基于DSSAT模型的宁夏马铃薯生产的适应对策

将DSSAT作物模型与PRECIS区域气候模式相嵌套,在25km×25km网格尺度上,模拟未来气候情景下宁夏马铃薯的生产.结果表明在B2排放情景下,假定作物品种和播期不变,考虑未来大气中CO2的肥效作用,在2020S和2050S,宁夏马铃薯的生育期可能缩短5%和3%,产量则可能增加11.3%和13.3%;如果品种不变、播期提前,马铃薯的生育期将延长,产量将会增加,但播期提前超过10d后,增产幅度将减小;如果改种温度敏感系数低的品种,马铃薯的生育期将延长、产量提高.因此,在宁夏地区,应采取播期提前或培育温度敏感系数低的马铃薯新品种以适应当地未来的气候变化.     

气候变化对石羊河流域棉花生产和耗水的影响

为了预测未来气候变化对石羊河流域棉花生产和耗水的影响,该文采用英国Hadley中心的区域气候模式PRECIS并结合COSIM棉花模型,对SRES A2（强调经济发展）和B2（强调可持续发展）2种排放情景下民勤地区的棉花生产和耗水情况进行模拟,并对石羊河流域扩大棉花种植范围的可能性进行了探讨,最后通过调整播期、引进新品种和改变灌溉量等适应措施的提出分析了石羊河流域棉花生产对未来气候变化的响应。结果表明,在PRECIS预测的未来气候变化情景下,到2080s（2071－2100年）民勤地区棉花的生长期明显延长,产量升高,且A2情景下产量高于B2情景,但B2情景下产量的增长速度更快。棉花产量的变异系数减小,种植棉花的风险降低;到2080s民勤棉花的参考作物蒸散量、耗水量和水分利用效率明显提高,棉花生长的用水需求提高,单位水分生产力上升。参考作物蒸散量和耗水量的变异系数增大,棉花受干旱影响的风险加大,水分利用效率变异系数减小,棉花生长的用水效率更稳定;在A2和B2的未来气候情景下,到2080s武威能满足棉花的正常生长,且在A2情景下获得了较高产量,仅从气候变化方面来考虑,未来石羊河流域棉花适宜种植区将扩大, 棉花生产存在一定潜力;当假设其他条件不变时,到2080s,A2情景下适当推迟播期,B2情景下适当提前播期有利于棉花增产。选择早中熟品种替换早熟品种, A2情景下产量明显增加,而B2情景下产量下降,品种的替换存在一定风险。到2080s随着灌溉量的减少棉花产量明显下降,未来如果灌溉量不足、生产用水让位于生态用水将增加石羊河流域棉花生产的风险。     

气候变化下我国小麦产量变化区域模拟研究

利用最新温室气体和SO2排放方案,即政府间气候变化委员会(IPCC)排放情景特别报告(SRES)的A2和B2方案,通过区域气候模式和区域作物模型模拟未来2080s(2071~2100)我国小麦产量变化结果表明,2种温室气体排放方案2080s我国雨养小麦均表现显著减产趋势,灌溉可缓解小麦减产趋势,但不能阻止产量下降;若考虑CO2的直接肥效作用,雨养和灌溉小麦均表现明显增产趋势。     

未来气候变化情景下江苏水稻高温热害模拟研究Ⅱ: 孕穗 - 抽穗期水稻对高温热害的适应性分析

利用经过校准和验证的CERES-Rice模型结合CMIP3数据下的A2和A1B两种方案2020s时段天气数据,通过改变播期(提前6d、12d、18d,推迟6d、12d、18d)和品种耐高温系数G4(G4=1.03、1.06、1.09、1.12、1.15),研究江苏地区孕穗-抽穗期水稻对高温热害的适应性。结果表明:(1)播期提前12d和18d,水稻生育期和开花期延长,与基准期(1961-1990年)相比,其产量增加较多;相反,播期推迟,水稻产量均以降低为主,生育期和开花期缩短。A1B情景下高邮增产最多,达13%,A2情景下吕泗增产最多,为14%。(2)当水稻耐高温系数G4值在1.09~1.15时,所有站点均增产,A1B情景下高邮增产最多,为11%,A2情景下赣榆增产最多,为7%,生育期和开花期均以延长为主。(3)采取播期提前12d同时改变品种参数G4为1.1时,产量增加最明显。可见,将播期适当提前并提高品种的耐高温系数可以提高水稻对高温热害的适应能力,研究结果对未来江苏水稻生产具有一定指导意义。     

