肥料施用及环境因子对农田土壤CO2和N2O排放的影响

采用静态箱／气相色谱（GC）法研究了等氮量的肥料施用以及环境因子对农田土壤CO2和N2O排放的影响。结果表明,肥料施用对农田土壤CO2排放的季节模式无明显影响,但是影响了N2O的季节模式。有机肥施用促进了小麦季土壤CO2和N2O的排放,后作玉米季施用化肥的情况下,仃机肥处理的土壤CO2与对照没有显著的差异,N2O排放通量和对照差异显著。虽然是等氮量施入,由于牛粪中有机碳和氮的可降解性要低于猪粪,施入土壤后对土壤中CO2和N2O排放的影响也要低于猪粪处理。除了受肥料施用的影响外,土壤CO2和N2O的排放还受环境因子如土壤温度和土壤水分的影响,相关分析结果表明,土壤CO2排放与大气温度、地表温度、土壤温度和土壤水分均呈显著正相关关系（P〈0．01）。土壤N2O排放只在对照处理中与土壤水分相关显著（P〈0．05）,施肥处理中,肥料效应掩盖了土壤温度和水分效应,使得相关性并不显著。     

超临界CO2萃取柚籽精油工艺条件的优化

采用超临界CO2萃取技术提取柚籽精油,研究了萃取时间、萃取压力、萃取温度及CO2流量等因素对柚籽精油得率的影响,进行最佳工艺优化;同时对柚籽精油的脂肪酸成分进行分析．结果表明,最佳工艺条件为：萃取压力35MPa、萃取温度40℃、CO2流量为16L·h^-1、萃取时间1h,精油得率达33．90％。气象色谱分析表明,柚籽精油中饱和脂肪酸占32．11％、不饱和脂肪酸占66．65％．     

2015年冬季南黄海水文特征及海-气CO2通量分析

基于2015年冬季在南黄海海域现场观测获得的CTD和CO2等数据,分析了该海域海-气CO2通量,探讨了该海域冬季温、盐度和表层CO2分压(pCO2)等要素的分布特征及其影响因素.结果表明:冬季南黄海西侧海域受黄海沿岸流的影响,呈现低温、低盐的特征,南黄海中部受黄海暖流影响,呈高温高盐特征;南黄海靠近沿岸海域水体垂直混合强烈,温盐垂直分布较为均匀.南黄海海域表层pCO2平均值为(385.34±43.62) μatm.表层pCO2分布具有明显的区域差异,海区中部pCO2整体上大于近岸,因受长江冲淡水与黄海沿岸流的水平及垂直混合作用,长江口北部局部区域最高通量达27.81 mmol/(m2·d),但总体表现为大气碳汇,平均通量达(-2.47 ±3.91)mmol/(m2·d);山东半岛东南部海域较高的pCO2受控于温度,同时与黄海沿岸流带来的高碳酸盐等水体的混合有关,表现为大气碳源,平均通量为(0.11 ±0.80)mmol/(m2·d).整个调查海域平均通量为(-2.24 ±3.74)mmol/(m2·d),表现为大气CO2的碳汇.     

