北方农牧交错区农业生态系统生产力对气候波动的响应——以准格尔旗为例

气候变化对区域生态系统结构和功能有重大影响。以中国北方农牧交错区的准格尔旗为例,利用气象和《统计年鉴》数据,采用数理统计方法分析准格尔旗1961—2009年降水量、平均气温的波动特征,计算出该地区1961—2009年农业生态系统NPP值和主要农作物的气候产量,论述了准格尔旗农业生态系统生产力对气候波动的响应。结果表明:(1)降水量和平均气温的年际、年内波动均显著。(2)准格尔旗农业生态系统生产力呈现阶段性地波动上升趋势。排除社会、科技等影响,气候生产力对气候波动表现出较强的敏感性,是作物气候生态适应的结果。(3)中国北方雨养旱作区,粮食气候产量受降水量年际波动(特别是7、8月)显著影响;谷子、糜黍、玉米、薯类、大豆和油料等农作物的气候产量与降水量年际波动呈显著正相关;谷子、糜黍的气候产量与生长季降水量年内波动呈显著负相关。集水型生态农业是北方农牧交错区生态环境友好的农业发展模式。(4)谷子、糜黍、薯类、大豆和油料等农作物的气候产量与6、7、8月平均气温年际波动呈显著负相关;生长季平均气温年内波动对谷子、糜黍、大豆和油料等农作物的气候产量有显著负面影响。因此,需要综合采取工程、生物和农业措施,将气候变化对主要农作物气候产量的不利影响降到最低。     

氮、磷、钾肥配施对花生生理特性及产量、品质的影响

在田间试验条件下研究了氮、磷、钾肥配合施用对花生叶片生理特性及产量、品质的影响, 结果表明,氮、磷、钾肥配合施用均可不同程度地提高花生叶片叶绿素含量和光合速率, 且生育中后期(饱果期)的作用大于生育中期(结荚期),N300 P150 K300、P150 K300处理的效果好于N300 P150、N300 K300处理;氮、磷、钾肥配合施用对提高叶片SOD、POD和CAT酶活性、增加可溶性蛋白质含量和降低MDA积累量均有明显作用, N300 P150 K300、P150 K300处理的作用大于N300 P150、N300 K300处理;氮、磷、钾肥配合施用可明显增加花生荚果和籽仁产量,以N300 P150 K300处理产量最高,其次是P150 K300处理, N300 K300处理产量最低,N300 P150 K300和P150 K300处理还明显提高了荚果出仁率;氮、磷、钾肥配合施用可以不同程度提高花生籽仁中脂肪和蛋白质含量, P150 K300和N300 P150 K300处理对脂肪和蛋白质含量均有明显增加作用, N300 K300处理可明显提高脂肪含量,对蛋白质的增加作用不显著,N300 P150处理对脂肪和蛋白质的影响不大, N300 P150 K300处理还可明显提高籽仁中O/L比值和可溶性糖含量,从而延长花生制品的货价寿命、改善花生食用口味.     

土壤水解酶类催化动力学研究进展

土壤水解酶是存在于土壤中的一种重要的酶类,参与了土壤中为数众多的重要生物化学反应,与土壤中多种营养元素转化密切相关其催化反应的动力学研究常用来阐明其催化过程的特性、酶的本质属性及其对环境变化的响应等,研究土壤水解酶动力学特征对探讨其来源、性质及影响因素,对进一步调控多种营养元素参与的反应过程有着重要意义。文中概述了土壤水解酶的种类及其参与的生物化学反应;探讨了土壤水解酶动力学研究的理论基础;综述了土壤水解酶催化动力学研究的进展和影响因素,在此基础上,对今后研究提出了几点建议。     

