CO_2浓度升高对万寿菊生长发育与光合生理的影响

为探究经济花卉万寿菊响应CO_2浓度升高的生理机制,以万寿菊金币品种为试材,利用OTC(open top chamber)系统进行CO_2浓度控制试验,测定了万寿菊形态特征、叶片组织结构、光合色素含量、光合作用及糖类代谢物的变化。结果表明,本试验种植的万寿菊维管束中无"花环状"结构,是菊科中的C_3植物。CO_2浓度升高后,万寿菊叶片栅栏组织增多,栅栏组织内的叶绿体数量增加,光合色素含量增加,净光合速率增强,气孔导度和蒸腾速率在现蕾期和初花期下降,而在盛花期增加,水分利用率在各生育时期均增加。此外,CO_2浓度升高后,万寿菊叶片中还原糖含量、可溶性总糖含量、淀粉含量、纤维素含量均增加。植株的株高、茎粗、单株茎秆重、单株总生物量均有增加,花朵总产量增加27.46%。综上可知,CO_2浓度升高促进了万寿菊叶片光合作用和碳代谢,有利于万寿菊的生长发育。本研究结果有助于揭示万寿菊响应CO_2浓度升高的生理机制,为未来的万寿菊生产开发提供了依据。     

干旱胁迫对八宝景天叶片生理的影响

为探究景天酸代谢(CAM)植物八宝景天适应干旱胁迫的生理机制,通过盆栽试验对干旱胁迫下八宝景天营养生长期和现蕾期10:00和22:00的生理变化进行研究。结果表明,干旱胁迫使八宝景天叶片上下表皮气孔长度和气孔开度减小,气孔密度增大;干旱胁迫使八宝景天气孔发生变化,进而影响CO_2的吸收,使夜间积累的苹果酸含量减少;干旱条件下,八宝景天叶片丙二醛(MDA)含量减小,脯氨酸(Pro)含量在营养生长期升高,过氧化物酶(POD)活性在白天升高,夜间降低;在干旱条件下,八宝景天叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的含量在白天升高,夜间降低;还原糖、可溶性总糖和淀粉含量在2个生育期白天夜晚均升高,纤维素含量在营养生长期升高,但现蕾期降低;干旱胁迫使八宝景天的株高、茎粗、单株叶片数和单株总生物量均降低。八宝景天在干旱胁迫下通过气孔开度变小、POD活性增加进行膜脂过氧化防御,Pro和可溶性糖含量增加进行渗透调节,提高日间光合色素含量保证光合作用的有效进行等方式提高其干旱适应能力,表现了较强的抗旱性。     

不同还田方式下北方旱作小麦秸秆腐解规律研究

为揭示不同还田方式下北方旱作小麦秸秆腐解规律,以小麦秸秆为试验材料,采用尼龙网袋法,于2014-2015年度在山西临汾保护性耕作长期定位试验区进行试验,设置秸秆还田旋耕(SRT)、秸秆覆盖免耕(SNT)2个处理,分析不同耕作方式下小麦秸秆的纤维素、半纤维素、木质素、有机碳、全氮含量以及秸秆腐解率、有机碳矿化率、全氮释放率的变化。结果显示,经过375 d的田间腐解,SRT秸秆腐解率为50%,SNT秸秆腐解率为31%。SRT秸秆的纤维素、半纤维素、木质素的平均腐解率分别为65%、45%、53%,SNT分别为56%、30%、39%;SRT秸秆有机碳的矿化率为57%,SNT为40%;SRT秸秆全氮素释放率为15%,SNT为36%。研究表明,SRT可加快秸秆腐解与组成成分的分解,SNT有利于秸秆氮素的释放,可减少农田氮投入。SNT秸秆有机碳矿化率低可减少农田碳循环速率,提高麦田固碳能力。本研究结果对我国北方旱作小麦秸秆还田管理具有一定的借鉴参考价值。     

