O3浓度升高对麦季土壤-植株系统中微量元素的影响

利用O3-FACE平台研究近地面臭氧浓度升高(目标值比周围大气高50％)对2009-2010年间麦季各生育期不同深度(0～5 cm,5～10 cm和10～15 cm)耕层土壤微量元素有效性和成熟期地上部分微量元素累积量的影响.结果表明,近地层大气O3浓度增加提高了麦季耕层(0～15 cm)土壤中有效性Fe、Mn含量,降低了有效性Cu、Zn含量,对Zn的减幅达27.3％(P＜0.05);大气O3浓度升高对土壤5～10 cm土层DTPA提取态Fe、Mn、Cu、Zn的影响最大;高O3浓度显著降低了5～10 cm和10～15 cm土壤DTPA-Zn含量(P＜0.05).O3浓度升高降低了小麦成熟期生物量和微量元素累积量.对不同层次土壤有效态微量元素和成熟期微量元素累积量对O3浓度升高响应进行了分析,同时指出应从土壤性质和作物生长两个方面进一步研究全球大气环境变化对土壤有效态微量元素的影响机制.     

复合干热胁迫下黄土高原夏季植被脆弱性评估

随着气候变化的加剧,高温干旱事件频发,对植被健康生长造成了严重影响。针对相关性方法难以准确刻画复合干热胁迫下植被脆弱性的问题,利用1982—2015年去趋势和标准化的归一化植被指数（detrended and standardized normalized difference vegetation index,SNDVI）、标准化降水蒸散发指数（standardized precipitation and evapotranspiration index,SPEI）和标准化气温指数（standardized temperature index,STI）,构建基于Vine Copula的复合干热胁迫下植被脆弱性评估模型,量化黄土高原不同土地利用类型和气候区植被对高温干旱的响应关系。结果表明：1）黄土高原大部分区域SNDVI与SPEI呈正相关关系,与STI呈负相关关系,草地SNDVI与SPEI、STI的相关性最高,其次为耕地,林地最低;2）相对于单一干旱或高温事件,复合干热事件进一步加剧了植被脆弱性,复合干热胁迫下黄土高原6、7、8月植被损失概率分别为0.51、0.57和0.55,较高的区域集中在陕西北部、宁夏、甘肃东部和内蒙古等地区;3）黄土高原地区不同植被类型对复合干热的脆弱性各异,脆弱性从大到小依次为草地、耕地、灌木、林地。研究结果有助于深入了解植被对气候极端事件的响应,支持应对气候变化的陆地生态系统风险管理。     

一组木质纤维素分解菌复合系的筛选及培养条件对分解活性的影响

以麦秸垛下的土壤和麦秸堆肥为材料 ,利用限制性培养技术 ,经过多代淘汰及其不同系之间的组配 ,最终筛选构建了一组木质纤维素分解菌复合系。用羧甲基纤维素 (CMC)糖化力法和纤维素减重法研究了不同培养条件对复合系分解纤维素能力的影响。结果表明 ,以滤纸、棉花、稻草、CMC Na和葡萄糖为碳源时 ,复合系在天然纤维素含量高的碳源 (如滤纸、棉花 )存在时表现出高的纤维素分解活性 ;利用蛋白胨和酵母粉作氮源时的纤维素分解活性远高于硝酸铵、尿素等无机氮源 ;以滤纸和酵母粉作为惟一碳、氮源时 ,最适发酵质量浓度分别为 2 5和10 0 g·L-1,其分解活性最高峰均出现在发酵第 5天。最适纤维素分解的 pH为 8 0。最适纤维素分解温度为 6 0℃ ,大于 6 0℃的高温抑制复合系对纤维素分解 ;复合系的适宜溶氧量 (DO)为 0 0 7～ 0 16mg·L-1,过高过低的溶氧量均抑制纤维素分解。复合系的微好氧特点对堆肥工程降低生产成本具有重要意义。     

