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1.
在地球化学元素循环中,氮素是最重要、最活跃的营养元素之一。农田生态系统中的氮素很大程度上决定农作物的产量和品质。然而,在全球气候变化背景下,随着大气CO2浓度和温度升高,作物-土壤氮循环的变化可能显著影响农田生态系统中的作物生产。因此,研究作物-土壤氮循环对大气CO2浓度和温度升高的响应,能够为科学合理地预测未来气候条件下,农田生态系统中作物的氮素需求,以及保障农作物产量的稳定供应提供理论依据,对于全面认识全球气候变化背景下的农田生态系统氮素循环过程及土壤可持续利用具有重要意义。本文综述了大气CO2和温度升高对作物氮素吸收和分配,以及与氮有效性密切相关的土壤氮转化的影响,并系统总结了二者对作物-土壤氮循环过程产生的交互作用。总结以往研究发现,在大气CO2浓度升高条件下,作物的蒸腾作用减弱,但光合作用增强,生物量加大,根系分支和根表面积增加,豆科作物的根瘤固氮能力提高,因此整体上促进作物对氮的吸收,并且增加作物向籽粒中分配氮的比例,但作物的平均氮浓度降低。此外,高CO2浓度提高了土壤酶活性,增强了土壤有机氮矿化作用、硝化及反硝化作用,加速了土壤氮转化。升温和CO2浓度升高对作物-土壤氮循环产生正向或负向的交互作用,主要表现在:高温和高CO2浓度对作物的生物量、光合作用、地下部氮分配、根系分支以及根表面积具有协同促进作用,升高温度减轻了高CO2浓度对作物蒸腾作用和作物氮浓度的抑制作用。然而,升温抑制了高CO2浓度对作物向籽粒中氮分配、氮吸收以及产量的促进作用;升温虽然能进一步增强高CO2浓度对土壤酶活性和有机氮矿化的促进作用,但是对于土壤硝化和反硝化作用,二者的交互作用以及相关的分子机制尚不明确。大气CO2升高和温度升高对土壤微生物,以及微生物与作物之间的耦合关系的研究比较薄弱,特别是由微生物主导的氮循环过程及其对全球气候变化的反馈机制是未来研究的重点。本文提出利用16S rRNA、DGGE、T-RFLP、qPCR、RT-PCR技术、蛋白组学以及稳定性同位素探针原位研究技术,可以将复杂环境中微生物物种组成及其生理功能进行耦合分析,揭示大气CO2浓度与温度对作物-土壤氮循环过程的交互作用机理,增强对气候变化下农田生态系统氮素循环响应的预测能力,为农田生态系统有效地适应气候变化提供科学的理论依据。 相似文献
2.
微润灌溉下施氮浓度对小白菜生长的影响 总被引:2,自引:0,他引:2
为探究微润灌水肥一体化条件下适合大棚小白菜生长的施氮浓度,试验设置在1.5 m压力水头下4个施氮水平0(CK)、200 mg/L(T1)、400 mg/L(T2)、600 mg/L(T3),每组处理重复3次.对不同处理下土壤含水率、小白菜株高、叶面积、鲜重及肥料增产贡献率进行测定分析,在相同压力水头下筛选适合小白菜生长的施氮浓度.结果表明:在微润管埋深15 cm,间距30 cm,压力水头为1.5 m情况下,施氮可以促进小白菜生长,施氮浓度为400 mg/L小白菜生长情况最好.低浓度施氮水平下,小白菜各生长指标随着施氮浓度升高而升高;而高浓度施氮水平对植株生长有抑制作用.作为一种新型灌溉模式,微润灌溉在大田的推广和应用仍需要不断探索和试验. 相似文献
3.
4.
为筛选金背大红不同生长阶段适宜的肥料种类及浓度,研究了不同肥料种类及浓度对金背大红生长及开花的影响.结果表明,金背大红在营养生长和生殖生长阶段的最适宜肥料种类为撒可富蔬菜专用复合肥(N-P-K=16-6-18),浓度为0.3%.应用水肥一体化技术进行水肥管理的金背大红,花大色艳,观赏性更强. 相似文献
5.