基于IPCC SRES A1B 情景下的福建省水稻生产模拟研究

选择福建省作为研究区域,根据地形特点划分了3个水稻种植区,选取17个样点及9个代表性品种,采用2006—2007年的逐日气象资料及同期区试产量资料对作物的遗传参数进行了调试;根据IPCC排放情景特别报告(SRES)中的A1B方案,利用区域气候模式PRECIS构建的气候变化情景文件与作物模型(CERES-Rice)耦合,采用雨养与灌溉两种方式,并综合考虑未来CO2浓度增加带来的直接增益效应,模拟了未来2020s及2040s气候变化对福建省水稻生产的影响。结果表明:无论是雨养方式还是灌溉方式,未来全省各稻区水稻生育期在两种情景下都将缩短,单季稻生育期天数减少幅度最大,2040s情景下达到20 d以上。未来双季稻种植区早稻与单季稻均表现为减产。2020s情景下闽东南稻区早稻减产率达到12.4%(雨养)和11.3%(灌溉);闽西北双季稻区早稻减产程度略小。单季稻区雨养水稻7.1%及灌溉水稻2.1%的减产主要来自中熟品种的负贡献。2040s减产幅度将进一步加大。与此相反,未来两种情景下双季稻区后季稻均表现为增产,但产量波动性较大。2020s情景下闽西北双季稻区灌溉后季稻产量增产达到21.0%,增产幅度大于闽东南地区的10.6%;雨养方式下后季稻增产幅度略小。2040s各稻区后季稻增产幅度将减小。未来水稻生长季的土壤水分条件将变得不如目前湿润,与之相关各稻区灌溉需要量均有所增加。总之,由于大气CO2肥效作用可在一定程度上提高未来气候变化下后季稻产量,全省水稻总产近期将有所增加,雨养与灌溉方式下分别增长0.4%及1.7%,但变化趋势是随着未来温度的增加总产将减少,负贡献主要来自于单季稻和早稻。     

气候变化对河南省夏玉米主栽品种发育期的影响模拟

为模拟气候变化对夏玉米发育期影响,本文将河南省划分为4个夏玉米主栽区,分区进行主栽品种遗传参数调试验证,确定各区域品种平均遗传参数。将未来气候变化情景(A2和B2)下,2020s、2050s和2080s各时段的温度和降水增量加上基准值,模拟未来气候变化对河南省夏玉米发育期的影响。模型调参验证结果表明：各区域品种遗传参数存在一定差异,豫西地区当前种植品种播种-开花所需积温高于其它地区,而豫北和豫东当前种植品种开花-成熟所需积温高于其它地区;各区开花期调参和验证误差RMSE为2～4d,相对误差NRMSE均小于10%;各区域成熟期调参误差RMSE均小于4d,验证误差RMSE为3～7d,除豫西区外,各区域调参及验证期间的成熟期相对误差NRMSE均小于10%。表明CERES-Maize模型对河南省各区域夏玉米发育期模拟精度均较高。未来气候变化影响模拟结果表明：A2和B2情景下,夏玉米营养生长期平均缩短4.7d和3.1d,全生育期平均缩短12.9d和8.6d。夏玉米生育期缩短日数与各时段增温幅度趋势一致,全省4个区域中豫西区生育期日数缩短最多。     

播期、播量对旱作小麦‘小偃60’生长发育、 产量及水分利用的影响

在旱作条件下,探讨播期及播量对小麦新品系‘小偃60’群体性状、产量及水分利用的影响,可为小麦适雨栽培提供技术依据。试验于2014—2015年在中国科学院南皮生态农业试验站进行,自10月15日至11月14日,每6 d设置一个播期,共设6个播期(T1~T6),设播量不变(B1)和逐期增加播量(B2)两个处理:B1为300 kg·hm~(-2),T1到T6播量相同;B2为随播期推迟播量逐期增加,每推迟1 d增加7.5 kg×hm~(-2),各播期的播量分别为300 kg·hm~(-2)(T1)、345 kg·hm~(-2)(T2)、390 kg·hm~(-2)(T3)、435 kg·hm~(-2)(T4)、480 kg·hm~(-2)(T5)和525 kg·hm~(-2)(T6),研究了不同播期和播量下‘小偃60’群体性状、产量及水分利用的变化规律。试验结果表明:1)随播期推迟,出苗时间延长、生育期推迟,全生育缩短;播量对生育期无显著影响。2)随播期推迟,出苗率和单株成穗数逐渐降低;播量增加,基本苗及穗数提高。3)随播期推迟,株高和生物量降低;播量增加,生物量提高,株高无显著变化。4)随播期推迟,籽粒产量下降;逐期增加播量后,11月2日前籽粒产量可达6 600 kg×hm~(-2)以上且无显著差异。5)若随播期推迟增加播量,前4个播期产量、水分利用效率无显著变化,皆达29 kg×hm~(-2)×mm-1以上。研究结果表明,‘小偃60’是一个播期宽泛的品种,随播期推迟产量下降,但在一定播期范围内通过增加播量,提高群体(穗数),可以获得与适时播种相近的产量,播量与播期推迟天数的理论关系为y=0.368 2x2+1.193 9x+316.7(R~2=0.983 9)。     

