我国农牧交错区耕作方式与施氮量对小麦氮素利用的影响

在我国内蒙古自治区赤峰市农牧交错区研究了不同耕作方式及不同施氮量对小麦氮肥吸收利用和产量的影响.结果表明：长期实施保护性耕作使小麦对氮素的利用率提高3%～4%,减轻氮肥对农田环境的污染;保护性耕作有利于促进小麦对氮素的吸收,提高小麦产量.当施氮量由120 kg·hm^-2增加到360 kg·hm^-2时,小麦对氮素的吸收利用由36.5%降低为26%;氮素损失增加约5%,对应的氮素损失量则从60 kg·hm^-2增加到约200 kg·hm^-2,对环境的污染明显增加.小麦对上季残留氮素的利用受耕作方式影响较小,受上季施氮量影响较大,总体趋势为施氮量越高,小麦利用率越低,损失越多.经过两季小麦种植后,小麦-土壤系统回收的总氮素比例约为44%～50%,其中土壤残留氮素约占施氮量的13%～18%.     

引种台湾桤木的水分生理特性

台湾桤木(Alnusformosana)原产台湾,是台湾地区重要的先锋造林树种和林地培肥树种。水分是限制植物地理分布和决定植物引种能否成功的重要因子之一。采用Li-6400光合测定系统对引种两年生台湾桤木苗木的水分生理特性进行了研究,结果表明:(1)在整个生长期,叶片蒸腾速率日变化均表现为宽大的单峰型曲线,以13∶00～15∶00时左右蒸腾速率最高,不同部位叶片在不同生长期的峰值有所不同,属非蒸腾午休型植物。气孔导度日变化有单峰型和双峰型2种变化曲线;(2)蒸腾速率季节变化表现为单峰曲线,以7月为最高,整个生长期叶片日均蒸腾速率为3.25mmol·m-2·s-1,表现出高光合、强蒸腾的生理特点;(3)水分利用效率日变化与光合速率日变化相似,有单峰曲线和双峰曲线2种类型,与气孔导度的日变化有显著相关性。在整个生长期,以6月、7月叶片水分利用效率为最低,8月为最高;(4)在影响水分利用效率季节变化的生理生态因子中,以温度、光合有效辐射、气孔导度和相对湿度4个因子的直接作用为最大。     

添加玉米残体对土壤-植物系统中氮素转化的影响

采用盆栽试验和^15N示踪技术对黑土添加玉米残体(秸秆和根茬)土壤-植物系统中氮素转化进行了研究,结果表明,玉米残体还田能够增加土壤氮素含量,减轻因其作为燃烧材料而造成的氮素损失和对大气的污染,玉米残体施入土壤,增加了土壤微生物氮含量,提高土壤氮活性,有利于土壤氮素养分的协调供应,玉米残体配施氮肥与氮肥单施相比,玉米植株氮素累积量相近,但氮素在玉米植株不同器官中的分配比例不同;添加玉米残体能够促进氮素从营养器官向籽粒中转移,提高氮素养分的利用效率,同时,添加玉米残体还可以降低土壤NO^-3-N的累积,减少肥料氮的损失4．7％～5．6％。     

中国长白山乌苏里蝮蛇金属蛋白酶解整合蛋白Ussurin基因克隆和序列分析

采用Clontech链转换建库试剂盒,建立了中国长白山乌苏里蝮蛇毒腺cDNA文库,从中克隆了金属蛋白酶/解整合蛋白Ussurin,并进行了序列分析。结果显示,Ussurin开框读码序列由1434bp组成,编码478个氨基酸。由核苷酸顺序推导的氨基酸序列可以看出,Ussurin最初的翻译产物是酶原前体;依次含有18氨基酸组成的信号肽,171氨基酸组成的酶原区和由289氨基酸组成的Ussurin（200氨基酸组成的金属蛋白酶结构域、16氨基酸组成的间隔区和73氨基酸组成的解整合蛋白结构域）。Ussurin的金属蛋白酶结构域含有3对二硫键;解整合蛋白结构域含有6对二硫键和特征性RGD(精氨酸甘氨酸天冬氨酸)结构。其基因序列和结构域组成与GenBank中蛇毒金属蛋白酶/解整合蛋白呈现高度同源性属于P-Ⅱ。氨基酸序列blast比对发现,酶原区和解整链蛋白结构域呈现极高的同源性,而金属蛋白酶结构域却出现了极高的变异,推测这些变异结构区是为了适应不同的底物、不同受体或同一受体的不同结构域。     

