水稻品种对稻田CH4和N2O排放的影响

稻田被认为是温室气体甲烷(CH₄)和氧化亚氮(N₂O)的重要排放源,推广种植较少温室气体排放的水稻品种是控制稻田温室气体排放的有效措施之一。选取在太湖流域推广种植较多的16个品种为对象,通过研究其CH₄和N₂O排放情况,筛选出该区域内最适宜种植的较低温室气体排放的品种。研究结果表明,水稻的产量与CH₄排放量存在显著的线性正相关关系。在常规灌溉条件下,不管是常规品种还是杂交品种,粳稻的CH₄、N₂O累积排放量和产量都要高于籼稻。与常规品种(粳稻或籼稻)相比,杂交品种的CH₄累积排放量和产量相对较高,但N₂O累积排放量相对较低。常规粳稻中的早玉香粳和秀水134、杂交粳稻中的花优14、秋优金丰和甬优9号以及杂交籼稻中的旱优113、天优华占均具有较高的产量和较低的温室气体排放强度,有较大的推广种植价值。早玉香粳、旱优8号和旱优113为节水抗旱稻,它们在水分缺少的环境下可能会表现出更大的优势。     

尿素和生物质炭对茶园土壤pH值及CO2和CH4排放的影响

为明确生物质炭对酸化茶园土壤改良及温室气体排放的影响,利用室内培养试验,研究了在施氮(N1)和不施氮(N0)条件下,不同小麦秸秆生物质炭添加量(B1,10 g·kg~(-1);B2,30 g·kg~(-1);B3,50 g·kg~(-1))对茶园土壤pH值、CO_2和CH_4排放的影响。结果表明,添加生物质炭显著提高了茶园土壤pH值(P0.05),生物质炭施加比例越高,土壤pH值提高幅度越大,处理组N0B1、N0B2和N0B3土壤平均pH较对照组CK(氮和生物质炭都不施)分别提高了0.18、0.53、1.06个单位,生物质炭添加量为3%(B2)时,短期内可达到提高土壤pH值、改良酸化土壤的效果;CO_2和CH_4的累积排放量随着生物质炭添加比例的升高而增大,且显著高于对照组CK(P0.05)。施加尿素短期内显著提高了土壤pH值(P0.05),并促进了CO_2的排放,但对CH_4的排放无显著影响。与单施生物质炭相比,生物质炭与尿素共施时土壤pH提高幅度更大,CO_2累积排放量提高程度也更为显著,而CH_4的排放得到抑制,但仍显著高于对照组CK(P0.05)。生物质炭的添加在提高土壤pH值的同时也会增加CO_2和CH_4的排放量,增大环境风险,但当土壤酸化程度较轻时,可适当施加低量生物质炭,在缓解土壤酸化状况的同时尽可能地减少温室气体的排放量。     

控释肥和覆草旱种对晚稻稻田CH4和N2O排放的影响

【目的】明确覆草旱种和控释肥对稻田CH4和N2O排放通量、累积排放量、温室效应及排放强度的影响,探讨稻田温室气体减排的有效措施,为水稻的科学栽培提供理论依据。【方法】采用田间试验,用静态箱法采集气体,研究常规水田(对照)、覆草旱种稻田和覆草旱种控释肥稻田CH4和N2O日排放通量的变化规律及稻田CH4和N2O的累积排放量、温室效应和排放强度的变化。【结果】常规水田CH4排放主要集中在苗期、分蘖初期和最大分蘖期,持续时间为35d;覆草旱种稻田和覆草旱种控释肥稻田CH4排放则主要集中在苗期和分蘖初期,持续时间均为15d,二者的CH4累积排放量显著低于常规水田,仅为常规水田的20.00%和17.98%。常规水田仅在烤田期有少量N2O排放;覆草旱种稻田N2O排放集中在最大分蘖期,持续时间为10d,累积排放量显著高于常规水田;覆草旱种控释肥稻田N2O排放集中在分蘖初期,持续时间为7d,累积排放量与常规水田无显著差异,但显著低于覆草旱种稻田。覆草旱种对稻田CH4和N2O的全球增温潜势和排放强度无影响,但覆草旱种结合施用控释肥能显著降低稻田CH4和N2O的增温潜势和排放强度,与常规水田相比分别减少了77.66%和76.47%。【结论】覆草旱种配施控释肥是明显减少稻田温室效应的有效措施,是一种科学的水稻种植模式。     

