土地利用方式对红壤氮素矿化和硝化作用的影响

研究在我国亚热带红壤地区采集林地、竹林、茶园和旱地农田4种利用方式的土壤样品,测定了氮素净矿化和净硝化以及N_2O排放速率,定量了氨氧化细菌(AOB)和氨氧化古菌(AOA),以期阐明土地利用方式对红壤氮素矿化和硝化作用的影响。结果表明,不同利用方式红壤AOA基因拷贝数在6.20×10~6到6.58×10~6copies g~(-1)土;AOB基因拷贝数在4.18×10~6到7.41×10~6copies g~(-1)土,AOA和AOB丰度的最大值均出现在旱地红壤。旱地红壤0～7天和0～14天的氮素净矿化速率分别为3.46和1.62 mg kg~(-1),均显著高于其他利用方式。氮素净矿化速率与土壤pH值呈显著的正相关关系(P0.05),与C/N呈显著的负相关关系(P0.05),说明土壤pH和C/N是影响不同利用方式红壤氮素净矿化速率的主要因子。旱地红壤0～7天和0～14天的净硝化速率分别为5.33和3.06 mg kg~(-1),也均显著高于其他利用方式。净硝化速率与铵态氮(NH_4~+-N)含量(P0.01)、pH(P0.05)和AOB(P0.01)均呈显著的正相关关系,表明土壤p H和可利用NH_4~+-N含量是影响红壤净硝化速率的重要因素,高土壤pH和NH_4~+-N含量有利于AOB的生长和活性,从而明显增加净硝化速率。然而,不同利用方式红壤的N_2O排放速率却没有显著的差异,说明利用方式似乎不影响土壤N_2O排放,这与净硝化速率变化规律相矛盾。可能的原因是,除了硝化作用外,好氧培养条件下还存在其他重要的N_2O产生途径,将来的研究中需要关注不同利用方式红壤N_2O产生途径,以阐明红壤N_2O排放机制。     

转基因水稻秸秆还田对土壤硝化反硝化微生物群落的影响

转基因作物可能通过根系分泌物和植株残体组成的改变及外源基因的转移释放令土壤微生物群落产生变化,影响土壤微生物的生态功能。氨氧化细菌和反硝化细菌是驱动土壤硝化和反硝化过程的关键微生物,其群落结构的变化直接关系土壤氮素的转化与利用。本研究利用荧光定量PCR和PCR-DGGE技术分析了转cry1Ac/cpti双价抗虫基因水稻‘Kf8’秸秆还田降解过程中,土壤氨氧化细菌和反硝化细菌群落丰度与组成的变化,探讨转基因水稻是否存在影响稻田土壤氮素转化与N2O排放的可能。结果显示:无论是氨氧化细菌amo A基因还是反硝化细菌nirS基因,其丰度在转基因水稻‘Kf8’与非转基因水稻‘Mh86’的秸秆还田土壤中都没有显著差异;转基因水稻‘Kf8’和非转基因水稻‘Mh86’秸秆还田降解过程中0~10 cm土层中的amo A基因丰度均显著高于10~20 cm及20~30 cm土层(P0.05);各深度土层中的nirS基因丰度均存在随秸秆还田时间延长而增加的趋势。水稻秸秆还田降解过程中,转基因水稻‘Kf8’的土壤氨氧化细菌和反硝化细菌的群落多样性指数及组成,均与非转基因水稻‘Mh86’没有显著差异。相关分析结果表明土壤氨氧化细菌和反硝化细菌群落组成均与水稻秸秆还田时间存在显著相关性(P=0.002),反硝化细菌群落组成还与土层深度显著相关(P=0.024)。本研究表明转cry1Ac/cpti抗虫基因水稻秸秆还田对稻田土壤硝化和反硝化关键微生物群落不会产生明显影响。就土壤微生物群落而言,转cry1Ac/cpti抗虫基因水稻秸秆还田不存在影响土壤氮素转化与N2O排放的可能。     

