生物炭和EM菌对黄河三角洲盐碱地田菁生长和光合特性的影响

为揭示生物炭和EM菌对黄河三角洲田菁生长和光合作用的影响,通过盆栽试验,进行不同EM菌处理(不添加EM菌,EM-;添加EM菌,EM+)和不同水平生物炭处理(0,B₀;0.5%,B₁;1.5%,B₂;3%,B₃;生物炭质量/土壤质量),测定田菁生长指标、光合光响应曲线和叶绿素荧光参数的变化。结果表明: 在生物炭和EM菌及其交互处理中,EM+B₃处理效果最好,其中田菁株高、基径和总生物量比EM-B₀分别显著增加69.5%、90.0%和141.1%。生物炭和EM菌显著改善田菁的光合作用,EM+B₃处理田菁的净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率、气孔导度比EM-B₀分别提高93.8%、35.1%、43.4%、34.8%。生物炭和EM菌有效改善叶绿素荧光参数,EM+B₃处理的潜在光化学效率、实际光化学效率、表观光合电子传递效率和非光化学淬灭系数比EM-B₀分别显著提高25.8%、31.5%、37.2%和56.8%。田菁的生长指标、光合参数和叶绿素荧光参数在EM+处理下随着生物炭量的增加而增大,而在EM-处理下B₃出现抑制现象。添加EM菌和3%生物炭(EM+B₃)有助于提高田菁光合能力和叶绿素荧光特性,拓宽叶片的光照生态幅,增强保水抗旱性能,促进田菁的生长。     

玉米秸秆生物炭对秸秆腐熟进程、养分含量和CO2排放量的影响

生物炭具有良好的理化特性(富碳、呈碱性、孔隙丰富),能够有效调节其所在系统的理化性质.通过室内培养试验研究了玉米秸秆生物炭对玉米秸秆腐熟进程以及腐熟产物的理化性质、养分含量和CO₂气体排放的影响.试验设置4个处理:对照(CK);生物炭添加量5%(B₁,生物炭干基质量占玉米秸秆腐熟体系的干基质量分数);生物炭添加量10%(B₂);生物炭添加量20%(B₃).结果表明: 生物炭能够提高秸秆腐熟体系的升温速率和温度峰值,加快秸秆腐熟进程;生物炭能够提高秸秆腐熟过程中微生物活跃时期的pH值,提高秸秆腐熟体系的电导率(EC),为微生物降解有机物提供更适宜的环境;生物炭能够促进秸秆腐熟体系有机质的降解,增加秸秆腐熟体系的总养分含量,提高秸秆腐熟产物的品质.另外,随着生物炭添加量的提高,氮(N)含量没有显著变化,磷(P₂O₅)含量和钾(K₂O)含量都显著提高.其中,B₃处理的P₂O₅和K₂O含量较CK分别提高了0.2%和0.9%.生物炭添加能够提高秸秆腐熟体系CO₂的排放通量,且CO₂排放通量与温度的变化趋势一致,进一步说明生物炭能够提高微生物降解有机物的强度.     

玉米秸秆生物炭对秸秆腐熟进程、养分含量和CO2排放量的影响

生物炭具有良好的理化特性(富碳、呈碱性、孔隙丰富),能够有效调节其所在系统的理化性质.通过室内培养试验研究了玉米秸秆生物炭对玉米秸秆腐熟进程以及腐熟产物的理化性质、养分含量和CO₂气体排放的影响.试验设置4个处理:对照(CK);生物炭添加量5%(B₁,生物炭干基质量占玉米秸秆腐熟体系的干基质量分数);生物炭添加量10%(B₂);生物炭添加量20%(B₃).结果表明: 生物炭能够提高秸秆腐熟体系的升温速率和温度峰值,加快秸秆腐熟进程;生物炭能够提高秸秆腐熟过程中微生物活跃时期的pH值,提高秸秆腐熟体系的电导率(EC),为微生物降解有机物提供更适宜的环境;生物炭能够促进秸秆腐熟体系有机质的降解,增加秸秆腐熟体系的总养分含量,提高秸秆腐熟产物的品质.另外,随着生物炭添加量的提高,氮(N)含量没有显著变化,磷(P₂O₅)含量和钾(K₂O)含量都显著提高.其中,B₃处理的P₂O₅和K₂O含量较CK分别提高了0.2%和0.9%.生物炭添加能够提高秸秆腐熟体系CO₂的排放通量,且CO₂排放通量与温度的变化趋势一致,进一步说明生物炭能够提高微生物降解有机物的强度.     

