自由大气CO2浓度升高对稻田CH4排放的影响研究

采用FACE田间试验,对高CO2:浓度影响稻田CH4排放规律进行了观测分析,并利用δ13C技术初步分析了土壤CH4的排放来源.结果显示,植株和±壤的CH4排放速率在高CO2浓度处理大于对照18%以上,其增加幅度为土壤大于植物,CH4排放速率可能受田间水分条件影响较大.与对照比较,高CO2浓度条件下植物和土壤部分CH4累积排放总量增加,且变化幅度随生长期而降低,前期(54 d)常规氮处理(NN)高于低氮处理(LN),后期LN高于NN;但是行间裸土CH4累积排放总量在前期(54d)增加和之后降低的幅度均为NN高于LN.土壤排放CH4δ13C值从移栽到第102 d,高CO2浓度处理LN和NN水平下土壤对照(CK)仅分别升高9.0%和8.3%,种水稻则降低8.8%和8.1%;但是在对照CO2浓度条件下土壤对照降低17.2%和112.5%(P=0.047),种水稻降低40.3%和105.9%(P=0.023),表明高CO2浓度下有更多C4来源的碳释放,对照CO2浓度条件下有更多C3来源的碳释放.水稻不同生长期与土壤对照比较,种水稻土壤排放CH4δ13C值降低的幅度总和在高CO2浓度条件LN和NN水平下分别为114.8%和72.7%,对照CO2浓度条件下分别为41.9%和72.8%,表明在种有植物的情况下更多当季的碳分解释放,LN水平下高CO2浓度促进来源于当季碳的CH4排放.NN水平下没有发现CO2浓度的影响,可能与作物生物量和它的间接产物(根系分泌物)的影响有关.     

大气CO2浓度升高对作物根际土壤氮的影响

利用FACE(Free air carbon dioxide enrichment)技术,在两种氮肥施用(低氮LN和常规氮NN)水平下,研究CO2浓度升高对水稻和小麦收获后根际和非根际土壤硝态氮、铵态氮和有机氮的影响.结果表明,相对于对照CO2浓度处理,高CO2浓度处理在显著增加作物生物量的前提下,使水稻季根际土壤硝态氮含量降低,NN水平下降低明显,小麦季变化不大,高CO2浓度处理对作物根际的影响大于非根际.高CO2浓度对土壤铵态氮含量的影响不显著,仅小幅度增加了水稻季和降低了小麦季土壤铵态氮含量,且根际降低幅度大于非根际;增加氮肥施用使土壤铵态氮含量在高CO2浓度处理增加幅度低于对照.高CO2浓度处理并没有显著增加有机氮的含量,在小麦季作物对土壤有机氮的贡献大于水稻季,且增加氮肥施用条件下根际对有机氮的贡献较大.     

开放式空气CO_2浓度增高对水稻体内不同形态N素含量的影响

利用FACE(Free Air Carbon-dioxide Enrichment)平台技术,研究了低氮(LN150kg·hm-2)和常氮(NN250kg·hm-2)水平下,大气CO2浓度升高对水稻(OryzasativaL.)体内不同形态N素含量的影响。结果表明,CO2浓度升高促进了水稻茎、穗和根的生长而使水稻的总生物量显著增加;同时显著降低分蘖期根、茎、叶,抽穗期茎和成熟期叶、根中的N含量,而其降低量的50%￣181.8%归因于蛋白态N含量的降低,因此蛋白态N含量的降低是N含量下降的直接原因。此外,CO2浓度升高使整个生育期内水稻不同部位氨基酸态N含量普遍降低,而无机态N含量随生育期和植株部位不同的表现为降低或者升高,这可能是根系的N同化能力改变的结果。还讨论了高浓度CO2条件下水稻组织中蛋白态N含量降低的原因。     

