不同CO2浓度和氮肥水平对稻田呼吸速率的影响

为研究不同CO₂浓度和氮肥水平对稻田呼吸速率的影响,利用12个开顶式气室开展田间试验,CO₂浓度设置对照（CK,自由大气CO₂浓度）、CO₂浓度比CK增加120 μmol·mol^-1（C1）和200 μmol·mol^-1 （C2）3个水平,氮肥设置低氮（N1,15 g·m^-2）和常规氮肥（N2,25 g·m^-2）2个水平,试验共6种处理。结果表明：在相同施氮水平下,在灌浆期和蜡熟期,C1N1比CKN1处理的呼吸速率分别下降了23.4%（P=0.045）和49.1%（P=0.010）;在抽穗期和灌浆期,C2N2比CKN2处理的呼吸速率分别升高了12.3%（P=0.009）和16.8%（P=0.047）。同一CO₂浓度下,不同施氮水平处理的呼吸速率表现为N2＞N1,且在拔节期和抽穗期达到显著水平,在灌浆期达到极显著水平;其中在灌浆期和蜡熟期,C1N1比 C1N2处理的呼吸速率分别下降了 31.1%（P=0.004）和 42.7%（P=0.010）。研究表明,大气CO₂浓度升高对稻田呼吸速率的影响因生育时期而异,氮肥减施可以降低稻田呼吸速率及CO₂累积释放量。     

柿脱涩过程中褐变及相关酶活性的变化规律

【目的】研究涩柿果实CO₂脱涩过程中的褐变现象,了解褐变相关生理生化指标及酶活性的变化规律,为扩大CO₂脱涩技术的适用范围、提高涩柿产业经济效益提供理论支持。【方法】以极易褐变品种‘中柿1号’为试材,采用CO₂脱涩法对商熟期果实进行脱涩处理,根据褐变面积分为T1（25%~49%）、T2（50%~75%）和T3（≥75%）3个褐变等级,以未处理果实为对照（CK）,对不同褐变等级柿果生理生化指标及褐变相关酶活性变化规律进行研究。【结果】随着褐变程度加重,‘中柿1号’果实硬度、L^*、a^*、b^*、可溶性单宁和总酚含量逐渐下降,MDA和不溶性单宁含量呈上升趋势,总黄酮和抗坏血酸含量及SOD、POD、CAT和PPO活性均呈先上升后下降的变化规律。相关性分析表明,可溶性单宁与不溶性单宁含量呈显著负相关关系,果实硬度、L^*和b^*值均与可溶性单宁含量呈显著正相关关系,a^*值与总酚含量呈显著正相关关系,抗坏血酸含量与POD、CAT活性呈显著正相关关系。【结论】用CO₂脱涩法处理柿果实时,高CO₂低O₂环境破坏了柿果实内部氧化还原的平衡状态,导致果实褐变。     

厚竹笋用林冬季二次覆盖措施对土壤温度及 CO2排放的影响

为探索笋用林在冬季采用二次覆盖措施的土壤温度和CO₂ 排放速率及动态变化情况,分析枯饼施用量和谷壳覆盖层厚度对土壤温度和 CO₂ 排放速率的影响,为凝练高效低碳覆盖模式提供参考,设计枯饼（发热物质）施用量 15 和 18 t·hm^-2、谷壳层（保温材料）厚度 30 和 40 cm,分2次覆盖于林地,共 4 种覆盖模式,预埋地温计每天观测土壤温度,采用 Li-8100A 土壤碳通量自动测定系统每天测定土壤CO₂ 排放速率。结果表明,厚竹笋用林冬季林地二次覆盖措施对土壤温度和 CO₂ 排放速率均有显著影响（P＜0.05)。覆盖期内土壤温度呈现双峰型动态曲线变化,第 1 次和第 2 次覆盖后均出现一个明显的高温峰值区;土壤 CO₂排放速率呈现单峰型动态曲线变化,峰值出现在第 2 次覆盖后。不同覆盖模式间土壤温度和 CO₂ 排放速率的动态变化规律相似,但峰谷值存在显著差异（P＜0.05)。随着枯饼施用量的增加和谷壳覆盖层厚度的增厚,土壤温度升高,CO₂ 排放速率加快;谷壳覆盖层厚度是影响土壤温度和 CO₂ 排放的主要因子,30和40 cm 谷壳层厚度之间的土壤温度和 CO₂ 排放速率均存在显著差异（P＜0.05),15 与 18 t·hm^-2 枯饼施用量间的土壤温度和 CO₂ 排放速率差异性不显著（P＞0.05)。土壤温度与土壤 CO₂ 排放速率之间存在显著正相关性。厚竹笋用林林地冬季二次覆盖措施可显著提高土壤温度和 CO₂ 排放速率,综合考虑增温及低碳排放效果,二次覆盖时,以第1次覆盖施用枯饼7.5 t·hm^-2、覆盖谷壳10 cm,第2次覆盖施用枯饼10.5 t·hm^-2、覆盖谷壳 20 cm 的模式较好。     

