Box-Behnken响应面法优化超声波辅助提取辣木叶多酚工艺研究

采用超声波辅助提取辣木Moringa oleifera叶多酚,通过单因素试验考察乙醇浓度、料液比、提取时间和提取次数对辣木叶多酚得率的影响,进一步利用四因素三水平Box-Behnken组合设计响应面试验对提取工艺参数进行优化。结果表明,超声波辅助提取辣木叶多酚的最佳工艺条件为乙醇浓度62%、料液比1∶30(W/V)、提取时间30 min、提取3次,在此条件下辣木叶多酚得率为27.32 mg·g-1,所得回归模型拟合情况良好。     

水氮耦合对辣木幼苗根系形态特征的影响

辣木(Moringa oleifera)主要分布在热带地区，属落叶乔木，具有极高的经济价值和栽培用途。为探究12种水氮组合处理对辣木根系形态的影响，该研究设置3种土壤水分梯度，分别为40%(低水，W1)、60%(中水，W2)、80%(高水，W3)的田间饱和持水量，以及4种氮水平，分别为无氮(N0,0 g·plant^-1)、低氮(N1,0.6 g·plant^-1)、中氮(N2,1.8 g·plant^-1)、高氮(N3,3.6 g·plant^-1),比较不同水氮组合处理对辣木幼苗粗根和细根性状(根长度、根表面积、根体积、根平均直径、比根长、比表面积等)的影响。结果表明：(1)水处理对辣木幼苗粗根和细根的性状没均有显著影响。(2)氮处理对粗根的根长、根表面积、根体积、根平均直径和比表面积有显著影响，而仅对细根的平均直径和比表面积有显著影响。(3)双因素方差分析显示，水氮交互作用仅对细根根长有显著影响；在相同的水处理下，低氮促进而高氮抑制辣木粗根和细根根长、根表面积和根体积的增加，说明低氮中水处理和低氮高水...     

测墒补灌对小麦光合特性和干物质积累与分配的影响

以高产冬小麦品种济麦22为材料,研究了测墒补灌对小麦光合特性和干物质积累与分配的影响.结果表明:W2(拔节期补灌至相对含水量75％,开花期70％)和DW2(拔节后10 d补灌至相对含水量75％,开花期70％)灌浆后期旗叶光合速率和实际光化学效率分别高于W3(拔节期补灌至相对含水量80％,开花期70％)和DW3(拔节后10 d补灌至相对含水量80％,开花期70％)处理;W2和DW2开花期和成熟期干物质积累量、开花前贮藏干物质向籽粒的转运量和籽粒干物质分配量高于W1(拔节期补灌至相对含水量65％,开花期70％)和DW1(拔节后10d补灌至相对含水量65％,开花期70％)处理,水分利用效率和灌溉水生产效率显著高于W3和DW3处理.相同补灌水平下,DW2和DW3灌浆后期旗叶光合速率和实际光化学效率分别高于W2和W3处理,开花期干物质积累量及其向籽粒的转运量低于W2和W3处理,开花后干物质积累量、籽粒产量、水分利用效率和灌溉水生产效率高于W2和W3处理.DW2是本试验条件下的高产高水分利用效率灌溉方案.     

灌水量和滴灌施肥方式对温室黄瓜产量和品质的影响

以黄瓜为试验材料,研究灌水量和滴灌施肥方式对日光温室黄瓜生长、产量和品质的影响.设两个水分水平(100％ET0,W1;75％ET0,W2)和4种滴灌施肥方式处理,不同滴灌施肥方式处理按推荐施肥量(N∶P2 O5∶K2 O分别为360∶180∶540 kg·hm-2)的100％、66.6％、33.3％、0％(Z100、Z66、Z33、Z0)分8次滴灌施肥,剩余肥料一次性基施;另设不施肥处理为对照(CK).结果表明:滴灌施肥比例和水分与黄瓜的株高、叶面积、干物质量、产量和品质均呈正相关关系.W1 Z100处理的产量最高(67760 kg·hm-2);W2处理的平均水分利用效率比W1处理高9.4％,其中W2Z100处理的水分利用效率最高(47.71 kg·m-3),其产量比最高产量低3.4％却节水25％.与Z0相比,Z100的黄瓜产量和干物质量分别增加15.3％和16.8％;同时,黄瓜果实中维生素C、可溶性蛋白和可溶性糖含量增加;水分利用效率增加19.1％.W2Z100处理为温室黄瓜高产、优质、节水的最佳处理.     