水分及铵、硝营养对水稻幼苗氮素吸收的影响

采用5% PEG模拟水分胁迫,研究武育粳3号水稻幼苗生长状况以及在水分胁迫下对不同NH4+-N / NO3--N质量比例（100/0、75/25、50/50、25/75、0/100）处理的响应。结果表明,模拟水分胁迫后水稻幼苗生长对不同的NH4+-N/NO3--N处理反应不同,水稻对NH4+-N和NO3--N的吸收发生显著改变,水稻幼苗更偏向于吸收NO3--N营养,与正常水分处理相比其对总氮和NO3--N的吸收量显著增加。     

杂交水稻光合和荧光特性对高CO2浓度的动态响应

为探究大气二氧化碳 (CO₂) 浓度增高对杂交水稻光合和荧光特性的动态影响,利用开放式空气中CO₂浓度增高(FACE)系统,研究高CO₂浓度对大田水稻不同生育期叶片光合和荧光参数的动态影响及其种间差异。以高产杂交组合甬优2640和Y两优2号为试验材料,设置环境CO₂和高CO₂浓度2个水平,测定2个品种气体交换和荧光参数。结果表明,大气CO₂浓度升高使2个品种平均叶片净光合速率(Pn)在移栽后30、59、76、91和108 d分别增加25%、16%、25%、18%和8%,除移栽后108 d外,均达极显著水平(P<0.01);甬优2640移栽后76和91 d叶片Pn对CO₂的响应明显大于Y两优2号。除灌浆末期外,CO₂浓度升高使2个品种叶片气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)均呈下降趋势,且Y两优2号的降幅多大于甬优2640。CO₂熏蒸下叶片气孔部分关闭,但叶片胞间与周围空气中CO₂浓度之比无显著变化,甚至明显增加。大气CO₂浓度升高使2个品种灌浆末期PSⅡ最大光化学量子产量均下降4%,但对其他各期均无显著影响;除灌浆末期外,CO₂浓度升高使PSⅡ实际光量子产量和光化学猝灭均显著增加。两杂交组合叶片光合参数对高CO₂浓度的动态响应多存在种间差异,但荧光参数的响应品种间差异较小。本研究结果为增强气候假定情景下水稻响应的预测能力并制订应对策略提供了依据。     

增施蚓粪对早春设施栽培西瓜产量·品质及土壤性质的影响

为明确基肥运筹中增施蚓粪对设施栽培作物生长的影响,以西瓜为试验材料,探究不同蚓粪用量对西瓜产量、品质和土壤性质的影响,在等量施用22 500 kg/hm²粪肥的基础上设置增施225 kg/hm²复混肥、3 375 kg/hm²蚓粪、6 750 kg/hm²蚓粪3个处理。结果表明,与增施225 kg/hm²复混肥相比,增施蚓粪能增加西瓜果实产量,但降低了西瓜果实的含糖量和糖酸比;导致0～15 cm土层土壤pH下降及土壤盐分升高;显著增加了0～15和15～30 cm土层土壤碱解氮、速效钾和有机质的含量。综上,增施3 375 kg/hm²蚓粪比增施225 kg/hm²复混肥(15-15-15)处理能更好地提升西瓜的产量和品质。     

有机氮替代化肥氮对设施菠菜品质·土壤肥力及根际细菌群落的影响

为明确有机肥替代化肥对菠菜生长的影响,以等氮量替代为原则,设置配方施肥和有机肥等氮替代不同比例化肥处理,通过大田试验研究有机氮肥替代化肥氮对设施菠菜产量、品质、土壤肥力和根际细菌群落的影响。结果表明,有机肥替代20%最有利于提升菠菜的产量和品质,鲜干重、维生素C和可溶性糖含量均显著高于配方施肥处理。有机肥替代可显著增加土壤的pH、有机质、全氮、有效磷和速效钾含量,显著降低土壤的容重。有机氮肥替代比例为20%～80%时,土壤碱解氮含量均显著低于配方施肥处理。施用有机肥可显著增加土壤细菌的α多样性,降低其β多样性。菠菜有机酸含量和土壤碱解氮含量对β多样性贡献率最高,分别为12.80%和-4.71%。施用有机肥可提高好氧菌群、耐胁迫菌群等有益菌群的相对丰度,但也会增加潜在致病菌群的相对丰度。综上,有机氮肥部分替代化学氮肥可改善菠菜品质,提升土壤肥力和抗性。     