山东大沽河溶解性碳的时空分布及影响因素

为认识河流生态系统中的碳动态分布及生物地球化学过程,基于2018—2019年的现场监测与水样分析数据,揭示山东半岛大沽河河流溶解性碳[包括溶解性无机碳（DIC）和溶解性有机碳（DOC）]浓度的季节和空间特征;在此基础上,对河流CO₂分压（pCO₂）分布及影响因素进行了初步探讨。结果表明：大沽河DIC浓度分布在2.55~34.08 mg·L^-1之间,均值为（12.97±7.25）mg·L^-1;受流域地质环境、气候水文条件、梯级筑坝等因素的影响,DIC呈明显的时空差异特征（P<0.05）,其在冬季最高,自上游至下游呈显著增加趋势。DOC浓度范围为4.22~62.62 mg·L^-1,均值为（15.34±10.24）mg·L^-1,高于DIC含量,因此大沽河溶解性碳总体以DOC为主;受人类活动（土地利用方式、污水排放、河流筑坝等）的强烈影响,DOC未表现出明显的时空差异。大沽河有35%的河流样点表现为大气CO₂的源;pCO₂上游明显高于中下游,夏秋季高于春冬季（P<0.05）。研究表明,大沽河光合作用总体比较强烈,导致水体中DOC浓度较高、pCO₂较低,因此大沽河总体表现为大气CO₂的汇。     

厢作免耕下生态种养对稻田CH4和N2O排放的影响

为明确厢作免耕养鸭、养鱼模式对双季稻田CH₄、N₂O排放量及其增温潜势（GWP）和温室气体排放强度（GHGI）的影响,了解稻田厢作免耕养殖的温室气体排放情况,本研究设置厢作免耕养鸭（W-RD）、厢作免耕养鱼（W-RF）、厢作免耕（W-CK）、平作翻耕养鸭（F-RD）、平作翻耕养鱼（F-RF）和平作翻耕（F-CK） 6个处理进行大田对比试验,采用密闭静态箱法收集CH₄和N₂O的排放量,探究双季早晚稻田CH₄和N₂O的累积排放量、GWP和GHGI。结果表明：早稻CH₄累积排放量在分蘖末期-孕穗期阶段排放最多,晚稻CH₄累积排放量主要集中在返青-分蘖末期阶段,相对于晚稻,早稻CH₄排放量占双季稻总排放量的61.60%~77.00%。早稻和晚稻的N₂O累积排放量均在分蘖末期-孕穗期阶段排放最多,W-CK处理N₂O累积排放量最高为7.85 kg·hm^-2,F-RF处理最低为2.64 kg·hm^-2,且W-CK与F-RF处理达到显著差异;厢作免耕各处理早晚稻累积N₂O排放的CO₂当量均显著高于平作翻耕各处理,且厢作免耕与平作翻耕各处理均显著低于CK处理。双季稻全球增温潜势（总GWP）和双季稻温室气体排放强度（总GHGI）均以F-CK处理最高（总GWP为25 258.08 kg·hm^-2,总GHGI为4 501.41 kg CO₂-eq·kg^-1）,以W-RF处理最低（总GWP为14 819.94 kg·hm^-2,总GHGI为2 322.83 kg CO₂-eq·kg^-1）,W-RF处理总GWP和总GHGI分别低于F-CK处理41.33%、48.40%,均达到显著差异。双季水稻总产量中W-RF和F-RF处理显著高于其他处理,W-RF和F-RF处理周年水稻总产量分别为13.36、13.20 t·hm^-2。综上所述,厢作免耕养鱼模式（W-RF）与其他处理相比既可保证水稻高产又可降低GWP和GHGI,而厢作免耕养鸭模式（W-RD）对稻田温室气体排放的影响还需要进一步研究。     

