川金丝猴食源地衣长松萝生长、存活与生理学特征对模拟氮沉降的响应

【目的】探讨氮沉降对长松萝生长、存活的影响及其生理响应特征,为理解氮沉降增加背景下神农架地区树生地衣群落的演替趋势、科学管理川金丝猴的地衣食物供应提供理论支撑。【方法】在野外对长松萝个体和繁殖体模拟施加不同强度的氮沉降,测定其个体生长速率和繁殖体存活率;同时开展室内试验,测定地衣体对铵态氮和硝酸盐氮吸收速率、地衣体的氮磷含量及其比值以及氮磷代谢关键酶(谷氨酰胺合成酶、硝酸还原酶和酸性磷酸酶)活性等指标,综合分析氮沉降影响长松萝生长、存活的规律及其生理学指标响应机制。【结果】低强度氮沉降(<20.94 kgN ·hm -2 a -1 )能促进长松萝个体生长,高强度氮沉降(>32.99 kgN ·hm -2 a -1 )则对长松萝生长与繁殖体存活均有显著不利影响( P ≤0.05);与硝态氮相比,长松萝偏向于吸收铵态氮,且吸收量随氮沉降强度增加而增加;长松萝地衣体氮磷比、酸性磷酸酶活性与氮沉降强度显著正相关( P ≤0.05);随氮沉降强度增加,长松萝谷氨酰胺合成酶和硝酸还原酶活性呈先增加后降低趋势。【结论】低强度氮沉降(<20.94 kgN ·hm -2 a -1 )促进长松萝生长和存活,而高强度氮沉降(>32.99 kgN ·hm -2 a -1 )抑制长松萝生长和存活。过量氮沉降损伤长松萝地衣健康是多种生理机制综合作用的结果,包括选择性吸收铵态氮导致的长松萝体内铵态氮的积累、铵态氮积累引起谷氨酰胺合成酶和硝酸还原酶的活性下降以及铵态氮积累导致地衣磷限制等方面。     

模拟降水氮沉降对藏北高寒草甸土壤呼吸的影响

全球范围内大气氮沉降量的升高,增加了陆地生态系统的氮输入,从而影响土壤CO₂的排放。2014年采用生长季（6-8月）喷洒添加定量NH4NO3液体的方式模拟降水氮沉降,参照中国氮沉降分布格局决定氮素添加剂量为40kgN·hm^-2·a^-1（N40）,以喷洒等量清水为对照（CK）。生长季内定期测定植物群落生物量,并利用LI-8100土壤碳通量测量系统,选两个典型晴天进行土壤呼吸速率日动态变化过程测定,同时在6月下旬-9月初定期测定土壤呼吸速率,以探究氮沉降增加对藏北高寒草甸土壤呼吸的影响。结果表明：（1）氮沉降使高寒草甸地上生物量显著增加（P<0.05）。（2）高寒草甸生长季土壤呼吸具有明显的典型日动态变化和生长季变化。典型日动态呈双峰曲线,土壤呼吸速率最大值出现在13：00-14：00和16：00;生长季变化呈单峰曲线,最大值出现在8月,生长季初期和末期土壤呼吸速率较低。（3）氮沉降极显著促进了高寒草甸的土壤呼吸,与对照相比,生长季平均土壤呼吸速率增加66.1%（P<0.001）。（4）土壤呼吸速率与土壤温度、土壤湿度和地上生物量呈极显著正相关关系（P<0.001）。（5）氮沉降对土壤呼吸的温度敏感性无显著影响。研究结果说明在高寒草甸,由于氮沉降导致地上地下生物量增加,从而导致土壤呼吸速率的增加。     

