稻田生态系统CO2通量的日变化特征

研究稻田生态系统与大气间CO2交换通量的变化特征及规律可以为准确估算和评价稻田生态系统碳源/汇强度提供科学依据。采用涡度相关技术对中国亚热带稻田生态系统CO2交换通量进行了连续监测,并对CO2通量的日变化规律进行了分析。结果表明,稻田生态系统CO2通量具有明显的日变化特征。白天以吸收CO2为主,夜间表现为排放CO2;CO2通量的日变化模式有单峰型、双峰型和不规则型。稻田CO2通量日变化强度受水稻生长状况影响,水稻生长旺盛期白天CO2吸收通量、夜间排放通量以及日净吸收CO2通量均高于生长前期和成熟期;且早稻与晚稻间有明显差别。     

节水灌溉与生物炭施用对稻田生态系统CO2净通量日变化的影响

为了揭示不同水碳管理对稻田生态系统-大气间CO₂交换的影响，基于田间试验，分析了不同水碳管理模式下稻田生态系统CO₂净通量日变化特征。结果表明：分蘖期、拔节孕穗期、乳熟期稻田生态系统CO₂净通量变化趋势均呈现U型特征，总体表现为白天吸收，夜晚排放，且各生育期的净吸收阶段与净排放阶段在时间上呈现一致性。随着生育期的推进，稻田生态系统白天CO₂净吸收时长及吸收量呈现先升高后降低趋势。除分蘖期高量生物炭处理降低了稻田生态系统白天CO₂净吸收通量外，生物炭施用增大了节水灌溉稻田生态系统白天CO₂净吸收通量与夜晚CO₂净排放通量。与不施用生物炭处理相比，2种生物炭情况下稻田生态系统白天与夜间CO₂净通量增加幅度为2.26%～27.16%和2.30%～32.69%。节水灌溉减小了稻田生态系统白天CO₂净吸收通量，增大了稻田生态系统夜间CO₂净排放通量，白天吸收和夜晚排放的变化幅度为...     

SO2毒害环境下水稻叶片超氧化物歧化酶活性与

为了通过吸收光谱快速测量SO₂胁迫下水稻叶片超氧化物歧化酶活性,采用小区试验研究了SO₂毒害环境下水稻叶片超氧化物歧化酶活性与吸收光谱变量的相关性。结果表明：在整个生育期,相关曲线存在2个的波峰点,位于520~550 nm和720~750 nm 2个波段之间。计算720~ 750 nm和520~550 nm波段光谱吸收率的平均值A₁和A₂,通过A₁和A₂构建比值光谱变量(A₁/A₂)、相加光谱变量(A₁+A₂)及对数相加变量(lgA₁+lgA₂),利用光谱变量反演水稻叶片超氧化物歧化酶活性。研究发现：在水稻整个生育期,对数相加光谱变量与超氧化物歧化酶活性的相关性显著提高。选取对数相加变量构建水稻叶片超氧化物歧化酶活性的模型。为进一步提高吸收光谱快速测量SO₂毒害环境下水稻叶片超氧化物歧化酶活性提出了探索性研究。

     

CO2浓度升高和施氮对冬小麦花前贮存碳氮转运的影响

为探讨大气CO₂浓度升高对冬小麦花前贮存碳氮转运的影响及氮素营养的调节作用,以小偃22和小偃6号为材料,于2007—2009连续2个生长季,利用开顶式气室进行盆栽试验,对背景CO₂浓度(375 μL L^-1)和高CO₂浓度(2007—2008年度680 μL L^-1, 2008—2009年度750 μL L^-1)条件下不同施氮处理的干物质和氮素在籽粒、花前地上部中的累积以及花后营养器官的转运进行了评价。2007—2008年度设4个施氮水平,分别是0、0.1、0.2和0.3 g kg^-1土; 2008—2009年度设3个施氮水平,分别是0、0.15和0.30 g kg^-1土。结果表明,施氮和CO₂浓度升高促进了干物质和氮素在籽粒和花前营养器官的积累,增加了花前营养器官和地上部贮存干物质和氮素向籽粒的转运量,适量施氮提高了CO₂浓度升高对花前营养器官干物质和氮素累积以及花后向籽粒转运的正向效应。与背景CO₂浓度相比,高CO₂浓度提高了花前营养器官和地上部干物质对籽粒产量的贡献率和转运率,但CO₂浓度升高对花前氮素的贡献率和转运率的影响因年份和品种而异。CO₂浓度升高后,2007—2008年度各营养器官和地上部,以及2008—2009年度茎鞘和穗的氮素贡献率和转运率均增加,但2008—2009年度2个品种叶片和地上部氮素贡献率在施氮时均显著降低,小偃22叶片和地上部氮素转运率在各施氮水平下以及小偃6号地上部氮素转运率在0.13 g kg^-1土施氮水平下均明显增加。适量施氮也在大多数情况下增强了CO₂浓度升高对营养器官干物质和氮素的贡献率和转运率的正向效应。说明CO₂浓度升高后小麦产量和氮素积累增加与其促进花前干物质和氮素积累及花后向籽粒的转运密切相关。     

