亚热带常绿阔叶林11个树种的细根形态及碳氮含量研究

【目的】研究江西大岗山常绿阔叶次生林中11个树种的细根形态、组织化学元素含量与根序之间的关系。【方法】以大岗山次生林内6个受外生菌根侵染的树种(刨花润楠、小叶青冈、拟赤杨、丝栗栲、檵木和梓木)和5个受内生菌根侵染的树种(山乌桕、深山含笑、杉木、木荷和油桐)为研究对象,采用根序分级法对根系进行分级后,测量并比较各树种前5级根之间根长、比根长及C、N含量的差异。【结果】在细根形态方面,11个树种的根长均表现出随序级升高而增大的趋势,而比根长的表现则相反;在细根C、N含量方面,除3个树种(山乌桕、檵木和梓木)5级根C含量小于4级根、1个树种(油桐)2级根C含量小于1级根外,其余7个树种根组织的C含量均表现为随序级升高而增加;11个树种中除山乌桕外,其余10个树种根组织的N含量均表现为随序级升高而降低;在C/N上,有9个树种的C/N随序级升高而增加,其余2个树种(山乌桕和梓木)4级根的C/N略高于5级根。在不同树种间,同一序级的细根在细根形态和C、N含量上差异明显。6个受外生菌根侵染树种的根长和C、N含量均较5个内生菌根侵染树种大,而比根长以外生菌根侵染树种相对较小。【结论】11个树种前5级根根长、比根长、C含量、N含量和C/N随着序级增加而表现出相似的变化规律,生长在根系先端的1级根根长、C含量和C/N最小,比根长和N含量最大,随着序级的增加,根长、C含量和C/N增加,而比根长和N含量降低。受外生菌根侵染的树种,其根长、C含量和N含量均大于受内生菌根侵染的树种。11个树种之间细根形态和C、N含量存在明显差异,表明不同树种对地下环境的适应策略及对土壤养分的利用效率存在差异。     

不同氮素利用效率基因型油菜氮素营养性状的差异

【目的】研究盆栽条件下不同氮素利用效率基因型油菜氮素营养性状的差异,为揭示植物高效利用氮素的机理和氮高效基因型油菜品种的选育提供依据。【方法】在低氮(施N 0.1g/kg)和高氮(施N 0.3g/kg)条件下,采用土培盆栽试验对50份不同基因型甘蓝型油菜的氮利用效率进行分析,从中筛选氮高效基因型和氮低效基因型油菜,研究不同氮利用效率基因型油菜各器官及其不同生长阶段的氮含量、氮素累积量及各器官氮累积量占植株总氮素累积量的比例的差异。【结果】1)油菜氮利用效率与籽粒、果荚皮壳、茎叶氮含量均呈显著或极显著负相关,无论氮素供应水平高低,氮高效基因型各器官氮含量均低于氮低效基因型。2)高氮条件下,油菜氮利用效率与果荚皮壳、茎叶、根系氮素累积量和植株总氮累积量均呈显著或极显著负相关;成熟期氮高效基因型油菜果荚皮壳、茎叶、根系氮素累积量和总氮素累积量均显著低于氮低效基因型。低氮条件下,油菜氮利用效率与成熟期果荚皮壳、茎叶氮素累积量均呈显著或极显著负相关,而与成熟期籽粒氮素累积量和植株总氮累积量呈显著正相关;氮高效基因型油菜的籽粒氮素累积量显著高于氮低效基因型,果荚皮壳和茎叶氮素累积量均低于氮低效基因型,总氮素累积量高于氮低效基因型。3)高氮条件下,油菜氮利用效率与茎叶和根系氮素累积量占总氮素累积量的比例均呈显著或极显著负相关,而与籽粒氮素累积量占植株总氮素累积量的比例呈极显著正相关;氮高效基因型油菜籽粒氮素累积量占总氮素累积量的比例明显高于氮低效基因型,而茎叶和根系氮素累积量占植株总氮素累积量的比例均明显低于氮低效基因型。在低氮条件下,油菜氮利用效率与果荚皮壳、茎叶和根系氮素累积量占植株总氮素累积量的比例均呈显著或极显著负相关,而与籽粒氮素累积量占植株总氮素累积量的比例呈正相关;氮高效基因型籽粒氮素累积量占总氮素累积量的比例明显高于氮低效基因型,而果荚皮壳和茎叶氮素累积量占总氮素累积量的比例则明显低于氮低效基因型。4)相对于氮低效基因型,氮高效基因型油菜氮含量对氮素反应更敏感;氮低效基因型油菜氮素累积量对氮素供应水平的敏感性较氮高效基因型油菜高。无论是氮高效基因型还是氮低效基因型,茎叶和果荚皮壳氮含量及氮素累积量对氮素的反应均较籽粒和根系敏感。【结论】不同氮素利用效率油菜的氮含量、氮素累积量和氮素分配比例以及对供氮水平的敏感性存在明显差异。     

