闽北不同土地利用方式土壤蓄水量的研究

采用定位研究和土钻取样技术方法,观测2001~2003年间不同月份的土壤蓄水量数据,对闽北地区木荷林地、杉木林地、封山育林地和对照1m土层内的土壤蓄水量进行动态研究。研究结果表明:4种不同土地利用方式年、月平均土壤蓄水量大小顺序均为木荷林地>杉木林地>封山育林地>对照,且月平均土壤蓄水量变化趋势基本一致,呈明显的"W"模式,每年的1~6月份土壤蓄水量均较高,6月份以后土壤蓄水量处于下降时期,至9月或10月达到年内最小值,而后土壤水分支出处于下降阶段,土壤蓄水量又开始回升。木荷林地、杉木林地、封山育林地和对照不同层次月平均土壤蓄水量的变化明显不同,对照0~20cm土壤蓄水量变异比木荷林地、杉木林地和封山育林地明显。木荷林地、杉木林地和对照不同层次土壤蓄水量随深度的增加呈逐渐增大趋势,封山育林地在0~60cm深度内呈增加趋势,而在60~100cm深度内则有减小趋势。其不同层次土壤蓄水量的大小顺序均为木荷林地>杉木林地>封山育林地>对照。     

不同林地类型土壤水库蓄水特性研究

研究不同林地类型土壤水库的蓄水特性,以期加深对森林土壤水库削洪补枯机理的认识。以裸露地为对照,木荷林地、杉木林地和封山育林地为研究对象,对它们土壤水库的蓄水功能及其动态变化进行研究。结果表明:木荷林地、杉木林地、封山育林地和对照土壤水库的年均蓄水量分别为381.1,368.7,336.9和243.6mm,分别占各自总库容的75.62%,78.18%,74.62%和59.57%。不同季节中不同林地类型土壤水库的月均蓄水量大小顺序均为多雨期>雨量中等期>少雨期,木荷林地、杉木林地和封山育林地土壤水库多雨期的月均蓄水量分别比对照的多124.8,121.9和85.0mm,少雨期的月均蓄水量也分别比对照的多141.0,129.2和91.0mm。     

福建闽江上游不同林地类型土壤水库“库容”的特性

 以裸露地为对照,研究木荷林地、杉木林地、封山育林地的土壤水库“库容”组成及其特性,以探讨森林土壤水库的蓄水调水机制。结果表明:木荷林地、杉木林地和封山育林地土壤水库总“库容”,分别为503.95、471.62和451.48mm,分别是裸露地的1.23、1.15、1.10倍;兴利库容分别为326.87、332.21和309.94mm,分别是裸露地的1.23、1.25、1.17倍;死库容分别为114.29、89.60和101.46mm,分别是裸露地的1.11、0.87、0.99倍;防洪库容分别为62.79、49.81和40.08mm,分别是裸露地的1.52、1.21、0.97倍。最大有效库容为389.66、382.02和350.02mm,分别是裸露地的1.27、1.25、1.14倍。不同林地类型土壤水库的“库容”组成,均表现为兴利库容>死库容>防洪库容。与裸露地相比,林地土壤水库“库容”的增加,与林木生长对林地土壤结构的改良作用和林地地表的良好覆盖有关。     

不同类型森林水库调水特性研究

以福建闽江上游裸露地为对照,封山育林、杉木和木荷林分为研究对象,分别采用水量平衡法与混合数量化模型对森林水库的调节水总量动态变化及其影响因素进行研究,以期加深对森林水库调水机理的认识。结果表明：木荷、杉木、封山育林林分及对照森林水库2个水文年中调节水总量分别为3106．27,3090．41,3074．05,1935．29mm,分别占同期降雨量的97．71％,97．21％,96．70％,60．88％。雨季不同类型森林水库调节水总量均占年内森林水库调节水总量的48％左右,而旱季调节水总量则仅占18％左右。降雨量、I30和林分类型对森林水库调节水总量的贡献率较高,其中降雨量与森林水库调节水总量呈正相关,影响最大,I30与森林水库调节水总量呈负相关,林分类型因子得分值为木荷（9．293）〉杉木（8．466）〉封山育林（6．545）〉对照（0）。     

