氮肥运筹对小麦产量、氮素利用效率和光能利用率的影响

连续2年在西南冬麦区的重庆、仁寿、广汉、西昌4个地点,开展3种施氮水平(每公顷纯氮0、120、180 kg,简写为N₀、N₁₂₀、N₁₈₀)和3种氮肥分配模式(N_A:底肥100%;N_B:底肥70%+苗肥30%;N_C:底肥60%+拔节肥40%)的田间试验,监测小麦花后冠层叶片SPAD值、群体光合速率(CAP)、光能利用等生理参数和籽粒产量,计算氮素利用效率、光能利用率等.结果表明: 随施氮水平增加,小麦上三叶SPAD值、CAP、光合有效辐射(PAR)截获率和产量均呈增加趋势,而氮肥农学利用效率、生产效率、吸收效率和利用效率呈降低趋势.氮肥后移的增效作用因施氮水平而异,SPAD于N₁₈₀增效明显,而CAP于N₁₂₀增效明显,不同氮肥管理模式的光能利用率因地点而异.氮肥后移能明显提高小麦氮肥农学效率、生产效率、吸收效率和氮素表观回收率,但氮肥利用效率则略有减少.氮肥后移效果N_C总体优于N_B处理.不同地点比较,广汉的SPAD值、CAP、PAR截获率、氮肥利用参数较高,其产量也相应最高;西昌的产量、SPAD值及氮素利用效率较高,但其光能利用率和CAP较低;重庆和仁寿的SPAD值、光能利用率及氮素利用效率均较低,其产量也最低.小麦生物产量与各地点的籽粒产量、CAP、SPAD值和PAR累积截获量均呈显著或极显著的正相关关系.表明不同生态区域增施氮肥都能促进小麦增产,氮肥后移可进一步优化产量结构、改善氮肥和光能利用效率,但存在年份和地点差异,各地需要制定有针对性的氮肥管理模式.     

盐、碱胁迫下小冰麦体内的pH及离子平衡

通过混合两种中性盐（NaCl和Na₂SO₄）和两种碱性盐（NaHCO₃和Na₂CO₃）分别模拟出不同强度的盐、碱胁迫条件，对小冰麦苗进行12 d胁迫处理，测定茎叶组织液的pH值及Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Cl^-、SO₄^2-、NO₃^-、H₂PO₄-和有机酸等溶质的浓度，以探讨盐、碱两种胁迫下小冰麦体内的pH及离子平衡特点.结果表明：盐、碱胁迫下小冰麦茎叶内的pH值均稳定不变；随胁迫强度的增加，盐胁迫下小冰麦茎叶内有机酸浓度没有明显变化，Cl^-浓度大幅度增加，而碱胁迫下有机酸浓度大幅度增加，Cl^-浓度没有明显变化.盐、碱胁迫下小冰麦茎叶中的阳离子均以Na⁺和K⁺为主，但阴离子的来源明显不同.盐胁迫下无机阴离子对负电荷的贡献起主导作用，其贡献率达61.3%～66.7%；而碱胁迫下，随胁迫强度的增大，有机酸对负离子的贡献率从38.35%上升到61.60%，逐渐成为主导成分.实验结果表明，有机酸积累是小冰麦在碱胁迫下保持体内离子平衡和pH稳定的关键生理响应.     

小鼠腹膜透析模型的构建及腹膜转运关键蛋白的表达

目的构建小鼠腹膜透析模型,以腹膜平衡试验（PET）曲线描述其转运特征,并观察腹膜转运关键蛋白在小鼠腹膜的表达。方法以C57BL/6小鼠为动物模型,通过PET建立透析模型,分别进行生化测定描绘PET曲线,以及蛋白印迹进行关键蛋白的检测。结果C57BL/6小鼠的PET曲线图形与人类接近。AQP-1、eNOS、Cav-1在小鼠腹膜均有稳定的表达。结论该模型结果可靠,代表性强,适合推广。     