中华补血草和德国补血草的耐盐性比较

【目的】比较中华补血草(Limonium sinense Kuntze)和德国补血草（Limonnium tataricum）的耐盐能力。【方法】以中华补血草和德国补血草为试材,设置1.66 （对照CK）,4,6,8,10,12,14 mg/g NaCl胁迫处理,分析不同处理下2种补血草的生长情况及叶片中丙二醛（MDA）含量、超氧化物歧化酶（SOD）活性和电解质外渗率等指标变化,并比较2种补血草叶片的盐腺分布特征。【结果】在1.66～8 mg/g NaCl胁迫下,2种补血草植株外部形态无明显变化;在10～14 mg/g NaCl胁迫下,随盐胁迫程度的加剧,2种补血草盐害症状加重,且德国补血草比中华补血草盐害程度深,出现盐害症状时间早。在 1.66～10 mg/g NaCl胁迫下,2种补血草叶片中的MDA含量变化小,德国补血草在NaCl含量为12 mg/g时、中华补血草在NaCl含量为14 mg/g时,MDA含量上升;SOD活性均随NaCl含量的增加而先升后降,中华补血草增幅大,而德国补血草降幅大;2种补血草细胞电解质外渗率均随NaCl含量的增加而总体呈上升趋势,德国补血草上升幅度大。中华补血草叶表皮分布的盐腺直径极显著小于德国补血草,分布密度极显著大于德国补血草,盐腺面积所占比例较德国补血草大。【结论】中华补血草能耐NaCl含量为14 mg/g的土壤,德国补血草能耐NaCl含量为12 mg/g的土壤,中华补血草的耐盐性强于德国补血草。     

秸秆还田的土壤酶效应初探

【目的】研究不同秸秆还田模式对土壤有机碳含量及酶活性的影响,探讨秸秆还田适宜模式。【方法】试验地位于陕西关中平原的三原县,在小麦-夏玉米一年二熟轮作模式下,采用田间试验,进行2因素3水平试验设计,分别设置小麦、玉米秸秆还田2个因素,每个因素下设3个水平(小麦秸秆还田:小麦秸秆高留茬覆盖还田模式、小麦秸秆粉碎还田模式和小麦秸秆不还田模式;玉米秸秆还田:玉米秸秆粉碎还田模式、玉米秸秆粉碎深松还田模式和玉米秸秆不还田模式),共组成9种模式,分析不同秸秆还田模式下5~30和30~60cm土层土壤有机碳、易氧化碳含量及β-葡萄糖苷酶、FDA水解酶、蔗糖酶、多酚氧化酶、碱性磷酸酶、脱氢酶活性和总体酶活性(TEI)的变化特征。【结果】与对照(玉米秸秆不还田+小麦秸秆不还田)相比,8种秸秆还田模式有机碳、易氧化碳含量均明显增加,其中小麦秸秆不还田+玉米秸秆粉碎还田模式5~30cm土层土壤有机碳含量增幅最大,达到34.72%;小麦秸秆粉碎还田+玉米秸秆不还田模式5~30cm土层土壤易氧化碳含量增幅最大,达到27.02%。与对照相比,秸秆还田模式总体上提高了5~60cm土层β-葡萄糖苷酶、FDA水解酶、蔗糖酶、多酚氧化酶、碱性磷酸酶和脱氢酶6种酶的活性,除脱氢酶外差异均达到了显著水平;在5~60cm土层,所有秸秆还田模式TEI均高于对照,总体上差异达显著水平,其中小麦秸秆不还田+玉米秸秆粉碎还田模式5~30cm土层TEI增幅最大,达到40.23%。土壤FDA水解酶、蔗糖酶和TEI可在一定程度上用于表征秸秆还田模式的优劣。【结论】综合考虑可知,小麦秸秆不还田+玉米秸秆粉碎还田模式是陕西关中地区适宜的秸秆还田模式。     

