大气CO2浓度升高对矿质元素在水稻中分配及其根际有效性的影响

在开放式空气CO₂浓度升高(free-air CO₂ enrichment, FACE)条件下,研究了籼稻IIY084与粳稻WYJ23根际土壤矿质元素(Fe、Mn、Cu、Zn、Ca和Mg)有效态含量及其在水稻各组织中的吸收与分配,结合前期稻米矿质元素含量下降的研究结果,探讨了其下降的机制。结果表明:大气CO₂浓度升高,显著增加水稻穗、茎、根和整株生物量,两个品种平均增加19.4%、9.3%、23.4%、16.0%;根际土壤中矿质元素的有效态含量大体呈增加趋势;除Ca吸收量增加外,水稻其他矿质元素总吸收量未发生显著变化;显著促进大部分矿质元素在穗中的吸收与分配,而降低其在茎中的分配比;在穗内有增加大部分矿质元素在壳梗中滞留的趋势,相应地减少其在糙米中的分配比。品种效应分析显示,IIY084的茎和整株生物量,以及穗中Fe、Mn、Cu,叶中Zn、Mg,茎中Cu的吸收量与分配百分数均显著高于WYJ23,而叶中Mn、茎中Fe和根中Cu、Zn则呈相反趋势。可见,大气CO₂浓度升高条件下,碳水化合物与矿质元素从植...     

红砂根系形态和功能特征对CO2浓度升高和降水量变化的响应

【目的】探明CO₂浓度升高及降水变化对红砂 (Reaumuria soongorica) 根系形态结构及其功能特征的影响,为预测未来荒漠生态系统中CO₂浓度升高及降水变化下荒漠植物红砂的生长提供基础数据和理论参考。【方法】采用盆栽试验和开顶式CO₂控制气室,研究了红砂根系形态及功能特征对不同CO₂浓度变化 (350、550和700 μmol/mol) 和降水处理 [–30%、–15%、100% (自然降水)、+15%、+30%] 的响应。【结果】CO₂浓度升高、降雨量变化及二者的交互作用对红砂总根长、总表面积、根生物量和根平均直径均有极显著影响 (P < 0.01),CO₂浓度升高和降水量变化对红砂根冠比、比根长和比表面积均有极显著影响 (P < 0.01),而两者的交互作用对其影响不显著 (P > 0.05)。CO₂浓度升高和降水量变化显著提高了红砂总根长、总表面积、总根体积、根生物量和根平均直径 (P < 0.01),但总根长、总表面积、总根体积和根平均直径在降水量减少时的增加量大于降水量增加时的增加量 (平均高出18.53%),生物量在降水量增加时的增幅大于降水量减少时的增幅 (平均高出120.84%)。红砂根冠比在降水量减少时比降水量增加时提高更显著 (平均高出57.14%),CO₂浓度升高显著降低了红砂的根冠比。降水量增多,红砂比根长和比面积显著降低,CO₂浓度升高则显著提高了这两个指标。降水量增加显著提高红砂根系的碳、氮含量,CO₂增加显著增加根系碳含量而降低氮含量;CO₂升高和各降水量的耦合导致红砂根系的C/N随CO₂的升高而升高,随降水量的增加而呈波浪形变化。【结论】CO₂升高对除红砂根冠比以外的根系形态指标具有显著的正效应,总根长、总根体积、根平均直径、根冠比、比根长和比表面积对降水量减少的响应更为显著,而总表面积和根生物量则对降水增加的响应较为显著。红砂可通过升高C/N来响应CO₂浓度的升高,但C/N比对CO₂与降水量耦合的响应则因CO₂浓度及降水量多少而不同。     

