增施CO_2对温室番茄结果期叶片光合特性的影响

针对日光温室冬春季生产CO_2匮缺严重的现象,以不增施CO_2[(400±25)μmol·mol~(-1)(C0)]为对照,研究增施不同浓度CO_2[(600±25)μmol·mol~(-1)(C_1)、(800±25)μmol·mol~(-1)(C_2)、(1000±25)μmol·mol~(-1)(C_3)]对番茄‘兴海12号’结果期光合色素、净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)、胞间CO_2浓度(C_i)以及水分利用率(WUE)等光合特性的影响,旨在明确北方地区日光温室番茄结果期适宜的CO_2浓度,为番茄的生产实践提供理论依据。结果表明:增施不同浓度CO_2后,番茄结果期叶片光合色素含量均明显增加;P_n、C_i和WUE显著提高;G_s和T_r显著下降;且CO_2浓度为(1000±25)μmol·mol~(-1)时效果最佳。增施(1000±25)μmol·mol~(-1)CO_2能有效改善番茄结果期叶片光系统、增强其光合作用,有利于番茄的生长发育。     

华北平原冬小麦夏玉米不同培肥措施的节水增产效应研究

根据山东省醒台县农业水资源日趋减少的现状,开展了以减少土壤水蒸发、提高水分利用效率为目的的不同培肥措施的节水田间试验,结果表明,秸秆还田与增施有机肥具有明显的节水增产效应,在相同灌溉水量（２５０ｍｍ）的情况下,玉米秸与小麦秸全部还田较玉秸小麦秸均不还田（对照）增产８８５ｋｇ．ｈｍ＾－２,水分利用效率提高３．３,在全还基础上增施有机肥较对照增产１８７５ｋｇ．ｈｍ＾－２,水分利用效率提高３．６０;仅小     

酸性土施用钙肥对花生产量和品质及相关代谢酶活性的影响

以花生(Arachis hypogaea)品种‘花育22号’为研究材料, 2013年在威海文登市、2014年在日照三庄镇的丘陵砂壤土上进行试验, 研究增施钙肥对酸性土花生的产量、品质的影响, 以及相关碳、氮代谢酶活性差异, 探讨酸性土花生钙肥最佳用量。试验设3个钙肥处理, 分别为每667 m²施CaO 0 kg (T₀)、14 kg (T₁)、28 kg (T₂)。结果表明: 酸性土增施钙肥显著增加了花生的荚果产量, 两个试验点T₁处理平均增产26.92%, T₂处理平均增产21.65%。增产原因是增施钙肥显著增加了花生单株结果数, 提高了双仁果率, 从而增加了单株荚果产量, 同时增加了籽仁的饱满度而显著提高了出仁率。钙肥处理均显著提高了花生籽仁蛋白质和脂肪含量, 提高了赖氨酸、总氨基酸含量和油酸/亚油酸(O/L)比值。酸性土增施钙肥显著提高了花生叶片的谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGAT)、谷草转氨酶(GOT)和谷丙转氨酶(GPT)活性, 其中T₁处理的GS活性显著高于T₂处理。钙肥处理显著提高了花生生育前期的叶片磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPCase)、蔗糖合成酶(SS)和蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性, 而生育后期的活性低于不施钙肥处理。不同钙肥施用量相比, 每667 m²施14 kg CaO的经济效益最好, 其产量最高, 品质最优。     

增施CO2对植物修复土壤DEHP污染的影响

修复效率低一直是植物修复技术需要解决的关键问题之一.基于我国的CO2减排压力和CO2对植物生长的必要性,选择C3植物绿豆和C4植物玉米作为修复植物,以DEHP为目标污染物,探索增施CO2对植物修复土壤DEHP污染的影响.结果表明:DEHP对两种植物生长和根际微环境都产生了抑制性影响.增施CO2后,两种植物地上干质量显著增加,叶片SOD酶活性明显下降,根际土壤碱性磷酸酶活性增加,根际微生物群落结构改变,根际耐DE-HP胁迫微生物数量增加,表明增施CO2对促进植物生长、增强植物抗DEHP胁迫能力、改善根际微环境有积极作用.增施CO2还促进了两种植物对DEHP的吸收,特别是植物地下部分.这些共同作用导致增施CO2后的两种植物根际DEHP残留浓度明显下降,土壤污染植物修复效率提高.整体上看,增施CO2对C3植物绿豆的影响明显大于C4植物玉米.可以将增施CO2作为强化植物修复过程的措施之一.     

