干旱条件下南方红壤丘陵地区水分平衡

全球变暖背景下近些年中国南方地区干旱气候事件频发,水土资源匹配态势并不乐观。论文以吉泰盆地为案例区,采用标准化降水指数,系统诊断吉泰盆地近50a的干旱态势,识别干旱的类型与强度;构建水分平衡模型,重演历史干旱气候条件下南方红壤丘陵地区耕地、林地等主要用地类型的水分平衡。研究表明,1960-2010年,吉泰盆地近30%的年份发生了干旱,频率较高。其中,轻旱发生的频次最高,特旱位居其次,吉泰盆地干旱大多发生于伏秋期间;无旱气候条件下,吉泰盆地水分平衡量约为448mm,自然降水整体可以满足林地和耕地等主要用地类型的水分需求,水分盈余是其平衡关系的基本特征,盈余量整体呈现河谷、平原低于丘陵、山地的空间格局;轻、中、重和特旱气候条件下,吉泰盆地耕地水分平衡量由无旱态势下的盈余转为亏缺,林地的水分盈余量下降幅度在37.87%～77.80%;轻、中、重旱气候条件,吉泰盆地的水分平衡量较无旱时依次下降了55.07%、70.28%和96.08%;在特旱气候条件下,缺水量达72mm;随着干旱程度的加剧,吉泰盆地水分盈余量降低、亏缺量增加。     

流域离散化对分布式水文模型径流模拟的影响

以嫩江上游诺敏河古城子水文站以上集水区为研究对象,利用分布式水文模型SWAT (Soil and Water Assessment Tool),对研究区进行6种子流域划分,研究不同时间尺度上径流模拟随流域离散化水平的变化,以了解输入数据空间集总程度对分布式水文模拟的影响.结果表明,在年和月尺度上,不同子流域划分对径流模拟精度影响较小,但在日尺度上对径流模拟精度有影响;不同时间尺度上流域离散化水平对出口流量的影响均较小,但地表径流随子流域数量的增加而增大,相对误差达到35.4％;径流模拟结果对降水量较敏感,湿润年份模拟精度更高,而子流域划分对径流模拟结果的影响在干旱年份以及夏季汛期更显著;当流域离散化达到一定水平即最小集水面积阈值为流域总面积的2％时,增加子流域划分对径流模拟结果的影响较小,但减少子流域划分则会导致模拟结果不稳定,且难以满足流域空间格局分析的要求.     

应用基于红外热画像技术的CWSI简化算法判断作物水分状态

以不同水分处理下的冬小麦为研究对象,通过基于红外测温技术的Jackson理论模式和Jones简化模式分别计算作物水分胁迫指数（CWSI）,并以理论模式计算值为参考,对Jones模式反映华北地区冬小麦水分胁迫的表现进行初步分析.结果表明,两种计算模式得出的CWSI值与不同水分处理下的冬小麦根层土壤含水量均有较好的相关性,但Jones模式可更好地指示作物缺水状态,对叶片气孔导度的变化更敏感.根据研究结果初步确定了冬小麦高产条件下的CWSI阈值.本研究显示Jones简化模型能准确反映作物水分状态,并易于实现田间多点观测,可用于准确指导农田灌溉.     

一维马尔可夫链模拟黑河中游流域土壤质地垂向变异

黑河中游地区土壤剖面砂、黏层次相间排列的特点及部分区域剖面中出现的不透水层对土壤中的水分运动和溶质迁移具有重要影响。该研究调查了黑河中游100km2区域内土壤剖面的质地分层情况,运用一维嵌入马尔可夫链模型模拟该地区的土壤质地剖面。研究表明,研究区土壤剖面共出现砂土、壤质砂土、砂质壤土、壤土、黏质壤土、粉黏壤土和粉黏土7种质地类型,层次厚度呈对数正态分布。粉黏土未在表层土壤出现,而砂土在表层出现的概率明显高于其余质地类型,剖面某一质地层之下多出现细粒含量比其高的下一质地类型。剖面上相邻两质地层之间的转移具有明显的马尔可夫链特征(简称马氏性),且马氏链是平稳的。一维嵌入马尔可夫链模型能够较好地描述研究区土壤质地层次的垂向变化,剖面主要的质地层次组合为:砂—壤、壤—砂、壤—黏、黏—壤。对土壤质地剖面的定量模拟,可以为开展该区域土壤水循环、转化和溶质迁移等相关研究提供参考。     

稻田中藻类的生长状况及其对肥料氮的固持

为了确定藻类对稻田生态系统中氮素固持与迁移过程的影响程度,本研究采用田间小区和15N微区试验,在水稻生长的不同时期,观测了藻类在稻田中的生长状况,定量测定了藻类的生物量和氮素固持量.结果显示,稻田中的藻类具有明显的群落演替特征,水稻生育初期以球状藻为主,中后期则以丝状藻为主.藻类的生长可分为两个阶段,即生长期和衰亡期,其中,生长期从稻秧移栽初期至拔节期,衰亡期从拔节期至水稻收获.在衰亡期,藻类生物量随时间的变化符合生长曲线模式.藻类生物质干重在2007和2009年水稻生育期的变化范围分别为205～610 kg/hm2和12～353 kg/hm2,而藻类氮素固持量则分别为N 5.4～17.5 kg/hm2和N0.4～11.0 kg/hm2.15N微区试验结果显示,藻类对15N的固持量为N 0.3～6.0 kg/hm2,占氮素总固持量的54％～68％,平均为57％,表明藻类固持的氮素中大部分来源于当季施入的氮肥.     