CO2浓度倍增、增温和轻度干旱对冬小麦根系生长和氮素吸收的影响

  【目的】  根系是作物氮素吸收的主要器官,研究CO₂浓度倍增和增温对根系生长和氮素吸收的影响,为应对气候变化提供科学的养分管理策略。  【方法】  以冬小麦(Triticum aestivum L.)为材料,在人工气候室内进行盆栽试验。设置对照(大气CO₂浓度400 μmol/mol+正常环境温度,CK)、CO₂浓度倍增(CO₂浓度800 μmol/mol+正常环境温度,ECO₂)、增温4℃ (CO₂浓度400 μmol/mol+增温4℃,ETem)和CO₂浓度倍增+增温4℃ (CO₂浓度800 μmol/mol+增温4℃,ECO₂+ETem) 4种气候情景,每种气候情景设置充分供水(80%田间持水量)和轻度干旱(60%田间持水量) 两个水分条件。调查了冬小麦根系生长(根生物量、根冠比、总根长、根总表面积和根总体积)和氮素吸收的情况,分析冬小麦氮素吸收与根系生长的关系。  【结果】  1) CO₂浓度倍增对冬小麦各生育期根系生长均无显著影响,而增温4℃和轻度干旱显著抑制了开花和灌浆期的根系生长。2) CO₂浓度倍增、增温、轻度干旱共同作用均显著抑制了冬小麦根系生长,其中增温和轻度干旱对根系生长具有协同抑制作用。3) CO₂浓度倍增显著降低了冬小麦灌浆期根氮含量,而对地上部氮含量无显著影响;增温4℃显著增加了冬小麦各生育期根氮含量和地上部氮含量;轻度干旱增加了根氮含量和地上部氮含量,且仅对地上部氮含量有显著影响;CO₂浓度倍增与增温交互作用仅对根氮含量增加有显著促进作用;增温与轻度干旱交互作用对根氮含量和地上部氮含量增加均有显著促进作用;CO₂浓度倍增与轻度干旱交互作用,以及CO₂浓度倍增、增温和轻度干旱三者交互作用对根氮含量和地上部氮含量增加均无显著影响。4)根氮积累量及地上部氮积累量均与根系形态指标对CO₂浓度倍增、增温、轻度干旱及其交互作用的响应具有相同变化特征,且根氮积累量和地上部氮积累量与各生育期根系形态指标有显著正相关关系。  【结论】  在本试验条件下增温和轻度干旱对冬小麦根系生长具有较强的抑制作用,且二者对根系生长具有协同抑制作用;CO₂浓度倍增对冬小麦各生育期根部和地上部氮素吸收的影响总体不显著,而增温和轻度干旱对根部和地上部氮含量增加均有一定的促进作用,对根部和地上部氮积累量增加均有抑制作用,增温是影响氮素吸收的主导因子。     

长期大气CO2浓度升高对大豆磷吸收及根际磷转化的影响

磷(P)作为第二重要的植物营养元素,能够调节作物对气候变化的适应性。东北不同地区黑土有机质含量存在着较大差异,对作物营养吸收产生较大影响。然而,长期大气CO₂浓度升高对不同有机质含量黑土大豆生长、土壤磷组分以及相关微生物机制的影响鲜有研究。本研究利用开顶式生长室(OTC)重点探究了气候变化对不同有机质黑土大豆根际土壤磷组分和相关磷转化微生物功能基因的影响。结果表明,不同有机质含量的黑土大豆磷吸收对长期大气CO₂浓度升高的响应一致,既先升高后降低。然而,大豆根际磷组分的响应存在差异性。大气CO₂浓度升高降低了高有机质黑土中大豆根际NaHCO3-Po含量,但增加了低有机质黑土中大豆根际有机磷库(NaHCO3-Po和NaOH-Po)的含量,而降低了无机磷库(NaOH-Pi)的含量。同时,大气CO₂浓度升高使高有机质黑土根际土壤基因拷贝数增加53.0%,低有机质黑土中大豆根际土壤基因拷贝数增加44.4%。因此,长期气候变化条件下,高有机质含量黑土通过有机磷矿化功能微生物来满足大豆对磷素的需求;而在低有机质含...     

