应用红外线CO_2气体分析仪测定作物的光合作用装置、方法和技术

近几年来,我们在进行提高作物光能利用研究中,在测试手段中,吸取了国内外广泛采用红外光谱法的成就。先后应用广东佛山气体分析仪器厂生产的 FQW 型和北京分析仪器厂生产的携带式 QGD—O 7 型红外     

不同尺寸蒸渗仪测定作物蒸散的田间试验研究

称重式蒸渗仪测定作物蒸散量（ET）是公认的一种标准测定方法。大型称重式蒸渗仪因单点独立安装而无法进行不同处理的重复试验,小型蒸渗仪则可解决该问题,但目前对于小尺寸蒸渗仪的适用性尚无统一结论。本文利用1m2（SL）、2m2（ML）和4m2（LL）3种不同面积的蒸渗仪在冬小麦（2012年11月21日播种,2013年6月20日收获）和水稻（2013年6月22日移栽,2013年10月28日收获）整个生长季进行连续蒸散量观测,筛选无有效降水日的数据进行对比分析。结果表明：（1）在冬小麦和水稻生长季内,SL（小）蒸渗仪所测蒸散量日内变化均表现出较大的变化幅度,ML（中）蒸渗仪所测蒸散量日内变化趋势均与LL（大）蒸渗仪所测一致,日内变化比较平稳;（2）ML蒸渗仪所测日蒸散量与LL所测结果的相关性最好（P<0.01）;（3）SL蒸渗仪所测水稻日平均蒸散量和蒸散总量与LL接近,所以可将SL蒸渗仪替代LL测定水稻日平均蒸散量和蒸散总量;ML所测冬小麦和水稻的日平均蒸散量及蒸散总量均比LL明显偏小,蒸散总量偏小主要由于拔节后较大的日蒸散量偏差导致。     

CO2浓度升高对作物种子发芽的影响

为研究大气CO2浓度升高对作物子代种子发芽的影响,进行了CO2浓度对比处理及发芽试验.结果表明,与对照相比,CO2浓度升高主要影响作物子代种子前期萌发率,小麦、水稻的萌发率降低,大豆和玉米的萌发率增加.因此,在未来CO2浓度升高的大环境下,在农业生产实践中种植小麦和水稻作物要增加播种量.     

中国农村居民生活用能及CO2排放情景分析

为全面掌握中国农村居民生活用能发展趋势与温室气体排放潜力,该文基于长期能源可替代规划系统（LEAP模型）,模拟了3种政策情景下2020年农村生活用能需求和CO2排放情况。结果表明：2020年中国农村居民生活用能需求量约2.95～3.75亿t,呈上升趋势;如果采取强有力的政策措施,可减少CO2排放量约0.87亿t。该研究可为中国政府出台应对气候变化、减少温室气体排放的政策措施提供依据。     

大气CO2浓度升高对作物根际土壤氮的影响

利用FACE（Free air carbon dioxide enrichment）技术,在两种氮肥施用（低氮LN和常规氮NN）水平下,研究CO：浓度升高对水稻和小麦收获后根际和非根际土壤硝态氮、铵态氮和有机氮的影响。结果表明,相对于对照CO2浓度处理,高CO2浓度处理在显著增加作物生物量的前提下,使水稻季根际土壤硝态氮含量降低,NN水平下降低明显,小麦季变化不大,高CO2浓度处理对作物根际的影响大于非根际。高CO2浓度对土壤铵态氮含量的影响不显著,仅小幅度增加了水稻季和降低了小麦季土壤铵态氮含量,且根际降低幅度大于非根际;增加氮肥施用使土壤铵态氮含量在高CO2浓度处理增加幅度低于对照。高CO2浓度处理并没有显著增加有机氮的含量,在小麦季作物对土壤有机氮的贡献大于水稻季,且增加氮肥施用条件下根际对有机氮的贡献较大。     

中子仪测定耕层土壤水分偏差问题的探讨

就０－５０ｃｍ土层中,利用中子仪和土钻两种方法测定土壤含水量的偏差问题进行了探讨,得出;不同植被的下垫面,因土壤中有机物质的含量不同,对中子仪测定结果产生的干扰也不同。农田０－５０ｃｍ土层中有机物含量普遍偏高,相对偏差较大;当土壤湿度较大时,同一土壤有机物中的Ｈ＾＋对测定结果的影响变小。     

