春小麦对骤旱的响应特征及其阈值分析

与缓慢发展的干旱过程不同,骤旱具有发生速度快,短期内可致害的特点。目前,关于作物骤旱致害的临界阈值及其调控机制尚不清楚。以春小麦为供试作物,通过桶栽试验,模拟研究骤旱过程中小麦受旱致害的过程特征及其控制因素。结果发现,发生骤旱时土壤含水量下降呈先快后慢的变化趋势,叶片水分和叶水势则呈先慢后快的指数变化趋势。叶片光合生理指标对土壤水分的下降存在明显的阈值响应,且不同生理指标的阈值并不完全相同,其中净光合速率与表征叶片光合能力的指标（最大羧化速率）对土壤有效含水量的响应阈值为0.4,气孔导度和蒸腾速率对土壤有效含水量的响应阈值分别为0.5和0.4。而小麦光合生理指标对叶片水分和叶水势的阈值响应并不明显。同时依据各生理指标相关和通径分析结果得出,骤旱发生时引起小麦叶片净光合速率快速降低的主导因子为非气孔因素,而并不是以往作物受旱研究中的气孔因素。本研究结果有望丰富干旱影响认知,并可为科学应对干旱提供依据。     

宁夏河东沙区刺槐和丝绵木水分利用策略

刺槐和丝绵木混交林是宁夏河东沙区防护林建设的主要模式,了解刺槐和丝绵木的水分利用策略,能为区域植被恢复和防护林林分结构调整提供科学依据。以宁夏河东沙区刺槐(Robinia pseudoacacia)和丝绵木(Euonymus bungeanus)混交林为研究对象,通过监测微气象、树干液流和土壤质量含水量,结合大气降水、土壤水、植物木质部水同位素组成,采用Granier及其校正公式,运用贝叶斯混合模型(MixSIAR)和相似性比例指数(PS)研究2个树种的蒸腾耗水、水分来源和水分利用关系。结果表明：刺槐和丝绵木的蒸腾耗水量在生长季中期较高,前期和后期较小,刺槐的蒸腾耗水量是丝绵木的1.55倍;影响刺槐蒸腾耗水的主要环境因子为饱和水汽压差、太阳辐射、0—40 cm土壤质量含水量和40—120 cm土壤质量含水量;影响丝绵木蒸腾耗水的主要环境因子为饱和水汽压差、太阳辐射、平均气温、0—40 cm土壤质量含水量和40—120 cm土壤质量含水量;蒸腾耗水较高时,刺槐主要吸收利用中层土壤水,丝绵木主要吸收利用浅层土壤水,蒸腾耗水较低时,刺槐主要吸收利用浅层土壤水,丝绵木主要吸收利用中层土壤水;在...     

水分梯度下胡杨荒漠河岸林种内竞争及空间格局变化特征

为查明塔里木河下游不同水分梯度下胡杨种内竞争以及空间分布格局的变化规律,在塔里木河下游阿拉干断面选取3条样带,每条样带内依照水分梯度布设3个样方,采用Hegyi单木竞争模型与点格局等分析方法,探究了水分梯度下胡杨林种内竞争及空间格局变化特征。结果表明：1)塔里木河下游胡杨的最适竞争范围为10m; 2)胡杨竞争指数与胸径服从幂函数关系(P<0.001),胡杨竞争指数随对象木胸径的增加而逐渐减小,当对象木胸径达到20cm以上时,其竞争指数逐渐稳定,且维持在较低水平;3)随水分梯度的降低,胡杨林分竞争指数呈下降趋势;4)在塔里木河下游,胡杨空间格局主要为聚集分布,随空间尺度的增加,胡杨逐渐趋向于随机分布;5)随水分梯度的降低,胡杨空间格局由聚集分布逐渐转变为随机分布。水分是决定极端干旱区荒漠植被空间分布与结构的主要因子;在胡杨林分管理中,应充分考虑胡杨的种内竞争、空间格局及其与水分梯度之间关系,为塔里木河下游胡杨林的保护与更新提供科学依据。     