寒地不同熟性品种水稻产量对CO_2浓度和温度升高响应的模拟

选择黑龙江省作为研究区域,根据主栽水稻生育期内所需积温选取3个代表性品种,重点分析增温和大气CO_2肥效作用对不同熟性品种水稻产量的影响.采用2013年的逐日气象资料及开顶式气室(OTC)(3个CO_2浓度:390、450和550μmol·mol~(-1))试验资料对品种的遗传参数进行调试;然后采用经验证的CERES-Rice作物模型分别模拟了3个CO_2浓度水平下,伴随温度升高1、2、3和4℃时早、中、晚熟品种水稻产量.结果表明:随CO_2浓度升高,不同品种水稻产量均上升;随温度升高,早熟品种产量持续下降,中、晚熟品种产量先上升再下降.若不考虑CO_2肥效作用,除了中熟和晚熟品种在增温1℃时会有3.1%和0.27%的小幅增产外,其余均表现为减产,其中早熟品种减产幅度最大,增温4℃时减产高达57.7%,而中熟和晚熟品种减产10%左右.若考虑CO_2肥效作用,450μmol·mol~(-1)CO_2浓度下,中熟和晚熟品种在增温2℃时仍增产0.75%和3.2%;550μmol·mol~(-1)CO_2浓度下,中熟品种在增温3℃时仍增产4.5%,晚熟品种在增温4℃时仍增产0.39%.而无论是否考虑CO_2肥效作用,早熟品种在增温作用下均表现大幅度减产.与不考虑CO_2肥效相比,大气CO_2肥效作用有效提高了水稻产量,但CO_2肥效对增产的贡献率在不同品种间差异不明显,且贡献率均小于10%.     

增施CO2对植物修复土壤DEHP污染的影响

修复效率低一直是植物修复技术需要解决的关键问题之一.基于我国的CO₂减排压力和CO₂对植物生长的必要性,选择C3植物绿豆和C4植物玉米作为修复植物,以DEHP为目标污染物,探索增施CO₂对植物修复土壤DEHP污染的影响.结果表明: DEHP对两种植物生长和根际微环境都产生了抑制性影响.增施CO₂后,两种植物地上干质量显著增加,叶片SOD酶活性明显下降,根际土壤碱性磷酸酶活性增加,根际微生物群落结构改变,根际耐DEHP胁迫微生物数量增加,表明增施CO₂对促进植物生长、增强植物抗DEHP胁迫能力、改善根际微环境有积极作用.增施CO₂还促进了两种植物对DEHP的吸收,特别是植物地下部分.这些共同作用导致增施CO₂后的两种植物根际DEHP残留浓度明显下降,土壤污染植物修复效率提高.整体上看,增施CO₂对C3植物绿豆的影响明显大于C4植物玉米.可以将增施CO₂ 作为强化植物修复过程的措施之一.     

锌对两个品种茄子果实品质的效应

采用土壤盆栽试验和化学分析方法,研究缺锌土壤上增施锌肥对两种茄子(黑紫茄和竹丝茄)产量和品质的影响及品种间差异,为优质蔬菜生产中合理施用微量元素锌提供科学依据。结果表明:在缺锌土壤上种植茄子,施锌量在10-40mg/kg条件下对两个品种茄子均有显著增产效果,以锌肥用量为20mg/kg时增产效果最好,其中黑紫茄增产37.7%,竹丝茄增产82.5%;锌肥用量能够明显影响茄子品质,适当增加锌肥用量,果实中游离氨基酸、硝酸盐含量下降,而可溶性糖、维生素C、黄酮和芦丁及矿质元素锌、铁、钙含量升高。茄子果实中大部分品质成分的平均含量在施锌量为20 mg/kg达到最高,其次为40mg/kg和10 mg/kg。低锌土壤上增施适量锌肥(Zn 20mg/kg土壤)使两种茄子的品质明显改善,施锌过量(>40 mg/kg)茄果品质下降。     

