自由大气CO2浓度升高对稻田CH4排放的影响研究

采用FACE田间试验,对高CO2:浓度影响稻田CH4排放规律进行了观测分析,并利用δ13C技术初步分析了土壤CH4的排放来源.结果显示,植株和±壤的CH4排放速率在高CO2浓度处理大于对照18%以上,其增加幅度为土壤大于植物,CH4排放速率可能受田间水分条件影响较大.与对照比较,高CO2浓度条件下植物和土壤部分CH4累积排放总量增加,且变化幅度随生长期而降低,前期(54 d)常规氮处理(NN)高于低氮处理(LN),后期LN高于NN;但是行间裸土CH4累积排放总量在前期(54d)增加和之后降低的幅度均为NN高于LN.土壤排放CH4δ13C值从移栽到第102 d,高CO2浓度处理LN和NN水平下土壤对照(CK)仅分别升高9.0%和8.3%,种水稻则降低8.8%和8.1%;但是在对照CO2浓度条件下土壤对照降低17.2%和112.5%(P=0.047),种水稻降低40.3%和105.9%(P=0.023),表明高CO2浓度下有更多C4来源的碳释放,对照CO2浓度条件下有更多C3来源的碳释放.水稻不同生长期与土壤对照比较,种水稻土壤排放CH4δ13C值降低的幅度总和在高CO2浓度条件LN和NN水平下分别为114.8%和72.7%,对照CO2浓度条件下分别为41.9%和72.8%,表明在种有植物的情况下更多当季的碳分解释放,LN水平下高CO2浓度促进来源于当季碳的CH4排放.NN水平下没有发现CO2浓度的影响,可能与作物生物量和它的间接产物(根系分泌物)的影响有关.     

大气CO2浓度升高对水稻伤流液中矿质元素的影响

利用中国的稻/麦轮作FACE平台技术,用伤流液的方法研究了在低氮和常氮两种水平下,大气CO2浓度升高对水稻在分蘖期、抽穗期和乳熟期的伤流量及其伤流液中矿质元素的影响,并阐述在FACE条件下,植物对矿质元素吸收的差异。结果表明,在分蘖期和乳熟期,FACE和N肥处理对伤流量没有显著性的影响;在抽穗期,FACE处理明显高于对照。FACE处理降低了伤流液中Ca、Mg、Si的浓度,但却增加了P的浓度,对K、Mn、Zn没有显著性的影响。在抽穗期,FACE处理显著增加了Ca、Mg、P、K和Mn在单位时间段内的吸收量;在分蘖期和乳熟期,FACE处理对Ca、Mg和Si的吸收量却有降低的趋势。     

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。     

大气CO2浓度和温度升高对水稻体内微量元素累积的影响

为明确水稻体内微量元素对未来气候变化的响应,应用T-FACE(Temperature and CO_2Free Air Controlled Enrichment)试验平台,以常规粳稻武运粳23为试材,研究大气CO_2浓度升高(对照+200μL·L~(-1))和增温(对照+1℃)对收获期水稻体内微量元素累积的影响。结果显示,高浓度CO_2促进了稻穗中微量元素的累积,2013年穗中Fe和2014年穗中Zn的累积量分别显著增加16.7%和30.8%;增温降低了水稻器官中元素的累积量,2013年穗中Fe以及叶中Mn和Zn的累积量显著下降,降幅分别为30.2%、40.2%和57.3%;CO_2+温度整体降低了营养器官中Fe、Mn和Zn的累积量,2013年叶中Zn累积量显著减少40.0%。另外,高浓度CO_2降低了籽粒中Fe的累积量,2013年Fe累积量显著下降47.5%,同时提高了Mn与Zn的累积量,2014年Zn累积量显著增加43.4%;增温明显降低了籽粒中Fe、Mn和Zn的累积量;CO_2+温度有降低籽粒中元素累积量的趋势,其中2013年降幅大于2014年。以上结果表明未来CO_2浓度升高可在一定程度上缓解增温导致的水稻体内微量元素累积下降的状况。     

开放式空气CO2浓度升高对水稻土壤可溶性C、N和P的影响

采用 FACE (Free air carbon dioxide enrichment)技术,研究了不同 N 施肥水平下,大气 CO2浓度升高对水稻/小麦轮作中水稻土壤可溶性 C、N、P 的影响。结果表明,CO2浓度升高使土壤表层可溶性 C 含量增加,土壤 5 ~ 15 cm 的可溶性 C 含量倾向于降低,增加 N 肥施用(常规 N 处理)更易于使土壤可溶性 C 含量降低。CO2浓度升高使水稻土壤中的可溶性 N 含量降低,在低 N 处理和土壤表层降低幅度较大,N 肥施用仍有提高的余地。CO2浓度升高使水稻成熟期土壤可溶性 P 含量增加,但是常规N 处理下会降低水稻生长前期和土壤表层的可溶性 P,增加 N 肥施用有利于水稻对 P 的吸收。     