闽北不同土地利用方式径流量动态变化特征

采用定位研究方法和小集水区试验技术方法,通过两年的降雨量数据观测,对闽北地区木荷林地、杉木林地、封山育林地和对照等不同土地利用方式的小集水区进行坡面径流动态规律研究。研究结果表明:试验小区地表径流的产生主要是受降雨量的影响,而与降雨强度的关系不大,地表径流量与降雨量之间呈现出极显著的非线性二次抛物线关系(P<0.01)。4种不同土地利用方式的月平均径流量一般随月降雨量的增大而增大,并且在同1月份间其平均地表径流量的大小趋势为:对照>封山育林>杉木>木荷,均是在6月份达到最大值,9月份出现最小值。对照比木荷林地、杉木林地、封山育林地更容易产生地表径流,林地具有较好的涵养水源和保持水土作用。     

陕北丘陵区陡坡柠条林地与荒坡土壤水分变化研究

通过定点土壤水分测定与对比分析，研究了陕北丘陵区陡坡柠条林地与荒坡的土壤水分亏缺状况，年际年内动态变化规律，干燥化特征及其自然降水的补偿能力。结果表明，柠条林地与荒坡0-10m土层贮水量仅相当于田间持水量的26．2％～41．2％。荒坡地0-10m土层贮水量相当于田间持水量的39．8％～41．2％。土壤贮水量的分布是阳坡〈半阳坡〈阴坡，上坡位〈下坡位。年际间土壤水分的变异程度随土壤深度的增加而减弱，土壤贮水量的变化主要发生在2m以上土层内。土壤贮水量具有明显的季节变化特征，但滞后于降雨量变化。生长季内，柠条地与荒坡的土壤平均贮水量之间差异显著，土壤越深，其含水量变化程度越小。两种利用方式的土壤剖面都产生了不同程度的干化层。相比而言，柠条林地深层土壤干燥化强度明显大于荒坡地。丰水年柠条林雨水补偿深度仅为1．0m，荒坡也仅为1．2m。柠条林丰水年的雨水补偿深度比干旱年可增加60cm以上，5m土层贮水增量增加3倍以上。     

四面山不同林地类型土壤特性及其水源涵养功能

通过对四面山不同林地类型土壤特性及水源涵养功能进行研究.结果表明:(1)在0-60 cm土层,杉木×马尾松混交林、木荷×石砾混交林和杉木×马尾松×木荷混交林的土壤容重分别为1.10 g/cm~2,1.03 g/cm~3,1.24 g/cm~3.(2)3种林地的土壤总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度均随深度的增加而减低.在0-60 cm土层,杉木×马尾松混交林、木荷×石砾混交林和杉木×马尾松×木荷混交林的土壤总孔隙度分别为42.32%,48.87%和39.82.而三者的土壤毛管孔隙度分别为33.53%,38.22%和33.97%,土壤非毛管孔隙度分别为8.79%,10.65%和5.86%.(3)木荷×石砾混交林饱和蓄水量最大,为2 932.4 t/hm~2;杉木×马尾松混交林.为2 539.2 t/hm~2;杉木×马尾松×木荷混交林最差,为2 389.6 t/hm~2.术荷×石砾混交林土壤贮蓄水分和调节水分的潜在能力比杉木×马尾松×木荷混交林高122.7%.(4)木荷×石砾混交林枯落物的总蓄积量最大为246.94 t/hm~2.而杉木×马尾松×木荷混交林林枯落物的总蓄积量最小为64.47 t/hm~2.枯落物最大持水率相差较大.变动范围为229%～327.5%之间.枯落物的最大持水量依次为:木荷×石砾混交林(254.28 t/hm~2)>杉木×马尾松混交林(191.72 t/hm~2)>杉木×马尾松×木荷混交林(60.35 t/hm~2).     

不同类型森林水库调水特性研究

以福建闽江上游裸露地为对照,封山育林、杉木和木荷林分为研究对象,分别采用水量平衡法与混合数量化模型对森林水库的调节水总量动态变化及其影响因素进行研究,以期加深对森林水库调水机理的认识。结果表明:木荷、杉木、封山育林林分及对照森林水库2个水文年中调节水总量分别为3 106.27,3 090.41,3 074.05,1 935.29 mm,分别占同期降雨量的97.71%,97.21%,96.70%,60.88%。雨季不同类型森林水库调节水总量均占年内森林水库调节水总量的48%左右,而旱季调节水总量则仅占18%左右。降雨量、I30和林分类型对森林水库调节水总量的贡献率较高,其中降雨量与森林水库调节水总量呈正相关,影响最大,I30与森林水库调节水总量呈负相关,林分类型因子得分值为木荷(9.293)>杉木(8.466)>封山育林(6.545)>对照(0)。     