不同水分对半干旱地区砂壤土温室气体排放的短期影响

为探明不同水分条件对土壤排放温室气体的短期影响,本研究以黑龙江省半干旱地区的砂壤土为对象,通过室内培养试验研究60%田间最大持水量（WHC）、100% WHC和淹水条件下土壤中N₂O、CO₂和CH₄的排放规律。结果表明：与60% WHC处理相比,土壤水分含量增加至100% WHC对净硝化速率没有显著影响,但显著促进了N₂O的排放,平均排放速率（0.109 mg N₂O-N·kg^-1·d^-1）是60% WHC处理（0.014 mg N₂O-N·kg^-1·d^-1）的7.8倍。淹水处理显著抑制了硝化作用的进行,但显著促进了N₂O的排放,平均排放速率（0.419 mg N₂O-N·kg^-1·d^-1）分别为60% WHC和100% WHC处理的29.9倍和3.8倍。60% WHC处理土壤CO₂和CH₄平均排放速率分别为9.92 mg CO₂-C·kg^-1·d^-1和2.99 μg CH₄-C·kg^-1·d^-1,土壤水分含量增加至100% WHC对CO₂和CH₄排放速率没有显著影响。淹水处理土壤CO₂和CH₄平均排放速率分别为12.7 mg CO₂-C·kg^-1·d^-1和5.14 μg CH₄-C·kg^-1·d^-1,显著高于60% WHC和100% WHC处理。研究表明,半干旱地区砂壤土应注意田间水分管理,避免短期淹涝,以减少温室气体排放。     

添加生物黑炭对茶园土壤CO2、N2O排放的影响

采用室内培养试验,研究了不同生物黑炭施用量对两种茶园土壤(红壤和黄壤)CO₂、N₂O排放特征的影响。生物黑炭用量设5个水平:H0(0 g·kg^-1)、H1(3.56 g·kg^-1)、H2(7.11 g·kg^-1)、H3(14.22 g·kg^-1)、H4(28.44 g·kg^-1).结果表明:红壤茶园土壤CO₂排放量显着高于黄壤,N₂O排放总量则低于黄壤;与H0处理相比,施用低量的生物黑炭(H1)对两种茶园土壤CO₂排放无显着影响;高量的生物黑炭处理(H3、H4)则显着增加土壤CO₂排放量,增幅为20%~47%(P<0.05).生物黑炭施用后(H2、H3、H4)明显降低两种茶园土壤N₂O释放速率及反硝化损失率,土壤N₂O排放总量降幅为37%~63%(P<0.05),反硝化损失量降幅22%~54%(P<0.05),且均随着生物黑炭施用量增加而增大。此外,从土壤pH值、无机氮含量和硝化率角度,探讨了生物黑炭影响茶园土壤CO₂和N₂O排放的因素。     

2015年冬季南黄海水文特征及海-气CO2通量分析

基于2015年冬季在南黄海海域现场观测获得的CTD和CO₂等数据,分析了该海域海-气CO₂通量,探讨了该海域冬季温、盐度和表层CO₂分压（pCO₂）等要素的分布特征及其影响因素。结果表明：冬季南黄海西侧海域受黄海沿岸流的影响,呈现低温、低盐的特征,南黄海中部受黄海暖流影响,呈高温高盐特征;南黄海靠近沿岸海域水体垂直混合强烈,温盐垂直分布较为均匀。南黄海海域表层pCO₂平均值为（385.34±43.62）μatm。表层pCO₂分布具有明显的区域差异,海区中部pCO₂整体上大于近岸,因受长江冲淡水与黄海沿岸流的水平及垂直混合作用,长江口北部局部区域最高通量达27.81 mmol/（m²·d）,但总体表现为大气碳汇,平均通量达（-2.47±3.91）mmol/（m²·d）;山东半岛东南部海域较高的pCO₂受控于温度,同时与黄海沿岸流带来的高碳酸盐等水体的混合有关,表现为大气碳源,平均通量为（0.11±0.80）mmol/（m²·d）。整个调查海域平均通量为（-2.24±3.74）mmol/（m²·d）,表现为大气CO₂的碳汇。     