集约经营对毛竹林土壤反硝化细菌丰度的影响

为探究集约经营过程中反硝化细菌丰度的变化情况,采用实时荧光定量PCR(real-time PCR)方法,对集约经营0(CK)、10、15、20、25 a毛竹林表层(0～20 cm)和亚表层(20～40 cm)三种反硝化细菌nirK、nirS、nosZ丰度进行分析。结果表明:毛竹林土壤反硝化细菌基因丰度(1.45×10~6～3.03×10~8 copies·g~(-1)干土)高于其他生态系统。随着集约经营时间的增加,两层土壤的三种功能基因丰度在集约经营10年时表现增加或不变的一致规律。除表层土壤nirS基因外,三种功能基因在集约经营过程的某一阶段(15或20 a)出现不同程度的下降;但集约经营持续25 a时,除表层土壤nosZ基因丰度仍低于对照外,其他基因丰度均恢复甚至超过对照水平,说明土壤反硝化细菌表现出对集约经营干扰的抵抗和恢复反应。表层nirS和nosZ土壤基因丰度显著高于亚表层土壤,但nirK基因丰度出现相反现象。土壤性质与基因丰度的相关性分析和冗余分析表明,集约经营措施对土壤反硝化细菌影响明显,主要通过土壤氮和有机碳变化综合影响反硝化细菌的活动和功能。毛竹林集约经营土壤的反硝化细菌功能基因丰度较高,积极参与氮循环过程,可加剧N_2O温室气体的排放     

不同灌溉方式设施土壤N2O排放特征及其影响因素

为探明3种灌溉方式设施土壤N_2O排放特征及相关因素的影响,通过田间试验与室内分析相结合的方法,采用静态箱—气相色谱法与实时荧光定量PCR(Real-time PCR)技术分析不同灌溉方式(滴灌(D30)、渗灌(S30)、沟灌(G30))土壤N_2O排放特征的差异以及土壤温度、湿度、无机氮、反硝化细菌对土壤N_2O排放的影响。研究结果表明,灌溉后1~8d设施土壤会出现明显的N_2O排放高峰;整个番茄生长季沟灌处理土壤N_2O平均排放通量最大,分别较滴灌和渗灌处理高出52.74%和50.82%;与沟灌处理相比,滴灌处理和渗灌处理土壤N_2O排放总量分别降低了54.31%和53.30%。土壤N_2O排放与硝态氮含量(P0.05),土壤湿度呈极显著正相关(P0.01),与土壤温度、铵态氮含量之间关系不显著。不同灌溉方式土壤反硝化细菌丰度差异显著,表现为G30S30D30;土壤N_2O排放与反硝化细菌nosZ丰度呈极显著正相关(P0.01)。综上,土壤湿度、硝态氮、反硝化细菌nosZ是影响土壤N_2O排放的重要因素。与沟灌相比,滴灌与渗灌能够减少设施土壤N_2O排放量。     

碳源和氧对设施菜田土壤N_2O排放的影响

利用在线自动监测培养系统(Robot系统),研究不同氧分压、碳源投入以及不同氧分压和碳源投入组合下,添加硝化抑制剂双氰胺(DCD)对设施菜田土壤N_2O排放的影响。结果表明:随着土壤氧分压的升高,N_2O排放量呈指数下降(P0.001),土壤氧分压大于等于3%O_2后,N_2O排放量不足于无氧和微量氧(1%氧)处理的30%。添加碳源降低了有氧条件下土壤N_2O和N_2产生量,显著增加了微量氧下异养反硝化途径对N_2O的贡献量(P0.01)。在微量氧和3%O_2下,与未添加DCD的处理相比,无碳源添加且施用DCD后,N_2O的排放分别降低了64.4%和88.8%,同时N_2排放分别降低了23.4%和18.6%。从微量氧至3%O_2,虽然无碳源添加的处理硝化细菌反硝化作用对N_2O排放的贡献从17.2%增加至42.6%,但由于排放总量的急剧下降,硝化细菌反硝化作用对设施菜田土壤N_2O排放的贡献较小。本研究所用土壤pH较高,且添加DCD的处理培养前后硝酸盐基本平衡,异养的同步硝化-反硝化过程可能很弱。总之,设施菜田土壤N_2O排放主要发生在无氧和微量氧条件下。异养反硝化菌对土壤N_2O排放的直接贡献最大,尤其是在碳源较为充足的条件下。     

