海涂土壤结构改良对水稻叶绿素荧光参数和产量的影响

为探索添加生物炭和聚丙烯酰胺(PAM)改良海涂围垦区土壤结构对水稻叶片叶绿素荧光特性和产量的影响,开展测坑栽培试验.试验供试土壤分别设置3个水平生物炭(0%、2%、5%,分别表示为B₁、B₂和B₃,占表层0~20 cm土重比)和PAM(0‰、0.4‰、1‰,分别表示为P₁、P₂和P₃,占表层0~20 cm土重比)添加量处理.3年试验结果表明: 添加适宜生物炭和PAM有利于改善水稻叶片荧光特性,而高浓度生物碳和PAM对其影响不明显,甚至出现抑制现象.各生育期水稻叶片最大光化学量子产量(F_v/F_m)、实际量子产量(Φ_PSⅡ)、光化学淬灭(q_P)和非光化学淬灭(NPQ)均在B₂P₂组合处理下达到峰值.生物炭添加量处理间水稻叶片叶绿素量(SPAD值)无明显差异,而PAM添加量不同导致水稻叶片SPAD值差异显著,添加0.4‰PAM(P₂)下水稻叶片SPAD值最高.添加生物炭和PAM改良盐渍土对水稻产量影响显著,在B₂P₂组合处理下产量最高,达到7236 kg·hm^-2;与对照组(B₁P₁)相比,产量提高了28.5%.添加生物炭和PAM改良海涂盐渍土对水稻产量的影响主要是通过对水稻千粒重、每穴穗数、每穗粒数和结实率的影响而实现的.添加适量生物炭和PAM改良滩涂围垦区土壤结构有利于提高水稻叶绿素荧光特性和产量.     

生物炭与氮肥配施对牡丹叶片氮素营养和籽粒品质的影响

利用田间小区试验,设计生物炭用量为0(B₀)、1 kg·m^-2(B₁)、2 kg·m^-2(B₂)3个水平,氮肥用量为0(N₀)、40 g·m^-2(N₁)、60 g·m^-2(N₂)3个水平, 即B₀N₀、B₀N₁、B₀N₂、B₁N₀、B₁N₁、B₁N₂、B₂N₀、B₂N₁和B₂N₂共9个处理,研究了生物炭与氮肥配施对牡丹叶片的氮素积累、叶片氮素向籽粒转移、籽粒蛋白氮、氨基酸和脂肪酸含量,以及籽粒产量和品质的影响.结果表明: 生物炭与氮肥配施增加了牡丹不同发育时期叶片中蛋白氮和非蛋白氮含量,以及叶片氮素向籽粒的转移量和籽粒氮素积累量.与B₀N₀处理相比,B₁N₁处理叶片氮素转移量和籽粒氮素积累量分别增加27.6%和27.1%;B₁N₁和B₂N₁处理牡丹籽粒百粒重和籽粒产量分别增加13.6%和16.4%,其中籽粒产量在B₁N₁、B₁N₂、B₂N₁和B₂N₂处理间差异不显著;B₂N₁和B₁N₂处理牡丹籽粒蛋白氮和总氨基酸含量较高,分别增加29.3%和36.2%.生物炭与氮肥配施增加了牡丹籽粒中总脂肪酸和不饱和脂肪酸的含量,其中,B₂N₁处理总脂肪酸含量较高, 比B₀N₀处理增加了17.4%.生物炭与氮肥配施能够增加牡丹叶片氮素积累量和叶片氮素向籽粒的转移量,增加籽粒产量,提高牡丹籽粒蛋白氮、氨基酸和脂肪酸的含量,其中以生物炭1 kg·m^-2与氮肥40 g·m^-2配施效果较好.     