黄河故道不同灌水方式刺槐人工林幼树水分利用效率和生长特性

干旱一直是限制黄河故道沙区树木生长的重要因素之一,而刺槐(Robinia pseudoacacia)以其较强的耐旱性、较高的成活率在造林时备受重视。适宜的灌水方式不但可以提高当地水资源的高效利用,而且可以促进刺槐迅速生长,改善当地环境生态。因此,在2011至2012年间,对黄河故道沙地进行刺槐人工林的建设与培育,开展滴灌(DI)、沟灌(FI)和软管喷灌(HSI)3种灌水方式对刺槐人工林幼树水分利用效率(WUE)和生长特性影响的研究。结果表明,在不同的水文年份,滴灌刺槐的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)高于软管喷灌,软管喷灌高于沟灌。水分利用效率受年份影响较大,但均表现为前期下降,8月份前后降到最低值,随后缓慢回升。不同灌水方式叶绿素含量(CC)差异显著,滴灌条件下刺槐叶绿素含量最高,其次为软管喷灌,沟灌最低。不同树龄,不同灌水方式刺槐株高、地径和胸径差异显著。一年生林,滴灌刺槐的株高、地径和胸径分别比软管喷灌高出23.4、0.27 cm和0.14 cm;二年生林,滴灌刺槐的株高、地径和胸径分别比软管喷灌高53.7 cm、0.61 cm和0.54 cm。滴灌刺槐的株高、地径和胸径的年度生长量分别为软管喷灌的112.1%、107.1%和111.8%,同时分别为沟灌的121.8%、191.8%和343.6%。不同灌水方式刺槐幼树水分利用效率受年际间气象因素影响较大,滴灌可以显著地改善刺槐幼树的光合生理特性,促进其快速生长。     

模拟氮沉降对夏蜡梅幼苗生理生态特性的影响

用氮浓度分别为2(低氮)、8(中氮)、32 g N·m-2·a-1(高氮)的NH4NO3溶液,喷淋盆栽夏蜡梅幼苗,以0 g N·m-2·a-1为对照(CK),1年后,比较其光合作用、相对叶绿素含量、叶绿素荧光参数、抗氧化酶活性及膜脂过氧化的差异,探讨氮沉降对夏蜡梅幼苗生理生态特性的影响。结果表明:3种氮处理下,夏蜡梅幼苗叶片的日均净光合速率(Pn)和最大净光合速率(Pnmax)比对照分别增加了14.7%、54.5%、26.4%和8.3%、66.1%、30.9%,中氮处理下的日均Pn、Pnmax值最高。不同氮浓度处理后夏蜡梅幼苗叶片的日均气孔导度均高于CK,以中氮处理最高;而日均胞间CO2浓度均低于CK,以中氮处理最低。光补偿点、暗呼吸速率均为中氮高氮低氮CK,差异极显著;而光饱点为中氮低氮CK高氮,差异极显著;表观量子效率为中氮低氮CK,差异极显著,高氮与CK差异不显著。不同氮浓度处理的相对叶绿素含量均明显高于CK,以中氮处理最高。PSⅡ原初光能转化效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)均为中氮低氮CK高氮,差异极显著。不同氮处理的夏蜡梅幼苗叶片超氧化物歧化酶活性均高于CK,差异极显著,3种氮处理之间以高氮处理最高;过氧化物酶活性、丙二醛含量也以高氮处理最高,中氮次之,高氮、中氮处理与CK差异极显著,低氮处理与对照差异显著。不同氮处理的质膜离子渗漏为高氮中氮低氮CK,差异极显著。本研究表明,不同浓度氮处理提高了夏蜡梅幼苗的光合作用能力,其中以中氮处理的效果最为明显,对其他生理指标也产生了一定的影响。     

麦长管蚜对E-β-法尼烯的嗅觉行为反应

【目的】测定麦长管蚜Sitobion avenae Fabricius对E-β-法尼烯(E-β-farnesene,EβF)矿物油溶液反应的最低阈值浓度,为EβF的田间应用提供依据。【方法】观察麦长管蚜3龄若蚜对不同浓度EβF的逃逸行为和"Y"型管嗅觉行为反应。每天定时分5次(9:00,11:30,14:00,16:30和19:00)滴加10μL EβF于滤纸上,滤纸用牙签固定于麦苗盆中心,持续处理5 d。每盆麦苗处理前接1龄若蚜15头。记录成蚜翅型及2周后蚜虫总数量。【结果】随着EβF浓度升高,麦长管蚜3龄若蚜3 min内逃离数显著增加,有翅蚜比例显著增加,种群个体数量显著下降,驱避效果明显增强。EβF浓度为200 ng/μL和≥600 ng/μL使蚜虫逃离数显著增加(P0.05)。"Y"型管选择行为测试结果表明,EβF≥600 ng/μL对3龄若蚜具有极显著的驱避作用(P0.01)。与对照相比,EβF≥600 ng/μL处理极显著提高了有翅蚜比例(P0.01);EβF≥400 ng/μL极显著抑制蚜虫种群个体数量增长(P0.01),但与600 ng/μL处理差异不显著。【结论】600 ng/μL EβF矿物油溶液为麦长管蚜驱避剂的最低阈值浓度。     