辣木叶对糖尿病大鼠认知功能及海马神经细胞凋亡的影响*

目的:探讨辣木叶对链脲佐菌素(STZ)诱导的糖尿病模型大鼠认知功能障碍及海马神经细胞凋亡的影响。方法:选取健康SD雄性大鼠50只,随机选取10只作为对照组,40只大鼠给予腹腔注射25 mg/kg STZ构建糖尿病大鼠模型。40只大鼠随机分为模型组、辣木高、中、低剂量组,分别每日灌胃给药2.0 g/kg、4.0 g/kg、8.0 g/kg辣木叶,对照组和模型组每日灌胃给药等量生理盐水,1次/日,持续给药8周。Morris水迷宫实验评价大鼠学习记忆能力;HE染色及免疫组化染色对大鼠海马神经元切片进行染色,观察各组大鼠海马神经元病理改变的情况及Bax、caspase-3及Bcl-2蛋白表达情况;酶联免疫法(ELISA)检测大鼠海马组织中肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-6(IL-6)。结果:与对照组相比,模型组大鼠血糖值明显提高(P＜0.01),血胰岛素水平明显降低(P＜0.05);与模型组相比,辣木组血糖值显著降低(P＜0.05,P＜0.01),辣木中、高剂量组血胰岛素水平显著升高(P＜0.05,P＜0.01)。不同剂量组辣木组间比较,给药后3组大鼠FBG及INS无统计学差异(P＞0.05);Morris水迷宫实验的第4-5日,与模型组相比较,辣木各剂量组潜伏期均明显缩短(P＜0.05);辣木不同剂量组目标象限停留时间明显延长(P＜0.05)。炎症因子变化结果,与模型组相比较,辣木低、中、高剂量组TNF-α、IL-6含量及蛋白表达水平显著降低(P＜0.05)。HE染色及免疫组化染色结果显示,与模型组相比较,辣木中剂量组中阳性表达,呈棕黄色,细颗粒状。辣木叶中剂量组(53.21±7.19)能显著减少神经元细胞凋亡的数目(P＜0.01);辣木组中剂量组大鼠海马组织中Bax、caspase-3的蛋白表达及Bax/Bcl-2比例显著降低(P＜0.05)。结论:辣木叶能改善糖尿病大鼠认知功能障碍其作用机制可能与调节Bax、Bcl-2、caspase-3的蛋白表达,降低炎症因子TNF-α及IL-6含量相关。     

土壤深松和补灌对小麦干物质生产及水分利用率的影响

研究一次深松耕作后土壤水分对冬小麦籽粒产量和水分利用率的影响,为小麦节水高产栽培提供理论依据.于2008-2009和2009-2010两个小麦生长季,选用高产小麦品种济麦22,采取测墒补灌的方法,研究了深松+旋耕和旋耕2种耕作方式下土壤水分对小麦0-200 cm土层土壤含水量、干物质积累与分配、籽粒产量及水分利用率的影响.结果表明,(1)深松+旋耕40-180 cm土层土壤含水量低于旋耕处理;旗叶光合速率和水分利用率,开花后干物质积累量及其对籽粒的贡献率显著高于旋耕处理.(2)W3(补灌至0-140 cm土层土壤相对含水量播种期为85％,越冬期80％,拔节和开花期75％)成熟期0-200cm土层土壤含水量与W1(播种期80％,越冬期80％,拔节和开花期75％)和W2处理(播种期80％,越冬期85％,拔节和开花期75％)无显著差异;W3和W'3(播种期85％,越冬期85％,拔节和开花期75％)60-140 cm土层土壤含水量分别低于W4(播种期85％,越冬期85％,拔节和开花期75％)和W'4(播种期90％,越冬期85％,拔节和开花期75％)处理;W3和W'3灌浆中后期旗叶光合速率较高,开花后干物质积累量及其对籽粒的贡献率显著高于其他处理,获得高的籽粒产量和水分利用率.综合考虑籽粒产量、水分利用率和灌溉效益,在深松+旋耕条件下,两年度分别以W3和W'3为节水高产的最佳处理.     

