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作者：王伏伟安徽农业大学

学位级别：硕士

土壤细菌是陆地生态系统生物化学循环过程中重要的驱动者,参与了土壤大多数养分元素的转化。农田生态系统是土壤生态系统当中最活泼且固碳潜力最大的碳库之一,自养细菌在农田生态系统固碳过程中起着重要作用。因此,本文采用高通量测序（... 详细信息

土壤细菌是陆地生态系统生物化学循环过程中重要的驱动者,参与了土壤大多数养分元素的转化。农田生态系统是土壤生态系统当中最活泼且固碳潜力最大的碳库之一,自养细菌在农田生态系统固碳过程中起着重要作用。因此,本文采用高通量测序（high-throughput sequencing）、实时荧光定量PCR（real-time PCR）、克隆测序及末端限制性酶切片段长度多态性分析（terminal restriction fragment length polymorphism,T-RFLP）等分子生物学技术,研究了不施化肥秸秆不还田（CK）,施化肥秸秆不还田（CK-F）,不施化肥秸秆还田（W-NF）及施化肥秸秆还田（W-F）4种不同施肥措施对砂姜黑土细菌及固碳细菌群落组成、结构及丰度的影响。研究结果可以为改善砂姜黑土的土壤生物肥力及旱地农田生态系统生物固碳提供理论依据。主要研究结果如下:（1）与CK相比,W-F处理土壤养分含量提高最为明显,有机质、全氮、碱解氮、速效磷和速效钾含量分别提高了23.9%、31.3%、35.1%、339.8%和37.4%。与CK相比,CK-F处理土壤养分均有一定程度提高,但增幅较W-F小。CK相比,W-NF养分含量没有明显增加。以上结果表明施肥显著提高了土壤的全氮、有机质和速效养分含量,仅仅采用秸秆还田对土壤养分影响不大。同时,施肥及秸秆还显著降低了土壤pH值,其中秸秆还田配施化肥土壤pH值最低,为5.27。（2）四种施肥制度砂姜黑土细菌丰度为1.39×109～2.04×109拷贝/g干土,施肥及秸秆还田均能显著增加土壤细菌的丰度,其中,W-NF处理土壤细菌丰度显著大于其他处理。高通量测序共获得了228,603条读数（Reads）,四个处理在97%相似水平上产生的可操作分类单元（operational taxonomic units,OTUs）数目分别为4964（CK）、4291（CK-F）、5618（W-NF）和4600（W-F）。砂姜黑土细菌类群丰富,主要分布在19个已知细菌门,41个已知的细菌纲以及286个已知细菌属。砂姜黑土细菌优势门（相对丰度>5%）主要包括Proteobacteria、Acidobacteria、Actinobacteria、Bacteroidetes、Gemmatimonadetes和Chloroflexi;优势纲（相对丰度>5%）主要包括Alphaproteobacteria、Betaproteobacteria、Gammaproteobacteria、Deltaproteobacteria、Acidobacteria、Sphingobacteriia、Actinobacteria、Gemmatimonadetes和Thermoleophilia。已知优势属（相对丰度>1%）共有42个,主要包括Sphingomonas、Gemmatimonas、Flavisolibacter、Ramlibacter、Haliangium、Mucilaginibacter、Massilia、Rhizomicrobium、Flavobacterium、Bryobacter、Granulicella等。三个处理中均有分布的已知优势属有12个,CK-F处理的已知细菌优势属的种类最多,为36个。相对丰度最大的门、纲和属分别是Proteobacteria（38.7%3.1%）、Alphaproteobacteria（14.5%0.4%）和Sphingomonas（4.6%.7%）。施肥对土壤细菌优势类群组成、相对丰度及群落结构的影响大于秸秆还田,施肥显著降低了土壤细菌物种丰富度,秸秆还田显著提高了土壤细菌的多样性,秸秆还田配施化肥显著增加土壤细菌的优势度。土壤中某些细菌类群相对丰度与土壤理化性质有一定的相关关系。（3）秸秆还田土壤固碳细菌主要分布在13个细菌属,主要包括Nitrosomonas、Mesorhizobium和Bradyrhizobium等。无化肥处理（在CK和W-NF）的土壤固碳微生物以严格自养菌为主,优势种群为Nitrosomonas,相对丰度为73.2%和72.4%。施用化肥处理（CK-F和W-F）的土壤中严格自养菌相对丰度减小,而兼性自养菌丰度及所占比例大幅增加。其中,CK-F的优势种群为Nitrosomonas和Mesorhizobium,相对丰度分别为33.3%和17.6%。W-F的优势种群为Nitrosomonas和Bradyrhizobium,相对丰度分别为26.4%和24.5%。四个处理土壤cbbL基因丰度为1.32×107～3.29×107拷贝/g干土,施肥及秸秆还田均能提高土壤细菌cbbL基因丰度,其中W-F处理的cbbL基因丰度最大,显著高于其他三个处理（P<0.05）,