Cr3+对土壤酶活性的影响

【目的】研究Cr3+含量对土壤脲酶和脱氢酶活性的影响,以筛选出土壤Cr3+污染评价的酶学指标以及影响酶与Cr3+关系的主要因素。【方法】以采自全国的18种典型土样为材料,采用室内模拟方法,研究不同含量Cr3+对18种土壤脲酶和脱氢酶活性的影响。【结果】Cr3+总体上抑制了土壤脲酶和脱氢酶活性。拟合土壤脲酶和脱氢酶活性与Cr3+含量间的关系,结果显示二者呈显著或极显著负相关,且机理为完全抑制(包括竞争性抑制和非竞争性抑制)作用。计算获得Cr3+对脲酶和脱氢酶的临界污染浓度分别为16.38和4.32mg/kg,远小于Cr3+污染国家二级标准。【结论】土壤脲酶和脱氢酶在一定程度上可表征土壤Cr3+污染的程度,土壤pH和有机质分别是影响Cr3+对土壤脲酶和脱氢酶毒害的主要因素。     

外源维生素浸种对甜玉米种子萌发和幼苗生长的影响

【目的】明确不同外源维生素对甜玉米种子萌发及幼苗生长的影响,探讨提高甜玉米种子萌发率及培育壮苗的方法,为生产中选用维生素浸种提供参考。【方法】以储存1年以上的甜玉米品种"中甜1号"为试验材料,用不同质量浓度(10,50,100,200mg/L)的VB1、VB2、VB6、VB12、VPP、VM和VC在25℃条件下浸种24h后播种,研究甜玉米种子萌发期和幼苗期对VB1、VB2、VB6、VB12、VPP、VM和VC处理的生理响应。【结果】除维生素B6(VB6)外,VB1、VB2、VB12、VPP、VM和VC处理都有一个或者几个质量浓度浸种处理对甜玉米种子的萌发和幼苗生长表现出不同程度的促进作用,其中以50~100mg/L VC、VPP处理效果较好,显著提高了甜玉米种子萌发率和幼苗苗高、根长、根冠比及根系活力,幼苗质量高。VC浸种可以显著提高甜玉米幼苗的超氧化物岐化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性,降低MDA的含量。【结论】外源VC和VPP可以作为研制甜玉米种子处理剂的材料。     

长期不同施肥条件下红壤水稻产量可持续性特征

【目的】研究长期不同施肥处理对红壤性水稻土持续生产及可持续性的影响,为水稻的持续性生产提供参考。【方法】在江西进贤红壤性水稻土长期定位施肥试验点,选取不施肥(CK)、施用氮钾肥(NK)、施用氮磷肥(NP)、施用氮磷钾肥(NPK)和氮磷钾肥与有机肥配施(NPKM)5个长期施肥处理,分析不同施肥处理下早稻和晚稻产量的变化,并计算水稻产量可持续性指数(Sustainable yield index,SYI),探究长期不同施肥处理对水稻产量演变的影响。【结果】1981-2005年,与CK相比,NK、NP、NPK、NPKM处理均可明显提高早、晚稻的产量,其中NPKM处理的产量均明显高于其他处理。1981-2005年,除NK处理的早稻产量呈极显著下降(70.8kg/(hm2·年))外,其他施肥处理早、晚稻的产量变化均不显著。不同施肥处理下,早、晚稻的SYI值不同,其中NPK、NPKM处理早、晚稻的SYI值均较高,而其他处理的早、晚稻SYI值较低。水稻SYI值与各处理的平均产量呈极显著正相关,而与产量变异系数呈不显著负相关。【结论】可以通过提高水稻产量及其稳定性来提高水稻生产的可持续性,利用SYI评价水稻高产稳产可持续性还需对其进行改进。     

