黄土高原不同干旱类型区苜蓿草地深层土壤干燥化效应

田间实地测了黄土高原不同干旱类型区不同生长年限苜蓿草地0～1000cm土层土壤湿度，分析和比较了各类苜蓿草地深层土壤干燥化效应特征。结果表明，在半湿润区、半干旱区和半干旱偏旱区，各类苜蓿草地土壤湿度平均值分别为10．84％、7．07％和5．45％，明显低于当地土壤稳定湿度值和荒草地土壤湿度值，土壤水分过耗量分别为540．2、641．1mm和455．0mm，平均土壤干燥化速度分别为61．2、101．9mm/a和99．0mm／a；3种类型区各类苜蓿草地年降水入渗深度分别为187．8、144cm和173cm，降水入渗深度以下深层土壤湿度保持稳定的干燥化状态；土壤干燥化强度随苜蓿草地生长年限延长而加剧，3年生苜蓿草地为中度干燥化强度，土壤干层厚度达到500～760cm，4年生以上苜蓿草地已达到严重干燥化和强烈干燥化强度，土壤干层厚度超过940～1000cm；通过粮草轮作使苜蓿草地土壤湿度恢复到当地土壤稳定湿度分别需要6、11a和18a以上。  

生物入侵及其与全球变化的关系

生物入侵是一个影响深远的全球性问题，其对我国的生态系统、环境和社会经济的影响也日益明显。生物入侵不仅导致生态系统组成和结构的改变，而且能彻底改变生态系统的基本功能和性质，最终导致本地种的绝灭、群落多样性降低，并给社会经济造成重大损失。本文还分析了全球变化与当前生物入侵加剧的关系，由此提出加强对入侵种的预测和监控及立足于生态系统和整个社会来应对外来生物入侵的策略，以期对预防和控制我国外来生物入侵提供参考。  

低温对棉纤维比强度形成的生理机制影响

 通过设置播期试验使棉纤维加厚发育过程（铃龄25～50 d）处于不同的温度条件下 ，研究低温对棉花纤维比强度形成的内在生理机制影响，为采取调控措施解决目前棉花(Gossypium)生产中存在的晚熟劣质问题提供理论依据。两年试验结果表明：棉纤维加厚发育期24.0 ℃左右 的日均温是高强纤维形成的最佳温度，其内在生理机制表现为棉纤维蔗糖合成酶活性最高， β-1,3-葡聚糖酶活性最低，纤维素的累积量和累积速率均明显高于其它低温条件，纤维超分子结构取向参数角较小，处于优化状态，最终表现为纤维比强度亦最大；低于21.0 ℃时即对棉纤维加厚发育相关酶活性产生明显影响，纤维比强度降低。当温度降到15.0 ℃左右 时，棉纤维蔗糖合成酶活性显著降低，而β-1,3-葡聚糖酶活性显著升高，同时纤维素累积量和累积速率均显著降低，纤维超分子结构取向参数角明显宽化，棉纤维不能正常发育，不利于高强纤维的形成（铃重仅为3.22 g，纤维比强度仅为15.73 cN•tex^－1）。  

棉花花后临界氮浓度稀释模型的建立及在施氮量调控中的应用

在大田栽培条件下,于江苏南京(长江中下游棉区)和河南安阳(黄淮棉区)设置了棉花氮素水平试验,依据Justes的临界氮浓度稀释曲线确定方法,建立了棉花花后临界氮浓度稀释曲线模型。结果表明,2试点的临界氮浓度与地上最大生物量间均符合幂指数关系,尽管不同气候区域间的模型存在一定差异,但临界氮稀释曲线斜率相同。棉花最高(Nmax)、最低(Nmin)氮浓度稀释模型也符合幂指数关系,且2试点最高、最低氮稀释曲线斜率亦分别相同。2试点氮稀释模型参数值的差异表明,对于相同的地上部生物量,安阳试点棉株的氮累积能力高于南京。基于临界氮浓度稀释模型,建立了棉株地上部氮素与干物质累积量之间的异速生长模型和氮营养指数模型(NNI),前者可作为施氮量调控的判别指标,后者作为实际与临界氮浓度的比值,能客观、定量地诊断棉株的氮素营养状况。基于临界氮浓度稀释条件下的异速生长参数、氮营养指数及动态临界氮累积量等指标得到施氮量调控的结果一致:(1)尽管安阳、南京2试点的地上生物量、产量差异较大,但临界氮稀释曲线条件下不同气候区域棉花达到最高产量的瞬时氮吸收速率的变化趋势、氮素快速累积期、最大氮吸收速率出现日等基本一致;(2)安阳、南京2试点的适宜施氮量应控制在360 kg.hm-2和240kg.hm-2水平上。由于临界氮浓度具有合理的生物学意义,因而所建模型有精确、简单和生物学意义明确等特点,可以直接用于评估作物的需氮量,亦可用于作物氮动态模拟的复杂模型中,为适时精确施肥提供了新的思路。  