氮肥水平对稻田细菌群落及N2O排放的影响

作为土壤氮素转化的驱动者,微生物群落结构关系着稻田氮素利用及温室气体N_2O排放等问题。本研究分别基于高通量测序和荧光定量PCR技术,分析了不同氮肥水平[CK(不施氮)、N(施N 180 kg·hm-2)、2/3N(施N 120 kg·hm-2)、1/3N(施N 60 kg·hm-2)]下稻田细菌群落及硝化反硝化关键微生物功能基因丰度的变化。结果显示:氮肥水平提高增加了稻田细菌物种丰富度Chao1指数和群落多样性Shannon指数,改变了细菌群落组成,其中与硝化作用相关的硝化螺菌门Nitrospirae和嗜酸的醋杆菌门Acidobacteria的相对丰度随氮肥水平提高而增加,但甲烷氧化菌Methylosinus的相对丰度随氮肥水平提高而降低。氮肥水平对稻田硝化作用关键微生物氨氧化细菌amo A基因丰度的影响较大,0~5 cm和10~20 cm深度土层中的amo A基因丰度均随氮肥用量增加而提高;反硝化作用关键微生物功能基因nir S、qno B和nos Z的丰度在不施肥处理(CK)中显著低于施肥处理(1/3N、2/3N和N)(P0.05),但1/3N、2/3N和N处理的稻田nir S基因丰度没有明显差异;0~5 cm土层中qno B和nos Z基因丰度存在随氮肥水平提高而增加的趋势,10~20 cm土层中nos Z基因丰度在2/3N和N处理下显著高于1/3N处理(P0.05)。N处理的稻田N_2O排放通量显著高于2/3N及1/3N处理(P0.05),后者又显著高于CK处理(P0.05)。相关分析结果表明稻田N_2O排放通量与0~5 cm土层中硝化螺菌门Nitrospirae相对丰度及10~20 cm土层中amo A基因丰度存在显著相关性(P0.05,n=10)。综上所述,氮肥水平提高增加了稻田细菌群落多样性,促进了稻田N_2O排放,且本研究稻田中硝化作用微生物群落及丰度变化与稻田N_2O排放的关系更为密切。     

作物茬口对黑土农田土壤反硝化细菌数量及群落结构的影响

  【目的】  反硝化作用导致农田土壤氮素损失和温室气体N₂O的排放。研究不同作物茬口对土壤反硝化细菌群落结构的影响,旨在揭示作物茬口影响N₂O排放的相关机制。  【方法】  定位试验位于黑龙江省海伦市前进乡光荣村(47°23′N,126°51′E),种植方式包括玉米连作(CC)、大豆连作(SS)以及玉米–大豆轮作,每年一季。取样时,轮作体系玉米已倒茬三次、大豆两次。采集CC、SS以及轮作体系中的大豆茬口(SSC)和玉米茬口(CSC)的表层土壤(0—15 cm)样品,利用实时定量PCR (qPCR)和高通量测序技术,分析土壤中的nirS和nirK型反硝化细菌丰度和群落组成。  【结果】  在4个作物茬口土壤中,CC处理的反硝化速率最高,玉米–大豆轮作体系中SSC和CSC处理的反硝化速率显著高于SS处理。轮作体系两个茬口SSC和CSC处理的nirS和nirK型反硝化细菌基因丰度多显著高于SS处理,而与CC处理多差异不显著。PCoA结果显示,SSC和CSC处理的nirS型反硝化细菌群落间差异显著,而CC和SS处理的nirK型反硝化细菌群落间存在显著差异。RDA分析结果表明,NO₃–-N和C/N分别是nirS和nirK型反硝化细菌群落分异的最主要驱动因子。SEM分析结果显示,nirS型反硝化细菌群落与反硝化速率呈显著正相关(R2=0.92),而nirS和nirK型基因丰度与土壤反硝化速率无显著相关关系。  【结论】  作物茬口显著影响黑土农田土壤反硝化细菌群落和丰度组成。反硝化细菌群落组成而非反硝化细菌丰度是反硝化速率变化的决定性因素,nirS型反硝化细菌对土壤反硝化作用贡献更大。     

