去雄对睡莲花瓣开放角度及生理生化特征的影响

为揭示睡莲(基部被子植物)的开花特性,探究雄蕊在睡莲花瓣节律性开放过程中的作用.本研究以蓝鸟睡莲(Nymphaea 'Blue Bird')为实验材料,在去雄(摘除雄蕊)后记录花瓣开放角度和萎蔫时间,并于去雄后第6、24、48及72小时测定花瓣的生理生化指标变化.结果 显示,去雄后睡莲花瓣的开放角度小于对照组,在第48小时与对照组开放角度差异最大,达到49.31°,而去雄后花瓣萎蔫的时间与对照组相同,均出现在第72小时;去雄引起了花瓣多项生理生化指标发生变化,其中,含水量在第24小时与72小时显著低于对照组,比对照组分别低0.7％与0.9％;可溶性糖含量变化显著,在第24小时和48小时比对照组分别高出0.48与0.68 mg/g;脯氨酸(Pro)含量在第72小时显著高于对照组;过氧化物酶(POD)活性从第24小时起比对照组显著升高;而丙二醛(MDA)含量则与对照组无明显差异.以上结果说明,去雄导致了睡莲花瓣开放角度及生理状态发生改变,该发现进一步地揭示了睡莲的开花特性,首次证明了雄蕊对于花瓣节律性开放具有调节作用,为花瓣开放闭合及切花保鲜等领域的研究提供了新的思路.     

中国柽柳幼苗叶片生理特性对碱胁迫的响应

以中国柽柳为试材,通过盆栽试验,研究混合碱(NaHCO_3和Na_2CO_3摩尔比为9:1)不同浓度胁迫下(100、200、300、400 mmol/L)中国柽柳幼苗叶片生理特性和株高的影响。结果表明:与对照相比,中国柽柳叶片的相对含水量在碱浓度为100、200、300、400 mmol/L时均显著降低,分别下降8.82%、34.49%、43.27%、45.43%;而叶片丙二醛、可溶性糖和脯氨酸含量则随着碱浓度的升高呈递增的趋势,其中100、200、300、400 mmol/L碱处理的脯氨酸含量分别较对照显著高出36.37%、56.41%、77.35%、84.25%。此外,不同碱浓度处理的株高大小次序为对照100 mmol/L200 mmol/L300 mmol/L≈400 mmol/L,其中100、200、300、400 mmol/L处理的株高分别比对照显著降低45.95%、62.16%、70.27%、74.05%,表明不同程度的碱胁迫均显著抑制了中国柽柳的生长。综合分析认为,以NaHCO_3和Na_2CO_3为主要盐分的碱胁迫对中国柽柳的生长发育具有一定的抑制作用,随着碱胁迫程度的加剧,抑制作用越来越大。     

自然生草桃园表层土壤水分和草地地上生物量的空间分布及其关系

【目的】阐明桃树果园短期自然生草条件下土壤水分空间分布特征及其与草地地上生物量的关系。【方法】以信阳沙壤土五月鲜桃园为研究对象,在冬春季短期自然生草条件下,采用1 m×1 m网格采样法,以经典统计学和地统计学半方差函数为工具,研究表层(0~5 cm)土壤水分和草地地上生物量空间分布特征。【结果】表层(0~5 cm)土壤含水量和地上草地生物量符合正态分布,平均体积含水量为10.08%,95%置信区间为9.84%~10.32%,变异系数为16.36%,0.2 m×0.2 m草地地上生物量均值为9.17 g,变异系数为56.71%。区域田块尺度上,自然生草桃园草地地上生物量和表层(0~5 cm)土壤水分空间分布均符合指数函数模型,模型块金值/基台值分别为0.477 3和0.499 8,变程分别为7.20和2.51。即二者均具有中等程度的空间依赖性,草地地上生物量较表层(0~5 cm)土壤含水量具有更强的空间依赖性。克里格插值结果表明,表层(0~5 cm)土壤含水量和草地地上生物量空间上呈斑块状分布,且表现为距离树体越远值越大的分布特征。相关分析结果表明,地上生物量与表层(0~5 cm)土壤含水量之间极显著正相关(P<0.001)。【结论】果园短期自然生草有利于保蓄表层土壤水分,改善土壤水分条件,草地地上生物量是影响果园表层土壤水分空间分布的重要因素。     