植被变化对人工林地蓄水功能的影响

为探讨混交林改为桉树人工林后土壤层和凋落物层水量调蓄功能的变化规律,采用室内试验与野外监测相结合的方法,研究了尾巨桉林和马尾松×杉木混交林0—30 cm土壤层和凋落物层的蓄水功能。结果表明,3年生尾巨桉林0—15和15—30 cm土层土壤容重分别比马尾松×杉木混交林的低8.8%和4.6%,尾巨桉林土壤饱和持水率显著大于混交林;混交林改为尾巨桉林后,0—30 cm土壤层最大蓄水量没有发生显著变化,但土壤水分蒸发速率加快,非降雨天气下尾巨桉林土壤蓄水量显著低于混交林;改为尾巨桉林后林地凋落物现存量和潜在蓄水量显著减少,但随着林龄增加,尾巨桉林地凋落物现存量和潜在蓄水量逐渐回升,凋落物最大持水率逐渐降低;降雨条件下人工林凋落物层比土壤层易于达到其理论最大蓄水量。     

黄土丘陵区不同林地土壤水分动态变化

研究黄土丘陵区不同林地的土壤水分变化,对于改善黄土高原生态环境建设有着重要的意义。采用定点监测的方法,对陕西省吴起县不同林地土壤水分动态变化进行了研究。结果表明:不同林地在生长季中土壤蓄水量具有显著差异,其顺序为:沙棘林>河北杨林>油松林>山杏林;林地的土壤蓄水量变化具有明显的季节性,根据生长季内土壤蓄水量的变化,可以将土壤水分变化分为3个时期:土壤水分恢复期、土壤水分消耗期、土壤水分补充期;各林地0-200 cm土层土壤水分变异系数从小到大为:山杏林>河北杨林>沙棘林>油松林;在雨水入渗、蒸发、蒸散的共同作用下山杏林地在0-60 cm土层含水量的变化明显大于其它林地。研究结果揭示了不同林种对土壤水分消耗和补给的影响,为当地造林结构配置和植被恢复与重建工作提供一定参考依据。     

Role of selenium in mitigation of cadmium toxicity in pepper grown in hydroponic condition

Selenium (Se) is an essential element for humans but is not considered as essential for plants. However, its beneficial role in improving plant growth and stress tolerances is well established. In order to study the role of Se in cadmium (Cd) toxicity in pepper (Capsicum frutescens cv. Suryankhi Cluster), this experiment was carried out in greenhouse conditions. Treatments comprised Cd [0, 0.25, and 0.5 mM cadmium chloride (CdCl₂)] and Se [0, 3, and 7 µM sodium selenite (Na₂SeO₃)] with three replications. The result showed that Cd decreased chlorophyll a, chlorophyll b, and carotenoids, whereas Se supplementation diminished Cd toxicity on photosynthetic pigment. Selenium at 7 µM significantly increased the leaf area in the plants grown at 0.25 mM Cd. The application of Se at 3 µM with 0.25 mM Cd and Se at 3 µM and Se at 7 µM with 0.5 mM Cd increased the activity of catalase (CAT). Selenium at 7 µM decreased the proline content of pepper leaves exposed to Cd at 0.5 mM (30%). Selenium significantly enhanced the antioxidant activity of leaves, which was diminished by Cd toxicity. In general, Se has a beneficial effect on plant growth and is an antioxidant enzyme of pepper cv. Suryankhi Cluster under Cd stress and non-stress conditions.     

红壤区不同肥力水稻土根际硝化作用特征

通过根际培养箱(三室)——速冻切片技术研究了红壤地区高、低两种肥力下水稻苗期根表、根际和土体土壤矿质态氮含量和硝化强度,以及水稻生长、氮素积累的差异。结果表明,肥力水平对水稻根表和根际土壤铵态氮(NH4+-N)含量无显著影响,但高肥力显著提高土体土壤NH4+-N含量,以及根表、根际和土体土壤硝态氮(NO3--N)含量及硝化强度。两种肥力水稻土硝化强度最大值均出现在距根表2 mm处,分别为0.20和0.31μmol kg-1 h-1。土体土壤硝化强度随距根表距离增加而降低,低肥力土壤在距根表10～40mm处时硝化强度接近本底值,而高肥力土壤在距根表20～40 mm处时接近本底值。与不种水稻的CK相比,种植水稻显著提高根际土壤硝化强度。高肥力能显著改善水稻生长,增加植株氮素积累量,尤其显著促进根系生长及通气组织发育。由于红壤稻田肥力水平的差异造成水稻根际硝化强度以及水稻吸收NO3-的差异,导致高肥条件下水稻显示出更强的生长势和氮素吸收利用能力。因此,合理提高红壤稻田肥力水平对改善红壤区水稻根际土壤硝化作用及水稻氮素营养具有重要意义。     