几种典型除草剂对冬麦田N20排放及其相关土壤生化因子的影响

通过田间原位观测试验,研究了几种典型除草剂单,混施对冬麦田N2O排放及其土壤生化因子的影响。结果表明：在除草剂施用后的10d内,乙草胺和混剂苯磺隆＋精嗯唑禾草灵都显著抑制了N2O的排放（P〈0．05）,其N：O排放通量均值较对照降低了50％左右,精嗯唑禾草灵和苯磺隆处理N2O排放通量均值分别比对照减少28．6％和26．0％,但未达到显著水平（P〉0．05）;在余下的测定期内,乙草胺、苯磺隆、精嗯唑禾草灵和混剂苯磺隆＋精嗯唑禾草灵对麦田N2O排放都无显著影响,其NzO排放通量均值分别为对照的95.3％、101．8％、92．5％和88．7％。乙草胺对土壤脲酶活性一直有激活作用（P〈0．05）,精嗯唑禾草灵和混剂苯磺隆＋精嗯唑禾草灵表现为抑制激活交替作用,而苯磺隆对土壤脲酶活性基本无影响。在除草剂施用后的10d内,N：O排放通量与土壤水分WFPS（P〈0．01）、土壤反硝化细菌数量（P〈0．01）以及土壤氨氧化细菌数量（氏0．05）呈显著正相关关系,与可溶性有机碳含量呈显著负相关关系（P（0．05）,与土壤硝化细菌、土壤硝态氮和铵态氮含量以及脲酶活性无显著相关关系（P〉0．05）。乙草胺和混剂苯磺隆＋精嗯唑禾草灵能显著降低麦田N20的排放,主要源于明显降低了土壤中反硝化细菌数量,混剂苯磺隆＋精噫唑禾草灵还明显降低了氨氧化细菌数量。苯磺隆和精嗯唑禾草灵对麦田N20排放无显著影响,主要是对氨氧化细菌和反硝化细菌表现为促进抑制的交替作用。     

营林措施对森林土壤N_2O排放影响的研究进展

森林土壤是大气N_2O重要的排放源。施肥、采伐、火烧、林下植被管理等营林措施和土地利用变化改变了土壤理化性质和土壤微气候,显著影响森林土壤N_2O的产生与排放。综述了森林土壤N_2O排放对不同营林措施的响应,探讨了营林措施影响土壤N_2O排放的主要机理,并提出目前研究的不足和未来研究的重点。总体而言,森林转变为农田、草地后增加了土壤N_2O排放,而农田和草地恢复成人工林后减弱了土壤N_2O排放;天然林转换为人工林或次生林后土壤N_2O排放没有明确结论;森林生态系统"氮饱和"程度使得森林土壤N_2O排放对施肥呈非线性响应,即初期无明显响应、中期缓慢增加和后期急剧增加;火烧一般增加土壤N_2O排放;采伐改变土壤温度、含水量、有机碳的分解和利用等,从而增强森林土壤N_2O排放能力;剔除林下植被提高土壤温度,加快了表层土壤有机碳的分解矿化,促进土壤N_2O排放;种植固氮植物增加了土壤有机碳和土壤氮含量,土壤N_2O排放增强。今后的研究应更多地关注多种因素和气候变化对林地土壤N_2O排放影响的内在机理以及氨氧化细菌、硝化细菌和反硝化细菌等微生物对各种干扰因素的响应机制。     