“绿色革命”以来大气CO2浓度升高对C3作物营养品质的影响

自20世纪60年代"绿色革命"以来,育种技术和农耕技术的发展促进了农作物产量的大幅提升,然而作物的营养品质出现下降趋势。在相似的遗传背景下,大气CO₂浓度升高会使单位体积农作物产品的营养元素含量下降,因此"绿色革命"至今,农作物产品的营养元素下降可能受大气CO₂浓度升高影响。通过植物生长箱模拟"绿色革命"初期和目前的大气CO₂浓度水平(310μmol/mol和400μmol/mol),针对主要C₃作物水稻、小麦和大豆,研究"绿色革命"以来大气CO₂浓度升高对其籽粒的C、N、Fe、Zn元素含量的影响,结果表明:CO₂浓度升高对3种作物籽粒的C元素含量几乎没有影响,变化幅度在±1.5%之间;籽粒的N、Fe、Zn元素含量普遍呈现下降趋势,但均未达到显著水平。     

大气CO2浓度升高和氮肥水平对麦田土壤有机碳更新的影响

依托FACE（Free air carbon dioxide enrichment）技术平台,采用稳定¹³C同位索法,通过将C₃作物小麦种植于长期单作玉米的C₄土壤上,研究了大气CO₂浓度升高和不同氮肥水平对水稻-小麦轮作制中冬小麦生长季土壤有机碳更新的影响。结果表明,种植一季小麦后土壤有机碳的δ¹³C值显著降低,小麦生长改变了土壤有机碳的组成,大气CO₂浓度增加促进作物向土壤中输入更多的碳。大气CO₂浓度升高增加了麦田土壤有机碳的更新率,使土壤有机碳的更新率由3.61%(施氮量为150 kg hm^-2,LN)～4.59%(施氮量为250 kg hm^-2,HN)提高至6.72%（LN）～8.55%（HN）,分别增加72.7%和86.1%。结果表明,大气CO₂浓度升高和提高氮肥用量将加快农田土壤有机碳的更新。     

杂交水稻光合和荧光特性对高CO2浓度的动态响应

为探究大气二氧化碳 (CO₂) 浓度增高对杂交水稻光合和荧光特性的动态影响,利用开放式空气中CO₂浓度增高(FACE)系统,研究高CO₂浓度对大田水稻不同生育期叶片光合和荧光参数的动态影响及其种间差异。以高产杂交组合甬优2640和Y两优2号为试验材料,设置环境CO₂和高CO₂浓度2个水平,测定2个品种气体交换和荧光参数。结果表明,大气CO₂浓度升高使2个品种平均叶片净光合速率(Pn)在移栽后30、59、76、91和108 d分别增加25%、16%、25%、18%和8%,除移栽后108 d外,均达极显著水平(P<0.01);甬优2640移栽后76和91 d叶片Pn对CO₂的响应明显大于Y两优2号。除灌浆末期外,CO₂浓度升高使2个品种叶片气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)均呈下降趋势,且Y两优2号的降幅多大于甬优2640。CO₂熏蒸下叶片气孔部分关闭,但叶片胞间与周围空气中CO₂浓度之比无显著变化,甚至明显增加。大气CO₂浓度升高使2个品种灌浆末期PSⅡ最大光化学量子产量均下降4%,但对其他各期均无显著影响;除灌浆末期外,CO₂浓度升高使PSⅡ实际光量子产量和光化学猝灭均显著增加。两杂交组合叶片光合参数对高CO₂浓度的动态响应多存在种间差异,但荧光参数的响应品种间差异较小。本研究结果为增强气候假定情景下水稻响应的预测能力并制订应对策略提供了依据。     

大气CO2浓度升高和海平面上升对滨海湿地植物地下生物量的影响

大气CO₂浓度升高和海平面上升会通过影响植物的分布和生长状况,继而影响湿地的稳定性。地下生物量是调节潮汐湿地生态系统功能的关键因素,包括土壤有机质的积累和湿地海拔高程的维持。本文通过设置开顶式生长箱(OTC:open top chamber)试验探究不同海拔的3个典型植物群落(SC群落：C₃植物为主的群落;MX群落：C₃、C₄植物混合群落;SP群落：C₄植物为主的群落)对CO₂浓度升高和海平面上升的响应差异。研究结果显示：CO₂浓度升高能够显著增加SC、MX和SP群落的根茎、根和总地下生物量,但年际差异较大。海平面上升显著降低了3个群落植物的根生物量和SC群落高CO₂浓度处理下及SP群落对照处理下的总地下生物量,但对根茎却无显著影响。在高盐的条件下,高CO₂浓度一定程度上能够缓解高盐分对植物的胁迫,但高CO₂浓度的施肥作用下降。对照条件下的SC和MX群落总地下生物量随试...     

