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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.
【目的】本文使用分位数回归和分位数组合对枝下高进行建模和预测,为单木枝下高模型的构建提供新的思路和方法。【方法】利用大兴安岭新林区4个林场的兴安落叶松天然林实测数据,采用非线性回归构建枝下高基础和广义模型并分别扩展到分位数回归。使用三分位数组合(τ=0.1,0.5,0.9)、五分位数组合(τ=0.1,0.3,0.5,0.7,0.9)、九分位数组合(τ=0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9)和4种抽样设计(抽最大树、抽最小树、抽平均木、随机抽取)进行预测,比较不同分位数组合的预测效果并分析不同抽样设计对预测精度的影响。同时使用双重交叉检验对非线性回归、最优位数回归和最优分位数组合进行比较。模型拟合和检验的评价指标主要包括平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)、相对误差(MPE)和调整确定系数(R2adj)。【结果】(1)无论是非线性回归还是分位数回归,广义模型的拟合MAE较基础模型可降低6%~12%,RMSE可降低6%~10%,检验效果也优于基础模型。枝下高与胸径呈负相关、与样地优势高和每公顷断面积呈正相关。(2)中位数回归在所有分位数中拟合能力最好,且效果与非线性回归相似。分位数回归可以描述枝下高的分布。(3)3种分位数组合都可以对枝下高模型进行预测且效果相差不大,三分位数组合就可以满足枝下高的预测精度。中位数回归的交叉检验结果与非线性回归相似,三分位数组合的预测能力最优,MAE和MPE较非线性回归和中位数回归分别下降了20%和4%左右,R2adj提高了16%左右。(4)基础和广义分位数组合的最优抽样设计分别为抽平均木5株和抽大树7株。【结论】本研究基于三分位数组合(τ=0.1,0.5,0.9)的枝下高模型可以提高预测精度,具体应用基础和广义分位数组合模型的最优抽样设计分别为抽平均木5株和抽大树7株。综合预测精度和调查成本的考虑,在实践中应用分位数组合时,推荐在样地中抽取5株平均木对枝下高进行预测。 相似文献
3.
机械化收获能够提高大面积种植绿豆的工作效率,因此生产上亟需解决绿豆成熟期不一致且收获时叶片未完全脱落等问题.乙烯利能够促进农作物的成熟,增加产量,加速离层形成,导致器官脱落.本试验以白绿9号为试验材料,2017年和2018年分别在收获前15 d、12 d、9 d和6d喷施清水(CK)和0.20%、0.35%、0.50%浓度的乙烯利,并测量产量及主要形状,以筛选出使绿豆脱叶效果最好且不影响产量的时期和浓度.两年的试验结果显示,收获前15 d增产效果好于其他时期,喷施0.20%乙烯利增产效果好于其他浓度;各处理的叶片数、叶绿素含量均比CK少,各处理株高与CK间差异不显著,收获前15 d喷施0.20%浓度的乙烯利对单株荚数影响最小.综合两年试验结果且考虑到经济成本,叶面喷施乙烯利的方法适用于促进绿豆落叶,最佳的喷施时期是收获前15 d,最佳的喷施浓度为0.20%. 相似文献
4.
为研究黏土矿物组合类型对泥岩盖层排替压力的影响,以三水盆地布心组三段(简称布三段)泥岩为研究对象,开展了岩石矿物分析,并针对不同黏土矿物组合的泥岩开展排替压力测试,进而分析排替压力特征及其影响因素.研究结果表明,布三段泥岩有2种不同的黏土矿物组合类型:类型1为伊利石+高岭石+伊-蒙混层组合,主要分布于盆地西北部宝月背斜;类型2为伊利石+高岭石+绿泥石组合,主要分布于盆地东南部东部斜坡-华涌凹陷;布三段1150m左右的泥岩全部样品排替压力介于7.43~13.76MPa,平均值10.25MPa;其中类型1的泥岩样品排替压力介于9.51~13.76MPa,平均值11.40MPa,为一类盖层指征;类型2的泥岩样品排替压力介于7.43~9.68MPa,平均值8.87MPa,为二类盖层指征;当黏土矿物中伊-蒙混层含量升高时,泥岩盖层排替压力较高,封闭能力较强;当泥岩黏土矿物中绿泥石、高岭石含量升高时,泥岩盖层排替压力降低,封闭能力相应降低;这3种黏土矿物的膨胀性、可塑性的排序为伊-蒙混层>高岭石>绿泥石,因此其含量对于泥岩盖层封闭性产生直接影响.该研究可为该区有利盖层条件预测和类似岩性盖层研究提供参考. 相似文献
5.
