CO2浓度升高条件下水稻蒸腾与N吸收的关系

利用FACE（Free Air Carbon Dioxide Enrichment）平台技术,用水培试验研究了低氮（14 mg/L）和高氮（28 mg/L）水平下,大气CO2浓度升高条件下水稻蒸腾与N吸收速率的相关关系。结果表明,在CO2浓度升高条件下,水稻生物量增加了36%（低N）和29%（高N）;总吸N量也增加达7%（低N） 和5%（高N）;而总蒸腾量减少28%（低N）和10%（高N）。由于促进更多分蘖的发生,高CO2浓度使分蘖期水稻平均N吸收速率提高了31%～156%（低N）和19%～87%（高N）,在其他时期无明显影响;而高CO2浓度对水稻平均蒸腾速率的影响主要表现在抽穗到灌浆末期。在对照条件下,平均蒸腾速率和平均N吸收速率呈显著正相关;但在CO2浓度升高条件下,两者相关关系不显著。说明人们所推测的“蒸腾效应”——高CO2浓度条件下降低了的蒸腾作用并非影响水稻N吸收的关键因素。     

外源镧的吸附对红壤阳离子交换量和溶液组成的影响

采用不同用量外源锋土镧,研究其在红壤上的吸附及对红壤阳离子交换量和溶液组成的影响。结果表明,红壤对Ｌａ＾３＋具有较大的吸附容量和具有较高的可解吸性。当外源Ｌａ＾３＋浓度小于４００ｇｍ／ｋｇ时,被吸附的Ｌａ＾３＋具有较高的非交换性。阳离子交换量受外源镧的影响不显著;当外源镧浓度大于３００ｍｇ／ｋｇ时,土壤盐基饱和度与有效阳离子交换量显著降低,而交换性酸和交换性铝显著增加。浸出液中的盐基离子浓度随外源     

生物质炭的固碳减排与合理施用

近年来开展了大量短期一次性施用生物质炭对作物产量、土壤碳库和温室气体排放的研究。研究表明生物质炭能增加土壤碳库,但对作物产量、CH4和N2O排放的影响受生物质炭性质和土壤类型影响。生物质炭用在酸性土壤上比中性或碱性土壤上更能提高作物产量。草本或木本炭能减少N2O排放,但畜禽粪便炭不能减少N2O排放。在热带、亚热带地区生物质炭施用对N2O的减排作用小于温带地区。生物质炭的固碳减排效应除了受生物质炭类型、稳定性和施用区域影响外,还受制炭能耗和裂解气回收技术影响。在未来发展方向上,提出了亟需加强制炭技术、长期连续施用生物质炭效应和生物质炭性质与土壤类型互作研究。     

FACE 条件下休闲和秸秆还田对稻麦轮作农田麦季土壤酶活性的影响

利用中国唯一的江都FACE(Free-airCO2 enrichment,开放式空气CO2浓度升高)平台,研究了大气CO2浓度升高下休闲(fallow,不种作物,但翻耕和施肥与其他处理相同)和秸秆还田对土壤脱氢酶、β-葡萄糖苷酶、转化酶、芳基硫酸酯酶和荧光素二乙酸酯水解(FDA)的影响。研究结果表明:大气CO2浓度升高对于休闲土壤酶活性没有影响。在没有秸秆还田的情况下,大气CO2浓度升高刺激了土壤中脱氢酶、β-葡萄糖苷酶、转化酶、芳基硫酸酯酶的活性和FDA水解,增加幅度分别达到了14.88%、19.41%、11.69%、17.12%和4.47%。除转化酶外,秸秆还田使土壤酶活性增加。随着秸秆还田量的增加,FACE效应先增加后消失。     

大气 CO2 浓度升高对水稻氮代谢影响的研究进展

自工业革命以来,大气中浓度不断升高的CO2对C3植物生长发育的影响十分显著。CO2浓度升高条件下,植物光合作用增强,C同化产物增多,C、N代谢的平衡受到影响,植株N代谢发生变化。水稻(Oryza sativa L.)作为世界上最主要的食物来源之一,其N素营养状况的变化必然引起人类食物品质的改变,近年来已成为人们关注的焦点。本文结合气室条件的研究结果,从水稻N吸收和N积累量、N浓度、N代谢相关酶、不同形态的N(主要是蛋白氮)、C/N比、根系含N分泌物以及N与光合适应的关系等方面,重点收集和整理开放式空气中CO2浓度升高(FACE,Free Air Carbon-dioxide Enrichment)条件下水稻对N素的吸收、分配和利用等方面的研究进展,并对有待进一步深入的问题进行了探讨。     

稀土元素镧对红壤脲酶、酸性磷酸酶活性的影响

通过室内培养和水稻盆栽试验研究了稀土元素镧对红壤脲酶、酸性磷酸酶活性的影响。结果表明 ,在培养试验中 ,镧对土壤脲酶活性表现为刺激作用并随浓度的升高而增强 ,在300mg/kg时 ,刺激作用达到显著水平 ,镧对土壤酸性磷酸酶活性作用不明显 ;在盆栽试验中 ,镧对土壤脲酶、酸性磷酸酶均产生强烈的刺激作用 ,在30mg/kg时 ,刺激作用达到显著水平 ;土壤脲酶和酸性磷酸酶活性是评价稀土农用效应的有效指标。     

