和田枣树/小麦系统氮素吸收利用差异研究

通过田间试验,研究和田地区枣树/小麦系统对氮素的吸收利用以及复合群体对不同土壤深度土壤矿质氮素吸收的差异,阐明复合系统对氮素高效利用的空间生态位补偿机制。以骏枣和新冬20号为实验材料,利用15N同位素标记法研究复合系统氮素的吸收利用。间作体系的N吸收量、NDFF、氮素利用效率较单作加权平均值高;枣树的氮素利用率低于小麦;各系统的氮素利用率最低值均出现在15N施入的120、200 cm处理;针对枣树/小麦复合系统内的氮素种间竞争,建议在田间管理中增施一定肥料以助于缓解这种氮素竞争。     

水、盐胁迫下长穗柽柳和梭梭碳氮同位素组成的变化特征

了解干旱和盐胁迫下不同光合类型荒漠植物的响应特征,对预测气候变化下干旱区荒漠生态系统的植被组成和功能具有重要理论意义。碳氮稳定同位素组成能够指示植物对环境胁迫的响应和适应,可以作为许多植物生理整合过程的代用指标,以此分析不同水分和NaCl处理下新疆荒漠优势种C_3植物长穗柽柳(Tamarix elongata Ledeb)和C_4植物梭梭[Haloxylon ammodendron(C.A.Mey.)Bunge]一年生幼苗碳氮同位素组成的变化特征。结果表明:(1)梭梭和长穗柽柳叶片稳定性碳同位素组成(δ~(13)C)与盐度呈正相关关系;干旱处理下长穗柽柳的δ~(13)C值随水分的降低显著增大,而梭梭的变化不显著。2种植物的稳定氮同位素组成(δ~(15)N)与盐度呈负相关关系;干旱胁迫下,两者δ~(15)N值均显著减小。(2)随着处理时间的延长,梭梭δ~(13)C值减小而长穗柽柳δ~(13)C值增大;梭梭15N含量增加而长穗柽柳15N含量减少。(3)梭梭和长穗柽柳的δ~(13)C值与其他生理指标显著相关,表明δ~(13)C值对植物受环境胁迫的程度有较好的指示作用。     

山地林火烧迹地土壤水分动态变化

在日本冈山县备前市久久井地区的一片森林火烧迹地,设立了三块不同样地进行调查研究,对火烧后由于降雨引起的水分的动态变化进行了实验分析,发现三块样地的水分流失、pH值和阴阳离子变化程度不同。同时参照国内外其他地区的研究结果,寻求减少土壤水分流失的最佳方法,从而选择最适植被恢复方式,为我国大兴安岭地区火烧迹地的植被恢复提供理论依据。     

贺兰山西坡草地植物多样性与其叶片C∶N∶P计量比的关系

植物生态化学计量学特征的地理学分布规律及其影响因素的研究是生态学研究的热点问题之一。以贺兰山西坡不同海拔高度7个群落为对象,研究群落物种多样性与植物叶片碳（C）[JP20]∶[JP]氮(N)[JP20]∶[JP]磷(P)计量特征的关系。结果表明：贺兰山低海拔区域,植物群落物种丰富度与群落植物叶片N[JP20]∶[JP]P及其变异系数间无显著相关关系,没有支持“群落植物叶片N[JP20]∶[JP]P介于14～16时,群落植物丰富度最高;N[JP20]∶[JP]P＜14或N[JP20]∶[JP]P＞16时,群落植物丰富度均较少”的模型,以及“群落植物丰富度与群落植物叶片N[JP20]∶[JP]P变异系数正相关”的假设。其原因在于所调查样地群落植物丰富度均较低,且各样地物种丰富度相对集中,梯度较小（9～16种）。     

石羊河下游青土湖白刺灌丛水分来源及其对生态输水的响应

通过测定人工湖面不同距离白刺灌丛生长季降水、土壤水、地下水、植物水的稳定氢氧同位素变化特征,结合IsoSource模型,定量分析了白刺灌丛生长季的水分利用策略。结果表明:随样地与人工湖面距离的增加,0-200m水平范围白刺灌丛各土层平均土壤水分逐渐减小,其中0m样地最高为10.02%,200m样地最小为5.24%,对250m-600m样地各土层平均土壤水分的影响不大。受蒸发及降水季节变化的影响,白刺灌丛0-70cm土壤水及其δ~(18)O变化剧烈。土壤水的δ~(18)O介于-8.78‰～16.39‰,平均值为0.14‰。地下水的δ~(18)O介于-4.19‰～-3.55‰,平均值为-3.89‰。降水的δ~(18)O介于-17.31‰～3.37‰,平均值为-6.36‰。湖水的δ~(18)O介于-1.84‰～11.66‰,平均值为3.02‰。木质部水的δ~(18)O介于-5.98‰～2.74‰,平均值为-3.59‰,各样地不同土层土壤水分δ~(18)O差异显著(P<0.05)。随样地与人工湖面距离的增加,白刺灌丛逐渐利用更深层次的土壤水及地下水。     

