CO2浓度升高和氮输入影响下湿地生态系统CO2排放研究

为了研究CO2浓度升高和氮输入影响下湿地生态系统CO2排放通量变化,选择三江平原典型草甸化小叶章（Calamagrostis angustifolia）湿地系统为对象,利用开顶箱进行CO2浓度升高模拟试验。试验结果表明,CO2浓度升高促进了湿地生态系统CO2排放量,不施氮、常氮和高氮处理分别增加23．78％、23．14％和34．18％．CO2浓度升高增加了小叶章地上、地下生物量的积累,且当氮素供应充足时增加显著。土壤微生物量碳和水溶性有机碳在CO2浓度升高条件下有增加的趋势。回归分析表明小叶章生物量、土壤活性有机碳与湿地生态系统CO2排放量显著相关。CO2浓度升高和施氮通过影响植物生物量和土壤微生物活性进而影响湿地生态系统CO2排放量,这对于重新估算未来环境变化条件下湿地生态系统碳平衡具有重要意义。     

风干、烘干对不同热带森林土壤样品NH4-N、NO3-N测定结果的影响

采用野外采样及室内测试分析方法,研究了风干、烘干对西双版纳3种不同热带森林(季节雨林、人工林、次生林)0-15m土壤NH4-N、NO3-N测定结果的影响.结果表明,人工林和次生林NH4-N含量表现为新鲜土<风干土<烘干土,而季节雨林则略有不同新鲜土<烘干土<风干土;新鲜土和风干土NO3-N含量差异均不显著,但新鲜土和风干土NO3-N含量均显著高于烘干土.     

硝态氮源及碳源有效性对土壤N2O和CO2排放的影响

以华北平原农田土壤为对象,通过室内静态培养系统研究NO₃^--N与不同碳源组合对土壤N₂O和CO₂排放的影响。结果表明,NO₃^--N作为氮源和不同碳源施入土壤,除NO₃^-+纤维素,其余土壤N₂O排放通量均高于对照组和只添加氮源土壤;NO₃^--N和不同碳源组合的CO₂累积排放量均高于对照和只添加氮源土壤。NO₃^-+果胶的N₂O排放量在第1 d达到最大值1383.42μg N·kg^-1·d^-1;NO₃^-+葡萄糖的CO₂排放量在第1 d达到最大值370.13 mg C·kg^-1·d^-1,CO₂累积排放量顺序为:葡萄糖 >果胶 >秸秆 >纤维素 >淀粉 >木质素。土壤NO₃^--N含量与N₂O排放呈极显著正相关。总之,添加纤维素可以抑制N₂O的排放,促进CO₂排放,并增加土壤中NO₃^--N含量,添加其余碳源均会促进土壤N₂O和CO₂排放。     

施用生物炭对农田土壤N2O的减排效应

生物炭作为一种土壤改良剂,在农田土壤氮素转化和温室气体减排等方面发挥着重要作用。本实验对不同施氮量的农田土壤添加生物炭,研究了其对N₂O的减排潜力,为生物炭的固氮减排提供理论依据。于2015年6月18日至9月25日,利用盆栽实验研究了施用生物炭对农田土壤在不同氮肥用量下N₂O排放的影响,实验共设4个处理：对照（CK）为不施氮处理、N1（200 kg·hm^-2）、N2（400 kg·hm^-2）和N3（600 kg·hm^-2）,各处理均施用土壤质量15%（W/W）的等量生物炭。结果表明,随着施氮量的增加,土壤N₂O的累积排放量逐渐增加,N2和N3处理差异不显著,N₂O排放系数逐渐降低,N1、N2、N3的排放系数分别为1.33%、1.27%、0.90%。Pearson相关分析表明,土壤孔隙含水量（WFPS）、土壤pH、土壤NO₃^--N和土壤微生物量氮（MBN）含量是影响N₂O排放最主要的因素,其中土壤WFPS、土壤NO₃^--N和MBN含量与N₂O排放通量之间呈极显著的正相关关系,土壤pH与N₂O排放通量之间呈极显著负相关关系。生物炭的施用对农田土壤N₂O具有巨大的减排潜力,并且生物炭与氮肥配施对土壤氮素有很好的固持作用。     