放牧强度对西藏高寒草甸植被群落和土壤理化性质的影响

【目的】研究放牧强度对高寒草甸植被群落和土壤理化性质的影响,为西藏高寒草甸科学放牧和退化草地生态系统的恢复提供科学依据。【方法】于2010-06-2012-08在西藏邦杰塘高寒草甸开展牦牛放牧控制试验,设置对照(零放牧)、适度放牧和重度放牧3个处理,研究不同放牧强度对植被群落丰富度、均匀度、生物量、盖度、密度、高度和土壤理化性质的影响。【结果】随放牧强度的增加,植被群落的丰富度和总盖度降低,均匀度指数和地上、地下生物量均先增大后减小;高山嵩草和紫花针茅的盖度和高度随放牧强度的增加而降低,密度增大。高寒草甸生态系统中土壤的体积质量和硬度随放牧强度的增加而增大;0~10cm土层土壤总孔隙度随放牧强度的增加而增大,10~20和20~30cm土层总孔隙度变化规律不明显;土壤含水量在0~10cm土层以适度放牧区最高,但各处理间无显著差异(P0.05);随放牧强度的增加,土壤有机质、全氮、速效氮含量以及pH均显著减小(P0.05),速效钾含量在0~10和10~20cm土壤中先增加后减少,速效磷变化无明显的规律性。【结论】重度放牧是高寒草甸植被退化、土壤理化性质改变的主要因素。围栏封育可作为高寒草地植被短期恢复的最佳方式。适度放牧有利于植被群落的增多和改善土壤理化性质。     

针茅草颗粒对乌珠穆沁羊采食和反刍行为的影响

【目的】研究不同处理针茅草颗粒对乌珠穆沁羊采食和反刍行为的影响,为针茅草颗粒生产原料适宜含水量、粘合剂添加量和颗粒直径等技术参数的确定提供理论依据。【方法】用不同条件(原料含水率为12%~14%,14%~16%和16%~18%;颗粒直径为3,6和8mm;粘合剂添加量为1%,3%和5%)制备的针茅草颗粒对乌珠穆沁羊进行饲喂试验,对其采食和反刍行为进行观测。【结果】舍饲条件下,饲喂针茅草颗粒羊的平均昼夜采食时间302.18min,昼夜总反刍时间平均为377.43min,昼夜反刍周期19.40个、昼夜每个反刍周期持续时间22.51min,每个反刍周期逆呕食团27.37个,昼夜反刍食团咀嚼总次数为20 672.64次,2个食团吞咽平均逆呕间隔时间5.13s,每个食团的咀嚼次数为54.57次,咀嚼时间为60.23s。【结论】针茅在粉碎粒度为6mm、颗粒直径为8mm、原料含水率为14%~16%、粘合剂添加量为3%条件下加工成草颗粒,乌珠穆沁羊最喜食。     

基于色度学的密集烘烤过程中烟叶主要化学成分变化模型研究

【目的】建立烤烟烘烤过程中烟叶颜色参数与含水量和化学成分关系模型,以控制烟叶烘烤过程中的物质变化和水分散失,为优化密集烘烤工艺和提高烟叶质量特色提供参考。【方法】以烤烟NC89上部叶为试验材料,采用河南农业大学设计的电热式温湿度自控密集烤烟箱,按照烤烟"三段式烘烤工艺"进行烘烤,研究烘烤过程中烟叶亮度值(L)、红度值(a)、黄度值(b)、色相角(H°)、色泽比(H)、饱和度(C)和色差值(ΔE)的变化规律及其与烟叶主要化学成分和含水量的关系。【结果】烘烤过程中,烟叶正面与背面各颜色参数的变化规律基本一致,且各颜色参数均在开烤至42℃末时变化剧烈,42℃之后变化幅度减小。相关分析表明,烘烤过程中烟叶内的主要化学成分与各颜色参数之间具有良好的相关性,其中叶绿素、类胡萝卜素、淀粉和蛋白质含量与各颜色参数间相关性较好,且大部分呈显著或极显著相关,而类胡萝卜素/叶绿素、含水量与其相关性略差。烘烤过程中烟叶叶绿素、类胡萝卜素、淀粉和蛋白质含量预测的平均相对误差分别为8.67%,8.71%,8.27%和1.47%,各模型预测精度均较高,而类胡萝卜素/叶绿素和含水量模型预测精度略差。【结论】通过色差计量化分析密集烘烤过程中的烟叶颜色参数,可以快速、准确预测烟叶主要化学成分的变化,实现烟叶烘烤过程中化学成分的实时监测。