水肥配比对葡萄生长发育及15N－硫酸铵吸收分配及利用的影响

以无核白鸡心葡萄为试材,采用15N 同位素标记示踪法研究了不同水肥配比对葡萄幼树生长和15 N －硫酸铵吸收、分配及利用的影响。试验设置3个水分处理（75％～80％ FC 、55％～60％ FC 、40％～45％ FC）和3个肥料配比（N∶P∶K ＝2∶1∶3、N∶P∶K ＝2∶1∶5、N∶P∶K ＝2∶5∶3）,共9个处理。结果表明：不同水肥配比处理间葡萄幼树新梢粗度、叶面积、叶绿素含量差异显著,以55％～60％ FC 、N∶P∶K ＝2∶5∶3的水肥处理能有效促进植株新梢粗度、叶面积的增大,最适宜葡萄幼树的生长。以40％～45％ FC 、N∶P∶K ＝2∶1∶3的水肥处理更有利于叶绿素的积累。综合生长期光合速率和蒸腾速率,以55％～60％ FC 、N∶P∶K ＝2∶5∶3的水肥处理可降低蒸腾速率,提高光合速率。不同水肥配比处理并没有改变树体各器官间15 N 丰度（ Ndff％）的高低顺序和15 N 分配规律,但同一器官的 Ndff％和15 N分配率在不同处理间有所不同,轻中度水分胁迫下,葡萄植株对15N 的征调能力较高。不同水肥处理对葡萄各器官15N 分配率和利用率的影响存在差异,根系的15N 分配率、利用率均显著高于其他器官,分别达43．37％和 11．17％。主干和新梢次之,叶片最小。轻度水分胁迫下增加磷钾肥比例对提高葡萄植株的氮肥利用率有促进作用。综上所述,各肥水配比处理中以55％～60％ FC 、N∶P∶K ＝2∶5∶3的水肥处理为最优处理,建议在无核白鸡心葡萄幼树生产栽培中按照此配比进行肥水管理。     

水分对旱稻土壤及植株中主要营养元素含量的影响

在防雨棚池栽条件下研究了不同水分处理下土壤矿质元素的释放及旱稻植株对矿质元素的吸收利用特点。结果表明：土壤水分对土壤N、P、K含量及植株养分吸收存在明显影响。随着土壤水分含量的提高,土壤硝态氪含量显著下降,氨态氪含量显著上升;磷素在低水分处理下先升高后基本保持较高水平,而在高水分处理下有一个升降升的变化过程;钾素在65％、100％水分处理下在分蘖中后期显著大于其它水分处理,而在分蘖前期各水分处理都有一个先降后升的变化趋势。在植株对矿质元素的吸收上,100％水分处理下植株体内的全氮含量一直呈下降趋势,65％、75％处理下磷素变化呈“U”型,其余各处理下植株体内的N、P、K含量都呈W型变化。随土壤含水量的增加,旱稻植株对N、P、K的吸收总量均增加。     

荒漠绿洲井灌农田砂质土壤氮素淋失规律研究

应用土壤-作物系统模型模拟分析了内蒙古阿拉善地区不同水肥管理模式(传统和改进)下的土壤水分动态、氮素淋失以及春玉米生长过程。结果表明,当前农民传统水肥管理的水分渗漏量和氮素淋失量非常大,分别达到了303mm和179kg N/hm~2,而改进处理的水分渗漏量和氮素淋失量约是传统处理的一半。两种管理模式的水分利用效率差别不大,而氮素利用效率差异较大,分别为25.3和32.5kg/(kg N),改进模式要明显好于传统模式。     

