增施CO2气肥对温室结球莴苣光合作用影响的综合模型研究

为探讨不同温度和光照条件下增施CO₂气肥对温室作物生长的影响，应用红外线CO₂气体分析仪测定方法，对不同CO₂浓度下结球莴苣光合作用速率的变化进行了深入系统的研究，并分别建立了低温条件下和中、高温条件下增施CO₂气肥对光合作用速率影响的综合模型。研究结果表明，在一定范围内，随着光照度提高和温度上升，增施CO₂气肥对于光合作用的促进效果提高，但是超过饱和点后会有负的效应。本实验条件下，结球莴苣光合作用最佳的生态因子组合为：光照度897.3 μmol·m^-2·s^-1，温度28.9℃，CO₂浓度2160 μL/L，此时的净光合速率(CO₂)Pn为36.0 μmol·m^-2·s^-1。     

0.01molL-1CaCl2作为土壤不同N素形态浸提剂的研究

本文用荷兰8种表土测试不同温度下0.01molL^-1CaCl₂提取液和淋滤液中N素各形态。试验结果表明温度对NO₃^--N提取量和淋滤量无影响,但对NH₄⁺-N、可溶性总N和还原态N影响显著;可溶性有机态N的释放服从一级动力学方程:N_t=N₀(1-e^-kt),非线性最小二乘法能满意地拟合动力学实验结果。测定0.01molL^-1CaCl₂提取液中的可溶性有机态N对预测土壤N素矿化、合理推荐施肥及防止N素污染可能是一个很有前途的指标。     

气体射流冲击对流换热系数试验研究

在气体射流冲击试验装置上，冲击温度105～135℃，气流速度6.7～14.4m／s，相对湿度0～30%的范围内，进行了对流换热系数的研究，得到如下结论：物料表面温度T接近饱和温度T_s时，对流换热系数值出现转折，拐点前对流换热系数h为拐点后的3～12倍。在表面温度Ts时，可获得较大的对流换热系数，对流换热系数h随温度、气流速度和湿度的增大而增大，最大可达1403w／(m²·K)。在表面温度T>T_s时，对流换热系数值明显变小，且与0%相对湿度的对流换热系数值接近一致；在气流速度为恒定时，温度和湿度对对流换热系数影响不明显；在温度为恒定时，对流换热系数随气流速度的增加而增大，湿度变化对其影响不明显，对流换热系数h在120～136w／(m²·K)范围内。     

间作及伴随阴离子肥料对油菜吸收积累镉的影响

为提高Cd污染土壤植物修复效率, 采用盆栽方法研究了Cd含量为10.0 mg·kg^-1的土壤中, 伴随阴离子肥料和间作鹰嘴豆对油菜生长与吸收积累Cd的影响。结果表明: 单作下, 不同肥料处理土壤DTPA提取态Cd含量为Cl^->NO₃^->SO₄^2- >无伴随阴离子; 间作鹰嘴豆提高土壤DTPA提取态Cd含量, 且伴随C₁^-、SO₄^2- 或NO₃^- 条件下达显著水平。单作下, 油菜主根长为NO₃^- >C₁^- >SO₄^2- >无伴随阴离子, 根系体积为SO₄^2->NO₃^- >C₁^- >无伴随阴离子, 根系活力NO3 >SO42 >Cl >无伴随阴离子; 间作鹰嘴豆在无肥处理下可显著提高油菜的主根长与根系体积, 在无肥处理、SO₄^2- 、NO₃^- 处理下显著提高根系活力。单作下, 油菜地上部Cd含量表现为C₁^- >SO₄^2- >NO₃^- >无伴随阴离子, 间作鹰嘴豆可显著降低无肥处理地上部Cd含量, 但显著提高施肥处理地上部的Cd含量。单作下, 施肥可显著增加油菜的Cd积累总量, 以伴随C₁^-处理最大, 达470.4 μg·plant^-1; 间作鹰嘴豆也可提高油菜的Cd积累总量, 且伴随C₁^- 处理最大, 达783.7 μg·plant^-1。除伴随C₁^- 处理外, 施肥处理均可显著提高油菜的Cd转移系数, 施肥处理的Cd转移系数均大于1; 间作鹰嘴豆也可提高油菜的Cd转移系数, 且施肥条件下达显著水平。因此, 如果把油菜用作Cd污染土壤植物修复作物, 可选择施用含Cl 肥料和间作鹰嘴豆, 以提高修复效率。     

