林分耗水的尺度扩展研究进展

蒸散耗水是森林生态系统水分循环过程的主要构成,是现代生态水文研究的重点和难点。直接测定和尺度上推提供了两种获取蒸散量的技术手段。受限于复杂的冠层结构、非均质的下垫面和迥异的环境条件,直接测定难以准确获取林分水平的耗水信息,因此有必要讨论单木与冠层结构、环境因子之间的耦合关系,利用时空尺度扩展得到合理的耗水量。本文综述了理论基础相对牢固的3种尺度扩展技术:基于生物计量参数、遥感影像和水文模型的尺度扩展,剖析各模型的控制因子,探讨模型的适用性和优缺点,对尺度扩展技术的发展做了展望。     

雪豹（Uncia uncia）研究的文献计量评价

通过对1950—2010年SCI收录和1989—2010年CSCD收录的雪豹(Uncia uncia)研究文献分析,从年度文献数量变化、国家/地区分布、主要研究机构、期刊分布、发表文献作者、基金资助机构、刊载文献类型、学科类别和语种分布9个方面,对雪豹研究文献的分布规律和研究现状进行了统计分析。结果表明:在SCI上发表雪豹研究论文的国家排名依次是美(50.6%)、英(16.5%)、印度(12.5%)和中国(5.6%);在文献量机构排名方面,国际雪豹基金会和英国爱丁堡大学并列第一,中国科学院排名第五;中国的主要合作国家中包括了美、英和中亚国家(吉尔吉斯斯坦、蒙古)。无论是分布范围还是数量,中国雪豹资源都居于世界第一,而研究却不相匹配,国内在这方面还仍需努力。     

基于气候适宜度的东北地区春玉米发育期模拟模型

以春玉米的生理生态发育过程为基础,基于作物生理发育时间恒定原理,建立了可推广应用的作物发育期模拟模型.本文充分考虑光、温、水对作物生育进程的综合影响,设计了基于气候适宜度来动态确定作物生理发育日数的算法,为模型的大范围推广应用奠定了基础.利用东北地区农业气象站2009、2010年观测资料对模型进行了分析和验证,模型运行结果与实际观测情况比较吻合,全生育期的均方根误差(root mean square error,简称RMSE)为3.8d,营养生长阶段发育期模拟结果的相关系数在0.84以上,生殖生长阶段发育期模拟结果的相关系数在0.77以上.模型生物学意义明确、精度较高、数据易获、可操作性强,能够在农业气象业务服务中应用于玉米生育进程的模拟与预测.     

施氮时期对高产夏玉米氮代谢关键酶活性及抗氧化特性的影响

选用玉米品种登海661和郑单958为材料,研究了高产条件下施氮时期对夏玉米产量、氮素利用率、氮代谢相关酶及抗氧化酶活性的影响.结果表明:拔节期一次性施氮不利于夏玉米产量提高和氮素积累,分次施氮且增施花粒肥显著提高了植株和籽粒的吸氮量,并提高了籽粒产量.拔节期、10叶期、花后10d按2∶4∶4施氮,登海661产量最高可达14123.0kg· hm-2;基肥、拔节期、10叶期、花后10 d按1∶2∶5∶2施氮,郑单958产量最高可达14517.1 kg· hm-2,这2种施氮方式较拔节期一次性施氮分别增产14.5％和17.5％.花前分次施氮可以显著提高开花期硝酸还原酶活性;登海661和郑单958在花后0～42 d中,施氮处理的谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合成酶、谷氨酸脱氢酶活性分别平均提高了32.6％、47.1％、50.4％和14.5％、61.8％、25.6％,减缓了其下降趋势;超氧化物歧化酶、过氧化氢酶活性提高了22.0％、36.6％和13.4％、62.0％,丙二醛含量显著降低.在高产条件下,分次施氮且适当增加花粒肥施入比例可以提高氮代谢相关酶活性,延缓植株衰老,促进氮素吸收利用,进而提高籽粒产量.     

海洋环境来源的淀粉酶AmyP对生玉米 淀粉的降解特性

来自海洋宏基因组文库的 α-淀粉酶（AmyP）属于最新建立的糖苷水解酶亚家族GH13₃7。AmyP 是一个生淀粉降解酶,能有效降解玉米生淀粉。在最适反应条件 pH 7.5和 40 °C 下,生玉米淀粉的比活达到 39.6 ± 1.4 U/mg。酶解反应动力学显示 AmyP 可以非常快速的降解生玉米淀粉。对 1%的生玉米淀粉仅需要 30 min;4%和 8%的生玉米淀粉只需 3 h。DTT 可以显著提高 AmyP 对生玉米淀粉的降解活性,1% DTT 促使活性增加 1倍。根据电镜观察和产物分析,认为 AmyP 是以内腐蚀的模式降解生玉米淀粉颗粒,释放出葡萄糖、麦芽糖和麦芽三糖作为终产物。     

木质纤维素酶高产菌株的筛选及其对玉米秸秆降解效果的影响

为了提高玉米秸秆中木质素的降解率,从腐烂的树枝和土壤中筛选木质纤维素酶高产菌株,以秸秆为唯一C源富集培养后,采用PDA-愈创木酚法进行初筛,筛选出产木质素酶真菌5株,然后以玉米秸秆为主要C源进行固态发酵和复筛。结果表明:第5号菌株在发酵玉米秸秆5 d后,使木质素的降解率达到最高(34.95%),粗纤维的降解率达到20.00%,显著高于其他4种菌株(P<0.05),其羧甲基纤维素酶比酶活达到116.35 U/g;10 d后,其木质素酶比酶活达到最高(45.64 U/g)。     