秸秆还田下生物炭和硫酸铵对稻田N2O和CH4排放的影响

【目的】以江淮地区麦茬稻田为对象,研究秸秆还田下不同施肥处理对稻田N2O和CH4排放的影响,并结合水稻产量计算不同处理综合温室效应（GWPs）和温室气体强度（GHGI）。【方法】试验采用裂区设计,主处理2个水平,为秸秆还田（S）和秸秆移除（NS）,副处理4个水平,分别为不施氮肥（CK）、传统施肥（T0）、生物炭与尿素配施（T1）和单施硫酸铵（T2）,共计8个处理,采用静态暗箱GC气相色谱法检测不同处理稻田N2O和CH4排放通量,测定土壤温度、湿度和无机氮含量,统计水稻产量,计算综合温室效应和温室气体强度。【结果】无论是秸秆还田还是移除条件下,除CK外,其他施肥处理的 N2O和CH4排放通量都会在基肥和追肥施用后出现峰值。无论秸秆还田与否,与传统施肥处理相比,生物炭与尿素配施和单施硫酸铵处理均能显著降低N2O和CH4累积排放通量。在秸秆还田和移除条件下,与传统施肥处理相比,生物炭与尿素配施处理均会导致水稻产量显著降低,但会提高土壤NO-3含量,增加对周围水体污染的风险。在秸秆移除和还田条件下,与传统施肥处理相比,单施硫酸铵均能显著增加水稻产量,增幅分别为12.27%和7.78%。与秸秆移除相比,秸秆还田条件下单施硫酸铵会显著促进N2O排放,但显著降低CH4的排放以及综合温室效应和温室气体强度。【结论】在目前秸秆还田造成CH4排放增加的背景下,用硫酸铵替代尿素能显著降低CH4排放,并提高水稻产量,降低综合温室效应,施用效果最佳。     

减氮配施氮转化调控剂对麦田CO2和CH4排放的影响

为解决小麦生产中增施氮肥导致温室气体CO_2和CH_4排放增加、增温潜势较大等问题,采用田间试验法,研究减氮并配施不同氮转化调控剂等条件下的麦田土壤CO_2和CH_4排放规律、排放总量和二者的增温潜势。结果表明:麦田土壤是CO_2排放源,其排放通量在夏季较高,春、秋季次之,冬季最低;麦田土壤是CH_4弱吸收汇,季节性变化不明显;土壤温度、湿度、施肥等显著影响温室气体排放;与农民习惯施氮肥比,减氮处理的CO_2平均排放通量和排放总量分别显著降低8.3%～32.6%和7.8%～31.6%,减氮处理的CH_4平均吸收通量和吸收总量分别增加43.0%～130.8%和49.4%～138.5%,减氮处理的总GWP和净GWP分别降低7.9%～31.6%和14.5%～55.5%;与等氮量处理相比,配施氮转化调控剂处理的CO_2排放通量、排放总量分别降低5.9%～26.5%和6.6%～25.8%,CH_4平均吸收通量和吸收总量分别增加19.7%～61.3%和20.2%～59.7%,总GWP和净GWP降低6.6%～25.8%和12.6%～47.9%。结果表明,在农民习惯施氮肥基础上减氮和氮肥配施氮转化调控剂均显著减少麦田土壤CO_2排放、促进CH_4吸收、降低增温潜势。     

东北温带次生林和落叶松人工林土壤CH4吸收和N2O排放通量

2007年6月-2008年6月,在帽儿山用静态箱/气相色谱法测定了相邻次生林和落叶松人工林土壤CH₄和N₂O通量,结果表明:次生林转变为落叶松人工林后土壤年CH₄吸收和年N₂O排放通量均显著增加,分别为次生林的1.2倍和3.6倍。两林分CH₄和N₂O通量表现相似的季节动态,生长季土壤CH₄吸收通量和N₂O排放通量均高于非生长季。次生林和落叶松人工林土壤CH₄吸收通量与土壤温度均呈正相关关系,而与土壤含水量呈负相关关系。土壤N₂O排放通量与土壤温度和土壤铵态氮含量均呈正相关关系,而与土壤含水量没有明显相关性。次生林转变为落叶松人工林后,落叶松林地较厚的凋落物层改变了林地土壤水分的格局,影响了土壤的CH₄和N₂O通量。     