陕西壳斗科植物新类群

在大量野外调查和标本整理的基础上,作者对陕西省壳斗科植物的分类与分布进行了系统研究。本文报道了新变种3个:太白槲栎(Quercus aliena Bl.var.taibaiensis W.H.Zhang)、陕西槲栎(Quercus aliena Bl.var.shaanxiensis W.H.Zhang)、星毛枹栎(Quercus glandulifera Bl.var.stellatopilosa W.H.Zhang);新组合2个:城口青冈(Cyclobalanopsis fargesii (Franch.)S.Z.Qu et W.H.Z hang)、粉背青冈(Cyclobalanopsis hypargy-rae (Seem.)W.H.Zhang);陕西省分布新记录3个:多穗石栎(Lithocarpus polystachyus Rehd.)、大叶栎(Quercus griffithii Hook.f.et Thoms.)、长叶枹栎(Quercus monnula Y.C.Hsu et H.W.Jen);同时,澄清了枹栎(Q.glandulifera Bl.)命名上的一些问题。     

辣木(Moringa oleifera Lam.)的高质量参考基因组

辣木因其具有高蛋白含量和对干旱的适应在许多发展中国家作为多年生的作物广泛种植.本文完成了高质量的辣木基因组草图,组装出预测基因组91.78%的大小,注释出来19465个蛋白质编码基因.此外,本文对辣木基因组和其他一些物种进行了比较基因组分析,验证了辣木的系统发生地位,同时鉴别了辣木的一些物种特异的基因家族和受正选择的基因,这些基因可能帮助进一步鉴别与辣木的高蛋白、快速生长和抗逆相关的基因.这个参考基因组将开拓对辣木的研究,促进应用基因组学手段对辣木的育种和改良.     

降香黄檀叶绿体基因组密码子偏好性分析

为了解降香黄檀叶绿体基因组密码子使用模式,该文利用Codon W 1.4.2和在线软件CUSP对降香黄檀叶绿体基因组中的52条基因编码序列密码子进行中性绘图、ENC-plot和PR2-plot分析.结果表明:降香黄檀叶绿体基因组密码子的3个位置上GC含量依次为GC1(46.01％)>GC2(38.98％)>GC3(27...     

灌水量和灌水时期对小麦耗水特性和氮素积累分配的影响

在田间试验条件下,以小麦品种济麦20为材料,研究了不同灌水处理对小麦的耗水特性和氮素积累分配的影响.试验设置7个处理:不浇水(W0);拔节期和开花期浇水,每次灌水量为30mm(W1)、60mm (W2)、90mm(W3);拔节期、开花期和灌浆期浇水,每次灌水量为30mm(W4)、60mm (W5)、90mm(W6).研究结果表明:(1)随灌水量的增加,总耗水量逐渐增加,土壤耗水量和降水量占总耗水量的比例降低.产量和水分利用率最高的W2和W4处理总耗水量分别为413.87,362.15mm;灌溉量、降水量、土壤耗水量分别占总耗水量的比例为29%、36.34%、34.66%,24.85%、41.53%、33.62%;两个处理比较,W4处理提高了对降水的利用比例,但降低了对灌溉水的利用比例.通过对全生育期0～200cm不同土层土壤耗水量的研究得出,W0和W1处理的深层土壤耗水量较低,W3、W5、W6处理的0～200cm 每个土层土壤耗水量均较低,对W2和W4处理,小麦能够利用120～200cm的深层土壤水分,其土壤贮水消耗量显著增加.(2)W2处理的籽粒氮素积累量较高,W1、W4处理籽粒中的氮素分配比例显著高于其它处理,有灌浆水的处理,尤其是灌浆水高于30mm的处理,营养器官氮素转移率和贡献率显著降低;W4处理的籽粒蛋白质含量较高,W2和W4处理的籽粒蛋白质产量显著高于其它处理.(3)籽粒产量随着灌水量的增加先升高后降低,其中W2和W4处理显著高于其它处理;W4处理的产量水分利用效率和蛋白质产量水分利用率显著高于其它处理.结果表明,W4为本试验条件下高产节水的最佳灌水处理.     