阴坡-阳坡梯度上的植物叶片N:P化学计量学特征研究

通过对甘南亚高山草甸不同生境的18个植物样地的调查,研究了物种叶片N、P含量及其化学计量学特征,并结合分析土壤养分,探讨了它们与土壤N、P含量、有机质、水分及N∶P比值之间的关系。研究结果显示:甘南亚高山草甸植物叶片N含量在不同坡向之间的变化范围为4.46 ～ 26.59 mg· g^-1,平均为16.24 mg·g^-1;P含量变化范围为0.71 ～ 1.98 mg·g^-1,平均为1.37 mg·g^-1;N∶P比值变化范围为6.43～ 17.75,平均为11.60。叶片N含量及N∶P在不同坡向梯度上没有显著差异(P＞0.05)；叶片P含量在不同生境下差异显著。物种之间叶片N、P含量及N∶P均有显著差异(P＜0.05),而物种与生境的交互作用对叶片N、P含量及N∶P之间差异不显著。根据限制性因子的N∶P阈值判断,该地区植物生长受N限制,这也体现了该地区植物对其生境的一种适应。     

矿山复垦区土壤水分时空分布对植被恢复的影响

以阜新煤矿区矸石山和排土场为研究对象,采用变异系数和有效水分参数相结合的方法,研究土壤水分时空分布对植被恢复的影响。结果表明:受土壤物质组成及形成方式的影响,矿区3个典型样地土壤水分的变异系数和有效水分参数均存在较大差异,并直接影响地上植被的生长。现有植被根系的分布对各层土壤水分尚未达到最佳利用效果。在生态重建时,排土场覆土平台应以草本和浅根灌木相结合为主,慎栽深根植物;排土场自然风化平台应以野草自然生长为主,并兼顾不同根深乔灌木混植方式;矸石山土壤水分因多处在迟效水或无效水范围,不利于植物生长,应以节水工程措施为主,以植被措施为辅加以治理。人工覆土措施可明显改善矿山复垦区土壤水分的分布状况。     

青海湖东沙地不同植被恢复措施下土壤水分变化特征

土壤水分是沙地植被格局和过程改变的主要驱动力,也是干旱半干旱区植物生长最大的限制因子。沙漠地区的土壤水分表现出明显的空间异质性。以高寒半干旱沙地青海湖东沙地为研究区,以栽植人工固沙植物(小叶杨、樟子松、沙棘和乌柳)的沙丘和自然固定沙丘(沙蒿为优势种)作为研究样地,探讨不同固沙植物影响下的沙丘不同地貌部位土壤水分变化特征。结果表明:(1)土壤水分的季节变化受降水、植被蒸腾作用和地表蒸发的共同影响,不同物种的分布模式具有差异性,但都表现为7月的土壤含水量最高。(2)同一植物在不同地貌部位的土壤含水量具有差异性,小叶杨在迎风坡最高,樟子松、沙棘和乌柳在背风坡最高,而沙蒿在丘顶最高,但只有乌柳的土壤含水量在沙丘地貌部位间的差异明显(P<0.05)。不同植物在同一地貌部位的土壤含水量也具有差异性,迎风坡樟子松的土壤含水量最小,只有1.81%,而沙蒿的土壤含水量能达到3.48%。丘顶处乌柳的土壤含水量仅为1.82%,而沙蒿可达3.58%。背风坡处的土壤含水量相差不大,乌柳最大为3.41%。(3)土壤水分随着土层深度的变化模式不同,土壤含水量整体表现为10~20 cm处最高。不同植物的土壤水分的垂直分布具有差异性,小叶杨和樟子松下方的土壤含水量随着土层深度的增加而降低,沙棘和沙蒿表现为120 cm土层深度内无明显变化,而乌柳下方的土壤含水量随着土层深度的变化在各地貌部位不同,具体表现为迎风坡无明显变化、丘顶降低和背风坡增加的趋势。土壤水分在高寒半干旱沙地不同植被恢复措施下的分布除受到降水、土壤分布、物种类型、植物根系分布的影响之外,还与沙丘微地貌形态具有一定的相关性。     

基于微地形和土地覆被的土壤水分空间变异性——以玛纳斯河流域绿洲为例

采用经典统计学和地统计学方法,对玛纳斯河流域绿洲0～70 cm土层土壤水分的空间异质性及其影响因子进行研究.结果表明:各层土壤水分均符合正态分布.从变异系数看,均属于中等变异,变异系数介于0.293～0.371,其中表层水分变异程度最高,达到0.371;0～10 cm,10～20cm,20～30 cm和30～50 cm...     