不同水平阿散酸粪肥对水稻生长发育及砷积累的影响

【目的】 饲料添加剂阿散酸是一种有机砷制剂,在动物肠道内吸收较少,绝大部分以原形随粪便排出体外。阿散酸中的砷可以随施用粪肥进入农田,对作物生长发育产生不利影响,并影响人类健康。本文研究了阿散酸进入土壤后,其所含砷在作物体内的迁移和积累,为粪肥合理施用提供依据。 【方法】 以水稻进行了盆栽模拟试验,供试土壤为褐土。将含有一定量阿散酸的动物粪便与供试土混匀,制成含阿散酸分别为30、75和150 mg/kg的试验用土样,按照每公顷22000 kg施用量,以无阿散酸污染的动物粪便为对照。在水稻分蘖期和开花期取样,分为根、茎、叶,成熟期样品分为根、茎、叶、稻壳和糙米,测定砷的含量和积累量。 【结果】 1) 与对照相比,30～150 mg/kg阿散酸各处理水稻根系长度、单株根数和株高无显著差异,150 mg/kg处理无效分蘖显著增加 (P < 0.05),75 mg/kg和150 mg/kg处理稻米产量显著降低 ( P < 0.05);2) 与对照相比,阿散酸各处理水稻分蘖期、开花期和成熟期根、茎和叶中砷含量显著增加 ( P < 0.05);与30 mg/kg阿散酸处理相比,150 mg/kg处理分蘖期、开花期和成熟期水稻根中砷含量显著增加了40.51%、46.25% 和53.1% ( P < 0.05),开花期和成熟期茎和叶中砷含量显著增加了56.1%、30.9% 和86.7% ( P < 0.05)、61.75% ( P < 0.05);阿散酸各处理水稻根中砷含量均在开花期达到最高,成熟期下降,阿散酸含量 ≤ 75 mg/kg时,水稻茎和叶中砷含量在开花期达到最高,成熟期下降,阿散酸添加量为150 mg/kg时,水稻茎和叶中砷含量为成熟期 > 开花期 > 分蘖期。3) 与对照相比,阿散酸处理籽粒砷含量显著增加 ( P < 0.05);与30 mg/kg阿散酸相比,75 mg/kg处理米糠和糙米中砷含量显著增加了138.5% 和126.1% ( P < 0.05),150 mg/kg处理颖壳、米糠、糙米和精米砷含量显著增加了24.6%、165.7%、158.7%和125.0% ( P < 0.05)。 【结论】 在褐土中施用含阿散酸非堆沤粪肥时,当阿散酸含量 ≥ 75 mg/kg时即对水稻产生毒害作用,并增加可食部砷污染风险,建议土壤阿散酸污染不得高于该值。      

