学到的知识在实验中很好地运用。实验教学环节，为学生提供了更多的动手机会，在培养学生自主学习、实践动手能力、创新能力等综合素质方面有着重要作用。将一些具有科研性质的实验引入到教学中，使学生实验具有一定的科研性质，这样既可以让学生尽早了解学科发展前沿，又可以培养学生创造性思维和独立开展实验能力，如“植物抗性生理”。安排是水稻接种纹枯病原菌后，几个主要抗性酶活性的改变实验。通过实验教学，加深了学生对抗性生理的理解，减少了学生在学习过程中的乏味与枯燥，同时又联系了植物抗病性研究的前沿。此外，结合南通本地设施农业发达生产实际，增加实践学时，定期带领学生前往南通主要设施农业基地，实地观察相关调控植物生理活动的具体操作，如水肥管理、植物生长调节剂应用等。到南通沿海滩涂实地了解抗性植物的生长，利用学校植物园植物资源丰富的优势，培养学生实地调查、收集资料、解决实际问题的能力，使学生真正做到植物生理理论知识联系生产实践。

4.改进考核评价方法

考核评价是教学过程中的重要环节。为了改变高分低能状况，我们对考核评价方法进行了改革。改变以往那种一次考试定全局的考核方式，如加大平时成绩的比重。考核方式上降低期末考试在总成绩中所占的比重，注重考察课程读书报告和实验报告。其中，读书报告要求学生结合学习内容，以某一植物生理目前的研究热点问题为主题，查阅国内外文献，撰写课程读书报告，并进行交流汇报，课程成绩的评定采用平时成绩与期末考试成绩相结合，读书报告占20%，实验报告占20%，期末考试成绩占60%。这样可以全面考查学生对知识掌握的程度。这样学生该门课程的总评成绩是一门综合成绩，试卷不再是成绩的最终判决书。

结合我校实际，我们对植物生理学课程教学进行改革摸索，并付诸教学实践，教学效果显著。随着现代技术的发展，教师应不断吸收植物生理和现代生物技术领域的最新研究成果，及时更新知识，不断提高教学能力。植物生理学课程教学改革是一个不断探索、发展和完善的过程，在今后的教学中，我们还要不断地深入研究和改革探索，不断提高植物生理学课程教学质量。

参考文献：

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植物学通报篇3

[关键词]植物学野外实习高校

高校植物学野外实习是植物学教学过程的一个重要环节,是理论与实践结合的必要手段。对巩固和拓宽学生的植物学知识、对学生学习后续课程及今后的发展有促进作用。是培养学生理论联系实际、独立分析问题和解决问题的一个重要的教学环节。笔者长期从事植物学野外实习工作,现将自己的一点体会与同行共同探讨。

一、实习准备

1.制定周密的实习计划

实习前要制定出周密的实习计划,实习的时间、地点、实习工具的准备;实习指导教师和带队教师的安排,学生分组(学生分组时还应该注意男、女生的合理搭配)、食宿安排、交通运输、经费开支预算等工作。

2.搞好实习动员

实习前要组织学生进行实习动员会,强调野外实习的重要性,并以此调动学生野外实习的积极性。要求学生做到:一切行动听指挥;严禁无组织无纪律的行为发生;维护学校形象,不准、酗酒、打架及偷盗行为发生;要处理好与当地群众的关系。还可根据实际情况作临时规定,对违反者给予严肃纪律处分,对严重违反者取消其实习资格。不要吸烟点火,同时注意着装,应穿防滑防水的鞋子,不允许一个人单独行动等。

3.实习工具、用品及必备药品的准备

实习需要的一些工具书、实习中用到的采集箱、枝剪、小铲、标本夹、电筒等应准备充分。吸水纸、纸袋、标签、记录本、台纸,针、绵线、电池、蜡烛等的用量很大,要提前准备。

二、加强基本技能的学习和掌握

植物学野外实习过程中识别、采集植物种类繁多,在野外采集和识别植物时,学生往往忽视植物特征的观察,而是急于知道所采集植物的名称。如果指导教师直接告诉学生植物的名称,虽然短期内学生可以认识一定数量的植物,但是时间久了所认识的种类往往被忘记。因此笔者认为,野外识别植物最好是采用启发式教学,引导学生把植物的形态特征与科的识别要点联系起来,指导学生观察植物的根、茎、叶、花、果实、种子的外部特征。要求学生掌握植物检索表的编制和使用,文献的查阅方法。通过对基本技能的学习,学生一旦熟练掌握,即使在一定时期内用不上而搁置,过后稍加回忆,仍可运用自如。所以,野外实习中不宜片面地要求学生认识多少种植物,应注意训练学生识别植物的这些基本技能。这样学生在以后的学习和工作中,可以这些基本技能独立的进行有关的研究。

三、实习考核方式

实习结束时, 对植物学野外实习进行考核, 是实习工作的必备环节, 也是调动学生实习积极性的有效措施, 近几年来, 我们在实习的考核方法上做了新的尝试。包括:一是传统的制作标本,识记植物,这是考核的重要内容。二是要求编写一个科植物的检索表, 从中考核学生运用植物学的术语描述植物的基本特征、掌握识别植物的基本技能的能力。三是写实结。四是遵守纪律情况、合作精神等。通过多方面的考核, 学生们不仅增加了植物多样性的认识, 巩固了植物学理论知识, 学会了标本制作方法, 还培养了科研能力和创新能力, 锻炼培养了吃苦耐劳与团结合作精神。最后是实结大会,对野外实习进行总结,评选表彰优秀实习生,同时请优秀实习小组进行报告,交流经验,并征求学生对今后野外实习工作的具体意见和建议等。这样才能切实地把野外实习教学搞好。