不同群落类型柔毛淫羊藿总黄酮和淫羊藿苷含量及其与土壤因子的关系

2009年8月,采用高效液相色谱法和紫外分光光度法测定了唐家河自然保护区次生落叶阔叶林红桦群落(群落Ⅰ)、常绿落叶阔叶混交林细叶青冈群落(群落Ⅱ)和常绿阔叶林油樟群落(群落Ⅲ)下生长的柔毛淫羊藿各器官的总黄酮和淫羊藿苷含量,分析其与土壤因子的关系结果表明：柔毛淫羊藿叶片中总黄酮和淫羊藿苷含量最高、茎中最低;群落Ⅰ的柔毛淫羊藿总黄酮和淫羊藿苷含量［(5.32±0.23)%和(0.47±0.05)%］均显著高于群落Ⅱ［(4.06±0.03)%和(0.32±0.01)%］和群落Ⅲ［(4.15±0.07)%和(0.28±0.09)%］;土壤氮含量和pH值对柔毛淫羊藿的总黄酮和淫羊藿苷含量影响较大,柔毛淫羊藿总黄酮和淫羊藿苷含量与土壤全氮和碱解氮呈显著负相关(P<0.05),与土壤pH值呈极显著正相关(P<0.01).土壤较低的氮供应水平和较高的土壤酸度可能使群落Ⅰ柔毛淫羊藿的总黄酮和淫羊藿苷含量增加.     

不同肥料对黄山药根茎产量和薯蓣皂甙元含量的影响

通过对施用硝酸钾肥和复合肥的比较试验,表明硝酸钾肥对促进黄山药(Dioscrea panthaica)地上、地下部分生长,提高次生根茎产量有显著效果.栽培32个月的次生根茎平均生长量达405.9±254.0g/株,产量58.5t/ha,比施用复合肥的增产37.5%和20.5%,比对照增产29.9%和17.9%.施用复合肥的次生根茎平均生长量253.6±148.6g/株,产量46.3t/ha,比对照低10.8%和3.1%.三者的薯蓣皂甙元含量无明显差异.     

京东板栗主产区土壤氮磷钾的空间变异

采用经典统计学和地统计学相结合的方法,对京东板栗主产区迁西县土壤氮、磷、钾的空间变异进行了分析.结果表明：迁西县土壤全量氮、磷、钾和速效氮、钾的含量普遍较低,但表层土壤速效磷含量较高;氮、磷、钾的空间分布均表现为中等变异,且以磷的变异最大.表层土壤全氮和碱解氮的分布符合高斯模型,其空间变异主要由结构性因素决定;全钾和速效钾的分布分别符合球状模型和高斯模型,前者空间变异受结构性因素和随机性因素的共同影响,空间相关性为中等;后者主要受结构性因素的影响,空间相关性强烈.氮、钾在全县范围内的空间分布特征相似,高值区均出现在县域南部和西北部,而中部和东北部的含量较低.全磷的高值区主要分布在该县北部,速效磷高值区则分布在县区南部.氮、钾全量和有效态含量之间存在极显著正相关关系,但全磷和速效磷含量的相关性不显著.     

耕作方式及施氮量对砂姜黑土区小麦氮代谢及籽粒产量和蛋白质含量的影响

为明确砂姜黑土区小麦(Triticum aestivum)产量和品质形成的耕作方式及施氮量最优组合, 在大田试验条件下, 以深松、旋耕和常规耕作3种耕作方式为主区, 0、120、225、330 kg·hm^-2 4个施氮量为副区, 研究了不同耕作方式及施氮量组合对小麦拔节后氮代谢、籽粒产量和蛋白质含量的影响。结果表明, 随着生育期的推进, 叶片谷氨酰胺合成酶活性、游离氨基酸含量和可溶性蛋白含量均呈先升后降的趋势, 深松方式配合中高氮处理的峰值在花后10天, 而常规耕作和旋耕的4个施氮处理以及深松的低氮处理峰值多在开花期。与常规耕作和旋耕相比, 深松耕作显著降低了10-40 cm的土壤容重, 提高了土壤总空隙度和根干质量, 有利于中后期根系氮素吸收。耕作方式和施氮量对籽粒产量和蛋白质含量影响显著, 均以深松方式最高。3种耕作方式下小麦产量和蛋白质含量均随施氮量增加而增加, 籽粒产量以深松方式配合330 kg·hm^-2施氮量最高, 而常规耕作和旋耕方式的产量在施氮量为225 kg·hm^-2时达到最大。3种耕作方式下籽粒蛋白质含量均以施氮225 kg·hm^-2最高。因此, 在砂姜黑土区宜采用深松耕作方式配合适宜的施氮量, 以改善土壤条件, 促进根系氮素吸收, 延长叶片功能期, 达到产量与蛋白品质提升之目的。     