模拟氮沉降条件下木荷幼苗光合特性、生物量与C、N、P分配格局

设置模拟氮沉降的控制试验,以NH4NO3作为外加氮源,设计CK(0kg N hm-2·a-1)、LN(50 kg N hm-2·a-1)、MN(100 kg N hm-2·a-1)、HN(150 kg N hm-2· a-1)4个处理,历时9个月,测定木荷(Schima superba)幼苗的光合特性、生物量和C、N、P含量及其分配格局对氮沉降的响应.结果表明:(1)木荷幼苗的最大净光合速率和光饱和点随着氮处理水平增加呈先增加后减小的特点,在中氮处理下极显著增加(P＜0.01).氮处理降低了幼苗的光补偿点和暗呼吸速率,光补偿点在低氮处理下显著降低(P＜0.05),暗呼吸速率在低中氮处理下极显著降低(P＜0.01),高氮处理下显著降低(P＜0.05).未见氮处理对表观量子效率产生显著影响.(2)氮处理促进了木荷的全株生物量以及各部分生物量的增长.随着氮处理水平的增加,叶重比呈升高的趋势,而根重比和根冠比呈降低的趋势,在高氮处理下叶重比的增加和根重比、根冠比的降低都达到了显著水平(P＜0.05).(3)氮沉降促进各器官N含量的增加,在高氮处理下根和茎中N含量极显著增加(P＜0.01),叶中N含量显著增加(P＜0.05).而各器官C含量随着氮沉降程度的增加呈先增加后降低的趋势,在中氮处理下根和茎中C含量极显著增加(P＜0.01),叶中C含量显著增加(P＜0.05).但各器官P含量变化趋势各不相同,随着氮的增加,根中P含量是呈先增加后降低的趋势,而茎和叶中P含量是呈降低的趋势.氮沉降一定程度上降低了木荷各器官的C/N比值而增加了N/P比值.     

FACE对常规籼稻扬稻6号产量形成的影响

2006年利用我国农田开放式空气CO2浓度增高(FACE)研究平台,以常规籼稻扬稻6号为供试材料,设计比大气CO2浓度(对照,370 μmol·mol-1)高200 μmol·mol-1的FACE处理(570 μmol·mol-1)和施N量为125 kg·hm-2(LN)、250 kg·hm-2(NN)处理,研究其对扬稻6号产量形成的影响.结果表明:(1)FACE处理使扬稻6号的产量平均比对照增加24.1%,其中LN处理、NN处理条件下分别比对照增产18.0%、31.0%,处理间的差异达极显著水平;(2)FACE处理使扬稻6号单位面积穗数、每穗颖花数、结实率和千粒重平均比对照增加6.8%、8.3%、4.2%、和3.2%,除单位面积穗数外,处理间的差异均达显著或极显著水平;(3)FACE处理使扬稻6号生物产量平均比对照增加21.3%,达极显著水平,对经济系数无明显影响,生物产量的极显著增加是FACE水稻产量极显著增加的重要原因;(4)N处理以及CO2×N的互作效应对扬稻6号产量和产量构成因素的影响均未达显著水平.     

密度和肥料配比对春小麦产量的影响

研究了不同密度和肥料配比对春小麦产量的影响。结果表明 ,( 1)在 3 75万株· hm-2 ～ 60 0万株· hm-2 范围内 ,小麦产量变化不显著 ,对于龙辐 91- B569适当降低密度是可行的。 ( 2 )不同肥料配比对小麦产量影响较大 ,其中在 N∶ P∶ K为 1.5∶ 1∶ 0 .5的情况下 ,小麦产量最高 ,为5868kg·hm-2 ,并且各组配比中随着氮肥用量的增加 ,产量增加     