不同氮源处理对4个木薯品种幼苗生长发育的影响

为了探究不同形态的氮源对不同品种木薯(Manihot esculenta)幼苗生长发育的影响及其差异性,以‘CH16’、‘SC16’、‘SC205’和‘17Q’等4个木薯品种作为试验材料,设置了-N、NO3-、NH4+三种不同氮源,围绕4个木薯品种的生长状况、氮含量、根系形态、氮积累量、氮素利用效率等特征展开研究。结果表明：在NaNO3(3 mmol·L^-1),NH4Cl(3 mmol·L^-1)处理下,‘SC205’、‘17Q’对铵态氮的氮素利用效率相对较高,属于喜铵品种,‘SC16’和‘CH16’对硝态氮和铵态氮的利用效率和喜好性无差异;在无氮条件下,‘17Q’和‘SC16’耐低氮胁迫能力相对较强,是氮高效品种,而‘SC205’和‘CH16’耐低氮胁迫能力相对较弱,是氮低效品种,其中,‘CH16’的耐低氮能力最弱。     

氮添加对华北落叶松树枝CO2通量的影响

【目的】枝CO₂通量是林分碳释放的重要组成部分之一，研究模拟氮沉降下的华北落叶松枝CO₂通量变化，可以为氮沉降背景下的华北落叶松林分固碳增汇管理提供一定的理论依据。【方法】在2021年6-10月，以华北落叶松25年生中龄人工林和32年生近熟人工林为研究对象，设置对照(CK,0 kg/(hm²·a))、低氮(N1,75 kg/(hm²·a))、中氮(N2,150 kg/(hm²·a))、高氮(N3,225 kg/(hm²·a)) 4个强度的氮添加处理，并使用LI-8100A对枝CO₂通量进行原位监测，同时采集枝条样品以测定其氮含量。【结果】(1)华北落叶松枝CO₂通量与空气温度基本呈现出“单峰型”月变化，峰值出现在6-8月，空气温度可以分别解释2个林龄枝CO₂通量37%～82%、40%～70%的变化。(2)25年和32年生华北落叶松6-10月平均枝CO₂通量随氮添加处理强...     

CO2浓度升高对森林碳平衡及碳氮耦合的影响

森林碳平衡及碳氮耦合对大气CO2浓度升高的响应存在着诸多不确定性,现有研究主要集中在温带地区,并体现在光合作用、生产力及分配、枯落物分解以及土壤碳库等各个方面,研究结果表明:CO2浓度升高(1)短期内增强了森林的光合能力,长期条件下由于氮供应与叶氮含量的下降,就会产生光合下调与适应现象;(2)提高了森林净初级生产力(NPP)并影响其在各组分之间的分配,但却没有促进土壤氮矿化作用,土壤氮有效性降低,限制了森林NPP的持续上升;(3)增加了森林枯落物的数量,刺激了微生物的氮吸收与同化以及植物对有效氮的利用,从而影响分解过程;(4)增强了森林土壤的碳汇功能,但同样会受到氮有效性的直接限制与支持氮固定的其它养分的间接限制。由于热带、亚热带地区的环境因素与温带地区存在较大差异,未来应加强这些区域的相关研究,进一步揭示森林生态系统对CO2浓度升高的响应机制。     

不同CO2浓度下闽楠幼苗光合作用及氮素分配的响应机制

为进一步探讨CO₂浓度升高对闽楠幼苗光响应、CO₂响应以及叶片氮素营养、氮素分配的影响,采用开顶式气室结构进行不同CO₂浓度的闽楠幼苗栽培试验。结果表明：500 μmol/mol CO₂处理对闽楠幼苗光合特征参数以及叶片氮含量、叶片氮素分配、光合氮利用效率无显著影响;700 μmol/mol CO₂处理闽楠幼苗叶片核酮糖−1,5−二磷酸最大羧化速率、叶片氮素含量、核酮糖−1,5−二磷酸羧化部分的氮素分配以及光合氮利用效率均显著降低,其中核酮糖−1,5−二磷酸最大羧化速率、核酮糖−1,5−二磷酸羧化部分的氮素分配 、光合氮利用效率较对照自然浓度分别降低21.65%、12.73%、14.78%。适当的CO₂浓度增加不会影响闽楠幼苗的光合作用及氮素利用,CO₂浓度显著增加导致幼苗氮素含量及利用效率降低,可能是高CO₂浓度下闽楠幼苗光合效率降低的原因。     