耕作方式对圩区冬小麦温室气体排放通量的影响

通过田间试验研究4种耕作方式（秸秆还田、保护性耕作、常规耕作和对照）对巢湖流域圩区农田生态系统冬小麦(Triticum aestivum)田CO₂、CH₄和N₂O排放的影响。采用静态箱-气相色谱法对不同耕作处理下的CO₂、CH₄和N₂O排放通量进行监测。结果表明：（1）不同耕作方式下的CO₂、CH₄、N₂O的排放/吸收具有明显的季节性变化规律,各处理CO₂的平均吸收通量之间无显著差异（P＜0.05）,CH₄、N₂O的平均排放/吸收通量之间存在显著差异（P＜0.05）。（2）乳熟到蜡熟期是白天CO₂通量由负值向正值的转换期,和对照相比秸秆还田、保护性耕作、常规耕作的作物产量分别提高了3.3、1.5和3.9倍,且处理之间存在显著差异（P＜0.05）;（3）各种耕作处理下的CH₄排放通量均在－0.3～0（mg·m^-2·h^-1）之间波动,与对照比较,保护性耕作累计吸收量要高16个百分点,相关分析显示,除秸秆还田外,各处理的CH₄的吸收率与5 cm土温之间呈显著正相关;（4）N₂O是麦田生态系统主要排放源,保护性耕作与对照相比N₂O排放率降低了12%,而秸秆还田、常规耕作与对照相比N₂O排放率分别增加了35%和61%;（5）与对照相比,秸秆还田、保护性耕作、常规耕作的N₂O单位产量排放量分别降低了4.31 μg·g^-1、3.36 μg·g^-1和2.70 μg·g^-1。     

大气CO2浓度升高与氮肥营养对滴灌棉田“棉花-土壤”系统氮分布的影响

通过半开顶式CO₂人工气候室,研究了CO₂浓度升高（360、540 μmol·mol^-1和720 μmol·mol^-1）与不同氮肥营养（0、150、300 kg·hm^-2和450 kg·hm^-2）相互作用对蕾铃期棉花-土壤氮含量变化及棉花氮素吸收的影响,结果显示：大气CO₂浓度增加,高氮肥处理下棉花叶片、蕾铃中氮含量显著降低,茎秆、根系中氮含量增加,棉花整株氮含量表现为下降;相同的CO₂浓度下,随着氮素营养的增加棉花各器官氮积累量呈增加趋势,其中蕾铃、叶片氮积累量较高,茎秆、根系氮积累量相对较少,说明CO₂浓度增加与增施氮肥促进了土壤氮素向植株叶片和生殖器官运输。通过对土壤无机氮含量的测定分析,CO₂浓度升高为540 μmol·mol^-1,各施氮水平下棉田土壤NO₃^--N含量显著降低,NH₄⁺-N含量在低氮水平下有少量增加,在高氮水平下表现为降低;CO₂浓度升高为720 μmol·mol^-1,土壤NO₃^--N含量表现为降低,NH₄⁺-N含量呈增加趋势。研究表明：大气CO₂浓度增加且浓度范围在500～720 μmol·mol^-1,增加氮肥施用量可有效促进棉花对氮素养分尤其是NO₃^--N的吸收利用。     

叶面喷施S-烯丙基-L-半胱氨酸对晚稻籽粒中铅含量的影响

通过研究叶面喷施S-烯丙基-L-半胱氨酸（SAC）对晚稻籽粒及根、茎营养器官中Pb含量的影响，评估SAC作为Pb叶面阻控剂的可行性。田间试验在广西水稻主产区Pb污染农田开展，选用当地主栽品种“百香139”作为试验材料，分别在晚稻孕穗期和开花期各喷施一次0.05~0.4 mmol·L^-1的SAC。结果表明：当SAC喷施浓度达到0.1 mmol·L^-1时，即可使晚稻籽粒中Pb含量显著降低34.04%，但是随着SAC喷施浓度增加，籽粒中Pb含量并未出现持续降低趋势。对籽粒中6种人体必需营养元素含量的分析结果显示，喷施SAC对K、Mg、Ca、Fe、Zn 5种矿质营养元素含量无显著影响，但是显著降低了Mn元素含量，最高降低幅度达21.93%。当SAC喷施浓度达到0.1 mmol·L^-1后，地上部所有营养器官中Pb含量与对照（不添加SAC处理）相比均出现显著降低，随着SAC喷施浓度升高，地上部各营养器官中Pb含量出现逐渐升高趋势，但是喷施SAC对水稻根系中Pb含量无显著影响。喷施0.1 mmol·L^-1SAC显著降低了Pb由根向第三节间的转移系数（TF_{第三节间/根}）和由第三节间向第二节的转移系数（TF_{第二节/第三节间}），最高降低幅度分别为29.77%和24.25%，但是显著增加了Pb由第一节间向穗轴的转移系数（TF_{穗轴/第一节间}）、穗轴向籽粒的转移系数（TF_{籽粒/穗轴}）和旗叶向籽粒的转移系数（TF_{籽粒/旗叶}），最高增加幅度分别为22.40%、25.35%、16.35%。研究推测，喷施低浓度SAC降低水稻籽粒中Pb含量可能与显著降低根系向水稻地上部营养器官转运Pb有关。     