水分和温度对春玉米出苗速度和出苗率的影响

在东北地区中部开展春玉米春季水分胁迫和分期播种试验。试验在人工防雨棚内进行,设4个水分处理和3个播种期处理。结果表明,春玉米(Zea mays )播种出苗期间土壤含水量与出苗期和出苗率的关系均呈显著的二次函数关系。在田间持水量以下,耕层土壤湿度越大,玉米出苗越快,出苗率越高;干旱推迟出苗期,降低出苗率。气温低出苗慢,但温度对出苗率无明显影响。播种出苗期间0～20cm深平均土壤湿度（S）、土壤有效水量（H）和平均气温(T)对出苗速度的组合影响指标是：25 %>S>21%（或70mm >H>45mm）、T>18℃玉米出苗快;21% >S>18%(或45mm >H>35mm)、18℃>T>16.5℃ 玉米出苗比较快;18%>S>16%（或35mm >H>25mm）、16.5℃>T>15.5℃玉米出苗较慢;S<16%（或H< 25）、T<15.5℃出苗很慢,出苗期明显推迟。玉米出苗率主要取决于水分,0～20cm深土壤相对湿度在85%以上（或H>50mm）出苗率最高（95%以上）;相对湿度80%左右（或50>H>40mm）出苗率较高（90% 左右）;相对湿度70%以下(或H<40mm)出苗率明显降低, 60%以下(或H<30mm)为严重干旱,出苗率低至65%以下。     

密植条件下种植方式对夏玉米群体根冠特性及产量的影响

选用平展大穗型品种鲁单981(Ludan981,LD981)和紧凑中穗型品种鲁单818(Ludan818,LD818),在两种种植密度(60000和90000株/hm2)和两种种植方式(单株和双株)下,研究了密植及种植方式对夏玉米冠层和根系结构与功能以及子粒产量等的影响.研究发现,随种植密度增加,冠层垂直分布呈现干重比例权重上移的趋势,根系则呈现下移的趋势.密植条件下,LD981冠层对生长空间更为敏感,其根系对生长空间的竞争强于冠层,其群体产量限制因素是子粒库容;LD818根系对生长空间更为敏感,冠层对生长空间的竞争强于根系,其群体产量限制因素是单位面积穗数.60000株/hm2下,LD981的群体结构质量和功能较优,双株种植可缓解其冠层竞争,根、冠协调,表现增产;在90000株/hm2下,LD818的群体结构质量和功能较优,双株种植可缓解其根系竞争,部分改善冠层群体结构质量和功能,根、冠协调,表现增产.     

黄土塬区不同品种玉米间作群体生长特征的动态变化

不同玉米品种间作,品种间的竞争对群体结构和产量可能有促进作用.为了明确不同密度下品种间作对不同生育期群体生长特征的影响,以及在不同生育期的变化规律,选用郑单958和沈单16两个不同株型的玉米品种在中、高两种密度条件下进行隔行间作田间试验.研究结果表明:不同密度间作群体叶面积指数(Leaf Area Index,LAI)显著增加,同密度不同品种间作LAI在生育后期显著增加,有利于形成合理的冠层结构以获得更多的光照;中等密度下品种间作单株叶面积较单作显著增加,而高密度间作显著降低了单株叶面积;中等密度下,品种间作地上部干物质积累量显著增加,郑单958尤为突出,但高密度间作时的增加幅度较小,这与高密度下株高、茎粗相对减小有关.品种株高、茎粗随间作密度的增加而有所增加,对间作竞争的响应与品种特性密切相关;在不同生育期,郑单958和沈单16号表现不同的生长规律,前者在整个营养生长过程中对间作竞争的响应明显、持续和稳定,而进入生殖期后,间作的生长优势逐渐消失;后者在营养生长期干物质积累量大,但持续时间较短,表现出较弱的竞争性.品种间作可有效改善群体冠层结构,增加群体物质生产力,更好的为增产鉴定基础.     

不同后作生境对玉米地天敌的冬季保育作用

不同的作物生境可为田间自然天敌提供不同的栖息场所及猎物或寄主,从而影响天敌自身种群的维持及繁衍。在秋收后的玉米地布局不同的作物生境(玉米秸秆生境、叶菜类生境、甘薯生境及杂草带生境),采用目测法和扫网法调查研究其天敌群落组成及时序动态,通过聚类分析探讨了不同作物生境对玉米地自然天敌冬季保育作用的差异性。结果表明,玉米秸秆生境天敌数量最大,共收集天敌555头,约为叶菜类(甘蓝、菜心、油麦菜)生境的2倍,为杂草带和甘薯生境的4.5倍;天敌种类以蜘蛛类群为主,其中甘蓝、甘薯和杂草带生境蜘蛛个体数量占天敌总量的80%以上,而玉米秸秆生境天敌优势种为稻红瓢虫,其种群发生量达30头/100株以上。天敌物种数、多样性指数大小为玉米秸秆生境>叶菜类生境≥杂草带生境>甘薯生境,天敌群落优势度集中性指数与之相反。系统聚类可将6种不同作物生境聚为3类,玉米秸秆生境为一类,叶菜类生境为一类,杂草带和甘薯生境为一类。研究发现,玉米秸秆生境对玉米地天敌的冬季保育作用最佳。