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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.
3.
不同吸附特性的稻草生物炭对稻田氨挥发和水稻产量的影响 总被引:1,自引:1,他引:0
秸秆生物炭具有改善土壤生态环境、土壤蓄水保肥和减少温室气体排放等正效应,但其石灰效应会加大稻田氨挥发损失。为充分发挥生物炭吸铵特性,降低其石灰效应的不利影响,对不同热解温度(300、500、700℃)和酸化水平(pH值=5、7、9)稻草生物炭处理下的田面水NH_4~+-N浓度、氨挥发和水稻产量进行了研究。结果表明:偏酸性(pH值=5)、中性(p H值=7)生物炭处理在基肥期和分蘖肥期均能显著降低田面水NH_4~+-N峰值浓度(P0.05),降幅达16.90%~35.60%。全生育期稻田氨挥发损失占施氮量的15.14%~26.05%(2019年)、15.10%~19.00%(2020年)。稻田增施热解温度为700℃、酸化水平为5(p H值=5)的生物炭(C700P5)降氨效果最好,两年氨挥发分别显著降低22.93%、12.61%(P0.05)。高温热解配合偏酸性、中性生物炭(C700P5、C700P7)增产效果显著,增产率达9.92%~13.50%,结构方程模型表明,其增产原因是生物炭酸化处理降低了稻草生物炭的石灰效应,而热解温度调整提高了生物炭阳离子交换量(CationExchange Capacity,CEC),进而降低了田面水NH_4~+-N浓度和氨挥发损失,最终提高了水稻地上部氮素积累和水稻产量。研究可揭示不同热解温度和酸化水平制备的生物炭在稻田中的应用潜力,并为稻田合理施用生物炭和减少化肥施用量提供理论依据。 相似文献
4.
为人参根腐病菌的侵染及防治提供可视化的检测和分析手段,通过摸索分生孢子最适萌发时间、酶解液组成、酶解温度、摇床转数及渗透压稳定剂种类,研究人参根腐病菌-尖镰孢菌(Fusarium oxysporum)原生质体制备技术.结果 表明:将人参尖镰孢菌野生型菌株0083分生孢子在YEPD培养基中培养11h,酶解温度37℃、摇床转数180 r/min,渗透压稳定剂为0.7 mol/L NaC1的条件下,酶解液(崩溃酶、溶菌酶、纤维素酶和蜗牛酶质量浓度分别为0.01,0.03,0.02,0.005 g/mL)酶解0.25 g菌丝时,收获的菌丝体最有利于原生质体的形成和释放,共获得2.8× 107/mL原生质体.用聚乙二醇PEG介导外源DNA随机插入的方法,成功获得具有绿色荧光信号和潮霉素B筛选标记的转化子,转化效率(以单位质量的DNA的转化子数计)为1400/mg.选取转化子FOG1菌株经过6代继代培养后,菌落形态、产孢量和绿色荧光蛋白的表达与菌株0083无明显差异.因此,利用聚乙二醇(PEG)为媒介的遗传转化体系是稳定高效的遗传转化体系. 相似文献
5.
为了明确经过升级改造后的密集式烤房的性能及定色期抗“掉温”特点,本研究于重庆和云南在同一烘烤师的现场判断下进行了密集式烤房的对比测试和大火期掉温测试。升级后的烤房能极显著缩短烘烤时间26 h(相当于少建15%的烤房设施);烤房内平均相对湿度降低5百分点;最高进风温度升高18 ℃,平均进风温度升高14 ℃,平均进风湿度降低13百分点;有效提升排湿窗附近的环境温度和湿度(平均温度上升6 ℃,平均湿度上升9百分点);在燃料供应不足的情况下能维持烤房内45 ℃的温度3.5 h;无火状态下烤房内的温度下降速度为4.19 ℃·h-1;掉温测试结束后,恢复火力17 min烤房内温度从42.4 ℃升到47.9 ℃,共升温5.5 ℃,升温速度为19 ℃·h-1,湿度由70.2%下降到56.3%,降湿速度为49%·h-1;与对照烤房比较,升级烤房能迅速到达自控仪设定温度值,烘烤曲线更加稳定平直,烤房保温性能提升。产量产值对比分析结果表明,3.3 a产量、产值增益可对冲掉全部升级成本。 相似文献
6.
双管离子选择性微电极制备方法研究 总被引:1,自引:1,他引:0
双管离子选择性微电极被广泛应用于植物细胞外离子流速和细胞内离子活度的测量,但双管离子选择性微电极(Ion-Selective Microelectrode,ISME)的制备过程繁琐,不可控因素多,制备成功率低。针对存在的问题,该研究提出了一种简易、快速的双管ISME制备方法。首先,介绍了双管微电极制备、硅烷化和电极尖端灌充液态离子交换剂(Liquid Ion Exchanger,LIX)的具体流程;其次,对制备的双管ISME的能斯特斜率和响应时间进行了测试。试验结果表明,使用蒸汽硅烷法对双管微电极进行硅烷化处理,最优硅烷化温度、二甲基二氯硅烷剂量和硅烷化时间分别为150℃、45μL和90min;制备的双管氢离子、钾离子、钙离子、氯离子选择性微电极的能斯特斜率分别为54.08、56.51、27.08和-58.80 mV/dec;4种双管ISME的响应时间介于0.20~0.42 s之间。研究结果表明,由该研究制备方法制作的双管ISME,可以满足植物细胞外离子流速和细胞内离子活度信息检测的要求。双管ISME的快速制备,降低了离子选择性微电极技术的应用难度,将有利于植物电生理检测试验的进行和离子选择性微电极技术在农作物育种、生理抗逆、植物营养吸收与同化等研究领域的应用。 相似文献
7.
