间伐改形对陇东旱塬密闭苹果园树体冠层结构和发育后期叶片质量的影响

为研究间伐改形对红富士成龄乔化密植果园树体冠层特征、生育后期叶片生理特性、养分积累分配规律、光合生产力和土壤水分时空分布动态的影响,以18年生‘红富士’苹果密闭园为试材,对苹果树单株结构参数、枝量、枝类组成、覆盖率、叶片光合速率等参数进行测定.结果表明: 密闭果园叶片光合作用受非气孔因素限制,导致PSII最大光化学效率、PSII光合潜能、光合性能指数下降了1.2%、11.5%、13.9%.间伐改形后,叶面积指数、树冠覆盖率有所降低,使得冠层直射光透过系数增加了79.0%,树形结构有所改善.苹果园总枝数降低到约1100400条·hm^-2,单株枝量增加了5.0%,短枝比例提高至73.0%.由于冠层光照条件的改善,叶面积、比叶质量、百叶重、叶绿素含量有不同程度的提高.叶片光合速率的提高促进了光合产物的积累,淀粉、蛋白质含量为密闭果园的143.5%、107.8%.叶片的发育质量与其所处的光照辐射环境有着密切联系,密闭果园经间伐、改形后,果园群体结构和冠层光照得以改善,促进了叶片生长发育,提高了叶片光合效能,降低了果园土壤水分的无效消耗,是陇东旱塬苹果产区密闭果园适宜的调整、优化方案.     

套袋对苹果果实微域生态环境的影响

生长季晴天,树冠不同方位套袋果温度变化规律各有不同。就日最高温度而言,以西南方位套袋果最高,东北方位套袋果最低,二者相差8.13℃。除了东北方位以外,同方位套袋果日最高温一般低于裸露果2 .95～6 .6 7℃。一天中,不同方位套袋果日最高温出现的时间与裸露果有明显不同,主要原因是日照和气温能更直接地影响裸露果。在正常套袋前提下,袋内、外湿度差异不大,袋内湿度主要受袋外环境湿度的影响。生长季晴天,外袋温度和外袋与内袋之间的温度非常接近,二者日最高温度超出最高果温8.6℃。而袋内气温和果温非常接近,二者日最高温仅差0 .4℃,说明袋内果温直接受袋内气温的制约。一天中,袋内最低温度和最高湿度一般出现在6 :0 0左右,而最低湿度和最高温度出现在16 :0 0左右,袋内温度和湿度的变化呈极显著负相关,其回归方程为y=30 98.4 x- 1.35 34。日照强度或气温与套袋果日最高温度均呈极显著正相关。其回归方程分别为:y=0 .0 4 6 8x 8.91和y=1.4 11x- 2 .4 4 35。     

不同海拔环境因子对富士苹果叶片和果实品质的影响

为了探究不同海拔生境富士苹果叶片和果实品质的差异及其对环境因子的响应,本文测定了3个海拔梯度(1375、1575、1715 m)上富士苹果叶片形态结构、解剖结构、δ13C等指标及果实品质,并应用逐步回归方法分析它们对环境因子的响应.结果表明:温暖指数、水热综合因子、光合有效辐射、寒冷指数、紫外线B和年降水量6个环境因子对叶片和果实品质特征参数起主导作用.随着海拔升高,温暖指数降低、水热综合因子增大、光合有效辐射增强、寒冷指数升高、紫外线B增强、年降水量增加,叶片结构和果实品质特征参数发生了不同程度的变化,具体表现为:叶片厚度、角质层厚度、栅海比、主脉最大导管直径、δ13C和单位面积叶片N含量逐渐增大,叶片长宽比、比叶面积、气孔长宽比和上下表皮占叶片厚度的比例逐渐减小;果形指数、果实硬度、糖酸比、色泽总量和色泽比逐渐增大,果实可滴定酸含量、色度角逐渐减小.随海拔升高,叶片光合速率增强,水分利用率增加,果实糖酸比呈上升趋势,高海拔比低海拔有相对较好的果实风味和外观着色,因此,在海拔1375~1715 m范围内,较高的海拔更有利于富士苹果生长.     