大气CO2浓度升高条件下施加生物炭对水稻生物量分配及产量的影响

  【目的】  大气二氧化碳 (CO₂) 浓度升高会影响作物光合作用,土壤中添加生物炭能够影响作物根系生长,但关于二者互作对作物的影响尚未有明确结论,鉴于此,我们研究了CO₂浓度升高与施用生物炭两者互作对作物的影响。  【方法】  盆栽试验在北京昌平进行,供试水稻品种为吉粳88。试验共设计4个处理,常规大气CO₂浓度 (CK)、常规大气CO₂浓度 + 生物炭 (B)、高浓度CO₂ (F)、高浓度CO₂ + 生物炭 (F + B),常规大气和高浓度CO₂分别为400和550 μmol/mol,生物炭添加量为20 g/kg。于水稻分蘖期、拔节期、抽穗期、成熟期取样,测定株高、各器官生物量、产量构成因素。  【结果】  相较于CK,其他3个处理均提高了分蘖期、拔节期和抽穗期的水稻株高,F + B处理株高在3个时期平均分别增加了2.4%、1.3%、4.9% (P < 0.01)。相较于CK,其他3个处理均增加了水稻分蘖期、拔节期、抽穗期、成熟期的单茎、叶片、根系和地上部总干重,B处理和F处理对水稻叶片、根系和地上部总干重的影响均达到极显著水平,F + B处理仅对根系干重的影响达到显著水平 (P < 0.05)。与CK相比,F + B处理的水稻根冠比在分蘖期没有显著变化,抽穗期增加了10.7%,而拔节期和成熟期分别降低了5.0%、12.7%。相较对照,常规大气CO₂浓度下施生物炭 (B) 及单增CO₂浓度处理 (F) 水稻穗长和千粒重增幅达到极显著水平。F + B处理水稻产量构成均表现出增加趋势,仅对千粒重的影响达到极显著水平。  【结论】  高CO₂浓度有利于水稻植株地上部和地下部生长及干物质积累,但会降低结实率及最终产量;在高CO₂浓度下配施生物炭不仅促进植株生长和干物质积累的效果更佳,还显著提高产量构成因素,显示出良好的互作效应。     

环境温度和CO2浓度升高对湖北早稻氮素含量及产量的影响

采用改进后的开顶式气室（OTC）,大田原位模拟温度升高2℃和CO₂浓度增加60μL·L^-1的未来气候情景,观测其对湖北地区早稻植株全氮、土壤氮素及产量的影响。试验设置对照(CK)、增温（增2℃,IT）、增CO2 (增60μL·L^-1,IC)以及增温+CO^₂（增2℃+增60μL·L^-1,IT+IC）4个处理,3次重复,随机区组排列,对早稻各生育期植株全氮含量、土壤NH4⁺-N和NO₃--N含量以及产量构成进行监测。结果表明：（1）温度和CO^₂浓度升高以及二者同增会增加早稻生育早期（特别是分蘖期）植株体内全氮含量,分蘖期以后各处理间差异不显著,籽粒全氮含量差异亦不显著;土壤NH4⁺-N含量与植株全氮变化规律类似,在早稻生育早期,温度和CO^₂浓度升高以及二者同增会增加土壤NH4⁺-N含量,分蘖期以后各处理间差异不显著;（2）温度升高使拔节期、成熟期土壤NO₃--N含量降低,抽穗期土壤NO₃--N含量增加;CO₂浓度增加会提高拔节期、成熟期,降低抽穗期土壤NO₃-N含量;（3）CO₂浓度升高,早稻增产13.4%,与CK差异极显著（P<0.01）,而单独增温或增温+增CO₂处理早稻产量与CK差异不显著。     

Seasonality of soil biological properties in a poplar plantation growing under elevated atmospheric CO2

Microorganisms are the regulators of decomposition processes occurring in soil, they also constitute a labile fraction of potentially available N. Microbial mineralization and nutrient cycling could be affected through altered plant inputs at elevated CO_2. An understanding of microbial biomass and microbial activity in response to belowground processes induced by elevated CO₂ is thus crucial in order to predict the long-term response of ecosystems to climatic changes. Microbial biomass, microbial respiration, inorganic N, extractable P and six enzymatic activities related to C, N, P and S cycling (β-glucosidase, cellulase, chitinase, protease, acid phosphatase and arylsulphatase) were investigated in soils of a poplar plantation exposed to elevated CO_2. Clones of Populus alba, Populus nigra and Populus x euramericana were grown in six 314 m² plots treated either with atmospheric (control) or enriched (550 μmol mol⁻¹ CO₂) CO₂ concentration with FACE technology (free-air CO₂ enrichment). Chemical and biochemical parameters were monitored throughout a year in soil samples collected at five sampling dates starting from Autumn 2000 to Autumn 2001.