不同肥料配比对糜子产量和品质的调控效应

为探明不同施肥方式对糜子营养品质、食味品质和产量的影响，于2019年在山西河曲进行试验，以河曲大红糜子为材料，选用不同配比的有机肥（羊粪）、生物菌肥、尿素和复合肥，研究不同施肥配比对糜子品质和产量的影响。结果表明：不同肥料配比对糜子产量和品质性状显著影响，复合肥和有机肥（F+Y）配施显著提高糜子籽粒产量（GY）、净光合速率（P_n）、钙（Ca）和铁（Fe）含量，显著减低直链淀粉含量（AC）；相关性分析发现，籽粒产量（GY）和净光合速率（P_n）呈极显著正相关，相关系数为0.82，镁（Mg）与铁（Fe）呈极显著正相关，值为0.68，直链淀粉含量（AC）与醇溶蛋白含量（Gli）、钙（Ca）达到极显著负相关，值分别为-0.66和 -0.50；主成分分析发现，糜子各性状指标分为4个主成分，分别代表糜子食味品质、营养品质、产量指标和蛋白营养品质，综合得分以复合肥和有机肥（F+Y）处理最高，并显著高于其他处理。综上所述，复合肥（187.5 kg·hm^-2）与有机肥（1.5×10 kg·hm^-2）配施是糜子获得优质高产的主要施肥方式。     

基于不同施肥模式添加生物炭后菜地土壤CO2释放特征及不同形态碳含量变化

【目的】研究4种常规施肥模式下,添加生物炭后菜地土壤（褐潮土）CO₂释放量、可溶性有机碳（DOC）和微生物生物量碳（SMBC）含量的变化,阐明添加生物炭对土壤CO₂释放及不同形态碳的影响。【方法】采用室内恒温好氧培养-气象色谱测定方法,在不施肥（CK）、施有机肥（M）、施化肥（F）、有机无机混施（M+F）4种模式下投入2%和4%（质量比：生物炭/土壤干重）生物炭,定期采集气样和土样,分析土壤CO₂的释放量及DOC、SMBC含量的动态变化,并分析DOC、SMBC含量变化与CO₂释放量变化之间的相关关系。【结果】在F和M+F基础上,添加生物炭处理的土壤CO₂释放速率在培养前期（2—8 d）显著高于未添加生物炭处理,而在10—60 d,二者CO₂释放速率无显著差异;在CK和M基础上,添加与未添加生物炭处理在整个培养期间CO₂释放速率没有显著差异。在CK基础上,添加2%和4%生物炭后CO₂累积释放量分别为2 839和3 272 mg·kg^-1,与CK（3 134 mg·kg^-1）相比均无显著差异;而在F和M+F基础上,添加2%和4%生物炭后CO₂累积释放量均显著提高,分别提高20.6%和19.8%、29.9%和40.7%。相关分析表明,未添加生物炭处理DOC、SMBC含量与CO₂释放量之间无相关关系,而添加生物炭处理DOC、SMBC含量与CO₂释放量极显著相关。【结论】将生物炭单独投入未施肥土壤中,土壤CO₂排放量未出现明显增加或降低;在有机肥基础上添加生物炭,土壤CO₂排放量随着生物炭投入量的增加而增加;在化肥、有机无机配施基础上添加生物炭后,土壤CO₂排放增加比例最高。     

氮肥品种对露地蔬菜NH3挥发及经济效益的影响

为研究不同氮肥品种在露天种植中的NH₃挥发减排效果,于2019年5月至11月在中国科学院常熟农业生态实验站种植4季叶菜类蔬菜,利用密闭室-通气法研究了不同氮肥品种处理下露地蔬菜NH₃挥发排放,并计算了NH₃挥发造成的环境损益。试验共设置5个处理,分别为常规尿素（N200,每季蔬菜施氮量为200 kg·hm^-2）、硝基复合肥（N200A）、脲酶抑制剂尿素（N200B）、有机肥部分替代（N200C）和不施肥处理（CK）。结果表明： N200处理下NH₃挥发平均累积排放量（以N计,下同）为24.75 kg·hm^-2,N200A的NH₃挥发平均累积排放量为3.75 kg·hm^-2,与N200相比降低了84.84%（P<0.05）,N200B和N200C处理的NH₃挥发平均累积排放量较N200处理分别降低了74.52%（P<0.05）和48.71%（P<0.05）;N200和N200C造成的NH₃挥发环境损益分别为928.13元·hm^-2和476.25元·hm^-2。N200A蔬菜产量最高,平均为34.03 t·hm^-2,与N200相比增加了25.13%,同时N200A的环境损益最低,为140.63元·hm^-2。研究表明,在太湖地区典型蔬菜地采用硝基复合肥、有机肥部分替代和添加脲酶抑制剂均可显著减少露地蔬菜NH₃挥发,其中硝基复合肥增产效果最好,NH₃挥发环境损益最小。     