玉米秸秆生物炭对秸秆腐熟进程、养分含量和CO2排放量的影响

生物炭具有良好的理化特性(富碳、呈碱性、孔隙丰富),能够有效调节其所在系统的理化性质.通过室内培养试验研究了玉米秸秆生物炭对玉米秸秆腐熟进程以及腐熟产物的理化性质、养分含量和CO₂气体排放的影响.试验设置4个处理:对照(CK);生物炭添加量5%(B₁,生物炭干基质量占玉米秸秆腐熟体系的干基质量分数);生物炭添加量10%(B₂);生物炭添加量20%(B₃).结果表明: 生物炭能够提高秸秆腐熟体系的升温速率和温度峰值,加快秸秆腐熟进程;生物炭能够提高秸秆腐熟过程中微生物活跃时期的pH值,提高秸秆腐熟体系的电导率(EC),为微生物降解有机物提供更适宜的环境;生物炭能够促进秸秆腐熟体系有机质的降解,增加秸秆腐熟体系的总养分含量,提高秸秆腐熟产物的品质.另外,随着生物炭添加量的提高,氮(N)含量没有显著变化,磷(P₂O₅)含量和钾(K₂O)含量都显著提高.其中,B₃处理的P₂O₅和K₂O含量较CK分别提高了0.2%和0.9%.生物炭添加能够提高秸秆腐熟体系CO₂的排放通量,且CO₂排放通量与温度的变化趋势一致,进一步说明生物炭能够提高微生物降解有机物的强度.     

生物炭施用3年后对稻麦轮作系统CH4和N2O综合温室效应的影响

本试验对比观测研究了在稻田土壤中经3年陈化后的生物炭(B₃)和新施入生物炭(B₀)对稻麦轮作系统CH₄和N₂O综合温室效应和温室气体强度的影响,旨在明确生物炭对土壤温室气体排放的长期效应.田间试验设置4个处理,分别为对照(CK)、施用氮肥不施用生物炭(N)、施用氮肥和新生物炭(NB₀)以及施用氮肥和陈化生物炭(NB₃)处理.结果表明: NB₀和NB₃处理均显著提高了稻田土壤pH值、有机碳和全氮含量,并且显著影响与温室气体排放相关的微生物潜在活性.与N处理相比,NB₃处理显著增加了作物产量,增幅14.1%,并且显著降低了CH₄和N₂O排放,降幅分别为9.0%和34.0%;而NB₀处理显著增加作物产量,增幅9.3%,显著降低N₂O排放,降幅38.6%,但增加了CH₄排放,增幅4.7%;同时NB₀和NB₃处理均能降低稻麦轮作系统的综合温室效应和温室气体强度,且NB₃处理能更有效地减少温室气体的排放并提高作物产量.在土壤中经3年陈化后的生物炭仍然具有固碳减排能力,因此,施用生物炭对稻麦轮作系统固碳减排和改善作物生产具有长期效应.     

外源Ca2+对高温强光下西葫芦幼苗形态特征、光合特性及荧光参数的影响

选用西葫芦(Cucurbita pepo)品种“阿兰”一代为试验材料,研究了外源Ca²⁺处理对高温强光交叉胁迫下西葫芦幼苗生长特征、光合特性及叶绿素荧光参数的影响.结果表明：高温强光胁迫下,5～20 mmol·L^-1 Ca²⁺处理的西葫芦幼苗具有较高的株高和较大的叶面积,其叶绿素、类胡萝卜素含量及光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）、蒸腾速率（T_r）、PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)、PSⅡ实际光化学效率(Φ_PSⅡ)和光化学猝灭系数(q_P)均较高,而胞间CO₂浓度（C_i）和非光化学猝灭系数（NPQ）较低,其中以10 mmol·L^-1Ca²⁺处理效果最好.说明5～20 mmol·L^-1Ca²⁺处理能有效缓解高温强光对西葫芦光合机构的不可逆伤害,使其保持较快的光合电子传递速率和较高的PSⅡ电子传递活性.Ca²⁺处理浓度超过40 mmol·L^-1时对高温强光胁迫没有缓解效应.     