覆膜方式和滴灌带布设对春玉米根区土壤水氮均匀度及根冠生长及产量的影响

为探求不同覆膜方式及滴灌带布设对作物产量及收获系数的影响,设置不同滴灌带间距(A1:1 m;A2:0.5 m)与覆膜方式(M1:全覆盖;M2:半膜覆盖),通过2年田间试验研究其对根区土壤水氮分布均匀度(CU_w, CU_N)及春玉米根冠生长及产量的影响。结果表明:膜下滴灌条件下,根区土壤含水率与其分布均匀度具有一致性;高频滴灌施肥虽提高根区土壤NO₃^-含量却降低其分布均匀度,表现出不一致性。提高土壤水、氮分布均匀度未显著影响作物根长密度,但增加地上部叶面积,从而降低作物根冠面积比。相比滴灌带布设,覆膜方式对春玉米产量和收获系数的影响更为显著。低频灌溉条件下,全膜覆盖处理提高春玉米根区土壤水分和NO₃^-含量及均匀度,其作物产量较部分覆膜处理提高37.4%;而高频灌溉下,部分覆膜处理的作物产量较全膜覆盖处理提高7.7%。当根表面积与叶面积之比(RSA/LA)趋于4时,作物产量和收获系数最高,RSA/LA过高或过低均会降低作物产量和收获系数。综合考虑作物产量、收获系数和滴灌带成本,低频灌溉下建议选择A1M1处理,高频充分灌溉条件下建议选择A1M2处理。     

镁对土壤某些理化性质的影响

本文研究了镁离子在土壤中的吸附特性和交换性镁对土壤某些物理性质的影响。试验结果表明:镁盐阴离子对镁离子侵入土壤吸收复合体能力的影响为:CO₃^2->SO₄^2->Cl^-。在低浓度下,Mg²+在Na⁺陪伴下较其单独存在时更易被含MgCO₃的石灰性土壤吸附。在混合盐溶液中,当盐渍度和SAR一定时,Na⁺在Na⁺-Mg²⁺体系中比在Na⁺-Ca²⁺体系中更易被土壤吸附。当ESP一定时,随着土壤吸收复合体中交换性镁百分率(EMP)的增加,分散系数逐渐增加,饱和导水率和毛管水上升高度逐渐降低,当EMP>60%时,不再发生变化。随着ESP的增加,交换性镁的不良影响逐渐变小。     

煤粉尘添加量与温度对山西省两种土壤碳释放规律的影响

采用室内培养试验, 观测不同温度和不同煤粉尘用量条件下山西省电厂土和焦化厂土两种土壤的碳释放规律。结果表明, 室温(16~23 ℃)和25 ℃恒温下, 培养前期(4~9 d)土壤CO₂ 的释放量均为最大, 且25 ℃ 恒温培养土壤CO₂ 的释放量是室温条件下的2 倍左右。随煤粉尘添加量的增加, 土壤CO₂ 的释放量显著增加,且土壤活性有机质相应增加, 添加高量煤粉尘土壤CO₂ 的释放量最高达57.5 mg·kg^-1·d^-1, 两种土壤活性有机碳的增幅为0.3~3.8 g·kg^-1。不同温度和不同煤粉尘用量条件下电厂土释放的CO₂ 均高于焦化厂土, 可能是电厂土含有较高的有机碳和较低的黏粒所致。由此可知, 温度是影响土壤有机碳分解的主要因素, 其次是添加煤粉尘的量, 土壤理化性质也是原因之一。本研究表明, 煤粉尘的降落一方面增加了土壤CO₂ 的释放, 另一方面增加了土壤碳库。     