甲酸盐和葡萄糖对两种土壤N2O排放的刺激作用

为初步探究某些根系分泌物对土壤N₂O排放的影响,采用室内培养的方法,以甲酸盐和葡萄糖为外加碳源（0、0.5、1 μmolC·g^-1）,测定了其对菜地和稻田土壤N₂O排放的影响。结果表明,无外加有机碳源情况下,菜地土壤的N₂O-N（2.65~2.69 μg·kg^-1）排放量显著小于稻田土壤（6.19~11.79 μg·kg^-1）（P<0.01）;添加葡萄糖的情况下,菜地土壤的N₂O-N（2.47~3.44 μg·kg^-1）排放量也显著小于稻田土壤（9.55~13.34 μg·kg^-1）（P<0.01）;但在甲酸盐（1 μmol C·g^-1）的刺激下菜地土壤N₂O-N排放量（54.86 μg·kg^-1）显著高于稻田土壤（42.40 μg·kg^-1）（P<0.01）;增加施氮量并没有显著增加土壤中N₂O排放。荧光定量PCR结果表明,稻田土壤微生物拷贝数（包括真菌、细菌、反硝化细菌）是菜地的3~8倍。进一步通过高通量测序分析发现,反硝化真菌在菜地中的相对丰度（53.8%）,远远高于其在稻田土壤中的丰度（6.6%）。有报道指出,反硝化真菌能够有效地利用甲酸盐产生N₂O,我们的研究也发现小分子有机物质的微量添加可以显著刺激土壤N₂O排放;微生物群落结构可以显著地影响土壤N₂O排放对不同有机碳源添加响应;甲酸盐添加下的菜地土壤中,大量反硝化真菌很可能是N₂O的主要贡献者。     

大气CO2浓度升高对土壤Cd污染刺槐幼苗根围土壤黄酮含量的影响

【目的】探究CO₂浓度升高与Cd污染耦合对刺槐幼苗根围土壤黄酮积累的影响，为重金属污染土壤的植物修复、矿区植被恢复及场地污染修复提供参考。【方法】先将供试土壤用CdSO₄·8H₂O处理，使土壤中Cd含量分别为0，0.45，4.5 mg/kg，放置暗处平衡5个月后，将Cd处理的土壤装盆，以刺槐幼苗为材料，采用盆栽试验，研究大气CO₂浓度和高浓度CO₂处理45，90，135 d后根围土壤及茎干、根系的总黄酮、槲皮素以及茎干和根系C、N、Cd含量，分析根围土壤总黄酮与茎干和根系总黄酮、C、N、Cd含量和C/N的相关性。【结果】当土壤中Cd含量为0 mg/kg时，与大气CO₂浓度处理相比，高浓度CO₂处理根围土壤槲皮素含量显著增加(P<0.05)；总黄酮含量在幼苗生长45 d时显著(P<0.05)增加，而90和135 d时变化不显著。当土壤中Cd含量为0.45 mg/kg时，45 d时土壤总黄酮和槲皮素含量均随CO₂浓度升高而显著(P<0.05)增加， 90和135 d时土壤总黄酮含量无显著变化，而土壤槲皮素含量则显著(P<0.05)降低。当土壤中Cd含量为4.5 mg/kg时，45和90 d土壤总黄酮和槲皮素含量随CO₂浓度升高而显著(P<0.05)降低，而135 d时则显著(P<0.05)升高。无论是在大气CO₂浓度下还是在高浓度CO₂下，当土壤中Cd含量为0~0.45 mg/kg时刺槐幼苗茎干总黄酮含量随生长时间延长而降低；45 d时幼苗根系总黄酮含量呈先降低后升高趋势，而90 d呈先升高后降低趋势，135 d时总体呈增加趋势；茎干和根系C、N、Cd含量及C/N有明显的变化，但是规律性不明显。相关性分析表明，根围土壤总黄酮含量与茎干总黄酮含量及根系C、Cd、C/N呈显著或极显著正相关，而与茎干和根系N含量呈显著或极显著负相关；根围土壤槲皮素与幼苗茎干总黄酮及根系C、槲皮素、Cd含量和C/N呈显著或极显著正相关，而与茎干和根系N呈显著或极显著负相关。【结论】茎干和根系Cd积累对CO₂浓度升高的响应显著影响根围土壤总黄酮和槲皮素的积累。     