沟灌水氮耦合对毛白杨林木生长及水氮吸收利用的影响

为探索沟灌水氮耦合对幼年生毛白杨林木生长及水氮吸收利用的影响,以4年生砂地三倍体毛白杨为对象,研究3个灌溉水平(W₂₀、W₃₃、W₄₅,即沟渠正下方40 cm土壤水势分别达到-20、-33和-45 kPa时灌溉),4个施N水平(N₁₂₀、N₁₉₀、N₂₆₀、N₀,即施肥量为120、190、260和0 kg·hm^-2·a^-1)和自然条件(对照,CK)下幼年生毛白杨林木生长和水氮吸收利用规律,并结合林木生长状况,分析4年生三倍体毛白杨的最佳沟灌水氮耦合策略。结果表明:W₂₀N₁₂₀(高水低肥;土壤水势-20 kPa,施N量120 kg·hm^-2·a^-1)处理对三倍体毛白杨的林地生产力提升最为显著,其林地生产力最高可达33.37 m³·hm^-2·a^-1,仅有树高和总株生物量受到水氮耦合交互作用的显著影响。增加灌溉量或施N量都会提高林木吸氮量,但吸氮量主要受施N量影响;W₂₀N₂₆₀处理总株吸氮量最高,达112.17 kg·hm^-2·a^-1,较CK增加74.0%。各处理中,W₂₀N₁₂₀氮吸收效率和氮肥偏生产力最高,且显著高于其他处理,其总株、地上部、地下部氮吸收效率可达36.8%、28.5%、6.4%,总株氮肥偏生产力可达221.4 kg·kg^-1。不同水氮耦合处理灌水量对灌溉水的利用效率影响显著,其中,W₄₅N₂₆₀灌溉水利用效率最高,达13.66 g·kg^-1;而W₂₀N₁₂₀吸水量和水吸收效率最高,分别为13268.28 t·hm^-2和129.4%。为达到较大的收益,在三倍体毛白杨的幼年生长期间,应保持充足的水分灌溉(-20 kPa)和相对偏低的施氮量(120 kg·hm^-2·a^-1)促进幼年生毛白杨的生长发育。     

北方地区不同基质对辣木幼苗生长的影响及相关性分析

研究高寒地区设施条件下,不同基质对多油辣木（Moringa oleifera Lam.）及其两个改良种PKM1、PKM2的苗木生长阶段株高、地径、形态解剖等特征的影响,筛选适宜的栽培基质。结果表明,珍珠岩+园土+腐殖土（1：2：1,T₁）、草炭+河沙+腐熟蘑菇基料（3：1：1,T₂）、园土+腐殖土+草炭+河沙（2：1：1：1,T₃）、园土（CK）4个基质中,T₂基质最适宜辣木生长,其有机质高达49.97 g·kg^-1、孔隙度76.84%、容重为0.58 g·cm^-3、速效N、P、K等肥力指标也显著高于其它处理（P<0.05）;在T₂基质中,辣木生长速度显著快于其它处理（P<0.05）,定植71 d多油辣木、PKM1、PKM2三个品种株高依次是80.2、115.67、81.0 cm,较园土（CK,T₄）分别增长了38.3%、25.7%、28.6%;地径依次为13.27、17.47、15.08 mm,较对照分别增粗了32.0%、14.6%、39.0%;T₂处理的地上部分的发育最快,60 d茎表皮完全死亡、破裂,最外层形成周皮,韧皮纤维及木质部较其它处理发达;结合基质的8个向量因子与辣木株高、地径相关性分析,可知：有机质含量高、通气性、保水性及供肥能力较好的基质更加适宜辣木生长,各因子对辣木生长影响大小顺序依次为有机质、速效钾、含水率、孔隙度、容重、碱解氮、速效磷（P<0.05）。     

水肥耦合效应对毛白杨苗木生物量的影响

水和肥是促进毛白杨速生高产的两大重要因素,研究水肥耦合效应对毛白杨苗木的生物量影响具有重要的现实意义.本文以毛白杨杂种无性系87号嫁接苗为试材,采用水、氮、磷三因素五水平二次回归通用旋转组合设计,于2008年3-10月在北京林业大学苗圃进行盆栽试验,研究了不同水肥耦合水平对毛白杨苗木生物量的影响,并建立了毛白杨生物量的水肥耦合回归模型.结果表明: 土壤水分是影响毛白杨生物量的主要因素,其次为氮肥和磷肥.随着三者投入量的增加,毛白杨生物量增加;当三者增加到一定程度时,继续投入则使其生物量下降.土壤水分与氮肥交互作用显著,且有较好的正效应;而氮肥与磷肥、土壤水分与磷肥交互作用不明显.经模型寻优,水肥调控的最佳组合为: 土壤水分控制在田间持水量的73.37%,氮肥和磷肥的施用量分别为4.14 和1.41 g·plant^-1;此时的毛白杨苗木生物量达到68.30 g·plant^-1.     