套袋微域环境对富士苹果果皮结构的影响

对富士苹果果实进行双层纸袋套袋处理,通过分析袋内微域环境变化,研究套袋微域环境对果皮扫描与透射结构的影响。结果表明:套袋内微域的黑暗环境导致果皮的光合能力缺失,表皮第一层细胞内容物减少,缺少脂质体,取而代之的是游离的脂体小球,说明表皮细胞形成角质层的物质来源缺乏,导致角质层变薄。与外界比较,套袋内昼夜具较高的温度与湿度,形成所谓的"小温室"环境,而且,由于受套袋的保护,使果实免受外界环境的直接刺激,导致套袋果实的果面光洁平滑,果点小且色淡,蜡质层龟裂均匀,且裂口深度远小于未套袋果;但摘袋后果面龟裂产生的裂纹频度增大,说明环境的改变影响蜡质层龟裂。研究结果从果皮结构的变化为套袋果实外观品质的变化提供了理论依据,同时为果实摘袋后的补钙实施提供了参考依据。     

杨树新无性系冠层特性及叶片的空间分布

对11个5年生黑杨无性系的冠层特性进行了研究,供试无性系的冠层特性不存在显着差异。但在不同层次、不同部位间差异显着。垂直分布上的差异主要体现于叶片大小上,而水平分布的的差异则主要体现于叶片数目上。群体总的冠层分布模式为叶面积从上至下,从内到外逐渐增加。     

冠层高度对毛竹叶片光合生理特性的影响

借助LI-6400便携式光合作用系统,研究了冠层高度对不同林龄毛竹(Phyllostachys pubescens)叶片光合生理特性和水分利用效率(WUE)的季节性影响,为促进毛竹林碳汇能力和生产力提升的林分结构调整等可持续栽培技术提供理论依据。结果表明:(1)出笋期,不同竹龄毛竹叶片净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)的日均值呈现出冠层上部小于冠层下部的梯度变化趋势,且2a生毛竹不同冠层Pn日均值大于3a生毛竹;孕笋行鞭期,不同林龄毛竹各时间点Pn值和日均值、以及2年生毛竹各时间点的Tr值均为冠层上部大于冠层下部。各生长季节,不同林龄毛竹个体叶片的气孔导度(Gs)均与Tr的变化趋势一致。(2)2年生毛竹各季节仅冠层上部叶片会出现"光合午休",而3年生毛竹仅于出笋期时各冠层叶片出现"光合午休"现象。(3)出笋期毛竹叶片WUE日均值随着冠层高度增加而增加,这种变化趋势不受竹龄影响;而孕笋行鞭期,仅2年生毛竹叶片WUE日均值随着冠层高度增加而下降。不同冠层高度的孕笋行鞭期毛竹叶片WUE日均值都显著高于出笋期;冠层高度对毛竹叶片气体交换特性和WUE的影响受生长发育关键期的季节因素影响,且毛竹叶片WUE与Gs之间存在负相关关系,其不受毛竹个体年龄和叶片冠层高度影响。(4)不同生长季节各冠层叶绿素a/b值均随着冠层高度下降而降低,不同林龄毛竹叶片叶绿素含量基本随着冠层自上而下呈逐渐增加的趋势。各生长季节,不同林龄个体叶片氮素含量、比叶重随冠层高度垂直变化趋势与叶片Pn日均值的垂直变化趋势一致。研究认为,毛竹不同冠层部位叶片通过改变形态、氮素含量来适应不同生长季节生长环境的变化,以便充分利用光能提高光合能力。     

香樟冠层光环境对叶片功能性状和光合特性的影响

为了解香樟冠层不同光环境叶片光合能力的适应机制,提升冠层碳汇功能,本文选取香樟单株冠层南向外侧(100%全光)、南向内侧(34%全光)和北向(21%全光)3个方位的叶片,研究光环境对叶片形态结构、营养和生理性状以及光合特性的影响,分析弱光环境下导致光合能力下调的主要限制因子。结果表明：随着冠层光强减弱,叶片的比叶重、表皮角质层厚度、下表皮厚度、栅栏组织厚度、栅栏组织细胞数和细胞宽度、栅栏组织与海绵组织的厚度比、细胞结构紧密度均显著降低,而海绵组织厚度、栅栏组织细胞长宽比、细胞结构疏松度均显著升高。与全光环境相比,2个弱光环境下叶片的碳含量、可溶性糖、淀粉和可溶性蛋白含量均显著降低,而氮含量在北向显著升高。弱光导致净光合速率(P_n)、暗呼吸速率、CO₂气孔导度(g_sc)、叶肉导度(g_m)、CO₂总导度(g_tot)、胞间CO₂浓度(C_i)、叶绿体CO₂浓度(C_c)等气体交换...     