不同干旱胁迫处理对大豆品种生长及逆境生理的影响

旨为研究不同时期、不同程度干旱对大豆品种生理的影响,选取2个不同抗旱性的大豆品种,采用盆栽控水试验,分别设置湿润(CK)、持续轻度干旱(T1)、持续中度干旱(T2)、鼓粒期干旱(T3)处理,研究不同生育时期干旱胁迫下大豆抗逆指标及生理特征,探讨大豆响应不同发育期、不同干旱强度的生理机理。结果表明,在干旱条件下,2个大豆品种的叶绿素含量都有所上升,晋大早春2号在前期上升比较明显,鼓粒期晋大早春2号的上升幅度不如晋大74;晋大早春2号在轻度干旱及中度干旱处理的各个发育期MDA含量增加显著,晋大74中度干旱处理的POD活性和MDA含量均显著增加;在分枝期时,晋大74在中度干旱时还原糖含量显著下降,在鼓粒期,晋大早春2号大豆叶片还原糖含量均显著增加,晋大74只有鼓粒期中度干旱处理下还原糖含量显著增加,但在开花期时,晋大早春2号的还原糖含量下降,晋大74的还原糖含量显著增加;2个大豆品种的株高、节数、茎粗在干旱胁迫下均下降,其中,晋大74的株高、茎粗下降更明显。晋大74的综合抗逆能力要高于晋大早春2号,这可能与晋大74在干旱条件下可以通过减少植株高度,从而减少水分消耗,提高其抗旱性有关。     

干旱对大豆生理及产量影响的研究

干旱对农业生产影响巨大,开展干旱胁迫对大豆生理及产量影响的研究,将为干旱地区大豆生产提供理论依据。利用塑料整理箱进行了干旱胁迫对大豆光合生理、叶片抗氧化物酶和渗透调节物以及生物量、产量影响的研究,土壤水分为干旱(45%~55%的田间土壤最大持水量)和湿润(80%~100%的田间土壤最大持水量,CK)2个水平,进行了2年的试验研究。结果表明,干旱胁迫使大豆净光合速率、气孔导度、蒸腾速率均明显下降,使水分利用率增加;干旱胁迫对大豆叶片过氧化酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)含量无显著影响;干旱使大豆叶片丙二醛(MDA)含量、还原糖含量和可溶性总糖含量增加25.00%,47.09%和47.16%。干旱胁迫使大豆株高、节数、茎粗明显下降。干旱使大豆地上部分生物量明显下降,其中2013年下降39.4%,2014年下降69.6%。干旱使大豆籽粒产量明显下降,2013,2014年分别下降46.9%和81.6%。干旱胁迫下,大豆叶片气孔导度显著下降,使CO2供应受到严重影响,降低叶片净光合速率。干旱胁迫还会使大豆细胞膜结构造成一定的破坏,影响植物正常的光合作用,使大豆光合代谢产物下降。虽然大豆可以通过渗透调节物质来保持细胞的水分,但干旱仍然抑制了植株的正常生长,使大豆生物量和产量下降。     

校园绿化小气候效应及其对人体舒适度的影响——以山西农业大学校园为例

为了明确校园绿化环境对校园小气候的影响,对校内3个绿化地和1个非绿化地进行了空气温度和湿度的对比观测,并利用校外自动气象站的温湿度资料和校内各测点温湿度进行了比较。研究表明:绿化可以使校内气温下降,空气湿度增加,从而增加人体的舒适感。校内绿地和非绿地空气温湿度与校外气象站的温湿度观测值极显著相关,并可以建立回归关系显著和决定系数(R2)较高的线性回归方程。校园绿化可以改善校内小气候环境,校内的小气候环境与校外大的气候环境密切相关。     

城市绿地降温增湿效应与其结构特征相关性研究

在太原市区选择2类10个不同结构特征的绿地为研究样本,利用HOBO Pro温、湿度数据采集器对绿地水平和垂直方向上温湿度变化进行测定,研究绿地绿量、叶面积指数、绿地面积、周长面积比4个绿地特征要素与绿地降温增湿效应之间的相关性。结果表明,在水平方向上,绿地降温增湿效应与绿地面积、绿量显著正相关,与绿地周长面积比值显著负相关;在垂直方向上,绿地降温增湿效应与绿量显著正相关,降温效应与叶面积指数显著正相关,增湿效应与叶面积指数正相关性不显著。绿地绿量是衡量绿地生态效益的关键因子,应将其作为绿地系统评价体系的一项重要指标。从城市绿地规划与建设的角度看,在增加绿地面积和提高绿量的同时,一方面要重视大面积斑块的绿地,提高其在绿地系统中的比重,另一方面根据绿地用途相应地选择不同的形状,使城市绿化改善城市生态环境的效应得到充分发挥。     

核桃举肢蛾性诱剂的合成与林间诱蛾活性试验

通过Witting反应合成四种核桃举肢蛾性诱剂。林间诱蛾试验表明:人工合成的四种性诱剂对核桃举肢蛾都有一定的诱蛾活性,不同组分按一定比例组合后诱蛾活性有所增强,特别是Z-8-13∶Ac和Z-9-16∶OH以2∶8的比例组合后诱蛾效果最高。为核桃举肢蛾虫情测报提供了一条有效途经。     