硝化抑制剂与尿素配施对旱地土壤温室气体排放及硝化微生物的影响

为明确施肥措施对旱地土壤温室气体排放的综合效应及微生物机理,采集典型麦田土壤进行室内微宇宙培养,研究了双氰胺(DCD)和烯丙基硫脲(ATU)分别与尿素配施对旱地土壤氮素转化及N_2O、CO_2和CH_4排放的影响,同时监测了不同类型微生物群落的动态变化。结果表明氨氧化细菌(AOB)主导了施氮麦田土壤硝化过程及N_2O排放。单施尿素促进AOB迅速繁殖,使N_2O排放总量提高235%,同时促进了细菌生长,CO_2排放量增加18.5%。DCD与尿素配施极大程度抑制了AOB的生长,显著降低了N_2O排放(59.4%),但促进了细菌的生长并提高了CO_2的排放总量(50.6%)。而ATU与尿素配施同时抑制了真菌、细菌和AOB的生长,对反硝化细菌的影响则相反,使CO_2和N2O排放分别下降28.4%和35.2%。与不施肥相比,氮肥及与两种硝化抑制剂配施均显著降低了CH4的排放量。3种温室气体的综合温室效应在处理间差异显著:Urea+DCDUreaCKUrea+ATU。CO_2排放对综合温室效应的贡献最大,CO_2和N_2O的贡献之和大于98.4%。该研究为深刻理解农田土壤中的微生物行为及生态学效应,合理使用硝化抑制剂以及减缓温室气体排放提供科学依据。     

Alleviation of drought stress in the common bean (Phaseolus vulgaris L.) by co-inoculation with Paenibacillus polymyxa and Rhizobium tropici

A greenhouse experiment was performed to evaluate the influence of Rhizobium when co-inoculated with each of two Paenibacillus polymyxa strains, singly and in mixture on growth, nitrogen content, phytohormone levels and nodulation of the common bean (Phaseolus vulgaris L.) under three levels of drought stress. Stress was applied continuously by the control of matric potential (ψ_m) through a porous cup. Bean plants cv. Tenderlake were grown in pots with Fluvic Neosol eutrophic soil under three different ψ_m (S₁ −7.0; S₂ −70.0 and S₃ < −85 kPa). The seeds were inoculated with Rhizobium tropici (CIAT 899) and each of P. polymyxa (DSM 36) and P. polymyxa Loutit (L) singly and in mixture (CIAT 899 + DSM36 + Loutit). Co-inoculation of bean with Rhizobium and both Paenibacillus strains resulted increased plant growth, nitrogen content and nodulation compared to inoculation with Rhizobium alone. This was particularly evident at the most negative ψ_m (S₃ < −85 kPa) we used. Drought stress triggered a change in phytohormonal balance, including an increase in leaf abscisic acid (ABA) content, a small decline in indole acetic acid (IAA) and gibberellic acid (GA₃) and a sharp fall in zeatin content in bean leaves. The content of endogenous Cks decreased under water stress, possibly amplifying the response of shoots to increasing ABA content. We hypothesize that co-inoculation of bean with R. tropici (CIAT 899) and P. polymyxa strains (DSM 36) and Loutit (L) mitigates some of the negative effects of drought stress on bean.     

模拟干旱和盐碱胁迫对碱蓬、盐地碱蓬种子萌发的影响

为研究干旱和盐碱胁迫对碱蓬(Suaeda glauca)、盐地碱蓬(Suaeda salsa)种子萌发的影响,比较碱蓬和盐地碱蓬逆境生理特性的异同,本研究利用PEG6000、NaCl和Na_2CO_3分别模拟干旱、盐和碱胁迫,配制相同渗透势的PEG6000、NaCl、Na_2CO_3处理液,以蒸馏水处理为对照,对碱蓬、盐地碱蓬种子的萌发与胚的生长进行比较研究。结果表明:1)低渗处理(-0.46 MPa)对碱蓬、盐地碱蓬种子的萌发无显著影响;高渗处理(-1.38MPa、-1.84 MPa)抑制碱蓬、盐地碱蓬种子的萌发。2)当溶液渗透势相等时,NaCl处理下碱蓬种子的萌发率显著大于PEG、Na_2CO_3处理;而等渗PEG、NaCl、Na_2CO_3处理对盐地碱蓬种子萌发率的影响无显著差异。3)PEG、NaCl、Na_2CO_3处理组碱蓬、盐地碱蓬种子的最终萌发率与对照无显著差异。4)在幼苗形成阶段,PEG、Na_2CO_3处理对碱蓬、盐地碱蓬胚的抑制作用显著大于等渗NaCl处理。5)碱蓬、盐地碱蓬胚的生长对NaCl、Na_2CO_3胁迫的响应存在差异。-0.92 MPa NaCl处理抑制碱蓬胚的生长,却对盐地碱蓬产生促进作用;-0.46 MPa Na_2CO_3处理对碱蓬胚的抑制作用小于盐地碱蓬。综合分析表明:碱蓬、盐地碱蓬均具有很强的抗盐性。在种子萌发阶段,碱蓬种子的抗旱、抗碱能力低于盐地碱蓬;在幼苗形成阶段,碱蓬胚的抗盐性小于盐地碱蓬,但对轻度碱胁迫的抗性高于盐地碱蓬。     