施盐和磷对台湾相思幼苗光合作用及养分特征的影响

为探究施盐和磷对重要海防林树种台湾相思幼苗叶光合作用与养分特征的影响，该研究设置0%(B₀)、0.2%(B₁)、0.4%(B₂)、0.6%(B₃)、0.8%(B₄)的NaCl溶液和0 (P₀)、0.5 (P₁)、1.5 (P₂)g·kg^-1 3个供磷水平的过磷酸钙磷肥，在此基础上设置盐磷6个耦合处理，测定幼苗光合作用和养分特征指标。结果表明：(1)盐胁迫显著抑制台湾相思幼苗的生长发育，盐含量越高影响程度越大；低盐施磷对台湾相思幼苗生长不利，中高盐施磷显著减缓盐对幼苗生长的抑制作用。(2)台湾相思幼苗光合作用受盐胁迫影响显著；中低盐施磷后气孔关闭程度上升会加剧盐胁迫对幼苗光合作用的影响，高盐适当施磷可显著提高台湾相思幼苗光合能力。(3)盐胁迫显著降低叶绿素含量且对光系统Ⅱ造成危害；低盐胁迫施磷对台湾相思幼苗叶绿素合成不利，高盐适当施磷可以提高叶绿素合成量、稳定细胞膜结构以及提高叶片潜在光合能力...     

VB1、VB12和VH对雨生红球藻生长及类胡萝卜素含量的影响

以淡水经济微藻雨生红球藻(Haematococcus pluvialis CH-1)为试验藻种,分别添加维生素B₁(VB₁)、B₁₂(VB₁₂)和维生素H(VH),每种维生素各分6个浓度梯度,测定了雨生红球藻的细胞密度、生物量、叶绿素a和类胡萝卜素含量等指标。结果表明,分别添加维生素B₁、B₁₂和H均显著促进了雨生红球藻细胞的生长。维生素B₁、B₁₂和H对雨生红球藻的最佳添加浓度分别为10mg·L^-1、50μg·L^-1和500μg·L^-1。在维生素B₁、B₁₂和H各自的最佳浓度处理下,雨生红球藻的细胞密度、生物量、叶绿素a和类胡萝卜素含量等4项指标均比对照有显著提高:维生素B₁处理分别提高了20.1%、14.6%、23.2%和21.3%;维生素B₁₂处理分别提高了29.5%、30.0%、28.0%和24.4%;维生素H处理分别提高了17.1%、29.2%、21.8%和10.1%。在雨生红球藻规模化生产的游动细胞培养阶段,适当地添加维生素B₁、B₁₂和H均能够有效地提高藻细胞密度、生物量、叶绿素a和类胡萝卜素含量。     

生物炭对塿土水热特性及团聚体稳定性的影响

试验设生物炭用量为0 (B₀)、20 (B₂₀)、40 (B₄₀)、60 (B₆₀)、80 (B₈₀) t·hm^-2 5个处理,研究了施用果树树干、枝条生物炭2年后,对塿土容重、含水率、土壤温度和团聚体稳定性及其分布的影响.结果表明： 在0～30 cm土层,施炭处理与B₀相比,土壤容重显著降低7.7%～10.9%;土壤含水率显著增加10.0%～13.4%;施用40～60 t·hm^-2生物炭可以缓冲土壤的温度变化,提高土壤的保温性能;大于0.25 mm的水稳性团聚体（WR_0.25）显著增加30.3%;平均质量直径（MWD）在干筛、湿筛条件下分别显著增加15.2%和31.6%;团聚体破坏率（PAD）和不稳定团粒指数（E_LT）分别显著降低19.1%和17.5%.说明生物炭的施用明显改善了塿土的水热特性,提高了团聚体的含量和稳定性;其施用量为40～60 t·hm^-2时综合表现较优.     

