几种外源添加物对生物土壤结皮培育的影响

生物土壤结皮(以下简称“生物结皮”)在防风固沙,改善土壤环境以及生态系统修复等方面扮演着重要的角色,目前正受到广泛关注,然而由于受到水分、养分的限制以及风蚀的影响,其发育演替和恢复仍然较为缓慢。本研究以毛乌素沙地自然发育的生物结皮为种源,采用全因子试验设计进行了室外人工培养试验,探究高吸水性树脂(SAP)、硝酸铵、葡萄糖、沙蒿胶及其交互作用对生物结皮形成发育的影响。结果显示,SAP对生物结皮的形成发育无显著性影响,硝酸铵和葡萄糖显著增加了结皮叶绿素a含量,沙蒿胶显著增加了结皮的抗压强度,低用量的沙蒿胶显著增加了结皮叶绿素a含量,高用量的沙蒿胶对结皮叶绿素a含量无显著性影响。研究结果还显示,硝酸铵、葡萄糖以及少量的沙蒿胶的混合添加极大地提高了结皮的叶绿素a含量。结果表明:外源氮、碳添加有助于生物结皮的形成发育,沙蒿胶能够提高结皮的抗蚀能力,同时加入适量的氮、碳及沙蒿胶,有利于生物结皮的快速形成。      

干旱胁迫下决明属植物光合生理特性日变化研究

以4种决明属植物草决明、望江南、伞房决明、双荚决明为材料,采用盆栽控水试验,设置轻度干旱、重度干旱和正常灌水处理,研究了干旱胁迫对4种决明属植物的叶绿素含量、光合作用参数日变化的影响。结果显示:1)干旱胁迫导致4种决明属植物的叶绿素含量下降,望江南的下降幅度最小,说明望江南在水分减少的情况下仍具有较高的光合作用能力,双荚决明的降幅最大,说明其光能吸收、转换和传递能力较弱,不能够维持一定水平的光合作用,抗旱性较差。2)干旱胁迫下,该属植物的P_n、G_s、T_r日变化从具有明显的峰值到峰值不明显到无峰值,且P_n、G_s、C_i、T_r均在下降,表明水分亏缺会造成该属植物光合作用减弱,而望江南和伞房决明都保持了优良的适应性,其中望江南的自身调节更为突出,双荚决明则随着干旱程度的加剧表现出光合作用几乎停止的状态。3)干旱胁迫下,4种决明属植物的G_s和T_r峰值均在12:00左右,C_i不随着G_s的降低而减小,说明该属植物光合作用降低的原因主要是非气孔限制的结果。     

安吉毛竹林净生态系统碳交换量及叶绿素荧光参数的变化

利用涡度相关法,对安吉毛竹林生态系统的碳通量进行实时观测,同时用叶绿素荧光仪PAM 2500测定通量框架下毛竹的叶绿素荧光参数。分析了毛竹林净生态系统碳交换量（NEE）的日变化和月平均变化及荧光参数变化。结果表明,NEE值在6：00-7：00开始转为负值,至17：00-18：00转为正值;白天表现为碳汇,并且在数值上,NEE值的负值最高点表现为秋季（9月,10月,11月）>春季（3月,4月,5月）>冬季（12月,1月,2月）,说明毛竹CO2通量具有明显的季节变化。逐月NEE值变化范围为-25.563 3～85.531 2 gC·m-2·月-1,12和1月份NEE值较低,1月份达到最低点。叶绿素荧光参数中PSⅡ的最大光合量子产量（Fv/Fm）先降后升,12月,1月和3月份Fv/Fm低于正常水平,与其他月份差异显著（P < 0.05）,说明毛竹在这3个月份受到了胁迫,光化学效率降低;Fv/Fo与Fv/Fm趋势相同,12月,1月和3月份潜在活性最低,并且与其他月份差异显著（P<0.05）;PSⅡ的实际光合量子产量（ФPSⅡ）变化趋势与Fv/Fm、光化学猝灭系数（qP）大致相同;在10月至翌年3月份,qP逐渐下降之后开始升高,同时伴随非光化学猝灭系数（qN）值的上升和下降。研究表明,毛竹在受到低温胁迫时,会导致其吸收的光能用于光化学电子传递的部分减少,光合碳同化率下降。     