淹水胁迫对美国流苏幼苗生理特性和叶片结构的影响

以美国流苏2年生实生苗为材料,测定不同程度淹水处理(对照、轻度淹水、渍害、涝害)及其不同胁迫时间下幼苗生理指标和叶片结构特征,分析淹水胁迫对美国流苏幼苗生理生化和叶片结构的影响,探讨其耐涝性及其生理机制,为引种和栽培应用提供理论依据。结果表明：(1)美国流苏叶片过氧化物酶(POD)活性在轻度淹水和涝害处理下呈“下降-上升-下降”趋势,在渍害处理下呈先降后升趋势;在各淹水处理下,叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性均呈先升后降趋势,相对电导率呈上升趋势,丙二醛(MDA)不同程度积累。在轻度淹水处理下,叶片可溶性糖(SS)、可溶性蛋白质(SP)含量呈先升后降趋势;在渍害和涝害处理下,叶片SS含量呈上升趋势,SP含量呈先降后升趋势。(2)随着淹水胁迫程度的加深,叶片厚度总体呈上升趋势,上、下表皮厚度总体呈下降趋势,栅栏组织厚度、海绵组织厚度、组织结构紧密度(CTR)和栅海比(P/S)总体呈先降后升趋势,组织结构疏松度(SR)总体呈先升后降趋势。(3)淹水胁迫使叶绿体形态膨胀变圆,多数不贴细胞壁,边缘降解,嗜锇颗粒和淀粉粒膨胀增多,基粒片层空泡化;随着淹水胁迫加剧,细胞核与叶绿体降解,淀粉粒大量聚...     

盐胁迫对红叶石楠‘鲁班’生理生化特性及叶片显微结构的影响

以一年生红叶石楠‘鲁班’盆栽苗为材料,研究了不同浓度NaCl胁迫下其生长、生理生化指标和叶片显微结构的变化。结果表明：在0.2%、0.4%和0.6%的NaCl胁迫下植株生长正常,而在0.8%、1.0%和1.2%的NaCl胁迫下植株生长受抑制;叶片最大荧光（Fm）、光系统II（PSII）最初光能转换效率（Fv/Fm）、光化学猝灭系数（qP）、表观光合电子传递速率（ETR）随NaCl浓度的升高而降低,其中在0.8%、1.0%和1.2%的NaCl胁迫下比对照显著降低;叶绿素a和叶绿素b含量及叶绿素a/b的比值随盐浓度的升高而降低;在0.2%、0.4%和0.6%的NaCl胁迫下,叶片中超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）的活性较对照显著上升,而当NaCl浓度为0.8%、1.0%和1.2%时显著下降;在0.4%和0.6%的NaCl胁迫下叶片中丙二醛（MDA）的含量与对照相比显著降低,0.8%、1.0%和1.2%的NaCl胁迫下显著升高;叶中栅栏细胞在NaCl浓度为0.2%、0.4%和0.6%时逐渐纵向伸长且排列更紧密,浓度为0.8%、1.0%和1.2%时逐渐缩短且疏松,且栅栏组织厚度在0.6%的NaCl胁迫下达到最大。由此表明,红叶石楠‘鲁班’在NaCl浓度不高于0.6%的基质中能正常生长。     

施氮对不同品种夏玉米冠层叶片气孔特性的影响

盆栽条件下研究不同施氮水平[0、0.15和0.30 g(N).kg-1(土)]对不同株型夏玉米冠层叶片气孔特性影响的结果表明,施氮后叶片气孔密度显著下降,但增加施氮量的气孔密度有所增大;与不施氮的相比,施氮的气孔长度、宽度和面积均下降.不同株型品种的气孔密度、气孔的长度、宽度和面积均以紧凑型'陕单902'显著高于其他株型品种.不同施氮水平下不同叶层叶的气孔密度均表现为上层大于中下层,而气孔的长度、宽度和面积的差异缺乏规律性.     

基于STICS模型的黄土高原苹果园生态系统服务评估

苹果园在确保最大生产力的同时应适当考虑环境和自然资源,如何权衡其生态系统服务是苹果园可持续发展面临的重要问题之一。利用大田试验和STICS模型相结合的方法研究农业管理措施和气候对黄土高原苹果园生态系统服务的影响,并在此基础上对黄土高原南部半湿润区和北部半干旱区土壤氮可利用性、气候调节、水循环调节和果实生产四种苹果园生态系统服务进行了系统的评估。结果表明:(1)STICS模型均能较好模拟白水和子洲试验果园的产量、单果重、土壤含水量和蒸散发等生态系统服务指标;(2)除固碳与产量、单果重及果树相关指标是协同关系以外,其他生态系统服务之间都是权衡关系;(3)对于各管理措施下的果园平均服务标准值,秸秆覆盖(0.67)>地布覆盖(0.52)>清耕(0.30),充分灌溉(0.56)>轻度亏缺灌溉(0.44)>重度亏缺灌溉(0.30),其中秸秆覆盖和充分灌溉的果园服务概况最佳,地布覆盖和轻度亏缺灌溉的果园服务概况较相似且最平衡;(4)地布覆盖和轻度亏缺灌溉管理措施缓和权衡作用的效果优于其他管理措施。综上所述,STICS模型能够较好的量化果园生态系统服务概况,农业管理措施是果园生态系统服务强有力的驱动因子。     

