青海高原小麦叶片净光合速率日变化的中午降低现象对环境中生态因素的响应

以土培盆栽和大田栽培小麦（Ｔｒｉｔｉｃｕｍａｅｓｔｉｖｕｍ）为研究材料,探讨了青海高原小麦在正常生长的自然条件下,出现的土壤水分含量（ＳＷＣ）的变化所引起的植物叶片相对含水量（ＲＷＣ）和叶水势（ｗｌ）的变化以及自然强光（ＰＦＤ;Ｑ）导致的高温（Ｔａ）所产生较低的空气相对温度（ＲＨ）对小麦叶片净光合速率（Ｐｎ）日变化的中午降低现象的影响。结果表明,在大田小麦正常生长的自然条件下,当ＳＷＣ等于或低干３０％时,小麦叶片的ＲＷＣ和ｗｌ下降,气孔导度（Ｇｓ）变小,气孔阻力增大,ＣＯ＿２的供给受到了限制,从而也引起了小麦叶肉细胞进行光合作用的能力下降,Ｐｎ日变化就出现了明显的中午降低现象。当ＳＷＣ在８０％左右时,小麦叶片的ＲＷＣ和ｗｌ升高,Ｇｓ增大,气孔阻力变小,ＣＯ＿２供应充分,小麦叶肉细胞进行光合作用的能力增强,Ｐｎ日变化就没有出现中午降低现象（图１）,而青海高原偶然出现的自然强光（ＰＦＤ）导致较高的Ｔａ所产生较低的ＲＨ％和较低的ＳＷＣ一样也是晴天中午,小麦叶片Ｐｎ日变化产生中午降低现象的直接原因。所以说,晴天中午,青海高原大田ＳＷＣ的高低和ＲＨ％的大小是引起小麦叶片Ｐｎ日变化出现中午降低现象轻重与否的主要生态因素     

不同干旱土壤条件下杨树的耗水规律及水分利用效率研究

 在适宜土壤水分（70%θf）,中度干旱（55%θf）和严重干旱（40%θf）3种土壤水分条件下研究杨树（Populus simonii）的耗水特性和水分利用特征。结果表明,随着土壤含水量的下降,杨树叶水势、相对含水量(RWC)、生长速率、光合速率及单叶水分利用效率（WUE）显著下降;在适宜水分和中度干旱条件下,杨树的快速生长和干物质迅速积累时期主要集中在5～6月,严重干旱下快速生长时期和干物质积累主要集中在5月;杨树总耗水量和总生物量的大小顺序为：适宜水分＞中度干旱＞严重干旱;WUE则表现出中度干旱下最高,严重干旱下最低;杨树在适宜水分下的日、旬、月耗水量明显高于中度干旱和严重干旱处理;杨树在适宜水分、中度干旱和严重干旱条件下的最高耗水月分别在6～7月,最高旬耗水量分别在7月中旬、上旬和6下旬;在中度水分亏缺和严重水分亏缺下的最高耗水日出现的时间比适宜水分下的最高耗水日提前1～2个月以上。一天中的最大耗水高峰随着杨树生育期和土壤含水量的不同而有明显差异。研究结果表明,杨树不具备耐旱植物的特征,因此在黄土高原缺水地区不适宜大面积栽植,只能用于水分条件较好的立地条件下造林。     

水热因子对退化草原羊草恢复演替群落土壤呼吸的影响

 对内蒙古锡林郭勒白音锡勒牧场退化恢复羊草（Leymus chinensis）草原生态系统土壤呼吸作用的主要影响因子分析表明,环境因子对土壤呼吸作用的影响程度依次表现为：土壤水分>温度;水分对土壤呼吸作用的影响可分成3段,即<7.5%、7.5%～18.4%和>18.4%。当0～10cm土壤含水量＜7.5%时,土壤温度是土壤呼吸作用的主导控制因子,土壤呼吸作用与5cm土壤温度呈幂函数关系;而当0～10cm土壤含水量＞7.5%时,土壤呼吸作用受土壤水分和土壤温度的共同作用。研究还表明：在植物生长季内,当土壤水分接近羊草草原土壤萎蔫系数6.0%时所测得土壤呼吸作用为植被在干旱胁迫下的土壤呼吸作用,而当土壤水分大于羊草草原土壤萎蔫系数6.0%时,土壤呼吸作用的增加主要是由于植物生长及其引起的根系活动和微生物数量、组成及其活性共同影响的,进而可以解释不同水分条件下土壤及植物根系在土壤呼吸作用中的不同贡献,为建立土壤呼吸作用模型及正确地理解陆地碳收支及其固碳潜力提供依据。     