CO2浓度升高对水稻生物量及C、N吸收分配的影响

采用FACE(FreeAirCarbon-dioxideEnrichment)技术研究2种N水平下CO2浓度升高对水稻生物量及C、N吸收分配的影响结果表明,与对照相比,高CO2显著降低水稻生物量和C在叶的分配比例,增加其茎、穗和根的分配。高CO2使N在叶的分配降低,穗的分配增加;低N和常规N处理水稻抽穗期根的分配分别降低9.67%和13.1%,其他生育期则增加3.5%~26.6%;拔节期茎的分配分别增加7.03%和5.71%,成熟期分别降低10.5%和7.43%。N水平对水稻生物量和养分分配的影响不显著。     

不同秸秆生物炭复配基质对波斯菊生理性质的影响

为研究秸秆生物炭复配基质对波斯菊（Cosmos bipinnatus）生长的影响,以泥炭、蛭石、珍珠岩和土壤比例4∶1∶1∶4（体积比）作为对照配置基质,将大豆、小麦、水稻、玉米及老化玉米秸秆生物炭按照不同比例替换对照配方中的泥炭作复配基质,直至将其完全代替,每种秸秆生物炭设4个不同比例处理,以期得出适合培养波斯菊的复配基质种类及配比。结果表明：与对照相比,秸秆生物炭复配基质可以促进波斯菊生长,秸秆生物炭复配基质的种类及用量对波斯菊发芽率、生物量、丙二醛含量、过氧化氢酶活性、叶绿体色素浓度、根系活力均具有显著影响。当使用水稻秸秆生物炭（水稻秸秆生物炭20%、泥炭20%、珍珠岩10%、蛭石10%、土壤40%）复配基质培育波斯菊时,波斯菊的发芽率最高,其生物量、过氧化氢酶活性及根系活力与对照相比均显著提高,叶绿体色素浓度、丙二醛含量与对照并无显著差异。     

稻田CO2排放对大气CO2浓度升高的响应

利用FACE (free-air carbon dioxide enrichment)平台,采用静态暗箱-气相色谱法,研究了大气CO2浓度升高对稻田土壤CO2通过土壤-大气(土气)和植被-大气(植气)界面排放的影响.在整个水稻生长季中,土气界面CO2排放通量与土壤表面水层深度指数负相关,且在中期烤田和收获前排水阶段出现较大值;而植气界面CO2排放通量与根系生物量的变化趋势基本一致.在低氮(N 125 kg/hm2)和常氮(N 250 kg/hm2)水平上,高浓度CO2(对照大气CO2浓度+200 μmol/mol)有提高水稻生物量、降低土气和植气界面CO2累积排放量的趋势.在水稻的拔节、抽穗和成熟期,较高的施氮量显著增加水稻地上部分生物量,促进植气界面CO2的排放.研究结果表明,未来大气CO2浓度升高的环境下,稻田生态系统有增加CO2的固定(增加水稻生物量),减少CO2的排放(土气和植气界面CO2的排放)的趋势,可能发挥着碳汇的作用.     

生物炭对退化蔬菜地土壤及其修复过程中N_2O产排的影响

高氮投入的设施蔬菜地土壤易发生次生盐渍化、酸化、板结化等土壤退化现象,也会引起地下水污染、N_2O大量排放等环境后果,严重影响了蔬菜农业的可持续发展。强还原土壤灭菌(reductive soil disinfestation,RSD)作为新兴的退化设施蔬菜地土壤修复方法,能够有效缓解土壤退化,但也导致N_2O大量排放。本研究选用生物炭作为调节剂,评估不同生物炭施加量对退化设施蔬菜地土壤及其强还原修复过程中N_2O排放的影响,并测定反硝化功能基因(一氧化氮还原酶基因nor B和氧化亚氮还原酶基因nos Z)丰度来反映反硝化微生物活性。结果显示:RSD法显著降低了土壤硝酸盐含量、提高了土壤p H,缓解了土壤退化,但其N_2O累计排放量是非修复土壤的950倍以上;施加生物炭具有减排效果,其中施加5%的生物炭显著降低了退化设施蔬菜地土壤及其强还原修复过程中的N_2O排放,其减排量分别为68.7%和16.0%;Pearson相关分析显示,非强还原修复过程和强还原修复过程中土壤N_2O排放速率均与p H显著负相关,而在强还原修复过程中土壤N_2O排放速率还与NO_3~--N含量显著正相关;施加生物炭显著改变了土壤nor B和nos Z基因,线性回归分析表明,非强还原修复过程和强还原修复过程中土壤N_2O排放的微生物机理不同,前者显著受nos Z基因丰度影响,而后者显著受nor B基因丰度影响。在退化设施蔬菜地土壤中施加5%生物炭可有效减低退化设施蔬菜地土壤及其强还原修复过程中的N_2O排放。