晋西北不同土地利用方式下春季表层土壤水分对风蚀的影响

以晋西北为研究区域,对不同土地利用方式下春季表层土壤含水量、风蚀量及其相关关系进行研究。结果表明,不同地类表层土壤含水量大小表现为樟子松苗圃地>苦荞留茬地>撂荒地>杨树林地>春季翻耕地>柠条灌木地>退耕还草地;随深度增加不同地类表层土壤水分流失量的垂直分布基本呈现减少的趋势,春季翻耕地表层土壤水分流失量最大,为6.52%,其次依次为退耕还草地、柠条灌木地、撂荒地、苦荞留茬地、杨树林地,最小的为樟子松苗圃地,仅有2.00%;各地类土壤风蚀量89.00%集中于近地表0～10 cm高度,春季翻耕地风蚀量最大,为8.93 g,其次依次为苦荞留茬地、退耕还草地、撂荒地、柠条灌木地、杨树林地,最小的为樟子松苗圃地,为0.36 g;农田地与非农田地的表层土壤含水量与风蚀量均呈现线性负相关关系,农田地土壤风蚀量对表层土壤含水量变化响应更敏感。因此,农田地秋收后应实行留茬、覆盖等保护措施,春季翻耕要尽量靠近播种日。     

基于探地雷达的典型土壤物理性质探测研究进展

探地雷达(GPR)作为一种新型的无损探测工具,具有探测速度快、探测过程连续、操作简单,探测费用低等优点。探地雷达在工程勘探方面应用广泛,但在探测典型土壤物理性质,尤其是在探测矿区典型土壤物理性质方面的应用研究较少。本文在介绍GPR基本工作原理、发展历程及其图像处理研究进展的基础上,对基于GPR的典型土壤物理性质探测研究进展作详尽文献分析,最后阐述基于GPR的矿区复垦土壤典型物理性质的研究进展,并对探地雷达探测典型土壤物理性质进行了展望,指出基于GPR对典型土壤物理性质的研究应主要集中于GPR图像处理技术、GPR的分辨率及探测效果评价等方面。     

北方干旱地区不同土壤覆盖措施对侧柏林间土壤含水量及造林成活率的影响

为了探索适合在北方干旱地区造林中大面积推广应用的土壤覆盖措施,提高人工造林的成活率,开展了不同土壤覆盖措施对侧柏林间土壤含水量及造林成活率的影响试验,结果表明:土中覆草的处理蓄水能力更强,明显促进侧柏苗木生长,提高苗木的成活率。我国北方干旱地区应用土中覆草技术可明显提高造林成效。     

黑土区田块尺度土壤有机质含量遥感反演模型

为了对田块尺度土壤有机质进行空间反演并提高模型精度和稳定性,该文以黑龙江省黑土带41.3 hm~2田块为例,获取2016年5月中下旬两期(受限于拍摄周期和天气原因而选择不同卫星影像,2016年5月17日Landsat 8影像和5月25日Sentinel-2A影像)裸土时期遥感影像和4 m分辨率DEM数据;分析单期影像与土壤有机质(soil organic matter,SOM)的关系,两期影像所包含的土壤含水量变化信息与地形因素对SOM预测模型精度的影响,建立基于BP神经网络的SOM遥感反演模型。结果表明:该田块内SOM含量差异较大;利用单期影像预测SOM时,基于红波段和785~899 nm波段建立的预测模型精度(建模均方根误差RMSE 1.033,检验RMSE 1.079)和稳定性(建模决定系数R2 0.677,检验R20.644)较高;两期影像时,基于红波段和1 570~1 650 nm波段建立的预测模型精度(建模RMSE 0.855,检验RMSE 0.898)和稳定性(建模R2 0.792,检验R2 0.797)显著提高;在两期影像模型基础上,加入地形因子作为输入量,模型精度(建模RMSE 0.492,检验RMSE 0.499)和稳定性(建模R2 0.917,检验R2 0.928)进一步提高。研究成果可为土壤碳库估算和农田精准施肥提供理论与技术支持。     

