改变肺通气量对猫脑干中缝大核区神经元放电的影响

本工作通过改变人工呼吸的通气量使肺泡气的CO_2浓度发生变化,观察其对猫脑干中缝大核区神经细胞自发放电的影响。发现每个神经细胞都有自己稳定放电的肺泡气CO_2浓度范围。有些神经细胞,这个浓度范围很小,对肺泡气CO_2浓度的改变非常敏感,而有少数神经细胞对肺泡气CO_2浓度的改变则很不敏感。当肺泡气CO_2浓度越出稳定放电的肺泡气CO_2浓度范围后,神经细胞的放电就会减少,或者增加。根据反应的不同,可将细胞分为三类:第一类细胞,当肺泡气CO_2浓度小于稳定放电的CO_2浓度范围时,放电减少;而当大于稳定放电的CO_2浓度范围时,放电增多。第二类细胞,当肺泡气CO_2浓度小于稳定放电的CO_2浓度范围时,放电增多;而当大于稳定放电的CO_2浓度范围时,放电减少。第三类细胞,当肺泡气CO_2浓度小于或大于稳定放电的CO_2浓度范围时,放电均减少。     

土壤有机碳和外源添加碳对水稻土土体呼吸的影响

土体呼吸输出碳来源于土壤固有有机碳和外源添加碳,而以往关于不同施肥措施对水稻土碳排放的研究少有区分碳的来源。本试验利用一个长达30年的水稻土定位试验,在保证原有定位试验继续正常开展的前提下变更部分施肥处理,得到继续施用高量有机肥(HOM)、施用常量有机肥30年后改施高量有机肥(N-H)、继续施用常量有机肥(NOM)、施用化肥30年后改施常量有机肥(C-N)、施用高量有机肥30年后改施化肥(H-C)、施用常量有机肥30年后改施化肥(N-C)、继续施用化肥(CF)等7种施肥处理。通过观测早稻生长期间原有施肥和改施肥处理土体CO2排放通量(FCO2),研究不同后续施肥对水稻土FCO2的影响,以期探讨土壤原始有机碳和外源添加碳对土壤FCO2的影响。结果表明:7种不同施肥处理土体CO2平均排放通量(F珔CO2)分别为85.34、69.10、51.27、49.15、14.89、12.92和11.59 mg C.m-2.h-1;对施用无机肥料和常量有机肥料的土体而言,土壤本身有机碳含量对F珔CO2无显著影响,但对施用高量有机肥的土体而言,土壤本身的高有机碳含量会增强F珔CO2;CO2排放通量(Y)与添加外源碳量(x)之间符合指数方程:Y=13.33e1.719 x(R2=0.967,n=21),施入的外源有机碳对土体FCO2产生极显著影响;当季外源添加碳以CO2-C矿化分解释放的碳占其总碳量的14%左右,且该分解率受土壤有机碳含量和有机物料添加量的影响较小。     

长期施肥条件下黑土镉的积累及其趋势分析

以中国科学院海伦农业生态实验站长期田间定位试验为基础,研究了长期定量施用氮磷化肥和猪粪对黑土Cd的积累及其有效性的影响,并对黑土Cd的积累趋势进行了预测.结果表明：在完全不施肥的自然农业生产条件下黑土Cd浓度略有增加;长期定量施用氮磷化肥使黑土Cd浓度显著增加,但不同化肥用量对黑土Cd积累的影响无显著差异;长期施用猪粪可显著增加黑土Cd的积累,且近年来有加速积累的趋势,含Cd饲料添加剂可能是猪粪中Cd的重要来源;施用氮磷化肥对黑土Cd的有效性无显著影响,长期施用猪粪则可显著提高黑土Cd的有效性.     

