轮作和施肥对半干旱区作物地上部生物量与土壤有机碳的影响

了解轮作与施肥对土壤有机碳的影响是建立持续发展措施的关键。【方法】以长期定位试验(1984～2002)中的10个典型处理为基础,分析了地上部生物量和耕层(0～20cm)土壤有机碳变化,探讨半干旱区轮作和施肥对0～20cm土层有机碳的影响,10个典型处理分别为休闲(F);冬小麦连作体系中的3个施肥处理:不施肥(W/W+CK)、化肥(W/W+NP)、化肥有机肥(W/W+NP-FYM);冬小麦-冬小麦+糜子-豌豆轮作体系中的3个施肥处理:不施肥(W/WM/P+CK)、化肥(W/WM/P+NP)、化肥有机肥(W/WM/P+NP-FYM)处理;1个冬小麦—冬小麦-红豆草轮作处理(W/W/S+NP);人工苜蓿中2个施肥处理:不施肥(A/A+CK)和化肥有机肥处理(A/A+NP-FYM)。【结果】冬小麦连作体系(W/W)中,不施肥处理(W/W+CK)的地上部生物量平均为3.3t·ha-1,化肥处理(W/W+NP)和化肥有机肥处理(W/W+NP-FYM)依次为7.5和11.2t·ha-1;冬小麦-冬小麦+糜子-豌豆轮作(W/WM/P)体系中,不施肥处理(W/WM/P+CK)地上部生物量平均3.1t·ha-1,W/WM...

黄土丘陵区土壤团聚体分形特征及其对植被恢复的响应

采用计算分形维数的方法,对黄土丘陵区典型草原带土壤团聚体的分形特征及其对植被恢复的响应进行研究。结果表明:1)在植被恢复初期,土壤>10 mm粒级的团聚体含量在0~20和20~40 cm层次均较高,含量为331.4~525.6 g/kg。随植被恢复年限增加,10~7、7~5、5~3、3~2、2~1 mm粒级的团聚体绝对含量下降差异不明显。1~0.5、0.5~0.25和<0.25 mm小粒级土壤团聚体含量,在植被恢复初期(7 a)较高。2)随着植被恢复年限增加,土壤>5 mm粒级的水稳性团聚体含量相对下降很快,恢复7 a之后,大粒级土壤团聚体表现为上层含量比下层含量低的趋势。相对于干筛结果而言,土壤水稳性团聚体的粒径分布更为均匀、稳定,恢复7 a之后的土壤>0.25mm团聚体含量占到40%~50%,而>5 mm的土壤团聚体则占10%~23%。植被恢复过程中,土壤团聚体由大的团块向小颗粒的土壤团聚体转换,粒径分布更为均匀,土壤结构逐渐改善。3)不同恢复年限土壤团聚体分形维数变化范围为表层2.75~2.86,表下层2.77~2.89,变化范围小,20~40 cm土层的分形维数大于0~20 cm,恢复植被可使土壤分形...

慢生型大豆根瘤菌(Bradyrhizobiumjaponicum)USDA110菌株3-羟丁酸脱氢酶基因(bdhA)的克隆、序列及特性

通过功能互补试验 ,从慢生型大豆根瘤菌USDA110菌株基因文库中筛选到能互补广宿主根瘤菌NGR2 34的bdhA突变体菌株NGRPA2和苜蓿根瘤菌的bdhA突变体菌株Rm1110 7、使之恢复Hbu+ 表型的克隆 ;经酶活测定和Southern杂交证明该克隆含有bdhA基因。测定了bdhA基因全序列 ,并在GenBank登记 (登记号为 :AY0 775 81)。该基因由 789个碱基对组成 ,编码分子量为 2 7.5 9ku、含 2 6 2个氨基酸残基的 3 羟基丁酸脱氢酶。在该基因的开放阅读框内插入interposonΩKm ,并通过同源重组构建了BradyrhizobiumjaponicumbdhA突变体 (bdhA ::ΩKm)。植株试验未显示bdhA基因的突变对结瘤、固氮有明显影响。

