Identification of sediment source and sink areas in a Himalayan watershed using GIS and remote sensing

Erosion is a natural geomorphic process occurring continually over the Earth's surface and it largely depends on topography, vegetation, soil and climatic variables, and therefore, exhibits pronounced spatial variability due to catchment heterogeneity and climatic variation. This problem can be circumvented by discretizing the catchment into approximately homogeneous sub‐areas using GIS. In this study, the remote sensing and GIS techniques (through Imagine®8.6 and ArcGIS®9.1 software) were used for derivation of spatial information, catchment discretization, data processing etc. for the Himalayan Chaukhutia watershed (India). Various thematic layers for different factors of USLE were generated and overlaid to compute spatially distributed gross soil erosion maps for the watershed using 18‐year rainfall data. The concept of transport limited accumulation was formulated and used in ArcGIS® for generating the transport capacity maps. Using these maps, the gross soil erosion was routed to the catchment outlet using hydrological drainage paths, for derivation of transport capacity limited sediment outflow maps. These maps depict the amount of sediment rate from a particular grid in spatial domain and the pixel value of the outlet grid indicates the sediment yield at the outlet of the watershed. Up on testing, the proposed method simulated the annual sediment yield with less than ±40% error. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.     

Biostimulant activity of two protein hydrolyzates in the growth and nitrogen metabolism of maize seedlings

Two protein hydrolyzate–based fertilizers (PHFs), one from alfalfa (AH) and one from meat flour (MFH), were studied chemically and biologically. AH and MFH revealed a different degree of hydrolysis and a different amino acid composition. The biostimulant activity was investigated using two specific and sensitive bioassays of auxins and gibberellins. Extracts of AH and MFH elicited a gibberellin‐like activity and a weak auxin‐like one. To improve our understanding of the biostimulant activity, AH and MFH were supplied to maize plants and their effect on growth and nitrate metabolism was studied. Both PHFs increased root and leaf growth and induced morphological changes in root architecture. Besides, the treatments increased nitrate reductase (NR) and glutamine synthetase (GS) activities, suggesting a positive role of the two hydrolyzates in the induction of nitrate conversion into organic nitrogen. Moreover, treatments enhanced GS1 and GS2 isoforms in maize leaves. The latter isoform, amounting to 5‐ to 7‐fold the level of the former, appears to be a superior form in the assimilation of ammonia. The high NR and GS activities together with the high induction of GS isoforms indicate a stimulatory effect of the two PHFs on the assimilation of nitrate. In addition, a role of amino acids and small peptides of the two PHFs is suggested in the regulation of the hormone‐like activity and nitrogen pathway.     

小麦/玉米苗期磷累积量对介质供磷水平反应的差异

小麦和玉米苗期是磷素营养的关键期和敏感期,研究两种作物苗期对介质供磷反应,可为合理施用磷肥提供参考.试验设缺磷对照、低磷胁迫、中等磷胁迫和正常供磷(P2O5含量分别为0、0.05 mmol·L-1、0.3 mmol·L-1和0.5 mmol·L-1) 4种磷水平,选取小麦"小偃22号"、"兰考4号"和玉米"屯玉65号"、"户单4号"为指标作物,用营养液培养法研究小麦、玉米苗期磷累积量对介质不同供磷水平的反应差异.结果表明,不同介质供磷水平下,两种作物苗期磷累积量显著不同且因作物类型、基因型、器官及测定时期不同而异.总体而言,介质供磷后,苗期早期生长阶段(出苗后25 d以前),小麦的介质最佳供磷水平较玉米高;苗期后期(出苗后40～50 d),小麦和玉米最佳供磷水平一致.如果以低磷胁迫作为对比进行分析,玉米苗期整株磷累积量对介质供磷的敏感性比小麦强;从不同基因型来看:"兰考4号"对介质供磷的敏感性强于"小偃22号","屯玉65号"和"户单4号"基本一致.缺磷条件下小麦较玉米磷效率高,供磷条件下玉米较小麦高;但不同基因型间规律性较差.     