生物炭与氮肥配施对牡丹叶片氮素营养和籽粒品质的影响

利用田间小区试验,设计生物炭用量为0(B₀)、1 kg·m^-2(B₁)、2 kg·m^-2(B₂)3个水平,氮肥用量为0(N₀)、40 g·m^-2(N₁)、60 g·m^-2(N₂)3个水平, 即B₀N₀、B₀N₁、B₀N₂、B₁N₀、B₁N₁、B₁N₂、B₂N₀、B₂N₁和B₂N₂共9个处理,研究了生物炭与氮肥配施对牡丹叶片的氮素积累、叶片氮素向籽粒转移、籽粒蛋白氮、氨基酸和脂肪酸含量,以及籽粒产量和品质的影响.结果表明: 生物炭与氮肥配施增加了牡丹不同发育时期叶片中蛋白氮和非蛋白氮含量,以及叶片氮素向籽粒的转移量和籽粒氮素积累量.与B₀N₀处理相比,B₁N₁处理叶片氮素转移量和籽粒氮素积累量分别增加27.6%和27.1%;B₁N₁和B₂N₁处理牡丹籽粒百粒重和籽粒产量分别增加13.6%和16.4%,其中籽粒产量在B₁N₁、B₁N₂、B₂N₁和B₂N₂处理间差异不显著;B₂N₁和B₁N₂处理牡丹籽粒蛋白氮和总氨基酸含量较高,分别增加29.3%和36.2%.生物炭与氮肥配施增加了牡丹籽粒中总脂肪酸和不饱和脂肪酸的含量,其中,B₂N₁处理总脂肪酸含量较高, 比B₀N₀处理增加了17.4%.生物炭与氮肥配施能够增加牡丹叶片氮素积累量和叶片氮素向籽粒的转移量,增加籽粒产量,提高牡丹籽粒蛋白氮、氨基酸和脂肪酸的含量,其中以生物炭1 kg·m^-2与氮肥40 g·m^-2配施效果较好.     

添加秸秆和磷素对土壤微生物群落的影响

为了探讨添加小麦秸秆和磷素对低磷土壤微生物数量和群落结构的影响,设置2个梯度的小麦秸秆添加量(N₀和N₁分别为0和2.08 g·kg^-1)和4个施磷水平(P₀、P₁、P₂和P₃分别为0、100、200和400 mg·kg^-1)组合处理,采用磷脂脂肪酸(PLFA)法测定土壤微生物生物量.结果表明: 添加秸秆配合施入磷素对微生物总生物量、细菌生物量、真菌生物量和真菌/细菌(F/B)比值具有显著的促进作用,微生物总生物量、细菌生物量、真菌生物量和F/B均为N₁P₁>N₁P₀>N₁P₂>N₁P₃>N₀P₁>N₀P₂>N₀P₃.在相同磷素水平下,添加秸秆处理的各指标均显著高于未添加秸秆处理;在添加相同秸秆量条件下,施磷处理的各指标随磷素施入量先增加后降低,以P₁水平组合最优,其次是P₀,最后是P₂和P₃.     