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植物学通报篇4

关键词：铅锌矿区；优势植物；重金属；富集

中图分类号：X173 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2015）10-2363-04

DOI：10.14088/ki.issn0439-8114.2015.10.014

随着矿业开发的发展，矿石冶炼、尾矿、矿渣堆放、填埋等使重金属向周边土壤渗透，导致土壤重金属污染，严重破坏了生态环境的平衡[1，2]。土壤是重金属生物地球化学营养链的重要媒介，随着人类活动的影响，重金属对土壤环境以及植物的污染进一步加剧，重金属Cr、Pb、Zn等可以通过植物吸收，经食物链进入人体和动物体内，造成对动物和人体直接或潜在危害。同时，利用植物对重金属的吸收，采用植物修复土壤重金属复合污染是很多从事环境污染治理的同仁共同研究的问题。龙新宪等[3]发现东南景天是Zn的超富集植物，钱海燕等[4]发现黑麦草对土壤中Cu、Zn污染的忍耐和积累能力都较好，适合这2种元素的修复，目前，重金属锌污染治理已成为国际研究的热点问题[5，6]。陈同斌等[7]、韦朝阳等[8，9]通过野外调查和栽培试验，分别发现蜈蚣草、大叶井口边草是As的超富集植物。对Pb有较强修复能力的植物较多，刘秀梅等[10]、柯文山等[11]、聂俊华等[12]在温室试验条件下，分别发现了羽叶鬼针草、酸模、鲁白、芥菜等对重金属Pb能够有较强的富集能力。吴双桃等[13]首次报道了土荆芥叶是一种Pb超富集植物。国内外大量的研究报告表明不同农作物对重金属的富集能力有很大差异，且同一品种的农作物对不同重金属元素的富集能力也有所不同[14]，Cr富集系数越小，则表明其吸收Cr的能力越差，抗土壤Cr污染的能力较强[15]。本研究以贵州废弃铅锌矿区土地上生长且生物量较大的优势植物为对象，通过其地上部分植株中重金属Pb、Zn、Cr的含量分析植物对重金属的富集特征，为植物修复土壤环境中的重金属污染提供理论指导。

1 材料与方法

1.1 研究区域概况

贵州作为西南矿产资源大省，且矿种众多，按照贵州省铅锌矿资源勘查与开发规划，全省铅精矿现已勘测量将达到1.2万t，锌精矿将达到35万t，全省铅锌矿的分布遍及30多个县市。由于资金、技术、管理等因素的限制，造成矿产资源的开发与利用程度较低，矿物加工程度和综合回收率也相对较低，大部分矿产残留在废渣中，造成矿区周边土壤污染严重[16]。DW矿区属于山地矿床，且尾矿、矿渣露天堆积，任其风吹日晒雨淋，水冲洗释放或受雨水浸泡淋出的一些有毒有害元素，如Pb、Zn、Cr、As等。这些元素的析出和迁移会直接或间接对矿区周围土壤、地表水和地下水造成重金属复合污染。

1.2 样品采集及测定

试验植物样品采自贵州废弃DW矿区土地上生长的并且生物量相对较大的物种，共27种，其中3种为农作物。所采集的植物样品有荨麻科糯米藤（Herba Gonoslegiae Hirtae），菊科大吴风草（Lycopus lucidus）、鬼针草（Bidens pilosa）、米蒿（Artemisiadalai-lamae Krasch）、苦蒿（Conyzablinii levl）、飞篷（Erigeron acer）、腺梗g莶（Sigesbeckia pubescens）、白蒿（Herba Artimisiae Sieversianae）、橐吾（Ligularia sibirica）、野（Dendranthema indicum），肾蕨科蜈蚣草（Nephrolepiscordifolia Presl），茄科番茄（Solanum ycopersicum），木贼科木贼（Herba Hiemali）、节节草（Equisetum ramosissimum），荨麻科水麻（Debregeasia orientalis），豆科大豆（Glycine max）、葛（Pueraria lobata）、三叶草（Trifolium），报春花科过路黄（Lysimachia christinae Hance），百合科萱草（Hemerocallis fulva），禾本科芦苇（Phragmites australis）、巴茅（Rhizoma Miscanthi Sacchrifloris）、水稻（Oryza glaberrima），蔷薇科枇杷（Ficustikoua Bur），唇形科地笋（Ligularia sibirica）、风轮草（Clinopodium chinensis）、薄荷（Mentha haplocalyx）。

植物样品洗净后，自然晾干，105 ℃杀青30 min后，50 ℃烘至恒重，碾碎过60目尼龙筛。土壤样品除杂质，自然风干，碾碎过100目尼龙筛。样品经HNO3∶HClO4=4∶1的混酸处理，用原子吸收分光光度法测定Pb、Zn、Cr的含量，进行平行双样测定，同时测土壤及植物标样。采用玻璃电极法测定土壤pH。

1.3 评价方法

生物富集系数（BCF）[17]也叫吸收系数，是指植物中某元素质量分数与土壤中元素质量分数之比，它被用来反映土壤-植物体系中元素迁移的难易程度，是植物将重金属吸收转移到体内能力大小的评价指标，生物富集系数高，表明地上部分植物体内重金属富集质量分数大，计算公式为：B=Xi/Yi。式中B表示生物富集系数（BCF），Xi为植物中某重金属的实测含量，Yi为土壤中某重金属的含量。

2 结果与分析

2.1 矿区土壤、植物中重金属的含量分析

植物样品采样点中土壤的重金属的含量测定结果见表1。植物样品重金属的含量测定结果见表2。

由表2可知，所研究的植物中Zn累积含量变化范围为28.07～1 650.27 mg/kg，其中过路黄、大吴风草、萱草累积量较高，分别为758.02、836.14、1 650.27 mg/kg；植物中Pb累积含量变化范围为0.84～37.81 mg/kg，蜈蚣草、节节草、腺梗g莶、大吴风草的累积量较高，分别为33.00、37.81、28.60、28.71 mg/kg；植物中Cr累积含量变化范围为0.19～37.78 mg/kg，地笋的累积量较高，含量为37.78 mg/kg。

2.2 优势植物的分类及富集特征分析

2.2.1 优势植物富集特征分析 为方便研究，将表2中每种重金属含量由高到低排列，重金属含量相对较高的8种优势植物及其生物富集系数见表3。

由表3可知，大多数植物中重金属的富集系数由大到小的顺序为Cr、Zn、Pb。Zn是植物必需的营养元素，同时也是一种常见的有毒重金属元素，本研究的优势植物是铅锌矿区生长的，土壤中Zn的含量很高，但植物对Zn富集系数都较小，在0.052～0.205之间，这与龚红梅等[18]研究结果一致，由于长期的环境选择和适应进化，植物相应对Zn产生了耐性，从而减轻或避免Zn的毒害。富集能力较强的是菊科大吴风草和百合科萱草，富集系数为0.104、0.205，富集系数虽不大，但这两种植物中锌的含量都是接近或超1 000 mg/kg，说明可考虑用大吴风草、萱草修复土壤中锌污染。Pb不是植物必需的营养元素，但在一定程度上能被不同种类的植物吸收、累积，Pb污染仍是威胁自然环境、人类健康的全球环境污染问题之一。因优势植物采取的是地上部分，由表3可知，研究所选的植物对Pb富集系数较小，最大值为0.076，这与徐碌[19]研究相符，相对植物体地上部分而言，根系作为直接与土壤接触的器官对Pb具有很强的吸收能力，因此根系是植物Pb吸收的主要器官组织。另外，因植物采自铅锌矿区，土壤环境体系中的Pb浓度很高，这时根系对Pb的吸附量较大，而采集的优势植物株体内Pb的含量都不高，最大值为37.81 mg/kg，说明Pb不易从土壤中迁移到植物地上植株体内。Cr及其化合物是环境中重要的污染物之一，由于其化学结构稳定，能长期存在于环境和生物体中并通过食物链进人人体，Cr一旦进入并积累于土壤环境，就会毒化土壤，引起土壤板结和贫瘠，影响作物生长，在土壤-植物系统中成为长期无法改变的公害。由于Cr在土壤与植物体内的移动能力很小，因此对土壤-植物系统及间接对人类的危害远不及Pb、Hg等其他金属那样严重[20]。对Cr富集能力较强的是唇形科的地笋，富集系数0.591，可以选用地笋作为土壤环境中Cr污染的修复植物。

