叶圈微生物的群落结构与生态功能研究进展

植物叶圈和根际是两个独特、复杂的生态系统,含有丰富的微生物种类,在促进植物生长,增强植物抗病性、抗逆性等方面有着非常重要的作用。在近几十年内的研究中,根际一直是微生物学家和植物学家研究和关注的焦点,特别是在根际微生物促进植物生长和增强植物抗病性的效果和机理方面取得了重要的研究进展。相对而言,对于叶圈微生物的研究远远滞后于对根际微生物的研究。叶圈微生物最初主要是对植物致病微生物进行研究,但是由于技术条件(主要是采用传统可培养方法进行研究)的限制,叶圈微生物研究进展缓慢。2000年以后,随分子生物学技术的发展,特别是高通量测序技术的发展,叶圈微生物研究进入了快速发展段。研究发现,叶圈微生物中只有少数致病,而大多数能够为植物提供养分、促进植物生长、提高植物抗病性和抗逆性,在植物群落组成和生态功能方面发挥了重要作用。通过介绍叶圈定义的提出及发展过程,阐述了叶圈微生物在研究方法、生物学功能及作用机理方面的研究进展,并对叶圈微生物未来发展方向进行了展望。     

土壤养分有效性测定及其方法

在提出土壤养分有效性测定概念的基础上 ,本文对各种土壤养分有效性的测定方法进行了总结 ,讨论了这些方法的测定机理、测定效果及近几年的进展。这些方法包括用于磷钾等元素测定的树脂法、用于氮测定的生物培养法和化学提取法、磷测定的氧化铁试纸法和氢氧化铁透析管法和钾的四苯硼钠法     

分根交替灌水对棉花生长、光合与水分利用效率的影响

应用部分根区干燥(PRD)技术,研究分根交替灌水(APRI)、分根固定灌水(FPRI)与全根系均匀灌水(BPRI)对盆栽棉花的生长、光合和水分利用效率的影响。结果表明:APRI黎明前与正午的叶水势均明显高于FPRI,而与BPRI无显著差异。APRI在叶片水分状况未变化时,显著降低了气孔导度,在维持光合作用不变的情况下,减少蒸腾量,瞬时水分利用效率与FPRI和BPRI相比分别提高了35.86%和63.51%。APRI处理的棉株在干旱复水后由于补偿效应,叶片生长速率和总叶面积较同等灌水量的FPRI分别提高了67.42%和27.16%。同时,干湿交替刺激APRI处理棉株的吸收根生长,其干重是FPRI的1.39倍。分根交替灌水在节水50%条件下,比同水量固定灌水处理的水分利用效率显著提高。     

一种溶质运移数学模型的应用研究

土壤中溶质运移的过程、规律和机理是土壤溶质运移研究的主要内容。本文的目的是对模拟非饱和介质中水分和溶质迁移的二维数值模型SWMS－2D进行研究和验证。以硝酸盐形式存在的溶解氮是地下水中最常见的污染物，将硝态氮视为土壤溶质，考虑其根系吸收、生物固持、吸附、解吸、硝化和反硝化等作用，土壤表面即上边界条件用大气边界条件描述，下边界条件定为第一类边界条件，在田间条件下对模型作了检验。     

干旱区绿洲荒漠交错带土地退化及生态重建

由于经济的发展，土地资源受到越来越大的压力。当这种压力超过了土地资源的承载能力，就导致了土地退化的发生。作为陆地生态系统的基础，土地资源的退化表现为：土壤肥力降低，生物多样性降低，以及伴随的经济发展的落后。当前世界范围内对土地退化的治理，基本方法仍是基于生态学理论的生物方法。但对土地退化的恢复与生态系统的重建的研究，需要经过谨慎设计的长期实验。绿洲荒漠交错带的重要性，不仅表现为是绿洲的保护屏障，而且在绿洲经济的发展中也起到巨大的作用。通过对国内外大量研究的回顾，讨论了在不同地区进行的长期实验所采用的方法。有人为因素参与的退化土地恢复与生态重建，可以在短期内取得明显效果。产生土地退化的原因，不仅仅是土地资源特点与自然环境这样一些自然因素，还包括一些社会与经济因素。因此退化土地的恢复与生态重建的成功，需要一种考虑自然、社会和经济因素的综合的方法。     

不同施肥模式对绿洲农田土壤微生物群落丰度与酶活性的影响

以中国科学院阜康荒漠生态系统国家野外观测研究站的长期定位试验为平台,利用荧光实时定量PCR(Real-time PCR)技术,对不同施肥模式下的土壤微生物群落丰度进行了测定,并分析了土壤酶活性。结果表明:与无肥处理(CK)相比,20年长期单施化肥(CF)或者化肥配施秸秆(CF/OM)处理均显著增加了土壤氨氧化古菌(AOA)与氨氧化细菌(AOB)的丰度。其中,土壤AOB最低增加了16倍,而AOA最多增加了3倍,表明AOB可能在原位土壤氨氧化过程中发挥了更为重要的作用。尽管CF/OM处理的作物产量与CF处理无显著差异,但该施肥模式在维持作物产量的同时,其土壤微生物主要类群(真核微生物、细菌、古菌)数量最大,土壤有机碳含量最高,大多土壤酶活性高于其他处理,表明化肥配施有机肥有利于保持土壤微生物多样性,对于提高土壤质量具有重要作用。     

干旱气候条件下棉田的蒸发与蒸腾：以阜康地区为例

本研究在中科院阜康生态站进行，观测棉田灌溉前后蒸与与蒸腾。在灌溉后约一星期，蒸发量约占蒸散总量的１７％．在晴朗时，中午几个小时内，蒸发量相当大，当由平流引起的热流传输显著存在时，最大蒸散总量约占净辐射的１３０％。     

沙漠腹地人工种植草坪耗水变化的初步研究

利用田间水量平衡方程,本文对塔克拉玛干沙漠腹地人工草坪水分蒸散进行了初步研究。蒸散总量数据显示,部分覆盖(60％)>全裸地>全覆盖(100％)。从日变化数据来看,植物蒸腾由于能消耗更深层次的水分,其强度的减弱要迟于土壤蒸发。由于特殊的自然条件与灌溉方式,本区草坪的蒸散具有自己的特点,部分覆盖草坪的蒸散量最大。水量平衡分析的数据则表明,渗漏水占灌溉水量中相当大的部分,这说明,提高土壤表层的持水能力,可以有效地提高水分利用效率。     

遥感图象处理技术在土壤分类中的应用—以阜康地区为例

图象处理是一门新兴的多学科技术，在各个学科得到广泛的应用，在综合前人工作的基础上，本文尝试了一种新的工作方式－组合式训练区分类。其指导思想是：尽量多地利用图象处理技术，以增加结果的客观性和可重复性。具体做法是：将监督分类和非监督分类结合起来，工作程序为，首先，进行图象预处理，包括图象配准，图象几何校正。第二，进行非监督分类，将分类结果制成训练区图，第三，用训练区图进行监督分类。