氮素水平对初花后棉株生物量、氮素累积特征及氮素利用率动态变化的影响

在大田栽培条件下,分别在长江流域下游棉区(江苏南京)和黄河流域黄淮棉区(河南安阳)设置棉花氮素水平试验,定量研究氮素水平对花后棉株生物量、氮素累积特征及氮素累积利用率动态变化的影响,结果表明:棉株总生物量和氮素累积量随花后棉株生育进程的动态变化符合S型曲线,安阳、南京试点分别以360kg.hm-2、240kg.hm-2氮素水平的总生物量、氮素累积最多,其动态累积模型的特征参数值最为协调,皮棉产量最高。因此,可以通过改变施肥量来调节初花后棉株生长特征值,从而获得高产。棉株氮素累积利用率随初花后棉花生育进程的推进,呈现为不规则的S型曲线变化趋势,计算两试点的氮素累积利用率、瞬时利用率,安阳试点以360 kg.hm-2的施氮水平为最优,南京以240 kg.hm-2最高;施肥过多不仅利用率低,而且易造成营养器官比例加大,棉株虽可获得较大的干物质和氮素累积,但不能适时向生殖器官转移,皮棉产量降低。  

南美斑潜蝇地理种群蛹过冷却点随纬度递变及其对种群扩散的意义

5南美斑潜蝇是我国重要入侵种 ,已在我国广泛分布。为了解其不同地理种群的冷适应能力 ,2 0 0 2年5月底至 7月初在其分布区从南到北每隔大约 5° (纬度 )安排 1个采样点 ,包括昆明、成都、西安、北京和赤峰 ,采集这些地理种群蛹和幼虫 ;在室内实验测定蛹的过冷却点 (SCP)。蛹的SCP随纬度升高显著增加 ,最大相差 3 7℃ ;5个地理种群的SCP与当地气温年较差呈显著负相关 ,但与年均温无关。上述结果说明 ,南美斑潜蝇向北扩散过程包含了包括SCP逐步降低的适应机制。  

套作棉根际与非根际土壤酶活性和养分的变化

在棉麦两熟双高产条件下研究了棉花根际与非根际土壤酶活性和养分含量的变化.结果表明,套作棉土壤脲酶、蔗糖酶、蛋白酶及过氧化氢酶活性随生育进程的变化趋势与单作棉表现一致，但整个生育期套作棉根际与非根际土壤各种酶活性均明显高于单作棉.套作棉根际与非根际土壤养分含量在麦棉共生期低于单作棉或差异较小，而在麦收后则显著高于单作棉.套作棉土壤养分含量随生育进程的变化趋势与单作棉大体相同，但一些养分的吸收高峰晚于单作棉.无论套作棉还是单作棉，根际土壤酶活性和养分含量高于非根际.土壤各养分含量与土壤脲酶、蔗糖酶和蛋白酶活性呈显著(P=0.05,n=32)或极显著(P=0.01,n=32)相关，与土壤过氧化氢酶活性相关不显著.  