民勤湖区地下水资源时空变化对灌区景观生态安全的影响研究

以生态安全面临着严重威胁的我国干旱区民勤绿洲湖区灌区景观为例 ,研究地下水资源的时空变化对灌区生态安全的影响 .利用GIS进行地下水的空间插值得到地下水埋深与地下水矿化度的时空变化 .结果表明 ,地下水埋深在 14年间持续下降 ,且灌区中心地带的地下水埋深的下降速率较边缘地带快 ,导致地下水降落漏斗不断加深 ,并逐渐由灌区中心向边缘扩展 .大于 3m的地下水埋深面积比例逐年增加 ,由 1987年占湖区总面积的 81.2 %上升到 2 0 0 1年的 97.4 % .地下水埋深的持续下降导致土壤含水量降低是除人为破坏而引起林木自然衰败、死亡 ,并引起灌区自然生态安全水平降低的主要原因 .当地下水埋深超过 8m ,地下 2m处土壤含水率达到 12 %以下 ,大部分乔木林枯梢率达到 90 %以上 ,而灌木林枯梢率也达到 5 0 %以上 .受地下水位下降的影响 ,14年间有林地、灌木林地与疏林地的斑块面积分别减少了6 7%、5 4 %与 31% ,斑块数量减少 35、4 2与 5 0块 .地下水矿化度的上升导致作物的安全生长格局发生显著变化 ,导致农业经济效益降低、种植业结构调整受到严重制约 ,构成对灌区经济生态安全的严重影响 .合理分配流域中、下游水资源量 ,限制人类不合理的土地利用方式 ,减少灌区耕地面积 ,构建安全的景观格局 ,逐渐恢复地下水

不同保墒耕作方法在旱地上的保墒效果及增产效应

采用田间试验研究了留茬少耕秸秆全程覆盖、免耕补充灌溉和传统保墒耕作 3种方法对旱地土壤水分及小麦产量的影响。结果表明 ,留茬少耕秸秆覆盖增加了夏闲期农田的蓄水量 ,为旱地小麦播种出苗提供了水分保证。小麦收获时的土壤水分含量 ,0～ 60 cm的土壤有效蓄水量传统保墒方法为 6.4mm,免耕补充灌水的为 6.7mm,留茬少耕秸秆全程覆盖方法为 1 5 .3 mm,留茬少耕秸秆全程覆盖方法的蓄水量多 ;60～ 1 0 0 cm的土壤有效蓄水量传统保墒方法为 3 0 .9mm,免耕补充灌水为 2 0 .3 mm,留茬少耕秸秆全程覆盖方法为 3 3 .5 mm,也是留茬少耕秸秆全程覆盖方法的蓄水量多。留茬少耕秸秆全程覆盖比传统耕作保墒技术增产 6.7%～ 5 4.8%。留茬少耕秸秆覆盖技术 ,提高了小麦播种时的底墒、灌浆时的土壤水含量 ,是一种有效的蓄水保墒、提高旱地小麦产量的方法

纳豆激酶分离纯化及性质研究

在实验室条件下,通过生理盐水浸提、硫酸铵分级沉淀、亲和层析、阴离子交换层析以及凝胶过滤层析,从纳豆中提取纳豆激酶。纯化后的纳豆激酶样品在SDS-PAGE银染中呈单一条带,纯度经密度扫描证实在95%以上,纤溶活性总收率达到52.9%。纳豆激酶性质研究结果发现,其最适pH值为7.5,对温度变化敏感,纤溶活性可被Ca2+,Ba2+,Na+等金属离子激活。纳豆激酶在水溶液中受EDTA强烈抑制及低离子强度条件下产生自我降解现象。

栖土曲霉生产角蛋白酶研究

从土壤中分离出 1株可有效降解角蛋白的栖土曲霉 (Aspergillusterricola) ,经UV射线处理及发酵条件优化 ,固态发酵产酶活力提高了 80 % ,达 1980U/ g。测定了该酶的基本性质 ,其作用最适 pH和温度分别为 7.5和45℃ ,可被DTT激活 ,被甲醛、Hg2 +等抑制 ,具丝氨酸蛋白酶的特性。