黄土高原半干旱区苜蓿草地土壤干燥化特征与粮草轮作土壤水分恢复效应

实地测定了黄土高原半干旱区固原不同生长年限苜蓿草地和连作8a苜蓿草地翻耕轮作不同年限粮食作物后深层土壤水分特征,分析了苜蓿草地土壤干燥化特征和粮草轮作对土壤水分的恢复效应.结果表明:(1)苜蓿连作1a、5a、8a和12a等4类苜蓿草地0～1000cm土层平均土壤湿度值为6.6%,平均土壤水分过耗量702.8mm,平均土壤干燥化速率147.1mm/a,达到强烈干燥化程度,苜蓿连作5a土壤干层深度超过1000cm,苜蓿连作8a土壤干层深度超过1360cm,苜蓿草地合理利用年限为7a.(2)连作8a苜蓿草地翻耕并轮作4～7a和25a粮食作物等5类粮田0～1000cm土层土壤湿度介于6.74%～11.95%,土壤贮水量恢复值介于210.6～887.3mm,平均土壤水分恢复速率为80.8mm/a.轮作6a后粮田土壤干层轻度恢复程度以上深度达到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需要13a以上.黄土高原半干旱区适宜的粮草轮作模式为:7a苜蓿→13a粮食作物.     

土壤抑菌作用对食线虫真菌及其制剂的影响*

通过我国东北及黄淮海地区主要大豆种植区11种土壤对4株定殖于大豆胞囊线虫真菌淡紫拟青霉（Paecilomyceslilacimus）M-14,厚垣孢子轮枝菌（Verticilliumchlamydosporium）JN-11SH-26和BQL－1孢子的抑制作用及其影响因子的研究,表明土壤抑菌作用普遍存在,但依土壤条件、菌种类型而异,其中以安徽宿县、济南农科院、北京、黑龙江宝泉岭农场的土壤抑菌作用最强,洗涤悬液中孢子萌发率多小于30％,济南敬家、河南开封、黑龙江八五三农场等地土壤抑菌现象不明显,孢子萌发率一般在40～80％。同一土壤对4个菌株的影响是一致的。将菌种液体发酵培养,其滤液孢子萌发率一般可提高至50％以上。加入复合添加剂制得菌剂后,孢子萌发率进一步提高。土壤中微生物数量对其抑菌作用的强弱有很大影响。一般来说土壤中微生物数量越多,抑菌作用表现得也越明显。机理探讨表明土壤中存在着一些水溶性及挥发性的抑制因子,其中水溶性成分是主导因素。     

Comparative resistance of the soil and the plant to water transport

The resistances to liquid water transport in the soil and plant were determined directly and simultaneously from measurements of soil, root, and leaf water potentials and the flux of water through the soil-plant system to the sites of evaporation in the leaf. For soybean (Merr.) transporting water at a steady rate, water potential differences between soil and root were smaller than between root and leaf over the range of soil water potentials from −0.2 to −11 bars. As soil water was depleted, water flow through the soil and plant decreased to one-tenth the maximum rate, but both the soil resistance and plant resistance increased. The plant resistance remained larger than the soil resistance over the entire range of soil water availability. Previous suggestions that the soil is the major resistance have ignored the increase in plant resistance and/or assumed root densities that were too low.     

土壤水分亏缺对春小麦根系干物质累积和分配的影响

在人工气候室中进行实验,实施光、温自动控制,研究了土壤水分对春小麦根系干物质积累和分配的影响,３个处理是春小科整个生长发育期内土壤水分分别控制在田间持水量的３０％,６０％,９０％,实验结果表明,在四叶一心－抽穗开花期间,３个处理气孔阻力逐渐降低,光合速率蒸腾速度逐渐上升,其中,中等水分条件下蒸腾速率明显低于充分供水,而光合速率则接近或显著高于是。抽一开花期,下层以根长,根竽中等水分处理显著高于其余     