模拟氮沉降对马尾松土壤微生物群落结构及温室气体释放的影响

以2年生马尾松(Pinus massoniana)盆栽苗土壤为对象,通过施氮肥模拟氮沉降对土壤理化性质、微生物群落结构及温室气体释放的影响,探明氮沉降对森林土壤温室气体释放的驱动机制。结果表明,模拟氮沉降处理显著提高了土壤速效氮含量和苗木根系氮含量;土壤微生物碳(SMBC)含量比对照显著下降78%,而土壤微生物氮(SMBN)则提高2.6倍。模拟氮沉降处理显著降低土壤中微生物群落总含量。施氮肥对马尾松土壤N_2O和CO_2的释放速率均有显著影响,增施氮肥不仅显著提高了土壤N_2O的释放速率,而且CO_2释放速率短期内也显著提高,但伴随微生物群落的下降,施肥后期CO_2释放速率表现下降趋势。相关分析表明,土壤CO_2和N_2O释放与土壤pH值、土壤温度、土壤湿度、土壤速效氮含量及SMBC、SMBN相关;逐步回归分析表明,土壤硝态氮含量的变化是驱动土壤温室气体释放的主导因子。3株种植单位土壤体积内根系生物量较高,增加了土壤水分的消耗速率和氮的吸收固定,因而减少N_2O的释放速率。以上研究阐明了氮沉降或过量施肥对土壤氮含量、土壤pH值、根系生物量及氮含量、土壤微生物群落结构等因子的影响,这些因子直接或间接影响土壤温室气体释放速率。氮沉降及施用氮肥是加快土壤温室气体(CO_2和N_2O)排放进程的重要因素。     

佛山发现可用于CO_2施肥的气井

77年5月,广东佛山的官窑公社发现一CO_2气贮存地层,贮量相当大,第一口井开出时曾发生井喷,控制后井中还有56公斤气压,封井附近地面各积水处仍可看到有气泡不断冒出。气体成分99.6％是CO_2,只含有少量硫醇等杂质。 CO_2气除工业和食品工业上有许多用途外,农业上可用于CO_2施肥,促使作物增产,因来源不多,净化困难和施用不便等原因,只能作小范围的试验或局限在某些温室中施用。佛山这个井的发现,使大面积田块的CO_2施肥试验和应用有了方便的来源。佛山地区科委曾为此在1978年底组织过一次薄膜     

不同供氮水平下冬小麦叶片中RuBP羧化酶和硝酸还原酶的活性变化

氮素营养与小麦的生长发育、光合作用以及产量之间有密切的关系。Seeni和Gnanam认为增施氮肥能提高CO_2固定速率。Evans也指出:随着小麦叶片含氮量的增加,净光合速率上升,但并不呈线性关系,而是呈二次形曲线关系;即达到一定含氮量后,光合速率不再继续上升,且有下降趋势。很多学者指出,在一般田间饱和光强度     

土壤氮水交互对马尾松和杉木COS和CO2通量的影响

羰基硫(COS)和CO_2化学结构相似,且植物对COS和CO_2具有共吸收特性,因此可利用COS作为示踪物来估算生态系统总初级生产力,而不同植物吸收COS和CO_2对环境因子变化的响应差异较大。以南亚热带典型树种马尾松(Pinus massoniana)和杉木(Cunninghamia lanceolata)为研究对象,设置2个氮水平及3个土壤水分梯度处理。采取顶空套袋法采集气体样品,用预浓缩—气质联用仪分析样品COS浓度,同时测量植物光合参数。结果表明:马尾松和杉木吸收COS,吸收速率均值分别为39.58—127.27 pmol m~(-2) s~(-1)和0.81—66.92 pmol m~(-2) s~(-1)。整体而言,施氮可促进植物吸收COS,但除施氮对马尾松COS通量有显著影响外(P0.05),施氮、土壤水分和两者交互作用对马尾松和杉木的COS和CO_2通量及其比值均无显著性影响。施氮情况下,高土壤水分处理促进马尾松COS吸收而低土壤水分处理促进杉木COS吸收。中等土壤水分和高土壤水分条件下马尾松和杉木COS通量与气孔导度呈正相关关系。线性拟合结果表明,植物COS通量(F_(COS))与CO_2通量(F_(CO_2))呈极显著正相关(P0.01),马尾松和杉木F_(COS)/F_(CO_2)值分别为1.48×10~(-6)和1.01×10~(-6)。中等土壤水分条件均可提高马尾松F_(COS)/F_(CO_2)比值,而低土壤水分条件下施氮增加杉木F_(COS)/F_(CO_2)比值,高土壤水分条件下施氮降低杉木F_(COS)/F_(CO_2)比值。低土壤水分和高土壤水分使马尾松蒸汽压亏缺增大,促使气孔导度减小从而降低净光合速率。低土壤水分和高土壤水分下施氮导致杉木气孔导度增加从而增强净光合速率。研究结果不仅对进一步了解区域氮沉降和降水对树木COS通量及F_(COS)/F_(CO_2)的影响有重要意义,而且可为模型估算总初级生产力提供区域性数据支持。     