豆科作物-小麦轮作方式下旱地小麦花后干物质及养分累积、转移与产量的关系

研究旱作条件下豆科绿肥轮作影响旱地小麦产量变化的作物营养生态机制,对优化旱地作物种植施肥制度,促进水分资源高效利用、土壤培肥、作物增产有重要意义。通过两年定位试验,分析了与不同豆科作物轮作引起的后茬小麦产量变化及其与干物质、氮磷钾养分累积、转移的关系。结果表明:与秋豆轮作的第一季,小麦籽粒产量无显著变化,但第二季小麦产量提高23.4%;与绿豆轮作,两季产量分别降低19.2%和4.4%;与大豆轮作,产量无显著变化。与秋豆轮作增加了小麦花后干物质及氮、磷养分累积,和对照相比分别增加了35.1%,128.8%和14.0%,而与大豆和绿豆轮作花后干物质累积分别降低26.7%和17.0%,花后氮累积分别降低44.2%和24.4%,花后磷累积与对照相比无显著差异。与此对应,秋豆-小麦轮作,其后茬小麦花后干物质及养分累积对产量形成的贡献显著增加,茎叶花前累积氮、磷向籽粒的转移对产量的贡献明显小于大豆-小麦和绿豆-小麦轮作处理。与氮、磷不同,小麦茎叶花前累积钾素向籽粒转移的同时,花后植株钾素没有累积,反而明显损失,其中与秋豆轮作的小麦花后植株钾素损失量较小,为3.8 kg/hm2,籽粒钾素占转移钾的81.0%;休闲或与大豆、绿豆轮作的小麦花后植株钾素损失较多,分别为10.9,12.6和5.5kg/hm2,籽粒钾素占转移钾的52.9%,52.9%和66.8%。与秋豆-小麦轮作处理小麦增产的主要原因是花后植株能累积更多干物质和氮、磷养分,减少了花前累积于茎叶的钾素在花后的损失。     

不同质地土壤对花生根系生长、分布和产量的影响

为了探究土壤类型与花生(Arachis hypogaea)根系生长及产量之间的关系, 采用箱栽的方法, 研究了不同质地土壤(砂土、壤土、黏土)对花生根系生长、分布和产量的影响。砂土和壤土中花生根系干物质重各时期均显著高于黏土中, 但生育后期黏土中花生根系干物质重比壤土和砂土下降相对较慢。从不同类型土壤质地根系分布及根系活力来看, 黏土根系主要分布在上层土壤, 但上层土壤根系活力后期下降慢; 砂土有利于花生根系向深层土壤生长, 但上层土壤根系活力后期下降快; 而壤土对花生根系生长和活力时空分布的影响介于黏土和砂土之间。砂土有利于花生荚果的膨大, 且花生荚果干物质积累早而快, 但后期荚果干物质重积累少; 壤土的花生荚果干物质积累中后期多, 黏土则在整个生育期均不利于花生荚果干物质积累。最终荚果产量、籽仁产量和有效果数均表现为壤土最大、砂土次之、黏土最小。研究表明通气性和保肥保水能力居中的壤土更适合花生的根系生长发育及产量的形成。     

海洋细菌抗菌和细胞毒活性的初步研究

从不同海域的生物、海水和海泥中分离海洋细菌,利用琼脂扩散法和MTT法对细菌培养液的乙酸乙酯提取物进行了抗菌和细胞毒活性筛选。比较了活性菌株与来源的相关性．结果表明,在分离的341株海洋细菌中。42株细菌的代谢产物具有抗菌活性,7株具有细胞毒活性,其中来源于海洋无脊椎动物和海藻的活性菌株比例(22％和11％)大于来源于海水和海泥的细菌(7％和5％)．细菌分类鉴定结果显示,具有活性的细菌大部分属于假单胞菌属、发光杆菌属、梭状芽孢杆菌属、交替单胞菌属和黄杆菌属．