小麦光周期基因TaCO9-1A的克隆、功能标记开发及其与冬春性关系的研究

光周期是植物从营养生长转为生殖生长的重要影响因子,CO(constans)基因在模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)的光周期途径中起重要作用。本研究利用同源克隆技术从普通小麦(Triticum aestivum L.)宁春4号中克隆了CO同源基因Ta CO9-1A(Gen Bank登录号:KM236233)的g DNA(genomic DNA)及c DNA(complementary DNA)。Ta CO9-1A的全长编码区(coding sequences,CDS)为876 bp,编码291个氨基酸,含有CO-like蛋白家族典型的CCT结构域,但不含B-box结构域;系统进化分析表明,Ta CO9-1A蛋白与水稻(Oryza sativa L.)Ghd7及大麦(Hordeum vulgare L.)Hv CO9位于同一分支;蛋白质空间结构分析表明,其CCT结构域的NF-YA2区域较为保守;Ta CO9-1A原核表达蛋白分子量为31 k D,与预测结果一致;实时荧光定量PCR结果显示,Ta CO9-1A在普通小麦抽穗期的根、茎、叶及幼穗均有表达,但根部表达量较低,相对表达量依次为叶茎幼穗根。比较该基因在冬春性不同品种中的核酸序列发现,冬性品种第二外显子存在6个碱基的缺失,针对该差异开发了分子标记,在25份冬春性不同的小麦品种中扩增出511和517 bp两种带型,分别与这些品种的冬春性及在杨凌地区两年的抽穗及开花时间早晚显著相关。本研究结果表明,Ta CO9-1A在小麦春化作用和光周期途径中扮演着重要角色,为研究小麦光周期途径和春化作用途径提供了基础资料,有助于揭示Ta CO9-1A调控小麦冬春性及成熟期的分子机理。     

品种和播期对春玉米生长发育及产量的影响

为探讨不同品种和播期对春玉米生长发育及产量的影响，给河西地区玉米高产栽培提供依据。以主栽玉米品种先玉335、郑单958、农华101为供试材料，设置5个播期处理。结果表明，播期对玉米生长发育影响显著，播期推迟，生育进程逐渐加快，生育期逐渐缩短。播期对株高、穗位影响显著，平均播期每推迟5 d，株高增加11.6～14.8 cm，穗位高增加1.2～4.8 cm。播期对穗长、穗粗和秃尖长影响不明显，对穗粒数影响显著，最高穗粒数对应产量最高指标值。播期对玉米产量影响显著，先玉335、农华101于4月26日播种较5月6日播种产量分别提高了14.8%、7.6%；郑单958于4月21日播种产量较5月6日播种产量提高了14.0%；先玉335、农华101、郑单958在河西地区最适宜的播期分别为4月26日、4月26日、4月21日。     

密度对沿淮晚播小麦产量形成及品质性状的影响

目前晚播小麦的面积不断增加,为明确沿淮地区晚播小麦的适宜种植密度,采用裂区试验设计,于2013—2015年在不同晚播条件下(11月5日、11月15日、11月25日),设置3个种植密度(300万株·hm-2、450万株·hm-2、600万株·hm-2),分析种植密度对玉米茬晚播小麦产量形成及品质性状的影响。结果表明:播期推迟导致小麦生育期滞后,主要影响拔节期前营养生长期的长短;密度对生育进程无显著影响。随播期推迟,小麦开花期和成熟期的干物质积累量下降,花前贮存同化物的转运量和花后同化物的积累量下降,花后同化物对籽粒贡献率明显增加;穗数、穗粒数和千粒重均有所下降,进而产量显著下降;蛋白质含量、湿面筋含量和沉淀值上升。播期对分蘖穗干物质积累与运转及产量构成因素的影响均大于主茎穗。与11月5日播期相比,11月25日播期下开花期干物质积累量、成熟期营养器官积累量、籽粒干重、花前营养器官贮存同化物的转运量及其对籽粒的贡献率在主茎穗中分别下降13.37%、9.96%、9.04%、25.37%和17.07%,在分蘖穗中分别下降55.71%、54.34%、51.80%、59.70%和22.70%。同一播期条件下,随着种植密度的增加,小麦开花期和成熟期的干物质积累量上升,花前贮存同化物的转运量减少,花后同化物的积累量及其对籽粒贡献率增加;穗数增加,千粒重降低;蛋白质含量和湿面筋含量上升,沉淀值下降。与主茎穗相比,密度对分蘖穗干物质积累与运转及产量构成因素的影响更大。与300万株·hm-2密度相比,600万株·hm-2密度下单穗粒重、穗粒数和千粒重在主茎穗中分别下降17.90%、13.60%和4.76%,在分蘖穗中分别下降20.17%、14.46%和6.23%。可见,适当增加密度有利于增加晚播小麦产量并改善晚播小麦品质性状,本研究中11月15日、11月25日两晚播条件下适宜密度分别为450万株·hm-2、600万株·hm-2。     