4种金色叶树木对SO2胁迫的生理响应

近年来 SO₂污染比较严重,它对植物有着多方面的影响。因此,越来越多的学者开始关注这方面的问题。彩叶植物在丰富园林景观及降低环境污染方面占用重要的地位,它们也被认为是净化城市空气最有效的途径之一。 旨在阐明4种彩叶树种耐SO₂污染机制,对丰富植物耐SO₂研究的理论、科学评价植物抗SO₂污染能力以及指导园林绿化科学选择树种等具有重要理论和现实意义。研究采用人工模拟熏气的方法对金叶女贞、金叶莸、金叶风箱果和金叶红瑞木4种金色叶树种的2年生苗木进行不同浓度的 SO₂ 胁迫,研究了参试树种的外观受害症状及膜脂过氧化、渗透调节物质、保护酶活性等生理指标对 SO₂ 的反应,并采用模糊数学隶属函数法和灰色关联度法对其抗SO₂能力进行了综合评价。结果表明: 4种金色叶植物对 SO₂ 均具有一定的净化能力,表现为随着 SO₂ 浓度的增加膜透性增大,丙二醛、脯氨酸、可溶性糖和硫含量增加,超氧化物歧化酶、过氧化物酶以及过氧化氢酶活性上升,叶绿素含量先增后降,叶液 pH 值下降。但4种金色叶树木对 SO₂ 的净化能力有差别,其中金叶红瑞木的净化能力强最大,金叶女贞和金叶风箱果的净化能力为中等,而金叶莸的净化能力最差。这与其含硫量的顺序一致,却与其对SO₂的抗性大小即金叶女贞> 金叶莸> 金叶红瑞木>金叶风箱果完全不同,说明这四种植物对 SO₂ 的吸收能力与其对该气体的抗性不完全一致。但这不能表明抗性差的树种在兰州地区不能应用,因为,兰州市空气中的SO₂实际污染程度与研究所设置的最低浓度相比仍属安全浓度。在所选的10个指标中,丙二醛含量、细胞膜透性、超氧化物歧化酶活性、过氧化氢酶活性、脯氨酸、过氧化物酶活性、叶绿素和可溶性糖等指标均可作为金色叶植物对 SO₂ 抗性的重要鉴定指标,而S含量和叶液 pH 值在评价植物对SO₂抗性能力时并不具有重要性。4种植物的受害程度与其SO₂抗性相反,说明受害症状可以作为判断其对SO₂抗性大小依据。     

城市污水的微生物-植物联合修复对水体N2O、N2和O2释放的影响

针对城市河道污染水体治理这一问题,采用自主研发的自然水体原位收集装置对微生物和微生物-植物联合修复过程中气体N₂O、N₂及O₂释放的特征进行野外原位监测。结果表明:微生物菌剂和微生物-植物联合净化期间水体氧化亚氮(N₂O)释放速率均值分别为10.68、5.91 μmol·m^-2·h^-1,与对照比,降幅分别为16.37%和53.86%;氮气(N₂)释放速率均值分别为1.49、0.87 mmol·m^-2·h^-1,降幅分别为5.70%和67.54%;氧气(O₂)释放速率均值分别为1.14、0.69 mmol·m^-2·h^-1,降幅分别为14.93%和72.06%;微生物菌剂及微生物-植物联合净化期间,目测水体透明度转好,藻类含量降低,水体溶氧由超饱和状态(17.17 mg·L^-1)降至正常水体溶氧水平(9.49 mg·L^-1),降幅达到50%,可能是水体氧气释放速率降低的原因。因此,微生物-植物联合净化能显著降低水体N₂O、N₂及O₂的释放速率,推测是由于微生物和水生植物对水体养分的同化作用产生营养竞争,抑制了微生物反硝化作用产生N₂O、N₂并抑制藻类生长产生O₂及增加水体溶氧的原因。     