控墒补灌对新疆春玉米产量和穗叶光合特性的影响

为探讨北疆绿洲区滴灌春玉米的高产栽培水分管理模式,以‘郑单958’(ZD958)和‘垦玉2号’(KY02)为试验材料,研究了控墒补灌对滴灌春玉米大喇叭口期(V12)至蜡熟期(R5)叶片SPAD值以及灌浆期(R3)穗叶色素、光合和荧光等参数的影响.结果表明: 土壤墒度过低或过高均会显著(P<0.05)降低V12-R3期叶片SPAD值,R5期宜保持在田间持水量的65%以上.灌浆期土壤墒度<75%时玉米叶绿素a、b及叶绿素总含量、类胡萝卜素、叶绿素a/b显著下降,但土壤墒度>85%时差异并不显著;土壤墒度<75%时玉米净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)及气孔导度(g_s)显著下降,胞间CO₂浓度(C_i)显著上升,但土壤墒度>85%时并未观察到g_s的降低.土壤墒度过高或过低均可显著降低最大光化学效率(F_v/F_m)、潜在活性(F_v/F_o)、PSⅡ实际光化学效率(Φ_PSⅡ)、光化学淬灭(q_P)和光合电子传递速率(rETR)等荧光参数,热耗散量子比率(F_o/F_m)、非光化学淬灭(NPQ)显著升高;通径分析发现,P_n降低主要由F_v/F_o和rETR的下降导致,最终表现为产量的降低.这表明各生育时期土壤墒度保持在V6>60%、V12 >70%、R1 >75%、R3 >80%、R5 >65%是本地区滴灌春玉米获得高产的最佳水分管理模式.     

酸雨胁迫对秃瓣杜英幼苗叶片叶绿素荧光特性和生长的影响

采用盆栽试验和模拟酸雨喷淋的试验方法,研究了重度酸雨(pH 2.5)、中度酸雨(pH 4.0)和对照(pH 5.6)处理下,不同季节秃瓣杜英幼苗叶片的叶绿素荧光特性及其生长差异.结果表明：不同季节相同处理下,秃瓣杜英幼苗叶片的相对叶绿素含量(SPAD)、PSⅡ的最大光化学效率(F_v/F_m)、PSⅡ实际光化学量子产量(Φ_PSⅡ)、株高和地径均为10月＞7月＞4月＞1月;同一季节不同处理中,SPAD、F_v/F_m、Φ_PSⅡ、株高和地径为重度酸雨＞中度酸雨＞对照;不同pH酸雨梯度处理和季节的交互作用对秃瓣杜英的SPAD、F_v/F_m、株高和地径的影响显著,而对Φ_PSⅡ、光化学淬灭系数和非光化学淬灭系数的影响不显著.     

施用生物炭和聚丙烯酰胺对海涂围垦区盐碱土水力性质的影响

通过圆盘入渗试验,探讨不同改良剂施用量下土壤入渗特性的变化,揭示添加生物炭和聚丙烯酰胺(PAM)对海涂围垦区盐碱土水力学参数、孔隙特征及不同级别孔隙水流贡献率的影响.结果表明: 单施2%生物炭,土壤饱和导水率比对照增加46.4%;盐碱土饱和导水率随PAM施用量增加而减小.单施2%生物炭使土壤总有效孔隙度和半径>100 μm的有效孔隙度分别增加8.3%和10.2%.单施PAM时,土壤总有效孔隙度和不同半径孔隙有效孔隙度均有减小趋势,其中,PAM梯度为1‰时最明显,减幅高达88%以上.施用生物炭和PAM后,半径<100 μm的孔隙的水流贡献率呈下滑趋势,半径>500 μm的孔隙对土壤水流运动起主导作用.     

施盐和磷对台湾相思幼苗光合作用及养分特征的影响

为探究施盐和磷对重要海防林树种台湾相思幼苗叶光合作用与养分特征的影响，该研究设置0%(B₀)、0.2%(B₁)、0.4%(B₂)、0.6%(B₃)、0.8%(B₄)的NaCl溶液和0 (P₀)、0.5 (P₁)、1.5 (P₂)g·kg^-1 3个供磷水平的过磷酸钙磷肥，在此基础上设置盐磷6个耦合处理，测定幼苗光合作用和养分特征指标。结果表明：(1)盐胁迫显著抑制台湾相思幼苗的生长发育，盐含量越高影响程度越大；低盐施磷对台湾相思幼苗生长不利，中高盐施磷显著减缓盐对幼苗生长的抑制作用。(2)台湾相思幼苗光合作用受盐胁迫影响显著；中低盐施磷后气孔关闭程度上升会加剧盐胁迫对幼苗光合作用的影响，高盐适当施磷可显著提高台湾相思幼苗光合能力。(3)盐胁迫显著降低叶绿素含量且对光系统Ⅱ造成危害；低盐胁迫施磷对台湾相思幼苗叶绿素合成不利，高盐适当施磷可以提高叶绿素合成量、稳定细胞膜结构以及提高叶片潜在光合能力...     