水杨酸对菊芋耐高氯酸盐胁迫的影响

为探究ClO_4~-胁迫下外源水杨酸(salicylic acid, SA)对菊芋(Helianthus tuberosus L.)的生理调节作用,以徐州、潍坊和南京3个不同产地耐盐菊芋为试材,进行液培处理,研究NaClO_4胁迫条件下(50 mmol/L),SA不同时间间隔喷施处理对菊芋幼苗的形态学指标、根系活力和光合作用及抗氧化能力的影响。结果表明,ClO_4~-对菊芋幼苗的生长发育可产生不同程度的毒害作用,喷施SA可有效减轻其对植株的胁迫损伤,且不同产地菊芋的变化趋势相似,植物鲜重、叶面积、株高和根长明显改善,叶片中叶绿素含量及荧光参数显著升高,且每天喷施缓解效果最大;而根系活力在间隔1天喷施效果最佳。同时,H_2O_2含量呈现出随SA喷施频率的增加而上升趋势,当喷施间隔为2天时,平均增加47.69%,喷施间隔为1天时平均增量为50.93%,每天喷施时平均增幅达到最大值56.80%;且超氧化物岐化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活力得到提高,丙二醛(MDA)及游离脯氨酸含量显著降低(P0.05)。表明SA可通过诱导H_2O_2作为信号分子增强植株耐受ClO_4~-的能力。通过灰色关联度分析可知,喷施SA对ClO_4~-胁迫下叶绿素荧光参数和根系活力影响最大。综上所述,叶面喷施50μmmol/L SA主要是通过影响菊芋叶片和根系,激发H_2O_2调控抗氧化酶活性的变化,参与体内渗透调节来保护植株光合系统和根系活力,降低ClO_4~-胁迫对菊芋的伤害,且每天喷施处理的缓解效果最佳,这为菊芋在ClO_4~-污染土壤中的栽培提供理论指导。     

利用磷进行铅污染土壤原位修复中需考虑的几个问题

由于土壤中磷与铅形成难溶性的磷酸铅类化合物[Pb5(PO4)3X,X=Cl-,OH-,F-等],利用不同廉价含磷物质进行铅污染土壤原位修复被认为是目前最好的铅污染土壤管理措施,受到国内外广泛关注。本文对目前国内外利用磷进行铅污染修复研究的现状进行了综述,对该研究领域中的关键问题,如磷酸铅类化合物形成的反应动力学过程控制、最佳pH、土壤中磷/铅摩尔比等进行了较深入的探讨,并展望了今后的研究方向,以期为铅污染土壤的修复及其效果评价提供参考。     

大气CO2浓度升高对谷子生长发育及玉米螟发生的影响

人类活动导致全球大气CO_2浓度持续升高,研究大气CO_2浓度升高对C4作物谷子(Setaria italica)生长发育及虫害发生的影响,可以为谷子等C4作物制订应对气候变化栽培措施提供理论依据。本研究利用OTC(Open Top Chamber)系统,设两个CO_2浓度梯度(正常大气CO_2浓度、正常CO_2浓度+200μmol·mol-1)模拟CO_2浓度升高对谷子生长发育的影响。结果表明:大气CO_2浓度升高后,谷子净光合速率(Pn)、气孔导度(gs)、叶片蒸腾速率(Tr)和水分利用率(WUE)分别增加38.73%、27.53%、6.93%和40.56%;谷子叶片光系统Ⅱ最大光化学量子产量(Fv/Fm)和非光化学淬灭系数(NPQ)显著下降,光系统Ⅱ实际光化学量子产量(ΦPSII)和表观电子传递效率(ETR)显著增加,而对光化学淬灭系数(q P)无显著影响;此外,谷子株高、茎粗和小穗数分别增加3.41%、13.28%和13.11%;而叶重、茎重、千粒重、单株粒数和产量无显著变化,穗重和地上部分生物量分别显著下降12.8%和7.44%;大气CO_2浓度升高后,谷子灌浆期和收获期玉米螟(Ostrinia furnacalis)发生数量显著增加。大气CO_2浓度升高将有利于谷子的生长发育,但会增加玉米螟危害。     