为了研究不同保存温度和时间对鹅蛋孵化性能的影响,3000个四川白鹅合格种蛋随机分为5个试验组,分别在6℃、9℃、12℃、15℃和常温条件下保存5 d、10 d、15 d和20 d,每个试验组设置5个重复,每个重复30个。结果显示:保存时间为20 d时,6℃保存的受精蛋孵化率显著高于12℃和常温(P<0.05),极显著高于15℃(P<0.01),9℃保存的受精蛋孵化率极显著高于15℃(P<0.01),常温保存的受精蛋孵化率极显著高于15℃(P<0.01),12℃保存的受精蛋孵化率极显著高于15℃(P<0.01)。在6℃、9℃、12℃和15℃保存条件下,不同保存时间对健雏率没有显著影响(P>0.05)。保存时间为5 d、15 d和20 d时,不同保存温度对健雏率没有显著影响(P>0.05)。结果提示,在6℃保存条件下,可以适当延长鹅种蛋的保存时间,提高鹅种蛋的孵化性能。该研究为进一步确定鹅蛋低温保存参数,研发鹅蛋低温保存技术提供一定参考。 相似文献
8.
畜禽养殖场内温度、湿度及各种气体构成畜禽生长的外围环境,直接影响畜禽日常行为和生长速度及免疫状态。对这些畜禽养殖场内进行检测并监控畜禽健康状态及寻找二者间的联系,对优化养殖环境,发展健康养殖具有重要意义。该研究以STM32单片机为控制核心,在固定点传感器外设置移动式智能监测平台,通过无线定位系统UWB(Ultra Wide Band)和集成传感器对畜禽养殖场内环境进行监测,利用带图传功能摄像头和红外测温装置实时监控畜禽状态。传感器获取信息后将数据以UART、IIC或模拟量输出方式传递给STM32,STM32处理数据后通过物联网WIFI模块上传至阿里云IoT(The Internet of Things)物联网平台,用户登录网页页面即可对数据进行远程访问,并对畜禽状态进行实时监控。实测结果表明,智能检测平台检测数据与猪场内布置的传感器检测结果相近,二者偏差小于10%,在无遮挡情况下布置无线定位系统,定位误差接近10cm级。系统检测数据可信,数据传输正常,可持续长时间稳定运行。机动平台还开发了搬运功能,单次运送能力为200 kg左右。移动式智能监测平台为畜禽养殖场内实现全范围环境监控提供了设备基础。 相似文献
9.
金沙江干热河谷区位于西南岩溶区(W)的二级区滇北及川西南高山峡谷区(W-2)内,主要指云南鹤庆中江河口至四川布拖对坪全长约880 km的干流及其支流流域,大致范围包括云南省的大理州、丽江州、楚雄市、昭通市、曲靖市、昆明市等和四川省的攀枝花市、凉山州、宜宾市。区内地表温度可达70~75t,湿度很低,造林绿化工作非常艰巨。 相似文献
10.
[目的]了解温度和铜绿微囊藻浓度对轮虫生活史的影响,以萼花臂尾轮虫为研究对象进行了生命表研究.[方法]在15、25、35℃和不同斜生栅藻浓度下,探究铜绿微囊藻对萼花臂尾轮虫生活史的影响.[结果]温度、斜生栅藻浓度以及二者交互作用下,铜绿微囊藻均对萼花臂尾轮虫的净生殖率(R0)、世代时间(T)和内禀增长率(rm)有显著影响(P<0.05).当斜生栅藻浓度分别为105、106 cells/mL时,处理组相对于对照组,温度在15℃时,R0分别下降了9.4%、69.3%,rm分别下降了20.0%、63.6%,铜绿微囊藻在斜生栅藻浓度充足时对萼花臂尾轮虫繁殖与生长的抑制作用要大于斜生栅藻浓度紧缺时;在温度25℃时,R0分别下降了66.3%、45.6%,rm分别下降了77.8%、22.2%,铜绿微囊藻对萼花臂尾轮虫的抑制作用随着斜生栅藻浓度的提升而减小;温度在35℃时,R0分别下降了71.8%、83.0%,rm分别下降了90.0%、70.7%,铜绿微囊藻对轮虫的抑制作用随着斜生栅藻浓度的提升而加大.[结论]铜绿微囊藻对轮虫的作用受其他可食性绿藻食物浓度的影响,且这种影响会随着温度的变化而变化.该研究通过测定不同温度和不同食物浓度间的交互作用对萼花臂尾轮虫一些重要的生活史参数和生命表因子的影响来了解其基本生物学特征以及为以后研究野外环境中各种因子对轮虫影响中所起的作用做好数据与理论的铺垫. 相似文献