2.2.2 重金属元素在不同植物中的积累特征分析 从图1和图2知，大多数植物中重金属的积累量由大到小顺序为Zn、Pb、Cr。植物中Pb的正常含量通常为5.00 mg/kg[21]，由表2可知，Pb含量的范围为0.84～37.81 mg/kg，平均值为12.46 mg/kg，植物中Pb含量最大的是木贼科的节节草，含量最小的是荨麻科的水麻。除橐吾、巴茅、飞篷、白蒿、鬼针草、水麻、薄荷、风轮草等8种植物外，其他植物均超5.00 mg/kg，占总量的70.37%，Pb含量相对较高的4种植物为节节草、蜈蚣草、大吴风草、腺梗g莶，分别为木贼科、肾蕨科、菊科，它们都具有较大的生物量，因此，节节草、蜈蚣草、腺梗g莶和大吴风草均可视为Pb的耐性植物，但这些植物都未达到超富集植物的临界值。

植物中Cr含量通常小于1.00 mg/kg，很少会大于5.00 mg/kg [22]。由表2、3可知，Cr含量变化范围为0.19～37.78 mg/kg，平均值为7.56 mg/kg，植物中Cr含量最大的是唇形科的地笋，含量最小的是菊科的苦蒿，除巴茅和苦蒿2种植物外，其他植物均超过1.00 mg/kg，占总量的92.59%，地笋中Cr的含量是苦蒿中Cr含量的198.84倍。因此，地笋可作为Cr的耐性植物，但远未达到超富集植物的临界值。

植物中Zn的含量约为1.00～160.00 mg/kg，非矿化土壤上植物体内Zn含量达到1 000.00 mg/kg，是普遍现象，属正常含量[22]。由表2可知，植物中Zn含量变化范围为28.07～1 650.27 mg/kg ，平均值为401.37 mg/kg。从图2可知，植物中Zn含量最大的是百合科的萱草，含量最小的是禾本科的巴茅。除巴茅、芦苇、水麻、葛和野等5种植物外，其他植物均超过160.00 mg/kg，占总量的81.48%。Zn含量相对较高的3种植物为过路黄、大吴风草、萱草，分别为报春花科、菊科、百合科。因此，过路黄、大吴风草、萱草均可视为较理想的Zn的耐性植物，但也未达到超富集植物的临界值。

3 小结

本研究有针对性地选择了贵州DW废弃铅锌矿区生长的优势植物为调查对象，研究了矿区植物中的重金属元素Pb、Zn、Cr的含量积累特征及植物对重金属的富集能力。结果表明，大多数植物中，Zn的积累量最大、Cr的积累量最小，但植物对Cr的富集能力相对较强。受矿区环境及Zn适应的影响，植物对其富集系数较小，但锌在过路黄、大吴风草中的积累量在800 mg/kg左右，在萱草中的积累量达1 650.27 mg/kg，它们也可作为植物修复土壤重金属Zn污染修复植物。地笋对Cr的富集系数为0.591，可作为植物修复土壤重金属Cr污染修复植物。植物对Pb的吸收主要在根系，所研究的植物均不适合作重金属Pb的土壤修复植物。

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植物学通报篇5

关键词 砷；土壤；污染现状；植物修复；产后处置

中图分类号 X53；X592 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）14-0190-04

Progress on Soil Arsenic Contamination and Its Phytoremediation Technology

DUAN Zhi-bin HU Feng-qing * AN Ji-ping WANG Ji

（School of Geographic and Environmental Sciences，Guizhou Normal University，Guiyang Guizhou 550031）

Abstract The article summarized contamination situation and hyperaccumulator exploitation of soil arsenic，the enhancement of phytoremed-iation technology methods and reinforcement measures were discussed.Meanwhile，different disposal technologies of hyperaccumulator were introduced and compared.In addition，prospects of hyperaccumulator technology in soil arsenic contamination were proposed.

Key words arsenic；soil；contamination situation；phytoremediation；disposal technologies

砷污染已成为现代社会世界性的环境化学污染问题，由于砷在自然界广泛存在和使用，砷毒害也已经成为威胁人类健康和社会可持续发展的重要因素。我国砷污染形势日益严峻，尤其是湖南、云南、广西、广州、贵州等省份，大规模的工业活动和矿山开采冶炼使土壤受到严重的砷污染[1-3]。土壤中砷会导致土壤退化、影响农业可持续发展，因此土壤砷污染研究及其修复技术成为环境科学领域研究的热点。

自从首次发现砷超富集植物（Hyperaccumulator）蜈蚣草后，其修复砷污染土壤逐渐成为研究热点，但多数集中研究蜈蚣草对砷的吸收和富集机理上。本文在综合分析前人在该领域的研究成果的基础上，对砷富集植物开发、提高植物修复砷污染土壤效率的技术途径与强化措施以及植物产后处置技术等方面进行阐述，以期为今后的研究提供理论支撑。

1 国内外土壤砷污染现状

土壤环境中砷的来源十分广泛，包括土壤母质、火山喷发等自然因素，而以人类工农业生产以及矿山开采冶炼等活动造成大量砷进入土壤环境的人为因素通常是造成土壤砷污染严重的重要原因。土壤砷污染因其隐蔽性、长期性和不可逆性等特点，通过生物富集作用，最终进入人体，摄入超出限量值会对人体健康产生危害，严重时会引发“三致”效应。

目前，全球有数万个砷污染区域，最高土壤砷含量可达26 500 mg/kg[4]，澳大利亚就占有超过10 000个土壤砷污染场地，其中有几个污染场地土壤砷浓度超过9 900 mg/kg[5]，墨西哥拉姑内拉地区土壤砷浓度也高达2 657 mg/kg[6]，造成部分国家和地区土壤砷浓度加深的重要来源是采矿和冶炼活动“三废”的排放（表1）。据数据调查显示，我国年产砷矿渣50万t，已囤积的砷渣超过200万t，约有2 000万人生活在土壤砷污染高风险区域，土壤砷中毒事件屡见报道[11-12]。由表1可知，我国贵州、湖南、云南等省份采矿区土壤砷浓度严重超出《土壤环境质量标准（GB15618-1995）》。