关键词：施肥秸秆还田砂姜黑土细菌固碳细菌

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施肥及秸秆还田对砂姜黑土细菌群落的影响

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中国生态农业学报 2015年第10期23卷 1302-1311页

作者：王伏伟王晓波李金才叶爱华王妍车威朱林安徽农业大学资源与环境学院合肥230036 安徽农业大学农学院合肥230036 安徽农业大学生命科学学院合肥230036

利用Illumina平台Miseq高通量测序技术对小麦分蘖期砂姜黑土耕层土壤细菌进行高通量测序,结合相关生物信息学分析,探讨了不施化肥秸秆不还田（CK）、施化肥秸秆不还田（F）以及不施化肥秸秆还田（W）3种处理土壤细菌群落组成、多样性和... 详细信息

利用Illumina平台Miseq高通量测序技术对小麦分蘖期砂姜黑土耕层土壤细菌进行高通量测序,结合相关生物信息学分析,探讨了不施化肥秸秆不还田（CK）、施化肥秸秆不还田（F）以及不施化肥秸秆还田（W）3种处理土壤细菌群落组成、多样性和结构的变化。结果显示,测序共获得14 873个OTUs,计173 323条读数,平均读长439 bp。砂姜黑土细菌优势门（相对丰度〉10%）为变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）和拟杆菌门（Bacteroidetes）;优势纲（相对丰度〉10%）为α-变形菌纲（Alphaproteobacteria）、β-变形菌纲（Betaproteobacteria）、酸杆菌纲（Acidobacteria）、鞘脂杆菌纲（Sphingobacteriia）和γ-变形菌纲（Gammaproteobacteria）;优势属（相对丰度〉1%）共47个,3个处理中均有分布的优势属21个,F处理的细菌优势属的种类最多,为39个。相对丰度最大的门、纲和属分别是变形菌门（38.7%~43.1%）、α-变形菌纲（14.5%~18.1%）和鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）（4.6%~7.7%）。F处理细菌丰富度指数（Chao1指数和ACE指数）显著低于CK及W处理,W处理和CK处理土壤细菌丰富度指数无显著差异,与CK处理相比,F处理ACE指数降低22.8%。W处理土壤细菌Shannon多样性指数显著大于CK及F处理,W处理Shannon指数较CK处理提高4.1%,而F处理土壤细菌Shannon指数与CK处理无显著差异。F处理Simpson指数显著高于CK及W处理;F处理Simpson指数较CK处理提高38.1%,而W处理细菌Simpson指数最小,显著低于CK处理,较CK降低23.8%。分层聚类图显示在属的水平上,W处理和CK处理土壤细菌群落结构相似性较高,F处理与CK处理及W处理细菌群落结构差异较大。施化肥对土壤细菌优势类群组成、相对丰度及群落结构的影响大于秸秆还田,施化肥显著降低了土壤细菌丰富度,秸秆还田显著提高了土壤细菌的多样性。

关键词：施化肥秸秆还田高通量测序砂姜黑土细菌群落

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秸秆还田和保护性耕作对砂姜黑土有机质和氮素养分的影响

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土壤 2015年第3期47卷 483-489页

作者：王晓波车威纪荣婷何传龙朱安宁王伏伟朱林安徽农业大学资源与环境学院合肥230036 安徽省农业科学院土壤肥料研究所合肥230031 封丘农业生态实验站土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所)南京210008

