双季超级稻的生长与光合特性研究

分别以金优402和黄华占为对照，研究了超级稻早稻株两优819和晚稻丰源优299的生长及光合特性。株两优819分蘖数低于对照，但成穗率较高，最终形成较高的有效穗数，叶面积指数和生物量累积速率在前期高于对照，但在后期低于对照。整个生育期的单叶净光合速率与对照无显著差异，灌浆期叶绿素荧光参数与对照无显著差异。丰源优299分蘖数和有效分蘖低于对照，但一直保持叶面积指数的较大优势，生长中后期的光合速率显著高于对照，所以生物量较高。在灌浆期，在最小荧光Fo、最大荧光Fm和最大量子效率Fv/Fm方面，丰源优299与对照均无显著差异，而在光下即时荧光Ft、光下最大荧光Fm′、实际量子效率Fv′/Fm′、表观光合电子传递速率ETR、光化学猝灭系数qP和非光化学猝灭系数NPQ等方面丰源优299高于对照。株两优819和丰源优299均表现出高产特性，分别比对照产量高出1629%和544%，但其高产机理有所不同。前期较高的生物量积累和后期较高的光合产物运转效率是早稻株两优819高产的主要原因，而中后期较高的光合能力以及高收获指数是晚稻丰源优299高产的主要原因     

长期有机物循环对红壤稻田养分及水稻生长的影响

通过长期有机物循环的定位试验,研究了长期有机物循环利用对红壤稻田养分供应及水稻生长发育的影响,目的是了解长期有机物循环利用后土壤养分含量变化、水稻生长特性及两者的相关性。结果表明有机物循环明显提高了土壤有机质含量,并使土壤养分维持在一个相对较高的水平上。有机物循环处理的土壤有机质,全N、全P和全K及其有效部分的平均含量分别比无循环处理提高了445％、347％、175％、94％,特别是碱解N,速效P和速效K含量提高显著,有机物循环处理比无循环处理提高达469％、452％和347％。有机物循环利用提高了水稻分蘖数和叶面积指数,使水稻群体的透光率减少。有机物循环处理平均单叶净光合速率比无循环处理高68％,蒸腾作用比无循环处理高50％,最终表现为干物质积累量及稻谷产量的增加。对长期有机物循环利用后的红壤稻田养分指标与水稻生长指标进行逐步回归分析后发现,土壤中速效P及有机质含量的增加是促进水稻生长的主要因素.     

亚热带丘岗区雨养水稻初探

亚热带丘岗区降水丰沛 ,全年降水总量大于蒸发量。以试区为例 ,平均年降水量是蒸发量的1.32倍 ,每年 4～ 7月下旬降水在时间上的分布较为均匀 ,降水频数大 ,8～ 10月底 ,则会出现水分亏缺 ,降水频数少 ,时间上分布不匀。对于第一季水稻的生产 ,耕灌雨养 (天灌 )与传统的灌溉方式在产量形成方面没有多大的差异 ,最大减产率仅为传统灌溉方式总产量的 6.68% ,晚稻则会造成大量减产 ,减产率达 2 0 .98%。因此 ,考虑到在广大的亚热带丘岗区水分调蓄的特殊性 ,可针对区域内具体的水分条件适时插秧 ,充分利用天然降水完成第一季水稻的生产 ,第二季则可种植旱地作物以避开季节性干旱 ,这样既可以缓解水资源紧缺的矛盾 ,又可以节约因水稻灌溉带来的大量人力、物力和财力。     