丹参羧化效率在其CO2补偿点附近的变化

【目的】植物光合作用对CO2的响应是光合作用研究的重要内容,当前应用广泛的Michaelis-Menten模型拟合所给出的植物光合能力远大于实测值,而所给出的饱和CO2浓度远小于实测值,欲引入新模型解决上述问题。【方法】用构建的光合作用对CO2浓度响应的新模型,拟合了丹参的CO2浓度响应测量数据,并研究了低CO2浓度条件下,丹参净光合速率对CO2浓度的响应及羧化效率在CO2补偿点附近的改变情况。【结果】用CO2响应新模型拟合丹参的实测数据,在不需作其他附加假设条件下就可以给出丹参的饱和CO2浓度、光合能力、光呼吸速率、CO2补偿点及在CO2补偿点的羧化效率,且拟合结果与实测结果符合很好(R2=0.999 6)。【结论】在低CO2浓度条件下,丹参植物叶片的净光合速率对CO2浓度的响应为非线性的;在CO2补偿点附近,羧化效率并非常数,而是随CO2浓度的增加而减小。     

不同氮素形态配比对绿豆幼苗养分吸收及生物量的影响

该文在无菌培养条件下,研究了无机氮(铵态氮和硝态氮)和有机氮(氨基酸态氮)对绿豆幼苗养分吸收及干重的影响。结果表明:单一铵态氮能抑制植物的生长;单一硝态氮处理,浓度增加,植株生物量降低;氨基酸态氮与铵态氮配比处理,生物量高于铵态氮单一处理;氨基酸态氮、硝态氮的比例为1∶2时,N素含量最高;硝态氮、铵态氮在125mg/L促进P素的吸收,而氨基酸态氮抑制P的吸收。     

不同铵态氮/硝态氮配比对2种开唇兰属植物组培苗生长的影响

为了研究不同NH_4~+/NO_3~-配比对金线兰(Anoectochilus roxburghii)和云南野生开唇兰属植物(简称云南开唇兰)组培苗生长的影响,设置NH_4~+/NO_3~-比例分别为0/30、5/25、10/20、15/15、20/10、25/5、30/0、20/40、30/30的9个处理组,接种二者的顶芽及茎段,分别培养90、120 d后测量其各项生长指标,以期为开唇兰属植物组培快繁培养基的优化及生产上合理施用氮肥提供理论依据。结果表明,不同NH_4~+、NO_3~-配比对金线兰、云南开唇兰顶芽的茎高、节数、枯萎节数、展叶数、枯叶数、近茎尖第1片开展叶叶长及叶宽、基内根及气生根根数和根长均有显著或极显著影响,对二者茎段的萌芽数、芽高、节数、展叶数、倒二叶叶长和叶宽、茎粗、芽的根数均有显著或极显著影响。在氮素总含量为30 mmol/L的情况下,当NH_4~+/NO_3~-比例较低时,金线兰与云南开唇兰的顶芽均长势良好,茎叶正常,茎段萌芽率亦较高,芽体生长良好;随着NH_4~+浓度的增加,二者顶芽生长状态均呈逐渐下滑趋势,茎段萌芽率也逐渐降低,芽体长势变差,最后导致植株或茎段死亡。NH_4~+/NO_3~-比例对2种开唇兰属植物植株形态有着重要影响。对金线兰顶芽生长及茎段萌芽较好的NH_4~+/NO_3~-比例分别为0/30、5/25、10/20、20/40,对云南开唇兰较好的比例分别为0/30、5/25。组培快繁时可在较佳NH_4~+/NO_3~-配比基础上添加其他有机或无机组分,以促进种苗生长;大田生产上,可以适当提高氮肥中的硝态氮比例。     

不同施肥土壤中无机氮的垂直分布及烤烟对氮素的利用

在湖南省浏阳烟区水稻轮作田块上,研究了烤烟生产季不同施肥条件下无机氮在土壤中的垂直分布规律及对烤烟氮素利用的影响.结果表明,烟田土壤无机氮以硝态氮为主,从剖面分布看,硝态氮含量自上向下逐渐降低,后期的土壤氮下移趋势更加明显,施肥方法对这一总体趋势影响不大;在NO3-N和NH4 -N两种无机氮中,施肥方法对土壤剖面硝态氮的影响较大,对铵态氮的影响较小;5个处理中,T3处理的施氮效应最明显,氮肥利用率最高,达35.36%,T4处理效应最小.     

