水分胁迫下夏玉米根叶保护酶活性变化及其对膜脂过氧化作用的影响

 利用防雨旱棚，研究了水分胁迫下夏玉米根叶保护酶系活性变化及其对膜脂过氧化作用的影响。结果表明：在水分胁迫下，玉米根系、叶片保护酶系SOD、CAT、POD活性均在生长发育前中期显著升高而后期下降，根系SOD、CAT和POD活性小于叶片。膜脂过氧化产物MDA含量随水分胁迫程度加剧而增加，且根系MDA含量小于叶片MDA含量。研究还表明，在水分胁迫下，玉米根系保护酶活性及膜脂过氧化作用对水分胁迫的反应和叶片保护酶活性及膜脂过氧化作用对水分胁迫的反应呈正相关关系，且绝大多数的相关系数达显著或极显著水平。此外，叶片与根系中可溶性蛋白质含量降低。水分胁迫导致夏玉米果穗性状恶化，经济产量大幅下降。造成减产的主要原因是每穗粒数的减少和百粒重的下降。     

干旱对夏玉米根冠生长的影响

利用大型活动式防雨旱棚，人工严格控制不同的土壤含水量，全生育期系统研究了夏玉米根冠生长对水分的响应，结果表明：干旱并不影响夏玉米根系、冠层干物质累积、株高增加、茎(基)粗增大等过程的总趋势。但随胁迫的增强，根、冠干物质累积速率、干物质累积总量降低，根条数变少、株高降低、茎(基)粗变细，但它们并不呈线性相关关系；水分供应量的减少延长了夏玉米的生育周期，随胁迫的增强，根系生物量最大值、最大根条数、冠层最大株高出现的时间延后；根冠比(R/S)随土壤水分的改变而改变；不同水分处理的夏玉米，Ｒ/Ｓ值影响最小的时期是开花—灌浆盛期，最大的时期是在拔节—抽雄，此阶段充分供水处理H的Ｒ/Ｓ是严重水分胁迫处理L的125.77%。充分供水的处理则有最大的根冠比 ( R/S=0.173)。在干旱条件下，协调夏玉米根冠平衡，最大程度发挥根系和地上部叶片的功能，才有利于提高产量。     

小麦对大气CO2浓度及温度升高的响应与适应研究进展

大气CO2浓度及气温升高将影响小麦的生长发育、产量和质量甚至区域作物生产力.阐述了近年小麦对大气CO2浓度和温度升高及其协同作用的响应与适应研究进展,并指出未来研究重点.     

湿地生态水文过程研究进展

生态水文学是20世纪90年代兴起的一门研究生态过程和生态格局水文机制的新学科.综述了湿地生态水文过程的研究进展,着重介绍了植被对水文过程各个环节包括降水截留、湿地蒸发散、径流过程等的影响及其模拟模型,在此基础上指出了湿地生态水文过程的研究重点,提出了未来研究的方向.     

盘锦芦苇湿地凋落物土壤微生物量碳研究

基于盘锦湿地生态系统野外观测站芦苇群落6—10月的定位观测资料,分析了芦苇湿地凋落物土壤微生物量C的动态变化。结果表明,盘锦芦苇湿地凋落物土壤微生物量C未收割区大于河岸区;未收割区和河岸区垂直层次变化不明显。并进行了未收割区和河岸区土壤微生物量C与环境因子的相关分析和通径分析。     

玉米植株残体留田对土壤生化环境因子的影响

采用田间小区试验方法研究了玉米秸秆和根茬留田对土壤生化环境因子的影响。结果表明：玉米秸秆和根茬留田可增加土壤微生物量碳的含量，较对照和单纯化肥土壤微生物量碳分别增加38．4％－84．9％和27．2％＝51．6％；增强土壤pH值的缓冲性能；改善土壤团聚体结构；有利于土壤中氮、磷、钾、铜、锌、铁、锰等养分的释放与调控，为作物生长创造适宜的土壤生化环境。     

内蒙古羊草群落、功能群、物种变化及其与气候的关系

基于1981-1994年内蒙古羊草草原的群落学调查数据和同期气象资料,分析了羊草草原群落、功能群与主要物种变化及其生物量与气候的关系.结果表明,1981-1994年5月羊草群落多样性指数、优势度指数、丰富度指数、群落高度、群落生物量的年际变异显著高于其他月,其中羊草群落生物量的变异性自5-9月依次降低,生物量和多样性不存在显著相关性.羊草群落、功能群、物种的年际变异依次增大;不同功能群中一二年生草本和中生植物的年际波动最大,不同物种间的均衡效应降低了群落的变异性.羊草群落生物量具有气候累积效应,主要受上年10月至当年12月的均温、4-8月降水、上年10月至当年8月累积降水的影响,表明羊草群落生物量变化由不同时段的水热因子协同作用决定.     