日光温室不同水分条件下盆栽黄瓜产量和土壤微生物数量

在日光温室内盆栽条件下,研究土壤水分对黄瓜产量和土壤微生物数量的影响,结果表明(1)土壤水分含量初花期和初瓜期为田间持水量的80%～90%、盛瓜期90%～100%、生育后期70%～80%的处理黄瓜产量最高,为389.65g/株;其次为初花期土壤水分为田间持水量的90%～100%、初瓜期80%～90%、盛瓜期70%～80%、生育后期90%～100%的处理,产量为351.49g/株;初花期土壤水分为田间持水量的80%～90%、初瓜期90%～100%、盛瓜期70%～80%、生育后期80%～90%的处理产量最低,为257.54g/株。(2)不同水分处理土壤微生物的数量变化不同黄瓜初花期,土壤水分为田间持水量80%～90%的处理土壤细菌数量最多,土壤水分为田间持水量70%～80%的处理和90%～100%的处理土壤细菌数量少,且二者差异不大。黄瓜初瓜期和盛瓜期当土壤水分由低变高时细菌数量增加,相反细菌数量减少,黄瓜生育后期当土壤水分从高变低时细菌数量增加,水分稳定不变或从高变为中等水平或从低变为中等水平时细菌数量减少。土壤真菌数量在土壤水分含量低时和土壤水分相对稳定的情况下增加,否则减少。各处理土壤放线菌在黄瓜初花期和初瓜期数量差异不大,盛瓜期各处理土壤放线菌的数量增加,生育后期多数处理土壤放线菌的数量有所下降。     

黄土高原西部人工灌木林土壤水分分布规律

利用便携式中子水分测定仪,对黄土高原西部丘陵区不同立地条件、不同灌木类型覆盖下土壤水分含量进行观测研究,同时对人工灌木林土壤水分分布规律进行了初步的探讨。结果表明：阴坡土壤水分储量最高,其次为半阴坡和半阳坡,阳坡最低,坡向因子与土壤水分储量呈显著正相关,坡位因子与土壤水分储量相关性不显著。柠条(Caragana korshinskii)、半日花(Helianthemum songaricum)耗水量较大,沙木蓼(Atraphaxis bracteata）、梭梭(Haloxylon ammodendron)等耗水量居中,荒漠锦鸡儿(Caragana roborovskyi)、甘蒙锦鸡儿(Caragana opulens)、枸杞(Lycium chinense)耗水量较低,在植被恢复过程中,应根据物种抗旱性的不同在不同坡向进行合理的配置。从单株植物对土壤水分水平分布的影响看,随着离树干距离的加大,土壤水分含量越高,但在不同的土层深度土壤水分水平分布特征有差异。     

短期增温下青藏高原多年冻土区植物生长季土壤水分的动态变化

以青藏高原腹地典型高寒草甸植被类型为研究对象，采用红外灯加热的方法模拟全球增温，并利用水分探头，于2012年植物生长季（5—9月）获取0~100 cm不同土层深度土壤水分含量数据，并分析其对增温的响应。结果表明：① 短期增温对高寒草甸土壤水分含量有提高作用，但增幅并不显著（P>0.05），平均提高2.85%。② 土壤水分含量随土层深度的增加呈现先减少后增加的趋势，在10~20 cm土层深度处降为最低值13.8%，在60~100 cm土层深度附近达到了20.57%的最高值；对照组5个月10~20 cm土层深度的土壤水分含量显著低于其他土层，而增温组0~20 cm土层深度的土壤含水量显著低于其他土层深度，表明增温对表层（0~10 cm）的土壤含水量影响较大，对深层土壤含水量的影响则较小，而且短期增温不会对土壤水分的垂直分布趋势产生影响。③ 土壤水分含量随时间的变化，在5—8月呈上升趋势，表明在青藏高原北麓河地区植物生长季，8月是其土壤水分含量最充足的月份，到了9月土壤中含水量开始降低，但5个土层深度降幅均不明显；增温组土壤水分含量随时间的变化趋势与对照组基本一致。     

土壤水分和氮素对春小麦叶片抗氧化系统的影响

植物的抗逆性与其清除活性氧(ROS)的能力相关,提高抗氧化代谢水平是增强植物胁迫耐性的有效途径.以抗旱性不同的3个品种为材料,研究土壤水分和氮素水平及其耦合效应对春小麦叶片抗氧化系统的影响,以探讨水、氮对春小麦抗氧化系统的影响规律及抗氧化系统与抗旱性间的关系.结果表明:干旱胁迫使春小麦叶片丙二醛(MDA)含量升高,膜质...     