纳米TiO2壳聚糖复合保鲜膜性能及抑菌研究

通过改性纳米TiO₂,并对其进行表征后将改性后的纳米TiO₂添加到壳聚糖复合保鲜膜中,以期提高复合膜的性能及抑菌效果,延长复合膜对果蔬的保鲜时间。研究结果表明：改性后的纳米TiO₂的晶型和结构发生一定变化,添加到保鲜膜中后,优化复合膜比空白膜的透CO₂系数降低了24%,透水率降低了65.5%,抗拉强度、撕裂强度、断裂伸长率分别提高了13.99%、57.89%和50%,紫外光区透光率得到改善,抑菌作用被增强,纳米TiO₂复合保鲜膜对果蔬的保鲜时间在一定程度上得到延长。

     

高寒冷凉地区日光温室温度变化规律研究

为了探明高寒冷凉地区日光温室内温度变化特征,预报温室内温度变化规律,调控温室内温度高低提供依据,利用2012年10月—2013年5月大通县国家现代农业示范园区节能日光温室内外温度及大通县气象观测资料,分析高寒冷凉地区不同天气类型下日光温室温度变化规律。结果表明,高寒冷凉地区试验期间温室内平均温度日变化和秋、冬、春3季温度日变化均表现为典型的“单峰”型。晴天温度最低值出现在08时,多云和阴天推迟1 h;室内温度最大值：晴天＞多云＞阴天,最小值：阴天＞多云＞晴天,导致日较差：晴天＞多云＞阴天,不同季节室内温度日变化有所不同;不同天气类型温室内外各时次、日平均以及最大值、最小值间相关性表现为：阴天＞多云＞晴天,相关系数夜间均大于白天,最低温度在不同天气类型相关性均较高,最高温度晴天、多云天两者相关性不明显,阴天相关性较高;冬季温室内外温差较大,增温效果显著。     

棕色棉与白色棉杂交F1代吐絮期光合特性的杂种优势研究

 选择4个棕色棉品种（系）与5个白色棉品种进行不完全双列杂交,得正反交组合各20个,测定了吐絮期正反交组合的净光合速率、胞间CO₂浓度、叶绿素含量,叶绿素a/b、PSII的最大光化学效率,分析杂交F₁代光合参数的杂种优势表现与正反交之间的差异。结果表明：吐絮期杂种F₁各项光合参数没有明显的正向中亲优势、正向超亲优势。正反交组合之间,除胞间CO₂浓度存在显著差异外,其它光合参数差异不显著,胞间CO₂浓度受到细胞质效应影响。正交组合F1叶绿素含量与胞间CO₂浓度存在显著正相关,反交组合F₁净光合速率与胞间CO₂浓度存在极显著正相关。     

甜菜-甜菜坏死黄脉病毒互作过程中过氧化氢的积累与分布

以甜菜抗、感丛根病品种与甜菜坏死黄脉病毒互作体系为研究对象,检测不同体系间H₂O₂的产生和积累,并利用电镜细胞化学标记技术在亚细胞水平上对H₂O₂的空间分布定位,探讨H₂O₂积累和分布与甜菜抗丛根病性的关系。结果表明, 甜菜抗、感丛根病体系均出现大量H₂O₂,其中抗病体系的H₂O₂产生量明显高于感病体系。H₂O₂在抗病和感病体系中的分布位置基本相似,多分布在块根、叶脉细胞的液泡膜和质膜上,叶脉细胞间隙也有H₂O₂的分布,但不同体系间H₂O₂含量有着明显差异,感病体系H₂O₂沉积量明显弱于抗病体系。研究结果说明,H₂O₂产生量和分布与甜菜抗丛根病性有密切联系,H₂O₂参与了甜菜对病毒侵染的防御反应。     