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
6.
为探讨不同乳酸菌互作对苜蓿(Medicago sativa)青贮细菌群落结构的影响,以2种植物乳杆菌、乳酸片球菌、戊糖片球菌及凝结芽孢杆菌形成的6种乳酸菌组合按1.5 mL·kg-1的添加量制作苜蓿青贮,以等量蒸馏水替代添加剂作为对照,45 d后运用高通量测序分析细菌群落结构。结果表明,各苜蓿青贮的优势乳酸菌群均为厚壁菌门(Firmicates)的乳杆菌属(Lactobacillus)和片球菌属(Pediococcus),二者相对丰度之和为65.4%~79.0%,其中含植物乳杆菌处理高于对照和含凝结芽孢杆菌处理;与对照相比,乳酸菌组合处理提高了菌群Chao1和ACE指数但降低了Simpson和Shannon指数;6个乳酸菌组合处理中,含凝结芽孢杆菌处理组与对照相似性较高,对苜蓿青贮细菌群落影响较小;相关分析表明,苜蓿青贮菌群结构和多样性可较好地解释其营养品质的变化。综上,乳酸菌组合在一定程度上改善了苜蓿青贮的细菌群落结构,其中含植物乳杆菌的组合效果较好。 相似文献
7.
不同饲养条件对蝇蛆生长发育及蛹虫繁殖性能的影响 总被引:1,自引:0,他引:1
在不同饲养条件下饲养蝇蛆,从而建立蝇蛆养殖的最优环境组合量化标准.选择培养基基料中不同奶粉添加量、培养基湿度及饲养密度3个主要因素,每因素设4个水平,进行交叉组合试验,共有64个处理,每个处理设3个重复,观测每个组合条件下饲养蝇蛆的蛆重、蛆长、蛹重、蛹长等指标,以评价这些因素对蝇蛆生长发育及蛹虫繁殖性能的影响.单因素方差分析结果表明:不同奶粉添加量、培养基湿度及饲养密度对家蝇生长发育及繁殖性状等指标均存在极显著差异(P<0.01),在奶粉添加量为6 g、培养基含水量为65%~80%、饲养密度为每瓶60~90条时最有利于家蝇生长发育及蛹虫的繁殖.此外,三因素之间对生长性状蛆重和蛆长存在极显著差异(P<0.01),但在化蛹率指标中表现为任意两因素的交互作用有极显著差异(P<0.01),而三因素交互却不显著(P>0.05);繁殖性状蛹重和化蛹率指标的三因素互作效应显著(P<0.05),而对家蝇蛹长的互作效应不显著(P>0.05).结果 显示,家蝇幼虫的饲养条件以30 g发酵麦麸+3g红糖的基础培养基中,添加奶粉量为6 g,培养基湿度为80%,饲养密度为60~ 90条/瓶时,生长性状中蛆重、蛆长、化蛹率和繁殖性状中蛹重、蛹长等指标均较为理想;而培养基湿度为50%时,羽化率最高,且随着培养基湿度的增大,羽化率呈下降趋势. 相似文献
8.
为探究泥沙浓度与进口压力对微喷带堵塞的影响,采用含沙水短周期连续灌溉的试验方法,将粒径小于1 mm的泥沙,配置成3种泥沙浓度的浑水,分别在4种进口压力下,观测微喷带单循环孔组流量变化,结合孔组相对流量分析微喷带堵塞规律.结果表明:在本次试验的泥沙粒径条件下,相同进口压力下,微喷带孔组堵塞程度并不完全随浑水含沙量增大而增大;同一泥沙浓度时,进口压力低于额定工作压力时易造成喷孔堵塞.泥沙浓度与进口压力均对微喷带抗堵塞性能影响显著,利用含有泥沙粒径与级配与本次试验相似的含沙水灌溉时,应尽量避免泥沙浓度为1.0 g/L,并使用较高的首部压力或在灌溉结束时用高于工作压力(不高于爆破压力)的首部压力冲洗微喷带. 相似文献
9.