CO_2浓度升高对不同水分养分条件下小麦幼苗生长的影响

设置了5个氮素浓度梯度(N0、N1、N2、N3、N4)、3个PEG(P0、P1、P2)浓度梯度以及2个CO2浓度(370±50μmol·mol-1;700±50μmol·mol-1)水平的盆栽试验,探究了小麦幼苗生长、物质积累与分配以及植株水分条件的变化规律。结果表明:小麦幼苗株高、地上部干重、根干重、生物量以及叶水势的最大值以及高浓度CO2的最大刺激作用均出现在处理N1P0;而根长和根冠比的最大值分别出现在处理N0P0和N1P2,高浓度CO2的最大刺激值也分别出现在处理N0P0和N1P2;适宜养分条件下,高浓度CO2能够最大限度地促进小麦幼苗的生长,同时高浓度CO2通过提高小麦幼苗叶水势,一定程度上缓解了低浓度PEG胁迫的不利影响。因此,未来CO2浓度升高将对水肥条件好的小麦产生促进作用,可缓解轻度水分不足的不利影响,而对严重干旱胁迫下小麦的生长作用不明显。     

不同小麦品种产量及氮素利用的差异

１９９８年１０月～１９９９年６月在河北沧州吴桥地区摆种２０个小麦品种,分析它们的产量及氮素利用情况,找到一类比较节省氮肥的品种类型,其植株总吸氮量不高,但产量极高。这类品种在保证产量的同时有利于维持地力水平。     

和田枣树/小麦系统氮素吸收利用差异研究

通过田间试验,研究和田地区枣树/小麦系统对氮素的吸收利用以及复合群体对不同土壤深度土壤矿质氮素吸收的差异,阐明复合系统对氮素高效利用的空间生态位补偿机制。以骏枣和新冬20号为实验材料,利用15N同位素标记法研究复合系统氮素的吸收利用。间作体系的N吸收量、NDFF、氮素利用效率较单作加权平均值高;枣树的氮素利用率低于小麦;各系统的氮素利用率最低值均出现在15N施入的120、200 cm处理;针对枣树/小麦复合系统内的氮素种间竞争,建议在田间管理中增施一定肥料以助于缓解这种氮素竞争。     

大气CO2浓度升高与氮肥营养对滴灌棉田“棉花-土壤”系统氮分布的影响

通过半开顶式CO2人工气候室,研究了CO2浓度升高（360、540μmol·mol－1和720μmol·mol－1）与不同氮肥营养（0、150、300 kg·hm－2和450 kg·hm－2）相互作用对蕾铃期棉花－土壤氮含量变化及棉花氮素吸收的影响,结果显示：大气CO2浓度增加,高氮肥处理下棉花叶片、蕾铃中氮含量显著降低,茎秆、根系中氮含量增加,棉花整株氮含量表现为下降;相同的CO2浓度下,随着氮素营养的增加棉花各器官氮积累量呈增加趋势,其中蕾铃、叶片氮积累量较高,茎秆、根系氮积累量相对较少,说明CO2浓度增加与增施氮肥促进了土壤氮素向植株叶片和生殖器官运输。通过对土壤无机氮含量的测定分析,CO2浓度升高为540μmol·mol－1,各施氮水平下棉田土壤NO3－-N含量显著降低,NH4＋-N含量在低氮水平下有少量增加,在高氮水平下表现为降低;CO2浓度升高为720μmol·mol－1,土壤NO3－-N含量表现为降低,NH4＋-N含量呈增加趋势。研究表明：大气CO2浓度增加且浓度范围在500～720μmol·mol－1,增加氮肥施用量可有效促进棉花对氮素养分尤其是NO3－-N的吸收利用。     

CO2浓度升高与温度、干旱相互作用对植物生理生态过程的影响

从CO2浓度升高与温度、CO2浓度升高与干旱的相互作用以及三者协同作用3个方面,总结了近年来国内外关于全球变化对植物生理生态过程(包括光合作用、呼吸作用、水分利用率、化学成分以及生物量积累等方面)影响的研究进展,在此基础上指出未来全球变化背景下植物生理生态的研究应在分子水平上进一步深入,同时应加强CO2浓度升高与温度、土壤水分三者协同作用对植物影响的研究.     