增强UV-B辐射对暖温带落叶阔叶林土庄绣线菊水分利用效率、气孔导度、叶氮素含量及形态特性的影响

在北京东灵山暖温带森林生态系统中,选择常见灌丛土庄绣线菊(Spiraea pubescens),建立UV-B控制实验。连续3个生长季每天增补9.4 kJ·m^-2的辐射剂量,模拟臭氧衰减17%时近地表面UV-B辐射的增强。该实验的目的是在野外环境下观测,长时间人工增强UV-B辐射对土庄绣线菊叶片的气孔导度、碳同位素比率(δ¹³C)、叶含水量、叶面积、特别是水分利用效率(WUE)和叶片全氮含量等指标的影响。实验结果表明,增强UV-B辐射显著减少了土庄绣线菊的叶面积(50.1%),提高了叶片全氮含量(102%)。同时,UV-B辐射还在一定程度上(尽管统计显示不显著)降低了气孔导度(16.1%)、胞间CO₂浓度与大气CO₂浓度之比(C_i/C_a) (4.0%)、提高了碳同位素比率(δ¹³C)(20.5‰)、叶含水量(3.1%)及比叶重(SLW)(5.2%),从而导致WUE的增加(4.1%)和植物的抗旱能力增强。值得注意的是,深层土壤(30~40 cm)含水量变化会影响气孔导度、δ¹³C和WUE对紫外辐射的响应程度:在土壤干旱的季节(6月和9月),气孔导度、δ¹³C、WUE这些指标处理和对照的差异很小,但是当土壤水分充足时(7月和8月),处理和对照的差异就较为显著。另外,随着实验处理时间的延长,UV-B的效应变得不显著。相关分析表明,UV-B辐射降低了土壤含水量(30~40 cm)与土庄绣线菊叶含水量、δ¹³C、C_i/C_a和气孔导度的相关系数,增强了WUE与土壤含水量的相关性,这也许是由于UV-B辐射增强了WUE对土壤水分变化的敏感性。该研究的结果表明UV-B辐射对土庄绣线菊的形态和生长有显著的影响,但对主要水分生理指标影响不显著。     

土壤温度和水分对长白山不同森林类型土壤呼吸的影响

在实验室条件下,将不同含水量的3种森林类型的土柱分别置于0、5、15、25和35℃条件下,进行土壤呼吸测定．结果表明,在0～35℃范围内。土壤呼吸速率与温度呈正相关．在一定含水量范围内(0．21～0．37kg·kg^-1),土壤呼吸随含水量的增加而升高,当含水量超出该范围,土壤呼吸速率则随含水量的变化而降低．土壤温度和水分对土壤呼吸作用存在明显的交互作用．不同森林类型土壤呼吸作用强弱存在显著差异,大小顺序为阔叶红松林>岳桦林>云冷杉暗针叶林．阔叶红松林土壤呼吸作用的最佳条件是土壤温度35℃、含水量0．37kg·kg^-1;云冷杉暗针叶林下的山地棕色针叶林土壤呼吸作用的最佳条件是25℃、0．21kg·kg^-1;岳桦林土壤呼吸作用的最佳条件是35℃、含水量0．37kg·kg^-1。但是．由于长白山阔叶红松林、云冷杉林和岳桦林处在不同的海拔带上,同期不同森林类型土壤温度各不相同,相差4～5℃,所以野外所测的同期山地棕色针叶林土呼吸速率应低于暗棕色森林土呼吸速率,山地生草森林土呼吸速率应高于山地棕色针叶林土的呼吸速率．     

不同施肥水平对旱地冬小麦水分利用效率的影响

1987—1988年,研究了旱地施肥对冬小麦(Triticum aestivum cv．Shanhe No．6)水分利用效率的影响,初步探讨了“以肥调水”的生理机制。施肥不仅提高了旱地土壤含水量,更重要的是提高了土壤水势和土壤水的有效性,从而增加了有效水分利用。施肥增大旱地冬小麦绿叶面积,延缓叶片衰老,从而降低土壤蒸发,增加蒸腾用水潜势和光合潜势,但净同化率不一定提高。施肥增加旱地冬小麦总的水分利用(ET,即蒸散量)和蒸腾(T)用水,增加地上部生物产量,提高了经济产量和水分利用效率。施肥使冬小麦同时具有耗水和节水以抵御干旱的能力,对植株具有调节作用,使之更好地适应干旱环境。     

分层供水施磷对春小麦光合性能、同化产物流向和水分利用效率的影响

利用自制的植物生长装置研究了春小麦在不同土壤湿度和不同部位施用磷素的组合方式对作物光合、同化物分配和水分利用的影响,结果表明：在上干下湿的水分条件下,表层施磷处理其光合速率曲线呈单峰型,而整体湿润条件下不管磷的施用部位如何,其光合速率曲线呈双峰型;表层施磷可以提高作物的净光合速率１１．１８％～１５．５９％;不同的水分处理表层施磷增加光合有效叶面积１７．３６％～３２．９４％;水分利用效率（ＷＵＥ）提高２．３７％～１９．１３％;而且能显著地增加繁殖分配比例,协调根冠生长,增加籽粒产量,这对作物稳产高产有一定的积极作用。     