小麦秸秆生物质炭添加对第四纪红壤CO_2和N_2O排放的影响

生物质炭具有含碳量高、吸附性强、不易分解等特点,农田施用生物质炭被认为是一种新型的土壤固碳和温室气体减排措施。本研究以第四纪红色粘土母质发育的红壤为对象,添加不同量的小麦秸秆生物质炭(0、0.5%、1%、2%和2.5%w/w),以不添加生物质炭处理为对照,在25℃恒温,保持田间持水量稳定的条件下,进行60 d的室内培养,通过测定培养期间土壤CO_2和N_2O排放与相关土壤性质,分析其动态变化,探讨生物质炭添加对红壤CO_2和N_2O排放的影响及其机制。结果表明,生物质炭添加极显著的影响CO_2和N_2O排放(P0.01)。在培养期的前15 d,尤其是前2 d,与对照相比,生物质炭添加促进了CO_2排放,且随着添加量的增加而增加,这与生物质炭本身含有的可溶性有机碳分解和无机碳释放有关。与CO_2排放相反,在培养期的前10 d,生物质炭添加较对照降低了N_2O排放。这是由于生物质炭吸附土壤中的NH4+-N,降低了硝化过程产生的N_2O排放所致。在培养期的15~60 d,与对照相比,各生物质炭处理均显著降低了CO_2的排放(P0.05),降幅达8.2%~18.4%。培养10 d之后,与对照相比,生物质炭增加了土壤N_2O排放。从整个培养期来看,与对照相比,生物质炭添加促进了CO_2(0.5%生物质炭处理显著降低,P0.05)和N_2O排放,增幅分别为-6.3%~18.7%和16.9%~58.5%。研究表明,在室内培养条件下小麦秸秆生物质炭添加促进了第四纪红壤的CO_2和N_2O排放,该结果可以为田间条件下应用生物质炭作为减排措施提供参考。     

大气CO2浓度升高对大型海藻孔石莼生长和色素含量的影响

在实验室模拟研究了大气CO2浓度升高对海洋中大型绿藻孔石莼Ulva pertusa的生长和色素含量的影响。设置4个独立试验,每个试验的CO2浓度分别为387、500、600、800 mg/L。每个试验设6个海水培养系统,其中3个通入一定浓度的CO2作为试验系统,另外3个通入大气作为对照系统。在每个海水培养系统中,分别装入25 L过滤海水(滤膜孔径为0.22μm),放入(50.0±1.0)g的孔石莼进行培养,试验进行7 d。结果表明:高浓度CO2对孔石莼生长无显著影响(P>0.05),但降低了孔石莼中叶绿素a和类胡萝卜素的含量;试验结束时,CO2浓度为387、500、600、800 mg/L时,试验系统中孔石莼的叶绿素a含量分别为(855.9±31.6)、(780.8±6.2)、(677.3±22.1)、(585.1±16.9)μg/g(鲜质量),分别为对照系统的98.3%、91.8%、78.4%和71.7%,试验系统中孔石莼的类胡萝卜素含量分别为(185.6±5.0)、(167.8±2.4)、(150.6±2.3)、(128.3±4.3)μg/g(鲜质量),分别为对照系统的97.7%、91.5%、80.4%和69.4%;而对照系统中试验开始时和试验结束时,孔石莼的叶绿素a含量和类胡萝卜素含量均无显著性差异(P>0.05)。     

设施内外人面竹夏季光合作用日变化及影响因子研究

2012年7月对设施及露地栽培的人面竹(Phyllostachys aurea Carr.exA.et C.Riv)光合作用及其影响因子进行了研究。分析设施栽培条件下人面竹净光合速率日变化规律,以及设施内外光照强度、温度、湿度、CO2浓度等因子的差异性,试图为设施栽培人面竹提供合理的栽培模式及理论依据。结果表明,设施内有降温措施和无降温措施条件下,人面竹净光合速率日变化曲线均呈双峰型,但露天条件下人面竹净光合速率日变化曲线双峰型特点不明显,日均Pn设施内有降温Pn设施无降温Pn露天;HR设施内HR露天、PAR设施内PAR露天、CO2浓度设施内CO2浓度露天,夏季高温高光强是导致人面竹出现"午休现象"主要原因,设施内应采取降温控湿措施有利于人面竹提高光合效率。     