【目的】利用刺吸电位技术(electronic penetration graph,EPG)研究Q型烟粉虱(Bemisia tabaci)成虫对吡虫啉、吡蚜酮、螺虫乙酯和溴氰虫酰胺4种杀虫剂LC25处理24 h番茄苗的取食行为,探明内吸性杀虫剂亚致死剂量对烟粉虱成虫取食行为的影响。【方法】以无农药暴露史的Q型烟粉虱成虫为供试昆虫,番茄品种‘粉印三号’为供试植株。通过水培生测法确定4种内吸性杀虫剂的亚致死浓度LC25。在此基础上利用EPG监测Q型烟粉虱成虫取食寄主的13个非韧皮部指标和8个韧皮部指标,并对叶片刺吸孔进行显微观察。以无农药处理为对照(CK)。【结果】4种杀虫剂对Q型烟粉虱成虫的LC25值为溴氰虫酰胺>吡蚜酮>吡虫啉>螺虫乙酯。在总记录时间8 h内,Q型烟粉虱成虫的取食在各处理中均产生非刺探波(np)、路径波(C)、电位下降波(pd)、韧皮部分泌唾液波(El)、韧皮部被动吸食波(E2)以及木质部主动吸食波(G)6种波形。在非韧皮部的np波次数上,溴氰虫酰胺处理的次数最多,其次是螺虫乙酯处理,两者间差异不显著(P>0.05),但均显著高于CK和吡虫啉处理(P<0.05)。C波和G波总持续时间均为CK处理最长,溴氰虫酰胺处理最短,两处理间差异显著(P<0.05)。CK处理的pd波总持续时间显著长于4种杀虫剂处理(P<0.05),其中螺虫乙酯处理最短,但4种杀虫剂处理间差异不显著(P>0.05)。螺虫乙酯处理的F波总持续时间最长,吡虫啉处理最短,两者间差异显著(P<0.05)。CK处理韧皮部的E1波和E2波总持续时间分别为20.52和50.60 min,显著长于吡虫啉处理和溴氰虫酰胺处理对应波的总持续时间(P<0.05),但E1波总持续时间与吡蚜酮和螺虫乙酯处理均差异不显著(P>0.05)。【结论】4种杀虫剂LC25均引起Q型烟粉虱成虫的拒食行为,为研究烟粉虱或具刺吸式口器农业害虫对4类杀虫剂亚致死效应的拒食作用机理及防治提供了理论依据。 相似文献
6.
为寻求准确的鸡舍氨气浓度预测方法,构建基于双阶段注意力机制和长短时记忆神经网络(Long shortterm memory,LSTM)的鸡舍氨气浓度预测模型,将该模型应用于山东省商河县某蛋鸡养殖场,采集二氧化碳(CO_2)、氧气(O_2)和氨气(NH_3)的体积分数,细颗粒物(PM_(2.5))质量浓度,温度,相对湿度时间序列数据对模型进行验证,并与支持向量回归(Support vector regression,SVR)、人工神经网络(Artificial neural network,ANN)模型和无注意力机制的LSTM模型对比研究。结果表明:1)不同时间窗口T下NH_3体积分数预测精度不同。T∈{2,3,4,8}时,均方根误差(Root mean square error,RMSE)分别为0.433 4,0.394 8,0.379 9和0.405 1μL/L,平均绝对误差(Mean absolute error,MAE)分别为0.267 4,0.262 9,0.228 9和0.272 4μL/L;2)基于双阶段注意力机制和LSTM的鸡舍NH_3浓度预测模型在RMSE和MAE评价指标框架下优于SVR、ANN和无注意力机制的LSTM模型。基于双阶段注意机制和LSTM的模型能较好地对鸡舍氨气浓度进行预测,可为鸡舍氨气浓度预测及调控提供技术支持。 相似文献
7.