耐盐药蒲公英(Taraxacum officinale Weber)愈伤组织筛选及生理生化特性分析

为获得耐1.5% NaCl的药蒲公英(Taraxacum officinale Weber)愈伤组织, 以药蒲公英叶片外植体为材料诱导愈伤组织。以NaCl为选择因子, 从愈伤组织直接筛选。在选择培养基上, 大部分愈伤组织褐化死亡, 个别褐化死亡的愈伤组织周围有少量新的细胞团长出, 将其转接到新鲜的选择培养基上, 每3周继代一次, 经3个月继代筛选获得了耐1.5% NaCl的药蒲公英细胞团。以普通愈伤组织为对照, 发现随着NaCl浓度升高, 耐盐愈伤组织的相对生长率下降但显著高于对照; 且随着盐胁迫处理时间延长持续升高, 而普通愈伤组织对照几乎停止生长, 说明耐盐愈伤组织具有相对稳定的耐盐性。在蛋白水平上, 耐盐愈伤组织与对照愈伤组织差异明显, SDS-PAGE分析显示: 耐盐愈伤组织比对照多出一条34 kD大小的蛋白带, 且30 kD、18 kD左右的蛋白带明显上调。相同处理条件下耐盐愈伤组织脯氨酸的增加幅度高于对照。盐胁迫条件下, 耐盐愈伤组织的超氧化物歧化酶(Super oxidase dimutase, SOD)、过氧化物酶(Peroxidase, POD)和过氧化氢酶(Catalase, CAT)活性明显高于对照,且随着处理时间的延长和盐浓度的增加呈现升高的趋势, 而对照则呈现先升高后下降的趋势。结果说明耐盐愈伤组织一方面通过小分子有机溶质如脯氨酸的方式调节其渗透平衡, 另一方面还可通过提高抗氧化能力降低盐分造成的次级伤害。积累蛋白也可能是耐盐愈伤组织调节渗透平衡的一种方式。通过生理生化分析确定我们获得的耐盐愈伤组织为耐盐变异体。     

差巴嘎蒿灌丛土壤和根系含水量对降雨的响应

以科尔沁沙地半固定沙丘灌木差巴嘎蒿(Artemisia halodendron)为对象,用土钻取样法和壕沟法研究了2006年生长季降雨后差巴嘎蒿周围土壤和根系含水量的时空分布特征及其相互关系,并计算了该灌丛的水量平衡.结果表明:该灌丛在降雨后对水分有暂时存储作用;降雨结束后,灌丛主干的茎流作用使得灌丛中心位置的土壤含水量高于灌丛丛幅垂直投影1/4和3/4处的土壤含水量;雨后6 h灌丛根系含水量与灌丛中心位置的土壤含水量呈极显著的负相关(r=-0.89,P＜0.01);灌丛根系含水量在雨后126 h内出现胁迫脉冲间歇反应.水量平衡计算表明,灌丛边缘外1 m处土壤蒸散量高于灌丛覆盖区的蒸散量,灌丛覆盖可降低土壤水分蒸散速率.     

土壤镉污染对大蒜幼苗生长及根系抗氧化系统的影响

通过土培实验研究了镉污染胁迫对大蒜幼苗生长及根系抗氧化系统的影响.结果表明:与对照组比较,土壤低浓度镉对大蒜幼苗生长略有促进作用,单株鲜质量、干质量、根长及地上部分高度略有增加,而根系活力、可溶性蛋白含量、超氧化物坡化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性显著升高,抗氧化防御酶系统仍保持平衡,表现在膜脂质过氧化产物(MDA)含量与对照组无明显差异;但随着土壤镉浓度的进一步增加,大蒜平均单株鲜质量、干质量、平均最大根长及地上部分高度均显著降低,同时,根系活力和可溶性蛋白含量增幅逐渐减弱,抗氧化防御酶系统平衡受到破坏,根系MDA含量显著上升.大蒜对镉吸收积累主要在根部,而向地上部分转运较少.     