外源一氧化氮对铁皮石斛原球茎生长和多糖积累的影响

以硝普钠（SNP）为一氧化氮（NO）供体,研究了不同浓度的外源NO对铁皮石斛原球茎生长、叶绿素含量、蔗糖合成酶（SS）活性和多糖积累的影响。结果总体表现为低浓度的SNP有利于铁皮石斛原球茎的生长,而高浓度的SNP可以促进多糖的合成。在添加0.50 mmol·L-1SNP的培养基中培养28 d时其干质量比对照高36.9％,总叶绿素含量在14 d时为对照的1.33倍;在添加1.00 mmol·L-1 SNP的培养基中培养7 d时其多糖含量为对照的1.59倍,同时SS活性显著升高。综合多糖产量来看,0.50 mmol·L-1SNP效果最佳,在处理期间显著高于其他处理,且对其干质量、叶绿素含量、SS活性和多糖积累均有促进作用。添加NO清除剂（cPTIO）后,铁皮石斛原球茎的生长、SS活性和多糖合成受到抑制。     

脱硫石膏改良盐碱土对水稻质膜和叶绿素荧光特性的影响

以水稻品种越光(盐敏感)和Bertone(耐盐)为试材,设置了正常稻田土、典型盐碱土和改良盐碱土3个处理,分别在水稻插秧后1、4、7、14 d取样测定水稻叶片伤害百分率、丙二醛含量、叶绿素含量、叶绿素荧光参数等,以分析改良盐碱土处理的效果。结果表明,随着处理时间的延长,与正常稻田土相比,典型盐碱土和改良盐碱土处理的水稻叶片伤害百分率、丙二醛含量均极显著增加,叶绿素a、b及总叶绿素含量以及Fm、Fv/Fm、ETR等叶绿素荧光参数均明显降低;与典型盐碱土处理相比,在改良盐碱土条件下,2个水稻品种的叶片伤害百分率、丙二醛含量总体均极显著降低,叶绿素a、b及总叶绿素含量以及Fm、Fv/Fm等叶绿素荧光参数总体均明显升高,并表现出不同的变化规律,其中Bertone的盐害症状较轻。表明,施用适量的脱硫石膏、改良剂和有机肥,辅以灌排水措施可以有效缓解盐碱土对水稻幼苗的伤害,尤其对耐盐水稻品种效果更佳。     

河道疏浚底泥添加量对土壤理化性质和大豆苗期生长的影响

采用盆栽试验研究添加不同比例(风干底泥∶风干土壤分别为0∶1、1∶1、1∶2、1∶3)河道疏浚底泥对土壤理化性质和大豆苗期生长的影响,以期为河道疏浚底泥的农业利用提供科学依据。结果表明,与未添加河道疏浚底泥处理(对照)相比,添加河道疏浚底泥显著提高了土壤养分含量,其中有机质含量增加了24.3%~100.9%,碱解氮含量增加了20.4%~67.4%,速效磷含量增加了183.5%~433.1%,速效钾含量增加了252.4%~665.2%;同时也显著提高了重金属Cu、Pb、Zn、Cd含量,且当河道疏浚底泥与土壤以1∶1混合时,土壤全Cd含量超过土壤环境质量标准二级标准限值。添加河道疏浚底泥总体上显著提高大豆苗期的株高、地上部生物量、叶绿素含量及地上部分C、N、P含量,且上述指标随河道疏浚底泥施用量的增加先增加后降低,当河道疏浚底泥与土壤添加比例为1∶2时最高,此时株高增加2 cm,地上部生物量增加60.6%,叶绿素a和叶绿素b含量分别增加60%和50.9%,地上部分植株C、N、P含量分别增加22.4%、9.0%、5.0%;当河道疏浚底泥与土壤添加比例增加到1∶1时,上述指标下降,且大豆地上部生物量反而略低于对照。综上,添加河道疏浚底泥能促进大豆生长,但添加比例以1∶2为宜,不宜超过1∶1,以避免重金属大量输入可能引起的土壤污染及对植物生长的胁迫。     