CO2浓度升高与硝化抑制剂对冬小麦田间N2O排放量的影响

以冬小麦中麦175为供试品种,利用农田开放式CO_2浓度增高(FACE)系统,研究未来大气高CO_2浓度对冬小麦田间N_2O排放的影响,以及施用硝化抑制剂(2-氯-6-三氯甲基吡啶)是否可以起到抑制冬小麦田间N_2O的排放量升高的潜能。试验结果表明:CO_2浓度升高显著提高冬小麦田间N2O的排放增幅达到67.6%,追肥灌溉后小麦田N_2O排放量较大,随着冬小麦生育进程的推进N_2O的排放量逐渐减少,硝化抑制剂对中麦175田间N_2O排放量的影响并不明显。因此,在未来高CO_2浓度环境条件下,可以通过采取相应的耕作制度和栽培技术措施等来降低冬小麦田N_2O的排放量。试验结果对冬小麦田间是否选择施用2-氯-6-三氯甲基吡啶来控制N_2O的排放起到一定的参考作用。     

北京市四环路及路旁绿地CO2变化特征及来源分析

城市大气中CO_2的变化特征及来源解析是制定节能减排措施的重要依据,对比非采暖季与采暖季北京市四环路(阜通东大街-京密路)路旁及距离道路100 m绿地中不同高度大气中CO_2浓度,并利用Keeling plot方程结合Iso Source软件进行分析,以期获得不同季节CO_2变化特征及定量估算其来源。结果表明,不同来源的CO_2中具有差异显著的δ~(13)C值,其中:土壤呼吸(-18.92‰)植物呼吸(-23.40‰)燃煤废气(-24.10‰)机动车尾气(-28.14‰)天然气废气(-33.34‰)。路旁和绿地的大气CO_2浓度在采暖季中分别比非采暖季中高26.2%和41.2%,路旁与绿地的大气CO_2浓度在非采暖季中差异显著而采暖季中无明显差异。在非采暖季中,CO_2浓度在6:00和20:00时较高,路旁大气CO_2随高度升高而降低,绿地大气CO_2浓度在8 m处最高,日变化明显。在采暖季中,CO_2浓度与车流量有相似的日变化趋势,在8:00和19:00时较高,路旁和绿地处大气CO_2浓度都随高度的升高而降低。路旁和绿地的大气CO_2来源差别明显,非采暖季中路旁大气CO_2主要来自于机动车尾气而绿地中大气CO_2主要来自于土壤和植物呼吸,在采暖季中路旁及绿地中大气CO_2的来源差别较小,主要来自于燃煤废气和机动车尾气。     

超临界二氧化碳萃取墨红花香气成分的研究

本文报导用超临界CO_2萃取墨红花香气成分的研究,对萃取压力、温度从CO_2流量与10种主要香气成分萃取率的关系进行了试验和分析。发现不同芳香物质的萃取动力学是不同的,因此实验条件影响萃取产物中芒香组分的相对含量,在21MPa,50℃和20ml CO_2时,多数组分有较好的萃取率;当压力达35MPa时,可得到颜色很深的紫红色色素溶液。     

施肥对红壤水稻土团聚体分布及其碳氮含量的影响

依托中国科学院千烟洲生态试验站,利用1998年建立的红壤水稻田长期定位施肥试验,研究秸秆还田(ST)、化肥(NPK)、有机肥(OM)等施肥方式对红壤水稻土各粒级团聚体分布及其碳氮含量影响。结果表明:在所有施肥处理条件下红壤水稻土团聚体分布以<63μm的粉砂和粘粒为主,占41%—54%,长期施肥特别是施用OM有利于促进红壤水稻土大粒级团聚体形成;分别施用ST、NPK和OM均能提高红壤水稻土全土及各粒级团聚体中的有机碳和全氮含量,施用OM提高幅度最大。因此,在我国南方红壤稻作区的农业生产过程中应施用有机肥,从而改善土壤结构、碳贮量和养分状况。     

长期不同施肥制度对潮棕壤微生物生物量碳、氮及细菌群落结构的影响

以沈阳生态站长期定位试验为研究平台,采用传统氯仿熏蒸方法和现代PCR-DGGE技术探讨了长期不同施肥制度对土壤微生物生物量碳和氮及细菌群落结构的影响.结果表明:在整个试验期,土壤微生物生物量碳和氮的动态变化趋势基本相同;长期施用有机肥可显著提高土壤有机碳和土壤微生物生物量碳和氮含量,而长期施用化肥明显降低土壤pH,土壤微生物生物量碳和氮含量也显著降低.DGGE图谱表明:不同施肥处理的细菌16S rDNA多数条带分布相同,28条带中有18条为共有条带,说明潮棕壤中细菌类群较稳定,但其数量受到施肥的影响;长期施用有机肥促进潮棕壤细菌群落结构的多样性,而施用化肥处理则降低了其多样性.     

