基于叶片干物质的滴灌玉米临界氮稀释曲线构建

建立宁夏引黄灌区滴灌玉米临界氮浓度稀释曲线,采用临界氮浓度模型对滴灌玉米氮营养状况进行分析,探讨基于此模型推导的氮营养指数用于诊断氮营养的可行性,为实现滴灌玉米氮肥精准管理和生态环境保护提供理论参考。试验以‘天赐19’玉米为材料,设置6个氮素水平(0、90、180、270、360和450 kg·hm^-2),在2年田间定位试验的基础上构建基于叶片干物质(LDM)的滴灌玉米临界氮浓度(N_c)稀释曲线和氮营养指数模型。结果表明: 1)滴灌玉米叶片干物质和氮浓度之间呈负幂函数关系,其模型表达式分为2部分: 当LDM<1.15 t·hm^-2时,N_c=3.2%;当LDM≥1.15 t·hm^-2时,N_c=3.29LDM^-0.29;2)拟合模型的评价指标均方根误差(RMSE)和标准化均方根误差(n-RMSE)分别为0.203、8.0%,年度间具有较好的稳定性;3)不同氮素处理下,氮营养指数(NNI)在0.47~1.44。不同生长阶段NNI与产量呈显著正相关,与氮肥农学利用效率呈显著负相关,故NNI可进一步解释滴灌玉米在限氮和非限氮条件下的产量变化。本研究基于叶片干物质构建的临界氮浓度稀释曲线可在滴灌玉米拔节期至吐丝期提供准确的氮素营养状况估测。     

封育对黄土高原草地深层土壤pH的影响

土壤酸碱度变化, 直接影响植被类型及植物对土壤养分的吸收效率, 同时在土壤有机碳和无机碳相互转化过程中起重要作用, 为明确草地封育过程中土壤酸碱度的变化特征。以黄土高原云雾山自然保护区放牧草地(封育0年)、封育15年草地、封育30年草地为研究对象, 采用空间代替时间方法, 研究封育过程中深层(0-500 cm)土壤酸碱度变化特征。结果表明: (1)3个封育年限草地土壤pH随着土层深度的增加而增加, 放牧草地土壤pH变化范围为8.54-9.26、封育15年草地土壤pH变化范围为8.56-8.97、封育30年草地土壤pH变化范围为8.12-8.74。(2)不同封育年限0-500cm土壤各粒级差异较大, 放牧草地在40-60 cm土层, 3-2 mm土壤团粒结构的土壤pH最低为8.38, 显著低于其它粒级(P˂0.05); 封育15年草地土壤pH各粒级差异较小; 封育30年草地土壤pH整体呈上升趋势, 0-20 cm各粒级土壤pH差异显著。(3) 在0-500 cm, 封育30年草地土壤pH显著低于放牧草地和封育15年草地(P˂0.05), 其平均值分别为8.50、8.94和8.87。因此, 长期封育显著降低土壤pH值。     

不同生境马铃薯根际土壤细菌多样性分析

近年来,随着国家对马铃薯产业重视程度的增加,生产的专业化和规模化程度越来越高,化肥农药用量不断加大,加之连作等种植模式,致使以疮痂病为代表的土传病害普遍发生且逐年加重,个别地块发病率达90%以上,给种植业者带来巨大的经济损失。[目的] 为了探索马铃薯疮痂病发生与土壤环境的关系,分析区域性种植方式和施肥量对土壤细菌种群变化的影响,为实现土传病害有效防治提供借鉴。[方法] 本文分别从1年连作土传病害轻的宁夏西吉（西北）、3年连作土传病害严重的河北沽源（华北）、5年轮作未发现土传病害的内蒙古海拉尔（东北）大田马铃薯根际采集土壤,利用高通量测序技术,比较了样品间细菌群落结构差异。[结果] 3组样品共获得有效条带617558条,可分类操作单元（OTUs）3077个。各样品中变形菌门（Proteobacteria）数量最多,含量均在33%以上。与未发病土壤样品相比,土传病害发生严重的样品中细菌数量、物种数、细菌多样性、种类丰富度均有所降低,有害菌数量增加,益生菌数量减少。其中,放线菌（Actinobacteria）数量明显增多,变形菌（Proteobacteria）、绿弯菌（Chloroflexi）和酸杆菌（Acidobacteria）数量明显减少,组分及数量差异明显的细菌（尤其是放线菌门）大多与土壤全磷含量呈显著相关。[结论] 过量施用化肥和常年连作改变了土壤细菌群落结构,生态环境恶化,导致土传性病害发生。其中,磷可能是影响土壤微生物群落结构变化最主要的肥料元素。     