水氮互作对固定道垄作栽培春小麦根系生长及产量的影响

为探讨固定道小麦栽培方式下适宜的水氮组合,以低水1200 (W₁)、中水2400 (W₂)、高水3600 m³·hm^-2 (W₃)为主处理,0 (N₀)、低氮90(N₁)、中氮180 (N₂)、高氮270 kg·hm^-2 (N₃)为副处理,采用裂区设计,对固定道垄作栽培方式下水氮互作对春小麦根系生长及产量的影响进行了研究.结果表明:水氮互作能显著影响春小麦根干质量密度(RWD),RWD随着小麦生育期的进程表现为先增大后减小的趋势,在灌浆期达最大;RWD对施氮量的响应取决于灌溉量,在W₁下,RWD在N₁处理下最大,在W₂下,RWD随着施氮量的增加在N₂处理下最大,在W₃下,RWD随着施氮量的增加在N₃ 处理下最大;不同灌溉处理下RWD表现为W₂>W₃>W₁;施氮与灌水显著影响RWD,表现为灌水>氮肥>水氮互作,在W₂N₂处理下最大.根冠比随着灌水量与施氮量的增加逐渐减小,在W₁N₀处理下根冠比最大;85%以上的小麦根系分布于0～40 cm土层,产量与0～40 cm土层RWD呈显著抛物线回归关系,与40～60 cm土层RWD呈显著线性正回归关系.W₂灌溉条件可以促进小麦根系向中下层(40～60 cm)分布;灌水施氮能显著影响春小麦籽粒产量与生物产量,生物产量随着施氮量和灌水量的增加而增加,籽粒产量在W₂N₂最大;灌水生产力随灌水量的增加逐渐降低,氮肥农学利用率随施氮量的增加而减小.因此,在固定道垄作栽培方式下,施肥量与灌水量控制在N₂ (180 kg·hm^-2)与W₂(2400 m³·hm^-2)条件下有利于促进根系生长,进而提高春小麦籽粒产量及水氮利用效率,是河西灌区固定道小麦栽培方式下适宜的水氮组合.     

施氮量对不同藜麦品种幼苗生长的影响

通过盆栽试验,研究5个水平的施氮量(N₀,0 g·kg^-1;N₁,0.05 g·kg^-1;N₂,0.1 g·kg^-1;N₃,0.15 g·kg^-1;N₄,0.2 g·kg^-1)对8个不同藜麦品种幼苗生长的影响。结果表明: 1)不同施氮量处理下,藜麦品种GB22和OY的生物量最大,而品种B2的生物量最小。品种B2的花质量比最大,品种GB22的茎质量比最大,品种R1的根质量比最大,品种W23的叶质量比最大。2)施氮显著影响藜麦幼苗的生长。在较低施氮量(N₁、N₂)下,叶片最大净光合速率、植株生物量积累都比对照(N₀)明显增加;在较高施氮量(N₃、N₄)下,藜麦叶片光合速率出现降低趋势,生物量积累减少。品种和施氮量对植株生物量有显著的交互作用,表明不同藜麦品种对施氮量的响应不同。品种R1、MY11、GB22、OY的最佳施氮量为0.05 g·kg^-1,品种GB11、DB、B2的最佳施氮量为0.1 g·kg^-1,品种W23的最佳施氮量小于0.05 g·kg^-1。3)品种和施氮量之间的交互作用显著影响藜麦幼苗的生物量分配。在达到0.2 g·kg^-1施氮量前,随着施氮量增加,藜麦将更多的生物量分配到花和叶。4)不同品种和施氮量下,幼苗生物量与最大净光合速率、苗高、地径、比叶面积呈显著正相关。本研究可为不同藜麦品种的养分管理提供参考。     