Meta-analysis in the Selection of Groups in Varieties of Citrus

Brazil is the largest producer of oranges (Citrus sinensis) in the world. The nutrient management of tree orchards is designed from experiments with a limited number of varieties. This knowledge is transferred to other varieties by diagnosing tissue nutrient composition and tree demand. Compositional data analysis has been first applied to tissue analysis of agricultural crops using centered log ratios with compositional nutrient diagnosis (CND-clr). The isometric log ratio (ilr) transformation is a new approach based on binary nutrient ratios and the principle of orthogonality (CND-ilr). We analyzed eleven nutrients: nitrogen (N), sulfur (S), phosphorus (P), potassium (K), calcium (Ca), magnesium (Mg), boron (B), copper (Cu), zinc (Zn), manganese (Mn), and iron (Fe) in leaf tissue samples across 108 commercial plots (thirty-one grow Valencia, twenty-two Hamlim, twenty Pera, and thirty-five Natal). Nutrients were partitioned between macro- and micronutrients as well as anionic and cationic species. The effect size of varieties over Valencia was quantified by the mean and standard deviation of ilr values across ilr coordinates. Specific varietal nutrient profiles and ilr norms were defined. The nutrient profile of orange varieties could be classified into homogeneous groups to take advantage of fertilizer trials conducted on varieties of the same group. The Aitchison distance and a perturbation vector could be instrumental for diagnostic purposes and nutrient management.     

旱地果园水肥管理模式研究进展

分析了旱地果园水肥管理模式的研究进展和存在问题,指出水肥胁迫尤其是水钾已成为旱区果树高产稳产优质化的主要限制因子。在系统探讨旱地果园水分管理、养分管理、综合管理以及果树叶营养综合诊断施肥标准的基础上,提出了旱地果园的高效水肥管理模式。     

响应面设计法在温室番茄栽培中的应用

为优化温室番茄的栽培条件,试验研究了不同栽培密度、施氮量和施钾量对日光温室番茄产量的影响。通过中心复合试验设计,构建三因素（栽培密度,氮肥,钾肥）五水平的响应面设计方法并建立番茄产量与三因子的二次回归数学模型。结果表明:三因素对温室番茄产量均有显著的影响（p0.01）,影响的大小顺序为栽培密度施钾量施氮量;栽培密度与施氮量、施钾量之间存在显著的交互作用（p0.01）,施氮量与施钾量之间的相互作用对番茄产量影响不显著（p0.05）;多元二次回归分析结果显示,栽培密度、施氮量、施钾量与番茄产量之间的回归模型高度显著（p0.01）。统计分析确定温室番茄的最佳栽培条件为:栽培密度4.83万株/hm2,施氮量262 kg/hm2,施钾量513kg/hm2;在此条件下,温室番茄产量的预测值为119381kg/hm2,验证试验所得产量为121005kg/hm2。本研究为日光温室番茄高产、稳产和优质提供了理论依据。     

DMPP农业应用研究进展

本文对新型硝化抑制剂3,4-二甲基吡唑磷酸盐(简称DMPP)的特性作了介绍,对DMPP提高作物产量,改善品质,提高氮肥利用率。降低氮温室气体的释放,减少NO3-淋失,促进环境保护方面的作用及其影响因素作了评述。     

东北黑土土壤磷的纬向分异

以中国东北的中纬度黑土区为样带,研究了有机磷浓度与有机质、全氮浓度的关系;全磷、有机磷、无机磷及有机磷和无机磷的比率与纬度分布的关系。结果表明,有机磷和有机质、全氮浓度具有良好的相关性,它们之间的相关系数分别为0.90和0.92,呈极显著正相关(P<0.01)。全磷、有机磷、无机磷、P_o/P_i在纬度上都存在不同程度的分异规律,即随着纬度的升高,其浓度或比率均有逐渐升高的趋势;其相关系数分别为0.68、0.77、0.26和0.60,相关分析表明,这些纬向分异规律都达极显著水平(P<0.01)。除了无机磷的纬向分异原因尚不明确之外,其他纬向分异的原因可能是由于黑土南北样带气候热量上的差异和人类活动的影响所致,从而造成南北样带之间有机质的矿化程度和速率产生差异。     