甲烷氧化细菌氧化活性影响因素的研究

分别对土壤含水量、温度、施肥措施、土壤中CO_2和O_2含量等几个影响甲烷氧化细菌氧化活性的因素作一综述,分析其原因,为今后进一步研究奠定基础。     

施肥结构对茶树（Camellia sinensis (L.) Kuntze）光合作用及其生态生理因子日变化的影响

以福云早毫品种为材料,在新开茶园连续5a进行了7种施肥结构的大田对比试验,研究了茶树净光合速率(Pn)、生态生理因子的日变化及施肥结构对它们的影响,结果表明:茶树晴天Pn的日变化呈典型的双峰曲线,有明显的"午休"现象,且受生态生理因子的影响,光合有效辐射、气温和空气CO:浓度是茶园生态系统的主导因子,蒸腾速率、气孔导度和胞间CO2浓度是生理主导因子,进一步进行回归和通径分析发现,生态因子特别是光温因子对Pn的影响最大.施肥结构对茶树的光合有效辐射、叶面温度、空气温度和湿度等相对稳定的气候因子影响不大,但与纯施化肥、间作白三叶草 不施肥和完全不施肥相比,100%、75%、50%和25%施用有机肥4种处理明显增加了蒸腾速率和气孔导度,显著提高了日净光合速率,吸收和消耗了更多的CO2.以Pn和其他8个主要生态生理因子为指标进行聚类分析,7种施肥结构茶树光合作用系统分为100%和75%施用有机肥、50%和25%施用有机肥、纯施化肥和间作白三叶草 不施肥、完全不施肥4类,其中100%和75%施用有机肥的效果最好.     

长期施肥对农牧交错带栗钙土土壤理化性质及生物学特性的影响

探究干旱栗钙土土壤长期施肥的施肥效应，揭示不同施肥模式下土壤理化性质及微生物特性的演变特征，为内蒙古农牧交错地区农田合理培肥和科学评估施肥效果提供依据。依托内蒙古武川旱作试验站的长期轮作定位施肥试验(2004—2019年),分析了不同施肥处理对农牧交错带栗钙土耕层土壤理化性质和生物学特性的影响。结果表明：长期有机肥配施化肥和单施有机肥可显著降低土壤容重，增大土壤孔隙度，而不平衡施肥(如NP、NK、PK、N处理)和不施肥处理土壤容重有增加趋势；与不施肥处理相比，不同施肥方式土壤有机碳、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾含量均有所提高，土壤养分均表现为有机肥配施化肥>有机肥施用>化肥平衡施用>化肥不平衡施用>不施肥；在土壤微生物方面，有机肥配施化肥土壤细菌数量显著提高108.36%～118.92%,真菌数量提高27.68%～50.46%,放线菌数量提高35.43%～40.25%;长期施用有机肥和平衡施用化肥能改善土壤结构，提高土壤养分和微生物数量，尤以有机肥与化肥两者配施联用效果最好。以合理氮、磷、钾多元素配比施用对农牧交错带干旱栗钙土土壤质量有明显改善，不平衡施肥土壤性...     

沙田柚施用活化处理磷肥的效果研究

研究了以沙田柚施用经多种活化剂活化处理磷矿粉的效果,结果表明,施用活化处理磷矿粉的柚树在各生育期的树叶片养分状况均比施用过磷酸钙和钙镁磷肥的好,所以在各时期的农艺性状表现良好,产量较高,在适当时期补充中微量元素不仅可使沙田柚高产而且优质.研究结果显示,果树可直接和一年一次施用价格低廉价的磷矿粉,采用活化技术可使磷矿粉的肥效超过过磷酸钙和钙镁磷肥,从而可大幅度地降低果园的肥料和施肥用工费而降低生产成本,同时又可减少因施肥过量和磷肥生产而造成的浪费和环境污染.     