随着砷污染范围逐渐扩大，我国城市城郊菜地土壤砷污染研究受到广泛重视[13]。陈智虎等[14]对贵阳市近郊菜地土壤砷污染状况调查发现，个别菜地出现无污染向中度污染变化现象，张竹青等[15]对荆州市郊区蔬菜基地砷污染现状研究发现，蔬菜中砷污染是源于含砷农药喷洒。北京、上海、广州、重庆等大城市也都比较系统地对郊区菜地土壤中砷含量进行测定（表2）。食入土壤砷污染的农产品是当前危害局地人群健康最主要的形式，我国土壤砷污染的治理与修复显得尤为重要。

2 砷污染土壤植物修复研究现状

目前，传统的物理、化学方法修复砷污染土壤具有工程量大、投资费用高、破坏土壤结构等缺点，而植物修复技术因其经济有效、生态协调、环境友好等特点，具有其他传统修复技术不可比拟的优越性。

2.1 砷富集植物的开发现状

国际上筛选出的重金属超富集植物超过400种，而国内外文献报道砷超富集植物主要有蜈蚣草（Pteris vittata L）、粉叶蕨（Pityrogramma calomelanos）、大叶进口边草（Pteris cr-etica L）、长夜甘草蕨（Pteris longifolia）、井边兰草（Pteris mul-tifida）、斜羽凤尾蕨（Pteris oshimensis）、紫轴凤尾蕨（Pteris apericaulis）、白玉凤尾蕨（Pteris cretica Albo-Lineata）、狭眼凤尾蕨（Pteris biaurita L）、琉球凤尾蕨（Pteris ryukyuensis Tagawa）、粗蕨草（Pteris.quadriaurita Retz）等（表3），这为植物修复砷污染土壤研究提供了丰富的物种资源。

近几年，国内外学者又陆续发现一些耐砷植物，2011年Nateewattana等[30]研究了4种湿地植物对土壤砷修复情况，结果发现纸莎草（Cyperus papyrus L）对砷的富集浓度范围在130～172 mg/kg；2012年王海娟[10]对云南和贵州几个矿区的野生植物进行调查和测定后发现，密蒙花（Buddieia officina-lis Maxim）、珠光香青（Anaphalis margaritacea L.）、小米菜（Amaranthus tricolor linn）和土荆芥（Chenopodium ambrosio-ides）4种植物地上部砷含量分别为607.68、702.70、381.65、369.55 mg/kg，并且这4种植物的富集系数与地上部生物量均较高，因而可将其作为理想植物材料来治理当地矿区砷污染土壤；2013年陈丙良等[31]采集陕西大柳塔矿区土壤和矿区荆条（Vitex negundo var）进行盆栽试验，结果表明：在砷长期累积情况下，荆条能保持生长态势，并得出荆条可用于大柳塔矿区土壤砷污染防治的结论；2014年邹小丽等[32]通过温室大棚种植4种柳树，研究和探索其在淹水土壤环境中砷污染的吸收、转运和去除效果，结果发现，柳树在土壤砷含量不超过50 mg/kg浓度胁迫160 d后，4种柳树的生物量没有发生明显的差异，均有较强的耐砷性，并且经过柳树修复后的湿地土壤砷含量明显减少，可以用作湿地土壤砷污染的植物修复材料。以上报道的富集植物，虽没有蜈蚣草等蕨类植物具有超强吸收与富集砷能力，但其生境特征与当地环境相适应，对当地砷污染土壤修复同样具有应用价值。

2.2 植物修复砷污染土壤效率的技术途径与强化措施

2.2.1 磷肥调控。植物修复砷污染土壤的周期性较长，陈同斌等[33]将砷超富集植物蜈蚣草成功地用于修复湖南郴州砷污染土壤后，又通过连续5年的植物修复田间定位试验发现，从长期来看，连续种植蜈蚣草过程中不施肥，有可能会因养分亏缺而影响蜈蚣草的生长，同时发现对蜈蚣草施磷肥是一种有效的辅助措施；他通过盆栽试验又发现，添加400 mg/kg以上的磷时会促进蜈蚣草地上部和地下部的含砷浓度以及砷的生物富集系数明显升高，并且随添加磷浓度升高而增加[34]；而廖晓勇等[35]通过田间实例研究磷肥对蜈蚣草生长以及修复效率的结果表明，当对蜈蚣草施磷量为200 kg/hm2处理时，其地上部砷含量达到最大值（1 535 mg/kg），土壤砷植物修复率最高（7.84%）；当施磷量为600 kg/hm2处理时，蜈蚣草地上部砷累积量有所降低，但可以促进地下茎储存高量的砷。因此，肥料施用量需要在一个适当的范围内才能有利于促进富集植物对砷的高量累积。

有学者发现施用不同类型的磷肥也会明显影响蜈蚣草的生长和植被中砷浓度，廖晓勇等[36]又通过室内盆栽种植蜈蚣草，并对蜈蚣草施用钙镁磷肥、磷酸二氢钙、磷酸二氢铵等7个不同磷肥处理，结果发现磷酸二氢钙是蜈蚣草修复砷污染土壤过程中最佳磷肥选择类型，砷的去除效率高达7.28%。因此，在植物修复砷污染土壤过程中，根据待修复土壤污染程度、土壤养分状况需要开展试验研究，分析并选择合适的肥料类型才能有效提高富集植物对砷污染土壤的修复效率。

2.2.2 收割措施。在应用超富集植物修复砷污染土壤的试验中发现，刈割对超富集植物砷的吸收和植物修复效率有着重要的影响。李文学等[37]以蜈蚣草为试材，通过盆栽试验研究了收获次数对蜈蚣草生长、砷吸收和植物修复效率的影响，数据显示在3次收获中，第2次和第3次收获的蜈蚣草的吸砷速率均显著高于第1次，并且蜈蚣草地上部含砷量分别高达3 214 mg/kg和2 384 mg/kg，均高于第1次收获。陈同斌等[38]与王宏镔等[39]分别建立了对砷超富集植物蜈蚣草和井边兰草进行连续提取模式，即超富集植物通过根系将土壤中的砷吸收并转运、富集到地上组织中，等到植物生长几个月形成一定的生物量后，定期收割地上部分，保留地下部位，形成对同一株植物进行连续转移土壤砷目的。这表明适当的刈割次数并不会降低砷富集吸收效率，反而是提高修复效率的一种策略。