亚热带丘岗区雨养水稻初探

亚热带丘岗区降水丰沛,全年降水总量大于蒸发量,以试区为例,平均年降水量是蒸发量的1.32倍,每年4-7月下旬降水在时间上的分布较为均匀,降水频数大,8-10月底,则会出现水分亏缺,降水频数少,时间上分布不匀,对于第一季水稻的生产,耕灌雨养（天灌）与传统的灌溉方式在产量形成方面没有多大的差异,最大减产率仅为传统灌溉方式总产量的6.68%,晚稻则会造成大量减产,减产率达20.98%,因此,考虑到在广大的亚热带丘岗区水分调蓄的特殊性,可针对区域内具体的水分条件适时插秧,充分利用天然降水完成第一季水稻的生产,第二季则可种植旱地作物以避开季节性干旱,这样既可以缓解水资源紧缺的矛盾,又可以节约因水稻灌溉带来的大量人力、物力和财力。     

基于权重湿润指数的作物湿渍害监测与检验

以有效降水和潜在蒸散为指标构建权重湿润指数(WMI)作为湿渍害判定指标，结合WMI持续偏湿时间和累积强度，确定了湿渍害过程判别和等级划分方法，利用土壤湿度和作物产量资料从湿渍害发生频率、空间分布特征、典型年和典型过程等方面对其适用性进行了应用检验。结果表明：WMI指数与土壤相对湿度具有较高的相关性，且基于WMI和土壤相对湿度判定的湿渍害过程频次接近、空间分布特征一致，基于WMI指数识别出的典型春季湿渍害年对应的小麦、油菜作物产量均有较大幅度减产，基于WMI指数对典型湿渍害过程的监测与降水和土壤湿度的时间分布具有较好的对应关系。WMI指数以常规气象观测资料为基础且所需率定参数少，可逐日滚动计算和大范围应用，适合作为日常业务监测和预警指标。 关键词： 湿渍害；权重湿润指数；土壤湿度；应用检验     

江汉平原小麦开花前降水分布特点及同期渍害的产量效应

江汉平原小麦生长期易受渍害导致减产。在系统分析1983~2012年江汉平原腹地荆州市小麦生育期降水分布特点的基础上,于2011~2012年度及2012~2013年度,以郑麦9023为试验材料,通过田间试验与盆栽试验相结合的方法,分别在拔节期及孕穗期进行渍水处理,探讨其对株高、旗叶光合速率、叶片黄化进程的影响及其与干物质积累量和籽粒产量的关系。结果表明：江汉平原1983~2013年小麦拔节期至孕穗期1/3以上年份同期降水量在802 mm以上,极限降雨量达1944 mm,即较多年份有渍害风险;进一步研究表明拔节期渍水和孕穗期渍水均导致旗叶光合速率降低,叶片黄化进程加快,其中孕穗期渍水对以上指标的影响大于拔节期;拔节期渍水和孕穗期渍水均导致株高降低、干物质积累量降低,最终籽粒产量显著降低,其中拔节期渍水处理成熟期籽粒产量比对照降低163%,孕穗期渍水处理籽粒产量比对照降低218%。在本试验条件下,拔节期渍水处理和孕穗期渍水处理均导致小麦植株各种光合指标降低,最终干物质积累量和籽粒产量均显著降低,且孕穗期渍水处理对产量等的影响大于拔节期渍水处理     

6-苄氨基腺嘌呤对江汉平原小麦开花后渍害的缓减效应研究

于2011~2012年度及2012~2013年度开展小麦开花后渍水试验,研究开花后渍水对小麦产量的影响及渍水前喷施6-苄氨基腺嘌呤(6-BA)对产量的效应。结果表明,2011~2012年度及2012~2013年度江汉平原小麦开花期至成熟期均有持续降水分布,其中2011年4~5月累计降雨量达1941 mm,2012年同期累计降雨量达2855 mm,表明江汉平原小麦生殖生长期有较大渍害风险。本试验研究表明,开花后渍水,小麦植株衰老进程加速,叶片严重早衰失绿,旗叶光合速率降低;渍水前喷施6-BA,可缓减叶片衰老趋势,缩小旗叶光合速率降低幅度。开花后渍水亦导致根系活力降低,渍水前喷施6-BA可缓减根系活力降低,其中至灌浆中期,渍水处理根系活力仅为对照的563%,6-BA+渍水处理根系活力较渍水处理提高66%,差异达显著水平。渍水处理生物产量及籽粒产量均显著低于对照,渍水前喷施6-BA,生物产量、籽粒产量较渍水处理比较均有所提高,其中生物产量较渍水处理提高77%,籽粒产量提高137%。总之,在本试验条件下,开花后渍水导致光合速率、根系活力、生物产量、籽粒产量等显著降低,渍水前喷施6-BA可在一定程度上缓减渍害效应,在渍害发生后促进籽粒产量形成,据2011~2012年度及2012~2013年度产量结果估算,渍水前喷施6-BA相当于每6667 m2可减少427 kg 产量损失,即约1/3以上的田块未发生渍害     