谷子光合碳同化途径C_4代谢类型的研究

我们曾通过解剖结构、CO_2补偿点和酶学特性等方面的研究,确定了谷子的碳同化属于C_4植物的类型。M.D.Hatch和C.R.Slack曾阐明C.植物固定CO_2生成的二羧酸不直接形成其它有机物,而要先经过脱羧,所产生的CO_2进入卡尔文循环再被同化。按其二羧酸脱羧方式的不同,可把C_4植物分成NADP-ME型、NAD-ME型和PCK型     

光生物反应器脱除空气中CO2的模型研究

微藻光生物反应器具有脱除空气中CO_2能力。从光生物反应器构型、进气流速、混合传质,及微藻光合/呼吸速率等方面,探讨气升式光生物反应器脱除空气中CO_2效果,提出了时间离散化和集中参数法两种分析方法。运用集中参数法建立了气升式柱型光生物反应器脱除CO_2的数学模型,模拟了藻液中溶氧浓度(DO)、pH随时间的变化情况,及进气CO_2浓度影响,预测并验证了光照条件下出气CO_2、O_2浓度的变化趋势。模拟结果和实验数据基本吻合,所提出的模型对光生物反应器的优化设计、微藻的高密度培养,及CO_2去除能力预测具有参考意义。     

枯草芽孢杆菌菌剂不同施用方式对甜瓜土壤微生物多样性及生长的影响

甜瓜连作种植和化学肥料过量施用造成了土壤微生态环境失衡、病害严重和产量降低等问题。施用枯草芽孢杆菌菌剂是改善土壤微生态环境、防治土传病害、促进植物生长的一项重要措施。文中以枯草芽孢杆菌为试验菌剂,分析菌剂不同施用方式对设施甜瓜土壤微生物多样性及生长的影响,采用稀释涂布平板方法测定土壤中可培养微生物的数量,采用Illumina Miseq测序技术测定土壤未培养微生物多样性,采用称重法测定甜瓜产量。结果表明,不同甜瓜生育时期,灌根、穴施和蘸根3种菌剂施用方式处理土壤可培养细菌的数量均显著高于对照,灌根、穴施和蘸根处理之间不存在显著差异;3个菌剂施用方式处理开花期土壤真菌数量显著低于对照,但是拉秧期土壤真菌数量差异不显著。比较3种菌剂施用处理中未培养微生物的多样性发现,细菌Shannon指数均高于常规施肥对照,Simpson指数低于对照;蘸根处理的真菌Shannon指数最低,Simpson指数最高。NMDS和聚类分析发现枯草芽孢杆菌菌剂蘸根施用处理对土壤中细菌和真菌菌群影响较大,均独立于一个分枝。微生物菌剂的施用使拟杆菌门(Bacteroidetes)的丰度显著降低,放线菌门(Actinob...     

CAM途径和调节

景天酸代谢(简称CAM)是植物光合作用中固定CO_2的一种特殊方式。由于它有昼夜的苹果酸波动,早在1815年就被Heynes所发现。近十余年关于CAM研究的工作非常之多,而且涉及的内容非常广泛,包括CAM植物的生理、生态、生化、结构和分布等诸方面。作者曾对CAM的现代概念的形成作过     

黑土长期施肥及养分循环再利用的作物产量及土壤肥力质量变化Ⅲ.土壤养分收支

许了1985－1999年试验期间各模拟施肥模型的作物移出养分量和施肥输入养分量,结果表明,施用N肥可加剧土壤P收支赤字,而施用N,P肥则加剧土壤K收支赤字,实验展示了我国在20世纪70年代大面积贫P土壤和80年代大面积缺K土壤出现的原因,保持养分循环再利用可缓解土壤养分收支赤字,但不能满足丰产作物的养分需求,在保持养分循环利用基础上根据土壤肥力适当施用化肥,可满足丰产作物的养分需求和平衡土壤养分收支,不致发生大量过剩N进入环境。     