不同改性方法对沸石吸附对硝基苯酚能力的影响

利用酸改性、热活化、有机改性及联合改性等方法对沸石进行改性,制备了不同种类的改性沸石.通过紫外分光光度法对这些改性沸石吸附对硝基苯酚的能力进行检测,并用扫描电镜及X射线衍射对改性沸石的结构进行表征,着重比较改性过程中酸改性和灼烧改性实施顺序不同对沸石吸附能力的影响.结果表明,与500℃灼烧相比,900℃灼烧对沸石吸附能力的提高更为明显,但对沸石的结构有所破坏.酸改性可以去除沸石所携带的大量杂质,使孔道的连通性更好,从而使酸改性沸石对对硝基苯酚的吸附能力比灼烧改性沸石高.未经酸洗涤的沸石中所含杂质可能会在灼烧过程中对沸石的结构产生影响,先采用酸改性再结合热活化的方式对沸石进行改性比较合适.酸改性+热活化(500℃)后再与有机改性结合,可以使改性沸石对对硝基苯酚吸附量大大增加.不同改性沸石的吸附能力依次为:有机改性沸石>热联合改性沸石>改性沸石>烧(500℃)改性沸石>然沸石.     

水稻不同生育期土壤微生物生物量及生物活性对模拟Cr（Ⅵ）污水灌溉的响应

分析了模拟Cr(Ⅵ)污水灌溉对水稻不同生育时期土壤微生物生物量及生物活性的影响,结果表明:(1)微生物生物量碳、生物量氮、基础呼吸作用、脲酶活性以及反硝化活性均与Cr(Ⅵ)灌溉浓度呈显著或极显著的负相关性,过氧化氢酶活性与Cr(Ⅵ)灌溉浓度呈显著或极显著的正相关,氨化作用在低浓度Cr(Ⅵ)(10mg·L-1)污灌下明显增强而在高浓度Cr(Ⅵ)(50mg·L-1)污灌下明显减弱;其中微生物生物量碳、生物量氮、基础呼吸强度以及脲酶活性与Cr(Ⅵ)灌溉浓度负相关性较好且在水稻各生育期均比较稳定,是水稻土Cr(Ⅵ)污染评价灵敏的生物学指标.(2)水稻不同生育时期土壤微生物生物量及生物活性对Cr(Ⅵ)污灌处理的敏感性存在差异,其中微生物生物量碳、生物量氮、反硝化活性、过氧化氢酶以及脲酶活性对Cr(Ⅵ)污灌敏感性总体上表现为生育前期高于生育后期.(3)加Si处理明显缓解Cr(Ⅵ)对土壤生物量碳、生物量氮、基础呼吸强度以及反硝化作用的抑制,但促进了Cr(Ⅵ)对土壤脲酶活力的抑制以及对土壤过氧化氢酶活力的刺激作用.     

淹水种植水稻条件下磷元素的渗漏研究

为了探明淹水植稻条件下磷元素在土层中的垂直移动、渗漏情况,设置了模拟土柱培养试验。试验以淹水种植水稻为处理,以淹水不种水稻为对照,探讨植稻对模拟土柱(40 cm埋深处)渗漏水有机磷、无机磷、全磷的淋出数量的情况。结果表明,培养试验期间,磷肥在施肥初期渗漏量相对较大,主要集中在施肥后15 d内。无机磷、全磷从总体上看变化不大,流失量与施肥没有明显的相关性,说明磷比较稳定,易被土壤固定。从绝对数量看,模拟土柱中磷的渗漏主要以无机磷为主。淹作条件下,种植水稻与不种植水稻相比,其渗漏水全磷、无机磷的含量较低,而有机磷含量较高。