渭北旱塬矮砧密植苹果园土壤矿质氮积累与空间分布特征

随着苹果矮砧密植栽培模式的迅速发展,揭示矮砧密植苹果园土壤矿质氮的积累与分布特征对果园科学施肥具有重要意义.本研究以不同树龄(6a、9a、12a)的矮砧密植苹果园为对象,在树下、株间、行间以及树干与行间的中间点位置采集土样,分析土壤硝态氮、铵态氮和矿质氮的积累与分布特征.结果 表明:O～ 300 cm土层土壤硝态氮累积...     

甘肃陇东旱塬不同树龄苹果园矿质氮的分布和积累特征

对甘肃陇东地区不同树龄苹果园土壤矿质氮的分布和积累特征进行了研究.结果表明：土壤铵态氮含量随着苹果树龄的增大呈上升趋势,2～3年生、5年生、10年生、15年生、20年生、22年生果园0～120 cm土层铵态氮含量分别为3.3、5.8、6.5、9.1、12.1和15.3 mg·kg^-1;不同树龄果园0～60 cm土层铵态氮含量大于60～120 cm土层.不同树龄果园硝态氮含量在0～40 cm土层相对较低,随土层深度增加,其含量迅速增加;随着种植年限增加,不同苹果园硝态氮累积量也呈显著增加趋势,22年生果园0～120 cm土层硝态氮累积量达到2602.5 kg·hm^-2.旱塬苹果园表现为土壤铵态氮呈浅层积累、而硝态氮呈深层积累的特征.     

黄土高原两种树形苹果园花期温度垂直变化特征及预测

温度是苹果花期最为敏感的生态因子,选择两种在黄土高原区具有代表性的不同树龄和树形结构（盛果期小冠开心形和初挂果期自由纺锤形）的富士苹果园,利用小气候梯度自动测定系统在2011—2014年苹果花期进行定位观测,分析花期不同天气类型下（晴天、阴天或多云、雨天）的果园温度梯度及树体温度的变化特征,并基于气象站温度（TM）建立了果园冠下温度（TL）的推算模型.结果表明： 花期果园温度的垂直分布及与园外的差异主要取决于树形结构,而不同天气类型下的差异不显著.平均温度、日最低温度从树冠下到顶部递增,日最高温度、日较差递减.小冠开心形冠层下部晴天日较差最大,多云或阴天冠层中部和顶部日较差较自由纺锤形小.园内外温差的日变化自由纺锤形呈现高 低 高的单波谷形态、而小冠开心形呈单峰形态,园外最低温度高于冠层下部而与冠层中部的温度接近,小冠开心形冠层下的最低温度较园外最低温度更低,特别是多云或阴天更明显,而冠层中部和顶部与园外的温度差异则较自由纺锤形小.线性模型能够较好地推算树冠下部的温度,误差绝对值在1 ℃以内,特别是自由纺锤形果园和雨天条件下效果更好.     

黄土高原降水年内分布差异对旱作果园蒸散特征的影响

天然降水是雨养农业区水文循环的主要驱动因子,在一定程度上决定着土壤水分生态环境,从而影响作物的蒸散特征。本研究通过分析静宁地区历年降水年内分布特征,明确了降水的集中趋势,在2018和2019年田间定位试验基础上,探究土壤水分随降水发生的变化过程以及果园蒸散特征对降水年内分布差异的响应规律。结果表明: 试验区历年降水集中度较高,集中期多分布在7和8月,8月所占比例达75%,且各年降水集中期出现的早晚变化较大。土壤水分对降水的响应主要集中在0～40 cm土层,深层水分只有在大雨量和连续性降水出现时才会发生明显变化。同为丰水年的情况下,2018年降水集中度高,集中期早,时间短,果树日耗水强度呈单峰结构,变幅较大;2019年降水分布均匀,集中期滞后,日耗水强度呈双峰结构,变幅小,大峰靠后。果树最大需水期历时长,2018年大雨的集中分布无法满足后期果树生理需水,果实产量受损,降水利用效率较2019年下降30.2%。黄土高原地区在苹果树幼果生长期往往会出现短暂干旱,影响果实品质,需加强该时段的水分管控。     