江汉平原稻田冠层CO2通量变化特征及其影响因素分析

二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)被认为是最重要的温室气体,在气候变化中扮演着重要角色,实地测定稻田生态系统CO2通量是农业源温室气体监测与控制技术研究的基本内容。采用涡度相关法对江汉平原稻田生态系统进行了通量观测,并对水稻不同生长阶段冠层CO2通量、潜热、显热通量变化特征及其影响因素进行了分析。结果表明:水稻各生育期冠层CO2、潜热、显热通量日变化均表现出明显的单峰特征,但幅度不同,这与太阳总辐射的日变化及下垫面作物叶面积指数大小关系密切。稻田系统作物呼吸与土壤呼吸排放CO2,排放通量一方面与温度的变化有关,另一方面也受灌溉、作物生长状况的影响;稻田光合作用吸收同化大气CO2,吸收通量与作物群体叶面积指数大小、光合有效辐射强度有关。不同生长期冠层CO2通量与温度因子(气温、5cm土层温度)、光辐射强度因子(时光合有效辐射曝辐量)的相关性均达到极显著水平(P<0.01),其中,分蘖-灌浆乳熟期CO2净通量对时光合有效辐射曝辐量响应的灵敏度较大,可以通过直角双曲线模型来拟合评估CO2净通量。     

长江中下游冬小麦春季湿渍害灾损风险评估

春季湿渍害对南方冬小麦生长发育和产量形成影响很大。选取能较好反映冬小麦湿渍害特征的降雨量、日照和作物需水量构建湿渍害气象判别指数,从春季湿渍害产量实际损失的角度,对受灾频率、因灾减产频率、产量损失风险强度进行分析,基于减产频率和产量灾损风险强度建立风险评估模型,并依据风险值大小进行分区。结果表明:沿江江南地区冬小麦春季湿渍害受灾频率最高,为风险高值区,约占全区台站27%;风险中值区范围较大,约占47%,分布在江淮东部、淮北大部、江汉平原以及鄂东南地区;低风险区约占全区16%,主要分布在湖北北部和淮北局部地区。     

亚热带山地常绿落叶阔叶混交林物种幼苗功能性状差异研究

以湖南八大公山25 hm~2常绿落叶阔叶混交林动态监测样地中24个常见物种为研究对象,按照不同生长阶段(H_1:5≤H20 cm、H_2:20≤H40 cm、H_3:40≤H80 cm、H_4:80≤H130 cm、H_5:H≥130 cm且DBH1 cm)获取了826株幼苗并测量了叶片和茎干功能性状,分析了不同生长阶段、冠层和叶片习性幼苗功能性状变异,以及不同功能性状对幼苗存活的影响。结果表明:(1)幼苗功能性状在不同生长阶段差异显著,随着幼苗生长,比叶面积(SLA)、叶片碳氮比(C/N)呈现下降趋势,比茎密度(SSD)、叶柄长度(PL)、叶片氮磷比(N/P)和叶绿素含量(Chl)呈现升高趋势;(2)SLA在灌木层、亚乔木层和乔木层间无明显变化,叶片厚度(LT)、Chl和N/P在3个冠层间变化显著,SSD和PL均在灌木层和乔木层间无明显变化,C/N在灌木层和亚乔木层间无明显差异;(3)常绿树种幼苗具有较高的Chl和LT,落叶树种幼苗具有较高的SLA、叶片氮含量(LNC)、叶片磷含量(LPC)和PL;(4)个体大小对幼苗存活具有显著正效应,LPC促进落叶树种幼苗存活,抑制常绿树种幼苗存活。在植物生活史早期,不同功能群植物针对林下低光环境采取了不同生长适应策略,不同生长阶段幼苗也根据光环境的改变调整自身功能性状。另外,八大公山常绿落叶阔叶混交林中幼苗的生长主要受氮素限制,且这种限制作用随着幼苗生长逐渐减弱。     