江西红壤地区农田生态系统大气氮沉降通量的研究

2004年12月至2005年11月在江西鹰潭中国科学院红壤生态实验站进行了为期1a的大气氮沉降的外场观测试验。本文对观测得到的数据资料进行分析,定量给出了农田生态系统大气氮化物浓度和氮沉降通量。结果表明,鹰潭地区农田下垫面大气中NH3、NOx和ON(有机氮)的平均浓度分别为24.6、3.54、7.2μgm-3。气溶胶中铵盐、硝酸盐、ON的平均浓度分别为4.16、4.64、0.92μgm-3。降水中NH4+离子、NO3-离子、ON的平均浓度分别为0.89、0.73、0.26mgL-1。全年大气氮沉降总量为N6.26gm-2,其中干沉降为N3.19gm-2,占总沉降量的51%;湿沉降为N3.07gm-2,占总沉降量的49%。无机氮沉降为N5.47gm-2,占总沉降量的87.4%;有机氮沉降为N0.79gm-2,占总沉降量的12.6%。与草地、森林、湖泊等其他下垫面相比,江西红壤地区农田下垫面大气氮沉降量相对较大,对农田生态系统氮素平衡将产生重要影响。     

东北黑土有机硫矿化动力学特征及其影响因素

利用开放培养系统分别在20℃和30℃条件下,研究了不同地区(北安、海伦、公主岭)黑土和黑土在不同施肥条件下有机硫的矿化特征。结果表明:在好气培养条件下,黑土有机硫累积矿化量随培养时间的增加不断增加,两者之间的数量关系遵从一级动力学模式,前4周的矿化量占14周矿化总量的50%~62%。公主岭黑土有机硫的供硫潜力最大,且矿化速率快,供硫强度较北安、海伦高。温度越高土壤有机硫矿化势值越大,矿化化学反应速率常数也越大,半衰期越短。长期肥料定位试验地土壤有机硫的矿化势依次为施用有机肥(M)>有机肥+NPK(MNPK)>NPK(NPK)>未施肥(CK),表明施用有机肥可提高土壤供硫潜力。可见,施用有机肥对维持黑土有机硫肥力具有重要作用。     

玉米生理年龄的差异对N缺乏诊断的影响

Many studies have shown that chlorophyll meter readings （CMRs） can be used to diagnose deficiencies of nitrogen （N） during the growth of corn （Zea mays L.） in small-plot trials, but there is need to address additional problems encountered when diagnoses are made in fields of the size managed in production agriculture. A noteworthy difference between smallplot trials and production agriculture is the extent to which the effects of N are confounded with the effects of other factors such as tillage, landscape, soil organic matter and moisture content. We illustrate how some of these factors can cause differences in the physiological age of plants and introduce errors in the diagnoses of N deficiencies. We suggest methods （measuring the height to the youngest leaf collar and assigning leaf numbers by using the first leaf with pubescence and the ear leaf as references to identify growth stages） for minimizing these errors. The simplified method of growth stage identification can be used to select appropriate plants and leaves for making diagnoses in fields and to distinguish the effects of N from the effects of other factors that influence plant growth.     

药雾浓度沉降曲线拟合方法的试验)(简报)

为了解温室大棚等密闭空间喷雾后的药雾浓度衰减规律,该文以常温烟雾机在棚室中喷雾后的药雾浓度为研究对象,针对D.K.Giles的药雾浓度沉降曲线拟合方法进行了改进,相对于老方法将采样时间段内获得的药雾浓度值置于中间时刻点进行拟合,新方法将该值分别对应于该时间段内3个不同时刻点进行拟合分析。新方法同时还建立了比较曲线拟合优劣的一种工程判据,据此判据得出在5 min的采样时间段条件下,将采样数据作为该采样时间段内第2 min时刻点的药雾浓度值,然后进行拟合,所得药物总质量和实际施用药物总质量相对误差最小,仅为1.6%。研究还表明,在浓度沉降过程中,某一采样周期内的浓度值主要由这一时间段的前段采样所贡献。     

