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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.
为明确低温为害棉花种子萌发过程的关键期,以新陆中46号、新陆早57号、新陆早74号和新陆早82号为试验材料,25℃为对照温度,通过室内发芽试验,研究12℃低温处理下4个棉花品种在种子萌发过程中种子活力指标变化和胚根生长情况。结果表明,12℃低温处理能降低棉花种子活力和抑制胚根生长,不同品种间耐低温能力存在差异,新陆早57号低温耐受力最强。7个测定指标间均存在正相关关系,发芽指数与活力指数、胚根鲜重与胚根干重间相关性最大,发芽势与胚根长、发芽指数与胚根长间相关性最小。不同棉花品种各处理主成分综合得分排序为T 2相似文献   
3.
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.
易拓  王馨  杨闯  朱杰辉  宋勇 《热带作物学报》2021,42(6):1599-1605
为探究木薯的耐寒性及其在低温胁迫下抗渗透响应,对耐寒‘F200’木薯和低温敏感品种‘华南8号’(‘SC8’)木薯幼苗在人工低温条件下进行4 ℃低温处理,分别观测处理前和处理3、6、12、24 h下不同木薯品种生长表型情况以及渗透性物质含量变化情况。结果表明:随着胁迫时间的增加,‘F200’木薯幼苗上部和下部叶片出现轻度萎焉,而‘SC8’所有叶片均严重萎焉,顶部叶片甚至出现脱水现象;‘F200’木薯叶片受H2O2的损害轻于‘SC8’,相对于‘SC8’的损伤持续增加,‘F200’呈现先加重后减轻的趋势;随着低温胁迫时间的延长,木薯叶片的相对叶绿素含量呈现先急剧下降、再上升、后下降的过程;相对电导率(REC)和丙二醛(MDA)、可溶性糖(SS)、可溶性蛋白(SP)、脯氨酸(Pro)的含量均逐渐升高;低温胁迫下,‘F200’木薯的总叶绿素减少64.23%,且小于‘SC8’的78.15%,二者差异不显著;REC增加11.48%,且显著小于‘SC8’的188%;MDA增加14.74%,且显著小于‘SC8’的20.98%;Pro增加90.53%,显著大于‘SC8’的27.95%;SP增加12.96%,且大于‘SC8’的17.82%,二者无显著差异;SP增加45.18%,且显著大于‘SC8’的2.16%。可见,低温胁迫下,‘F200’木薯通过增强H2O2的清除能力、增强光合作用、增加渗透调节物质含量等途径,缓解了低温对木薯幼苗造成的伤害。低温耐受型木薯‘F200’和低温敏感型木薯‘SC8’的形态结构和生理指标在低温胁迫下存在明显差异,可作为木薯种质资源耐低温性评价的参考指标。  相似文献   
5.
2014年—2016年,当海带养殖区水温降至19℃时,将海带"奔牛"品系的幼苗移植到荣成养鱼池湾海域,采用垂挂式养殖方式暂养,定期调整水层和摆洗幼苗,采用挂袋施肥的方式施加硫酸铵和硝酸铵的混合肥。约11月中旬,在海带苗种长至12~15 cm时开始分苗,此后在Ⅰ类海带养殖区,按照大单架平养的养殖方式进行正常养殖。自1月中旬起,每隔半个月对其叶长、叶宽进行测量,计算绝对生长速率,同时记录养殖海区的水温和透明度。连续3年的养殖试验结果显示,透明度最低值出现在水温约6℃,但在同样温度下,透明度不同。海带叶长最大时水温为11~14℃,叶宽最大时水温为13~15℃,比海带叶长最大的温度高1~2℃,海带叶宽生长速率最大时水温为6.5~8.0℃。海带叶长和叶宽基本呈正相关关系。海带由薄嫩期到收获期期间,叶长、叶宽比值为5.4~9.0,在收获期的比值则为6.8~8.7,但相同比值出现的温度不同。  相似文献   
6.
水管通水冷却是大体积混凝土温度控制最常采取的施工温控措施之一,人工操作劳动强度大,成本高。针对船闸结构混凝土温控特点,依据有关规范和借鉴地下水工衬砌混凝土通水冷却智能控制经验,确定了结构混凝土通水冷却智能控制3个参数(通水时间、冷却水温和温降速率),提出了内部温度曲线控制目标和智能控制技术方法,并配套研制了智能化控制设备,在清远二线船闸上闸首底板实践应用。试验结果证明闸首底板混凝土内部最高温度、温降速率全部控制在允许值范围内,全面验证了“温升阶段全时通水降低最高温度、温降阶段间歇性通水控制流量和温降速率”以及终止通水冷却时间控制等技术方法的科学性、适用性,且该智能控制设备操作简便、性能可靠。  相似文献   
7.