微泡菌属菌株YPW1和YPW16多糖降解特性分析

【背景】海洋环境中分离到的微泡菌属菌株具有多糖降解能力,在环境中可以作为糖类代谢的重要执行者参与海洋碳循环过程。【目的】测定2株微泡菌属菌株的多糖降解活性,通过与微泡菌属其他菌株基因组比较分析2株菌的多糖降解基因特征。【方法】通过3,5-dinitrosalicylicacid(DNS)定糖法测定多糖降解活性,同时利用高通量测序技术对菌株基因组序列进行测定与组装,并与其他基因组注释结果进行比较分析。【结果】分离得到2株微泡菌属菌株YPW1和YPW16,二者均为潜在新种。结果表明,菌株YPW1能够降解琼胶、褐藻胶、果胶、几丁质、木聚糖、淀粉、普鲁兰等7种多糖,而菌株YPW16仅可降解淀粉和普鲁兰。基因组分析表明,YPW1具有上述7种多糖的降解酶基因,但菌株YPW16只具有淀粉酶与普鲁兰酶降解基因。相较于其他微泡菌属菌株,菌株YPW1多糖降解范围、多糖降解酶基因种类与丰度较高,但菌株YPW16多糖降解范围却较为狭窄。由此可知,多糖降解酶基因在微泡菌属基因组中的分布差异性较大。【结论】本研究为微泡菌属提供了2株潜在的新型菌株资源,为生物多糖降解提供了生化工具,也为研究微泡菌属菌株中多糖降解基...     

短花针茅叶片水分利用效率对放牧强度的响应及其影响因素

为明确植物的用水策略及适应性机制,以内蒙古四子王旗短花针茅荒漠草原为研究对象,设置对照(CK)、轻度放牧(LG)、中度放牧(MG)和重度放牧(HG)4个放牧梯度,其载畜率分别为每1 hm^(2)每年0、0.93、1.82和2.71个羊单位的放牧强度,调查建群种短花针茅的高度、盖度、密度、地上生物量以及土壤的理化性状,并且采用稳定碳同位素法和红外光合仪法对短花针茅水分利用效率进行了测定,旨在阐明短花针茅水分利用效率在不同放牧强度下的响应规律及其影响因素。结果显示:(1)放牧对短花针茅盖度、密度以及地上生物量的影响显著;随着载畜率的增大,有利于短花针茅的扩散使其分布面积增加,且在中度放牧条件下尤为明显。(2)随着放牧强度的增加,土壤水分含量较对照显著提高,土壤全氮含量呈先增加后减少的变化趋势,土壤速效钾呈现降低的变化趋势,而对土壤全碳含量和pH无显著影响,说明适度放牧能够提高土壤水分含量、促进土壤氮含量的积累,但放牧会导致土壤速效钾减少。(3)随着放牧强度的增大,短花针茅长期水分利用效率(WUE l)呈现“V”形变化趋势,而瞬时水分利用效率(WUE t)与内在水分利用效率(WUE i)总体呈降低的变化趋势。(4)相关分析显示,放牧强度与短花针茅密度、地上生物量呈显著正相关关系,土壤全氮含量与有机碳、pH、WUE i呈显著正相关关系,WUE t与WUE i呈显著正相关关系;短花针茅内在水分利用效率与土壤有机碳含量密切相关。研究表明,重度放牧导致短花针茅株丛破碎化,增加了种群的扩散面积,是短花针茅长期水分利用效率提高的直接原因;短花针茅瞬时水分利用效率随放牧强度的增加而降低可能是由其内在水分利用效率降低引起的。     

不同滴灌模式下玉米光合响应特征、水分利用及生长发育

研究玉米应对不同滴灌模式的响应机制,为吉林半干旱区玉米节水高效生产提供科学依据。2020年和2021年,在可移动式防雨棚内展开试验,设置L1(垄上滴灌,300 mm)、L2(垄上滴灌,400 mm)、L3(垄上滴灌,500 mm)、Q1(浅埋滴灌,300 mm)、Q2(浅埋滴灌,400 mm)和Q3(浅埋滴灌,500 mm)共计6个处理,研究不同滴灌模式对玉米叶片光合响应特性、生长发育、产量及水分利用特性的影响。结果表明：当光量子密度超过400μmol·m^-2·s^-1时,相同光量子密度下Q2、Q3与L3处理的净光合速率(P_n)均显著高于L1、L2和Q1处理;L3、Q2与Q3处理的表观量子效率、光饱和点、暗呼吸速率和光饱和点时最大净光合速率在开花期和灌浆期均显著高于L1、L2和Q1处理;当CO₂浓度超过200μmol·mol^-1时,相同CO₂浓度条件下L1、Q1和L2处理的P_n显著低于L3、Q2和Q3处理;L3、Q2和Q3处理的CO     