硫对超积累植物东南景天生长和镉累积的影响

通过营养液培养试验研究了不同硫镉水平对超积累东南景天生长和镉累积的影响。结果表明,不同处理下东南景天根、茎和叶片的生物量、镉含量、镉累积量均以叶片>茎>根,且以Cd100>Cd10,显示出东南景天对镉的超积累特性。供硫1.5~2.25 mmol/L显著提高超积累东南景天根、茎和叶片的生物量、镉含量、镉累积量及整株镉累积总量。超积累东南景天地上部分(叶片 茎)镉累积量/地下部分(根)镉累积量的比值(S/R)远大于1,表明东南景天植株体内可能存在"增硫诱导镉需求"现象,而从植物修复角度来说,利用增硫手段提高超积累东南景天生长和地上部镉的积累能力具有重要的应用价值。超积累东南景天Cd的吸收速率和转运速率随营养液中硫(S)浓度的增加而增加,二者可分别用对数方程和直线方程来描述。     

不同水分条件天鹅湖高寒湿地土壤线虫群落结构对氮沉降的响应

为探究氮沉降对干旱区高寒湿地土壤线虫群落结构的影响,本研究以天山中部的巴音布鲁克天鹅湖高寒湿地为样地,选取2个不同水分条件区域,分别喷施3个不同浓度氮素,开展野外原位模拟氮沉降控制试验,研究不同水分条件土壤线虫群落结构对氮沉降的响应。结果表明：地表季节性积水条件土壤线虫群落的优势属主要为前矛线属（Prodorylamus,29.30%）,地表常年干燥条件土壤线虫群落的优势属是前矛线属（Prodorylamus,18.69%）、Laimydorus（20.21%）和螺旋属（Helicotylenchus,33.48%）;在土壤水分和氮添加的共同作用下,杂食/捕食类线虫（OP）和食真菌类线虫（FU）丰度升高,植物寄生类线虫（PP）丰度降低;地表常年干燥条件下,氮添加对土壤线虫群落各生态指数影响不显著。在地表季节性积水条件下,随着氮添加浓度上升,富集指数（EI）和成熟度指数（PPI）先下降后上升,但氮添加对土壤线虫群落香农威尔指数（H）和优势度指数（λ）无显著影响,20 kg·hm^-2·a^-1氮添加会促进干旱区高寒湿地土壤有机质分解途径由细菌向真菌分解途径发展。土壤含水量、土壤电导率和碱解氮是影响土壤线虫群落结构的主要因素。研究表明,氮沉降增加会影响土壤线虫群落中不同营养类群的丰度,但对土壤线虫群落结构多样性和干旱区高寒湿地土壤生态系统稳定性影响较小。     

不同配料颗粒秸秆施用对土壤速效养分及小麦生长的影响

我国西北地区气温较低，秸秆直接还田腐解慢、养分循环慢、当季利用率低、影响作物出苗，导致秸秆还田率不高。针对以上问题，本研究以小麦秸秆为原料，以硫磺粉（养分活化剂）和麦秸生物炭（养分吸附剂）为外源添加材料，制成秸秆颗粒。硫磺粉的添加质量比为3%（WS3）、5%（WS5）、10%（WS10），生物质炭的添加质量比为5%（WC5）、10%（WC10）、15%（WC15），以秸秆颗粒（WK）、剪碎秸秆（W，W6）及无秸秆（CK）为对照，通过盆栽试验探究了秸秆颗粒对土壤速效养分及小麦生长的影响。结果表明：秸秆颗粒较剪碎秸秆处理相比，能显著提高土壤速效养分及小麦生物量和植株全量氮、磷、钾含量，添加硫磺或生物炭的秸秆颗粒提升效果更明显。各处理土壤硝态氮含量以WS3处理最高，较W处理提高14.44%；铵态氮含量以WC5处理最高，较W处理提高40.93%；速效磷含量以WS10处理最高，较W处理提高23.42%；速效钾含量以WC5处理最高，较W处理提高9.05%；差异均达显著水平（P<0.05）。小麦生物量以WS5处理最高，较WK处理提高29.61%；全氮含量以WS10最高，较WK处理提高11.44%；全磷含量以WS10处理最高，较WK处理提高21.82%；全钾含量以WC15最高，较WK处理提高12.53%；差异均达显著水平（P<0.05）。综上可知，秸秆颗粒在西北地区实现秸秆还田和养分循环，维持土壤肥力等方面具有很大应用前景。