棉纤维加厚发育相关物质对纤维比强度的影响

以高、中、低纤维比强度棉花品种科棉1号、美棉33B、苏棉15号和德夏棉1号为材料,研究与棉纤维加厚发育密切相关的可溶性糖、蔗糖和-β1,3-葡聚糖含量动态变化特性及其对纤维比强度形成的影响.结果显示,与中、低强纤维品种相比,高强纤维品种棉花铃龄为10 d时纤维可溶性糖、蔗糖含量高,全铃期内其转化率高且转化彻底,铃龄为24~31 d期间蔗糖累积量高;纤维加厚发育起始期的-β1,3-葡聚糖含量峰值高,其中后期转化迅速而彻底.高强纤维品种棉纤维中可溶性糖、蔗糖和-β1,3-葡聚糖含量动态变化特性利于纤维素累积特性的优化,即快速累积期长、累积速率平缓,易形成高强纤维.研究表明,在物质变化水平上,可溶性糖、蔗糖和β-1,3-葡聚糖含量动态变化特性影响到棉纤维素累积特性,是导致棉纤维比强度品种差异的重要原因.  

黄土高原不同植被类型区人工林地深层土壤干燥化效应

人工林地土壤干燥化正在日益严重的威胁着黄土高原人工植被建设成效.在黄土高原3个植被类型区广泛观测苹果、刺槐、油松、辽东栎、狼牙刺、沙棘和柠条等23种不同立地和树龄林地深层土壤湿度基础上,比较和分析了各类林地土壤含水量、土壤湿度剖面分布和土壤干燥化强度,定量评价了各类林地深层土壤干燥化效应.研究结果表明:(1)23种林地0～1000 cm土层土壤湿度、土壤贮水量和土壤有效含水量平均值依次为10.84%、1409.8 mm和446.6 mm,明显低于荒草地土壤湿度和当地土壤稳定湿度值,各类林地平均土壤水分过耗量超过500 mm,每年多消耗土壤水分36.8 mm.林地土壤水分过耗量和耗水速度以中部半干旱森林草原区最高,南部半湿润森林区相对较低.林地土壤干燥化速度为:柠条和狼牙刺林地＞油松林地＞刺槐和沙棘林地＞苹果园地和辽东栎林地;(2)除林龄较短的苹果、沙棘和柠条林地外,各类林地在300 cm以下深层土壤湿度明显低于荒草地土壤湿度和土壤稳定湿度值,林地深层土壤湿度表现为阳坡低于阴坡、坡地低于平地,最大耗水深度接近或超过1000 cm.随林龄增长,林地深层土壤湿度逐渐降低,土壤干层逐渐加深和加厚;(3)23种林地土壤干燥化指数平均值为51.6%,达到中度(偏重)干燥化强度,林地土壤干层厚度达到或超过800 cm,随着降水量从半湿润区向半干旱偏旱区趋势性减少,林地土壤干燥化强度趋于强化,土壤干层厚度趋于增加.土壤干燥化强度和土壤干层厚度表现为:油松、辽东栎、狼牙刺和柠条林地＞刺槐林地＞苹果和沙棘林地.  

施氮量对花铃期短期渍水棉花叶片抗氧化酶活性和内源激素含量的影响

于2005-2006年在江苏南京(32°02'N,118°50' E)南京农业大学卫岗试验站进行盆栽试验,设置正常灌水和棉花花铃期短期渍水处理(渍水8 d,恢复15 d),每个水分处理设置3个施氮水平(0、240、480 kg N·hm~(-2)),研究施氮量对渍水棉花叶片抗氧化酶活性和内源激素含量的影响.结果表明:在渍水结束时,与正常灌水相比,渍水棉花叶片可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性降低,过氧化物酶活性升高,丙二醛(MDA)含量升高;与此同时,内源激素含量发生变化,脱落酸(ABA)含量升高,玉米素核苷(ZR)、赤霉素(GA)、生活素(IAA)含量及ZR/ABA、GA/ABA、IAA/ABA降低;其中以240 kg N·hm~(-2)渍水棉花MDA和ABA含量最低,而ZR、GA和IAA含量及ZR/ABA、GA/ABA和IAA/ABA最高,净光合速率最高.到停止渍水15 d时,渍水棉花叶片的抗氧化酶活性、MDA含量、内源激素含量与正常灌水处理的差异较小;施氮可提高渍水处理棉花叶片抗氧化酶活性,降低MDA含量,使ABA水平降低,ZR、GA、IAA水平及ZR/ABA、GA/ABA、IAA/ABA升高.本试验中,渍水条件下以240 kg N·hm~(-2)处理的效果最好,生物量和籽棉产量最高.