CO2浓度与温度升高对谷子各生育期土壤微生物生物量的影响

为探究CO₂浓度升高、增温以及二者交互作用对谷子各生育期土壤微生物生物量的影响,采用盆栽试验,通过人工气候室控制环境CO₂浓度和温度,设置对照(400μmol·mol^-1 CO₂浓度和22℃环境温度,CK)、CO₂浓度升高(700μmol·mol^-1 CO₂浓度和22℃环境温度,EC)、 CO₂浓度升高和增温4℃(700μmol·mol^-1 CO₂浓度,26℃环境温度,EC+T)3种气候条件,且每个气候条件均设置充分供水（70.0%田间持水量）和轻度干旱（50.0%田间持水量）两种水分处理,分析CO₂浓度升高、增温4℃以及二者交互作用对谷子各生育期（开花期、开花后10 d、灌浆期、成熟期）土壤微生物生物量碳（MBC）、土壤微生物生物量氮（MBN）、土壤微生物生物量磷（MBP）的影响。结果表明:在充分供水条件下,CO₂浓度升高使...     

水限制环境CO2与施氮交互作用对春小麦水分利用效率的影响

在模拟大气CO₂浓度升高环境条件下,进行了不同施氮处理对春小麦水分利用效率的影响试验,探索水资源限制地区提高春小麦水分利用率及其产量的途径。结果表明,CO₂浓度升高与施氮交互作用对小麦产量水分利用率有显著影响。在CO₂浓度升高90μmol·mol^-1环境条件下,135 kg·hm^-2和315 kg·hm^-2施氮处理春小麦产量的水分利用率与对照相比分别下降了5.8%和15.1%;225 kg·hm^-2和405 kg·hm^-2施氮处理春小麦产量的水分利用率与对照相比分别增加了9.3%和8.9%;225 kg·hm^-2和405 kg·hm^-2施氮处理使春小麦生物量水分利用率与对照相比分别提高了10.4%和10.8%;而135 kg·hm^-2和315 kg·hm^-2施氮处理造成春小麦生物量水分利用率不同程度地下降。90μmol·mol...     

小麦光合特性对二氧化碳浓度升高的响应

通过采用美国便携式光合作用测定系统实地设置不同CO2浓度,分析了CO2浓度升高对小麦产量贡献较强的两个时期(扬花期和灌浆期)净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间CO2浓度等光合特性的影响,预测了未来高二氧化碳浓度条件下小麦水分利用率的变化趋势.结果表明:小麦不同生育期(扬花期和灌浆期)随着CO2浓度增加,净光合速率,叶片胞间CO2浓度,叶片水分利用率总体呈现逐渐上升的趋势,叶片气孔导度和蒸腾速率都呈现先降后升再降的趋势,气孔限制值则呈现逐渐降低的趋势;小麦不同生育期(扬花和灌浆期)CO2浓度与净光合速率,叶片胞间CO2浓度,叶片水分利用率均呈现极显著的正相关,其中与叶片胞间CO2浓度的相关系数最高;与气孔导度和蒸腾速率在扬花期阶段呈现显著正相关,在灌浆期呈现负相关;而与气孔限制值在两个时期均呈现极显著负相关.     

CO2 浓度升高与氮肥施用对棉田土壤氮素的影响

设置半封闭开顶式人工气候室,研究大气CO2浓度升高与不同施氮肥处理相互作用对新疆滴灌棉田土壤氮含量变化的影响。在不同CO2浓度（360、540 μmol•mol-1和720 μmol•mol-1）条件下,不同施N处理（0、150、300 kg•hm-2 和450 kg•hm-2）对棉花花铃期0~20 cm和20~40 cm土壤NH+4 N、NO-3 N和全N含量变化进行测定。结果显示：相对于对照CO2 浓度处理,当CO2浓度为540 μmol•mol-1时,各施氮水平下土壤NO-3 N含量降低,且高氮处理下降低更为显著,全N含量无显著变化;土壤NH+4 N含量在N0、N150水平有小幅度增加,在N300、N450水平降低。当CO2 浓度为720 μmol•mol-1时,土壤NO-3 N、全N含量仍是降低的,但降低幅度低于CO2 540处理;而土壤NH+4 N含量表现为显著增加。每个CO2浓度处理下,随着施氮肥水平增加,土壤NH+4 N、全N含量呈增加趋势,但高N处理增加比例低于低N处理;土壤NO-3 N含量变化不大。总体比较,CO2 540 N300处理,土壤NO-3 N含量显著低于其他C、N组合。0~20 cm、20~40 cm两个土层之间,土壤中不同N素变化趋势基本一致,但0~20 cm土层土壤N养分含量变化更为明显。研究表明：大气 CO2浓度升高为540 μmol•mol-1时,在施N 300 kg•hm-2处理下,更有利于棉花对土壤N尤其是NO-3 N养分的吸收利用。     