FACE对三系杂交籼稻汕优63 根系活性影响的研究

2005、2006年利用我同惟一的农田开放式空气CO2浓度增高(FACE)研究平台,设计施N量为125 kg·hm·(LN)、250 kg·hm-2(NN)处理,研究大气CO2浓度比对照高200 μmol·mol-1 的FACE处理对三系杂交籼稻汕优63根系活性的影响.结果表明:(1)FACE处理使汕优63不同生育时期单位千质量根系的总吸收面积、活跃吸收面积、α-萘胺氧化量等根系活性指标均极显著小于对照.由于FACE处理促进汕优63根系发生量的大幅度增加,因此分蘖期、拔节期其单穴根系活性与对照多无明显差异,到抽穗期FACE处理单穴根系活性显著大于对照;(2)拔节期、抽穗期汕优63每穴的不定根数、不定根总长度、根系体积、根干质量与单位干质量根系活性的关系密切,根量越大单位干质量根系活性越低;(3)不同生育时期汕优63植株含氮率与单位干质量的根系活性多呈正相关,植株碳氮比与单位干质量的根系活性多呈负相关;(4)FACE处理汕优63根系生长量大、植株含氮率低、碳氮比高等可能是造成其单位干质量根系活性低于对照的重要原因.     

干旱胁迫和施肥对巨能草生物量及 C、N、P积累与分配的影响

【目的】研究干旱胁迫和施肥对巨能草生物量及C、N、P积累与分配的影响,为巨能草栽培中的水肥管理提供理论依据。【方法】以巨能草为研究对象,采用盆栽试验,利用控水、控肥的试验方法,设计干旱(田间持水量的25%)和正常水分(田间持水量的75%)2个水分梯度以及低肥(复合肥施肥量为2g/盆)、中肥(复合肥施肥量为4g/盆)、高肥(复合肥施肥量为8g/盆)3个养分水平,进行完全随机组合试验,共计6个处理,研究不同处理下巨能草生物量及其分配比例,C、N、P积累与分配特征,N、P吸收和利用效率,以及C∶N、C∶P、N∶P的变化。【结果】在正常水分条件下,随着施肥量的增加,巨能草的地上、地下生物量和总生物量都显著增加;干旱胁迫后,巨能草地上和地下生物量的积累显著降低,施肥对巨能草的地上、地下生物量和总生物量也有显著影响。在正常水分条件下,施肥对巨能草地上和地下生物量的分配比例没有显著影响;在干旱条件下,除低肥处理外,中施肥量和高施肥量均能显著提高巨能草地下生物量的分配比例。施肥和干旱胁迫处理对C、N、P积累量及分配比例也有一定的影响,与正常水分条件相比,干旱胁迫后巨能草的C、N、P积累总量均降低。在正常水分条件下,尽管低肥处理的N、P吸收效率显著低于中、高肥处理,但其N、P利用效率却显著高于中、高肥处理;干旱条件下,不同施肥处理的N、P吸收效率和P利用效率并无显著差异,但N的利用效率随着施肥量的增加而降低。正常水分条件下,施肥处理对地上部分的C∶P、N∶P无显著影响,但高肥处理显著降低了地下部分的N∶P,中、高肥处理显著降低了地上部分的C∶N和地下部分的C∶P;干旱条件下,施肥处理对地上和地下部分的C∶P及N∶P的影响都不显著,但高肥处理显著降低了地上和地下部分的C∶N。【结论】干旱胁迫处理减少了巨能草的生物量及其对C、N、P的积累,影响了C、N、P的分配,施肥在一定程度上降低了干旱胁迫对植物生长的影响,在巨能草的施肥管理中,应更多地注重对N素的管理。     