90℃下老化时结晶磷铁矿的生成条件

溶液中Fe与P反应并不直接生成结晶磷铁矿,中间经过无定形阶段。溶液的pH对Fe-P无定形物质的组成及由无定形Fe-P向结晶磷铁矿转化都有很重要的作用。在90°下老化80天,用加入的Fe(NO₃)₃和NaH₂PO₄浓度及混合后的溶液pH计算得到的﹝Fe³⁺﹞﹝H²PO₄^-﹞值可以较好地判断溶液中是否会有结晶磷铁矿生成。本文的实验条件下,结晶磷铁矿生成的条件是-log{﹝Fe³⁺﹞﹝H₂PO₄^-﹞} ≤ 6.09(加入的P/Fe比 ≥ 1)。     

不同耕作条件下豆麦双序列轮作农田土壤温室气体的排放及影响因素研究

为了研究耕作措施对双序列轮作农田土壤温室气体的排放及影响, 采用CO₂分析仪、静态箱 气相色谱法在陇中黄土高原半干旱区对传统耕作不覆盖、免耕不覆盖、免耕秸秆覆盖和传统耕作+秸秆还田4种耕作措施下豆麦双序列轮作农田土壤温室气体(CO₂、N₂O和CH₄)的排放及影响因素进行了连续测定和分析。结果表明: 测定期内4种耕作措施下农田土壤均表现为CO₂源、N₂O源和CH₄净吸收汇; 除传统耕作不覆盖措施, 其他3种耕作措施不同程度地减少了2种轮作序列土壤的N₂O排放通量, 并显著增加了土壤对CH4的吸收。CO₂和N₂O的排放通量分别与地表、地下5 cm处、地下10 cm处的土壤温度呈极显著和显著正相关关系, 相关系数分别为0.92^**和0.89^**、0.95^**和0.91^**、0.77^*和0.62^*; 而CH₄吸收通量与不同地层的温度之间无明显的相关关系; CO₂和CH₄的通量与0~5 cm、5~10 cm的土壤含水量均呈显著正相关关系, 相关系数分别为0.69^*和0.72^*、0.77^*和0.64^*, 而与10~30 cm土壤含水量无明显相关关系; N₂O排放通量与各层次的土壤含水量之间均呈不显著负相关关系。对2种轮作序列各处理下土壤中排放的3种温室气体的增温潜势计算综合得出: 4种耕作措施中, 免耕不覆盖处理可相对减少土壤温室气体的排放量, 进而降低温室效应。     

土壤磷扩散规律及其能量特征的研究 Ⅲ.土壤磷扩散的动力学及能量特征

用³²P标记扩散池法测定了不同时间下土壤磷的扩散量,并用5种动力学模型对其拟合,结果表明土壤磷扩散过程最符合抛物线扩散方程。20%含水量下,磷扩散速率温度商Q₁₀。为1.20左右,与扩散是一个物理过程相吻合。由阿尼乌斯公式求得的磷扩散活化能(E_a^D)随土壤水分增加而降低;在土壤水低吸力范围内(<10⁵Pa水吸力)为12-34kJ/mol,平均为25kJ/mol左右,与溶液中离子扩散活化能较接近,说明低吸力下磷扩散主要在液相进行。将绝对反应速率理论移植用于磷扩散,所求出的磷扩散净活化能、活化熵变、活化焓变和活化自由能变在供试土壤中相同含水量下均呈规律性变化,且与E_a^D变化趋势基本一致,证明这些参数可用于表征磷扩散的能量特征。     