Phytotoxic activity of pethoxamid in soil under different moisture conditions

The phytotoxic activity of soil-applied pethoxamid [2-chloro- N -(2-ethoxyethyl)- N -(2-methyl-1-phenyl-1-propanyl) acetamide], (TKC-94), on the plant growth of rice ( Oryza sativa cv. Kiyohatamochi ) seedlings as an assay plant in soil was investigated under different soil moisture conditions. The phytotoxic activity of pethoxamid mixed with soil on the shoot and root growth of rice seedlings was uppermost under the highest soil moisture condition and it decreased with declining soil moisture content, while the inhibition was greater on the root growth than the shoot growth. The amount of pethoxamid adsorbed on soil solid and the concentration of pethoxamid in soil water from soil applied with this herbicide were not influenced by the soil moisture content. In addition, the phytotoxic activity on the growth of rice seedlings in sea sand culture applied with the soil water from the herbicide-applied soil was not influenced by the soil moisture content. In the sea sand culture, the phytotoxic activity of pethoxamid was significantly reduced in negative water potential as the concentration of polyethylene glycol-6000 added to the water increased. It is suggested that the phytotoxic activity of pethoxamid in the soil primarily depends on the concentration in soil water, but the phytotoxic activity was affected by soil moisture through the effect on absorption of this herbicide by rice seedlings.     

水氮耦合对油菜生长及氮肥利用效率的影响

在油菜种植主产区,定量研究了不同水分管理和氮素施入对油菜生长和氮肥利用的影响,为油菜高产高效生产科学施肥提供理论依据。于2015—2017年度在重庆西南大学日光温室开展油菜水肥耦合效应盆栽试验,比较高水W1(90%田间持水量)、中水W2(70%田间持水量)、低水W3(50%田间持水量)三个水分梯度和高氮N1(150%常规施氮量)、中氮N2(100%常规施氮量)、低氮N3(50%常规施氮量)三个氮肥水平共9个处理对油菜产量、生长性状、氮素吸收和氮肥利用率的影响。结果表明:油菜株高、茎粗、叶片数、有效分枝数对水分因素不敏感,主要受氮素影响。本试验中当土壤含水量达到田间最大持水量的90%,施氮量才对根系形态特征指标、根系干物质量产生影响。水氮因素对土壤的全氮含量影响不显著,主要影响作物的全氮含量,作物氮含量随着施氮量的增加而增加,随着土壤含水量的增加则呈下降趋势;油菜产量在不同施氮水平下差异不显著,随着土壤含水量的增加呈增加趋势。氮肥表观利用率、氮肥偏生产力、氮肥农学效率和氮肥生理利用率均随着施氮量的减少而增加,同一施氮水平下随着土壤含水量的增加而增加。综合考虑,本研究中最优水氮组合为W1N3,即灌水水平控制在田间持水量的90%、施氮量为0.12 g·kg~(-1)。     

沙棘柔性坝影响下砒砂岩沟道土壤水分空间变异分析

根据典型砒砂岩区内蒙古鄂尔多斯准格尔旗境内植有沙棘柔性坝的东一支沟道与无任何植物的对比沟道的表层(0-30cm)土壤含水量数据,运用地统计学方法分析与探讨了沙棘对砒砂岩区小流域沟道土壤水分小尺度空间变异的影响。结果表明:沙棘可明显提高砒砂岩区小流域沟道土壤含水量;沙棘柔性坝沟道与对比沟道土壤含水量具有明显的空间变异特征,沙棘柔性坝沟道土壤含水量在1-6m变程内具有中等程度的空间自相关性,对比沟土壤含水量在1-5m变程内具有较高的空间自相关性;土壤含水量分数维值表明,沙棘柔性坝沟道土壤含水量的空间依赖性比对比沟的要弱些;沙棘对小尺度土壤水分空间分布格局及其异质性有显著影响。应当指出的是,虽然降雨是土壤含水量空间自相关与分布格局影响的主要因素,但干旱条件也不容忽视,在长时间地表蒸发及植物蒸腾作用下,沟床表层土壤含水量空间变异性会进一步加强,且在一定程度上会影响沟床表层短根系及一年生草本植物的生长与分布。