不同氮磷钾配施对棉花干物质积累、养分吸收及产量的影响

研究不同氮磷钾配施下棉花干物质积累与养分吸收分配的特点,为结合棉花生育特性制定高产施肥措施提供理论依据.不同施肥处理在整个生育期内植株干物质积累量较对照高9.68％～119.70％,氮、磷、钾吸收量分别较对照高12.52％～231.80％、14.92％～170.15％和13.00％～263.10％;各施肥处理籽棉和皮棉产量分别较对照提高9.42％～81.71％和15.51％％～136.96％.不同处理干物质积累和养分吸收量均大于对照,且差异显著(P＜0.05),干物质积累以N3P2(N 360 kg·hm-2,P2O5 135 kg·hm-2)处理最高,氮、磷素吸收以N3P2处理最高,钾素吸收以N2P2K2(300kg·hm-2,P2O5 135 kg·hm-2,K2O 75 kg·hm2)处理最高,籽棉和皮棉产量以N3P2处理最高.N3P2处理在生育期内干物质总积累为23 218.00 kg·hm-2,氮总吸收量为548.11 kg·hm-2,磷(P2O5)总吸收量为183.62 kg·hm-2,钾(K2O)总吸收量为668.98 kg·hm-2.籽棉产量为5 627.00 kg· hm-2,皮棉产量为2 622.33 kg·hm-2.每生产100 kg皮棉,适宜氮磷钾的养分吸收量分别为N 2.21 kg、P2O5 0.91 kg和K2O1.41kg,植株吸收养分适宜比例[m(N)∶ m(P2O5)∶m(K2O)]为2.42∶1.00∶1.55.     

FACE对三系杂交籼稻汕优63 根系生长动态的影响

CO2浓度增高影响水稻生长.2005、2006年利用我国惟一的农田开放式空气CO2浓度增高(FACE)研究平台,设计施N量为125 kg·hm-2(LN)、250 kg·hm-2(NN)处理,研究大气CO2浓度比对照高200 μmol·mol-1的FACE处理对三系杂交籼稻汕优63根系生长动态的影响.结果表明:(1)FACE处理使汕优63够苗期、拔节期、抽穗期每穴的不定根数、不定根总长度、根系体积以及根干物质质量均极显著大于对照;(2)FACE处理使汕优63抽穗期每穴不定根数和每穴根体积极显著增加,主要是由于FACE处理使汕优63有效分蘖期间和无效分蘖期间每穴不定根数和每穴根体积大幅度增加;(3)FACE处理使汕优63抽穗期每穴不定根总长度极显著增加,主要是由于FACE处理使汕优63有效分蘖期间、无效分蘖期间、拔节长穗期间每穴不定根总长度均大幅度增长;(4)FACE处理使汕优63抽穗期每穴根干物质质量极显著大于对照,主要是由于FACE处理使汕优63拔节长穗期间每穴根十物质质量的增长量大幅度增加;(5)FACE处理使汕优63抽穗期每条不定根长极显著大于对照,是因为FACE处理使汕优633个生长期间每条不定根的生长量均明显增加.FACE处理能够显著促进汕优63根系的发生和生长.     

江西农田C、N、P、K平衡研究

江西省１９９７年农田Ｎ、Ｐ、Ｋ养分现状为：农田养分支出量为７４．３８３８×１０４ｔ、Ｐ２Ｏ５２１．８８７４×１０４ｔ、Ｋ２Ｏ４９．７５０１×１０４ｔ。其中粮食作物支出Ｎ占７３．９％,Ｐ２Ｏ５占７２．７％,Ｋ２Ｏ占７８．０％;投入农田养分Ｎ９０．６７×１０４ｔ,Ｐ２Ｏ５３２．９７×１０４ｔ,Ｋ２Ｏ４０．８×１０４ｔ,其中化肥Ｎ占７３．２０％,Ｐ２Ｏ５占８８．９０％,Ｋ２Ｏ占６０．５％,有机肥在农田钾素供应中仍占有重要地位;江西农田养分平衡状况,氮素有盈余（＋２１．９％）,磷有较多盈余（＋５０．６％）,钾则明显亏缺（－２１．９％）。江西农田有机质（Ｃ）平衡,估算江西有机质年分解量２２５３ｋｇ／ｈｍ２,年生成量５７６７ｋｇ／ｈｍ２,年生成量大于年分解量,土壤有机质出现积累。在综合分析现有资料基础上,提出了江西农田养分平衡允许率,Ｎ：－５．７％,Ｐ２Ｏ５：－３０％,Ｋ２Ｏ：－５４％。提出减磷、节氮,促进钾氮再循环的增效设想,和控制化肥用量,提高化肥肥效的建议,并提出实施的主要途径     