渭北旱塬苹果园不同水肥管理模式下的土壤水分差异

为了探究渭北旱塬苹果园不同水肥管理模式下的土壤水分差异,于2013—2016年在地处渭北旱塬的陕西省白水县田家洼村进行了田间试验,设置了3个不同果园水肥管理方式:农户模式(单施化肥,FM)、现有模式(推荐施肥配合地膜覆盖,EM)、优化模式(有机无机肥配施配合双元覆盖,OM),并对0~300 cm土层土壤水分进行了测定.结果表明:优化模式可以显著提高0~200 cm土层土壤贮水量,0~100 cm土层土壤含水量在干旱季节较农户模式和现有模式分别增加5.6%和15.3%,优化模式200~300 cm土层土壤水分相对亏缺指数低于现有模式,在干旱年份可以提高降雨入渗,降雨入渗达到300 cm,同时优化模式可以提高果园0~300 cm土层土壤降水补充量,稳定土壤水分变化,有效缓解了深层土壤干燥化程度.优化模式4年平均产量较农户模式和现有模式分别提高36.6%和22.5%.综上,优化模式可以通过提高土壤有效含水量,改善浅层和深层水分状况,提升土壤水分利用效率,在提高产量的同时,缓解土壤深层干燥化程度.     

不同改良剂对黄土高原丘陵区山地果园土壤质量的影响

土壤质量是影响黄土高原丘陵区山地果园健康可持续发展的关键因素之一。针对黄土高原目前存在的土壤保水能力差,肥力低及微生物群落结构单一等问题,选取保水剂、生物炭和植物根际促生菌三种改良剂,研究其对土壤质量的影响。研究设置5个处理,分别为：生物炭处理(BC),施用量为5%;枯草芽孢杆菌处理(PGBS),施用量为0.25%;胶质芽孢杆菌处理(PGBM),施用量为0.25%;腐殖酸型保水剂处理(SAP),施用量为0.1%,不施用土壤改良剂作为对照(CK)。通过主成分分析法和最小数据集法筛选出相关指标,分别与对照处理(CK)进行对比,并进行综合评价。结果表明：土壤全氮、速效磷、β-1,4-葡萄糖苷酶、真菌Chao1指数、纤维素酶和细菌Chao1指数对土壤质量的影响较大;同时土壤改良剂的施用可以明显提高果园土壤质量。通过综合评价,发现不同改良剂改善土壤质量效果为：生物炭(BC)>保水剂(SAP)>枯草芽孢杆菌(PGBS)>胶质芽孢杆菌(PGBM)。综合考虑土壤质量和改良成本,保水剂在黄土高原山地果园土壤改良方面的适用性最好,若农林废弃物可资源化则生物炭在黄土高原土壤改良方面具有很大...     

黄土塬区苹果园降雨入渗机制

选取长武黄土塬区20年树龄苹果园,使用4 g·L^-1亮蓝溶液(Brilliant Blue FCF)进行染色示踪试验,分别采用喷洒、倾倒和树干径流模拟3种方式模拟雨量为50 mm的正常降雨入渗、雨量为50 mm的极端性暴雨入渗和树干径流方式的雨水入渗(18 L树干径流量).结果表明: 喷洒方式下染色平均深度为0.28 m,深度较浅,均匀入渗比平均值超过0.65,中位数超过0.7,说明水分入渗过程中均匀部分所占比重较大,活塞流是黄土塬区苹果园降雨入渗的主要机制;倾倒方式下染色平均深度为0.53 m,最大深度为0.59 m,深度较浅,表明在极端暴雨、激活大孔隙等优先路径的条件下,雨水很难短时间补给深层土壤水;树干径流模拟方式下染色最大深度为0.46 m,深度也较浅,表明雨水较难通过树干径流的方式沿着根系补给深层土壤水.活根系与腐烂根系染色比较分析发现,活根系(≥2 mm)不具有良好的导水能力,而腐烂根系(≥2 mm)形成的入渗通道则具有更好的导水能力.在土壤表层果树根系以水平根系为主,当表层根系腐烂时可能发生横向优先流,从而阻碍雨水对深层土壤水的补给.在黄土塬区苹果园,活塞流是深层土壤水降雨补给的主要机制,大孔隙和腐烂垂直根系等通道可能作为雨水补给深层土壤水的途径.