江汉平原稻田冠层CO2通量变化特征及其影响因素分析

二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亚氮（N2O）被认为是最重要的温室气体,在气候变化中扮演着重要角色,实地测定稻田生态系统CO2通量是农业源温室气体监测与控制技术研究的基本内容。采用涡度相关法对江汉平原稻田生态系统进行了通量观测,并对水稻不同生长阶段冠层CO2通量、潜热、显热通量变化特征及其影响因素进行了分析。结果表明：水稻各生育期冠层CO2、潜热、显热通量日变化均表现出明显的单峰特征,但幅度不同,这与太阳总辐射的日变化及下垫面作物叶面积指数大小关系密切。稻田系统作物呼吸与土壤呼吸排放CO2,排放通量一方面与温度的变化有关,另一方面也受灌溉、作物生长状况的影响;稻田光合作用吸收同化大气CO2,吸收通量与作物群体叶面积指数大小、光合有效辐射强度有关。不同生长期冠层CO2通量与温度因子（气温、5cm土层温度）、光辐射强度因子（时光合有效辐射曝辐量）的相关性均达到极显著水平（P<0.01）,其中,分蘖-灌浆乳熟期CO2净通量对时光合有效辐射曝辐量响应的灵敏度较大,可以通过直角双曲线模型来拟合评估CO2净通量     

HCO-3碱度对铜绿微囊藻生长与光合活性的影响

研究了23 mM (ALK23)和124 mM (ALK124) HCO-3对铜绿微囊藻(〖WTBX〗Microcystis aeruginosa〖WTBZ〗 FACHB 927)生长与光合特性的影响。实验结果表明，ALK23显著抑制铜绿微囊藻的生长，至培养结束，与对照相比对生物量的抑制率为38%，ALK124条件下虽然至培养结束生物量没有显著变化，但碱度增加铜绿微囊藻生物量有一个快速的增殖期，之后其生长速率持续下降。碱度增加强烈抑制光合色素Chla的合成，ALK23和ALK124条件下对Chla含量抑制率分别为74％和56％。藻胆蛋白与叶绿素a的比值（PBP/Chla）在碱度增加的条件下有显著升高。HCO-3碱度增加，铜绿微囊藻的光合活性先降低之后逐渐恢复，至处理结束表现出低碱度（ALK23）促进光合活性，高碱度（ALK124）对光合活性影响不显著。说明HCO-3碱度增加对铜绿微囊藻有一定伤害作用，与高碱度（ALK124）相比，低碱度（ALK23）对细胞的伤害程度更大，随着细胞的增殖，碱度对细胞的伤害作用逐渐恢复，且低碱度下细胞恢复更快。暗示碱度可以作为水华控制的手段之一.     

汉江流域上游作物水分生态适应性研究

采用农田水量平衡模型，结合GIS技术，通过构建作物水分亏缺风险指数，对汉江流域上游区小麦、玉米等主要作物的水分生态适应性进行了系统研究。结果表明：就全生育期而言，自然降水不能满足作物生长发育的需求，水分亏缺是汉江流域上游区农田水分平衡的主要特征；就不同作物来讲，水稻多年平均水分亏缺风险指数达23.26%，是全流域生态适应性最差的作物，麻类、薯类生态适应性较强；作物生长发育不同时段，各作物水分生态适应性差异较大，春旱应引起足够重视。     