土壤含水量对樟子松幼苗非结构性碳水化合物及生长的影响

为明确樟子松幼苗在不同土壤含水量下的生长适应策略,设置不同土壤含水量(80%、60%、40%和20%田间持水量(SFC))和持续时间(15、30、45和60 d),研究不同器官中可溶性糖、淀粉、非结构性碳水化合物及生物量的变化规律。结果表明：随着土壤含水量减少,樟子松幼苗株高和基径及一年生叶、细根和总生物量呈下降趋势。80%SFC条件下,可溶性糖含量在枝干中较高,在当年生叶和细根中较低;淀粉在枝干和粗根中较高。60%和40%SFC条件下,可溶性糖含量在叶片和细根中较高,淀粉含量分别在枝干和一年生叶中较高。20%SFC条件下,可溶性糖含量在当年生叶较高,在一年生叶较低;淀粉含量在细根中较高,在枝干和粗根中较低。因而,樟子松幼苗在80%SFC下具有更高的生长速率及抗逆性,在60%和40%SFC下具有更高的资源利用效率和较优的碳储存策略,在20%SFC下生长停滞。为促进科尔沁沙地樟子松林天然更新,土壤含水量应维持在7%以上。     

高产纤维素酶芽孢杆菌的筛选、鉴定与发酵条件优化

纤维素是生产生物质能源最广泛、最廉价的原材料,筛选高活性纤维素酶菌株是纤维素能源开发利用的关键。采用刚果红-CMC平板筛选高产纤维素酶菌株;结合菌株形态、生理生化特征及16S rDNA序列分析对菌株进行鉴定;采用正交实验筛选菌株AF1的最佳产酶发酵条件。筛选获得5株高活力的纤维素酶产生芽孢杆菌,鉴定为2株枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、3株解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)。5株菌的水解圈直径与菌落直径比值均大于4.5,其中解淀粉芽孢杆菌AF1最大达到8.04,优化AF1菌株最佳固体发酵培养基为：玉米秸秆粉20 g, NaCl 0.4 g, CaCl₂ 0.2 g,麸皮32 g,吐温80 0.2 g,蛋白胨0.7 g,(NH₄)₂SO₄ 0.8 g,KH₂PO₄ 0.5 g, MgSO₄·7H₂O 0.04 g,糖蜜0.4 g,吐温20 0.4 g,水115...     

植物水分来源稳定氢氧同位素偏移研究进展

稳定氢氧同位素技术能有效计算植物根系水分吸收量,确定植物水分来源贡献,评估植物水分利用策略,是生态水文学探究大气-植被-土壤系统水分传输过程机制的有效工具。然而土壤与木质部水稳定氢氧同位素比值(δ²H和δ¹⁸O)偏移造成植物水分来源贡献率计算偏差,引起氢氧同位素结果差异的原因尚不明晰。该文首先简要介绍氢氧稳定同位素比值偏移现象,其次沿水分在土壤-植物-大气连续体中的传输路径构建梳理框架,系统阐述了3个界面(植物-大气界面、土壤-大气界面和根系-土壤界面)与2个空间(植物体和土壤层)中引起δ²H与δ¹⁸O偏移的自然效应,同时概述了土壤与木质部样品提取与测定技术中引起δ²H与δ¹⁸O偏差的人为效应。最后,根据现有研究进展提出主要问题,从获取同位素时空数据,微尺度同位素偏移原因,提取与测定技术的优化三方面指出未来的发展方向。     

新疆野杏天然更新幼株的个体特征及空间分布格局

为探究新疆野杏(Prunusarmeniaca)种群天然更新幼株个体的生长现状与空间分布格局,该研究选择野杏集中分布的霍城县大西沟、新源县杏花沟和巩留县小莫乎儿沟为研究地,分别在3处研究地设置林下、林窗以及空地样地,观测幼株的分布密度、基径、高度以及冠幅,并采用5 m×5 m相邻格子样方法(7个聚集度指数)判定分布类型,点分布格局法计算聚集强度。新疆野杏天然更新幼株特征如下:(1)分布密度由大到小依次为杏花沟、大西沟、小莫乎儿沟,林窗显著大于空地和林下,种群天然更新强度为325株·hm–2。(2)基径为小莫乎儿沟、大西沟显著大于杏花沟,空地显著大于林下和林窗,种群天然更新基径约1.7 cm。(3)高度为大西沟、小莫乎儿沟显著高于杏花沟,空地显著高于林下和林窗,种群自然更新高度为77.0 cm。(4)冠幅为大西沟显著大于小莫乎儿沟和杏花沟,空地显著大于林窗和林下,种群天然更新冠幅为38.7cm。(5)有幼株的样地共22块,在5 m×5 m样方中,呈聚集、均匀与随机分布样地的比例分别为63.6%、27.3%和9.1%。(6)点分布格局中更新幼株在林下、空地多呈聚集分布,尺度为5–8m时聚集...