大气CO2浓度增加对作物光合性能及叶片水分利用效率的影响

利用可精准控制CO_2浓度的大型气候箱设置2个CO_2浓度400和800μmol/mol,研究CO_2浓度升高对大豆(Glycine max (L.) Merr.)、冬小麦(Triticum aestivum L.)、草地早熟禾(Poa pratensis L.)、黑麦草(Lolium perenne L.)和高羊茅(Festuca arundinacea Schreb.)生理特性及叶片水分利用效率的影响。结果表明,大气CO_2浓度升高对大豆、冬小麦、草地早熟禾和高羊茅叶片的净光合速率没有产生显著影响,但却使黑麦草叶片的净光合速率显著增加43%(P0.05)。升高CO_2浓度增加冬小麦、黑麦草和高羊茅的最大羧化速率,而对大豆和草地早熟禾的最大羧化速率和最大电子传递速率没有产生显著的影响。另外,提高大气CO_2浓度导致黑麦草蒸腾速率的降低;同时,草地早熟禾、黑麦草和高羊茅的水分利用效率分别提高161%、175%和74%。不同作物水分利用效率对升高CO_2浓度的响应存在明显差异,3种草坪草的适应能力均高于大豆和冬小麦2种作物。研究结果有助于深入理解CO_2浓度倍增下不同农作物发生光合下调现象的潜在机理,为未来大气CO_2浓度升高情形下生态系统适应性管理提供理论支持。     

大气CO2浓度和温度升高影响作物产量的光合生理及分子生物学机制

全球气候变化下,大气CO2浓度升高产生的"肥料效应"因温度的升高对作物产量的影响产生了不确定性,关键在于相关光合生理和分子机制对两因子互作的响应程度.本文综述了不同作物的光合速率、气孔导度、Rubisco酶活性等关键生理指标及产量对大气CO2浓度和温度升高的响应,并从代谢组角度总结了大气CO2浓度和温度升高对作物光合相...     

中国农村户用沼气工程建设对减排CO2、SO2的贡献--分析与预测

农村户用沼气工程是中国可再生能源建设的重点项目,可为农村居民生活提供清洁的可再生能源,该工程的建设能减轻农村环境污染,有助于部分缓解全球气候变暖的趋势.该文根据国际通用的减排量计算方法,对中国农村户用沼气替代传统生物质能和煤炭所产生的CO2和SO2的减排量进行了计算分析,为制定农村能源发展战略和农村环境发展规划提供参考.研究结果表明,在1996～2003年间,每年可减少CO2排放39.76～419.39万t,减少SO2排放2.13～6.20万t.通过对2010、2020和2050年沼气替代农村传统能源减排CO2和SO2量的预测,证明农村户用沼气工程的建设可以有效减少CO2和SO2的排放.     

用超临界CO2脱除绿茶浓缩液中咖啡碱的工艺研究

对绿茶浓缩液中咖啡碱的超临界CO2萃取工艺进行了研究,通过4因素正交试验探讨了浓缩液的浓度、操作压强、操作温度、萃取时间对咖啡碱脱除率的影响.结果表明,超临界CO2萃取技术可以有效地脱除绿茶浓缩液中大部分的咖啡碱,在此基础上完成了用超临界CO2脱除绿茶浓缩液中咖啡碱的连续作业试验,从而获得了加工脱咖啡碱绿茶浓缩液或速溶绿茶的新工艺.     

巨型塑料大棚内CO2浓度的变化分析

为探讨巨型塑料大棚CO2环境特征,测试了早春栽培黄瓜不同时期和不同位置棚内CO2浓度的变化,对棚内CO2浓度变化随群体叶面积指数、光合速率和土壤呼吸速率的关系进行了分析。结果表明：一日中棚内CO2浓度在7：00-8：00达最高,12：00-14：00处于低谷,晴天较阴天变化剧烈。结果期一日中的8：00-15：00,光合消耗CO2速率＆gt;土壤呼吸释放CO2速率,通风可维持棚内CO2浓度在293-330μL·L^-1;棚内CO2浓度垂直分布表现为近地面层〉植株内部〉冠层,水平分布表现为10：00-12：00东部〈中部〈西部,14：00-16：00东部〉西部〉中部;棚内CO2浓度的季节变化主要受黄瓜群体叶面积指数、光合消耗CO2速率和土壤呼吸释放CO2速率的影响,晴天棚内CO2浓度白天平均下降速率与LAI（x）的关系为y=78.468x＋48.694,阴天为y=54.358x＋18.322。     

田间土壤含水量的原位测定——TDR仪的应用

本文介绍了ＴＤＰ仪的原理和使用方法，并根据实际使用情况对该仪器的田间适用性进行了评价，研究表明，该仪器适用于田间原位测定，且精度较为满意，ＴＤＲ仪具有快速、精确和使用方便等优点，应用前景广阔。     