田间条件下转玉米C4型PEPC基因小麦的光合生理特性

为了检验转PEPC基因小麦是否具有C₄光合生理特性,以转PEPC基因小麦和对照周麦19为试验材料,分别于抽穗期、开花期、花后第7天和花后第15天测定其单株旗叶的气体交换参数日变化,对净光合速率日变化进行单位日光合总量分析, 并且对净光合速率日变化与单株气孔导度、胞间CO₂浓度、蒸腾速率日变化的相关性进行了分析;在花后第15天测定其单株叶绿素荧光参数,并在成熟期调查了单株产量性状。与对照相比,转基因株系在4个测定时期的旗叶净光合速率明显提高,尤其在花后第15天,单位日光合总量较对照提高29.1%和23.3%,气孔导度和蒸腾速率均明显增加,胞间CO₂浓度降低;花后第15天12:00与8:00相比,转PEPC基因小麦的F_v/F_m、q_p、NPQ、Φ_PSII的变幅均小于对照;单茎重、千粒重、单穗重和收获指数较对照显著增加。以上结果表明,转PEPC基因小麦材料在田间条件下光合特性明显优于对照,且具有提高小麦产量水平的潜力。     

盐胁迫对雪菊种子萌发的影响

以雪菊(Coreopsis tinctoria Nutt.)种子为试验材料,研究盐胁迫对雪菊种子萌发的影响。用不同浓度的NaCl、Na₂SO₄以及混合盐NaCl:Na₂SO₄:Na₂CO₃=2:7:1（质量比）处理雪菊种子。结果表明：盐胁迫使雪菊种子的发芽指数、发芽势和发芽率明显降低,且随着盐浓度的增加,抑制作用增强;3种盐对雪菊种子萌发的抑制作用强度依次为：混合盐>NaCl>Na₂SO₄;雪菊种子耐盐适宜范围为NaCl 0.78%、Na₂SO₄ 0.84%、混合盐0.15%;耐盐半致死浓度为NaCl 1.34%、Na₂SO₄ 1.41%、混合盐0.89%;耐盐极限浓度为 NaCl 2.23%、Na₂SO₄ 2.31%、混合盐2.08%。盐胁迫解除后雪菊种子仍具有较高的萌发率。

     

绿萝的光合特性研究

摘 要：本研究以绿萝为试材,研究了不同天气条件下即晴天和阴天条件下对绿萝净光合速率（Pn）、细胞间隙CO2浓度（Ci）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）的影响。结果表明：绿萝净光合速率全天中晴天的极显著高于阴天的,其中晴天的在上午10：45左右达到全天净光合速率最高峰,在17：15为全天的最低值,而阴天测量的上午净光合速率较低,在10：45为全天最低值,12：45左右为全天最高峰;细胞间隙CO2浓度,晴天的和阴天的变化趋势相同,但自8：15至13：15,阴天的普遍高于晴天测量的,自13：15至17：15则相反,晴天的均高于阴天测量的;气孔导度和蒸腾速率日变化,不同天气条件下也明显不同,晴天测量的气孔导度呈双峰曲线,蒸腾速率呈三峰曲线,而阴天所测的气孔导度和蒸腾速率均未表现峰值变化。     

典型草原区草地潜热通量特征

为研究局地小气候和草地生态系统变化提供依据。利用2010年6月1日—8月31日开路涡度相关系统和常规气象观测系统资料,分析锡林浩特典型草原区草地潜热通量变化特征及其与环境因子的关系。结果表明,6—8月总体能量平衡闭合很好,闭合度达83.9%。晴天闭合度为81.4%,阴天闭合度为95.0%,处于国内外同类观测闭合度范围的上等水平;潜热通量日变化呈单峰型二次曲线,日出后逐渐升高,中午左右达到峰值,然后逐渐降低,日落后趋于稳定。晴天和阴天的潜热通量日变化趋势相同,但阴天波动性较大,变幅大于晴天,且峰值滞后于晴天;潜热通量与净辐射、气温、地表温度、地表温度与气温差、呈极显著正相关,与相对湿度呈极显著负相关,而与水平风速的相关性相对较弱。其中,净辐射是最大的影响因素。     