调亏灌溉和生物炭对大豆生长、产量及水分利用效率的影响

为了解生物炭及调亏灌溉对大豆的影响,以大豆"开育12号"为试验材料,采用随机区组试验设计,利用盆栽栽培条件,研究不同生物炭添加量B₀(0 t·hm^-2)、B₁(6t·hm^-2)、B₂(12 t·hm^-2)和不同程度调亏灌溉W₁(充分灌溉,70%田间持水量)、W₂(轻度调亏,55%～60%田间持水量)、W₃(重度调亏,45%～50%田间持水量)对大豆生长、产量及水分利用的影响。结果表明:轻度调亏灌溉不会影响大豆叶面积指数及地下部分干物质累积量,而大豆叶面积指数和地下部分干物质累积量随着生物炭使用量的增加而增加;地上部分干物质累积量随着调亏程度的加重而降低,而生物炭施用量为12 t·hm-2时,才会提高地上部分干物质累积量。调亏灌溉和生物炭均能影响大豆的耗水量,其中耗水量随着调亏程度的加剧而减少,而添加6 t·hm^-2生物炭耗水量最高,但有利于产量的形成。与充分灌溉不施用生...     

不同CO2浓度升高水平对粳稻叶片荧光特性的影响

为研究不同CO₂浓度升高水平对水稻叶片荧光特性的影响,利用开顶式气室组成CO₂浓度自动调控平台开展田间试验,使用便携式植物效率分析仪测定剑叶快速叶绿素荧光诱导动力学曲线,分析不同CO₂浓度(CK:背景大气CO₂浓度;T₁:比CK的CO₂浓度高80 μmol·mol^-1;T₂:比CK的CO₂浓度高200 μmol·mol^-1)下水稻主要生育期剑叶快速叶绿素荧光诱导动力学参数的变化特征.结果表明:CO₂浓度升高80 μmol·mol^-1,用于电子传递的量子产额(φ_Eo)、最大光化学效率(F_v/F_m)、性能指数(PI_ABS)在扬花期、乳熟期、蜡熟期和完熟期均显著升高,用于热耗散的量子比率(φ_Do)显著降低,其中φ_Eo显著升高了7.3%～23.3%,F_v/F_m极显著升高了3.1%～7.1%,PI_ABS极显著升高了46.2%～93.0%,φ_Do则显著降低了10.3%～20.5%.CO₂浓度升高200 μmol·mol^-1,在拔节期,φ_Eo、F_v/F_m、PI_ABS分别极显著降低了68.7%、41.4%和93.4%,φ_Do则极显著升高了78.4%;在扬花期、乳熟期、蜡熟期,T₂使φ_Eo显著升高了11.6%～19.8%,F_v/F_m显著升高了4.8%～6.8%,PI_ABS显著升高了53.0%～72.6%,φ_Do则显著降低了7.7%～19.4%.表明CO₂浓度升高(80、200 μmol·mol^-1)对水稻剑叶光系统Ⅱ的光合电子传递具有促进作用.     