通过田间试验,分别采集小麦成熟期、玉米成熟期和小麦播种期耕层土样,研究不同的秸秆还田方式(秸秆还田、焚烧还田和火粪还田)与保护性耕作(减耕和免耕)对砂姜黑土有机质和氮素养分的影响,以期得到培肥砂姜黑土的最佳方式。结果表明:作... 详细信息

通过田间试验,分别采集小麦成熟期、玉米成熟期和小麦播种期耕层土样,研究不同的秸秆还田方式(秸秆还田、焚烧还田和火粪还田)与保护性耕作(减耕和免耕)对砂姜黑土有机质和氮素养分的影响,以期得到培肥砂姜黑土的最佳方式。结果表明:作物秸秆还田可以增加砂姜黑土有机质和全氮的含量,但是对速效氮含量影响不大。在不同的秸秆还田和保护性耕作处理中,秸秆火粪还田和免耕条件下的秸秆还田对砂姜黑土有机质和全氮含量的增加效果最为明显。与对照相比,秸秆火粪还田后土壤有机质和全氮含量分别平均提高4.45 g/kg和0.131 g/kg;免耕条件下的秸秆还田其土壤有机质和全氮含量分别平均提高3.36 g/kg和0.095 g/kg;减耕条件下的秸秆还田和秸秆粉碎还田对增加砂姜黑土有机质和全氮含量的效果不显著;秸秆焚烧不能增加砂姜黑土有机质和全氮的含量。秸秆还田和保护性耕作不会大幅度提高砂姜黑土C/N进而影响土壤氮素养分的供应,同时秸秆还田能有效提高土壤微生物量碳氮,但微生物量的碳氮比却保持在适宜的范围内。

关键词：秸秆还田保护性耕作砂姜黑土有机质氮素微生物生物量

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土壤中纤维素降解真菌的筛选及其纤维素酶活性的研究

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安徽农业大学学报 2014年第4期41卷 654-661页

作者：陈晶晶王伏伟刘曼朱林叶爱华王晓波车威安徽农业大学资源与环境学院合肥230036 安徽农业大学生命科学学院合肥230036

通过对小麦/玉米秸秆还田土壤样品进行富集培养,利用刚果红纤维素培养基筛选得到产纤维素酶的真菌XJ-25,并对该菌株进行形态学观察和18S-ITS-5.8S区序列系统发育分析,初步鉴定为格孢腔菌属（Phaeosphaeria）,定名为Phaeosphaeria ***-2... 详细信息

通过对小麦/玉米秸秆还田土壤样品进行富集培养,利用刚果红纤维素培养基筛选得到产纤维素酶的真菌XJ-25,并对该菌株进行形态学观察和18S-ITS-5.8S区序列系统发育分析,初步鉴定为格孢腔菌属（Phaeosphaeria）,定名为Phaeosphaeria ***-25。在研究液体发酵培养基中碳源、氮源、培养时间、起始pH、培养温度、接种量以及通气量对菌株XJ-25的羧甲基纤维素酶（CMC）的酶活及滤纸酶（FPA）的酶活影响的基础上,利用响应面法对发酵条件进行优化。结果显示,CMC酶活达到最大的条件为玉米秸秆粉1.34 g·L^-1（麸皮0.16 g·L^-1）、尿素10.06 g·L^-1、培养基初始pH 3.25、接种量4.13%,CMC酶活达到23.871 U·mL^-1。FPA酶活最大的发酵最佳条件为玉米秸秆粉1.34 g·L^-1（麸皮0.16 g·L^-1）、尿素10.12 g·L^-1、培养基初始pH 3.41、接种量4.22%,FPA酶活为8.653 U·mL^-1。粗酶液的最适反应温度为50℃,酶液的热稳定较差,当温度超过40℃,该酶活力显著下降。最适反应pH为5,在pH 4-6的范围内酶活性较稳定。

关键词：纤维素降解真菌筛选响应面法纤维素酶活性

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秸秆还田配施化肥对砂姜黑土固碳细菌的影响

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安徽农业大学学报 2015年第5期42卷 818-824页