玉米秸秆生物炭对秸秆腐熟进程、养分含量和CO2排放量的影响

生物炭具有良好的理化特性(富碳、呈碱性、孔隙丰富),能够有效调节其所在系统的理化性质.通过室内培养试验研究了玉米秸秆生物炭对玉米秸秆腐熟进程以及腐熟产物的理化性质、养分含量和CO₂气体排放的影响.试验设置4个处理:对照(CK);生物炭添加量5%(B₁,生物炭干基质量占玉米秸秆腐熟体系的干基质量分数);生物炭添加量10%(B₂);生物炭添加量20%(B₃).结果表明: 生物炭能够提高秸秆腐熟体系的升温速率和温度峰值,加快秸秆腐熟进程;生物炭能够提高秸秆腐熟过程中微生物活跃时期的pH值,提高秸秆腐熟体系的电导率(EC),为微生物降解有机物提供更适宜的环境;生物炭能够促进秸秆腐熟体系有机质的降解,增加秸秆腐熟体系的总养分含量,提高秸秆腐熟产物的品质.另外,随着生物炭添加量的提高,氮(N)含量没有显著变化,磷(P₂O₅)含量和钾(K₂O)含量都显著提高.其中,B₃处理的P₂O₅和K₂O含量较CK分别提高了0.2%和0.9%.生物炭添加能够提高秸秆腐熟体系CO₂的排放通量,且CO₂排放通量与温度的变化趋势一致,进一步说明生物炭能够提高微生物降解有机物的强度.     

5-氨基乙酰丙酸对NaCl胁迫下番茄幼苗光合特性的影响

为探讨5-氨基乙酰丙酸（ALA）对NaCl胁迫下番茄光合特性的调控作用,以‘金鹏一号’番茄幼苗为试材,研究叶面喷施50 mg·L^-1或根施10 mg·L^-1 ALA对100 mmol·L^-1 NaCl胁迫下番茄幼苗光合及叶绿素荧光参数的影响.结果表明： NaCl胁迫下,番茄幼苗光合气体交换参数（净光合速率P_n、气孔导度g_s、胞间CO₂浓度C_i、蒸腾速率T_r）及叶绿素荧光参数（实际光化学量子产量F_v′/F_m′、F_m′、PSⅡ反应中心实际光化学效率Φ_PSⅡ、表观光合电子传递效率ETR、光化学淬灭q_P、光化学反应Pc）均显著降低,根施或叶施ALA均可以提高NaCl胁迫下番茄叶片的光合能力,但两种处理方式之间存在一定差异.叶面喷施50 mg·L^-1ALA或根施10 mg·L^-1ALA处理均显著提高了番茄叶片P_n、T_r、g_s和C_i,提高了水分利用效率（WUE）,显著增加了NaCl胁迫下叶片的最大净光合速率,减轻了光抑制.根施ALA对叶绿素含量的作用效果较好,而叶施ALA对光合参数的作用效果较好,两处理叶绿素荧光参数差异不显著.叶面喷施或根施ALA可以提高番茄幼苗的耐盐性,其调控作用与促进叶绿素合成与稳定、维持正常气孔开闭、降低气孔限制,进而提高NaCl胁迫下番茄叶片的光合能力和PSⅡ光化学效率有关.
     

生物炭施用3年后对稻麦轮作系统CH4和N2O综合温室效应的影响

本试验对比观测研究了在稻田土壤中经3年陈化后的生物炭(B_3)和新施入生物炭(B_0)对稻麦轮作系统CH_4和N_2O综合温室效应和温室气体强度的影响,旨在明确生物炭对土壤温室气体排放的长期效应.田间试验设置4个处理,分别为对照(CK)、施用氮肥不施用生物炭(N)、施用氮肥和新生物炭(NB_0)以及施用氮肥和陈化生物炭(NB_3)处理.结果表明:NB_0和NB_3处理均显著提高了稻田土壤pH值、有机碳和全氮含量,并且显著影响与温室气体排放相关的微生物潜在活性.与N处理相比,NB_3处理显著增加了作物产量,增幅14.1%,并且显著降低了CH_4和N_2O排放,降幅分别为9.0%和34.0%;而NB_0处理显著增加作物产量,增幅9.3%,显著降低N_2O排放,降幅38.6%,但增加了CH_4排放,增幅4.7%;同时NB_0和NB_3处理均能降低稻麦轮作系统的综合温室效应和温室气体强度,且NB_3处理能更有效地减少温室气体的排放并提高作物产量.在土壤中经3年陈化后的生物炭仍然具有固碳减排能力,因此,施用生物炭对稻麦轮作系统固碳减排和改善作物生产具有长期效应.     