气候变化条件下东北森林主要建群种的空间分布

全球气候模型HADCM2SUL和CGCM1分别预测100a后全球年均温增加3.7℃和5.2℃,年降水增加30.7%和25.1%。为了研究东北森林对这两种预测方案的反应,使用logistic回归模型分析了东北森林8个建群种与11种环境因子之间的相关关系。结果表明,除了山杨和蒙古栎之外,年均温是决定其它树种存在与否的重要因子。采用模型结果预测现行气候条件下8个树种的分布并与其现实分布比较,发现针叶树种的总正确率、敏感度、指定度和错误肯定率均比阔叶树种的要高,而错误否定率比后者低,说明模型对针叶树种的拟合程度要优于对阔叶树种的拟合程度。在此基础上,预测了8个树种在两种气候变化方案下100a后的分布图。结果表明,在HADCM2SUL方案下,兴安落叶松、白桦、冷杉和云杉的覆盖率分别下降91.2%、67.4%、11.9%、10%;长白落叶松、红松和蒙古栎的覆盖率分别增长87.8%5、4.6%、31.3%;在CGCM1方案下,兴安落叶松、白桦、云杉、冷杉和红松的覆盖率分别下降99.2%8、9.9%、85.9%、83.2%、4.9%;长白落叶松、蒙古栎的覆盖率分别增长93.3%、27.5%;山杨在这两种方案下数量不变。

黄土高原半干旱区退化灌草植被的恢复与重建

针对黄土高原半干旱区灌草植被退化严重的关键问题 ,进行了长期的定位研究 ,提出了灌草植被封育、改良、立体配置等快速恢复与重建的技术体系。试验结果表明 :主要草地群落本氏针茅、百里香适宜封育期为 3～ 5a ,产草量可提高 5 1～ 7 5倍。大针茅适宜封育期为 5a ,产草量可提高 1 5～ 5 0倍 ;改良草地最佳组合荒山穴播为本氏针茅 +杂类草、达乌里胡枝子 +本氏针茅群落 ,产草量提高 6 1～ 6 4倍。撂荒地开沟种植为本氏针茅 +冷蒿、本氏针茅 +红豆草、本氏针茅 +达乌里胡枝子群落 ,产草量提高 4 6～ 4 8倍。荒山隔带耕翻种植为芨芨草、本氏针茅 +紫花苜蓿、本氏针茅 +老芒麦、达乌里胡枝子 +本氏针茅群落 ,产草量提高4 5～ 6 5倍 ;灌草立体配置结合工程整地措施 ,建立了以柠条 +芨芨草、沙棘 +草木樨和山桃 +芨芨草为主的集流灌草配置模式 ,现已形成可更新的稳定的灌草群落类型。该体系的组装配套与试验、示范、推广为黄土高原农牧交错区灌草植被的快速恢复提供了重要的科学依据。

沈阳城市森林树种综合评价指标体系

建立了由7个抗性功能指标、5个生态功能指标、5个美学功能指标组成的城市森林树种综合评价指标体系,并运用层次分析法对沈阳42种主要城市森林乔灌木树种进行了综合评价。其中,刺槐、榆树、小叶朴、旱柳等乔木树种,黄刺玫、水蜡、接骨木、鸡树条荚蒾等灌木树种获得了较高的综合评价指数。评价结果与沈阳地区的基本状况以及城市森林树种选择的基本原则有着高度的一致性,说明该研究在城市树种评价方面做了一次定性与定量、主观与客观相结合的有益尝试。

生殖物候与草甸草地多年生植物的消长

尽管草地管理研究较多,但从物候学进行的研究很少。目前尚未见到关于开花期和结实期如何影响科尔沁草原植物地位的报道。报道了科尔沁草甸草原34种多年生植物的始花期和果实始成熟期与其在割草和放牧利用下的消长关系。结果表明:(1)3种植物在4月1、3种在5月、10种在6月、7种在7月、1种在8月开始开花。3种在5月、14种在6月、11种在7月、5种在8月1、种在9月开始出现成熟果实。(2)与割草草地相比,始花期晚的植物在自由放牧草地中频度和多度趋于减少,果实始成熟期晚的植物也表现同样的趋势。(3)当将具有营养繁殖能力的植物排除后,与割草草地相比,始花期和果实始成熟期晚的植物在自由放牧草地中频度和多度减少的趋势更强。(4)为了使植物完成生活史,割草应在秋季大多数植物结实期结束时实施。(5)为保证大多数禾本科植物顺利完成生活史,应在大多数植物开始分蘖时开始放牧,进入花蕾期停止放牧,至结实期晚期又开始放牧。