农田生态系统是陆地生态系统中最活跃且固碳潜力最大的碳库之一,其中,细菌在农田生态系统生物固碳过程中发挥着重要作用。采用PCR-克隆测序技术、末端限制性酶切长度多态性分析技术（T-RFLP）及荧光定量PCR技术研究了不施肥（CK）,施氮... 详细信息

农田生态系统是陆地生态系统中最活跃且固碳潜力最大的碳库之一,其中,细菌在农田生态系统生物固碳过程中发挥着重要作用。采用PCR-克隆测序技术、末端限制性酶切长度多态性分析技术（T-RFLP）及荧光定量PCR技术研究了不施肥（CK）,施氮磷钾肥（CK-F）,单独秸秆还田（W-NF）和施氮磷钾加秸秆还田（W-F）4种施肥管理对砂姜黑土固碳细菌群落结构、多样性及丰度的影响。结果表明,秸秆还田土壤的固碳细菌主要包括Nitrosomonas,Mesorhizobium和Bradyrhizobium等。在CK和W-NF处理中,土壤固碳细菌以严格自养菌为主,优势种群为亚硝化单胞菌属（Nitrosomonas）,相对丰度分别为73.2%和72.4%。在CK-F和W-F处理中,土壤固碳细菌中严格自养菌相对丰度减小,而兼性自养菌相对丰度大幅增加。其中,CK-F的优势种群为亚硝化单胞菌属（Nitrosomonas）和中慢生根瘤菌属（Mesorhizobium）,相对丰度分别为33.3%和17.6%。W-F的优势种群为亚硝化单胞菌属（Nitrosomonas）和慢生根瘤菌属（Bradyrhizobium）,相对丰度分别为26.4%和24.5%。施用化肥及秸秆还田均显著提高了土壤固碳细菌群落的多样性,其中化肥的影响大于秸秆还田。主成分结果显示施肥对土壤固碳细菌群落结构的影响大于秸秆还田。4个处理土壤固碳功能基因（cbb L）丰度为1.32×107~3.29×107拷贝·g-1（干土）,施肥及秸秆还田均能显著提高土壤细菌cbb L基因丰度,其中秸秆还田配施化肥的cbb L基因丰度最大。上述结果表明了施肥及秸秆还田对土壤固碳细菌群落结构,多样性及数量均有显著的影响。

关键词：秸秆还田固碳细菌砂姜黑土细菌群落

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秸秆还田对土壤脲酶活性·微生物量氮的影响

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安徽农业科学 2013年第10期41卷 4345-4349页

作者：夏强陈晶晶王雅楠王伏伟刘曼朱林安徽农业大学资源与环境学院安徽合肥230036 安徽农业大学生命科学学院安徽合肥230036

[目的]研究秸秆还田对小麦、玉米一年两熟制下淮北地区砂姜黑土微生物量氮、土壤氮素养分及土壤酶活性的影响,同时探索发展低碳农业、构建资源节约型和环境友好型农业,为实现粮食生产的可持续发展提供理论依据。[方法]通过多年的田间定... 详细信息

[目的]研究秸秆还田对小麦、玉米一年两熟制下淮北地区砂姜黑土微生物量氮、土壤氮素养分及土壤酶活性的影响,同时探索发展低碳农业、构建资源节约型和环境友好型农业,为实现粮食生产的可持续发展提供理论依据。[方法]通过多年的田间定位试验,并且结合室内分析。[结果]小麦、玉米秸秆能显著提高土壤的全氮含量、土壤脲酶活性和土壤微生物量氮含量。与对照相比,小麦、玉米秸秆还田不施肥处理在2010年小麦播种期、拔节期、开花期、灌浆期、成熟期和2011年玉米播种期、拔节期、大喇叭口期、吐丝期、灌浆期、收获期土壤脲酶的活性增幅分别为21.93%、4.92%、35.88%、4.71%、21.79%、0.99%、31.52%、21.77%、8.52%、3.74%、12.89%,小麦、玉米秸秆还田加施肥能显著提高土壤脲酶活性。小麦、玉米秸秆还田不施肥处理的土壤微生物量氮含量比单独施肥处理高出19.32%。[结论]秸秆还田是提高土壤微生物量氮的关键因素。