2.2.3 植物―微生物联合修复。采用植物―微生物联合修复技术是提高重金属污染土壤修复效率的最有效途径之一[40]。大量文献也已表明，植物―微生物联合修复技术显示出了理想效果。杨倩[41]在田间试验条件下，施用砷酸还原菌（ARB）显著促进了蜈蚣草的生长发育，植物干重和砷累积量分别增长了约50%和113%，土壤的修复效率大幅度提高。国外学者观察到，接种丛枝菌根（AM）可以提高蜈蚣草地上部生物量，增强吸收和富集砷的能力[42-45]，国内近年来的研究也表明，AM真菌可以提高植物对砷的耐受性，促进增加植物地上部砷浓度，提高植物富集和转运效率[46-51]。廖晓勇等[52]把农杆菌属（Agrobacteriumsp.C13）与蜈蚣草联合应用到砷污染场地后发现，蜈蚣草生物量提高16%～17%，砷去除率比对照区提高约40%。杨志辉等[53]公开发明了一种用于砷污染土壤的菌株（Brevibacterium.sp.YZ-1）及其应用方法，该菌株对As（Ⅲ）具有极强的耐受性，并且极大降低了环境中砷的毒性。筛选出的高效降解菌株与植物联合应用具有操作简便、降低成本、安全有效等优势，这给重金属污染土壤修复带来良好的应用前景。

2.3 植物产后处置技术

超富集植物生物质产后处置与处理技术的研究相对缺乏，在一定程度上限制了植物修复技术工程化与商业化应用。目前超富集植物产后处置主要集中在焚烧法[54-55]、堆肥法[56]、压缩填埋法[57]、高温分解法[58-61]、灰化法[62]、液相萃取法[63]等传统处置技术上，植物冶金[64-66]、热液改质法[67-69]、超临界水技术[70]等一些新兴的资源化处置技术也相继获得一些研究成果，但每种方法都存在其局限性（表4），在今后的生物质回收利用方面，还需要开展更多的试验研究。

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植物学通报篇6

（江苏省南京市田家炳高级中学，210037）

摘要：“城市种植技术创新”课程在高中阶段主要是指基本种植知识和种植技术的创新研究，强调过程体验和观察体验，还强调从一般的技术设计到创造性技术设计的转变，不仅注重过程，还强调结果。其课程内容主要有：城市种植品种、种植方法、种植结构、种植容器结构以及技术试验研究等。

关键词 ：城市种植技术 创新课程 开发研究

我校已在部分高一、高二年级开设了“城市种植技术创新”课程，成立了校开心农场。开设该课时，我将学生分成若干学习小组，轮流值日，管理班级的植物和试验室，要求绝大部分学生在家或学校完成一株花、一棵菜的种植。在学习该课过程中，学生除获得知识、实践、情感外，还启发了思维，进行了发明创造。目前，该课还处于研发实验阶段，设备、材料、场地等还有待全面完善。

一、课程开发背景

在可耕土地资源有限的地球上，如何满足日益增长的人口对粮食的需求，是所有政府必须面对的问题。很多国家早在20世纪初就在发展城市农业，如美国城市农场“楼顶农场”“后院农庄”运动等。

2011年，我有幸去日本访学，看到有些学校每个班级都划分了一块5平方米左右的种植园，学生可自由种植蔬菜，收获的蔬菜、水果可用于家政烹饪课原料。当前，国内部分中小学由于理念的缺失、种植条件的限制，只有很少的学校在劳动技术课或生物兴趣小组里开展了种植活动，如连云港市实验学校，每个班级的教室里都有十几盆花是由学生自己种植管理的；南京市铜山中心小学有百树园、百花园、百草园，每个教室、办公室都有花；南京市凤凰街小学在校园和教室种植了300多盆吊兰，创造了一个吊兰的世界；牡丹江市立新实验小学全校学生在劳动与技术课上一起到“六园”上课，这六园是指农作物园、蔬菜园、百花园、果树园、葡萄园、小动物园，令学生兴奋的莫过于亲手劳动，从播种到除草到收获，全程参与，感受快乐。

目前，国内外城市农场的发展现状，不论是对市民，还是对学生而言，基本上都是在种植层面的，对学生至多也就是一般的实践活动层面的教育。

我国是一个落后的农业大国，由于城市化进程的快速发展，城市越来越大，可耕土地越来越少，城市人口越来越多，农村劳动力越来越少，正在用全球7%的耕地供养全球22%的人口；农业生产正在承受着越来越沉重的压力；毒豆芽、毒青菜、毒黄瓜事件不断出现，扰乱了人们的生理、心理健康；老年化社会问题日趋严重，创新型国家建设迫在眉睫。面临如此严峻的形式，立足通用技术课程，走构建以种植为载体的技术创新课程，激发学生热爱农业，敢于创新的品质，从而让技术课动起来、活起来，让学生学起来、做起来。

二、课程开发理念

“城市种植技术创新”课是以教育改革为导向，以通用技术课程的技术与设计思想方法为主线，以城市花卉、蔬菜种植为载体的课内外相结合的课程。学生用技术与设计的理念进行创新学习，培养终身发展的能力。

城市种植技术的场地可以是屋顶、阳台、露台、庭院、室内、室外等。种植技术创新的研究是指种植容器、种植设备、种植方法、种植品种的创新。城市种植技术创新课程，从种植层面来讲，是指花卉、蔬菜的种植，是现实版的城市开心农场；从教育理念来讲，是以种植为载体的技术创新课程，通过种植，学生不仅能学到书本上难以学到的知识，还可以培养学生爱自然、爱科学、爱技术、爱创造的品质；结合高中通用技术课程中选修模块“现代农业”中的“种植农业”，解决了城市普通高中目前无法开设农业种植课的难题。该课程有利于学生科学技术素养的生成，可使生物、通用技术、科技创新（校本课程）和综合实践活动等学科知识，通过统一的教学载体——种植技术，实现有机的结合，帮助学生高效学习；能够让学生收获一些绿色蔬菜、绿色空间的知识，改善居室环境，增进家庭亲子关系，获得情感、态度与价值观的提升。通过该课程的建设还有利于改造学校环境，创造绿色的学习环境和办公环境，为建设低碳环保型社会做出贡献。

三、课程实施过程

高一年级新生入学开始，每周1课时，用于宣传创新种植的意义，讲授核心基础知识，确定研究课题，设计研究方案，实施研究过程。布置每人至少完成1棵花卉、1棵蔬菜的种植。高一第一学期结束前每人或2～3人的团队，都必须确定一个研究项目，高二第二学期结束前（小高考后）完成课题研究报告。高二年级学通用技术“技术与设计1”和“技术与设计2”，穿插“城市种植技术创新”课讲结构、试验、管理、控制、系统等知识。