提高CO2和硝氮浓度对羽毛藻生化组成和营养盐吸收的影响

以羽毛藻为研究材料,利用CO_2培养箱通入不同CO_2浓度的空气进行培养,探究在高浓度CO_2和高浓度硝氮条件下羽毛藻生理生化的变化。结果表明,高浓度CO_2或硝氮都能显著促进藻体的生长,高碳高氮下藻体的相对生长率比低碳低氮组高出63.77%。另外,高浓度CO_2会使藻体中的叶绿素、类胡萝卜素、藻红蛋白、藻蓝蛋白、可溶性蛋白和可溶性碳水化合物的含量下降,而使硝酸还原酶活性升高,其中明显的表现为高碳低氮组叶绿素a含量比低碳低氮组降低了39.01%,高碳高氮组比低碳高氮组降低了49.26%,相应类胡萝卜素高碳组分别降低了47.62%和43.24%,增加硝氮浓度能够提高藻体中色素含量,可溶性蛋白和可溶性碳水化合物的含量;在高浓度硝氮下,提高CO_2浓度能使硝酸盐和磷酸盐的吸收率显著升高。由此得知大气CO_2浓度升高或海水富营养化会促进羽毛藻的生长,并且这两个条件的改变会对羽毛藻在生化组成和营养盐吸收方面产生深刻的影响。     

CO2浓度升高背景下氮形态对小麦光合性能及产量的影响

为探究大气CO₂浓度升高背景下不同形态氮肥对小麦的光合性能及产量的影响,利用开顶式气室(OTC),采用二因素完全区组试验设计,设置400μmol/mol(正常大气浓度,C)、600μmol/mol(高于正常大气浓度,E)2个CO₂浓度和硝态氮(NO₃^--N,A)、铵态氮(NH₄⁺-N,N) 2种氮肥形态处理,测定不同处理组合下小麦花后不同时间旗叶净光合速率(P_n)、胞间CO₂浓度(C_i)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)、株高、地上部生物量及产量。2年结果表明,高浓度CO₂处理(E)可显著提高小麦旗叶P_n、C_i,而对旗叶G_s、T_r均有显著抑制作用,小麦的株高、地上部生物量及产量显著升高。高浓度CO₂条件下,2种氮形态...     

[CO2]升高对粮食作物影响的研究进展

自工业革命以来,由人类活动引起的大气CO_2浓度([CO_2])不断攀升,正驱动着全球气候变化,对全球农业产生重大影响。本文归纳总结了目前作物对高[CO_2]响应的主要研究技术手段,以及作物对高[CO_2]响应的机理研究,并进一步梳理了当前全球关于[CO_2]升高对作物产量和营养品质影响的研究。结果表明:相比封闭式或半封闭式环境控制试验系统,开放式试验系统(如开放式CO_2控制系统FACE)由于其能更加真实地模拟自然条件下作物对未来高[CO_2]的响应和适应情况,被公认为是目前研究作物对高[CO_2]响应的最理想手段。[CO_2]增高会增加C3作物光合速率、生物量和产量,在一定程度上缓解气候变化对农作物产生的负面影响,但是作物对大气[CO_2]的升高存在光合适应现象,当作物长期暴露在高[CO_2]条件下时,高[CO_2]对作物的促进作用会逐渐减缓。近10年的FACE试验发现,对高[CO_2]出现高应答的水稻品种,其光合速率和产量在高[CO_2]下的增加幅度比早期的主要粮食作物FACE试验结果平均高出两倍。此外,高[CO_2]会明显降低大部分非豆科C3作物中蛋白质和矿物质(如锌、铁)以及部分维生素的含量,加剧目前全球约2亿人由于维生素和矿物质元素等营养缺乏导致的健康问题。如何充分利用未来高[CO_2]实现高增产的同时,减缓粮食养分下降的负面影响,是迫切需要解决的科学问题。     

山东省主要土壤对不同形态氮素吸持能力的研究

通过对１７个土壤样品的吸附试验和２个土壤样品的淋失试验,研究了山东省主要土壤对铵态氮、硝态氮和酰胺态氮（尿素）的吸持能力。结果表明,供试土壤对铵态氮的吸附符合Ｌａｎｇｍｕｉｒ、Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ、Ｔｅｍｋｉｎ方程,最大吸附量为４２９７４～１７５４３９μｇ／ｇ土,其中褐土＞棕壤＞潮土;吸附量主要受粘粒含量的影响;供试土壤对硝态氮基本不吸附。在试验范围内,氮素在土壤中主要以硝态氮流失,酰胺态氮也有一定程度流失,其数量受土壤质地和施肥量的影响,铵态氮几乎无流失现象。     