生物炭与氮肥对旱作春玉米农田CO_2和CH_4排放特征的影响

为了研究生物炭与氮肥对旱作春玉米农田CO_2和CH_4排放通量季节变化、累积排放总量及CO_2+CH_4排放强度的影响,试验设置C_0N_0(不加生物炭,不施氮肥)、C_0N_1(不加生物炭,施氮肥225kg·hm~(-2))和C_1N_1(添加生物炭50t·hm~(-2),施氮肥225kg·hm~(-2))3个处理,采用密闭式静态暗箱-气相色谱法对不同生物炭和氮肥输入旱作春玉米农田CO_2和CH_4排放通量进行连续观测,同时对影响通量变化的0~20cm土层温度和水分因子进行测定。结果表明:(1)试验期内不同处理春玉米农田均表现为CO_2累积通量的源,且CO_2排放通量均呈现一定的峰值变化规律。(2)C_1N_1处理减少了春玉米生长季农田CO_2排放通量和累积排放总量,在试验的2个生长季内农田CO_2平均排放通量和累积排放总量各处理均表现为C_0N_0C_0N_1C_1N_1,且C_1N_1处理降低显著。(3)土壤CO_2排放通量与土壤温度变化呈显著正相关关系,可用指数方程和二次方程较好拟合二者关系,且与10cm土层温度的相关性优于0cm土层温度,但土壤CO_2排放通量与土壤含水量呈负相关关系。(4)试验各处理农田土壤CH_4排放通量在-16.08~-73.96μg·m~(-2)·h~(-1)之间,表现为大气CH_4的净吸收库;C_1N_1处理增加了土壤CH_4排放通量和累积排放总量,但作用效果的显著性受年际环境因子的影响;农田土壤CH_4排放通量与土壤含水量呈显著正相关关系,与土壤温度呈显著负相关关系。研究发现,添加生物炭和施氮减少了旱作农田春玉米生长季CO_2排放通量和累积排放总量,增加了CH_4排放通量和累积排放总量,总体上显著增加了春玉米产量,显著减少农田CO_2+CH_4排放强度。     

施氮和肥料添加剂对水稻产量、氮素吸收转运及利用的影响

在苏南太湖地区开展田间试验,研究了施氮和肥料添加剂对水稻产量、氮素吸收转运及利用的影响.结果表明:施氮对水稻产量、各生育时期植株累积吸氮量、阶段氮累积量和花后氮素转运量具有显著的促进作用(P＜0.01),当施氮量高于200 kg·hm-2时,增施氮肥的增产效应不显著(P＞0.05);花后氮素转运率和氮肥利用率均随施氮量的增加而降低.施用肥料添加剂可进一步提高水稻产量、累积吸氮量、花后氮素转运量和氮肥利用率,且该效应在高施氮量( ≥200 kg·hm-2)条件下表现更明显.本试验条件下不施用肥料添加剂时,施氮150kg·hm-2可同时获得较高的产量和氮肥利用率.     

