O3浓度升高对麦田土壤碳、氮含量和酶活性的影响

近地层O₃作为全球最重要的大气污染物之一,其对作物的生长发育、土壤酶活性、土壤碳、氮的影响机制已成为人们关注的重要问题。采用开顶式气室(OTCs)法模拟研究O₃浓度升高对冬小麦土壤碳、氮含量和酶活性的影响。结果表明,O₃浓度升高导致麦田0~10 cm和10~20 cm土层的全碳(TC)和全氮(TN)含量呈现出下降的趋势。O₃浓度升高对土壤酶活性也有影响。在冬小麦灌浆期,O₃胁迫可促进土壤脱氢酶活性提高。当O₃浓度为120 nL·L^-1时,0~10 cm、10~20 cm和20~40 cm土层的脱氢酶活性分别比对照处理提高59.4%、51.5%和22.2%。O₃胁迫对土壤转化酶活性的影响随着冬小麦生长期和土壤采样深度的不同而发生变化。在冬小麦拔节期,O₃处理对不同土层脲酶活性的影响没有达到显著差异水平,但是在灌浆期,20~40 cm土层的脲酶活性随着O₃浓度的增加而提高,在120 nL·L^-1浓度O₃处理下脲酶活性比对照处理提高24.6%。在O₃胁迫条件下土壤转化酶活性与土壤全碳含量、土壤脲酶活性与土壤全氮含量均呈现出显著的正相关关系。     

减量施氮对苦荞产量形成及氮代谢酶活性的影响

为明确减量施氮对苦荞强弱势粒及产量形成的影响,以苦荞品种晋荞2号为试验材料,研究在225 kg/hm2(N1)、135 kg/hm2(N2)、45 kg/hm2(N3)、0 kg/hm2(N4,对照)4个氮肥处理下苦荞强弱势粒的灌浆动态、根系形态生理、叶片中叶绿素含量及氮代谢相关酶活性、农艺性状和产量的差异.结果显示:...     

中华圆田螺抗氧化-代谢酶系统对转cry1Ab/Ac基因抗虫水稻的响应

对生长在不施农药转Bt基因抗虫水稻华恢1号(HH1)、非Bt稻明恢63(MH63)及施药的明恢63(MH63C)3种稻田生境中的中华圆田螺抗氧化系统物质(SOD、CAT、GSH-PX、GSH)及代谢酶(GST、ACP)差异进行了研究.结果表明:HH1稻田生境田螺肝脏和鳃SOD、CAT、GSH-PX活性均高于MH63稻田,其中SOD和CAT活性差异极显著(p＜0.01);肝脏GSH含量和GST活性在HH1和MH63稻田生境中差异不显著;HH1稻田生境中田螺肝脏ACP活性显著高于MH63稻田生境组(p＜0.01).对于MH63C和MH63组,MH63C稻田生境田螺肝脏中SOD、CAT和GST活性均显著提高,而鳃GSH-PX、GST活性和GSH含量在MH63C生境组表现为明显提高.由此可见,转Bt水稻生境可提高田螺抗氧化能力,对解毒酶系统活性没有明显影响,即对田螺未产生明显的毒副作用;而施用农药明显激活田螺抗氧化系统和解毒代谢酶活性.     

活性铝对小麦谷胱甘肽和丙二醛含量的影响

利用铝在不同pH值条件下形态分布的差异,研究活性铝2种主要形态(A la、A lb)对小麦根、茎、叶中还原型谷胱甘肽(GSH)和丙二醛(MDA)含量的影响,探讨活性铝对植物的氧化胁迫及植物的抗铝机制。试验营养液中总铝浓度设置为0μmol.L-1(CK)、25μmol.L-1(T1)和75μmol.L-1(T2),各剂量组营养液的pH值分别调至4.0、4.5、5.0和5.5。研究结果表明,较低浓度的活性铝(A la和A lb)显著影响小麦根、茎、叶中GSH含量,根与叶中GSH存在一个激发、增长和消耗的过程;T2组叶中GSH含量在pH 4.5时降至最低值,同时叶中MDA存在积累,表明在此条件下,活性铝对小麦形成了最大氧化胁迫。     