秸秆还田对东北半干旱区玉米‖花生轮作系统土壤水热特性及作物产量的影响

以东北半干旱区玉米‖花生轮作系统为研究对象,试验设传统玉米单作、花生单作、不同秸秆还田量下(30%、60%和100%)玉米‖花生轮作5个处理。通过连续3年田间定位试验,研究玉米秸秆不同还田量对农田土壤水热特性、产量及土地当量比(LER)的影响。结果表明,与传统单作相比,秸秆还田处理玉米区播前0～40 cm土壤平均含水量提高了1.9%～3.9%,花生区提高了11.0%～13.9%;成熟期,秸秆还田花生区0:00～8:00平均地温比传统单作提高了0.2℃～1.1℃,10:00～22:00平均地温较传统单作降低了0.5℃～1.0℃。2016年和2017年玉米‖花生轮作系统LER为1.05～1.16,2018年各处理LER均小于1。吉林半干旱区玉米‖花生轮作系统进行秸秆还田改善了作物播前的土壤水分状况,但对于作物产量的影响在不同年份有所差异。     

基于数值方法的农田土壤零通量面的模拟

零通量面能够反映土壤水分运动情况,定量计算土壤水分的入渗和蒸散量。采用Richards方程描述了降雨和蒸发边界条件下的一维土壤水分运移,通过土壤传递函数估算得到Van-Genuchten水分特征曲线参数,借助参数化Hydrus-1D模型计算得到一维土壤空间不同层的土壤含水量和基质势的数值解,并采用田间实测数据对数值解进行了验证,根据不同层的水势梯度和水流通量的值判断零通量面出现位置以及零通量面类型,最后分别设置5个不同的降雨和蒸发强度,模拟分析了土壤零通量面的空间位置和类型。研究结果表明:(1)采用Hydrus-1D可以准确模拟降雨和蒸发条件下的一维土壤水分运移;(2)在降雨和入渗条件下,零通量面位置随之降低;(3)蒸发强度增加时,零通量面上部土水势降低,土壤吸力增大,使其位置上升。结果证明该方法可行,能够模拟零通量面的动态变化。     

不同耕作方式对黑土区农田土壤物理特性的影响

为探讨耕作方式对黑土区农田土壤物理特性的影响,2016年6—9月在内蒙古自治区呼伦贝尔市阿荣旗试验区设置3种耕作方式深松(SS)、免耕(MG)及常规耕作(CK),分别采集0-10 cm、10-20 cm和20-30 cm土层的土样,对土壤容重、含水量、土壤渗透速率及土壤孔隙度进行调查。结果表明：3种耕作方式土壤容重及含水量均表现为SS>CK>MG；土壤入渗特征表现为初始入渗率>平均渗透率>稳定入渗率；土壤入渗速率及累计入渗量表现为SS>CK>MG；土壤孔隙度以SS处理下最高且随着月份的增加土壤孔隙度降低。主成分分析表明,初始入渗速率和渗透总量对不同耕作方式最为敏感,可以作为考察东北黑土区农田耕作效应与缓解黑土地退化的评价指标。由综合得分可知,不同耕作方式下土壤性能优劣表现为SS>MG>CK。综上,深松耕作可以有效的降低土壤容重,提高土壤含水量,促进土壤渗透能力；免耕更有利于水分的保持,降低土壤的无效蒸发。