Water relations and leaf expansion: importance of time scale

The role of leaf water relations in controlling cell expansion in leaves of water-stressed maize and barley depends on time scale. Sudden changes in leaf water status, induced by sudden changes in humidity, light and soil salinity, greatly affect leaf elongation rate, but often only transiently. With sufficiently large changes in salinity, leaf elongation rates are persistently reduced. When plants are kept fully turgid throughout such sudden environmental changes, by placing their roots in a pressure chamber and raising the pressure so that the leaf xylem sap is maintained at atmospheric pressure, both the transient and persistent changes in leaf elongation rate disappear. All these responses show that water relations are responsible for the sudden changes in leaf elongation rate resulting from sudden changes in water stress and putative root signals play no part. However, at a time scale of days, pressurization fails to maintain high rates of leaf elongation of plants in either saline or drying soil, indicating that root signals are overriding water relations effects. In both saline and drying soil, pressurization does raise the growth rate during the light period, but a subsequent decrease during the dark results in no net effect on leaf growth over a 24 h period. When transpirational demand is very high, however, growth-promoting effects of pressurization during the light period outweigh any reductions in the dark, resulting in a net increase in growth of pressurized plants over 24 h. Thus leaf water status can limit leaf expansion rates during periods of high transpiration despite the control exercised by hormonal effects on a 24 h basis.     

9种针阔叶幼树的蒸腾速率、叶水势与环境因子关系的研究

应用QK-1气孔仪和压力室测定了樟子松、青杨等9种针阔叶幼树的蒸腾速率与其叶水势及与环境因子的关系。采用多元线性回归和逐步回归对观测值的统计分析结果表明:在土壤供水良好的条件下,其蒸腾速率主要受气象因子的影响,与其叶水势的相关性不显著。控水试验结果表明:在水分胁迫条件下其蒸腾速率与其叶水势和土壤含水量的相关性最显著。     

Soil water balance in rainfed vineyards of the Penedès region (Northeastern Spain) affected by rainfall characteristics and land levelling: influence on grape yield

Rainfed agriculture has experienced important transformations in the Mediterranean area over the last decades. This is particularly true for traditional vineyards which have been restructured after levelling operations designed to facilitate the use of machinery. Levelling operations change soil properties and structure, negatively affecting soil hydrological processes, decreasing soil water intake and storage in the soil profile. This effect may become exacerbated under a climate change scenario as a result of increased water losses due to runoff after high intensity events and the resulting decrease in water availability for crops. This paper examines the effects of land levelling, carried out before the establishment of new vineyards, on soil water availability for vineyards in a Mediterranean climate area. These effects have been analysed taking into account the different rainfall distribution patterns in the study area, including extreme events. Soil moisture was analysed at depths of from 0 to 80 cm, for a 12 year period, in areas with different degrees of disturbance as a result of land levelling operations. Simulated rainfall was applied at the same points to evaluate the steady infiltration rate and to estimate runoff rates. Precipitation, runoff, crop evapotranspiration and changes in soil moisture were assessed for each crop stage and year for the vine varieties Macabeo, Chardonnay and Parellada. Precipitation was not enough to satisfy crop water requirements in many years, particularly during the bloom–veraison and ripening stages. Soil water content had a significant effect on grape yield, particularly the available water content during the budburst–bloom and bloom–veraison stages. Differences in yield of about 50% between years and of over 28% between levelled and non-levelled areas under similar management practices were observed.     

水环境中的几种物质对大链壶菌灭蚊效率影响的初步研究

1991年1—4月,作者在实验室中观察了水中分别加入肝粉、葵花籽粉、田泥、淤泥、丝藻和人造沙后,对致倦库蚊幼虫的大链壶菌(Lagenidium giganteum)感染率的影响。发现除人造沙外,其他几种物质皆能明显地增加蚊虫的大链壶菌感染率。并且在一定范围内,蚊虫感染率与所加物质的量成正相关关系。据估计,每100ml水中加入6.4mg葵花籽粉或6mg肝粉分别可使蚊虫感染率增加2倍和3倍。作者认为大链壶菌在肝粉和葵花籽粉中弥漫地腐生生长,并释放大量额外的游动孢子,是这两种有机物增加蚊虫感染率的主要原因。 对田泥、淤泥和人造沙的研究表明,土壤肥力与蚊虫感染率的增加有关。丝藻则可能是由于净化水质造成有利于大链壶菌游动孢子活动的环境而增加蚊虫的感染率。     