不同施氮量对饲料稻糙米蛋白质含量的影响及其机理

采用田间小区试验探讨了"氮中量施肥法"(N,P2O5,K2O施用量为190,90,100 kg·hm-2)、"氮高量施肥法"(N,P2O5,K2O施用量为210,90,100 kg-hm-2)、"氮低量施肥法"(N,P2O5,K2O施用量为170,90,100kg·hm-2)对饲料稻威优198糙米蛋白质质量分数的影响及其机理.结果表明,与氮高量施肥法和氮低量施肥法相比,氮中量施肥法能明显促进孕穗期、乳熟期水稻旗叶中硝酸还原酶,乳熟期旗叶中蛋白水解酶活性,齐穗期旗叶谷氨酰胺合成酶以及齐穗期和乳熟期籽粒中谷氮酰胺合成酶活性,明显促进水稻对氮素营养的吸收与转运,显著提高糙米中蛋白质质量分数和蛋白质质量分数.氮中量施肥法处理糙米蛋白质质量分数分别比氮高量施肥法处理和氮低量施肥法处理提高了 1.39%和17.93%,籽粒产量分别提高了 12.02%和8.47%,糙米蛋白质产量分别提高了12.54%和18.32%.研究表明,氮中量施肥法能满足饲料稻高蛋白高产栽培的需要.     

O3浓度升高对不同生长期冬小麦叶片抗氧化系统的影响

由于人口的快速增长,人类活动导致近地层O3浓度不断提高,O3浓度升高将对植物、动物和人体健康产生极大的危害.采用开顶式气室(OTC)原位实验方法,研究O3浓度升高对不同生长期冬小麦叶片抗氧化系统的影响,进而分析O3对植物的伤害机制.结果表明,O3浓度升高可导致冬小麦拔节期和抽穗期叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶...     

2017—2019年安庆市O3污染特征及与气象参数的关系

本文利用2017—2019年安庆市4个国控环境空气质量自动监测站的臭氧(O₃)监测数据,研究安庆市区O₃污染特征及其与气象参数的关系。结果表明：安庆市O₃污染程度逐年加重,O₃作为首要污染物其超标天数显著增多,2019年O_{3-8 h}第90百分位首次超出《环境空气质量标准》(GB 3095—2012)规定的二级标准浓度限值,年平均增长率为15.7%。2017—2019年O₃超标时具有持续性,持续时间2～9 d不等;O₃浓度季节差异较大,冬季最低,夏秋季最高,年际分析发现,O₃污染防控逐年向后延迟,秋季将成为防控重点;日变化呈现较为典型的单峰型特征,早8:00后快速升高,下午3:00左右出现峰值,而后逐渐下降。空间上,安庆大学、环科院点位浓度最高,马山宾馆浓度最低,整体呈现出城区中心低于郊区,近郊低于远郊的分布特征。气象因素与O₃浓度有一定的相关性,温度与O₃浓度呈正相关,...     

氮、磷营养盐对东海原甲藻生长和硝酸还原酶活性的影响

在实验室培养条件下,研究了不同氮、磷浓度及氮磷比结构对东海原甲藻生长和藻细胞硝酸还原酶活性(NRA)的影响.结果表明,各培养组藻细胞在接种后d 2即进入指数生长期,但受氮、磷浓度及结构的影响,各培养组的比生长率和藻密度存在一定的差异.同东海原甲藻的生长类似,藻细胞的NRA也受氮、磷浓度及结构的影响.研究进一步发现,东海原甲藻硝酸还原酶活性的最大值(NRAmax)都出现在指数生长期,与最大比生长率出现时间基本一致,且当N/P=16时,酶活力有最大值,表明东海原甲藻的硝酸还原酶活性存在一定阈值.此外,藻的生长速率与营养盐的同化速率并不一致,存存一定的滞后效应.     

镉胁迫对龙葵幼苗氮代谢及其相关酶活性的影响

采用营养液培养方法,研究了系列镉浓度处理对龙葵（Solanum nigrumL）幼苗氮代谢的影响。结果表明：龙葵根系可溶性蛋白质较叶片受Cd影响更大。龙葵植株叶片和根系NO3--N含量、硝酸还原酶（NR）、谷氨酰胺合成酶（GS）活性均随镉浓度提高而先增后降,且随处理时间的延长而逐渐下降。叶片NO3--N含量和NR活性均在25μm镉处理8d后达到峰值,而根系NO3--N则在50μm镉处理8d后最高。叶片NO3--N含量受镉处理影响较根系稍大。然而,龙葵叶片中NH4＋-N含量随镉浓度升高和时间延长逐渐升高,100μm镉处理16d后最高,表明镉胁迫下龙葵叶片铵态氮富集效应明显。龙葵叶片和根系中谷氨酸脱氢酶（GDH）活性随镉处理浓度提高和处理时间延长而逐渐升高,100μm镉处理16d后达到峰值。     