玉米群体消光系数的动态变化及其模拟

[目的]研究玉米群体消光系数的动态变化,提高净第一性生产力或产量的准确评估。[方法]基于中国气象局锦州玉米农田生态系统野外观测站2006年玉米生长季（5～9月）的辐射观测数据和叶面积指数动态观测数据,分析玉米群体的消光系数动态变化。[结果]玉米群体生长季消光系数日变化较大,其最大值分别出现在07：00～09：00、15：00～17：00,最小值出现在12：00前后,但变化幅度在抽雄期变小;在较大的时间尺度上（〉5 d）,消光系数（K）与叶面积指数（LAI）呈抛物线关系,决定系数（R2）为0.960 7。当仅考虑消光系数是太阳高度角或叶面积指数的函数时,方程在模拟玉米群体生长季不同时刻的消光系数K值时准确性较差,为此发展了新的消光系数动态模型K=λ（0.784 8-0.001 6θ）（0.154 8 LAI2-0.558 6LAI＋0.654）。[结论]新的消光系数动态模型综合考虑了太阳高度角和玉米生长季叶面积指数对消光系数的影响,模拟效果优于现有的单因子消光系数模型。     

长期水分胁迫对夏玉米根叶保护酶活性及膜脂过氧化作用的影响

利用防雨旱棚研究了水分胁迫对夏玉米根系及叶片保护酶活性及脂膜过氧化作用的影响。结果表明在水分胁迫下,玉米根系与叶片保护酶SOD、CAT、POD活性均在生长发育前中期显著升高而后期下降。即保护酶系统对水分胁迫响应的策略不同,前中期如大口期和抽雄前期主要表现为积极应对,后期如灌浆期和乳熟期主要表现为被动忍耐;根系SOD、CAT和POD活性小于叶片。SOD、CAT、POD活性对水分胁迫的敏感程度不同,SOD对水分胁迫不敏感,水分胁迫后期,SOD仍有较高活性,POD活性则明显降低。膜脂过氧化产物MDA含量随水分胁迫程度加剧而增加,且根系MDA含量小于叶片MDA含量。在水分胁迫下,叶片与根系的可溶性蛋白质含量降低。研究还表明,在水分胁迫下,玉米根系保护酶活性及膜脂过氧化作用对水分胁迫的反应与叶片保护酶活性及膜脂过氧化作用对水分胁迫的反应呈正相关关系,且绝大多数的相关系数达显著或极显著水平。     

未来气候情景下黄淮海平原不同灌溉制度的产量补偿效应模拟

利用黄淮海平原典型农业气象站点生育期和产量资料对CERES-Wheat模型遗传参数进行调试,结合HadGEM2-ES气候模式在RCP8.5（辐射强迫上升至8.5W·m?2的典型浓度目标）情景下的预估结果,模拟分析未来不同时段（近期：2010-2039年、中期：2040-2069年、远期：2070-2099年）雨养条件下冬小麦的减产率（与潜在产量相比）,并比较不同灌溉制度下冬小麦减产率与雨养条件下减产率的差值即灌溉制度的产量补偿效应。结果表明,经参数调试后的CERES-Wheat模型能较为准确地模拟冬小麦生长发育过程。与潜在产量相比,雨养条件对冬小麦造成的减产率在未来近、中、远期分别为47.3%、53.5%和50.9%,黄淮海平原北部Ⅰ-Ⅳ区的潜在减产率高于区域平均水平,而南部Ⅵ区的减产率仅为7.4%（近期）、12.8%（中期）和9.7%（远期）。多种灌溉策略模拟结果表明,不同生育期灌溉对冬小麦产量的补偿效应（指减产率的减少量）差异较大,北部亚区的补偿效应高于南部亚区。拔节水的补偿效应最强,对未来不同时段冬小麦产量的补偿效应为16.3～18.6个百分点;灌浆水次之,补偿效应为5.1～6.1个百分点;而越冬水补偿效应仅为0.4～0.6个百分点。两水灌溉条件下,拔节水+灌浆水的补偿效应为23.6～25.1个百分点,能够挽回雨养损失的50%左右。因此,在未来水分亏缺加剧的背景下,应注重保障拔节期的需水,灌两水情况下重点保障拔节和灌浆阶段需水。