凤眼莲植株碳·氮·磷含量的动态变化

[目的]为凤眼莲的利用与控制提供试验参考。[方法]在有凤眼莲生长的自然水体中,通过调查与原位试验相结合的方法,跟踪监测研究凤眼莲植株碳、氮、磷含量的变化。[结果]结果表明:在生长期初期,植株有机碳的含量迅速升高,到2004年9月底达到最大值,此后呈现下降趋势;全磷、全氮均呈"升-降-升"的趋势,分别于2005年1月初和4月初达到峰值,其中1月初分别为1.08%、4.57%,4月初分别为1.04%、4.55%,3月出现低谷。[结论]在氮磷元素的积累过程中,凤眼莲植株氮元素的含量上升缓慢,而磷元素的含量上升快。     

三江源星星海水体中碳氮磷化学计量特征

【目的】研究三江源星星海水体中碳氮磷化学计量特征,为揭示隆宝湖湿地的潜在富营养化进程提供依据。【方法】在星星海设置3个采样点采集水样,研究水体中总有机碳(TOC)、总氮(TN)、总磷(TP)的含量,对照《地表水环境质量标准》(GB3838-2002),采用超标率和超标倍数对水质进行了评价,分析了TOC与TN、TN与TP的相关性。【结果】星星海水体中TN含量为0.326 mg/L,NH4+-N含量为0.100 mg/L,NO3--N含量为0.109 mg/L,TP含量为0.014 mg/L,TOC含量为0.406 mg/L。对照《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)TOC、TN、TP超过Ⅰ类水质标准,TN、TP超标倍数分别为0.63、0.4,超标率分别为66.7%、33.3%。相关性分析表明,TOC与TN、TN与TP的相关系数分别为R12﹦0.930 5,R22﹦0.693 2,说明碳、氮含量变化趋势相关性较好,氮、磷含量变化趋势相关性较差,水体中TN、TP来源不同。研究表明,C/N约为1.263,N/P约为23.28,表明有机质来源具有单一性,磷是星星海潜在营养化的限制因子。【结论】TN、TP的含量超过了《地表水环境质量标准》的Ⅰ类水质标准,达到了《地表水环境质量标准》的II类水质标准。星星海水体未达到富营养化状态。     

退耕植茶地土壤碳氮磷生态化学计量学特征

研究不同退耕植茶年限土壤有机碳、全氮和全磷的质量分数分布及其生态化学计量学特征,以期为退耕植茶地土壤持续利用和茶园持续发展提供理论依据。选取退耕植茶2~3 a(RT2-3), 9~10 a(RT9-10)和16~17 a(RT16-17)的各5个样地为研究对象,以邻近耕地作为对照,采用野外调查与室内分析相结合的方法,按0~10,10~20和20~40 cm土层取样,测定土壤有机碳、全氮、全磷的质量分数,并计算了碳、氮、磷之间的计量比。结果表明:随着退耕植茶年限的延长,土壤有机碳、全氮质量分数表现为先显著降低后增加的趋势(P<0.05),全磷质量分数变化较为稳定。0~10 cm土层,退耕植茶地土壤碳氮比(C/N)显著高于对照地,退耕植茶地土壤碳磷比(C/P)和氮磷比(N/P)显著低于对照地;10~20 cm土层,退耕植茶地土壤碳氮比显著高于对照地,碳磷比在各样地间均无显著差异,氮磷比则表现为对照地土壤显著高于退耕植茶地;20~40 cm土层,碳氮比表现为RT2-3显著高于其他样地,碳磷比和氮磷比在各样地间均无显著差异。退耕植茶后,土壤碳氮比显著增加,有机质分解速率降低。退耕植茶有利于土壤有机碳、全氮的积累;虽有利于提高土壤中磷的有效性,但随着植茶年限的延长,磷素对退耕植茶地限制性逐渐增强。     