涌泉根灌下水氮耦合对陕北山地苹果光合特性、产量和水氮利用的影响

以陕北山地7年生‘寒富’苹果树为试验材料,设置3个灌水水平[高水(W₁,85%～100%θ_f,θ_f为田间持水量)、中水(W₂,70%～85%θ_f)、低水(W₃,55%～70%θ_f)]和3个施氮水平[高氮(N₁,600 kg·hm^-2)、中氮(N₂,400 kg·hm^-2)、低氮(N₃,200 kg·hm^-2)],研究涌泉根灌条件下水氮耦合对山地苹果树光合特性、产量和水氮利用的影响。结果表明: 相同灌水条件下,随着施氮量的减少,苹果树叶片的净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(g_s)和瞬时水分利用效率(WUE_i)降低,但胞间CO₂浓度(C_i)增加;相同施氮条件下,随着灌水量的减少,叶片P_n、T_r、g_s和WUE_i降低,而C_i增加。W₁N₁处理的P_n、T_r日均值最大,但与W₁N₁处理相比,W₂N₂处理的WUE_i最大。苹果产量、灌溉水利用效率(IWUE)和氮肥偏生产力(NPFP)受灌水和施氮量的显著影响,W₂N₂处理的产量最高(26761 kg·hm^-2),减小灌水量和增大施氮量使IWUE显著提高,而增大灌水量和降低施氮量使NPFP显著增加。回归分析表明,产量和IWUE同时获得最优解时,灌水量和施氮量组合最接近W₂N₂处理。因此,W₂N₂处理为涌泉根灌条件下陕北山地苹果最佳的水氮组合模式。     

氮添加对毛竹林土壤酸性磷酸单酯酶动力学参数的影响

土壤磷酸酶在有机磷矿化和磷循环过程中发挥着重要作用,然而,土壤磷酸酶响应氮(N)沉降的动力学机制仍不清楚。本研究在亚热带毛竹林中设置对照(0)、20(低氮)、40(中氮)和80 g N·hm^-2·a^-1(高氮)4种不同氮添加处理,在氮添加满3年、5年和7年时采集0～15 cm土层土壤样本,测定了土壤化学性质、微生物生物量,并分析了酸性磷酸单酯酶(ACP)的最大反应速率(V_m)、半饱和常数(K_m)和催化效率(K_a)。结果表明: 氮添加显著降低了土壤可溶性有机碳、有效磷和有机磷含量,显著增加了土壤铵态氮、硝态氮含量和V_m,且V_m与有效磷、有机磷和可溶性有机碳含量存在显著相关关系;总体上,氮添加显著提高了K_a;除了在氮添加满5年时高氮处理下K_m显著高于对照外,氮添加对K_m无显著影响,且K_m与有效磷和有机磷含量有显著负相关关系。中、高氮处理对ACP动力学参数的影响大于低氮处理。方差分解分析表明,土壤化学性质的变化而非微生物学性质的变化主导了V_m(47%)和K_m(33%)的变化。总之,氮添加显著影响了毛竹林土壤的基质有效性,通过调控ACP动力学参数(尤其是V_m)进而影响了土壤磷循环。本研究有助于了解氮素富集下土壤微生物调节土壤磷循环的潜在机制,并为全球变化下土壤磷循环模型优化提供重要参数。     

不同供氮量对二月兰产量、土壤无机氮残留及氮平衡的影响

研究华北冬绿肥二月兰对不同供氮水平的响应特征,确定实现绿肥高产高效的土壤适宜供氮量,可为华北集约化农田最大化发挥绿肥生态效应和优化春玉米/冬绿肥轮作体系氮素管理提供理论依据和技术参考.选取多年不施肥试验地设置供氮梯度试验,研究了不同供氮水平对冬绿肥二月兰翻压前地上部生物量累积、氮素吸收、土壤无机氮残留和冬绿肥季土壤氮素平衡的影响.结果表明: 在土壤无机氮含量较低(0～90 cm土层15 kg·hm^-2)条件下,施氮显著提高二月兰生物量和吸氮量.其中,施氮90 kg·hm^-2处理表现最高,绿肥生物量(干质量)和吸氮量分别为2031.0和42.0 kg·hm^-2;土壤无机氮残留量随施氮量增加而增加,且在施氮量高于60 kg·hm^-2后呈现快速增加趋势;随施氮量增加二月兰生长季的表观氮平衡表现出由亏缺到盈余的变化特征,在施氮量为60～90 kg·hm^-2条件下氮收支基本平衡.土壤供氮量(绿肥播前0～90 cm土壤无机氮含量与施氮量之和)与二月兰生物量、吸氮量和绿肥翻压前土壤无机氮含量的关系可以分别用二次、线性加平台和指数方程进行模拟,依据模型计算二月兰生物量最高值(2010 kg·hm^-2)时的播前土壤供氮量和绿肥翻压前土壤无机氮残留量分别是136和78 kg·hm^-2;而在二月兰吸氮量最高值40 kg·hm^-2时,二月兰生物量为1919 kg·hm^-2,相当于最高生物量的95%,绿肥翻压前土壤残留无机氮降低至57 kg·hm^-2,与之对应的播前土壤供氮量为105 kg·hm^-2,该值与目前华北地区优化施氮下玉米收获后土壤残留无机氮推荐含量(100 kg·hm^-2)基本相当.综合考虑绿肥的农学和环境效应,春玉米/冬绿肥轮作体系中二月兰播前土壤供氮量应控制在100～105 kg·hm^-2.     