羊草种子萌发相关基因的筛选及表达分析

前期实验表明,变温处理(28 ℃ 12 h/16 ℃ 12 h)可显著提高羊草种子的萌发率,且羊草种子萌发中的第1天是接受变温信号的关键时期。以此为研究基础,结合羊草种子变温萌发的转录组测序数据,针对羊草种子萌发初期对变温处理的响应筛选出与种子萌发、休眠及低温相关的基因24个,利用测序结果中这些基因的RPKM值制作基因表达热图并分析其表达差异。以萌发率高、低的两种羊草种质的种子为材料,对24个基因在恒温12 h(28 ℃)和变温1 d(28 ℃ 12 h/16 ℃ 12 h)萌发处理中的表达分别进行了定量分析。结果表明,与恒温对照相比,变温处理12 h后,表达明显上调的基因有SAIN1,PP2C62,EXPB3,EXPB4,GA3ox,EXPA2和EXPA7,而表达明显下调的基因有bHLH49,GID1,ABI8,Chi1,11833,CBF3,NAC2,PP2C72,SAIN2和5423。通过进一步分析相关基因在高、低萌发率两个种质中表达的差异,筛选出其中可能与羊草种子萌发相关的基因有几丁质酶基因Chi1,转录因子基因CBF3,羊草新基因5423,赤霉素合成基因GA3ox,细胞松弛素蛋白基因EXPB4和羊草新基因SAIN1,将为下一步阐明羊草种子萌发的分子作用机理奠定基础。     

哺乳动物消化道味觉受体和味觉感应研究进展

味觉受体自从被发现以来,人们因对其浓厚的研究兴趣增加了研究的强度和深度,人们对哺乳动物感知味觉的理解也更加深入,包括味觉感知过程的分子基础及其功能等方面。这不仅对人和动物的日常饮食调控具有重大意义,而且可以为治疗某些疾病提供新方法和新思路。本文综述了味觉受体和味觉感知过程的相关研究成果,以期加深对味觉受体分子基础的认识,促进对味觉感知过程的理解,为哺乳动物营养平衡和健康饲养提供重要参考。     

9种牧草对青海同德牧区土壤特性的影响

通过对青海省高寒牧区常见的9种多年生牧草单播2年后耕层0~15cm土壤理化(pH、容重(BD)、有机碳(SOC)、全氮(TN)、无机碳(C)及微生物学性质(微生物生物量碳(Cmic)、氮(Nmic)和群落代谢功能)等指标的测定分析,结果表明,研究区域只有在种植披碱草2年后土壤有机碳含量有所增加,说明与其他草种相比,种植披碱草利于有机质的积累;试验在每年施肥1次的情况下,土壤氮含量仍然偏低,说明此区氮素被过度利用,处于缺乏水平,因此每年增施氮肥数量、频率以及时间上应加强管理。通过对不同牧草种植区土壤各因子的聚类分析,发现贫花鹅观草、无芒雀麦、紫野麦草和扁穗冰草之间相似度较高,表明其对土壤养分及微生物群落功能的影响较为接近,故在大面积种植的时候可根据牧草地上生物量/质量的高低进行选择性播种。从土壤质量方向考虑,种植杂花苜蓿、红豆草和西北羊茅不利于土地的改良。     

作物驯化对根际微生物组的选择效应

驯化是指经过人为干预技术对野生物种的某些可利用性状加以选择、修饰和利用的过程。驯化不仅会引起植物表型的变化,还会进一步导致植物根系形态结构以及相应根际次生代谢产物含量的变化,最终导致根际微生物群落结构和功能发生变化。本文综述了作物驯化过程对作物表型、根系形态及对根际微生物群落结构的影响,初步探讨了作物驯化对根际微生物影响机制,并着重阐述了共生微生物包括丛枝菌根真菌以及根瘤菌与作物驯化的关系,为更好地利用作物野生近缘种的根际有益微生物奠定理论基础。     

陕北矮化栽培山地苹果幼树需水规律预判

采用田间试验的方法,通过对陕北地区矮化(自根砧M9-T337)富士一年生长量及其土壤含水量的测定,收集长时间序列气象资料,根据彭曼公式计算得出山地苹果幼树的潜在腾发量ETc与当年降水量进行对比,进而得出试验区第2年生幼树的需水规律。结果表明:在2017年的降水量条件下,试验区内降水量总和大于幼树需水量之和,但是在7月之前存在阶段性缺水问题;进一步分析得出,不管在湿润年、一般年、一般干旱年和特干旱年降水量条件下,由于陕北地区降水的时间分布不均匀性,虽然年内降水量足够满足果树生长所需水量,但在7月之前存在较为严重的水量亏缺,特干旱年甚至在10月之前都存在着水量亏缺,需要在果树萌芽前(3月)、枝条旺长期(4月)、花芽分化期(5,6月)以及开花期(7月)进行人为补充灌溉4～5次,根据前期降水量以及当前土壤含水量来确定灌水定额,灌水量范围选取果园田间持水量的60%～80%为标准。