The aim of the present work was: (1) to determine if CO₂ enrichment induces modifications to soil microbial pool size and metabolism, (2) to test how the seasonal fluctuations of soil biochemical properties and CO₂ level interact, (3) to evaluate if microbial nutrient acquisition activity is changed under elevated CO₂.

CO₂ enrichment significantly affected soil nutrient content and three enzyme activities: acid phosphatase, chitinase and arylsulphatase, indicators of nutrient acquisition activity. Microbial biomass increased by a 16% under elevated CO₂. All soil biochemical properties were significantly affected by the temporal variability and the interaction between time and CO₂ level significantly influenced β-glucosidase activity and microbial respiration. Data on arylsulphatase and chitinase activity suggest a possible shift of microbial population in favour of fungi induced by the FACE treatment.     

苹果短链脱氢酶基因MdSDR响应腐烂病菌侵染的功能研究

短链脱氢/还原酶(SDR)是一类NAD(P)(H)依赖的氧化还原酶,负责催化生物体内各种代谢活动的氧化还原步骤。为了探究苹果(Malus domestica)SDR(MdSDR)蛋白的功能,利用农杆菌介导的苹果组培苗瞬时转化技术在苹果叶片中瞬时表达MdSDR,然后通过刺伤接种法研究过表达MdSDR对叶片抗病性的影响;利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术检测瞬时表达MdSDR后苹果中脂肪酸生物合成相关基因的表达水平;利用气相色谱分析技术检测瞬时表达MdSDR苹果叶片中的脂肪酸含量;利用尼罗红染色检测苹果叶片中的脂滴(LDs)积累情况。结果表明,瞬时表达MdSDR显著增强了苹果叶片对腐烂病菌(Valsa mali)的抗病性,试验组叶片病斑直径相比对照组减小约14.46%(P<0.001);瞬时表达MdSDR后苹果叶片中脂肪酸生物合成相关基因的表达显著上调(P<0.001),其中MdACCase上调48.41倍,MdKAR上调129.79倍,MdENR上调168.20倍,MdHAD上调8.67倍,MdβCT、MdKASⅠ和MdKASⅡ均上调约5倍;然而过表达MdSDR后苹果叶片中脂肪酸的积累水平无显著变化(P>0.05);进一步研究发现,过表达MdSDR后苹果叶片中调控脂滴合成的基因MdSEIPIN显著上调表达(P<0.05),脂滴数量大量增加。本研究初步证明MdSDR能够通过促进脂肪酸的合成,间接提高脂滴的数量,从而提高苹果的抗病性,为苹果抗性品种的研究提供了一定的理论基础。     

广西地区常见棕榈科植物光合特性研究

以广西南宁市不同棕榈科植物（棕竹、蒲葵、槟榔）为试材,研究和比较了其光合特性。结果表明:不同棕榈科植物株高、茎粗和冠幅均表现为槟榔 > 蒲葵 > 棕竹,叶面积指数和比叶重均表现为蒲葵 > 槟榔 > 棕竹,根区土壤pH表现为棕竹 > 槟榔 > 蒲葵,根区土壤养分大致表现为蒲葵 > 槟榔 > 棕竹,局部有所波动,其中不同棕榈科植物根区有机碳含量差异不显著（p > 0.05）。不同棕榈科植物光饱和点（LSP）、光补偿点（LCP）、表观量子产额（AQY）、羧化效率（CE）、气孔限制值（L_s）、水分利用效率（WUE）、光合氮利用效率（NUE）和光合磷利用效率（PUE）基本表现为蒲葵 > 槟榔 > 棕竹,局部有所波动,与叶面积指数和比叶重以及其根区土壤养分变化趋势相一致,其中不同棕榈科植物L_s差异不显著（p > 0.05）。不同棕榈科植物一天各时期净光合速率（P_n）、蒸腾速率（EVAP）、气孔导度（G_s）和胞间CO₂浓度（C_i）基本表现为蒲葵 > 槟榔 > 棕竹规律,净光合速率（P_n）日变化均呈双峰曲线,气孔限制导致了光合“午休”现象,胞间CO₂浓度（C_i）、气孔导度（G_s）和蒸腾速率（EVAP）日变化随时间呈“W”变化规律。通过SPSS最佳曲线拟合不同棕榈科植物的P_n与PAR,CO₂浓度和温度变化呈一致的二次曲线关系。相关性分析表明,不同棕榈科植物光合特性由多种因素共同决定,这些因素之间也会相互影响,其中G_s的相关系数较大。     

