长期定量施肥对玉米光合碳分配的影响

基于中国科学院海伦生态实验站的长期定位试验,采用13CO2脉冲式标记方法,研究了长期施肥对玉米光合碳分配机制的影响.结果表明,光合碳分配到玉米不同组织的δ13C值差异较大,地上部>根部>土壤>土体.施肥对玉米地上部δ13C影响较大,缺索处理CK、NK、PK的δ13C值较大,可以达到333.5‰～339.5‰,而养分均衡的NP、NPK和NPKM处理地上部占δ13C值较小,为168.8‰～196.0‰.NK处理在标记当天(0 d)地上部13C分配比例最大,为76.12%,标记第7天(7 d)后变为53.26%.NPKM处理土壤13C分配比例增幅较大,可由标记0 d的0.98%到增加到标记7 d后的3.50%,增加了2.52个百分点.标记0 d,根际呼吸将消耗转移到地下的光合13C的52.89%～94.38%,NPKM和NPK处理消耗最大,达94.38%和93.59%,在标记7 d后,13C光合产物分配达到平衡状态.     

十字花科植物C2H2型锌指蛋白新基因BcMF20同源序列克隆与进化分析

为获取C2H2型锌指蛋白基因在物种间的分类和进化关系,分析其在基因结构上的保守性,更好地研究该基因在植物花粉发育中的功能,根据白菜花粉发育相关基因BcMF20 DNA序列设计引物,运用PCR技术分别从十字花科芸薹属和萝卜属18种材料中克隆了C2H2型锌指蛋白基因BcMF20的同源序列。经序列比对分析,BcMF20同源基...     

基于GIS的喀斯特地区耕地质量评价——以贵州省绥阳县为例

喀斯特地区耕地质量评价是喀斯特地区耕地质量保护和管理的重要手段。利用MapGIS采用多图层叠加确定评价单元并获取单元属性数据,选取土壤条件、环境条件和气候条件3组评价因子,建立耕地质量评价体系,运用层次分析法对绥阳县耕地质量进行综合评价。结果表明：绥阳县耕地质量中等,Ⅵ级至ⅩⅢ级地分别占8.43%,10.03%,9.88%,0.66%,15.85%,16.73%,16.07%和6.05%。该县中南部以中高等地为主;北部、西部、东部以低中等地为主。经实地检验评价结果基本与实际情况相符。     

Cd,Pb复合污染对印度芥菜抗氧化酶活性的影响

运用二因素(Cd、Pb)五水平回归正交设计,采用盆栽试验法,对比研究了Cd、Pb复合污染胁迫对印度芥菜和油菜MDA含量,以及SOD、POD和CAT活性的影响。结果表明:在Cd、Pb复合污染胁迫下,印度芥菜和油菜MDA含量显著上升,升幅分别为13.89%～118.47%,24.22%～231.22%。油菜MDA含量上升幅度显著高于同处理印度芥菜,重金属毒害症状明显。Cd、Pb复合污染对印度芥菜和油菜体内3种抗氧化酶活性的影响效应明显不同。随着Cd、Pb复合浓度的增加,Cd、Pb协同使印度芥菜SOD活性总体上呈显著上升趋势,SOD活性最大值与对照相比上升了20.12%,而POD和CAT活性则呈先显著上升后下降的变化趋势,但POD和CAT活性最小值与对照差异不显著,且Cd、Pb之间未产生复合效应;对于油菜来说,随着Cd、Pb复合浓度的增加,SOD和POD活性总体呈显著下降趋势,最小值与对照相比分别降低了21.58%,19.06%。Cd、Pb对SOD和POD活性产生了复合效应,但主要表现为Cd的极显著抑制作用。CAT活性则呈先上升后下降的变化趋势,CAT活性最大值与对照相比上升了26.24%,最小值与对照相比降低了10.96%。因此,综合分析可知,与普通植物相比,印度芥菜能够通过调节体内的抗氧化酶活性,主要是SOD活性来提高对镉铅复合污染的生态适应性,因而表现出较高的耐受性。     

1982-2010年松花江流域植被动态变化及其与气候因子的相关分析

利用1982-2010年GIMMS和MODIS两种遥感数据集的归一化植被指数（NDVI）数据,分析了松花江流域植被NDVI时空特征及其与气候因子的关系。结果表明,松花江流域植被覆盖存在着显著的空间差异,山区NDVI值明显高于中部平原区。过去29a间,松花江流域植被NDVI稳定性较强,总体上变化趋势不明显,但有明显的阶段性：1982-1990年植被NDVI持续增加;1991-1997年相对稳定,1997-2003年呈波动降低趋势,2003-2010年缓慢上升。基于像元的相关分析表明,松花江流域NDVI与气温和降水量间均具有很强的相关性（P〈0.01）,而且植被NDVI变化受气温影响程度强于降水,针叶林是松花江流域受气温影响最大的植被类型。     