土壤微生物量磷及碳磷比随加入无机磷量的变化

土壤微生物量磷是植物磷素营养非常重要的来源，变化幅度很大，受多种因素影响。本研究向土壤中加入32P标记的KH2PO4，同时分别加入KH2PO4 0，10，20，40，80，240 mg P kg-1，再加入葡萄糖(5000 mg C kg-1土)和尿素(200 mg N kg-1土)， 25℃下培养30d后，分别在2，6，12，18，30d采样测定土壤微生物量碳和微生物量磷，旨在了解土壤无机磷含量对土壤微生物量磷及碳磷比的影响。结果表明，加入的无机磷对土壤微生物量碳无显著的影响，但迅速被微生物吸收并富集在微生物量中。在培养的第2d，微生物量磷有一半以上来自加入的无机磷。并且，在一定范围内（Olsen-P约50 mg kg-1），土壤微生物量磷随土壤Olsen-P提高而增加，土壤Olsen-P每提高1个单位，土壤微生物量磷增加0.65个单位。微生物量碳磷比则相反，随土壤Olsen-P增加而降低。     

马尾松叶片-凋落物-土壤的碳氮磷化学计量特征

以赣南马尾松天然林为研究对象,采用空间代替时间的方法,通过典型样地调查和样品测定,分析不同林龄马尾松林叶片、凋落物和土壤的C、N、P含量及化学计量特征。结果表明:(1)各龄组的C、N、P含量均表现为土壤<凋落物<叶片,且三者之间均呈现显著性差异(P<0.05),叶片C、N、P含量均在近熟林达最大值;土壤C含量为成熟林最大,而N、P含量则近熟林最大;凋落物的C含量则成熟林最小,N、P含量为近熟林最小。(2)不同龄组之间,C含量在叶片、凋落物、土壤中均有显著差异(P<0.05),N、P含量及C∶N、N∶P在土壤中有显著差异(P<0.05),C∶N和C∶P在凋落物中有显著差异(P<0.05)。(3) C、N、P含量及其化学计量比在叶片、凋落物、土壤各自的相关性优于两两之间,而两两间的相关性主要体现在叶片P与凋落物N、叶片P与土壤P、叶片N∶P与凋落物N∶P。土壤有机质的矿化作用偏慢,林木的生长、凋落物分解均受到N元素的限制,P元素的有效性偏低;叶片、凋落物、土壤的主要化学计量指标之间具有明显的耦合性,P元素相比C、N元素在叶片、凋落物、土壤三者之间的相关性更为明显。     

梅、桃、李、杏、樱的RAPD分析

用ＲＡＰＤ技术对梅的野生种及其近缘种桃、李、杏、樱共计１７个样品的系统发育进行了研究．１２个１０碱基的随机引物共扩增出１３１条带,其中６５条为多态性带．通过对这些扩增带的分析,作者认为梅的基因中渗入了较多的杏、李基因．聚类分析的结果表明：李、杏在梅的系统发育过程中处于基本等同的地位,桃、樱与梅的亲缘关系则相隔较远．     

梅、桃、李、杏、樱的RAPD分析

用ＲＡＰＤ技术对梅的野生种及其近缘种桃、李、杏、樱共计１７个样品的系统发育进行了研究．１２个１０碱基的随机引物共扩增出１３１条带,其中６５条为多态性带．通过对这些扩增带的分析,作者认为梅的基因中渗入了较多的杏、李基因．聚类分析的结果表明：李、杏在梅的系统发育过程中处于基本等同的地位,桃、樱与梅的亲缘关系则相隔较远．     

旱作条件下免耕对土壤微生物量碳、氮、磷的影响

在干旱半干旱的定西市安定区李家堡镇设计田间定位试验,运用氯仿熏蒸浸提法测定土壤微生物量碳、氮和磷,研究免耕对土壤微生物量的影响.结果表明:免耕能提高表层土壤微生物生物量,免耕配合秸秆覆盖相比传统耕作在表层土壤中土壤微生物量碳增加了78.4%,土壤微生物量氮增加了89.6%,土壤微生物量磷增加了29.6%,免耕的生物活性主要表现在耕层.