施肥对黑土土壤微生物生物量碳的作用研究

长期施肥对黑土耕地表层土壤微生物生物量碳 (MBC)的作用研究结果表明 ,NPK化肥配施可保持休闲地土壤微生物生物量碳含量至 1.6g/kg水平 ;高量有机肥与无机肥配施可比休闲地土壤微生物生物量碳含量提高 1.96～ 2 .75倍 ;长期耕种与施肥对土壤微生物生物量碳含量产生衰减影响 ;各处理土壤微生物生物量碳含量增加依次为M2 +NPK(+14 1.2 5 % ,1990年始处理 ) >M4+NPK(+12 6 .88% ) >M2 +NPK(+10 1.2 5 % ,1980年始处理 ) >M4+CK(+80 .6 3% ) >(M1+NPK)× 1.5 (+13.13% ) >NPK(+8.12 % ) ,各处理土壤微生物生物量碳含量减少依次为M0+NPK(- 3.75 % ) >M1+NPK(- 17.5 0 % ) >M2 +CK(- 30 .6 3% ) >CK(- 4 7.5 0 % ) >M0 +CK(- 6 1.88% )。

树木根际pH环境与氧化还原状况

以3年生红松、核桃楸、水曲柳、椴树苗木为试材，运用琼脂─指示剂法对长白山地区有代表性的4种苗木的根际pH环境与氧化还原状况进行了研究，试验结果表明：红松和核桃楸根际的pH值在5.2和6.0之间，呈酸性；水曲柳和椴树根际呈碱性（pH值大于7.5）。红松根系分泌质子的部位，主要表现在根尖以上4.5～8.0cm的范围内，这是反映根系吸收养分的部位，也是根系生命活动最旺盛的区域，4种苗木根际均为氧化型（态）。

水分胁迫对长白山阔叶红松林主要树种生长及生物量分配的影响

以长白山阔叶红松林主要树种红松、水曲柳、胡桃楸和椴树为研究对象 ,设置 3个水分处理 ,土壤含水量分别为田间持水量的 85 %～ 10 0 % (对照 )、6 5 %～ 85 % (MW )、4 5 %～ 6 5 %(LW )。对不同树种在不同处理下的生长进行测定 ,结果表明 :土壤水分含量对供试树种的单叶面积、单叶干重、叶片数量、茎干重、根长等生长指标均有显著影响。但各个树种对土壤水分胁迫的响应存在明显差异。在中度水分胁迫下 ,红松和水曲柳在总生物量降低的同时增加了地下生物量的比例 ,地下生物量 /地上生物量值比对照组分别提高了 79 31%和 2 3 91%。而胡桃楸和椴树的地下生物量 /地上生物量分别比对照组降低了 4 2 32 %和 7 92 %。在重度水分胁迫条件下 ,供试树种中只有红松的的地下生物量 /地上生物量比对照组提高了 2 7 5 % ,水曲柳、胡桃楸和椴树均呈下降趋势。由此可见 ,在供试树种中 ,红松对土壤水分胁迫的适应性最强 ,水曲柳仅对中度水分胁迫具有一定的适应性 ,而胡桃楸和椴树均不适宜在干旱的环境中生长。

亚硝化细菌的筛选及培养条件的研究

从活性污泥中分离出16株亚硝化细菌,筛选出亚硝酸盐氮积累速率较高的两株菌Y8和Y16,初步鉴定Y8菌株为亚硝化球菌(Nitrosococcns.sp),Y16菌株为亚硝化单胞菌(Nitrosomonas.sp),并对其生长曲线进行了测定。通过氨氮去除率或亚硝酸盐氮的质量浓度来验证亚硝化细菌的活性,考察了生成的亚硝酸盐氮的质量浓度与培养时间的关系、亚硝化细菌的活性与培养温度的关系、亚硝化细菌的活性与培养基pH的关系。Y8和Y16菌株在30℃、培养基pH为7.5、130r/min的条件下振荡培养5d,氨氮去除率分别为81.12%,75.36%。