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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.
试验采用原子荧光法通过测定硒的含量建立绞股蓝茶中硒含量的测定方法并评定测量不确定度.优化结果为负高压270 V、灯电流(主灯电流、辅灯电流设定值相同)45 mA、载气流速400 mL/min、屏蔽气流速600 mL/min、载液为5%(V/V)的HCl-H2O溶液、还原剂为10 g硼氰化钾/L(5 g/L KOH-H2O溶液)溶液.在该条件下,硒在0~5 ng/mL的范围内,浓度和荧光值线性关系良好R2=0.9994,检出限为0.07956μg/L,相对标准偏差RSD范围为0.60% ~1.74%,加标回收率范围为93.45% ~99.98%.通过对不确定度来源的分析和计算,原子荧光法测定绞股蓝茶中硒含量为(0.083±0.003)mg/kg;k=2.结果表明该方法高效、准确、重现性好,适合绞股蓝茶中硒元素含量测定,评定结果为质量控制提供了科学依据,对生产过程及绞股蓝茶质量安全监测具有一定指导意义. 相似文献
5.
为了探讨全膜双垄沟播条件下糯玉米叶片过氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)等抗氧化酶活性、丙二醛(MDA)积累量、产量及水分利用率对不同水肥措施的响应,选择适宜糯玉米生长的最适宜水肥管理措施.设置2个灌水水平:I0(控制4个时期土壤水分含量于适宜水平,具体为播种期、苗期至拔节前期、拔节后期至孕穗期及孕穗期至开花期分别为田间持水量的75%~85%、65%~75%、70%~80%及70%~80%)、I1(控制2个时期土壤水分含量于适宜水平,具体为播种期、拔节后期至孕穗期均为田间持水量的75%~85%)及3个施肥水平:F0(氮磷钾肥均基施)、F1(氮钾肥基施加追施,基施、拔节期和大喇叭口追施比例为3:3:4,P肥全部基施)和F2(氮钾肥基施加追施,基施、大喇叭口追施比例为3:7,磷肥全部基施)进行研究.结果表明:不同水肥条件下叶片SOD、CAT变化趋势均为先增大至孕穗期后减小,POD、MDA全生育期逐步增加,I0水平不同施肥处理间叶片MDA各生育期差异均不显著,SOD、POD、CAT对水肥敏感程度为POD>SOD>CAT,各处理糯玉米穗长、穗粗、行数及粒数均无显著差异,F1I0、F2I0可以显著增加糯玉米百粒干重,籽粒产量F1、F2高于F0,I0高于I1,最高增产10.9%,因此在全膜双垄沟播条件下,F2I1为本年型最优水肥措施. 相似文献
6.
以文峪河流域为研究对象,分析流域2000—2018年景观格局数量动态的面积、转移及速度特征。从斑块类型尺度与景观尺度2个层面选取景观指数分析流域近18年的景观格局动态,并在流域尺度上沿城市—林区梯度线分析沿线景观格局指数的梯度分布,基于数量统计模型对景观格局动态驱动力进行研究。结果表明,流域耕地、林地、草地面积有所减少,向其余地类支出面积,水域、建设用地、未利用地面积增加,向其余地类吸收面积,不同地类土地转移、变化速度情况不同。不同景观类型的格局动态不同,流域整体景观破碎化程度增加,连通性下降、景观规则度下降、景观核心面积下降,不同景观指数的梯度分布特征不同。自然驱动因子、社会驱动因子对流域景观格局变化均具有驱动作用,文峪河流域的景观动态在过去18年间经历了快速、复杂的变化,社会经济驱动因子是景观格局演变的主要驱动力量,经济与人口发展、产业结构及工业化进程是文峪河流域景观格局演变的重要驱动力量。 相似文献
7.
合理选取标志放流鱼的规格是成功监测放流鱼类动态及评估增殖效果的关键步骤。本研究以黄鳍棘鲷为对象,通过2个实验评价标志鱼的适宜规格。实验1对比了4种体长的黄鳍棘鲷(平均体长5、7、11和14 cm)作T型标志后其生长、存活和标志保留情况,并利用逻辑斯蒂回归模型分别分析标志鱼存活率和标志保留率的规格特异性;实验2模拟了不同混合比例下2种体长黄鳍棘鲷标志鱼与不标志鱼的捕捞情况,并利用重抽样方法对捕捞结果作计算机重抽样,分析2种鱼能否充分混合以及标志鱼的规格、比例对捕捞结果的影响。结果显示:(1)7、11和14 cm标志组的特定生长率与对照组无显著差异;(2)标志鱼的存活率随体长的增加而增加(5 cm标志组的鱼在标志后7 d内全部死亡,7、11和14 cm标志组的存活率分别为77.5%、92.5%和100.0%)。标志鱼的存活率与初始体长的逻辑斯蒂回归关系式为P=exp(0.099X-6.900)/[1+exp(0.099X-6.900)];(3)各组的标志保留率较高(7、11和14 cm标志组的标志保留率分别为97.5%、100.0%和100.0%),但与体长无明显关系;(4)模拟捕捞结果与计算机重抽样结果无显著差异,二者均不受鱼体规格的影响,但受标志鱼比例的影响极显著,标志鱼比例越高,其捕获率也越高。综上,建议今后采用T型标志方法开展增殖放流品种(如黄鳍棘鲷)的相关研究时,应综合考虑成本和可接受的误差范围以选择符合研究目的的标志鱼规格,若需标志鱼的存活率高于50.0%,则体长至少为7 cm,高于75.0%则体长至少为8 cm,高于95.0%则体长至少为10 cm。此外,在成本允许的条件下,建议尽可能增加放流鱼类中标志鱼的比例以提高增殖效果评估的代表性,而具体适宜的比例值得深入研究。 相似文献
8.
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
9.
以植物地理分布与气候变化间的关系为研究基础,通过MaxEnt模型,应用贡献率、置换重要值以及Jackknife检验、主成分分析,模拟研究影响楠木Phoebe zhennan地理分布的主要因子,分析楠木在当前的地理分布格局,并预测未来楠木在中国的潜在分布格局。结果表明,采用MaxEnt模型预测其潜在适宜分布区准确度极高,楠木在ROC曲线下的AUC值达0.995;当前(2019)适生区预测表明,四川东南部、重庆和贵州是其分布最集中的地方,其次云南、广西、广东、福建、浙江、江西、湖北也有零散分布;随着未来(2050年)气温与降雨量的变化,江苏将有较大范围适合楠木分布,但是总的适生区面积比当前减少,例如贵州西南部的适生区面积将变小,福建、江西中度适生分布面积将变大,其余地区的适生区和当前持平。本研究结果表明,影响楠木分布的主要气候因子是温度和降雨量,可为楠木资源的科学保护和合理利用提供理论依据。 相似文献
10.
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