本研究通过N供应浓度[2(低N)、7(中N)和14(高N),mmol/L ]和CO2施肥[400、625和1200,μmol/mol]处理的水培试验一,硝铵比(14/0、13/1、11/3和8/6,mmol/L / mmol/L)和CO2施肥(400、800和1200,μmol/mol)处理的水培试验二,和不同氮添加(低N, 0.06;高N,0.24 g N kg-1)与CO2施肥(400、800和1200,μmol/mol)的水稻土土培试验三共同探讨CO2施肥和氮素供应如何影响黄瓜全株元素含量,进而阐明CO2施肥降低元素含量的机理。研究结果表明:充足氮素供应时,CO2施肥对植株的生长速率提高最大,也降低试验一苗期全株几乎所有元素的含量;同样的,在试验二初果期的8/6硝铵比处理下,800 μmol/mol CO2施肥强烈促进植株生长,降低几乎全株所有元素的含量。土培可能由于养分供应不足导致植株干物质积累对CO2施肥的响应较低,植株的生长速率与元素吸收速率差异小于水培试验,元素含量的降低也较小。因此当CO2施肥对干物质的促进作用强烈时,稀释作用对植物组织元素含量下降的解释能力也最强。但CO2施肥对大量元素、微量元素和非必需元素含量的影响并不一致。稀释作用对不同元素含量变化的解释能力有限。进一步的,向根表移动受质流驱动的元素(N、K和Na)的含量受CO2施肥抑制的程度更高;与氮素代谢密切相关的元素含量,比如Ca和Mg,受CO2施肥的影响也更强烈。因此,CO2施肥对元素含量的影响一方面受到稀释作用的影响,另一方面也可能与元素受到蒸腾作用的影响程度和与氮代谢的相关程度有关。 相似文献
8.
悬浮物浓度和浊度是评价水质的重要指标。本文采用多旋翼无人机携带多光谱传感器获取多光谱影像,并结合实测悬浮物浓度和浊度,建立悬浮物浓度和浊度的反演模型,获取2019和2020年浙江农林大学东湖校区东湖的悬浮物浓度和浊度分布,并分析其年际变化趋势以及其内在原因。从年际变化可以看出,悬浮物浓度和浊度变化不大,水质状况保持良好。从空间分布上来说,受施工建设、人为活动以及植物种植的影响,空间分布状况有所改变。基于此,使用无人机携带多光谱相机获取图像进行小型水域的长期水质监测,可以及时有效地反馈水质状况,保护生态环境。 相似文献
9.
为给缺铁地区磷肥的合理施用提供理论依据,以磷高效和磷低效基因型大豆为材料,采用砂培方式研究不同磷/铁处理对不同磷效率大豆生物学性状的影响,分析农艺性状与大豆植株磷、铁性状的关系,以及磷、铁性状对单株粒重的影响,并利用因子得分综合评价磷高效和磷低效基因型对不同磷/铁处理的响应.结果表明:磷高效基因型大豆在R5期的株高、茎粗、单株叶面积、叶片干重、茎干重、荚干重、地上部干重和根系干重的最高值均出现在磷/铁为300:30处理下.典型相关分析表明,磷高效基因型大豆R5期的地上部干重与R8期籽粒铁/磷浓度比呈正相关关系;磷低效基因型大豆R5期的地上部干重与R3期叶片磷浓度呈正相关关系.磷高效和磷低效基因型的单株粒重均与R8期籽粒铁浓度有关,但R8期籽粒铁浓度对两种基因型的作用相反,表明R8期籽粒铁浓度是影响低铁条件下不同品种单株粒重差异的重要指标.利用因子得分综合评价发现,磷/铁为1~10时,随着磷/铁比值的增大,磷高效基因型大豆的ACE值随之升高,而磷低效基因型大豆的ACE值随之下降.综上,缺铁胁迫下,磷高效基因型大豆在磷/铁为300∶30处理下的综合表现最好,磷低效基因型大豆在磷/铁为30:30处理下的综合表现最好. 相似文献
10.
格栅能够有效改善底流消能效果,减轻或者避免消力池底板发生空蚀破坏。通过水工模型试验,研究圆孔Γ形格栅不同开孔率下栅前、栅后掺气浓度变化。试验结果有以下3个方面。①消力池附壁射流区掺气浓度纵向沿程递减,格栅附近有突变;垂直轴线方向,掺气浓度中部大两侧小,峰值出现位置和入射水股主流位置正相关;竖直方向上,1/2水深以下栅前掺气浓度沿高度增加明显,栅后的变化则明显趋缓。②增设格栅后,消力池距离进口5和30 cm位置的栅前掺气浓度值陡增41.11%和26.82%(开孔率34%);格栅开孔率由46%减小到22%,格栅上游侧(6#断面)掺气浓度由37.75%下降到20.32%,格栅下游侧(7#断面)掺气浓度由20.47%下降到8.78%。③增设格栅,栅后近底掺气浓度值(靠近边墙位置)最小也能达到6.06%,并且测点流速不大,意味着包括格栅在内的消力池结构不易发生空蚀破坏。 相似文献