节水轻简栽培模式下增密减氮对双季稻田温室气体排放的影响

为了明确节水轻简栽培模式下增密减氮对双季稻田温室气体排放的影响,以陆两优996(早稻)和丰源优299(晚稻)为材料,使用密闭静态箱法收集温室气体,监测早晚稻不同增密减氮组合CH₄和N₂O的排放动态,探讨不同增密减氮措施对早晚稻田CH₄和N₂O的累积排放量、全球增温潜势(GWP)、排放强度(GHGI)的影响。结果表明: 不同增密减氮组合间的CH₄、N₂O累积排放量差异显著。与对照(CK)相比,增密减氮组合IR₂(早稻施氮量为86.4 kg·hm^-2,密度为36万穴·hm^-2;晚稻施氮量为108 kg·hm^-2,密度为32万穴·hm^-2)的CH₄累积排放量、GWP、GHGI两季平均分别降低了50.8%、37.3%、42.9%;早稻IR₂的N₂O累积排放量最低,降低了33.7%,晚稻以IR₁(早稻施氮量为103.2 kg·hm^-2,密度为32万穴·hm^-2;晚稻施氮量为129 kg·hm^-2,密度为28万穴·hm^-2)的N₂O累积排放量最低,降低了94.9%;稻田周年温室效应(总GWP、GHGI)仍以IR₂最低。与其他增密减氮处理相比,早晚氮肥均减少28.0%、早稻密度增加28.6%、晚稻密度增加33.3%(IR₂)既可保证高产,又可减少温室气体排放。     

钾肥及与秸秆配施对紫色土作物产量和微生物群落结构的影响

基于紫色菜园土壤莴笋-白菜-甜玉米轮作4年12季连续定位施钾肥试验,研究不同种类钾肥及用量对重庆地区紫色菜园土上作物产量和土壤微生物群落结构的影响,为该地区作物生产确定合理的施钾技术提供科学依据。结果表明,在施用氮磷肥基础上,不同钾肥处理莴笋、白菜、甜玉米产量均显著提高;从3种作物4年平均产量和钾肥效益看,以单施适量化学钾(K_2)、单施适量秸秆钾(M_2)和秸秆还田配施少量化学钾(K_1+M_1)的施钾肥模式对白菜的增产效果好,增产28.05%—30.27%;M_2和K_1+M_1施钾肥模式对莴笋的增产效果较好,增产13.89%和13.81%;K_1+M_1施钾肥模式对甜玉米的增产效果最好,增产15.10%,表明秸秆还田配施少量化学钾(K_1+M_1)模式在供试3种作物生产中具有很好的应用前景。不同施钾处理对土壤微生物群落结构及丰度均会产生一定影响,以秸秆还田配施少量化学钾肥(K_1+M_1)对提高土壤细菌、真菌、革兰氏阳性菌的作用较好,并显著增加土壤微生物总PLFA含量,缓解对土壤微生物生存环境的胁迫,说明K_1+M_1能为土壤微生物的生长繁育创造有利环境。莴笋、白菜、甜玉米3种作物4年平均产量与土壤细菌、真菌、革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌数量间存在显著相关性(P0.05),而不同钾肥处理对土壤微生物特征具有一定影响,说明施钾肥可能会调节土壤微生物特征,从而促进作物增产。     

稀土对固氮蓝藻以肥促肥作用的研究

稀土与固氮蓝藻在农业上均为应用很广的肥料,前者为微量元素肥料,后者为生物氮素肥料。稀土对固氮蓝藻这种快速生长的低等植物,是否有促进其固氮作用进而起到增产增质的效果?以多大浓度施用比较适宜?迄今尚未见有报导,为此,我们进行了稀土在固氮蓝藻上应用效果的试验研究。通过试验,观察到稀土对固氮藻的产量和质量都有影响,在稀土有效浓度范围内,稀土对固氮蓝藻能起增产增质的效果。     

微生物细胞CO_2跨膜转运的研究进展

CO_2是自然界储量巨大的游离性碳资源。关于CO_2的生物转化,除了我们所熟知的植物光合作用外,许多微生物亦具备此能力。微生物利用CO_2的首要步骤是完成CO_2从细胞外向细胞内的跨膜转运,这也是决定微生物CO_2利用效率的重要环节。本文中,笔者对目前微生物CO_2跨膜转运的研究进展进行了总结,重点阐述了各类微生物CO_2运输元件及其工作的分子机制以及通过优化CO_2转运提高微生物利用CO_2能力的策略。在此基础上,笔者还提出了今后微生物转化利用CO_2的研究重点和关键科学问题,可为未来通过生物路线实现CO_2的资源化利用提供借鉴。     