设施滴灌条件下甜瓜茎流变化及其对环境因子的响应

设施甜瓜栽培已成为中国一个具有较大增长空间的重要产业。采用合理的灌溉方式和决策来提高甜瓜产量与品质显得尤为重要。为探明设施滴灌条件下甜瓜植株茎流速率变化规律及其影响因素,有效诊断植株水分指标,为制定灌溉策略提供理论依据,采用基于茎热平衡法的Dymaxax包裹式茎流计、小型自动气象站和TRIME-IPH土壤剖面水分测量仪等对温室内覆膜滴灌条件下甜瓜植株茎流速率变化及其周围环境影响因子进行长时间连续定点监测。研究结果表明：温室内甜瓜的茎流速率日变化曲线基本呈双峰曲线,多云及阴天甜瓜白天液流启动推迟,峰值减小15%~47%;晴天条件下温室内太阳辐射(Rs)、空气相对温度(Rh)滞后于茎流速率,阴天及多云条件下,辐射与茎流速率基本同步达到峰值,相对湿度在晴天中午辐射较高区间内的小幅提高会对茎流速率产生一定的拉低效应;温室内太阳辐射是甜瓜茎流变化的主要驱动因素,并建立了以太阳辐射(Rs)和空气相对湿度(Rh)为主要因子反映甜瓜茎流速率(F)变化的多元线性回归模型(F=26.204+0.0890Rs-0.2540Rh,R2=0.831,P<0.001),可对甜瓜蒸腾变化进行预测。     

Soybean (Glycine max (L.) Merr.) growth and development response to CO2 enrichment under different temperature regimes

The carbon dioxide (CO₂) concentration of the global atmosphere has increased during the last decades. This increase is expected to impact the diurnal variation in temperature as well as the occurrence of extreme temperatures. This potentially could affect crop production through changes in growth and development that will ultimately impact yield. The objective of this study was to evaluate the effect of CO₂ and its interaction with temperature on growth and development of soybean (Glycine max (L.) Merr., cv. Stonewall). The experiment was conducted in controlled environment chambers at the Georgia Envirotron under three different temperatures and two CO₂ regimes. The day/night air temperatures were maintained at 20/15, 25/20 and 30/25 °C, while the CO₂ levels were maintained at 400 and 700 ppm, resulting in six different treatments. Plants were grown under a constant irradiance of 850 μmoles m⁻² s⁻¹ and a day length of 12 h; a non-limiting supply of water and mineral nutrients were provided. Five growth analyses were conducted at the critical development stages V4, R3, R5, R6 and R8. No differences in start of flowering were observed as a function of the CO₂ level, except for the temperature regime 25/20 °C, where flowering for the elevated CO₂ level occurred 2 days earlier than for the ambient CO₂ level. For aboveground biomass, an increase in the CO₂ level caused a more vigorous growth at lower temperatures. An increase in temperature also decreased seed weight, mainly due to a reduction in seed size. For all temperature combinations, final seed weight was higher for the elevated CO₂ level. This study showed that controlled environment chambers can be excellent facilities for conducting a detailed growth analysis to study the impact on the interactive effect of changes in temperature and CO₂ on soybean growth and final yield.     

盘锦冬季日光温室光合有效辐射预报模型研究

为了探索盘锦地区冬季日光温室光合有效辐射变化规律,更好地为本地区设施农业服务,利用2012 年冬季日光温室内小气候和附近气象站观测资料,采用相关统计和逐步回归分析方法分析了冬季不同天气类型日光温室中光合有效辐射特征及光合有效辐射占太阳总辐射的比值,建立了冬季不同天气类型日光温室光合有效辐射的预报模型,并对其进行拟合检验。结果表明：（1）晴天和多云天日光温室内PAR具有明显的日变化。阴天时日光温室内接受到的PAR 最大值一般在1~38 W/m2。（2）冬季典型多云天ηPAR最高,阴天次之,晴天最低。（3）采用逐步回归分析方法分别建立日光温室内日最高光合有效辐射、日光合有效辐射总量、日最大总辐射、日总辐射总量与外界气象要素的相关模型均通过了0.01 的显著性水平检验,并进行了拟合检验,晴天和多云天4个要素的拟合效果较好,阴天4个要素的拟合效果较差。     