地形对黑土区典型坡面侵蚀—沉积空间分布特征的影响

研究地形对黑土区坡面侵蚀-沉积空间分布特征的影响可以为水土保持措施配置提供科学依据。以典型黑土区——黑龙江省宾县东山沟小流域为研究区域,在流域上游、中游和下游各选取2个典型坡面,坡面种植作物均为玉米。典型坡面坡顶、坡上、坡中、坡下和坡脚的平均坡度分别为3.1°,3.0°,4.0°,2.8°,1.2°。利用137Cs示踪技术,分析了坡度、坡长和坡形对坡面侵蚀—沉积空间分布特征的影响。结果表明:研究流域农耕地坡面以侵蚀为主,平均侵蚀速率为448 t km~(~(-2)) a~(~(-1)) ;坡面不同部位土壤侵蚀—沉积分布特征差异明显,坡顶、坡上、坡中和坡下主要表现为侵蚀,平均侵蚀速率分别为819、376、1 000和634 t km~(~(-2)) a~(~(-1)) ,而坡脚表现为明显的沉积,平均沉积速率为~(~(-1)) 382 t km~(~(-2)) a~(~(-1)) 。不同坡形坡面侵蚀-沉积分布存在差异,凸形坡坡面表现为先侵蚀后沉积的分布特征,而复合坡坡面呈现出侵蚀-沉积交错分布特征;坡面土壤侵蚀速率与坡度和坡长均呈极显著的幂函数关系,而坡度对黑土区坡面侵蚀的影响明显大于坡长,反映了即使在长坡缓地形的黑土区坡度对侵蚀的影响仍然有重要作用。因此,在黑土区配置合理的水土保持措施时,应尽量削弱坡度对坡耕地土壤侵蚀的影响。     

不同放牧强度对流域降雨径流中氮磷流失的影响

在呼伦贝尔草原克鲁伦河流域选取轻度放牧、重度放牧及不放牧草场,利用降雨模拟器进行降雨模拟试验,研究了不同放牧强度草场的地表物理性质、植被类型对降雨产流、营养元素流失等因素的影响。结果表明:在20,45,65 mm/h降雨强度下重度放牧草场产流时间最短,不放牧草场产流时间最长。径流量及径流系数总体规律显示为重度放牧草场 > 轻度放牧草场 > 不放牧草场。3种放牧强度草场的氮磷流失量均随雨强的增加而增大。降雨产流初期氮磷浓度相对较高,随径流时间增加逐步下降,最后达到稳定。径流量与氮磷含量之间存在二项式显著相关关系。     

基于传统土壤图的土壤—环境关系获取及推理制图研究

在数字土壤制图研究中,从历史资料中提取准确的、详细的土壤—环境关系对于土壤图的更新和修正十分重要。从传统土壤图中提取土壤类型并从地形数据中提取环境参数,采用空间数据挖掘方法建立土壤—环境关系,并进行推理制图和精度验证。以湖北省黄冈市红安县华家河镇滠水河流域为例,首先选取成土母质和基于地形数据提取的高程、坡度、坡向等7个环境因子;然后利用频率分布原理得到包含土壤类型与环境因子信息的典型样本数据1 410个;采用See5.0决策树方法进行空间数据挖掘,建立土壤—环境关系;将其导入So LIM中进行推理制图;最后利用270个实地采样点验证所得土壤图的精度。土壤图的精度提高了约11%,证明了本研究方法对土壤类型和空间分布推理的可靠性。     