（一）确定种植项目

高一第一节课就提出要求：本学期每位学生都必须完成：(1)1棵花卉、1棵蔬菜的种植。(2)文字记录种植过程，包括播种、苗移植、养护管理等。(3)照片留存种植过程，必须是学生亲自操作的，学期结束前每位学生每个品种交3张照片和一份种植试验研究报告。经批改后选择4～6人进行全班交流，教师点评。

第一学期期中考试前后，每人或2～3人组成的团队确定一个综合实践研究项目，可以是“城市种植技术创新”，也可以是其他的项目、课题，第二学期期末交流与评价课题研究的初步成果，重点是交流技术创新过程和研究报告的写作。这个过程遵循了“发现问题明确问题设计方案研究过程解决问题研究报告或作品交流与评价”的一般设计过程。

课题的类型一般没有限制，可以是一个研究问题、一种改进工艺、一项活动策划，也可以是一个产品设计、一件作品制作、一项调查等。在“创新种植技术研究”这一主题中，我们可以从以下几个方面去思考：(1)与背景材料相联系的内容，如城市花卉、蔬菜的特征，与人们日常生活、文化、城市环境建设的关系。(2)在个人的学习、生活中寻找感兴趣的内容，如花卉和蔬菜的栽培、插花、盆景制作、家庭美化、校园绿化、草坪养护、家庭种植、小区绿地规划设计、城市绿地景观设计、作物栽培试验、植物标本制作、食品选购、食品保鲜等。(3)社会热点问题，如环境保护、绿色食品、植物资源保护等。(4)科学前沿内容，如太空育种、基因工程、生态农业等。

（二）选择种植容器

常规种植容器（花盆）通常是放在室内地上或桌子上，因其占用空间大、效率低、不美观、易损坏、不便浇水和清扫等弊端，所以没有得到很好的推广。而设计立体结构的种植容器，则可以有效解决在有限的空间中无法高密度种植的问题。

1．废旧物品再利用。

直接利用废旧容器或稍加改造，成为独特的种植容器。如下图所示是利用废轮胎代替花盆、泡沫塑料箱直接用作种植容器，或者是用色拉油壶等容器制作成可上下种植的容器，简便易行，价格便宜，特别适用于楼顶平台的绿化。

2．种植容器创新。

用木板、塑料板、塑料管等材料，设计制作相应形状和结构的种植容器。如下图所示，立式悬挂种植柱，主要用于教室立柱两侧和前后墙角悬挂；卧式悬挂种植槽，主要用于教室前后黑板两侧悬挂；卧式可移动种植槽，主要用于教室后侧地面放置，便于移到走廊养护；管道或槽式种植结构，用pvc塑料管制成的卧式、立式悬挂种植容器，可置于教室前后及两侧相应位置，进行大空间绿化。

（三）进行种植试验

技术试验是在技术活动中“为了某种目的进行的尝试、检验、优化等探索性实践活动”。在通用技术教学中通常只用1节课教学技术试验及其方法，而我却用4节课强化技术试验及其方法的重要性，体现了通用技术重实践、重创造的教育思想。

1．区域移植试验研究。

区域移植试验法是在相互具有差异的事物之间，将某些共同相关的因素从一物移植到另一物进行试验。课上，有学生问：“火龙果、芒果、木瓜等热带水果，在我们这儿能成活并开花结果吗？”我认为，学生能够想出热带植物区域种植试验研究很有创意，于是便让学生试验，至于能否开花结果、能不能吃等问题可另当别论，因为学生在这个过程中学会了技术创新。

2．种植方法试验研究。

对试验对象进行条件优化或条件组合。塑料大棚种植就是把品种选育、温度、湿度、施肥、阳光、浇灌等蔬菜生长条件进行优化组合的一种技术试验成果。通过试验，预测被试对象状态的变化及产生的后果。例如，用色拉油壶改造成的双向种植容器种出了双头吊兰、双头蔬菜；有一位学生采用优化试验法和预测试验法创造了红薯的新种植方法——多层结薯，得到了江苏省农科院红薯专家的高度评价。

（四）撰写种植报告

在试验前必须对试验过程进行周密设计和安排，科学地进行试验，客观地做好原始记录并进行数据分析，得出结论。试验研究报告的写作一般包括试验目的、试验准备、试验步骤、试验记录、试验总结等。

1．查新报告。

在发现问题、明确问题和方案的最初设计阶段，首先要作出查新报告。作出查新报告的关键是根据研究项目的创新点设定

关键词 ，根据

关键词 搜索相关内容，分析对比得出结论，完成发明报告或论文。

2．研究报告。

无论是发明创造还是科学研究项目都需要完成研究报告，不仅要让学生学会科学技术研究，还要让学生学会“科技论文”写作。

（五）交流与评价

交流与评价是技术教育的重要内容，学生之间的交流评价及与专家、评委、观众间的交流评价，都能锻炼、提高学生的人际交往能力，使学生充分表达自己的思想。教师的评价不同于学生之间及其他人的评价，教师的评价往往更能激发学生的创新精神。

植物学通报篇7

关键词：植物生物学；实践教学；应用型创新人才

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）04-0134-02

植物生物学课程是综合性大学生物类专业及农、林院校学生的必修基础课之一。新疆大学生命科学与技术学院植物教研组以精品课程建设为契机，积极采取措施，改革实验教学内容、教学手段和教学方式，增强学生探索植物科学奥秘的兴趣，培养创造性思维，努力提高植物生物学的实践教学水平，提高学生的科研素养。

一、使用多媒体手段，使植物生物学实验教学更加生动而形象

植物世界姹紫嫣红，它就存在于我们每一个人的生活中，在我们的身边随处可见。将我们生活中作为食物、药物、观赏等用途的，学生们熟悉的植物，用图片或视频的形式融合到多媒体课件中，在讲解具体的理论知识时展示给学生，使学生更直观、更形象地理解生涩的植物学名词和概念，激发他们将课堂所学知识与生活实际相联系，提高学生融汇贯通、解决实际问题的能力。例如：在讲解实验“叶的形态与结构”时，展示出罂粟和同属植物虞美人的图片，通过提示，让学生自己比较“茎生叶不抱茎、羽状分裂”的虞美人和“叶基抱茎、叶缘浅波状齿”的罂粟，从而引出“抱茎”和“羽状分裂”的概念。此时，有学生提出：“老师，我们教学楼前面也有2~3株开白花的植物是抱茎叶。”后经教师指导，学生鉴定出这种植物是抱茎独行菜。通过这种引导与训练，增强了学生学习植物学知识的浓厚兴趣，并在日常生活中活学活用。通过提出问题解决问题的过程，强化了学生的基础理论知识，增强了科研探索意识和科学研究能力，使学生的自信心和创新价值都得到了升华。课程结束后的问卷调查结果显示：有98%的学生认为，使用多媒体授课，对理解概念、加深记忆、提高学习兴趣等方面有较大帮助。