减氮运筹对甘薯光合作用和叶绿素荧光特性的影响

光合性能是决定作物产量形成的关键,氮肥的合理施用是调控作物光合特性和产量形成的重要措施.于2016—2017年开展盆栽试验,研究了减氮和施肥方式对甘薯叶片光合作用和叶绿素荧光特性的影响.试验以常规习惯基施氮肥100 kg·hm^-2为对照(FP),在常规施氮量的基础上减氮20%,同时设置3种氮肥运筹方式:100%基施(JS)、100%移栽后35 d追施(KS)、50%基施+50%移栽后35 d追施(FS).结果表明:与常规基施氮肥100 kg·hm^-2相比,减氮条件下氮肥全部基施显著降低了全生育期甘薯光合性能,但追施处理显著提高了块根膨大期净光合速率(P_n)、气孔导度(g_s)、胞间CO₂浓度(C_i)和叶绿素(Chl a+b)含量.不同处理下,P_n、g_s、C_i和Chl a+b均以50%基施+50%追施处理最高.减氮分施处理甘薯块根膨大期的PSⅡ实际光化学效率(Φ_PSⅡ)、光化学淬灭系数(q_P)、PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)和PSⅡ潜在活性(F_v/F_o) 提高,而初始荧光(F_o)和非光化学淬灭系数(NPQ)则降低.氮肥分施通过提高PSⅡ的光化学效率和电子传递速率,降低光能的热耗散,提高了甘薯块根膨大期功能叶的光合速率.2个品种不同年际间表现相同.表明氮肥一次性基施或追施均不利于提高甘薯叶片光合性能.减氮20%水平下,50%基施+50%追施可减缓叶片早衰,延长叶片功能期,提高甘薯的光合生产能力和生物量,有利于产量形成.     

基于叶绿素荧光成像及荧光参数分布特征的叶片光合异质性定量分析

植物叶片光合作用具有高度的空间异质性,叶绿素荧光成像技术为叶片光合异质性的研究提供了便利,但叶片光合异质性的定量分析并没有得到广泛应用。本文利用Imaging PAM叶绿素荧光成像系统,获得中亚热带地区越冬期小叶榕(Ficus microcarpa)阳生叶和阴生叶的叶绿素荧光参数图像,并利用仪器的分析软件对其进行分析,定量比较了阳生叶和阴生叶的光合异质性特征。研究发现：越冬期小叶榕阳生叶的光合异质性和光抑制程度明显高于阴生叶,变异系数可作为光合异质性的定量指标。低温强光导致阳生叶坏死率(P_LN)达4.30%,并有53.30%的区域处于严重光抑制(0v/F_m<0.627),但仍有42.27%的区域仅为轻度光抑制(0.627≤F_v/F_m<0.800)。而低温弱光并未造成阴生叶坏死和严重光抑制。通过对光系统Ⅱ(PSⅡ)的实际光合效率(Y(Ⅱ))、调节性能量耗散的量子产额(Y(NPQ))和非调节性能量耗散的量子产额(Y(NO))荧光参数异质性的定量分析表明,阳生叶...     

玉米花生间作和磷肥对间作花生光合特性及产量的影响

揭示玉米(Zea mays)和花生(Arachis hypogaea)间作提高花生对弱光利用能力的光合特点及磷(P)肥效应, 对阐明间作花生适应弱光的光合机理和提高间作花生的产量具有重要意义。该试验于2011-2012年在河南科技大学试验农场分析了间作花生功能叶的叶绿素含量与构成、光响应曲线和CO₂响应曲线特点和荧光参数。结果表明: 与单作花生相比, 施P与不施P条件下玉米和花生间作显著(p < 0.01)提高了花生功能叶的叶绿素b含量, 降低了叶绿素a/b, 显著提高了光系统II最大光化学效率(F_v/F_m)、实际光化学效率(Φ_PSII)、光化学猝灭系数(q_P)、表观量子效率(AQY)和弱光时的光合速率, 显著降低了气孔导度、二磷酸核酮糖羧化酶羧化速率(V_cmax)、电子传递速率(J_max)和磷酸丙糖利用速率(TPU); 与不施P相比, 施P有利于提高间作花生功能叶的叶绿素含量, 显著提高了Φ_PSII、q_P、V_cmax、J_max和TPU, 说明间作花生通过提高功能叶的叶绿素b含量, 改变叶绿素构成, 提高了光系统II的F_v/F_m、Φ_PSII和q_P, 增强了对光能的捕获和转化能力, 提高了对弱光的利用能力, 而并非提高了对CO₂的羧化固定能力; 施P有利于提高间作花生对弱光的利用能力和产量, 土地当量比提高了6.2%-9.3%。