淮河流域农田光合有效辐射(PAR)的基本特征

为了解淮河流域农田下垫面光合有效辐射的基本特征,分析淮河流域农作物生长的光、热条件,本文利用寿县国家气候观象台（32°30.83′ N,116°46.47′ E）2008年全年太阳辐射观测资料,采用30 min平均,按照线性关系y=cx做最小二乘拟合,得到PAR、RS以及PAR/Rs的日、月和季节均值,分析了该地区光合有效辐射（PAR）的日、季、年变化特征及所占太阳短波辐射（Rs）比例的一些基本特征,得出了该地区的光合有效辐射（PAR）的年总量为1970.8 MJ/m2,春、夏、秋、冬季的平均日总量分别为：6.83 MJ/m2、6.58 MJ/m2、4.28 MJ/m2、3.80 MJ/m2;得出了月平均PAR/Rs的值在0.37~0.43之间,最大值出现在夏季为0.43,最小值出现在冬季为0.37,年平均值为0.40;分析了晴天和阴天日PAR的变化有明显的区别,阴天日PAR/Rs的值比晴天日明天偏大,全年典型阴天日PAR/Rs的值为0.42,典型晴天日PAR/Rs的值的为0.39。对于PAR/Rs,云、水汽、太阳阳辐射强度以及大气浑浊度对其都有影响。     

大豆和棉花生长对土壤呼吸的影响

设置大豆和棉花的盆栽试验,利用静态箱法采样和气相色谱技术测定作物生长期的土壤呼吸。结果表明,大豆与棉花生长下土壤呼吸速率变化与作物生长相一致,与生长时间呈极显著的二次曲线相关关系。裸土土壤呼吸速率的季节变化不明显,与时间的相关性弱。大豆土壤呼吸速率的峰值是棉花的2.4倍,出现时间也比棉花早。大豆土壤呼吸呈苗期分枝期成熟期开花结荚期鼓粒期,鼓粒期和开花结荚期的土壤呼吸占全生育期总量的82%,而生长时间只占全生育期的38.7%,大豆土壤呼吸总量是相应裸土的11.5倍。棉花土壤呼吸呈苗期吐絮期蕾期花铃期,蕾期和花铃期土壤呼吸占全生育期的77.8%,生长时间只占全生育期的44.7%,棉花土壤呼吸总量是相应裸土的4.9倍。大豆全生育期的土壤呼吸总量和平均土壤呼吸速率分别是棉花的1.77倍和2.34倍。大豆和棉花生长时期根际呼吸对土壤呼吸的贡献分别为3.2%～95.8%和21.8%～88.0%,平均全生育期根际呼吸对土壤呼吸的贡献分别为91.3%和79.6%。大豆全生育期根际呼吸数量和平均根际呼吸速率分别是棉花的2.03倍和2.68倍。在种植作物的土壤中,土壤呼吸速率与气温呈显著的指数相关,而在裸土中,相关性不显著。氮肥对裸土的土壤呼吸无显著影响。总之,作物-土壤系统中,土壤呼吸受作物类型和生长时期控制,根际呼吸是土壤呼吸的主要部分,大豆由于共生固氮过程使得其土壤呼吸和根际呼吸的贡献显著高于棉花。     

Increase in DNA fragmentation and the role of ethylene and reactive oxygen species in petal senescence of Osmanthus fragrans

In sweet osmanthus (Osmanthus fragrans Lour.) flowers, petal browning, partial abscission and wilting are the visible symptoms of senescence, 4–5 days after flowering, which seriously affect its ornamental and economic value. In the present study, DNA fragmentation was used as a marker to investigate the role of ethylene and reactive oxygen species (ROS) in flower senescence of O. fragrans ‘Liuye Jingui’. In intact plants, nuclear shrinkage and DNA fragmentation occurred at the late full flowering stage when senescence symptoms became visible. This coincided with a rapid increase in ethylene production, ROS generation and lipid peroxidation. To further determine the role of ethylene and ROS in flower senescence, cut flowers were treated with ethephon, silver thiosulphate (STS), hydrogen peroxide (H₂O₂), and vitamin C (Vc). The vase life of cut flowers was significantly prolonged by 0.2 mM STS and 2.5 mM Vc treatments, but reduced by 0.03% H₂O₂ and 500 mg L⁻¹ ethephon treatments, compared to distilled water. The percentage of DNA fragmentation was dramatically increased by ethephon but reduced by STS treatment throughout vase life. In contrast, the dramatic increase of DNA fragmentation in the H₂O₂ treated samples was only observed at day three, and clear petal abscission and rapid petal wilting occurred only with ethephon. Compared with the distinguishable nuclei and complete vacuoles in both STS treatment and distilled water, ethephon treatment caused substantial damage to large central vacuoles and other organelles, and many petal cells twisted out of shape due to a loss of cytoplasm, resulting in rapid petal wilting. Thus, it is concluded that ethylene plays an important role in flower senescence of sweet osmanthus, enhancing DNA fragmentation, damaging cellular structure, and leading to petal abscission and wilting. In addition, ROS is also involved in the regulation of late DNA degradation and lipid peroxidation.