Cs对菠菜叶片光合作用影响的研究

为了揭示Cs对植物光合作用的影响机理,本文采用不同浓度的CsCl(0、1、5、10、20 mmol·L-1)和石英砂培处理菠菜幼苗15 d,分析测定了Cs在菠菜中的积累分布以及Cs对菠菜叶片叶绿素含量、光合气体交换参数、叶绿素荧光参数、类囊体膜电子传递速率、类囊体膜吸收光谱和77k低温荧光光谱的影响.结果表明:Cs处理显著降低菠菜叶片的叶绿素含量;随着Cs处理浓度的增加,尤其在处理浓度大于10 mmol·L-1时,叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)以及蒸腾速率(Tr)显著下降;叶片叶绿素荧光参数分析表明,Cs处理浓度大于10 mmol· L-1时,光系统Ⅱ(PSⅡ)反应中心遭到破坏;类囊体膜电子传递活性分析表明高浓度Cs处理抑制PSⅡ放氧侧的电子传递活性;类囊体膜室温吸收光谱和77K低温荧光光谱分析表明高浓度Cs会破坏类囊体膜的结构,导致叶绿素的结合状态受损,从而使类囊体膜光能的吸收、传递和分配受到抑制,并且会导致类囊体膜上PSⅡ和PSⅠ的色素蛋白发生不同程度的降解.本研究可为Cs污染的植物修复提供一定理论依据.     

农膜污染的防治对策

论述了我国残膜污染的原因、现状及残膜给环境和农业带来的危害 ,并针对目前存在的问题提出了治理对策。     

人工纳米材料对植物—微生物影响的研究进展

随着纳米科技的快速发展和纳米产品的广泛使用,人工纳米材料(ENMs)的环境生态效应研究逐渐成为国内外关注的热点。本文整合了ENMs的毒性机制,综述了ENMs对植物和微生物影响方面的研究进展。此外,鉴于植物与微生物之间存在的密切联系,进一步概述了植物和微生物对ENMs生态效应的反馈作用,揭示了植物和微生物的相互作用可影响ENMs对植物-微生物体系的生态效应。因此,将植物-微生物以及土壤作为一个整体是全面评价ENMs生态效应的关键,也是未来研究的发展方向。最后分析了目前研究中方法和技术等方面中存在的不足,提出了以后研究中应关注的重点。     

稀土铽对辣根的生态毒性

研究了稀土铽(Tb)对辣根生理毒性的影响。结果表明,Tb在低浓度范围内,可以诱导叶绿素的合成,高浓度时对其产生破坏作用;对于辣根过氧化物酶,酶活性先升后降;质膜透性、丙二醛含量则呈现先减后增的变化趋势。TbCl3浓度为3mg/kg时各指标达到最值;辣根中毒阈限为10mg/kg左右。通过分析,辣根过氧化物酶对Tb反应敏感,这表明过氧化物酶可能成为研究稀土毒理的生物监测手段。     

地下水对农田腾发过程作用研究进展

在地下水浅埋区地下水参与和影响了SPAC系统的水分、生物、化学等过程。文中从研究方法、试验和模型3个方面论述了地下水对农田腾发过程作用研究的进展情况和发展趋势。分析认为,应把地下水层和SPAC作为一个整体系统,从野外试验入手,研究地下水浅埋条件下地下水参与SPAC系统水分过程、生物过程和化学过程的机理,为发展节水农业提供理论依据     

围栏禁牧对退化草原土壤水分的影响研究

在2005年5月19日至2005年9月13日研究了呼伦贝尔典型草原区自由放牧和围栏禁牧对0~110 cm土壤水分的影响情况,结果表明围栏禁牧对草原土壤水分的影响表现为提高20~70 cm土层的水分含量,而放牧提高了0~10 cm表土水分含量。呼伦贝尔典型草原自然降雨和冰雪的融化对土壤水分的影响深度为0~90 cm,在该范围内的土壤水分明显受降雨的影响。90 cm以下土壤在年内变化幅度较小,含水量在3%~5%之间。     