作物-鱼共作对淡水养殖系统N2O排放的影响

以作物[粳稻（Oryza sativa L.subsp.japonica Kato）、籼稻（Oryza sativa L.subsp.sativa）、小白菜（Brassica rapa L.ssp.pekinensis）和空心菜（Ipomoea aquatic Forsk）]-黄颡鱼（Pelteobagrus fulvidraco）共作为例,探索不同类型作物与鱼共作对养殖水体N₂O产生和排放的影响。利用静态箱和顶空平衡-气相色谱法,测量水稻/蔬菜-黄颡鱼共作系统N₂O排放通量和上覆水与土壤孔隙水N₂O浓度。不同作物-鱼共作对养殖水体N₂O排放均有显著消减作用。与单养鱼处理相比,籼稻-鱼共作、粳稻-鱼共作、空心菜-鱼共作和小白菜-鱼共作处理N₂O排放量分别减少82.1%、69.2%、67.9%和60.3%。稻-鱼共作可以同时减少上覆水和土壤孔隙水中N₂O浓度,但菜-鱼共作仅减少上覆水中N₂O浓度。稻-鱼共作显著降低养殖水体TN、NH₄⁺-N、NO₃^--N和底泥NH₄⁺-N、DON浓度,菜-鱼共作仅显著降低养殖水体NO₃^--N浓度。作物-鱼共作处理显著增加养殖前期底泥中nirK和nosZ基因丰度,对nirS基因丰度没有显著影响。作物-鱼共作处理对鱼产量没有显著影响,但是获得额外的作物产品,显著提高了系统氮素养分利用率。与单养鱼相比,水稻和蔬菜与鱼共作均能显著减少N₂O排放,提高养殖系统氮素利用率。籼稻-鱼共作的减排效应要优于其他3种共作处理。     

生物炭对豫西旱作玉米花后穗位叶光合生理特性及产量的影响

【目的】探究生物炭对旱作玉米花后穗位叶光合生理特性及产量指标的影响,为在旱作农田合理施用生物炭,延缓功能叶衰老和提高产量提供理论依据。【方法】以玉米品种郑单958为材料,在河南科技大学实验农场,设置不施用生物炭（C0）、施用生物炭20 t/hm²（C20）和40 t/hm²（C40）3个试验处理,研究生物炭对旱作玉米花后0,15,30和45 d穗位叶的叶绿素含量（SPAD）、光合特性、丙二醛（MDA）含量、抗氧化酶活性及籽粒产量和其构成要素的影响。【结果】施用生物炭可提高旱作玉米花后穗位叶SPAD、净光合速率（P_n）、蒸腾速率（T_r）和气孔导度（Gs）,降低旱作玉米花后穗位叶片胞间CO₂浓度(C_i),且C40处理效果较C20处理显著。除花后0 d外,花后15,30和45 d C20和C40处理穗位叶MDA含量均显著降低,表现为C40P<0.05）,显著降低了玉米秃尖长（P<0.05）。相关分析表明,生物炭施用量与SPAD、P_n、CAT活性呈极显著正相关(P<0.01);与T_r、G_s、POD活性、产量呈显著正相关(P<0.05);与C_i和MDA含量呈显著负相关(P<0.05)。【结论】施用生物炭能够改善旱作玉米花后穗位叶光合性能,提高穗位叶抗氧化酶活性,延缓穗位叶衰老,提高玉米产量,且以40 t/hm²的施用量增产效果最佳。     