草地农业生态系统的碳平衡分析方法

根据草地农业生态系统的结构,它的碳平衡为4个生产层的碳平衡之和,也是3个界面的碳平衡之和,而某一生产层或者某一界面的碳平衡则是其固定、输入、排放和输出的碳之和。草地农业生态系统4个生产层的碳平衡分析方法定量重要生产环节的碳汇与碳源过程,便于草业生产改进碳汇管理;草地农业生态系统3个界面的碳平衡分析方法显示碳源和碳汇的发生机理,及其空间和数量关系,便于调控草业生产组分以增汇减排;但是,这两个方法不易区分碳的来源和去向,难以明确其利用效率。草地农业生态系统碳平衡分析的输入/输出法定量地指示碳的来源和去向,以及碳效率,计算简单,但是较为概括,不利于牧场尺度的草业碳汇管理。以中国祁连山甘肃马鹿牧场和澳大利亚塔斯玛尼亚奶牛牧场为例,用3种方法分析了两个牧场的碳平衡,结果表明,放牧管理的草业系统的主要碳源是休闲旅游、产品加工流通环节产生的温室气体,主要碳汇是草地和土壤中贮存的碳,好的草地管理可以增汇减排。     

不同海拔地区种植的水稻次库碳水化合物含量的比较

在品种、土壤、底肥和追肥等一致的情况下,对三个不同海拔地区种植的水稻的次库(茎+叶鞘)中碳水化合物含量作了比较,结果表明:齐穗和黄熟期次库中总糖或淀粉含量均随海拔增高而增加。但在黄熟期,高海拔地区次库的总糖或淀粉含量比齐穗期的增加,而低海拔地区次库的总糖或淀粉含量则比齐穗期的降低。 齐穗期时,次库的淀粉含量随施用的氮素肥量的增加而降低。在黄熟期,温凉稻作区水稻次库的淀粉含量均随氮素底肥施用量的增加而增加,低熟地区水稻次库的淀粉含量则趋于一致,不过不同地区相比各处理次库的淀粉含量均因海拔增高而增加。 不同时期的氮素追肥使齐穗期次库淀粉含量因追肥时间推迟而增加,唯元江晚穗肥处理的低于中穗肥处理的。黄熟期因追肥时间提早而次库的淀粉含量增加,但元江以早穗肥处理的次库淀粉含量最低。与齐穗期相比时,低海拔地区的各个处理,其次库的淀粉含量均减低,但高海拔的昆明温凉稻作区,施早和中穗肥的水稻,在黄熟期次库的淀粉含量反而增高。还可以看出水稻种植地海拔越高,其次库淀粉含量对追肥时间越敏感。 基于水稻次库中淀粉含量对氮素肥料的反应,就三地气候条件讨论了上述的差异。     

Temporal and spatial variation characteristics of China shrubland net primary production and its response to climate change from 2001 to 2013

Aims Net primary production (NPP) is the input to terrestrial ecosystem carbon pool. Climate and land use change affect NPP significantly. Shrublands occupy more than 20% of the terrestrial area of China, and their NPP is comparable to those of the forests. Our objective was to estimate China shrubland NPP from 2001 to 2013, and to analyze its variation and response to climate change.Methods We used a Carnegie-Ames-Stanford Approach (CASA) model to estimate the NPP of six shrubland types in China from 2001 to 2013. Furthermore, we used Theil-Sen slope combined with Mann-kendall test to analyze its spatial variation and a linear regression of one-variable model to analyze its inter- and intra-annual variation. Finally, a multi-factor linear regression model was used to analyze its response to climate change.Important findings We found the annual mean NPP of China shrubland was 281.82 g•m^-2•a^-1. The subtropical evergreen shrubland has the maximum NPP of 420.47 g•m^-2•a^-1, while the high cold desert shrubland has the minimum NPP of 52.65 g•m^-2•a^-1. The countrywide shrublands NPP increased at the rate of 1.23 g•m^-2•a^-1, the relative change rate was 5.99%. The temperate deciduous shrubland NPP increased the fastest with a speed of 3.05 g•m^-2•a^-1 and subalpine evergreen shrubland had a decreasing trend with a speed of -0.73 g•m^-2•a^-1. Moreover, the other four shrublands NPP had a growing trend, only subalpine deciduous shrubland NPP did not change significantly. The response of NPP to climate change of different seasons varies to different shrubland types. In general, the NPP variation was mainly affected by precipitation, and the spring warming also contributed to it. The increase of countrywide shrubland NPP may promote its contribution to the regional ecosystem function.