基于TDLAS的储粮二氧化碳激光检测系统研制

储粮过程由微生物及害虫等组成的生物场与温度和湿度等构成的非生物场所造成的影响会降低粮食品质,影响粮食安全。储粮中二氧化碳浓度反应粮库生物场状况,是储粮生物场监测的重要指标。为实现储粮二氧化碳浓度高精度检测,该研究基于可调谐半导体激光吸收光谱(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy,TDLAS)技术高灵敏度和快速响应的特点研制了一套储粮二氧化碳浓度现场检测系统,并建立了二氧化碳激光光谱分析与数据处理方法。基于便携式要求,系统采用紧凑型设计,集二氧化碳浓度、温度及湿度检测功能于一体,同时实现弱信号调理、二氧化碳浓度计算及生成多参数云图、水势图显示等功能。整机尺寸338 mm×251 mm×88 mm,室温条件下功耗小于1.3 W。试验结果显示：该检测系统能够长时间稳定工作,人机交互功能鲁棒性较好,对储粮二氧化碳浓度检测的响应时间小于20 s,线性误差小于1.2%,检测重复性为0.4%,检测精度为10mg/m³,检测范围为0～20 000 mg/m³,温度的检测范围为-40～120℃,湿度检测范围为0...     

A possible mechanism of mineral responses to elevated atmospheric CO2 in rice grains

Increasing attentions have been paid to mineral concentration decrease in milled rice grains caused by CO2 enrichment, but the mechanisms still remain unclear. Therefore, mineral(Ca, Mg, Fe, Zn and Mn) translocation in plant-soil system with a FACE(Free-air CO2 enrichment) experiment were investigated in Eastern China after 4-yr operation. Results mainly showed that:(1) elevated CO2 significantly increased the biomass of stem and panicle by 21.9 and 24.0%, respectively, but did not affect the leaf biomass.(2) Elevated CO2 significantly increased the contents of Ca, Mg, Fe, Zn, and Mn in panicle by 61.2, 28.9, 87.0, 36.7, and 66.0%, respectively, and in stem by 13.2, 21.3, 47.2, 91.8, and 25.2%, respectively, but did not affect them in leaf.(3) Elevated CO2 had positive effects on the weight ratio of mineral/biomass in stem and panicle. Our results suggest that elevated CO2 can favor the translocation of Ca, Mg, Fe, Zn, and Mn from soil to stem and panicle. The CO2-led mineral decline in milled rice grains may mainly attribute to the CO2-led unbalanced stimulations on the translocations of minerals and carbohydrates from vegetative parts(e.g., leaf, stem, branch and husk) to the grains.     

Cutting weeds with a CO2 laser

Stems of Chenopodium album . and Sinapis arvensis . and leaves of Lolium perenne . were cut with a CO₂ laser or with a pair of scissors. Treatments were carried out on greenhouse-grown pot plants at three different growth stages and at two heights. Plant dry matter was measured 2 to 5 weeks after treatment. The relationship between dry weight and laser energy was analysed using a non-linear dose–response regression model. The regression parameters differed significantly between the weed species. At all growth stages and heights S. arvensis was more difficult to cut with a CO₂ laser than C. album . When stems were cut below the meristems, 0.9 and 2.3 J mm⁻¹ of CO₂ laser energy dose was sufficient to reduce by 90% the biomass of C. album and S. arvensis respectively. Regrowth appeared when dicotyledonous plant stems were cut above meristems, indicating that it is important to cut close to the soil surface to obtain a significant effect. When cutting L. perenne plants with 2-true leaves at a height of 2 cm from the soil surface with a laser, the biomass decreased significantly compared with plants cut by scissors, indicating a delay in regrowth. This delay was not observed for the dicotyledonous plants nor for the other growth stages of L. perenne .     

不同浓度CO2对黄瓜光合速率的影响

研究了CO2浓度在200、350、500、700、1 000 mg/kg处理下的黄瓜叶片的光合速率.结果表明:增加CO2浓度,可显著提高黄瓜叶片的光合速率,在强光下,效果尤其明显.黄瓜叶片光合速率对不同CO2浓度的响应都有一个由低到高再低的趋势.空气CO2浓度,细胞间隙CO2浓度与光合速率是一致的,在高CO2浓度下,气孔导度一般不是光合速率的限制因子.