关键词：秸秆还田土壤脲酶微生物量氮

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闽北邵武地区玄武安山岩的成因和意义——来自年代学、地球化学及Nd-Hf同位素的约束

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吉林大学学报（地球科学版） 2024年第3期54卷 840-861页

作者：周伏顺林鑫王郅睿邵程波长安大学地球科学与资源学院西安710054

东南沿海地区中生代火山岩研究成果颇丰,但有关中侏罗世晚期基性火山岩的报道较少,限制了对该区域中生代构造-岩浆活动及大地构造演化的深入理解。本文对江绍断裂带东南侧邵武地区的中生代火山岩开展了系统的岩石学、锆石U-Pb年代学、锆... 详细信息

东南沿海地区中生代火山岩研究成果颇丰,但有关中侏罗世晚期基性火山岩的报道较少,限制了对该区域中生代构造-岩浆活动及大地构造演化的深入理解。本文对江绍断裂带东南侧邵武地区的中生代火山岩开展了系统的岩石学、锆石U-Pb年代学、锆石Lu-Hf同位素、地球化学和Sm-Nd同位素研究。结果显示:邵武地区玄武安山岩喷发年龄为(161.0±2.0)Ma;同位素地球化学结果显示,这些样品中—晚侏罗世锆石的ε_(Hf)(t)值介于-14.33~-10.41之间,ε_(Nd)(t)值较低(-9.2~-8.4),反映富集Nd同位素的特征;岩石地球化学结果表明,该套火山岩具有高w(Al_(2)O_(3))、w(Na_(2)O)、低w(MgO)、w(TFe_(2)O_(3))等特征,稀土总量较低,稀土配分曲线为右倾型,且具弱的Eu负异常,大离子亲石元素Rb、Ba和K相对富集,高场强元素Nb、Ta、Ti、P等相对亏损。综合岩石学和地球化学研究结果,本文认为邵武玄武安山岩起源于交代岩石圈地幔的部分熔融,并经历一定结晶的分异作用,其大地构造背景总体为板内环境。结合前人对区域构造-岩浆活动的认识,本文认为在中侏罗世晚期,太平洋俯冲板片发生回撤、撕裂,导致幔源岩浆底侵并置换了古老壳源岩石,从而东南沿海地区虽整体处于挤压背景,但仍存在局部拉张环境。

关键词：中侏罗世地球化学伸展背景玄武安山岩东南沿海

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基于光致压窄效应的原子磁力仪灵敏度优化研究

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量子光学学报 2024年

作者：杨淑瑞王庆伟伏吉庆孔嘉杭州电子科技大学量子精密测量实验室中国计量科学研究院电磁所磁参量室

自旋交换碰撞导致的原子相干性破坏（弛豫）是影响地磁勘探中使用的原子磁力仪灵敏度的重要因素，特别是在高温、非弱磁的情况下为主要影响因素。本文使用光致压窄（light narrowing）效应对其进行限制，通过调节泵浦光的光强与波长来... 详细信息

自旋交换碰撞导致的原子相干性破坏（弛豫）是影响地磁勘探中使用的原子磁力仪灵敏度的重要因素，特别是在高温、非弱磁的情况下为主要影响因素。本文使用光致压窄（light narrowing）效应对其进行限制，通过调节泵浦光的光强与波长来提高原子的极化率，抑制自旋交换碰撞弛豫带来的磁共振线宽的展宽，进而提高磁力仪灵敏度。通过建立钾原子磁力仪理论模型，针对多种变量进行优化，分析其中的不同弛豫过程以及光致压窄效应对原子磁力仪灵敏度的提升。计算结果表明，在一般条件下对于2 cm×2 cm×2 cm的原子气室，温度为200℃时，将泵浦率由0 Hz提升到620 Hz，可以将磁共振响应线宽由25 kHz压窄至312 Hz，此时有最优灵敏度为0.171 fT/Hz1/2。计算结果揭示了泵浦光导致的光致展宽和自旋交换碰撞弛豫消除两种机制的竞争关系，并优化了系统参数对磁力计灵敏度的影响。