SO2胁迫对红花檵木光合速率和叶绿素荧光参数的影响

【目的】了解不同质量浓度SO_2对红花檵木光合速率及叶绿素荧光参数的影响,为园林植物的栽培与利用提供理论依据。【方法】采用人工模拟熏气法,以0(对照),2.86,5.71和14.28mg/m~3 4个SO_2质量浓度对红花檵木进行密闭熏气3d,1周后利用LI-6400光合仪和PAM-2500便携式荧光仪分别测定叶片光合参数及叶绿素荧光参数,研究SO_2胁迫对红花檵木光合特性的影响。【结果】随着SO_2质量浓度的增加,红花檵木叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)下降,胞间CO_2浓度(Ci)上升;初始荧光(Fo)增加,其中14.28mg/m~3 SO_2处理比对照显著增加23.71%;最大荧光产量(Fm)、PSⅡ的最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)降低,其中14.28mg/m~3 SO_2处理下Fv/Fo较对照下降51.75%。不同SO_2质量浓度下各叶绿素荧光参数的光响应结果表明,随着光强的增加,PSⅡ实际光合量子产量Y(Ⅱ)、光化学淬灭系数qP下降,非光化学淬灭系数qN、PSⅡ光合电子传递速率ETR上升。【结论】5.71和14.28mg/m~3 SO_2处理会引发红花檵木PSⅡ反应中心比例降低,光合电子传递受阻,PSⅡ色素吸收的光能用于光化学电子传递的份额减少,光能转化效率和潜在活性降低,进而影响植株的正常光合作用。     

Fe-resin/NaCl对Na2SO3处理的稻草的水解

为了提高稻草（RS）的转化率和产物收率,采用了超声、蒸汽爆破和 Na₂SO₃ 处理 3 种方法对稻草进行预处理（处理后的稻草分别记为 CS-RS、ZQ-RS 和 Na₂SO₃-RS）,通过 XRD、SEM、元素分析及化学组分含量分析,筛选出 Na₂SO₃ 处理是最好的预处理方法。Na₂SO₃-RS 在 200 ℃下经 10%Fe-resin 在 3.3%的 NaCl 溶液中水解后,转化率达到 97.3%,还原糖（TRS）和平台化合物乙酰丙酸（LA）的产率分别达到为 29.6%和 13.5%。     

SO42-化肥对黄瓜叶片生长及超微结构的影响

研究了SO42-化肥及不同施用量对黄瓜叶片生长和超微结构的影响.结果表明,SO42-化肥的过量施用对黄瓜叶片生长有不良影响,SO42-化肥的量越高,不良影响越大;但对叶片叶绿体数目影响不大. SO42-化肥施用量过高时主要影响叶绿体的大小和淀粉粒的数目、体积,并破坏叶绿体基粒片层.     

回乳期奶牛血清PRL、E2、P4和STAT5含量的变化规律

为探究回乳期奶牛血清中促乳素(PRL)、雌二醇(E2)、孕酮(P4)、信号转导和转录激活因子5(STAT5)含量和产奶量变化规律及其相关性,选择规模化奶牛场产奶量为(15.43±0.60)kg,将干乳的妊娠后期奶牛20头为研究对象。干乳开始当天记为第0天,分别在第0、1、3、5、7、9和11天上午8:00采集奶牛尾静脉血,ELISA法检测血清中PRL、E2、P4和STAT5含量并对结果进行统计学处理,分析其在奶牛回乳过程中的变化规律及其相关性。结果表明:回乳期奶牛血清PRL含量和产奶量在0~1d变化不显著(P0.05),3~11d依次降低且差异极显著(P0.01);血清E2含量0~1d、3~5、7~9d、9~11d之间差异均不显著(P0.05),依次呈阶梯式下降趋势;血清STAT5含量同样呈下降趋势,回乳0~5d、7~11d差异不显著(P0.05),但0~5d与7~11d两阶段间差异极显著(P0.01);血清P4含量从回乳0~11d变化不显著(P0.05);回乳期奶牛产奶量与PRL、E2、STAT5含量呈极显著正相关(P0.01),PRL、E2和STAT5含量变化两两间均呈极显著正相关(P0.01);P4含量变化与PRL、E2、STAT5含量和产奶量变化的相关性均不显著(P0.05)。综上所述,在奶牛回乳期间,血清中PRL、E2和STAT5含量均呈降低趋势并显著正相关,而P4含量变化不显著且与其他激素无显著相关性,为进一步研究泌乳相关激素调控奶牛回乳的作用机理提供理论依据。     