苜蓿假盘菌子囊孢子萌发特性及子实体超微结构观察

【背景】苜蓿假盘菌(Pseudopeziza medicaginis)侵染苜蓿叶片引起的褐斑病是苜蓿的重要病害之一。研究表明,该菌以子囊盘越冬,翌年释放子囊孢子完成初侵染,因此观察该菌子实体的超微结构特征,有利于进一步揭示子囊菌的侵染机制。【目的】明确P. medicaginis子囊孢子萌发、Ca2+信号途径是否参与调控附着胞形成;观察子囊孢子和子实体的超微结构特征。【方法】采用光学显微镜技术,研究不同碳、氮源和Ca2+/CaM信号途径对P. medicaginis子囊孢子萌发、附着胞形成的影响,并采用电镜技术观察子实体和子囊孢子的超微结构。【结果】碳、氮源有利于P. medicaginis子囊孢子的萌发,葡萄糖、麦芽糖、蔗糖、氨基乙酸、酵母粉、尿素、蛋白胨、硝酸铵、硝酸钠等碳、氮源诱导形成附着胞,以尿素诱导效果最明显;Ca2+不仅促进子囊孢子的萌发,显著诱导附着胞的形成,而且高于碳、氮源;10 mmol/L的Ca2+诱导效果最明显,随其浓度的增加,子囊孢子的萌发率和附着胞的形成率下降;低浓度Ca2+螯合剂EGTA诱导形成附着胞,≥1 mmol/L抑制子囊孢子的萌发,外源Ca2+或Ca2+载体A23187能够部分解除EGTA的抑制作用;磷酸酯酶抑制剂Neomycin、Ca2+通道阻断剂Nicardipine、CaM拮抗剂Chloropromazine完全抑制子囊孢子的萌发。成熟的P. medicaginis子实体突破寄主表皮,中间开裂露出子囊,子囊孔口无囊盖,呈横向裂口状。子囊孢子表面具有环形纹饰,细胞核色深,线粒体等细胞器数量多,脂类物质数量多且发达,胞内充满电子致密度高的物质。【结论】碳、氮源和Ca2+可诱导P. medicaginis子囊孢子形成附着胞,钙信号途径参与P. medicaginis子囊孢子的萌发和附着胞形成过程的调控。子实体突破寄主表皮外露呈开裂式,子囊顶端无囊盖,线粒体发达。该研究结果为P. medicaginis的深入研究提供重要细胞学事件。     

麦蚜和寄生蜂对农业景观格局的响应及其关键景观因子分析

大量研究表明多样性的农业景观格局能够影响蚜虫及寄生蜂的分布。本文利用并设计了两种尺度的麦田农业景观格局,依据麦蚜种群发生特点,分为迁入期、增长期与高峰期三个时期,论述了不同尺度下农业景观元素对麦蚜及寄生蜂系统的影响,通过逐步回归筛选了不同时期麦蚜及寄生蜂分布的关键景观元素,最后通过CANOCO软件模拟了麦蚜及寄生蜂的分布排序格局。结果表明不同景观因子对麦蚜及寄生蜂种群影响不同,迁入期两种尺度下裸地最有利于两种有翅蚜的迁飞入田,塑料大棚对有翅蚜种群的入田有抑制作用。增长期草地与林地生境对麦蚜种群增长率促进最大,塑料大棚同样抑制了麦蚜的种群增长率;但塑料大棚、草地与林地对蚜茧蜂的种群增长率有促进作用,非麦类作物生境对蚜茧蜂种群增长率抑制作用最大;草地与林地有利于重寄生蜂的种群增长率;高峰期裸地比例大的农业景观下麦蚜的最大种群密度较大,草地与林地对蚜茧蜂与重寄生蜂的最大种群密度均有促进作用。两种尺度下的研究结果一致。不同麦物种的对不同景观元素反应与形态学与生活史特征有关,而且景观结构中特定的植物种类、非作物植物的密度与物候期都可能影响寄生蜂群落的多样性与功能。     