氮肥和种植密度对达乌里胡枝子的生长与生物固氮的影响

氮供给和种植密度是影响植物生长的两个重要因素。豆科植物因其生物固氮能力而在受到氮限制的生态系统中具有重要作用, 氮含量增加促进植物生长的同时也会抑制豆科植物的生物固氮能力, 种植密度会通过种内竞争影响豆科植物的生长和生物固氮能力, 然而少有研究关注氮肥添加和种植密度对豆科植物生长和生物固氮能力的影响。该研究以达乌里胡枝子(Lespedeza davurica)为研究对象, 通过温室盆栽实验, 探究氮肥和种植密度对其生长和生物固氮的影响。实验设置4个氮添加水平(0、5、10、20 g·m^-2·a^-1)和3种种植密度(1、3、6 Ind.·pot^-1, 约32、96、192 Ind.·m^-2)。结果发现: 1)施肥和密度增加均影响了达乌里胡枝子的生长。叶片碳(C)、氮(N)含量、净光合速率随施氮量增加而增加, 氮添加也促进了植物的生长, 当施氮量为10 g·m^-2·a^-1时植物产量达到最大。叶片C、N含量、净光合速率随种植密度增加而下降, 密度增加可以促进每盆的总生物量, 但对单个植株的生长有负效应。2)氮肥对根瘤形成有抑制作用, 但种植密度增加会缓解氮肥对生物固氮能力带来的“氮阻遏”。该实验条件下, 当施氮量为10 g·m^-2·a^-1, 种植密度为3 Ind.·pot^-1, 或施氮量为5 g·m^-2·a^-1, 种植密度为6 Ind.·pot^-1时, 能最大程度发挥“施氮增产”和种植密度缓解“氮阻遏”的作用。氮添加降低了达乌里胡枝子的根瘤生物量和对根瘤形成的投资(根瘤生物量占总生物量的比例), 从而抑制达乌里胡枝子的生物固氮。种植密度增加导致达乌里胡枝子因种内竞争增加而使资源获取受限, 从而增加对根瘤的投资和根瘤生物量来获得更多来自大气中的氮。3)结构方程结果显示, 氮肥和种植密度通过直接或间接作用, 解释了64%的达乌里胡枝子生物量变化和42%的根瘤生物量变化。上述结果表明合理优化豆科植物的施肥量和种植密度可能对人工草地种植以及退化草地恢复管理具有重要意义。     

增温施氮对高寒草甸生产力及生物量分配的影响

在青藏高原高寒草甸区设置模拟增温和氮添加处理,研究长期增温与外源氮输入对高寒草甸群落生产及其分配的影响.结果表明:开顶箱增温装置造成小环境暖干化,即显著提高地表空气温度1.6℃,提高表层土壤温度1.4℃,降低土壤含水量4.7%.2012、2013和2014年不施氮处理下增温分别降低地上生物量61.5%、108.8%和77.1%,在高氮(40和80kg N·hm^-2·a^-1)处理下增温对群落地上生物量无显著影响,这说明增温的影响依赖于氮添加水平,且施氮补偿了增温导致的土壤氮损失.增温导致根冠比增加,2012、2013和2014年不施氮处理下增温分别增加根冠比98.6%、60.7%和97.8%.在不增温处理下,植物群落地上、地下生物量的变化率均表现出低氮(10、20 kg N·hm^-2·a^-1)促进、高氮抑制的趋势,达到饱和阈值时的氮添加剂量分别为56.0和55.5 kg N·hm^-2·a^-1;而在增温处理下,地上、地下生物量随施氮量增加呈线性增加趋势.这说明增温改变了高寒草甸生物量分配对外源氮输入的响应模式,增温导致的土壤无机氮含量变化是生物量分配模式改变的主要原因.由氮添加试验估算的高寒草甸氮饱和阈值表明,高寒草甸对氮输入的敏感性高于其他类型草地.