臭氧对植物新陈代谢的影响

从气孔反应、膜透性变化、光合作用反应、物质代谢变化和酶活性变化等５个方面系统综述了臭氧对植物新陈代谢的影响。     

水稻灌浆期臭氧暴露对产量形成的影响

利用田间原位开顶式气室(Open-topchamber,OTC)研究了长江三角洲地区水稻灌浆期臭氧(O3)暴露对其产量形成的影响,从而确定灌浆期臭氧胁迫对水稻产量的影响.实验设计4种臭氧水平,即过滤空气(CF,O3浓度10nL·L-1);自然大气(NF,O3浓度40nL·L-1);臭氧动态1(O1,O3梯度为50、100、150nL·L-1,平均浓度70nL·L-1);臭氧动态2(O2,O3梯度为75、150、300nL·L-1,平均浓度170nL·L-1).结果表明,随着臭氧浓度的升高,水稻的株高、穗长、分支、穗粒数及水稻生物量和产量等指标均有下降的趋势,但4种处理间均无显著性差异(p>0.05).在试验浓度下,水稻灌浆期短期高浓度O3暴露对其产量没有显著影响,不会造成明显的产量损失,但与全生育期相比,水稻产量对灌浆期的高臭氧浓度更为敏感.     

我国近地层臭氧污染对水稻和冬小麦产量的影响概述

地表监测数据表明,我国近地层O3污染日趋严重,已对水稻和冬小麦的生长造成严重威胁。为评估O3污染对我国农业生产的风险,综合已有剂量反应实验结果,对我国南北五个地区(北京、定兴、江都、嘉兴、东莞)水稻和冬小麦的O3敏感性进行了比较分析。研究发现:(1)随着实验地区和实验品种的变化,两种作物的O3敏感性存在明显差异,其中,水稻对O3的敏感程度由北到南逐渐增加;(2)两种作物的产量均随O3剂量的增加而降低,且冬小麦的减产程度高于水稻;(3)基于FACE实验得到的作物O3敏感性高于基于OTC实验的研究结果。利用上述研究得到的O3剂量反应方程和O3浓度预测数据,对未来我国水稻和冬小麦的产量损失进行了评估。预计到2020年,我国五个主要作物产地水稻和冬小麦的产量损失范围分别为3.2~28.8%和7.8~36.9%。上述结果表明,O3污染已对我国主要粮食作物的生长造成巨大威胁,且作物品种间存在明显的O3抗性差异,有必要采取有效措施缓解O3浓度的上升,同时,需要利用更科学的实验方法进行O3抗性品种的选育,这对降低O3的农业风险具有重要意义。     

小麦秸秆生物质炭对水稻产量及晚稻氮素利用率的影响

选择湖南长沙红黄泥水稻土和江西进贤红壤性水稻土为供试土壤,研究小麦秸秆制生物质炭在20、40t.hm-2施入量水平下与氮肥配施对早、晚稻产量及晚稻氮素利用率的影响。结果表明,生物质炭与氮肥配施情况下,2个试验点不同生物质炭施用量处理间早稻产量均无显著差异,但进贤试验点生物质炭施用量为20和40t.hm-2处理晚稻产量分别比未施生物质炭对照提高5.18%和7.95%,而长沙试验点3个处理间晚稻产量无显著差异。在相同氮素水平下,当生物质炭施用量为40 t.hm-2时,2个试验点土壤有机碳含量与未施生物质炭对照相比最高增幅均在55%以上;施用生物质炭可提高酸性或弱酸性土壤pH值,降低土壤容重;施用生物质炭也可显著提高水稻氮肥利用率,在40 t.hm-2施用水平下,长沙和进贤试验点水稻氮肥吸收利用率分别提高20.33和17.58百分点,进贤试验点氮肥农学效率提高39.81%。在酸性土壤中施用生物质炭可提高氮肥利用率,保持水稻产量稳定或有一定的增产效果。     