沙袋沙障对沙丘植被特征的影响

为了解铺设沙袋沙障沙丘植被生长情况及其与麦草沙障对植被影响的差异,采用样方调查法对乌兰布和沙漠实验地铺设沙袋沙障沙丘植物种数、植株密度、平均高度和平均盖度进行了连续3a的调查,并与铺设麦草沙障沙丘及未做任何处理的裸沙丘作对比,研究了不同规格、不同铺设位置和不同铺设时间的沙袋沙障和麦草沙障对植被生长的影响。结果表明,沙袋沙障和麦草沙障铺设时间越长,所在沙丘植被生长情况越好。随着沙障布设时间增大,2种沙障的植被种数、平均高度无显著变化,植被平均密度能够增加到35%以上,植被盖度也分别能够达到36.8%和33.0%。2种沙障对植被的促进作用排序依次是3m×3m方格沙障最大,2m×2m方格沙障次之,1m×1m方格沙障最小;沙障设置部位不同植被生长情况也存在差异,2种沙障植被最好的位置均是在背风坡底,其次是背风坡中和迎风坡,坡顶植被长势最差。通过方差分析认为,沙袋沙障和麦草沙障对植被生长的影响均无显著差异（p=0.14）,但是2种沙障与对照相比差异显著（p〈0.005）。     

基于IHA-RVA法的生态治理对径流演变情势的影响评估

研究流域径流演变情势及其对生态治理的响应,可为流域水资源合理利用和水生态治理提供重要指导。该文依据北洛河上游1964—2014年逐日平均流量和年降水量资料,采用双累积曲线法、双滑动平均法(MASH)和Mann-Kendall趋势检验法对径流过程变化进行了分析研究,采用水文指标变化范围法(IHA-RVA)对5组30个径流指标及其改变度进行了评估,对径流演变成因做了初步分析。结果表明：研究期内年径流呈现减少趋势,且以1979年和2002年为界可划分为基准期、水土保持治理期和生态恢复影响期;汛期流量下降较非汛期明显,减少幅度为35.6%;生态治理影响下径流指标整体水文改变度为74.35%,属于高度改变;5组30个径流指标中发生高度改变的指标占比增加,其中年极端流量组变化度最大,为94.77%。人类活动使得流域河川径流显著减少且波动性减弱,而水土保持、退耕还林(草)措施是核心驱动力。     

玉米花粉多糖对猪瘟免疫效果的研究

本研究采用醇沉淀法从 350 g玉米花粉提取得粗提复合物 38.3 g。经用蒽酮反应、α萘酚反应、间苯二酚反应、碘化反应及高效液相色谱法鉴定 ,证实为多糖。用上述多糖作为免疫增强剂按剂量 50、 1 0 0、2 0 0 mg分别与猪瘟弱毒细胞冻干苗共同免疫猪 ,测定其免疫效果。结果表明 ,各剂量组的 IHA抗体效价均高于对照组 ;T细胞活性 E花环试验测得各剂量的活性 E花环百分率分别为 2 1 .84 %、2 5.4 6%、2 1 .92 % ,均高于对照组 1 5.91 % ;T淋巴细胞转化试验显示 ,各试验组的 T淋巴细胞转化率分别为 55.32 %、 56.39%、54.2 7% ,均高于对照组 4 7% ,上述三种方法测定的结果均显示显著差异。对 T淋巴细胞亚群的测定结果为 ,各试验组的 CD3、CD4、CD8T淋巴细胞的测定平均值均明显高于对照组 ,但 NK细胞的变化不显著。根据试验结果选取 1 0 0 mg剂量组在两个猪场进行田间扩大试验 ,测得的 IHA抗体效价亦高于对照组。研究结果表明 ,玉米花粉多糖既可增强体液免疫 ,又能增强细胞免疫。     

水泥混凝土路面集雨产流特征研究

在我国雨水资源缺少地区,把雨水收集起来加以利用成为提高城市道路雨水利用效率的关键.作为雨水收集面的道路,其产流特性对于雨水收集利用起着重要作用.利用人工水泥混凝土处理集雨面进行了道路路面产流特性模拟试验研究.水泥混凝土路面在干燥情况下的临界产流降雨量为1.55 mm,只有降雨量达到或接近1.55 mm,集雨面才会产生径流,次径流系数随着次降雨量增大而增大,产流时间与降雨时间相比存在着明显滞后性,并且径流强度明显小于降雨强度.