2种杨树光合色素和抗氧化系统对UV-B与NaCl胁迫的响应

以胡杨和俄罗斯杨(黑杨杂交种)为材料,通过设置增强UV-B辐射、NaCl胁迫(100mmol/L NaCl)、复合胁迫(增强UV-B辐射+100mmol/L NaCl)及对照(不额外施加NaCl和UV-B)4组处理,研究2种杨树对UV-B辐射、NaCl胁迫及其复合胁迫的生理响应及其种间差异。结果显示:(1)增强UV-B辐射、NaCl胁迫及其复合胁迫下,2种杨树的叶绿素含量降低,叶绿素a/b比值减小,类胡萝卜素含量升高;叶片中的膜脂过氧化产物(MDA)和H2O2含量均显著升高;但在复合胁迫下,俄罗斯杨MDA含量要明显低于各单一胁迫处理,而胡杨MDA含量和2种杨树H2O2含量均介于2种单一胁迫处理之间。(2)在3种不同胁迫条件下,俄罗斯杨和胡杨叶片中过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性比对照显著升高,且POD活性在复合胁迫下最高。(3)2种杨树叶片中渗透调节物质(脯氨酸、甜菜碱、可溶性蛋白)含量在各胁迫条件下均比对照明显升高,且脯氨酸和可溶性蛋白含量在复合胁迫下最高;胡杨甜菜碱含量在3种胁迫条件下的升高幅度均远大于俄罗斯杨,而俄罗斯杨可溶性蛋白含量升高的幅度在增强UV-B辐射和复合胁迫下却明显高于胡杨。研究表明,增强UV-B辐射、NaCl胁迫及其复合处理对2种杨树生长均造成不同程度的胁迫伤害,但2种杨树在复合胁迫下表现出的抗氧化保护能力比在2种单一胁迫下更强,因而复合胁迫对2种杨树的伤害更小,UV-B辐射可能与NaCl胁迫相互拮抗最终减缓了对植物的伤害。     

四种豆科作物的光合生理和生长发育对弱光的响应

为了确定豆科作物作为林果行间套种作物的适宜性, 于2014年通过田间试验和盆栽试验对4种豆科作物的耐阴能力及其光合生理进行了研究。测定全光和弱光处理(全光的48%)下豆科作物在初花期的叶片光合特征参数、光合色素含量与核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(RuBPCase)活性, 监测其生长发育对弱光的响应。结果表明: 弱光使供试作物的最大净光合速率、光饱和点、光补偿点、表观量子效率和暗呼吸速率不同程度地向耐阴植物变化; 弱光还使供试作物的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、瞬时水分利用效率和RuBPCase活性不同程度地下降, 而胞间CO₂浓度显著上升; 遮阴后, 乌豇豆(Vigna cylindrica)和绿豆(Vigna radiata)的叶绿素(Chl) a和Chl b含量显著增加, Chl a/b值显著降低, 大猪屎豆(Crotalaria assamica)和望江南(Senna occidentalis)的光合色素含量也有不同程度的变化; 弱光使供试作物茎变细, 侧枝数减少, 生物量和干物质积累效率降低, 根冠比降低, 根瘤量减少, 叶片变小变薄, 叶片数减少, 叶面积指数降低; 弱光胁迫下, 大猪屎豆不开花, 望江南只开花不结实, 而绿豆和乌豇豆开花数减少, 花期缩短, 种子产量显著降低。根据供试作物的光合特性和生长发育对弱光的响应, 得出它们的耐阴能力排序是: 乌豇豆>绿豆>望江南>大猪屎豆, 其中乌豇豆和绿豆适宜与林果套种, 而望江南和大猪屎豆不适宜套种。     

氮磷肥配施对冬小麦灌浆期光合参数及产量的影响

在西北绿洲生态条件下, 实验设4个处理, 即165(N₁)和225 kg·hm^-2(N₂)2个氮素(纯氮)水平及105(P₁)和165 kg·hm^-2(P₂)2个磷素(P₂O₅)水平, 研究了氮磷肥配施对冬小麦(Triticum aestivum)品种临抗2号光合特性及产量的影响。结果表明, 低氮(165 kg·hm^-2)处理组的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)及蒸腾速率(T_r)日变化均呈双峰曲线, 有光合“午休”现象; 高氮(225 kg·hm^-2)处理可减弱甚至使光合“午休”现象消失; 高磷(165 kg·hm^-2)和低磷(105 kg·hm^-2)处理对光合特性的影响差异不显著。N₂P₂具有最高的群体叶面积指数(LAI)、群体光合速率(CAP)、穗粒数、亩穗数、千粒重及产量, 且与N₁P₁和N₁P₂的差异均达显著水平, 与N₂P₁则无显著差异。但N₂P₂水分利用效率(WUE)低于N₂P₁, 显著高于N₁P₁和N₁P₂ (N₁P₁高于N₁P₂, 但无显著差异)。氮肥对光合“午休”的影响大于磷肥, 二者互作效应差异不显著。该实验条件下, 当N、P分别为225和105 kg·hm^-2时有利于提高冬小麦的光合速率及产量。