施N模式与稻草还田对土壤供N量和水稻产量的影响

通过田间试验研究了2 a定位试验后不同施N模式和稻草还田对双季稻作系统土壤供N能力和水稻生产的影响。结果表明:施用N肥显著增加土壤NH4 -N和可矿化N含量,显著提高稻田系统生产力,且随着稻草配合施用,施N效果更加明显。移走稻草情况下N肥增产率为30.3%~31.3%;稻草还田情况下,N2(全年施N量240kg.hm-2)处理N肥增产率为36.7%,1 kg纯N增产谷粒12.1 kg,均显著低于N1、N3(全年施N量180 kg.hm-2)处理,后者增产率为40.4%~41.1%,1 kg纯N增产谷粒17.7~18.0 kg,且N1、N3处理(施N量相同,但各时期施N比例不同)间差异不显著。配施N肥后稻草还田可以提高土壤供N能力,连续处理2 a,土壤可矿化N比移走稻草处理提高32.1%~50.0%。稻草还田时适当配施N肥增产效果明显,N1、N3处理下稻草还田增产率分别达8.7%和8.4%,而N2处理下稻草还田的表观增产效果降低,稻草还田增产率仅为5.1%。年稻草还田量为7 500 kg.hm-2的红壤稻田系统,年适宜配施N量为180 kg.hm-2,各时期施N优化比例为基肥30%,分蘖肥30%,穗肥40%。     

施用生物质炭基肥对水稻产量及氮素利用的影响

利用小麦秸秆、玉米秸秆、花生壳、猪粪炭堆肥和生活废弃物这5种原料的生物质炭与化肥混合制作炭基复混肥,进行水稻生产的田间试验,分析不同生物质炭基肥处理下水稻产量与氮素利用率的变化.结果表明,与常规复混化肥比较,炭基肥处理施氮量减少19.94％,但水稻的经济产量提高6.70％以上,其中小麦秸秆炭基肥处理增产幅度最高,达39.34％.炭基肥处理可显著提高水稻每穗总粒数和单穗重,水稻籽粒与茎叶吸氮量比值提高11.64％(花生壳)～59.91％(生活废弃物),说明施用炭基肥可促进氮素向水稻籽粒的分配.施用炭基肥料可明显提高水稻的氮素偏生产力、氮素收获指数和氮素稻谷生产率,其中氮素偏生产力较常规复混化肥提高33.41％(玉米秸秆)～74.09％(小麦秸秆).生物质炭基复混肥是一种可以替代传统有机无机配合施肥的节氮肥料,小麦秸秆炭基肥在减少肥料投入、提高水稻产量和氮肥利用率方面具有较好的推广潜力.     

臭氧污染胁迫下植物的抗氧化系统调节机制

工业和农业的快速发展导致近地层O3浓度不断提高,这对陆地生态系统的动物、植物、微生物和人类健康造成伤害。O3对植物的影响尤其是对农作物的影响将关系到世界粮食的安全生产。O3污染胁迫可诱导植物产生活性氧物质,破坏植物的膜系统,影响植物的光合作用等正常生理功能。植物在自然适应过程中,可形成一套抗氧化机制来缓解O3胁迫伤害。综述了国内外近年来有关O3胁迫下植物抗氧化系统调节机制的研究进展,包括植物通过调节体内的抗氧化酶活性和非酶类物质含量来缓解O3对植物伤害的机制。O3污染胁迫下植物可调节其叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)和单脱氢抗坏血酸还原酶(MDAR)等抗氧化酶的活性。抗坏血酸(AsA)、类胡萝卜素(Car)和谷胱甘肽(GSH)等非酶类物质在清除O3胁迫产生活性氧方面具有重要的作用。另外,根据目前的研究进展,提出了一些需要继续深入探讨的问题。     

基于稻草还田的稻田生态系统N素吸收特性研究

采用田间试验研究了稻草还田环境下施N模式对稻田生态系统N素吸收量及N肥利用率的影响.结果表明:稻草还田配施N肥能显著提高水稻N素吸收转化功能,且高量常规N处理下尽管水稻N素吸收量增多,但只有一定量N素能转移到穗部,其余则仍然留存在营养器官中.所有处理N肥的吸收利用率为26.7%～30.7%、农学利用率为10.5～12.2 kg·kg-1,N肥利用率较低,且随着施N量增加呈下降趋势.随着与稻草配合施用,N肥利用率各指标中除吸收利用率略有下降外,其他各指标(包括农学利用率、生理利用率和偏生产力)均有一定程度提高.根据稻田作物N素吸收转化状况与N肥利用率,在全年稻草还田量为7 500 kg·hm-2的红壤稻田系统,建议全年适宜配施N量为185 kg·hm-2.     

高产水稻氮钾施用量最佳配比研究

求导了水稻目标产量的预测方程,不同氮钾施用水平的等产方程,以及氮钾最佳配比方程。根据上述方程推导出地力产量为6345kg／hm2的水稻田目标产量为8589kg／hm2,N与K2O施用量的最佳配比为11．22,即N139．4kg／hm2、K2O170．6kg／hm2。