黄瓜幼苗对高温高湿胁迫的生理响应

【目的】分析湿热环境对黄瓜幼苗生长发育、光合作用、抗氧化生理及子房发育的影响,为黄瓜耐高温高湿鉴定及育种提供理论依据。【方法】以耐湿热黄瓜品种‘燕青’和喜冷凉黄瓜品种‘津春4号’为试验材料,设置常温常湿CK（28 ℃、空气湿度（RH）75%）、常温高湿T1（28 ℃、RH95%）、高温常湿T2（42 ℃、RH75%）和高温高湿T3（42 ℃、RH95%）4个处理,测定并比较各处理下2个黄瓜品种幼苗的光合特性、叶绿素荧光特性、抗氧化酶活性、活性氧含量、生长指标以及子房发育状况。【结果】T1处理下,2个黄瓜品种叶片的净光合速率（P_n）、胞间CO₂浓度（C_i）和蒸腾速率（T_r）基本与CK差异不显著（P>0.05）,仅气孔导度（G_s）显著（P<0.05）高于CK。T2和T3处理下,‘燕青’的P_n较CK明显下降,G_s和C_i极显著（P<0.01）下降,而T_r极显著（P<0.01）上升;‘津春4号’的P_n较CK极显著（P<0.01）下降,G_s明显下降,T_r极显著（P<0.01）上升,而C_i与CK差异不显著（P>0.05）。2个黄瓜品种的初始荧光（F_o）、最大荧光（F_m）、最大光化学效率（F_v/F_m）和非光化学猝灭系数（NPQ）在各处理间大多差异不显著（P>0.05）,光系统Ⅱ实际光化学量子效率（Φ_PSⅡ）、电子传递效率（ETR）和光化学猝灭系数（qP）仅T1处理与CK差异不显著（P>0.05）,而T2和T3处理下,‘燕青’和‘津春4号’的Φ_PSⅡ、ETR和qP较CK极显著（P<0.01）下降。2个黄瓜品种在T1处理下的超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性均与CK差异不显著（P>0.05）,而在T2和T3处理下SOD、POD活性均极显著（P<0.01）低于CK,‘燕青’的CAT活性仅T3处理显著（P<0.05）低于CK,‘津春4号’的CAT活性T2和T3处理均与CK差异不显著（P>0.05）。‘燕青’的超氧阴离子（O^-₂·）和过氧化氢（H₂O₂）含量在各处理间均无显著差异（P>0.05）;‘津春4号’在T2和T3处理下O^-₂·含量显著（P<0.05）高于CK,而H₂O₂含量在各处理间无显著差异（P>0.05）。2个黄瓜品种在T1处理下的植株干质量、株高、茎粗、单叶面积和单叶干质量均与CK无显著差异（P>0.05）;T2和T3处理下,植株干质量、单叶面积和单叶干质量均较CK显著（P<0.05）下降,株高和‘津春4号’的茎粗则较CK显著（P<0.05）上升,而‘燕青’的茎粗仅T2处理较CK极显著（P<0.01）上升。2个黄瓜品种在处理9 d时,T2和T3处理下子房长度增量和子房直径增量均较CK极显著（P<0.01）下降。【结论】苗期高温高湿对黄瓜营养生长和生殖生长及生理都有显著抑制作用,且高温高湿伤害略大于高温常湿,常温高湿的影响相对最小。     

长期不同培肥对苏打盐碱地稻田土壤盐碱指标和养分含量的影响

为探讨长期不同培肥措施对苏打盐碱地稻田土壤盐碱化参数和养分含量的影响,本研究利用运行10年的长期定位施肥试验,采集了不施肥处理（CK）、无机肥配施处理（NPK）、有机肥单施处理（M）、有机肥与无机肥配施处理（MNPK）和秸秆还田配施无机肥处理（RNPK）的0~60cm土壤样品并进行分析。结果表明,随着土层深度的增加,各处理土壤pH、电导率、碱化度和Na⁺、Cl^-、CO₃^2-+HCO₃^-含量逐渐增加,土壤阳离子交换量和K⁺、Ca²⁺+Mg²⁺、SO₄^2-、有机质、速效养分含量逐渐降低。施肥处理均较CK处理降低了土壤pH、电导率和碱化度等盐碱化参数,以及Na⁺、Cl^-和CO₃^2-+HCO₃^-等有害盐分含量,增加了阳离子交换量及K⁺、Ca²⁺+Mg²⁺和SO₄^2-等有益盐分含量,提高了有机质、速效氮、速效磷和速效钾含量。与CK处理相比,M和MNPK处理土壤盐分含量显著降低（P<0.05）,土壤有机质和速效氮含量显著提高（P<0.05）。NPK处理土壤电导率有增加趋势,0~20cm土壤电导率较CK处理增加了7.1%。因此,从地力培育的角度来讲,苏打盐碱地稻田施用有机肥或有机肥与化肥配施有利于土壤盐碱的降低和地力的持续提升。