不同降水年型旱地小麦覆盖对产量及水分利用效率的影响

【目的】明确旱地麦田休闲期覆盖的蓄水增产效果和生育期覆盖播种的节水增产效果,探索旱地小麦不同降水年型休闲期覆盖和生育期覆盖的保水技术新途径。【方法】于2011—2014年在山西闻喜县开展大田试验,以休闲期覆盖渗水地膜与不覆盖为主区,以生育期膜际条播、条播为副区,研究覆盖对旱地麦田3 m内土壤水分、小麦产量构成、水分利用效率和节水增产效率的影响。【结果】休闲期覆盖较不覆盖处理提高了播种期0—300 cm土层土壤蓄水量,丰水年达40—41 mm,平水年达55—58 mm,欠水年达70 mm,且欠水年更有利于蓄积土壤水分于深层,显著提高了不同降水年型休闲期土壤蓄水效率,达到20%以上,其覆盖的蓄水效果可延续至孕穗期,且生育期配套膜际条播效果更佳。休闲期覆盖较不覆盖处理显著提高小麦穗数、产量和水分利用效率,产量提高20%以上,水分利用效率提高15%以上,且生育期配套膜际条播小麦穗粒数、千粒重也显著提高。结果还表明,休闲期覆盖处理小麦播种期土壤水分每多蓄1 mm,丰水年小麦可增产21—27kg·hm-2,平水年可增产16—18 kg·hm-2,欠水年可增产13—24 kg·hm-2,且休闲期覆盖条件下,生育期膜际条播播种对产量的提升有较大的调控作用。生育期地膜覆盖保水后,旱地麦田节水、增产效果提高,单位粮食生产节水量提高10%以上,消耗1 mm土壤水分产量提高11%以上。【结论】旱地小麦休闲期覆盖有利于蓄积休闲期降雨,改善底墒,尤其欠水年蓄水效果更佳,有利于提高小麦花前土壤水分,促进有效穗数的形成,提高产量,且生育期膜际条播播种效果更佳。底墒充足时,生育期膜际条播播种有利于提高旱地麦田的节水增产效果,而欠水年底墒不足时,会导致水分浪费和减产。     

缓释肥处理下麦田土壤细菌和真菌群落对气候变化的响应

采用控制系统来模拟未来大气CO₂浓度和气温升高的气候变化情景,借助基于半导体芯片技术的IonS5TMXL测序平台并结合相关生物信息学方法对气候变化背景下缓释肥处理的麦田土壤进行16S rRNA细菌V4区和18S rRNA真菌ITS区测序分析,探究了缓释肥处理下麦田土壤细菌和真菌对气候变化的响应。结果显示,所有样品测序后获得细菌和真菌平均有效序列数分别是80543和64303个,平均OTUs分别是3149和1161个。Alpha多样性分析显示,大气CO₂浓度升高小麦土壤细菌的Shannon和Chao1指数均降低,而土壤真菌在各气候环境下均无显著差异。主成分分析显示,各处理下土壤细菌群落结构差异不明显,真菌群落结构在气温升高时差异明显。缓释肥处理与普通肥相比,土壤细菌和真菌的Alpha多样性及群落结构在不同气候条件下均没有差异。菌群分类学表明,小麦土壤的优势细菌门为变形菌门、放线菌门、拟杆菌门和酸杆菌门,主要的优势细菌属有9种;优势真菌门为子囊菌门、被孢菌门和担子菌门,主要的优势真菌属有7种。大气CO₂浓度升高条件下,施用普通尿素使变形菌门和鞘氨醇单胞菌属的相对丰度分别增加10.34%和46.27%。在对照温度对照CO₂浓度条件下,缓释肥处理比普通肥处理使子囊菌门和毛壳菌属相对丰度分别显著增加39.85%和295.33%;在升高温度对照CO₂浓度条件下,缓释肥处理比普通肥处理使子囊菌门和毛壳菌属分别增加33.16%和154.49%。CO₂对变形菌门、鞘氨醇单胞菌属和毛壳菌属的影响达显著水平。在各气候变化环境下,各土壤理化性质均有所改善;与普通氮肥相比,缓释氮肥处理在各气候环境下土壤有机质、碱解氮和全氮含量降低,土壤有效磷和总磷含量升高。冗余分析表明,土壤细菌群落结构主要受土壤全氮和盐分含量的影响,而真菌群落结构主要受土壤pH和有效磷含量的影响。研究结果表明,未来气候环境变化对土壤微生物群落的影响大于缓释肥处理。该结果加深了缓释肥对土壤微生物群落结构和多样性影响的认识,为未来气候环境变化下缓释肥推广使用提供理论依据。