解冻方式对羊肉品质及微观结构的影响

为探究不同解冻方式对羊肉理化品质和微观结构的影响,本研究将冻结的羊半膜肌及背最长肌分别采用室温空气解冻、静水解冻、冷藏解冻、超声波解冻及微波解冻5种方式进行解冻,通过测定相关品质指标,分析各解冻方式对肌肉品质的影响。结果表明,冷藏解冻后羊半膜肌及背最长肌的解冻损失(1.08%、3.10%)、蒸煮损失(21.18%、21.97%)、高铁肌红蛋白含量(36.1%、43.6%)及挥发性盐基氮值(7.02、7.45 mg·100g^-1)均显著低于其他解冻方式(P<0.05),微观结构破坏程度较小;超声波解冻、微波解冻后半膜肌与背最长肌的解冻损失(3.34%、7.01%及7.63%、9.59%)、蒸煮损失(25.54%、26.17%及26.45%、28.46%)高于其他解冻方式(P<0.05);室温空气解冻、静水解冻后两种肌肉的挥发性盐基氮(27.5、21.4及21、23.51 mg·100g^-1)、菌落总数[3.52、3.89及3.46、3.9 lg(CFU·mL^-1)]显著高于其他解冻方式(P<0.05);微波解冻后肌肉纤维发生严重卷曲和断裂。综上,冷藏解冻的羊肉品质较好,这为实际生产中冻结羊肉的解冻方式选择提供了理论依据。     

Local response of bacterial densities and enzyme activities to elevated atmospheric CO2 and different N supply in the rhizosphere of Phaseolus vulgaris L.

Altered flux of labile C from plant roots into soil is thought to influence growth and maintenance of microbial communities under elevated atmospheric CO₂ concentrations. We studied the abundance and function of the soil microbial community at two levels of spatial resolution to assess the response of microorganisms in the rhizosphere of the whole root system and of apical root zones of Phaseolus vulgaris L. to elevated CO₂ and high or low N supply.

At the coarser resolution, microbial biomass C, basal respiration and phospholipid fatty acid (PLFA) patterns in the rhizosphere remained unaffected by elevated CO₂, because the C flux from the whole root system into soil did not change [as shown by Haase, S., Neumann, G., Kania, A., Kuzyakov, Y., Römheld, V., Kandeler, E., 2007. Elevation of atmospheric CO₂ and N-nutritional status modify nodulation, nodule carbon supply, and root exudation of Phaseolus vulgaris L. Soil Biology & Biochemistry 39, 2208–2221]. At a higher spatial resolution, more low-molecular-weight compounds were released from apical root zones under elevated CO₂. Thus, at an early stage of plant growth (12 days after sowing), elevated CO₂ induced an increase of enzyme activities (xylosidase, cellobiosidase and leucine-aminopeptidase) in the rhizosphere soil of apical root zones. At later stages of plant growth (21 days after sowing), however, enzyme activities (those above as well as N-acetyl-β-glucosaminidase and phosphatase) decreased under elevated CO₂. The abundance of total and denitrifying bacteria in the rhizosphere soil of apical root zones was unaffected by CO₂ elevation or N supply. Plant age seemed to be the main factor influencing the density of the bacterial community. In conclusion, the soil microbial community in the apical root zone responded to elevated CO₂ by altered enzyme regulation (production and/or activity) and not by greater bacterial abundance.     