2个马铃薯杂交组合F1的SSR鉴定

杂交育种是马铃薯新品种选育的重要方法, 其杂种F₁真实性鉴定是获得目标性状单株的关键环节。为选育优质、高产、抗病性及抗旱性强的马铃薯新品种, 用马铃薯品种"费乌瑞它"(Favorita)分别与"J07-6"和"陇薯3号"杂交, 获得了杂种F1代。本试验利用SSR标记技术对"Favorita"×"J07-6"、"Favorita"×"陇薯3号"2个杂交组合F1共86个单株的真实性进行了鉴定。试验从43对SSR引物中筛选出2对适宜引物STM1049和S7。利用这2对引物进行PCR扩增, 将"Favorita"×"J07-6"杂交种F1和"Favorita"×"陇薯3号"杂交种F1的SSR带型划分为双亲互补型、缺失型、父本型和母本型4种类型。依据SSR带型特征, 从"Favorita"×"J07-6"和"Favorita"×"陇薯3号"2个杂交组合F₁单株中分别鉴定出真杂种34个和27个, SSR分子标记技术用于马铃薯杂交种真实性鉴定是可靠的。该研究结果可为马铃薯杂交种优良株系选育提供依据。     

外源H2O2对镉胁迫下酸枣幼苗生长及生理特性的缓解效应

通过温室盆栽土培试验,研究不同浓度(0,0.02,0.04,0.06,0.08,0.1,0.3 mmol/L)的外源H_2O_2处理对0.05 mmol/L Cd胁迫下酸枣幼苗生长、光合系统和荧光特性等的影响。结果表明:(1)Cd胁迫下,酸枣幼苗生长受到抑制,经H_2O_2处理后,酸枣幼苗对镉抗性系数、光合绿素含量、净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)和气孔导度(G_s)均升高,过氧化氢(H_2O_2)、丙二醛(MDA)含量和胞间CO_2浓度(C_i)则出现不同程度的下降;(2)低浓度H_2O_2(≤0.08 mmol/L)处理后,酸枣叶片和根系内抗氧化酶[过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)]活性增强,叶片内1,5—二磷酸核酮糖羧化酶(Rubisco)、1,1—二磷酸景天庚酮糖酯酶(SBPase)和1,6—二磷酸果糖醛缩酶(FBAase)活性最高显著上升38.24%,42.15%,84.08%,但转酮醇酶(TKase)活性无显著变化;(3)酸枣叶片内PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)、光化学猝灭系数(qP)和吸收光能用于光化学反应的份额(P)在H_2O_2处理下最大分别提高37.52%,135.95%,53.10%和98.36%,PSⅡ非光化学猝灭系数(NPQ)、调节性能量耗散Y(NPQ)、非调节性能量耗散Y(NO)、吸收光能用于天线热耗散的份额(D)、PSⅡ反应中心非光化学耗散的份额(E_x)和双光系统间激发能分配不平衡偏离系数(β/α-1)分别降低34.13%,35.15%,30.26%,35.52,32.30%和53.43%,缓解效果显著,但随着外源H_2O_2喷施浓度的增加,缓解效应有下降趋势。综合分析发现,H_2O_2对酸枣镉毒的缓解作用与其改善酸枣光合作用、维持抗氧化系统高活性和提高PSⅡ光化学效率等多种生理过程有关。其中以0.08 mmol/L H_2O_2提高酸枣的修复效率最佳,可作为植物修复的强化措施。     