生物炭提高花生干物质与养分利用的优势研究

【目的】 以秸秆为原料生产生物炭可用于改良土壤和提高养分利用率,其与秸秆直接还田以及传统的制作堆肥后还田相比是否具有优势需要用试验来验证,本研究可为生物炭的高效利用提供理论依据。 【方法】 以传统猪厩肥和秸秆直接还田为对照,连续进行了8年的花生田间微区 (2 m2) 试验。在氮磷钾总投入量相等的条件下,共设4个处理,分别为秸秆还田 (CS)、猪厩肥 (PMC)、生物炭 (BIO) 和基于生物炭的炭基花生专用肥 (BF),每个处理重复3次,随机区组排列。试验于2016年在花生苗期、开花下针期、结荚期和饱果成熟期进行采样,测定植株茎叶、根和荚果的干物质和氮磷钾养分积累量,并计算对应的分配情况,探讨其对花生产量的影响。 【结果】 生物炭处理的花生产量显著高于其它处理,达到7231.7 kg/hm2;生物炭复合肥和猪厩肥处理则相对较低,分别是生物炭处理的82.4%和83.8%,秸秆处理产量最低,为5623.9 kg/hm2。猪厩肥处理的出仁率显著高于其它处理。生育前期各处理的干物质和养分主要在茎叶中积累,从结荚期开始逐渐向荚果中转移。与对照处理相比,复合肥处理的干物质和氮磷钾养分整株积累量在各时期均较高,尤其在结荚期以前保持了良好的荚果干物质和养分分配系数;生物炭处理则至饱果成熟期时呈现出明显优势,干物质积累量达到6295.0 kg/hm2,分别高出专用肥、秸秆和猪厩肥处理43.1%、36.1%和50.8%,茎叶分配比例高达34.5%,氮、磷、钾积累量持续增长至236.4 kg/hm2、 21.7 kg/hm2、77.8 kg/hm2,显著高于其它处理,但此时期荚果的氮、钾分配系数仅有0.83和0.52,低于对照处理(CS、PMC处理) 0.02～0.03和0.15～0.21。 【结论】 在氮磷钾养分投入量相等、不考虑有机碳投入量的前提下,施用生物炭、炭基复合肥和猪厩肥效果均显著好于秸秆直接还田;生物炭可显著提高花生整株的干物质量和氮磷钾积累量,特别是提高生育后期的干物质和养分分配量,促进产量的提高,对花生高产增效有良好的促进作用;炭基复合肥在花生进入结荚期后,对花生干物质及养分积累分配的促进作用减弱,效果与施用猪厩肥相当。因此,在本试验条件下,生物炭直接施用具有维持其养分长期稳定释放,提高花生产量和肥料养分利用率的作用。      

柑桔测树学参数矫正法比较不同施肥水平对产量的影响

【目的】柑桔树势对果实产量、品质均有很大的影响,以往局限于定性认识,野外试验也未做量化分析,树势差异对试验结果造成的影响难以准确评价。本项研究建立反映树势状况的测树学参数与单株产量的定量关系,进一步采用测树学参数矫正法比较施肥水平对单株产量的影响,为柑桔园合理施肥提供有效的分析方法和数据支撑。【方法】以柑桔为供试作物(品种为弗罗斯特脐橙),黄壤为供试土壤,进行了小区田间试验。试验共设7个施肥水平(f),以施肥量(N 112.50 kg/hm~2,P_2O_5 56.25 kg/hm~2和K_2O 75.00 kg/hm~2)的1.00、1.67、2.33、3.00、3.67和4.33倍设置6个处理,以不施肥为对照。观测了树高(H)、树冠直径(D)、主杆茎周(d)和单株产量(y)。采用测树学观测和回归分析,建立衡量树势状况的测树学参数与单株产量的线性方程,且用于滤除树势差异对产量形成的贡献,矫正树势差异对单株产量(y)的影响。在此基础上,分析不同施肥水平对矫正后单株产量(Y)影响规律,确定最高产量和所需施肥量。【结果】供试脐橙树冠体积与主杆茎周乘积的无量纲参数(DDdH)与单株产量呈极显著线性回归(y=38.35×DDdH+23.72)。矫正前后单株产量变化与施肥量变化之间均呈二次曲线回归,但矫正前回归方程F检验不显著。剔除树势差异对产量的贡献,在均一树势下,矫正后产量与施肥量之间的二次曲线回归的F检验和各项系数的t检验均达到显著水平。依据二次回归方程(Y=–2.44f~2+9.05f+41.09)计算,在氮磷钾施肥水平为N 208.1 kg/hm~2、P_2O_5 104.1 kg/hm~2和K_2O 138.8 kg/hm~2下,最高单产为31 t/hm~2。【结论】在品种、树龄和管理措施一致的前提下,脐橙树冠体积与主杆茎周乘积的无量纲参数与单株产量呈线性回归,利用回归方程可以有效矫正不可目测的树势差异对产量变化的贡献,从而准确分析施肥对单株产量的影响,用于指导脐橙园施肥。建立衡量树势状况的测树学参数与单株产量之间的定量关系,不仅对于果园管理具有重要的现实意义,对于柑桔及其他多年生果树的野外试验观测及数据处理具有借鉴价值。