花果期持续受渍对油菜生长、产量与含油量的影响

油菜是江汉平原广泛栽培的越冬作物，在春季雨水较多时常遭遇持续受渍胁迫，对产量有明显影响。为了探索春季油菜田的排水管理，取得较高产量，通过测坑试验和小区试验，初步研究了花果斯持续受渍对油菜生长，产量和含油量的影响。结果表明：油菜花果期持续受渍，主要是通过单株的有效角果数，千粒重等因素影响产量；随着持续受渍时间的延长，各受渍处理的单株有效角果数减少，千粒重降低，产量下降，与对照相比，较短时间（比如2天）持续受渍对油菜生长发育，产量形成以及籽粒含油量影响不大，但较长时期持续受渍会对油菜的这些方面产生不良影响，此类水分胁迫是生产上重点防治的对象。因此，在考虑地下水位动脉及其作用时间对油菜影响的排渍指标研究中，应主要从持续受渍程度对产量的影响方面建立关系，确定适宜的新型排渍指标。     

三峡库区不同水保措施下紫色土水分特征曲线特征及模型拟合

土壤水分特征曲线是反映土壤持水性、供水性及水分有效性等基本特性的重要曲线，是定量研究土壤水滞留与运移十分重要的土壤水动力学参数之一。通过分析比较等高绿篱农业系统和石坎梯田农业系统的紫色土水分特征曲线，探讨不同水保措施下紫色土水分特征曲线特征，将实测数据对国内外常见的几种土壤水分特征曲线模型分别进行拟合，并优选一种适合三峡库区紫色土的水分特征曲线模型。结果表明：不同处理紫色土水分特征曲线存在较大差异。同一土壤水吸力水平下，新银合欢处理土壤持水量最高，其次为石坎梯田处理，自然坡面处理土壤持水量最小。随土壤水吸力增大，各处理间差异越明显。Gardner模型和Van Genuchten模型均可用于描述三峡库区紫色土水分特征曲线，根据不同的需要选取不同的模型，Gardner模型适合简单快捷的田间土壤水分管理，Van Genuchten模型适合进一步土壤水力传导参数的推求应用.     

氮素形态及浓度对互花米草生长的影响

近年来，由于人类生产生活的影响，以化肥农药使用为主的面源污染和以工业排放为主的点源污染日益加剧，全球尤其是海岸带氮含量逐渐升高，对滨海植被的生长产生了巨大的影响。在这个背景下，通过温室模拟实验研究不同供氮水平对互花米草的影响，对研究氮对入侵植物的影响作用机制有重大意义。互花米草在两种氮肥不同氮水平处理下，株高、叶面积、生物量等生长指标以及根冠比、根长/株高等指标的变化情况不同。结果表明：随着氮量增加，米草株高、叶面积、总生物量和地上部分生物量呈先上升后下降的趋势，地下部分生物量、根冠比和根长/株高比则呈下降趋势；各项指标在无机氮肥不同氮水平处理之间存在显著差异，但在有机氮肥的各处理间差异无显著性。这说明适当的供氮水平有利于互花米草的生长，而高氮则抑制其生长     

沱江源森林群落生物多样性垂直格局研究

在野外样带调查的基础上，分析了沱江源头九顶山植被生物多样性随海拔而变化的规律，并简要分析了植被生物多样性垂直格局的影响因子。从河谷到林线，乔木占据群落上层，其郁闭度对林下灌草层群落发育影响很大，生物多样性体现出乔木层与灌草层的相互关系：乔木盖度大的群落其灌木和草本层稀疏，而盖度小的次生林和林线上的高海拔区域灌木和草本种类与个体都迅速增加。多样性指数Hill指数及N1、N2指数变化规律基本相似：林线以下乔木层多样性指数最高，灌木层次之，草本层多样性指数最小，尤其在中度海拔体现明显，海拔3 500 m以上，草本多样性指数最高，灌木次之，而乔木已退出竞争。     