氮磷钾肥对紫云英产量及养分积累的影响

通过田间试验,研究了NPK肥对紫云英生长、产量及养分积累的影响.结果表明,NPK配施能促进紫云英生长,显著提高产量和养分积累量.NPK处理(施N 75 kg/hm2 、P2O5 60 kg/hm2和K2O 60 kg/hm2)的紫云英茎数、株高和每茎复叶数分别是不施肥处理的3.77、1.81和1.60倍,是施PK处理的2.19、1.23和1.16倍,是施NK处理的2.11、1.16和1.11倍,是施NP处理的1.44、1.19和1.16倍.NPK配施的鲜草产量分别比不施肥、PK配施、NK配施及NP配施处理增加26.47、14.22、7.18和10.74 t/hm2.不同施肥处理都能使紫云英的养分积累量显著提高,其中NPK配施处理的紫云英地上部N、P2O5、K2O和C的积累量最大,分别是不施肥处理的3.66、3.27、2.85和2.80倍.试验结果说明,合理施用N、P、K肥能明显促进紫云英的生长,提高产量和养分积累量,有利于提高紫云英种植效益.     

水稻结实期根系活性与稻米垩白形成的相关性初步研究

 以垩白不同的籼稻品种为材料，进行了田间试验和盆钵试验。结果表明,垩白不同的品种，其结实期根系活性存在显著差异。垩白米率、垩白度与结实期根系活性呈负相关。在根系活性指标中，库容根活量与垩白的关系最密切，而根系α 萘胺氧化力、颖花根活量与垩白的相关性较低。在抽穗期施用硝态氮肥，可以明显提高根系活性，减少垩白。抽穗期施用呼吸抑制剂叠氮化钠，导致多垩白品种GD9501的根系活性大幅度下降，垩白米率和垩白度大幅度提高；但少垩白品种青六矮表现相反。不同药剂处理下，垩白米率和垩白度分别与抽穗后10 d的根系活性呈显著（r=-0.8567*）和极显著(r=-0.9211**)负相关。     

甜高粱SAI基因的表达与茎秆糖分积累的相关性分析

【目的】通过检测不同甜高粱品种在各个生育时期叶片和茎秆中SAI基因的差异表达量与含糖量,探讨二者之间的相关性,为研究甜高粱糖分积累机制提供理论依据。【方法】高效液相色谱（HPLC）测定甜高粱品种不同生育时期茎秆中的含糖量,qRT-PCR分析叶片和茎秆中SAI基因的表达水平。【结果】拔节期蔗糖含量很低,主要是还原性糖,抽穗和开花期蔗糖含量显著增加,灌浆和成熟期持续增加至最高值,成熟后又有所下降。高糖品种整个生育时期叶片中SAI基因的表达水平高于中糖、低糖和髓干型三类品种,茎秆中SAI基因的表达水平则相反。甜高粱成熟期糖分含量与叶片中SAI基因的表达量呈显著正相关关系,相关系数达0.7239,而与茎秆中的表达量呈负相关关系,相关系数为-0.5971。【结论】甜高粱茎秆蔗糖积累与SAI基因在叶片和茎秆中的表达水平具有相关性,叶片中SAI基因的表达与蔗糖积累正相关,茎秆中SAI基因表达与蔗糖积累负相关,叶片的相关系数高于茎秆。     

四川轮套作体系的干物质积累、产量及氮素利用效率研究

以"小麦/玉米/大豆"、"小麦/玉米/甘薯"2种三熟套作体系和"小麦-大豆"、"小麦-甘薯"、"蚕豆-玉米"3种两熟轮作体系为研究对象,通过2011和2012年2年的田间试验,探讨了不同种植模式下小麦、玉米干物质积累分配、产量、氮素利用效率和体系产量产值的变化。结果表明:套作小麦各时期地上部干物质积累量从拔节期后均显著高于单作小麦,套作玉米各时期干物质积累量与对应单作相比略有降低,但差异不显著;2种三熟套作模式中小麦/玉米、玉米/大豆和玉米/甘薯套作体系的土地当量比(LER)均大于1,具有明显的产量优势;与相应单作相比,玉米/大豆套作提高了体系的氮素利用效率(ΔNUE_ms＞0),平均提高38.5%,玉米/甘薯套作降低了体系的氮素利用效率(ΔNUE_ms＜0),平均降低46.0%;全年总收益2年平均以三熟套作"麦/玉/薯"体系最高,比三熟套作"麦/玉/豆"体系高13.1%,比两熟轮作体系小麦-甘薯、小麦-大豆和蚕豆-玉米分别高14.7%、2.4%和41.2%。综上,三熟套作相对两熟轮作能提高体系产量和产值,与大豆套作能提高体系氮素吸收利用效率。     