麦田间作大蒜减排温室气体:兼顾经济环境效益

为应对气候变化,实现农业减排,发展生态农业,提高土地资源利用率,于2013-2014年在南京信息工程大学农业气象试验站,进行冬小麦-大蒜间作小区温室气体减排试验,研究冬小麦间作大蒜对麦田CH4排放通量的影响,并对其经济与环境效益进行比较分析。结果表明:对冬小麦生长,冬小麦田间作大蒜能分别提高小麦植株鲜质量、穗质量、千粒质量134.67%、2.20%、3.51%;与对照单作小麦处理相比,间作大蒜处理下单位面积农田投入与产出比从1∶9.8提高到1∶16.7,即在相同投入成本的情况下,产出提高70.41%;对小麦间作大蒜处理下,在小麦抽穗期和灌浆期,比对照处理的土壤CH4排放通量分别减少38.35%、16.59%;在小麦整个生长季内,土壤CH4排放通量累计减少了53.45%。研究显示,大蒜-小麦种植模式,不仅可以提高冬小麦的产出,还同时减少土壤CH4的排放,减缓温室效应,具有节能减排、提高经济环境效益双重功能,是发展可持续生态农业的一个重要途径。     

SO2和酒精处理对葡萄酒自然发酵酵母菌群的影响

【目的】研究SO2和酒精处理对葡萄酒自然发酵醪液中酵母菌群数量和种类的影响。【方法】分别对葡萄酒自然发酵醪液进行60,80,100 mg/L SO2处理和体积分数5%,10%,15%酒精处理,并分离不同发酵时期葡萄醪液中的酵母菌。应用5.8S-ITS扩增片段的RFLP分析检测技术,结合WL营养琼脂培养基上的菌落形态及颜色,对分离的酵母菌进行鉴定。【结果】无论是SO2处理还是酒精处理,发酵后期优势菌群主要为酿酒酵母;SO2处理主要对SO2敏感的酵母菌群影响较大,同时酵母菌群还受发酵产物酒精的影响,发酵中后期除酿酒酵母外只能分离到少量耐SO2的拜耳接合酵母和贝酵母;酒精处理中,发酵初期主要分离到的是克勒克酵母和假丝酵母菌株,发酵中期分离到的主要是酿酒酵母、隐球酵母和毕赤氏酵母,发酵后期以酿酒酵母为优势菌群。【结论】无论是SO2处理还是酒精处理,启动发酵的主要是非酿酒酵母,维持发酵并最终将发酵进行到最后的主要是较耐SO2和酒精的酿酒酵母。     

围垦植稻对崇明东滩湿地产甲烷微生物的影响

滨海湿地是CH4排放的重要自然源,受人类活动的影响较为强烈。本研究选择长江入海口崇明东滩自然湿地(光滩湿地和芦苇湿地)为对照,以空间代替时间变化,比较研究不同围垦年限(27、51、86年)的稻田耕作土壤产甲烷速率演替规律及其微生物数量变异特征。结果表明,围垦稻田的产甲烷速率平均值为13.8ngCH4 g-1 d-1,是自然滩涂湿地的3.3倍,且随着围垦年限增加而显著增加。围垦稻田中产甲烷菌的mcrA基因拷贝数为1.101×108~1.443×108copies g-1,也随围垦年限增长而增加,比光滩湿地中的基因拷贝数高出一个数量级。光滩湿地产甲烷菌的相对丰度显著低于芦苇湿地和围垦稻田,围垦稻田中相对丰度值随围垦年限增长而显著增加。其中,H2/CO2营养型产甲烷菌的相对丰度随内陆方向和围垦年限增长而数量级水平增加,而甲基营养型产甲烷菌的相对丰度在光滩中最高,随内陆方向和围垦年限增长而数量级水平减小。各采样点中的乙酸营养型产甲烷菌相对丰度同处于一个数量级,其在3个围垦稻田中没有显著差异。相关性分析表明,产甲烷速率与H2/CO2营养型产甲烷菌丰度值呈显著正相关,而与甲基营养型产甲烷菌呈显著负相关。因此,围垦种稻的熟土作用促进了滨海湿地甲烷产生过程,H2/CO2营养型产甲烷菌数量的大幅增加是产甲烷速率升高的主控因素之一。