南方东部丘陵区季节性干旱成因及其对策研究

本文着重从气候和土壤两方面探讨红壤丘陵区土壤季节性干旱的成因。研究结果表明,红壤特殊的水分物理性质和该区特定的大气－土壤－植物系统水分运动模式的综合作用是红壤季节性干旱的主要成因。认为丘陵红壤的土壤水分管理应从土壤结构改良和协调气候－土壤关系两方面入手,通过合理的耕作技术和建立合理的利用方式体系,改良土壤结构,利用深层土壤水分,从而达到提高土壤水分利用率和抗旱、避旱的目的。复合农林业和免耕覆盖技术对红壤水分具有显著的调节作用。     

施磷对稻田土壤及田面水磷浓度影响的模拟

通过施用不同剂量磷肥稻田土壤淹水培养试验,研究了施磷对稻田土壤及田面水磷浓度的影响.结果表明,土壤速效磷（Olsen-P）浓度在施磷后迅速下降,60 d后趋于稳定.随施磷量的增加,土壤速效磷和缓效磷库量均递增,Olsen-P与施磷量呈正相关关系(y=21.49+0.086x),表明该土壤有很高的固磷潜力.施磷后田面水中全磷浓度呈先迅速上升后又缓慢下降趋势,施磷120 d后,田面水中全磷浓度与施磷量呈指数相关关系(y=0.3 72e^0.0022x),施磷量在400～800 kg·hm^-2之间田面水全磷浓度加速增长,如果施磷量达到或超过800 kg·hm^-2,则磷容易进入田面水并导致流失,低于该施磷量时,则磷进入田面水中的量较少.利用分段回归模型模拟土壤Olsen-P与水面全磷关系,预测出导致田面水中磷激增的土壤Olsen-P浓度“突变点”为82.7 mg·kg^-1,即施磷量为712 kg·hm^-2.因此,土壤Olsen-P浓度可作为预测田面水中磷损失程度的指标.     

金矮生苹果叶片气体交换参数对土壤水分的响应

 在黄土高原半干旱地区,通过测定10年生金矮生苹果（Malus pumila cv. Goldspur）叶片气体交换参数与土壤水分的定量关系,探讨了土壤水分胁迫对光合作用的影响规律,以确定苹果园节水灌溉适宜的土壤水分调控标准。结果表明：叶片的净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、水分利用效率（WUE）、气孔导度（Gs）、细胞间隙CO2浓度（Ci）和气孔限制值（Ls）对土壤水分的变化具有明显不同的阈值反应。土壤含水量（SWC）大约在田间持水量的60%～86%范围内,Pn和Tr均保持较高的水平,小于田间持水量的60%～86%后,两者均随土壤湿度的减少而明显下降。维持较高叶片水分利用效率（WUE）的SWC约在田间持水量的50%～71%左右。当SWC小于田间持水量的48%以后,Gs和Ls明显降低,而Ci急剧增加,水分胁迫条件开始直接作用于叶肉细胞,导致光合速率下降,由气孔限制因素转变为非气孔因素。据此我们认为：在半干旱黄土高原地区,金矮生苹果园节水灌溉适宜的SWC范围大约在田间持水量的50%～71%左右,所允许的土壤水分亏缺程度为田间持水量的48%左右。     

温度和湿度对暖温带落叶阔叶林土壤氮矿化的影响

 更好地了解温度和湿度对土壤氮矿化过程的影响,从而估计森林生态系统土壤有机氮的矿化速率。在实验室条件下,控制土壤的温度与含水量。将不同含水量(0.12、0.20、0.28、0.35、0.40kg·kg-1)的土柱置于5℃、15℃、25℃和35℃条件下培养30d。分析培养前后的NH4+-N和NO3--N含量,确定土壤的净矿化速率和净硝化速率。结果表明：在5～25℃的温度范围内,氮的矿化速率和硝化速率与温度和湿度呈正相关。当温度超过25℃,含水量超过0.20kg·kg-1时,净矿化速率和净硝化速率随着温度和含水量的升高反而降低。温度和湿度对土壤的矿化和硝化过程存在比较明显的交互作用。我们建立了二维的方程(T,θ)来描述温度和湿度对土壤氮矿化速率的影响。暖温带土壤氮矿化的最佳条件是温度22.4℃、含水量0.40kg·kg-1。另外试验过程中,还观察到了比较明显的土壤氨挥发现象。