苯酚废水对垂柳叶片光合生理参数的影响

为探讨垂柳(Salix babylonica)对苯酚污染物的耐受程度及其应用于苯酚污染环境修复的可行性,了解苯酚胁迫对垂柳光合作用生理过程的影响与限制机理,采用水培模拟胁迫实验方法,在5种苯酚溶液浓度(50、100、200、400和800mg·L–1)下,测定垂柳植株叶片光合气体交换及叶绿素荧光参数。结果表明,苯酚对垂柳光合作用具有显著的抑制作用,表现为叶片净光合速率(Pn)、最大光合速率(Pnmax)、光合量子效率(Φ)、PSII最大和实际光化学效率(Fv/Fm和ФPSII)等均明显下降。苯酚胁迫浓度越高,对垂柳光合作用的抑制程度越大;苯酚胁迫限制光合作用主要由非气孔因素引起。将垂柳用于苯酚污染的水体环境修复时,苯酚浓度应在200 mg·L–1以下,否则垂柳的光合作用效能会明显降低。垂柳光合作用生理活性耐受苯酚胁迫的极限浓度还需进一步实验研究。     

Bioherbicidal effect of fumonisin B1, a phytotoxic metabolite naturally produced by Fusarium nygamai, on parasitic weeds of the genus Striga

Fusarium nygamai has been isolated and identified from diseased Striga hermonthica plants collected from sorghum fields in the Sudan. Fumonisin B₁, produced by this fungus, was isolated and purified. In in vitro experiments, the bioherbicidal potential of this mycotoxin was evaluated against S. hermonthica and S. asiatica. Different concentrations (250, 500 and 1000 μg L^-1 of water) of fumonisin B₁, applied during the conditioning phase of the Striga seeds significantly reduced the germination of both species in a range of 19.8-32.2 and 34.5-47.6%, respectively. In addition, the length of the germ tubes was reduced and the germ tubes became brownish. Fumonisin B₁ slightly delayed the emergence of Striga when 250 mg fumonisin B₁ dissolved in 1 L of water were applied into the soil per pot before sowing sorghum. By the way of contrast, fumonisin B₁ was very phytotoxic when Striga seedlings (leaves and stems) of different heights and ages were sprayed with a concentration series of 250, 500 and 1000 μg fumonisin B₁ mL^-1 until run-off, or when plants were injured with a scalpel before fumonisin B₁ was applied into the injury at concentrations of 250 and 500 μg mL^-1. One day after application, the plants showed symptoms of wilting, first at the top and then moving downwards. Leaves turned black and stems desiccated at the point of injuries. Within 4 days after the application, 55% of the plants tested were completely destroyed. In total, at the end of the experiment, 40 days after the treatment, 85% of the treated plants were killed by fumonisin B_1, regardless of the concentration applied and the application technique used.     

遮阴对4种紫堇属植物光合特性和叶绿素荧光参数的影响

采用盆栽试验,设置0、20%、40%、60%和80%遮阴度5种遮阴处理,研究遮阴对刻叶紫堇、伏生紫堇、紫堇和黄堇4种紫堇属植物叶绿素含量、光合特性和叶绿素荧光参数的影响,以加快其在园林方面的应用。结果表明: 随着遮阴度的提高,4种植物叶绿素a、叶绿素b和叶绿素(a+b)总量不断增加,刻叶紫堇在80%遮阴处理均达到最大,而伏生紫堇、紫堇和黄堇在60%遮阴处理达到最大;叶绿素a/b、光饱和点、光补偿点和暗呼吸速率的变化趋势呈相反的趋势。4种植物中,刻叶紫堇在80%遮阴处理下,伏生紫堇、紫堇和黄堇在60%遮阴度下各叶绿素荧光参数达到最大。4种植物耐阴性大小为刻叶紫堇＞伏生紫堇＞紫堇＞黄堇。刻叶紫堇在80%遮阴处理,以及伏生紫堇、紫堇和黄堇在60%遮阴处理下光能利用率最大,光合能力最强,最有利于植物的生长。