准确预测不同区域杂交中稻开花期与自然极端高温发生期相遇的概率,有利于制定当地水稻生产避险高产稳产技术。以四川省推广的22个杂交中稻新品种为材料,在四川盆地东南部不同生态点开展品种生态适应性试验,研究了基于经度、纬度和海拔高度的杂交中稻开花期受自然极端高温伤害风险的预测方法。结果表明,杂交中稻齐穗后第5天日序与经度呈显著负相关,与海拔高度呈极显著正相关,与纬度相关性不显著。建立的基于经度(x1)和海拔(x3)预测水稻齐穗后第5天日序的回归模型,F值为13.25**~13.56**,决定程度高达0.8688~0.8715。该模型经多个品种连续2年在6个生态点的验证,实测值与预测值1∶1回归模型的决定系数高达0.8362~0.8641,实测值与预测值之间的均方根差(RMSE)值为0.83%~1.18%,预测值与实测值之间具有较好的一致性。将本研究建立的齐穗期与地理位置关系模型与作者等先期建立的基于地理位置(纬度:x2、海拔:x3)预测≥35℃最早发生期预测模型相结合,探明了不同地理位置杂交中稻开花期受极端高温伤害的机率。利用地理位置信息可准确预测杂交中稻开花期受极端高温伤害的风险程度,具有较好的生产适用性。  相似文献   
8.
We studied the effects of temperature and solar radiation on rice yield with the aim of understanding the temperature and solar radiation requirements for high yield rice production in the lower reaches of the Huai River, China. Field experiments were conducted with two medium-maturing japonica rice(MMJR) varieties and four late-maturing japonica rice(LMJR) varieties in 2017 and 2018. Seeds were sown on May 10(T1), May 17(T2), May 24(T3), May 31(T4), June 7(T5), June 14(T6), and June 21(T7). The whole growth duration(WGD) of rice was shortened when sowing date was delayed, especially for the duration from sowing to heading(S–H). The effective accumulated temperature(EAT), mean daily temperature(T_(mean)), cumulative solar radiation(CSR), and mean daily solar radiation(R_(mean)) over the WGD decreased when sowing date was delayed. Compared with T1, yields in T2, T3, T4, T5, T6, and T7 decreased by 0.12–0.35, 0.45–0.89, 0.74–1.56, 1.41–2.24, 2.16–2.90, and 2.69–3.64 t ha-1, respectively. There was a significant positive correlation between rice yield and EAT in different growth stages. Temperature was the main factor that affected the yield of good eating-quality rice in the lower reaches of the Huai River. We found that a relatively high yield can be obtained when the optimal T_(mean) for medium-maturing japonica rice(MMJR) and late-maturing japonica rice(LMJR) was 25.8–27.0℃ and 26.6–27.1℃ in the stages from sowing to heading(S–H), and 20.3–23.3℃ and 20.3–22.1℃ in the stages from heading to maturity(H–M), respectively. The optimal sowing dates for MMJR and LMJR in the lower reaches of the Huai River were May 15–31 and May 15–18, respectively.  相似文献   
9.
以诸暨市体育公园为研究对象,通过测试夏、冬两个季节诸暨城市公园绿地不同样地的小气候要素数值,结合游人行为观测,探究了风、湿、热等小气候要素与人群行为间的复杂关系。结果发现:①高郁闭度对THI有一定调节作用;②乔木、草本植物和水体蒸腾作用强,具有一定保湿作用;③灌木比高大乔木对风的阻碍更明显;④坐憩行为对小气候舒适度较为敏感。为此,提出了对小气候适应性调节的策略:①休憩空间合理栽植落叶乔木或增设景观遮荫小品;②因地制宜设计水体、合理增加乔木面积;③合理设置环境空间朝向;④合理配置景观要素与小气候环境相协调。  相似文献   
10.
本文采用统计分析方法,对2020年开鲁县国家基准气候站采集的气温、降水、日照等基本气象要素数据和相应历年值进行对比分析,并对局地大风、暴雪等重大灾害性天气进行综合分析,并根据分析结果,作出气候对生产生活影响的综合评价。结果表明,2020年气候条件对全县农业生产及人们的生活有利有弊。  相似文献   
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