铁和不同形态氮素对玉米植株吸收矿质元素及其在体内分布的影响 Ⅱ.对铁、锰、铜、锌等营养元素的影响

用营养液培养方法研究了铁和两种形态氮素对玉米植株吸收铁、锰、铜、锌等微量元素及其在体内分布的影响。结果表明:与硝态氮(NO₃^--N)相比,铵态氮(NH₄⁺-N)显著提高了玉米对铁的吸收,降低了对锰、铜及锌的吸收。供铁也明显提高了植株地上部铁的吸收总量,降低了锰及锌的吸收量,尤其是在供应No₃^--N时这种作用更为明显。在缺铁条件下,NH₄⁺-N处理的玉米新叶中铁的含量明显高于NO₃^--N处理;而新叶、老叶、茎中锰、锌、铜含量以及根中锰、锌含量都明显低于NO₃^--N处理。但使用NH₄⁺-N时,根中铜的含量较高。在供铁条件下,NH₄⁺-N处理的玉米植株四个不同器官中锰和锌的含量显著低于NO₃^--N处理的植株,而铜的含量正好相反。在缺铁条件下,玉米新叶中活性锰、活性锌的含量显著高于供铁处理;与NO₃^--N相比,NH₄⁺-N的供应也显著降低了玉米新叶中活性锰以及活性锌的含量。     

我国几种主要土壤胶体的NH4+吸附特征

本文讨论我国几种主要土壤胶体的NH₄⁺吸附特征。土壤胶体对NH₄⁺的吸附符合两种表面Langmuir方程。土壤胶体对NH₄⁺的结合能力强弱顺序是:黄棕壤>黑土、(土娄)土>红壤>砖红壤,而NH₄⁺的解吸率大小顺序与此相反。Langmuir吸附方程参数K₁与土壤胶体的粘粒矿物组成有关,并与土壤胶体对NH₄⁺的相对偏好性(A值)呈正相关。Langmuir参数(M₁+M₂)与土壤胶体的CEC呈正相关,去有机质(OM.)前后△K₁与△OM.呈反相关。去有机质可增加土壤胶体对NH₄⁺的偏好性。土壤胶体的NH₄⁺吸附和解吸特征决定于其组成和表面性质,并受有机无机复合作用的影响。永久电荷吸附位对NH₄⁺的偏好性较强,而可变电荷吸附位则较弱。     

水培条件下CO2与NH+4/NO-3配比对番茄幼苗生育的影响

升高CO₂浓度能够促进作物的光合作用，提高作物的生物量和产量，但关于CO₂与NH⁺₄/NO^-₃比及其交互作用对作物影响的研究较少，为探索番茄幼苗生长发育对CO₂浓度升高的响应是否对NH⁺₄/NO^-₃配比有较强的依赖关系，本试验在营养液栽培条件下，以番茄(Lycopersicun esculentum Mill)为试材，研究正常大气CO₂浓度(360 μL/L)和倍增CO₂浓度(720 μL/L)与不同NH⁺₄/NO^-₃配比的交互作用对番茄幼苗生长的影响。结果表明：CO₂浓度升高提高了低NH⁺₄/NO^-₃比例处理中番茄叶片的光合速率和水分利用率，提高幅度随NH⁺₄/NO^-₃比例的降低而增强，光合速率增强最大达55%。在同一CO₂浓度处理下净光合速率与水分利用率均随NH⁺₄/NO^-₃比例的增加而显著降低。这说明CO₂浓度升高对番茄幼苗生长发育的促进作用随NH⁺₄/NO^-₃比例的降低而提高，但并没有减弱全NH⁺₄-N处理中番茄幼苗的受毒害作用。综上所述，CO₂浓度升高能提高植物生产的节水能力和水分生产力；水培条件下，NO^-₃-N是最适合番茄幼苗生长发育的氮源，其它NH⁺₄/NO^-₃比例对番茄幼苗的生长发育有一定的抑制作用，仅以NH⁺₄-N作氮源则番茄幼苗很难生长。     