不同降水年型下大气CO2浓度和温度对旱地春小麦产量的响应模拟

为量化不同降水年型CO₂浓度升高、增温对旱地春小麦(Triticum aestivum L.)产量的影响,本研究基于甘肃省陇中地区气象数据、土壤数据和管理数据驱动APSIM模型,设置不同CO₂浓度和温度增量变化来模拟甘肃陇中未来气候情景,分析气候变化情景对春小麦产量稳定性和可持续性的影响,评估不同气候处理对应的产量风险。结果表明：APSIM模型模拟的干旱年和湿润年小麦产量的归一化均方根误差NRMSE小于13%,一致性指标D大于0.85,平水年产量的归一化均方根误差NRMSE大于20%,一致性指标D小于0.8,表明APSIM模型对干旱年和湿润年春小麦产量模拟的精确性高于平水年春小麦产量的模拟。CO₂浓度和温度对春小麦产量均具有显著影响,且温度对小麦产量的变化具有主导影响。在增温和CO₂浓度共同升高条件下,降水效应表现为湿润年>平水年>干旱年,二者协同所导致的产量减产效应表现为平水年>干旱年>湿润年。对比不同降水年型产量的变异系数和可持续性指数发现,干旱年增温2.5～3℃小麦产量...     

大气CO2浓度增高和施氮量对抽穗期春小麦光合参数及水分利用效率的影响

在开顶式小型温室内模拟大气CO2浓度增高,并在N0,N100,N200计3个氮素水平〔施N量分别为纯N0、0.1、0.2 g/kg(土)〕下盆栽小麦,研究小麦光合作用和水分利用效率(WUE)对大气CO2升高的响应及其氮素调控机制。结果表明,760μmol/molCO2浓度×N素小麦叶片的净光合速率、叶片胞间CO2浓度、气孔限制值及叶片水分利用效率较对照呈明显上升趋势,叶片气孔导度显著降低,蒸腾速率则呈先降后升的趋势;在400μmol/molCO2浓度下,N0和N100处理的小麦光合速率明显下降,但N200处理较当前CO2浓度处理明显升高;气孔导度,胞间CO2浓度以及蒸腾速率呈现下降的趋势,小麦的气孔限制值Ls和WUE在N200条件下表现最高,较各个处理均达到极显著水平。两种大气CO2浓度下的小麦叶片光合速率和气孔导度均随氮素水平的升高而明显升高,胞间CO2浓度和蒸腾速率表现均不一致。因此,长期高CO2浓度使得小麦叶片WUE和Ls值显著升高,在低中氮处理下产生明显的光合下调现象,但在高氮处理下却不发生。     

不同氮效率冬小麦品种生长发育特征比较研究

采用田间小区试验,在高、低两个施氮水平下,通过测定分析两个不同基因型冬小麦小偃22和小偃6号不同生育时期的生物量及产量和叶片叶绿素含量、硝酸还原酶活性等生理指标,探讨了其对氮素利用的差异及其机理。结果表明,在不施氮条件下,硝酸还原酶活性、叶绿素含量明显降低;而施氮以后,能明显延缓小麦叶片的衰老,使叶片的叶绿素含量保持在较高水平。就选用的两个基因型品种来说,施氮与否,小偃22比小偃6号的生理代谢更加旺盛,施氮加强了这种作用,这将为进一步选育氮高效利用型小麦品种提供科学依据。     

不同基因型冬小麦对氮肥与锌铁肥配施的反应

以10种不同基因型冬小麦为材料,采用田间再裂区设计,研究了不同氮肥用量(0,105 kg N/hm2)与锌铁用量(Zn:0,6.8 kg/hm2;Fe:0,12.1 kg/hm2)对冬小麦幼苗(返青期)生长及锌铁吸收的影响.结果表明,施氮对10种基因型冬小麦的生物量、分蘖数和叶绿素SPAD值均有显著影响,增幅分别达到15.8%,14.7%,4.6%;施用锌铁肥后生物量增加8.0%,但分蘖数减少5.8%,而对叶绿素SPAD值几乎无影响;10种不同基因型小麦植株的长势有较大差异.施用氮肥后,显著提高了各基因型小麦植株的锌含量与锌携出量,平均提高7.6%和22.9%,而小麦植株铁的含量降低6.4%,但携出量提高7.2%;施用锌铁肥显著增加了小麦的锌含量和携出量,增幅分别11.9%和19.2%,但对铁的含量和携出量影响不显著.10种不同基因型小麦植株锌铁携出量存在一定差异,吸收值较高的三种基因型分别为绵阳31、陕优225、陕优253.     