Possible role of ectomycorrhizal fungi in cycling of aluminium in podzols

Budget studies in boreal podzols indicate a considerable upward transport of aluminium (Al) from the mineral soil into the organic horizon. In this paper we studied if ectomycorrhizal (EcM) fungi can be involved in this upward transport via their extramatrical hyphae. We tested the use of gallium (Ga) as proxy for Al. Transport of Al through EcM hyphae was studied in vitro in a two-compartment Petri dish system. Two of the five fungal isolates tested transported Al. Using Ga instead of Al revealed the same trend in these systems, confirming the use of Ga as proxy for Al. Upward transport of Ga was studied in an artificial podzol. Pinus sylvestris seedlings were colonised by a natural community of EcM fungi from fresh forest soil. Gallium addition to the mineral soil led to increased Ga content in roots in the organic horizon and in the shoot. Upward Ga allocation was significantly higher when roots were excluded from the mineral soil by a mesh, only allowing fungal mycelium to grow through. We conclude that at least some EcM fungi transport Al and that Ga, and probably also Al, can be transported upwards by EcM fungal hyphae in a podzol system. These findings support the hypothesis that EcM fungi play a role in upward transport of Al in podzols.     

基因组学在作物抗逆性研究中的新进展

自然环境中各种生物和非生物胁迫是影响作物产量的巨大威胁。随着现代分子生物学的发展,从分子水平研究作物抵御逆境的机理已成为生态农业研究的一个重要任务,分子遗传学与生态学的整合诞生了生态基因组学即用基因组学的技术和手段研究生态学领域的问题。基因组学按其研究内容分为功能基因组学、结构基因组学和比较基因组学,本文从这3方面分别阐述了作物抵抗生物胁迫和非生物胁迫的生态基因组学研究进展,总结了基因组学在植物抗逆性研究中的一些新技术和新手段,特别是基于近几年发展起来的二代深度测序所带来的一系列高通量的检测方法与结果。①功能基因组学包含转录组学、表观遗传学、蛋白组学、相互作用组学、代谢组学和表型组学,本文侧重从植物抗逆的功能基因表达水平上的研究展开,重点探讨了转录组学和表观遗传学在植物抗逆研究的新进展,介绍了一些转录组学和表观遗传学研究技术,如基因芯片技术、RNA测序技术、SAGE、cDNA-AFLP、SSH、亚硫酸盐法、ChIP-Chip、ChIP-seq等;例举了一些转录因子基因家族在植物抗逆反应中的作用,总结其作用共性,结果表明不少抗逆基因受到胁迫后基因转录激活上有一定相关性,大多受激素信号转导途径所调控,很多抗逆途径最终都涉及到ABA信号传导通路并与衰老相关;植物的抗逆性受多个信号通路调控,对同一逆境响应常常需要不同的转录因子共同参与,而同一转录因子也有可能参与2个以上的不同抗逆反应;表观遗传学则指在不改变基因序列前提下,对DNA甲基化修饰、组蛋白翻译后修饰及小RNA介导的信号传导等,有证据表明其存在遗传印记作用。②结构基因组学主要利用QTL定位和DNA测序技术,确定植物基因组的遗传图谱和物理图谱,二代深度测序平台的建立使许多植物的全基因组测序成为可能。迄今为止,已有超过40种植物完成全基因组测序,越来越多的植物全基因组计划正在实施中或预计实施。③比较基因组学是基于功能基因组学和结构基因组学进而比较不同物种或不同群体间的基因组差异和相关性的研究,可分析逆境响应相关基因在进化过程中及在地理位置分布中的作用和意义,也同时为QTL定位及功能基因组学研究提供丰富信息。此外,还简要介绍并列举了一些网络共享作物抗逆的生物信息资源数据库。虽然基因组学在如何正确处理海量数据等问题上还存在瓶颈,但它提供的大量作物抗逆方面的基因组信息已为植物抗逆研究提供了众多线索与依据,为今后改良作物抗逆性的遗传育种工作带来了新启示。     

Movement of ammonium in paddy soils in Taiwan

The movement of ammonium due to diffusion in paddy soils in Taiwan was investigated in the laboratory. The movement of ammonium in flooded soils was inversely proportional to the concentration of ammonium in the soil solution, which was a function of the quantity of ammonium present, the content of solid matter in a unit volume of soil (bulk density), and the adsorptive property of soil. Although there was a considerable variation in the value of both the ammonium adsorption and bulk density of soils, the adsorptive property was more variable. Therefore, the adsorptive property seemed to be the most influencial factor on the movement of ammonium in flooded soils, where the property had a close relation to the cationexchange capacity.

The bulk density of flooded soils in the field could be reproduced in glass tubes under percolating condition in the laboratory. The values of bulk density determined on paddy soils after harvesting or on air-dry soils were considerably different from those in the flooded soils in the field. A simple determination method of bulk density was proposed for paddy soils.