施氮时期对高产夏玉米氮代谢关键酶活性及抗氧化特性的影响

选用玉米品种登海661和郑单958为材料,研究了高产条件下施氮时期对夏玉米产量、氮素利用率、氮代谢相关酶及抗氧化酶活性的影响.结果表明:拔节期一次性施氮不利于夏玉米产量提高和氮素积累,分次施氮且增施花粒肥显著提高了植株和籽粒的吸氮量,并提高了籽粒产量.拔节期、10叶期、花后10d按2∶4∶4施氮,登海661产量最高可达14123.0kg· hm-2;基肥、拔节期、10叶期、花后10 d按1∶2∶5∶2施氮,郑单958产量最高可达14517.1 kg· hm-2,这2种施氮方式较拔节期一次性施氮分别增产14.5％和17.5％.花前分次施氮可以显著提高开花期硝酸还原酶活性;登海661和郑单958在花后0～42 d中,施氮处理的谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合成酶、谷氨酸脱氢酶活性分别平均提高了32.6％、47.1％、50.4％和14.5％、61.8％、25.6％,减缓了其下降趋势;超氧化物歧化酶、过氧化氢酶活性提高了22.0％、36.6％和13.4％、62.0％,丙二醛含量显著降低.在高产条件下,分次施氮且适当增加花粒肥施入比例可以提高氮代谢相关酶活性,延缓植株衰老,促进氮素吸收利用,进而提高籽粒产量.     

施肥对苗期紫茎泽兰和黑麦草相对竞争力的影响

为种植黑麦草替代控制紫茎泽兰提供依据,运用取代实验法,研究了施肥(氮、磷)对苗期紫茎泽兰和黑麦草的相对竞争力以及生长表现的影响。结果表明:增施氮肥和磷肥均能够提高紫茎泽兰的相对竞争力,而仅磷肥对黑麦草的竞争力略有促进作用;但在各种施肥水平下,黑麦草的竞争力仍然明显强于紫茎泽兰。增施氮肥可以显著提高紫茎泽兰的株高、分枝数和干质量,而磷肥仅在较高时才显著提高其干质量;增施氮肥虽然可以提高黑麦草的分蘖数量,但对其干质量没有影响,而增施磷肥(2次)可以显著提高其干质量;在竞争中紫茎泽兰植株生长的能量分配(用根茎比表示)对磷肥不敏感。建议适当增施磷肥、不施或少施氮肥,以提高黑麦草的替代控制效果。     

施氮时期对高产夏玉米氮代谢关键酶活性及抗氧化特性的影响

选用玉米品种登海661和郑单958为材料,研究了高产条件下施氮时期对夏玉米产量、氮素利用率、氮代谢相关酶及抗氧化酶活性的影响.结果表明： 拔节期一次性施氮不利于夏玉米产量提高和氮素积累,分次施氮且增施花粒肥显著提高了植株和籽粒的吸氮量,并提高了籽粒产量.拔节期、10叶期、花后10 d按2∶4∶4施氮,登海661产量最高可达14123.0 kg·hm^-2;基肥、拔节期、10叶期、花后10 d按1∶2∶5∶2施氮,郑单958产量最高可达14517.1 kg·hm^-2,这2种施氮方式较拔节期一次性施氮分别增产14.5%和17.5%.花前分次施氮可以显著提高开花期硝酸还原酶活性;登海661和郑单958在花后0~42 d中,施氮处理的谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合成酶、谷氨酸脱氢酶活性分别平均提高了32.6%、47.1%、50.4%和145%、61.8%、25.6%,减缓了其下降趋势;超氧化物歧化酶、过氧化氢酶活性提高了22.0%、36.6%和13.4%、62.0%,丙二醛含量显著降低.在高产条件下,分次施氮且适当增加花粒肥施入比例可以提高氮代谢相关酶活性,延缓植株衰老,促进氮素吸收利用,进而提高籽粒产量.