氮磷钾肥施用量对桑树生长发育及干物质积累的影响(英文)

该研究采用"3414"田间试验方案,研究不同施肥处理对夏伐式修剪、多年生试验桑园桑树主要生长发育指标及干物质积累量的影响。结果表明,适量的氮磷钾肥能促进桑树正常生长发育,提高干物质含量,增加干物质积累量。氮肥、磷肥、钾肥对单株产叶量的影响表现分别为N2>N3>N1>N0、P2>P1>P3>P0、K2>K1>K3>K0。桑叶干物质积累量推荐施肥量为694.36kg/hm2N、198.15kg/hm2P、274.26kg/hm2K,最大值为8045.04kg/hm2;枝条干物质积累量推荐施肥量为1000.05kg/hm2N、242.04kg/hm2P、218.01kg/hm2K,最大值为5969.05kg/hm2;春季新稍干物质积累量的推荐施肥量为883.76kg/hm2N、204.48kg/hm2P、426.59kg/hm2K,最大值1410.24kg/hm2。该研究可为四川丘陵蚕区优质桑园建设提供参考。     

氮素形态对不同苹果砧木幼苗生长的影响

【目的】研究不同形态氮素对4种常见苹果砧木幼苗生长的影响,探讨苹果砧木对不同形态氮素的利用情况。【方法】以西府海棠(M.micromalus Hemsl)、新疆野苹果(M.sievesii(Ledeb)Roem)、富平楸子(M.pruni-folia(Willd)Borkh)和平邑甜茶(M.hupehensis(pamp)Rehd)等4种常见苹果砧木为试材,采用水培的方法,研究铵态氮(NH4+-N,3.0mmol/L(NH4)2SO4)、硝态氮(NO3--N,2.5mmol/L KNO3和1.735mmol/L Ca(NO3)2)及铵态氮+硝态氮(NH4+-N+NO3--N,其中1.5mmol/L(NH4)2SO4和1.5mmol/L NH4NO3的浓度比为3∶1)3种氮素处理下苹果砧木幼苗生物量、叶绿素含量、根系活力和植物全氮含量的变化情况。【结果】不同形态氮素对4种苹果砧木幼苗生长的影响有明显差异,其中长势最好、生物量和植株全氮含量均最高的是平邑甜茶;西府海棠的叶绿素含量、植株全氮含量及干质量均较低。4种苹果砧木幼苗的根系活力均表现为硝态氮处理>铵态氮+硝态氮处理>铵态氮处理。3种处理中,铵态氮+硝态氮处理时4种砧木根系中的全氮含量均最高。对于平邑甜茶,铵态氮和硝态氮处理的干质量较高,且均显著高于铵态氮+硝态氮处理;对于富平楸子,以硝态氮处理的干质量高于铵态氮处理和铵态氮+硝态氮处理;对于西府海棠和新疆野苹果,不同氮素处理的生物量无显著差异。【结论】不同形态氮素对4种苹果砧木幼苗生长的影响不同,综合分析认为,硝态氮对苹果砧木幼苗生长较为有利。     

丹参叶面积指数与干物质积累模拟模型

引用“辐热积”概念,建立叶面积指数模型和基于光合的干物质积累模型。将叶面积指数模型和高斯积分法相结合,依据丹参的冠层结构特点,建立三层模型。选用光合直角双曲线模型,并考虑温度对最大光合速率的影响,量化丹参的呼吸消耗;去除生长后期气温下降、光照减弱等因素造成丹参地上部分枯萎、干物质减少,使后期模拟更为精确,从而建立基于生理生态过程的丹参光合生产和干物质转化积累动态模拟模型。用均根方差、相对误差及拟合指数对独立的试验2数据进行检验,叶面积指数和干物质模型模拟值和实测值间决定系数R≥0.992,模拟值和实测值间符合度达到极显著水平,回归相对误差均在10%左右,拟合指数均接近于1。