东北春玉米不同生育阶段日蒸散发模型的适用性研究

为准确估算东北地区春玉米不同生育阶段内的蒸散发量,本研究基于锦州农田生态系统野外观测站2007—2008年涡度相关系统的春玉米蒸散发数据,利用相关系数、平均偏差和均方根误差等量化指标,结合线性加权和法,综合评价了6种日尺度蒸散发模型(组合法:FAO 56-Penman-Monteith;温度法:Hargreaves-Samani、Blaney-Criddle;辐射法:Makkink、Jensen-Haise、Priestley-Taylor)在春玉米不同生育阶段的适用性。结果表明:1)春玉米不同生育阶段内蒸散发平均日动态均呈单峰型曲线变化,生长季内日蒸散发量峰值出现在花粒期初;2)春玉米不同生育阶段反映了其稀疏程度导致的覆盖度差异对蒸散发的影响。综合评价结果表明,除PriestleyTaylor模型外,基于辐射法模型的模拟效果整体优于组合法和温度法模型;3)苗期的修正Blaney-Cridele模型、花粒期的修正Makkink模型以及穗期的原始Jensen-Haise模型具有较高的模拟精度,为东北春玉米不同生育阶段日蒸散发量的准确估算提供参考。     

气候变化背景下武川主要作物生产水足迹变化分析

生产水足迹(WFP)是指生产单位产品所消耗的水资源,一般用单位质量农产品所需要的水的体积来表示作物生产水足迹。气候变化对生产水足迹的影响是农业生产者关心的重要科学问题。本文以内蒙古自治区武川县主要作物马铃薯、春小麦为例,基于1983-2010年气象数据及生育期资料,修正作物系数,应用CROPWAT模型,计算作物生产水足迹,分析气候变化对作物生产水足迹的影响。结果表明：（1）近28a来,武川县气候呈干暖化变化趋势,马铃薯和春小麦生产水足迹呈显著下降趋势（P<0.05）;（2）气候变化对作物生产水足迹影响显著,生育期平均相对湿度、平均气温和平均日较差对马铃薯生产水足迹影响较大,生育期平均风速和平均日较差对春小麦生产水足迹影响较大;（3）1983-2010年马铃薯平均生产水足迹为1.37m3·kg-1,春小麦平均生产水足迹为2.51m3·kg-1,说明在当地生产单位质量的干物质,春小麦比马铃薯消耗更多水分。在该地区适当增加马铃薯播种面积,对提高水资源利用效率,促进地区农业发展具有重要作用。     

碳源和巨大芽孢杆菌添加对土壤微生物环境及N2O、CH4排放的影响

2014年9-10月设计小麦盆栽试验,设置常规施氮处理（CK）、氮肥添加葡萄糖（G）、氮肥添加葡萄糖和巨大芽孢杆菌（Bacillus megaterium,GY）、氮肥添加秸秆（S）、氮肥添加秸秆和巨大芽孢杆菌（SY）5种处理,通过观测小麦苗期温室气体排放、土壤碳氮环境以及微生物菌群等变化,以分析研究不同碳源和巨大芽孢杆菌对土壤温室气体排放和微生物的影响。结果表明：（1）在施氮的同时增施葡萄糖（G）以及葡萄糖和巨大芽孢杆菌处理（GY）,对土壤微生物碳含量变化影响不显著,但降低土壤观测物种数与物种多样性;明显抑制硝态氮和铵态氮的增加,继而抑制N2O排放量的增加,同时促进了旱地土壤对CH4的吸收。（2）若用秸秆代替葡萄糖,在施氮的同时增施秸秆（S）,显著减少小麦苗期土壤硝态氮含量,但对N2O排放影响不显著。与秸秆相比,葡萄糖能快速提供有机碳,作为碳源更能体现巨大芽孢杆菌改善土壤微生物菌群、减少硝态氮生成及N2O气体排放的效果。     

采前喷施洋葱伯克霍尔德菌Burkholderia contaminans对草莓采后腐烂和品质的影响

为明确采前喷施洋葱伯克霍尔德菌Burkholderia contaminans B-1对草莓采后贮藏期的腐烂和品质的影响,采用洋葱伯克霍尔德菌菌悬液喷施草莓植株,检测草莓采后腐烂率及硬度、色泽、可滴定酸、抗坏血酸及失重率等指标,并统计草莓表面菌落生长情况。结果表明,采前喷施浓度为1×10~(10)CFU/m L的洋葱伯克霍尔德菌B-1菌悬液,可显著降低草莓采后腐烂的发生,而且喷施3次贮藏效果优于喷施1次。在16℃下贮藏7 d,喷施3次处理在接种灰葡萄孢菌和自然条件下的抑制率分别达到67.33%和58.45%。采前喷施洋葱伯克霍尔德菌菌悬液可有效提升草莓品质,延缓果实硬度、可溶性固形物、可滴定酸,降低Vc含量,一定程度上可保持果实亮度。洋葱伯克霍尔德菌可在果实表面定殖,且抑制果实表面病原菌的生长。菌悬液喷施3次,16℃贮藏7 d后,果实表面拮抗菌数量达到贮藏前的4.79×10~4倍,同时,病原菌在果实表面的菌落数也大大减少。洋葱伯克霍尔德菌可引起灰葡萄孢菌菌丝畸形,内含物外渗。此外,洋葱伯克霍尔德菌对草莓植株白粉病有抑制作用,并促进植株生长,株高、单株鲜重和单株叶片分别比对照增加19.39%、28.13%和36.04%。研究表明该菌株在草莓生产和贮藏领域具有较大潜力。     

施硅降低碱性土壤铅生物有效性的机制研究

为明确硅降低碱性土壤铅生物有效性的机制,在中和硅酸钠碱性和消除钠离子影响的基础上,采取吸附-解吸试验、红外分析和盆栽试验相结合的方式,研究了硅对碱性土壤液相、固相和固液界面铅行为以及水稻产量与稻米铅含量的影响。结果表明,加硅降低了碱性土壤吸附铅的容量和强度,增强了铅吸附-解吸过程中的滞后效应;应用红外光谱表征溶液中硅铅反应产物,发现Si-O弯曲振动吸收峰和Si-O-Si反对称伸缩振动特征峰均出现了红移,暗示硅酸或聚硅酸与铅发生了配位反应,生成了水溶性复合物;施硅使土壤酸可提取态和可还原态铅含量分别降低了11.18%、18.54%;可氧化态和残渣态铅分别提高了42.56%、7.84%;与对照相比,铅胁迫下水稻产量降低了64.5%(P0.01),糙米铅含量明显升高(P0.01),达到了0.31 mg·kg-1;与铅胁迫处理相比,施硅使水稻产量提高了152.3%(P0.01),明显降低糙米铅的含量(P0.01),并符合国家标准的安全要求。综上,在碱性土壤中,促进土壤液相、固相铅向无效态转化,抑制固相铅解吸是施硅降低铅生物有效性的土壤化学机制。