长期不同施肥模式对日光温室土壤硝态氮时空分布及累积的影响

通过连续7 年的定位试验, 研究了日光温室生产中不同施肥模式(常规模式、无公害模式和有机模式)对土壤NO₃^--N 时空分布及累积的影响。结果表明, 随着种植年限的增加, 3 种施肥模式土壤剖面各层次NO₃^--N含量均呈上升趋势, 年增加量顺序为常规施肥模式＞无公害施肥模式＞有机施肥模式。受氮素输入量(施肥)的影响, NO₃^--N 主要分布在0~40 cm 土层, 0~60 cm 土层NO₃^--N 含量总体呈作物生长前期低、中期高、后期低的趋势; 与上层土壤相比, 100 cm 以下土层NO₃^--N 含量有不同程度的增加。0～200 cm 土体NO₃^--N 平均累积量有机施肥模式比无公害施肥模式低33.8%, 比常规施肥模式低45.9%; 无公害施肥模式比常规施肥模式低18.3%。3 种施肥模式下, NO₃^--N 都有向2 m 以下土体淋洗的趋势。与施用化学肥料相比, 施用有机肥能明显降低土壤剖面NO₃^--N 含量, 控制其累积峰的下移, 但不合理施用有机肥也会产生NO₃^--N 淋洗而污染环境。     

不同氮素形态配比对网纹甜瓜干物质分配和氮代谢的影响

该文研究了4种氮素形态配比(NO^-₃-N∶NH⁺₄-N分别为100∶0，75∶25，50∶50和25∶75)对基质栽培网纹甜瓜(品种为“春丽”和“蜜玲珑”)干物质积累和氮代谢的影响。结果表明,不同氮素形态配比影响了植株各器官干重占全株干重的百分比。随氮素形态中氨态氮比例的增加，叶片中硝酸还原酶、硝酸盐含量和可溶性蛋白质含量逐渐降低，而游离氨基酸含量则在NO^-₃-N∶NH⁺₄-N为50∶50的处理中最高。     

SO42-和Cl-对稻田土壤养分及其吸附解吸特性的影响

利用长期定位试验 ,比较了长期施用含SO₄^2-和Cl^- 化肥 22年后稻田土壤的 pH值、养分状况及其吸附解吸特性。结果表明 ,长期施用含SO₄^2-化肥 ,土壤有机质、速效氮和速效钾的含量较高 ,但全量氮磷钾的含量较低 ;长期施用含Cl^- 化肥 ,土壤全量氮磷钾和速效磷的含量较高 ,但pH值相对较低。长期施用含上述二种阴离子的化肥后 ,土壤对H₂PO₄^-的最大吸附量均较大 ,且在Cl^- 处理下土壤对H₂PO₄^-吸附的结合能较大 ,而SO₄^2-处理下土壤在同等吸附量时对H₂PO₄^-的解吸量相应较多。长期施用含SO₄^2-的化肥亦使土壤对钾素的供应强度较大 (ΔK0的绝对值较大 )、缓冲能力增强 (AR0值较高 ) ,而长期施用含Cl^- 的化肥时则与SO₄^2-相反     

用电导热散法研究可变电荷土壤粘粒与离子的相互作用

本工作选用二种可变电荷土壤粘粒(<2μ),分别含有0.35×10^-4-1.3×10^-4mol/L的不同电解质,在不同含水量下,在5—50℃范围内测量其直流电导率的变化。试验结果表明,电导热散法是研究土壤粘粒与离子相互作用的有用手段;电导率-温度曲线上的折点温度是随含水量、电解质种类和土壤类型而不同。在相同含水量下,含有不同电解质的红壤体系的折点温度具有如下的变化顺序:CaCl₂>Na₂SO₄>KCl>Ca(NO₃)₂>NaNO₃;砖红壤体系的折点温度明显高于红壤体系。折点温度的高低是土壤粘粒与离子相互作用强度的反映。     