荒漠景观下柠条豆象的空间分布及其对景观斑块格局的反应

柠条豆象Kytorhinus immixtus Motschulsky是危害柠条种子的主要种实害虫之一。本文应用了多个聚集度指标和回归分析方法,研究探讨了柠条豆象卵、幼虫在宁夏盐池、灵武、银川等荒漠景观中11个生境斑块中的空间分布型及种群对景观斑块格局的反应情况。结果表明:在11个景观样地中,柠条豆象卵和幼虫在各种生境斑块中均呈聚集型的负二项分布;卵和幼虫空间分布的Iwao回归方程分别为m*=2.23695+1.64742m(r=0.8273)和m*=2.24418+1.42084m(r=0.8889)、Taylor幂模型分别为logS2=0.51292+1.41118logm(r=0.9344)和logS2=0.59645+1.14736logm(r=0.9786),种群分布的基本成分为个体群,个体间相互吸引,有密度依赖性,聚集主要由环境因素和种间竞争引起的,聚集强度随种群密度的升高而增加。在荒漠景观下,柠条豆象的种群发生与寄主植物的种类、在斑块内的分布格局有着密切的关系,与斑块面积相关性较低(R2=0.1995)。主成分分析显示柠条林生长的土壤类型、生长方式是影响柠条豆象寄生的主要因素。     

华北农牧交错带农田-草地界面土壤水分的空间特征

利用经典统计与地统计学方法,对华北农牧交错带农田-草地界面不同采样粒度（1 m×1 m、2 m×2 m）0～50 cm土层土壤水分的空间异质性进行了分析.结果表明：研究区农田、草地、农田-草地界面土壤水分均属中等变异,草地土壤水分的变异系数较农田大;土壤水分的变异系数随土层深度的增加而逐渐增大,且1 m×1 m采样粒度下农田-草地界面土壤水分变异系数与土壤深度呈显著相关(P＜0.05);1 m×1 m采样粒度下,农田-草地界面各土层土壤水分的空间异质性明显高于邻近的农田和草地,表现为中度到强度的空间自相关性,变程在7.65～30.99 m,且具斑块分布格局;2 m×2 m采样粒度下,农田-草地界面各土层土壤水分的空间结构既有中到强度的空间自相关性,又有完全随机化的纯块金效应,变程在4.16～18.86 m;在农田-草地边界存在土壤水分的界面效应.     

三种不同土壤改良剂对黄瓜根际微生物数量和群落代谢功能多样性的影响

【背景】土壤微生物在调节植物生长、提高土壤养分利用率及维持生态系统稳定性等方面发挥着重要作用。【目的】探讨蚯蚓原位处理废弃物及脱硫石膏改良土壤后的微生物群落结构多样性特征,深入研究黄瓜根际微生物群落数量与微生物指数之间的相关性。【方法】通过平板培养法测定可培养真菌、细菌、放线菌群落数量与Biolog-ECO微平板法分析OD590值微生物碳源利用率相结合,研究蚯蚓处理废弃物原位生成蚯蚓粪替代土壤(T1)、脱硫石膏(3 t/hm2)(T2)、蚯蚓处理废弃物原位生成蚯蚓粪与脱硫石膏混施(T3)这3种土壤处理下栽培黄瓜,其根际微生物群落多样性特征。【结果】T1、T3处理的可培养放线菌数量显著高于CK、T2;细菌与真菌菌落数量无显著性差异。各处理的平均每孔颜色变化率(average well color development,AWCD)呈“厂”型趋势变化,在0-96h上升迅速,96-144h缓慢上升至最高值,T1、T3处理的AWCD值高于CK、T2。与对照相比,各处理的AWCD值、Shannon指数、Simpson指数、Pielou指数和McIntosh指数存在显著性差异。与CK相比,T1与T...     

生境管理——保护性生物防治的发展方向

生境管理是近年来保护性生物防治的重要研究方向,也是利用农业景观格局进行生物防治的重要策略。生境管理是指从农田景观的角度,在大时空尺度范围内进行多种作物与非作物生境的设计与布局,创造有利于天敌的环境条件,抑制害虫种群发生,达到减小环境污染、增强农业生态系统的控害保益功能,最终实现害虫种群控制的可持续性。景观尺度下的生境管理不仅强调单一农田生物控害作用,而是以多生境农业景观整体布局为指导,探索各种生境功能的整合利用,以发挥各种生境最大的生物控害潜能,为实现多目标生态服务价值管理提供重要的理论基础和现实依据。本文系统地总结了生境管理的研究内容与实现途径,论述了农业景观格局与过程对害虫种群控制的机理,并对作为保护性生物防治发展方向的生境管理研究趋势进行了展望。