二、整合实验内容，鼓励学生通过对比、分析，得出结论

独立思考、综合分析是创新型人才必须具备的基本能力与素质之一。因此，我们在教学中要求学生将“课后复习”与“课前预习”相结合，在牢固掌握已学内容的基础上，前后联系地学习新知识，全面理解植物固有的各项生物学特点。在每次的实验课上，结合当堂的讲授内容进行提问，要求学生带着问题进行实验。实验结束后，结合实验过程中观察到的结果，对所学知识进行对比分析和归纳总结，由学生自己总结出问题的答案。例如：在讲授实验“茎的形态与结构时”，提出问题“根与茎初生结构的异同点是什么？”要求学生进行如下实验操作：（1）将学生自己萌发的绿豆芽和大蒜自根尖向上0.5cm、1cm、1.5cm、2cm处分别做横切，制成临时装片；（2）将蒜苔、豌豆苗分别横切，制成临时装片；（3）取剩余的一小段绿豆根竖直插入红墨水中，染色1小时后取出，在断面以上0.3cm处做横切，制成临时装片。通过观察、比较这5张装片，学生得出结论：大蒜和绿豆芽观察的是单、双子叶植物的根，蒜苔、豌豆苗观察的是单、双子叶植物的茎；通过比较这4张装片得知，根与茎初生结构的最典型区别是：①韧皮部与木质部的位置不同，根中韧皮部与木质部相间排列，而茎中是相对排列的；②在根中可观察到凯氏带点，但茎中无此结构。同时，有学生提出：“老师，被染成红色的结构是木质部和表皮吧？”得到赞许后，学生非常兴奋，再经教师引导：“大家想一想，根的主要功能是从周围环境中吸收水和无机盐，红墨水经根的断面吸收后，会怎样呢？你们能否计算出根中物质传输的速度？”学生们兴致勃勃地开始商讨，最后确定出实验方案：10个小组分别从断面以上0.4cm、0.5cm……分别做横切，以确定未染成红色的木质部距离断面的长度，综合分析各小组的观察结果，下课时学生们得出了结论。通过这种训练，学生分析问题、解决问题的能力得到了提升。

三、改革实验报告批阅方式，激励学生自主学习

实验教学是植物学教学过程中非常重要的一个环节，是提高学生动手能力、加深理解理论课所学内容的重要途径。我院在植物学精品课程建设过程中，大胆尝试，不断创新，改革植物生物学实验的教学方式，让学生参与实验报告的批改与讲评，促使学生变被动接受为主动探寻，既调动了学生自主学习的积极性和主动性，又加强了他们的团队合作精神。具体做法如下：将全班学生通过自由组合的方式分成若干小组，每组3~5人，每次实验结束后由任课教师批改一个小组的实验报告，该小组与教师探讨批改原则与量分标准，继而批改其他小组本次的实验报告，并于下一次实验前，由批改实验报告的小组负责讲评本次实验的易错问题及其正确解答，所有小组轮流参与实验报告批改和讲评工作，所有学生均可重新作图、重新书写实验报告，由教师打分后记载其最高分。通过该项改革，充分调动了学生学习的积极性，全班76%的学生对实验报告中的错误及不完善的地方进行了修改，重新绘制了结构图（图1）。课程结束后的问卷调查结果显示：（1）97%的学生非常赞同这种教学形式（图2）。（2）学生们普遍认为，这种教学方式可以激发学习兴趣，在明确答案及其评分原则的基础上，加强了同学之间的团结及其分工合作，并通过上台讲评实验报告，锻炼了自己的表达能力和沟通能力，对实验内容的掌握程度较好，记忆时间较长。（3）95%的学生反映基本掌握了生物学作图和植物学研究的方法，87%的学生对基础知识和基本理论的掌握较理想。

四、结合创新项目，引导学生解决实际问题

“学以致用”是人才服务社会的根本途径，也是实现自我价值的基本体现。为了鼓励高年级学生进行科学研究，提高科研素养，植物教研组的教师们响应学校号召，积极承担起指导本科生实践训练项目的任务。从项目选题查阅文献确定试验（调查）方案试验操作（开展调查）结果分析撰写论文的过程中，指导老师与学生们认真探讨，以启发、点拨的方式训练学生自主地进行项目操作，对于试验（调查）数据严格把关，确保项目达到较高的质量，确保每一位参与项目的学生都能得到充分的锻炼，并且鼓励学生从身边的事情做起，努力解决生活中的实际问题。例如：2007年新疆大学本科生科研实践训练项目“新疆大学（校本部）校园植物导游图”（图3）是学生在修读完“植物生物学”课程后，对校园植物进行调查、拍照，在教师指导下进行鉴定，并用计算机处理图像，最终绘制出导游图。通过这个项目的具体实施，使学生植物分类鉴定的能力得到了有效提高，同时也为校园文化建设做出了贡献。

提高大学生的综合素质及专业素养，是每一位教师不懈努力的目标，是教学管理者潜心研究的课题之一。以上四点是我们在植物生物学实践教学方面的一些探索和心得，力争通过改革实验内容、实验报告的批阅方式，同时融入多媒体形式等一系列教学模式的改革，提高学生学习的兴趣，激励他们自主地探索植物世界的奥秘。并将大学生实践训练项目作为教学内容的延伸，在强化所学知识的基础上，对学生进行科学研究的系统训练。将学生所学的知识应用于实践中，解决实际问题，使其价值得以体现，有效提高学生的专业素养和科研能力，培养适合社会主义建设需要和适应市场需求的应用型创新人才。

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基金项目：2008年新疆大学质量工程建设项目“植物生物学精品课程”（200811）

作者简介：何爽（1970-），女，重庆人，硕士，讲师，新疆大学生命科学与技术学院教务办主任，主要从事干旱区资源植物研究和教学管理工作。

植物学通报篇8

关键词:植物药材;ITS序列;DNA条形码鉴定

中图分类号:R285.5 文献标识码:A 文章编号:1673-7717(2010)04-0737-02

[FQ(9。25,X-W]

收稿日期:2009-11-26

基金项目:国家科技部资助项目(2005DKA21004);辽宁省教育厅资助项目(2009A496)