开放式臭氧浓度升高条件下转Bt（Cry1Ab/Ac）基因水稻的光合特性

【目的】明确臭氧（O3）浓度升高对转Bt基因水稻（Oryza Sativa L.）光合特性的影响。【方法】利用中国农田开放式O3浓度升高（O3-FACE）研究平台,以Bt汕优63（Bt-SY63） 及汕优63（SY63）为试验材料,采用盆栽种植,分别于处理26 d、47 d和75 d对其光合特性相关生理指标进行测定分析。【结果】随着O3处理时间的延长,Bt-SY63和SY63剑叶净光合速率（Pn）呈现下降趋势,与各自对照相比75 d时分别下降21.1%和15.1%（P＜0.01）,气孔导度（Gs）和蒸腾速率（Tr）的变化趋势与Pn基本保持一致;PSⅡ最大光化学效率、PSⅡ实际光化学效率、光化学猝灭也表现出不同程度的下降;而两品种非光化学猝灭、吸收光能用于PSⅡ天线色素耗散部分的变化则是处理高于对照;叶绿素以及类胡萝卜素含量也呈下降趋势,Bt-SY63可溶性蛋白含量在后期处理高于对照,核酮糖-1,5-二磷酸羧化/加氧酶（Rubisco）的含量未显著减少。【结论】O3浓度升高使Bt-SY63的光合特性相关指标都发生了不同程度的改变且变幅大于SY63,说明Bt-SY63对O3的响应较SY63敏感,在O3胁迫下,Bt-SY63各性状指标的波动性较大。     

蝇蛆粉对宁乡猪生长性能、血清免疫指标和部分肉质指标的影响

通过研究不同蝇蛆粉替代基础日粮对宁乡猪生长性能、免疫指标、细胞因子、部分肉品质指标的影响,探讨蝇蛆粉在宁乡猪生产中的应用效果,为蝇蛆粉的应用提供参考依据。试验选择8月龄、体重相近且健康的宁乡猪48头,采用单因子试验,随机分为3组,每组2个重复,每个重复8只。试验采用基础饲粮,蝇蛆粉作为替代动物蛋白使用,3个处理组分别为：对照组、3%蝇蛆粉组、5%蝇蛆粉组,试验期为42d。结果表明：第42天,各组间生长性能指标和免疫指标差异不显著（P>0.05）;对照组胰高血糖素样多肽（GLP-1）与3%蝇蛆粉组、5%蝇蛆粉组差异显著（P<0.05）,其它测定结果均无显著性差异（P>0.05）;45min pH和肉色a*值（红度）的对照组与3%蝇蛆粉组、5%蝇蛆粉组显著差异(P<0.05),3%蝇蛆粉组的背最长肌的肉色L*值（亮度）显著高于对照组(P<0.05)。结果显示,基础饲粮添加蝇蛆粉能够在一定范围内增加宁乡猪机体免疫力,其中饲粮中蝇蛆添加量为3%可影响免疫功能,改善肉品质。     

鸭肠炎病毒UL41、UL42基因的克隆与分析

依据GenBank登录的鸭肠炎病毒(DEV)核苷酸序列设计引物,利用长片段PCR技术扩增了DEV基因组UL36与UL43基因之间的未知序列,扩增所得片段长度约为15 kb.经EcoRV单酶切,将其中的3.9 kb片段克隆到pUC18中.序列分析表明该3.9 kb EcoR V片段含有2个完整的转录方向相反的与单纯疱疹病毒(HSV)UL41和UL42基因同源的ORF,命名为DEV UL41和ULA2基因.通过氨基酸序列比对发现:DEV UL41基因含有5个高度保守位点,而UL42含有2个,进化树分析表明DEV与疱疹病毒科a疱疹病毒亚科的马立克病毒、火鸡疱疹病毒的进化关系非常相近,为DEV的分类提供了参考依据.     

高CO2浓度条件下农田土壤有机质的化学稳定性研究

大气CO2浓度升高显著增加作物生物量,从而使进入土壤的有机碳增加,这势必会影响土壤碳的稳定和积累。采取利用化学方法获得的具有不同化学稳定性的有机物,间接地研究大气CO2浓度升高以后通过直接影响秸秆生物量和化学成分对土壤碳变化的影响。结果显示,相对于对照处理:高CO2浓度处理使土壤经Na2S2O8化学氧化后的抗氧化部分,在LN、NN和HN水平下,分别增加16.4%、21.7%和降低3.8%;使土壤经硫酸水解后的第一组分分别降低2.2%,增加9.5%和7.5%,第二组分分别增加4.7%、17.6%和降低4.9%,第三组分分别增加7.3%,降低4.2%和2.6%。表明土壤有机质的化学稳定性有所增加,可能与高CO2浓度条件下向土壤输入的有机质量及化学组成有关,且受N水平的影响较大。     

冬小麦旺盛生长期CO2浓度升高对土壤呼吸的影响

土壤呼吸是全球碳循环的一个重要组成部分、土壤碳库的主要输出途径和大气CO2重要的源。利用FACE（free-air CO2 enrichment）技术平台,采用LI6400红外气体分析仪（IRGA）-田间原位测定的方法,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期间土壤呼吸的影响。结果表明,在整个测定期间,CO2浓度升高均增强了土壤呼吸的排放速率和释放量,增幅随着氮肥施用量的增加而增大,土壤呼吸在孕穗-抽穗期达到最大值。土壤呼吸同土壤温度呈极显著的指数相关;随施氮量从112.5kg·hm^-2增加到2255kg·hm^-2,FACE处理的Q10值从2.98增大为3.26,但比相应的Ambient（对照浓度）处理的Q10值下降了6.3%和18.3%,显然CO2浓度升高降低了土壤呼吸对温度增加的敏感性。总之,大气CO2浓度升高将加快土壤向大气的CO2排放,将有助于评价未来高CO2浓度环境对农田生态系统土壤碳循环的影响。