关键词：原子磁力仪自旋交换弛豫光致压窄灵敏度仿真

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基于复合基线时间调制阵列的单通道高精度测向系统

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电子与信息学报 2024年第5期46卷 2028-2035页

作者：林昱龙王无忌武军伟程强东南大学电磁空间研究院南京210096 东南大学毫米波全国重点实验室南京210096 鹏城实验室深圳518055 琶洲实验室(黄埔) 广州510555

随着定位系统的快速发展,人们对高精度、低成本测向技术的需求日益增大。传统测向方法复杂的硬件结构和高昂的经济成本阻碍了其广泛应用。近年来,基于时间调制阵列(TMA)的测向技术克服了传统测向方法的缺陷,但为了确保测量精度,阵列中... 详细信息

随着定位系统的快速发展,人们对高精度、低成本测向技术的需求日益增大。传统测向方法复杂的硬件结构和高昂的经济成本阻碍了其广泛应用。近年来,基于时间调制阵列(TMA)的测向技术克服了传统测向方法的缺陷,但为了确保测量精度,阵列中仍必须保持足够的单元数量。因此出现了一个问题,即是否能在确保高测向精度的前提下减少时间调制阵列中的单元数量,从而尽可能降低系统的硬件复杂度。所以,该文提出一种基于时间调制阵列的单通道复合基线测向方法并进行了实验验证。该方法将4根天线按特定的间隔排列,形成复合基线系统,利用现场可编程门阵列(FPGA)和单接收通道,实现了高精度、低成本的测向。为了验证所提方法的有效性,该文设计、制作并测量了工作在S波段的原型系统,并与现有测向方法进行了详细比较。该工作对高精度、低成本测向系统的开发和应用具有重要意义。

关键词：测向频谱谐波分析时间调制阵列天线阵列

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土壤调理剂缓解玉米盐碱胁迫损伤效应

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应用生态学报 2024年

作者：赫文文岳健敏王伏琴李阳马国军郭俊驿宁夏大学生态环境学院宁夏大学西北退化生态系统恢复与重建教育部重点实验室宁夏大学西北土地退化与生态恢复国家重点实验室培育基地

近年来，土壤调理剂在改良盐碱土、促进作物生长方面具有良好效果。为探究土壤调理剂提高玉米盐碱胁迫适应性的效应及其生理机制，本研究于2022年在宁夏平罗县六中村开展田间随机区组试验，以“先玉1255”玉米作为供试材料，设置4个调... 详细信息

近年来，土壤调理剂在改良盐碱土、促进作物生长方面具有良好效果。为探究土壤调理剂提高玉米盐碱胁迫适应性的效应及其生理机制，本研究于2022年在宁夏平罗县六中村开展田间随机区组试验，以“先玉1255”玉米作为供试材料，设置4个调理剂处理：T0（不施加调理剂，对照）、T1（腐殖酸）、T2（微硅粉+木醋液）、T3（腐殖酸+木醋液+微硅粉），研究土壤调理剂对盐碱胁迫下玉米抗氧化能力、关键酶活性以及光合荧光特性的影响。结果表明：与对照相比，土壤调理剂可增强玉米叶片的抗氧化能力、关键酶活性及光合荧光特性，其中两个生育期（拔节期-大喇叭期和灌浆期）内各处理叶片的超氧阴离子清除率、超氧化物歧化酶活性均显著增加，丙二醛含量显著降低；拔节期-大喇叭口期各处理叶片的水通道蛋白活性显著增强，T2、T3处理叶片的蒸腾速率、净光合速率、气孔导度、非光化学淬灭系数、表观光合电子传递速率、实际光化学效率显著增强，胞间二氧化碳浓度显著降低；灌浆期各处理叶片的羟自由基清除率和初始荧光显著增加；各指标以T3处理的效果最好。结构方程模型和隶属函数分析表明，土壤调理剂可增强玉米的抗氧化体系和水通道蛋白活性表达，减少膜脂过氧化，促进气孔导度增加，提高玉米光合性能，进而增强玉米盐碱抗性，其中以腐殖酸、木醋液和微硅粉配施效果最佳。

关键词：土壤调理剂玉米盐碱胁迫生理机制

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