作者简介:许亮(1978-),男,辽宁沈阳人,讲师,博士研究生,主要从事中药生药的教学与科研研究。

通讯作者:康廷国(1955-),男,山东寿光人,教授,博士研究生导师,研究方向:中药品质评价与中药新药开发研究。Tel:041187586028,Email:kangtg@lnutcm.省略。

ITS(internal transcribed spacer)是核糖体DNA上的内转录间隔区,位于18S 和26SrDNA 基因之间,被5.8S 基因分为两段即ITS1和ITS2,见图1。ITS 区包括5.8S rDNA 在内的总长度为600-700bp,其中5.8S rDNA 的长度非常保守,一般为163bp 或164bp ,ITS1和ITS2 的长度也比较保守,但核苷酸序列变化较大,可以提供丰富的系统学信息。ITS1和ITS2作为非编码区,受外界环境因素的影响较小,承受的选择压力较小,进化速度较快,核苷酸序列变化较大,且其变异以相互独立的点突变为主,是rDNA中的中度保守区,可为属以下水平的研究提供较丰富的变异位点和信息位点的系统学信息。这使ITS序列十分适宜进行各种分子操作,已成为最广泛的应用于被子植物系统发育和进化研究的核基因标记之一,并取得了一系列重要进展[1-3]。

图1植物核糖体DNAITS的基本结构

1 ITS序列与植物DNA条形码鉴定的关系

DNA条形码(DNA barcoding)是利用一段标准的DNA序列作为标记来实现快速、准确和自动化的物种鉴定,类似于超市利用条形码扫描区分成千上万种不同的商品。已成为生物物种鉴定的新方向,受到世界40多个国家130多个组织中传统生物分类学家、分子生物学家和生物信息学家等多学科专家的关注。加拿大动物学家Paul Hebert首先倡导将条形码编码技术应用到生物物种鉴定中,他对动物界11门13320个物种的线粒体细胞色素C氧化酶亚基(Cytocheome c oxidase Ⅰ,COⅠ)比较分析,提出可以采用单一的基因片段来代表生物种,作为物种的条形码[4-5],因此他被称为DNA条形编码之父。但由于COⅠ基因在植物中的进化速率远慢于在动物中的进化速率,对于大多数植物不适合作为DNA条形码鉴定的编码基因。

ITS序列在被子植物中的长度变异很小,ITS1和ITS2的长度均不足300bp,PCR扩增及测序简单易行,特别是PCR直接测序法的诞生,极大地推动了ITS在被子植物科内,尤其是近缘属间及种间关系研究中的应用,成为系统与进化植物学研究中的重要分子标记[6],随着现代分子生物学技术的迅猛发展,使在分子水平上快速准确地鉴定中药材成为可能,应用ITS序列作为植物类中药材的DNA条形码,为有效遏制各种假冒伪劣药材提供了极为有力的先进的技术支持。

中药材鉴定方法如基原鉴定、性状鉴定、显微鉴定、理化鉴定、色谱法鉴定等,在中药材鉴定和评价其质量研究中发挥了重要作用,但随着现代分子生物学技术的快速发展,涌现了多种中药材DNA分子鉴定技术,DNA条形码技术具有4个显著的特点:①DNA 条形码直接利用DNA序列进行物种的鉴定,基于生物的基因型,具有独一无二的可重复性;②DNA条形码序列具有通用性,在不同物种之间具有可比性,在全球物种鉴定中可以形成统一的标准,也更利于对植物系统进化的研究;③DNA 条形码只需一对或几对通用引物;④在技术发展成熟的基础上,根据DNA 条形码鉴定技术设计生产“便携式中药鉴定分析扫描仪”,任何人可以实时完成物种鉴定工作[7]。

作为DNA条形码的编码基因应符合以下标准:①具有足够的变异性以区别不同的物种,同时具有相对的保守性;②必须是一段标准的DNA序列来尽可能的鉴别不同的种群;③应该包含足够的系统进化信息以定位物种在系统中的位子;④应该具有高度的保守性以便于通用引物的设计;⑤应该足够的短以便于有部分降解的DNA的扩增[8]。对于动物来源的药材可以根据COI基因设计通用引物,而对于植物来源的中药材ITS序列可以作为候选的编码基因。

2 ITS序列在中药材鉴别上的应用

由于ITS 区域具有较多的碱基信息,在长度上具有较好的保守性,因此该片段特别适合于属、组级的系统发育和分类研究。尤其能为中药材的分子鉴定提供依据。毛善国等[9],车建等[10]分别通过ITS序列的测定进行了番红花及其混淆品的有效鉴别研究。刘春生等[11]通过基于核DNA ITS序列对细辛药材的基源及分子鉴定进行了研究。闫坤等[12]通过ITS序列对地黄属种间的亲缘关系进行了研究。马玉花等[13]对中国不同地区的杜仲rDNA的ITS序列进行了分析测序。蔡金娜等[14]对中国不同地区的蛇床进行了rDNA ITS序列分析。宋葆华等[15]对中国苋属nrDNA的ITS序列分析并对其系统学意义进行了研究。武莹等[16]通过ITS序列鉴别了5种习用柴胡。郝明干等[17-18]采用rDNA ITS的序列分析对中药材白花蛇舌草进行了有效的分子鉴定。赵志礼等[19]进行了山姜属中药草豆蔻和益智nrDNA ITS区序列的测定。赵等[20]综述了核rDNA ITS序列在植物种质资源鉴定中的应用。赵志礼等[21]综述了核糖体DNA ITS区序列在植物分子系统学研究中的具有重要的价值。唐先华等[22]进行了睡莲类植物ITS nrDNA序列的分子系统发育分析。陈生云等[23]用nrDNA ITS序列探讨狭蕊龙胆属及其近缘属(龙胆科)的系统发育。李国强等[24]对中药蓼大青叶及其伪品的nrDNA ITS区序列进行了测定分析。ITS序列在生物学、分子生态学、生物进化的研究领域有着广泛的应用,陈士林等[7]学者认为植物来源的中药材可以根据rDNA ITS序列作为该药材的DNA条形码进行生物鉴定等。

3 基于ITS序列的植物类药材鉴定研究前景展望

随着分子生物学的飞速发展,人们将会对ITS区序列及其植物分子系统学价值有更广泛深入的研究。对于以ITS序列不能明显鉴别的植物药,可以通过与18S rDNA,叶绿体matK、rbcL和trnH-psbA等多个标记基因联合应用进行。目前植物总DNA的提取方法已比较完善,可从长期贮存的标本中进行提取、扩增与测序,使中药材的分子鉴别在方法学上得到保证。以ITS序列为编码基因,进行植物类药材的DNA条形码鉴别及进一步设计生产使用“便携式中药鉴定分析扫描仪”,必将前景广阔。

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