两种水分条件下真菌接种及氮肥施加对小麦生长、生理及氮磷吸收的影响

为探究不同水分条件下真菌接种和氮肥施加对小麦生长、水分利用效率及营养吸收的影响,以小麦品种Superb为材料,选取丛枝菌根接种（接种和不接种）和氮肥施加（0 kg·hm^-2和180 kg·hm^-2）在两个水分处理（拔节期开始,水分充足95%（WW）和水分胁迫40%田间持水量（WD））的温室条件下进行试验,分析开花期生长及叶片气体交换参数和成熟期产量及籽粒、茎秆氮磷含量的变化,最后对水分利用效率和籽粒、茎秆氮磷含量作了相关性分析。结果显示：两种水分条件下接种丛枝菌根（AMF）均显著提高旗叶的比叶面积（SLA）,其中,水分胁迫处理施氮显著降低叶片SLA,AMF接种显著增大叶片的相对含水量（RWC）;两种水分条件下,菌根接种和氮肥（N）施加均显著提高叶片净光合速率（Pn）和蒸腾速率（Tr）,其中,水分胁迫处理下,AMF接种对Pn的影响显著,N肥施加和AMF接种后的Pn比CK高31%;两种水分处理下,N肥施加和AMF接种后小麦WUE和瞬时水分利用效率（WUEi）值升高,其中,水分胁迫环境下,AMF接种和N肥施加下小麦WUE分别提高了13.02%和1.17%,且不同处理下叶片稳定性碳同位素分辨率（CID）也有所升高。水分胁迫处理下,施N和AMF接种均显著提高小麦茎和籽粒氮含量、株高、生物量和产量,茎秆和籽粒的磷含量也显著升高。WUE与籽粒、茎秆氮、磷含量呈显著的正相关,CID与籽粒、茎秆氮磷含量呈显著负相关关系。总的来说,N肥施加和AMF接种可显著改善小麦在干旱条件下的生长及生理变化。     

氮素水平和形态对小麦幼苗叶最小导度的影响

叶最小导度反映了叶片气孔关闭后残余蒸腾的大小,因而是植物抗旱性的一个重要方面。采用水培试验,研究了不同氮素浓度(低氮:2 mmol/L;高氮:15 mmol/L)和形态(硝态氮、铵态氮和硝酸铵)对小麦叶最小导度的影响,试图揭示氮素营养影响植物抗旱性的生理机制。结果表明:铵态氮和硝态氮处理高氮的叶最小导度低于低氮,但硝酸铵处理两个氮水平下的叶最小导度无差异;氮素形态对叶最小导度无显著影响。氮浓度对与叶最小导度有关的形态和生理特征无影响,氮素形态对比叶片重、绒毛密度、蜡质含量和蜡质晶体形态结构和气孔特性亦无显著影响,对叶含水量有显著影响,铵态氮处理叶含水量低于硝态氮和硝酸铵处理。相关分析表明,叶最小导度与比叶片重呈显著正相关。本研究结果说明比叶片重的差异是导致不同处理最小导度不同的重要原因,氮素形态并未通过影响叶最小导度而对植物的抗旱性产生影响。     

氮肥与秸秆还田对陕西关中灌区冬小麦 农田CO2排放的影响

利用静态暗箱-气相色谱法对陕西关中灌区不同氮素用量及秸秆还田处理(190 kg N·hm-2,N190;150 kgN·hm-2,N150; 75 kg N·hm-2,N75; 150 kg N·hm-2+ 5000 kg· hm-2秸秆,N150+S)下冬小麦农田CO2排放及其影响因素进行研究.结果表明:农田CO2排放通量呈明显的季节变化规律,且与温度的动态变化趋势相一致;各处理CO2排放通量与大气温度和土壤温度均具有极显著的指数相关关系,且与大气温度相关性最好;全生长季各处理累积CO2排放量顺序为:N1S0+ S＞ N150≈N190＞ N75,在中低氮水平范围内CO2排放量随施氮量增加而增加,秸秆还田增加了农田CO2排放,排放量较不还田增加18％.