长期施肥对早稻产量和杂草群落的影响

利用1982年布置的双季稻红壤稻田长期施肥定位试验,于2011年研究了在无机肥(化肥NPK)与有机肥(M)氮磷钾养分等量条件下,长期施用有机肥、无机化肥和有机无机肥配施模式下早稻生长发育、早稻产量及稻田杂草群落变化。结果表明:施肥能促进早稻生长发育,显著提高早稻产量,增加施肥用量和均衡肥料及养分种类在一定程度上能促进早稻生长发育和稻谷增产;在施用有机肥的基础上,优先考虑施用氮肥,其次是磷肥,才能使红壤稻田早稻增产。施肥处理中,单施有机肥最能提高早稻杂草密度和促进早稻杂草生长,配施处理中,有机无机均衡配施最能促进早稻杂草生长,还能遏制恶性杂草繁殖;与单施有机肥或化肥相比较,有机无机肥配施能普遍降低早稻杂草群落多样性、优势度和均匀度,在施用有机肥的基础上,化肥尤其是化肥氮的施用对早稻杂草群落的多样性、优势杂草和均匀度起着决定性作用;早稻分蘖盛期杂草生物量一定程度上还能表征早稻稻谷产量。     

模拟氮沉降对马尾松土壤微生物群落结构及温室气体释放的影响

以2年生马尾松(Pinus massoniana)盆栽苗土壤为对象,通过施氮肥模拟氮沉降对土壤理化性质、微生物群落结构及温室气体释放的影响,探明氮沉降对森林土壤温室气体释放的驱动机制。结果表明,模拟氮沉降处理显著提高了土壤速效氮含量和苗木根系氮含量;土壤微生物碳(SMBC)含量比对照显著下降78%,而土壤微生物氮(SMBN)则提高2.6倍。模拟氮沉降处理显著降低土壤中微生物群落总含量。施氮肥对马尾松土壤N_2O和CO_2的释放速率均有显著影响,增施氮肥不仅显著提高了土壤N_2O的释放速率,而且CO_2释放速率短期内也显著提高,但伴随微生物群落的下降,施肥后期CO_2释放速率表现下降趋势。相关分析表明,土壤CO_2和N_2O释放与土壤pH值、土壤温度、土壤湿度、土壤速效氮含量及SMBC、SMBN相关;逐步回归分析表明,土壤硝态氮含量的变化是驱动土壤温室气体释放的主导因子。3株种植单位土壤体积内根系生物量较高,增加了土壤水分的消耗速率和氮的吸收固定,因而减少N_2O的释放速率。以上研究阐明了氮沉降或过量施肥对土壤氮含量、土壤pH值、根系生物量及氮含量、土壤微生物群落结构等因子的影响,这些因子直接或间接影响土壤温室气体释放速率。氮沉降及施用氮肥是加快土壤温室气体(CO_2和N_2O)排放进程的重要因素。     

不同施肥水平对桢楠多胚苗生长及光合生理的影响

采用营养袋培育的方法,以苗龄45d(根茎初步木质化)的桢楠幼苗为试验材料,选取单胚苗(D)、双胚大苗(SD)和双胚小苗(SX)3种类型桢楠幼苗栽植于袋中,根据年施复合肥量标准设置对照(CK,每袋0g)、中(M,每袋0.2g)和高(H,每袋0.3g)3个施肥水平,于7月初开始施肥,每20d施1次共分4次(每次25%)施入,分别于8月、10月中旬测定幼苗生长指标和光合生理指标,探讨施肥对桢楠多胚苗生长和光合生理的影响。结果显示:(1)中量施肥(M)对3类幼苗的苗高和地径生长量有明显的促进作用,而高量施肥(H)在整个试验过程中对幼苗生长的影响表现为先促进后抑制的趋势。(2)中量施肥(M)可以促进3类幼苗叶片的叶绿素合成,延长叶片功能周期,增大净光合速率和气孔导度,进而提高幼苗在强光照、高CO_2环境下的光合作用能力。(3)中量施肥可以使幼苗的光补偿点(LCP)、CO_2补偿点(CCP)下降,光饱和点(LSP)、CO_2饱和点(CSP)上升,增强幼苗适应环境的能力,积累更多的有机物;高量施肥对幼苗的光合指标也表现为先促进后抑制的作用。研究表明,适量(每袋0.2g)施肥能促进各类桢楠幼苗光合色素合成、光合作用效率以及对环境的适应能力,从而促进幼苗的生长;适量施肥也使双胚大苗较快缩小与单胚苗生长指标间的差距,同时也对双胚小苗生长表现出一定的促进作用,这对于促进珍贵树种桢楠的种质资源保护、提高苗木出圃率和降低育苗成本有重要意义。