干旱胁迫对草莓苗期叶片光合特性的影响

采用盆栽控水方法研究了干旱胁迫对5个草莓品种苗期叶绿素含量和光合特性的影响。结果表明,在干旱胁迫下,草莓叶片的叶绿素含量(SPAD)、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO_2浓度均下降,且甜查理的下降幅度最小,艳丽的下降幅度最大。在轻度干旱胁迫下,5个草莓品种的净光合速率和胞间CO_2浓度均与对照存在显著差异(P0.05);叶绿素含量、蒸腾速率和气孔导度与对照无显著差异(P0.05)。在重度干旱胁迫下,5个草莓品种的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度均与对照存在显著差异(P0.05);胞间CO_2浓度与对照无显著差异(P0.05);艳丽和宁丰的叶绿素含量与对照相比显著下降(P0.05)。以上结果表明,在轻度干旱胁迫下,草莓主要是通过降低净光合速率和胞间CO_2浓度响应干旱胁迫,气孔因素影响光合作用;在重度干旱胁迫下,草莓主要是通过降低净光合速率、蒸腾速率和气孔导度响应干旱胁迫,非气孔因素影响光合作用。不同的草莓品种光合作用对干旱的响应能力不同。其中,甜查理具有较强的抗旱性,艳丽的抗旱性较差。     

Effects of water deficit on growth,nodulation and physiological and biochemical processes in Medicago sativa-rhizobia symbiotic association

The effects of water deficit on growth, nodulation, and several physiological and biochemical processes in six symbiotic combinations involving three Moroccan alfalfa (Medicago sativa L.) populations (Tafilalet1, Adis-Tata and Demnate2), an American Moapa variety and two rhizobial strains (RhL9 and RhL10) were studied. The experiment was conducted under greenhouse conditions. Seedlings were separately inoculated with the suspension of two rhizobial strains and grown under two irrigation regimes: 80% of field capacity (optimal irrigation) and 40% of field capacity (water deficit). The water stress was applied for five weeks and the agro-physiological and biochemical parameters related to water deficit tolerance were assessed. The results showed that the water deficit had significantly reduced the height of the plants, the dry biomass and nodulation. This constraint also negatively affected the relative water content of leaves, the membrane permeability, the stomatal conductance, the maximum quantum yield of photosystem II, the time to reach maximum fluorescence, the total chlorophyll content and the total nitrogen content. Comparison among the tested symbiotic combinations showed that their behaviors were significantly different. Under drought, oasis populations Ad and Ta maintained high PS II efficiency, membrane stability, relative water content, chlorophyll and nitrogen content in comparison to the mountain one Dm2 and the American Moapa variety. These parameters were maintained at adequate levels in the plants inoculated with the rhizobial strain RhL9 that showed a tolerance to water deficit conditions.     

基于SVR算法的苹果叶片叶绿素含量高光谱反演

为实现苹果叶片叶绿素含量的高光谱反演,分析了多种光谱参数与实测SPAD值的相关性,并将归一化光谱参数值及SPAD值进行多项式回归及支持向量回归。其中以归一化植被指数为变量的SVR(Support vector regression)反演模型在建模及模型检验中决定系数分别为0.741 0、0.891 4,均方根误差分别为0.133 2、0.125 6,具有较高的精度及良好的预测能力。与多项式回归相比,SVR具有更好的反演效果,可以作为叶绿素高光谱反演的优选算法。     

不同施肥水平下多效唑对马铃薯光合及叶绿素荧光参数的影响

为探明适宜马铃薯生长的最佳施肥量和多效唑处理,在大田条件下,以晋薯16号为试材,SV有机无机复合肥设0、300、600、900、1 200、1 500kg·hm~(-2)6个水平,多效唑设清水对照,现蕾期喷施1次,现蕾期和初花期各喷施1次,现蕾期、初花期和盛花期各喷施1次4个处理,二因素随机区组设计,探究肥料与多效唑互作对马铃薯叶片光合及叶绿素荧光特性的影响。结果表明,与对照相比,不同施肥水平和不同生育时期喷施不同次数多效唑以及二者互作均提高了马铃薯叶片的叶绿素总量(Chla+b)、类胡萝卜素(Car),净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、暗适应下最大荧光(Fm)、暗适应下PSII的最大光化学效率(Fv/Fm)、PSII潜在活性(Fv/Fo)、光适应下PSII实际光化学效率(Y(II))、PSII相对电子传递速率(ETR)、光化学淬灭系数(q P)、光能利用率(LUE)及块茎干物质含量和产量;降低了胞间CO2浓度(Ci)和暗适应下最小荧光(Fo)。由此可知,增施有机无机复合肥和叶面喷施多效唑能显著改善马铃薯叶片的光合性能。综合各项指标的方差分析表明,二者的最佳组合为施肥水平1 200 kg·hm~(-2)、在现蕾期和初花期各喷施1次多效唑,该处理下有较高的光合荧光参数,可获得较高的光能利用率,促使马铃薯将捕获的光能更有效地用于光合作用,最终提高马铃薯产量。本研究为指导大田马铃薯生产提供了重要的理论依据。