铁和不同形态氮素对玉米植株吸收矿质元素及其在体内分布的影响——Ⅰ.对氮、磷、钾、钙、镁等营养元素的影响

用营养液培养方法研究了铁和两种形态氮素(NO₃^--N和NH₄⁺-N)对玉米植株吸收氮、磷、钾等大量元素和钙、镁等中量元素及其在体内分布的影响。结果表明:与NO₃^--N相比,供应NH₄⁺-N促进了玉米对氮的吸收,在缺铁条件下,降低了对磷、钾、钙及镁的吸收。铁和NH₄⁺-N都显著提高了玉米植株各器官中氮的含量。与NH₄⁺-N处理相比,NO₃^--N处理的新叶中磷含量显著增加,但铁的供应对植物体内磷的含量无显著影响。使用NO₃^--N显著提高了玉米新叶和老叶中钾的含量,根和茎中钾的含量无明显影响。铁的供应降低了新叶和老叶中钾的含量。供铁时,NH₄⁺-N处理的玉米新叶中钙和镁的含量显著低于NO₃^--N处理,而在缺铁时则无显著差异。     

土壤呼吸及其13C同位素测定方法的对比研究

为比较不同方法在土壤呼吸及其_¹³C同位素测定中的差异，我们应用几种常见的方法测定了不同有机质含量的水稻土壤在一定时间内的CO₂排放量及_¹³C-CO₂丰度，以期准确评估土壤呼吸及碳排放，并为相关研究提供参考。本实验采用了气相色谱仪法(GC-TCD)、稳定同位素比值质谱仪气体进样法(Gasbench-IRMS)、甲酚红显色法(MicroResp)、碱液吸收法四种方法测定土壤呼吸速率；Gasbench-IRMS法和碱液吸收法两种方式检测土壤呼吸的_¹³CO₂含量。结果表明,(1)两种仪器法(GC、IRMS)测定土壤呼吸速率的数值结果相近(基础呼吸)或趋势一致(诱导呼吸),且重复性好（标准差分别为0.011、0.010 mg C /kg/h）,准确度高；MicroResp法的测定结果与仪器测量值较为相近,但分辨率较低；碱液吸收法的测定结果较真实值偏高(当土壤有机质含量低时)或偏低(当土壤有机质含量高时)。(2)在测定CO₂中的_¹³C含量上,Gasbench-IRMS直接测定的结果误差小(δ_¹³C值的标准偏差为0.137‰),接近实际值,可以准确地反应出土壤微生物呼吸时对底物的利用状况。综上,仪器法较化学分析法(MicroResp、碱液吸收)更能准确测定土壤呼吸及其_¹³C同位素。     

温度和水分对黄土丘陵区3 种典型土地利用方式下土壤释放CO2 潜力的影响

为探讨影响土壤释放CO₂ 潜力的因素, 本研究采集黄土丘陵区3 种典型土地利用方式下(苹果园、退牧草地、辽东栎林地)的原状土壤样品, 室内进行不同温度和水分梯度的培养试验, 测定培养过程中土壤释放CO₂ 的速率以及土壤的理化性质, 并分析其对土壤释放CO₂ 潜力的影响。结果表明: 影响土壤释放CO₂ 速率的主要因素是温度, 指数模型Ra=ae^bT 可以很好地预测土壤呼吸速率随温度的变化情况。含水率对土壤呼吸速率影响不大, 但含水率对Q₁₀ 值的影响明显, 较高或较低的水分情况下都会降低土壤呼吸速率随温度变化的敏感程度。3 种土地利用方式下, 土壤释放CO₂ 的速率表现为: 林地土壤>草地土壤>果园土壤。土壤理化性质中, 有机碳对土壤呼吸的影响最大, 其次为有机氮; 此外微生物量碳很可能是间接影响土壤CO₂ 释放速率的一个因素。