干湿交替频率对不同土壤CO2和N2O释放的影响

干旱、半干旱和地中海气候区,乃至一些湿润地区,由干湿交替引起的土壤碳、氮的短暂脉冲式释放很大程度上决定着长时间尺度温室气体释放的总量,是土壤碳、氮温室气体释放的关键过程.选择我国降雨梯度下的森林、农田、草地和荒漠生态系统,采集土样进行实验室统一控制条件下的多重干湿交替循环,对比探讨不同生态系统土壤干湿交替频率对CO2和N2O释放的影响模式.结果表明:(1)干湿交替能够显著的激发土壤中CO2和N2O的释放,森林、农田、草地和荒漠土壤CO2和N2O释放速率对干湿交替的响应模式基本一致,其响应强度与土壤本底中碳和氮的含量有关;(2)在一定培养时间内,随着干湿交替频率的增加,土壤再湿润阶段CO2释放速率降低,但是,气体释放的总量较之于恒湿对照组有所增加.(3)不同土壤N2O的释放总量对于湿交替频率的响应模式表现出很大的差异,其中农田和荒漠土壤响应模式类似.     

不同施肥对雷竹林径流及渗漏水中氮形态流失的影响

雷竹经营过程中化肥的大量施用,是产区水体污染的主要原因之一,养分管理技术可有效控制面源污染。为了探明减量施肥和有机肥施用对雷竹不同氮形态流失的影响,2012年在浙江省临安市雷竹产区设置了4种施肥处理:对照(CK);常规施肥(CF);减量无机(DI);减量有机无机(DOI),试验于5月18日、9月7日、11月9日分别施用肥料总量的40%,30%和30%,施肥后均进行浅翻,深度5 cm左右。通过建立径流场和土壤渗漏水收集装置,同时在试验田附近布置量雨筒,观察2012年不同氮形态浓度及流失负荷随降雨量的动态变化。研究结果表明:不同施肥处理径流水硝态氮、水溶性有机氮(WSON)以及颗粒态氮的浓度分别在3.82-6.82 mg/L、0.89-1.85 mg/L和0.89-1.83 mg/L,其占总氮的百分比分别为60.9%-68.2%、16.0%-18.1%和15.1%-21.6%。不同施肥处理渗漏水中硝态氮、铵态氮及WSON的浓度分别在26.2-92.5 mg/L、0.50-6.42 mg/L和6.57-12.6 mg/L,其占总氮的百分比分别为75.8%-82.9%、1.50%-6.36%和11.2%-20.6%。不同施肥处理径流水的氮总流失负荷,减量无机和减量有机无机相对于常规施肥来说减少了46.9%和23.1%;不同施肥处理的渗漏水的氮总流失负荷,减量无机和减量有机无机相对于常规施肥来说减少了19.1%和52.1%,可见减量施肥和减量有机无机减少氮流失的效果显著。     

不同品系黄连叶片光强和CO2响应曲线的研究

利用LI-6400XT便携式光合作用测定仪,采用开放式气路分别测定了在不同光照强度和CO2浓度下4品系黄连叶片的净光合速率(Pn),气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)等相关指标。结果表明:4品系黄连叶片的光饱和点在400～700 mol/m2.s之间;光补偿点在3.71～9.31μmol/m2.s之间;表观光量子效率都在0.014 2～0.020 6之间;CO2饱和点在1 000～1 400μmol/mol之间;其中有光叶的光饱和点最低,约为400 mol/m2.s,无光叶的光饱和点最高,约为700 mol/m2.s;当达到光饱和点之后,大花叶的最大净光合速率最低,约为3.24μmol/m2.s,无光叶的最大净光合速率最高,4.60μmol/m2.s;当达到CO2饱和点之后,有光叶的最大净光合速率最大,约为21.14μmol/m2.s;当环境中CO2浓度相对较低(<400μmol/mol)时,小花叶的光合速率最低,而大花叶等的光合速率相对较高。     

不同氮形态打顶前后对烤烟生长及烟碱合成的影响

为研究不同氮形态对烤烟生长及烟碱合成的影响,本研究以K326为供试材料,研究了不同铵态氮和硝态氮配比（铵硝比）处理对烤烟生长发育,打顶前、后烟叶烟碱含量及烟碱合成关键酶活性的影响。研究结果表明,铵硝比50/50可以显著促进旺长期和成熟期烤烟株高;铵硝比为97/3的处理可以显著增高打顶前、后烤烟中、上部叶烟碱含量,显著增高烤烟根系打顶前、后烟碱合成关键酶 腐胺N-甲基转移酶 (PMT) 和鸟氨酸脱羧酶 (ODC) 活性。因此铵硝比的增高可以通过促进烟碱合成酶活性提高来促进烟碱合成进而提升烟叶烟碱含量,本研究旨在为烟草生产过程中采取适宜的铵硝比提供理论依据。