中子仪测定砂性土壤水分的标定与测试参数的界定分析

以科尔沁沙地6个砂性土壤试验点为研究对象,实施中子水分仪测试土壤水分的标定试验,采用点聚图筛选和三点平滑处理土壤体积含水率数据,选用线性标定和非线性标定2种形式,系统分析中子仪计数时间、中子管安装稳定时间以及降雨、灌水等提高土壤含水率的方法对标定结果的影响,以界定中子仪的测试参数,经模拟与验证,确定砂性土壤的中子仪标定方程。结果表明：砂性土壤0-30cm表土采用二项式标定效果相对较好;砂土土质对中子仪读数影响较小,两种不同含水率的土壤可以统一标定;中子管安装稳定时间至少需7d,尤以经历一、两场较大降雨后进行标定其试验误差较小;标定和测量实施过程中,中子仪计数时间宜选用64s,再适当加大计数时间也能得到较好结果;在较大降雨和干旱两种状态下,选用64s中子仪计数时间进行测量,可得到砂性土壤测量水分范围为1.01%～29.92%且精度较高的标定方程。验证结果表明,中子仪测量结果能反映实际土壤含水量的分布状况,标定方程精度可满足实际测试要求。     

用~(15)N天然丰度法估测结瘤作物的共生固N_2量

测定了位于北京西北郊的本所农场耕地及附近几个土样的土壤总Nδ15N值,农场耕地的δ15N值为6.39±0.42‰,本所庭园土壤为5.03±0.26‰,圆明园土壤为1.66±0.49‰。农场耕地土壤总Nδ15N的垂直变化为6.09±0.77～7.71±0.67‰,水平变化为6.52±0.55～7.13±0.73‰。 无N营养液砂培大豆的测定结果表明,根瘤富含15N,δ15N值为8.32±0.16‰和10.54±0.30‰,地上部贫化15N,δ15N为—2.25±0.48～—4.16±0.75‰,说明在固N2过程中和固N2产物输送转化过程中发生了N同位素的分馏,固N2分馏因数β=1.0023～1.0042。 用15N天然丰度法估计不同大豆品种的％Ndfa表明,不同大豆品种的N素自给能力不同。固N2植物的δ15N值明显低于非固N2植物的δ15N值,一般相差3～5δ15N,说明用15N天然丰度法评价这些植物的固N2状况是可能的。然而,不固N02植物也有较低的δ15N值,即便在同一地块上,非固N2植物的δ15N值也很不相同,有待进一步研究。     

湖泊沉积物中全量氟的测定——氟离子选择电极法

氟的测定方法有重量法、容量法、比色法和电极法等。我们对湖泊沉积物中氟的测定,用多种方法进行了试验。结果表明,重量法与容量法由于需要蒸馏分离,手续烦琐,而不经蒸馏分离的比色法,则因多种干扰离子不易控制而影响比色效果。电极法虽然也存在干扰的问题,但可以用适当的离子强度络合缓冲液加以控制。经过数百个样品的测定,肯定了电极法的实用价值。     

Meta分析有机肥施用对中国北方农田土壤CO2排放的影响

为了探明中国北方地区不同气候类型、施肥措施、有机肥类型和试验年限下,有机肥施用(单施有机肥、有机无机肥配施)对生育期农田土壤CO_2排放量的影响,该研究以不施肥、施用无机肥分别作为对照,根据已发表的相关田间试验数据,采用Meta分析方法,定量研究有机肥、有机肥配施无机肥对农田土壤CO_2排放量的影响。结果表明:与不施肥、施用无机肥相比,有机肥施用总体上显著提高了农田土壤CO_2排放量,分别提高了50.6%和36.3%;有机肥施用下,农田土壤CO_2排放量依次减少的顺序为:单施有机肥、有机无机配施、无机肥+有机肥+缓释肥;采用有机肥+无机肥+缓释肥配施,土壤CO_2排放量未显著增加;相比牛粪、猪粪和商品有机肥,鸡粪类有机肥对土壤CO_2排放正效应最大;有机肥施用下,灰漠土农田土壤CO_2排放量相对高;农田土壤CO_2排放量与年均气温正相关,与年均降水量负相关。从环境的角度考虑,建议在中国北方采用无机肥+有机肥+缓释肥配施技术,不建议鸡粪大量施用及在灰漠土农田大量施用有机肥。该研究成果可为有机肥替代部分化肥在中国北方地区的推广应用提供参考。