CO2浓度对金针菇生长发育的影响

在人工控制环境条件下研究了CO2浓度对金针菇（Flammulina velutipes）生长发育的影响结果表明，金针菇菌丝正常生长所要求的适宜CO2浓度为261.7-2930.5μmol/L；金针菇子实体原基形成随CO2浓度升高明显受到抑制，所要求的适宜CO2浓度范围为12.3-60μmol/L；菇蕾形成后为获得优质高产金针菇，应提高环境内CO2浓度，并控制在210－600μmol/L范围内。     

西花蓟马孤雌产雄生殖繁育的后代种群生命表的建立

孤雌生殖是西花蓟马(Frankliniella occidentalis)繁殖的一种重要方式。前期研究发现,西花蓟马在高温下,雌性的存活率远大于雄性。为探究高温处理后仅有雌性西花蓟马孤雌产雄的情况下其后代建立种群的可能性,试验设定:高温(45℃,2 h)处理西花蓟马单个雌性个体,分别进行孤雌产雄生殖后,雄性子代(F1代)与其母系回交产生F2代;高温(45℃,2 h)处理西花蓟马多个雌性个体,进行孤雌产雄生殖后,雄性子代(F1代)与亲代多个雌性个体共存情况下进行交配产生F2代。两组处理模式下建立F2代实验种群生命表。结果表明,上述两种处理模式,母代雌性个体与子代雄性个体交配后均可产生后代,雄性F1代与其母系回交产生的F2代的雌雄性比为1.05∶1;与亲代多个雌性个体共存下交配产生的F2代性比为1.55∶1。雄性F1代与其母系回交产生的F2代的平均单雌产卵量(F)和内禀增长率(rm)显著小于与亲代多个雌性个体共存下交配产生的F2代(P0.05);各龄期的平均发育历期、平均产卵前期和平均总产卵前期2个繁殖力参数以及净生殖率(R0)、平均世代周期(T)2个种群参数,前者则比后者长(P0.05);另周限增长率(λ)两者之间无显著差异。研究表明西花蓟马在孤雌产雄状态下仍然可以在短期建立种群,具有较强的抗高温能力和繁殖能力,为其成功入侵奠定了生态学基础。     

庐山毛竹扩张及模拟氮沉降对土壤N_2O和CO_2排放的影响

毛竹是我国南方广泛分布的一种典型的森林资源,其扩张已引发了多方面的生态问题,但是目前关于氮沉降背景下毛竹扩张引起的土壤N_2O和CO_2气体排放变化的研究甚少,且无原位观测数据。采用静态箱-气相色谱法,分析江西庐山毛竹纯林、毛竹扩张形成的毛竹-日本柳杉混交林及日本柳杉纯林3种林分土壤的N_2O和CO_2排放速率和累积排放量及其对模拟氮沉降的响应。结果表明:(1)混交林土壤的NH_4~+-N含量、NO_3~--N含量及pH分别为14.39mg·kg~(-1)、8.65mg·kg~(-1)、4.88,显著高于日本柳杉纯林的9.75 mg·kg~(-1)、5.58 mg·kg~(-1)、4.05,但是混交林土壤DOC含量(236.5 mg·kg~(-1))却显著低于日本柳杉纯林(382.0mg·kg~(-1))。(2)混交林土壤N_2O累积排放量(393.6mg·m~(-2))显著高于毛竹纯林(202.5mg·m~(-2))和日本柳杉纯林(192.8mg·m~(-2)),混交林土壤CO_2累积排放量(4 655 g·m~(-2))显著高于日本柳杉纯林(2 815 g·m~(-2))。(3)模拟氮沉降未对3种林分类型土壤的CO_2排放速率和累积排放量产生显著影响,但明显增加了混交林和日本柳杉纯林的N_2O累积排放量。本研究表明:毛竹扩张不同阶段土壤的理化性质、N_2O及CO_2排放表现出不同特征。毛竹扩张过程中一定程度上增大了土壤N_2O和CO_2的排放量,但是完全扩张后N_2O排放出现明显下降趋势,而CO_2的排放未发生显著变化。同时,氮沉降促进了毛竹未扩张和扩张初期土壤的N_2O排放,而对CO_2排放未产生显著影响。表明在未来气候变化条件下管理亚热带毛竹扩张时,必须明确考虑这些生态系统组成、结构和影响因子之间的影响。