HCO3^-碱度对铜绿微囊藻生长与光合活性的影响

研究了2.3 mM(ALK2.3)和12.4 mM(ALK12.4)HCO-3对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa FACHB 927)生长与光合特性的影响.实验结果表明,ALK2.3显著抑制铜绿微囊藻的生长,至培养结束,与对照相比对生物量的抑制率为38%,ALK12.4条件下虽然至培养结束生物量没有显著变化,但碱度增加铜绿微囊藻生物量有一个快速的增殖期,之后其生长速率持续下降.碱度增加强烈抑制光合色素Chla的合成,ALK2.3和ALK12.4条件下对Chla含量抑制率分别为74%和56%.藻胆蛋白与叶绿素a的比值(PBP/Chla)在碱度增加的条件下有显著升高.HCO-3碱度增加,铜绿微囊藻的光合活性先降低之后逐渐恢复,至处理结束表现出低碱度(ALK2.3)促进光合活性,高碱度(ALK12.4)对光合活性影响不显著.说明HCO-3碱度增加对铜绿微囊藻有一定伤害作用,与高碱度(ALK12.4)相比,低碱度(ALK2.3)对细胞的伤害程度更大,随着细胞的增殖,碱度对细胞的伤害作用逐渐恢复,且低碱度下细胞恢复更快.暗示碱度可以作为水华控制的手段之一.     

基于DNDC模型的双季稻体系氨挥发损失研究

为了探索长江流域双季稻体系氮肥施用对氨挥发损失的影响，评价Denitrification Decomposition (DNDC)模型对产量和氨挥发拟合的适应性，设计了早稻和晚稻不同氮肥用量田间试验，采用密闭室间歇通气法原位观测氨挥发排放通量，利用DNDC模型进行模拟分析，并运用模拟结果探讨了水稻产量和氨挥发损失与施氮量之间的关系。结果显示，模型能较好模拟双季稻体系水稻产量和氨挥发，早稻、晚稻和双季稻产量模拟值与观测值的相关系数分别为0.994、0.928、0.979，早稻、晚稻和整个双季稻生育期氨挥发模拟值与观测值的相关系数分别为0.994、0.998和0.997，均达到极显著水平。DNDC模型能较好预测因施肥引起的氨挥发排放峰，但在氨挥发通量和排放总量的定量上还需要进一步改进。敏感性指数分析表明，气温是影响作物产量的关键因素，氮肥用量和气温是影响氨挥发的主要因素。DNDC模型在模拟双季稻体系籽粒产量上具有较高的可信度，DNDC模拟和田间观测数据计算的最高产量施氮量分别是420和417 kg·hm^-2。稻田氨挥发损失量与施氮量之间满足二次函数和线性关系，二次函数能更好描述两者之间的关系。为使DNDC更准确的进行估算和应用，有必要获取更翔实的环境资料以减少输入数据的不确定性。     

不同植茶年龄茶园蒸散速率的日变化——以宜兴市为例

以宜兴市盛道茶场3、9和20 a 3个不同植茶年龄的茶园为研究对象，基于静态箱/红外气体分析仪法，辅以植被生态监测和土壤湿度监测，研究茶园清明采茶前蒸散速率日变化特征。结果发现：（1）3个不同植茶年龄的茶园日蒸散速率变化趋势一致，呈以12〖DK〗∶00~15〖DK〗∶00蒸散速率为峰值的单峰曲线；（2）虽然3 a茶园叶面积指数（LAI）最低，但最大平均日蒸散速率、一日内蒸散速率的极值、6〖DK〗∶00~18〖DK〗∶00最大总蒸散量、一日内不同时段的蒸散速率最大变化幅度均出现在3 a茶园；（3）茶园日蒸散速率与气温的日变化趋势相似，且两者存在极显著相关性（R2=081*〖KG-*2〗*），在湿润条件下与土壤含水率日变化相关性不明显，但两者呈相反的变化趋势