不同氮素形态对干旱胁迫杉木幼苗养分吸收及分配的影响

【目的】干旱胁迫是限制植物生长的重要非生物因素之一,而适宜的氮素营养可以提高植物的抗旱性。本文探讨了供应不同形态氮源对干旱条件下杉木[Cunninghamia lanceolata (Lamb.) Hook]幼苗养分吸收及分配的影响。【方法】采用水培试验,供试杉木材料为2个无性系幼苗(7–14号和8–8号),在营养液中添加10%(w/v)PEG-6000进行干旱胁迫。营养液中的氮源处理包括硝态氮、铵态氮、硝铵混合氮,氮素浓度均为4.571mmol/L,每个品种均设6个处理。培养20天后,测定了杉木幼苗根、茎、叶的养分含量及生物量。【结果】与正常水分供应相比较,干旱胁迫条件下供应铵态氮可促进叶片N、K以及茎叶P、K的吸收,供应混合氮可促进根部K的吸收;供应铵态氮可促进根、茎对Ca的吸收,对叶片Ca无明显作用。干旱胁迫对根部Fe、Mn、Cu、Zn吸收量影响显著,氮素供应不同程度地降低了干旱胁迫下各器官Mg、Fe、Mn和Cu吸收量,表现为抑制吸收,但添加铵态氮比硝态氮的降低幅度小。3个氮源处理均降低了干旱条件下根部Zn吸收量,但没有降低甚至增加了茎、叶中Zn的吸收量,说明氮营养可调节Zn在各器官间的分配,缓解干旱导致的缺锌现象。不同器官之间各养分吸收量差异显著,3个氮源处理中,N和P吸收量表现为叶>根>茎,K和Ca为叶>茎>根,Fe、Cu为根>叶>茎,Mg、Mn和Zn在各器官之间的分配规律不一。铵态氮吸收量均表现为叶>根>茎,且各器官铵态氮吸收量显著高于硝态氮,说明杉木具有明显的喜铵特性。【结论】在干旱胁迫下,氮素供应形态显著影响杉木幼苗对养分的吸收及在各器官中的分配,作用效果因家系品种和元素种类而异。总体来讲,铵态氮提高干旱胁迫下杉木幼苗养分吸收的效果好于硝态氮,杉木可以认为是喜铵植物。     

氯化钙添加量对地衣芽孢杆菌凝乳酶凝乳性能的影响

凝乳酶是生产干酪中极为关键的酶制剂。在凝乳酶作用过程中,添加适量的氯化钙可缩短凝乳时间,增加凝块硬度,减少生产成本,对干酪品质的影响至关重要。本研究利用从甘肃省天祝藏族自治县牦牛牧区土壤中筛选得到的一株高效产凝乳酶的地衣芽孢杆菌菌株D3.11,优化培养后得到凝乳酶,通过分析凝乳过程中相关指标的变化规律、观察比较凝块的微观结构,研究氯化钙添加量对该酶凝乳性能的影响。结果表明,当氯化钙添加量为0.014%~0.022%时,地衣芽孢杆菌D3.11凝乳酶体系的黏度值随凝乳时间的延长先增大后保持稳定;地衣芽孢杆菌D3.11凝乳酶体系和商品酶体系的浊度值均随Ca²⁺浓度的增大而显著增大(P<0.05);地衣芽孢杆菌D3.11凝乳酶体系的粒径主峰分布在136.9~246.7 μm范围内,且粒径值在氯化钙添加量为0.020%时最大;流变学特性分析结果表明,地衣芽孢杆菌D3.11凝乳酶体系达到储能模量G'峰值的时间随氯化钙添加量的增加而缩短;两种酶体系的持水力在氯化钙添加量为0.014%~0.022%范围内显著增大(P<0.05),乳清OD值在氯化钙添加量为0.016%~0.022%范围内变化均不显著(P>0.05);通过激光扫描共聚焦显微镜观察凝块微观结构发现,随着氯化钙添加量的增加,两种酶体系中蛋白微粒均凝结得更紧密。本研究结果为细菌凝乳酶在干酪生产中的应用提供了理论依据。