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不同种类改性纤维素与生物炭配施对黄淮海平原土壤的改良效果

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中国农业气象 2024年第6期45卷 571-583页

作者：王志炜魏宇刘宏元王春鑫陈峰赵光昕山东省国土生态修复中心济南250100 山东省农业科学院湿地农业与生态研究所济南250100 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所北京100081 北京科技大学天津学院天津301830

在人工气候温室,以旱稻为供试作物,以改性纤维素和生物炭为土壤改良剂,采用盆栽实验,分析改性纤维素、生物炭以及二者配施对土壤理化性质、养分、水分以及旱稻萌发的影响。实验设置对照组CK(不添加改性纤维素和生物炭)、施加质量分数为0... 详细信息

在人工气候温室,以旱稻为供试作物,以改性纤维素和生物炭为土壤改良剂,采用盆栽实验,分析改性纤维素、生物炭以及二者配施对土壤理化性质、养分、水分以及旱稻萌发的影响。实验设置对照组CK(不添加改性纤维素和生物炭)、施加质量分数为0.05%的3种改性纤维素(CMC-NH_(4)、CMC-Na和CMC-K,分别标记为A1、B1和C1)、施加质量分数为0.10%的3种改性纤维素(分别标记为A2、B2和C2)、施加质量分数为0.50%的生物炭(D1)、质量分数为0.05%的3种改性纤维素与质量分数为0.50%的生物炭配施(分别标记为A1D1、B1D1和C1D1)、质量分数为0.10%的3种改性纤维素与质量分数为0.50%的生物炭配施(分别标记为A2D1、B2D1和C2D1),共14个处理,测定不同处理对土壤理化性质、养分、水分流失量、旱稻萌发的影响。结果表明:与CK相比,A1和A2处理均可以降低土壤pH值,分别达0.20和0.17个单位,而B1、B2、C2和D1处理均可以增加土壤pH值,分别达0.32、0.43、0.20和0.42个单位;与单施改性纤维素相比,CMC-NH_(4)和CMC-K与生物炭配施有增加土壤pH的趋势,而CMC-Na与生物炭配施对土壤pH无显著影响。与CK相比,A1、A2、B1和B2处理均可以显著增加土壤紧实度,分别达13.69%、22.90%、99.66%和113.58%;单施3种改性纤维素均在不同程度增加了土壤成块性和土壤表层结皮;A1D1、A2D1、B1D1和B2D1处理均可以在一定程度上降低土壤紧实度,分别达8.88%、11.78%、14.95%和14.24%,同时与单施改性纤维素相比,A1D1、A2D1、B1D1、B2D1、C1D1和C2D1处理也可以降低土壤表层结皮厚度,分别降低了52.55%、60.59%、29.94%、38.65%、43.54%和45.20%。与CK相比,A2和A2D1处理均可以显著增加土壤铵态氮含量,分别达275.84%和48.99%;而C1、C2、C1D1和C2D1处理均显著降低了土壤铵态氮含量,分别达51.01%、53.02%、41.61%和45.64%。单施3种改性纤维素和生物炭均在不同程度上增加了土壤硝态氮、速效磷、速效钾的含量,分别达9.01%~47.66%、17.94%~62.46%和11.44%~88.76%;而3种改性纤维素与生物炭配施也均增加了土壤硝态氮、速效磷和速效钾含量,分别达22.80%~34.87%、21.84%~64.20%和10.04%~95.72%,整体来看,3种改性纤维素与生物炭配施更有利于土壤养分的增加。与CK相比,仅A2D1、B1D1和B2D1处理显著降低了累计土壤水分流失量,分别达8.86%、6.33%和6.33%,其余处理无显著差异。与CK相比,A1、B1、C1和BC处理均可以显著增加旱稻生物量,分别达203.88%、133.49%、111.16%和18.93%;单施3种高剂量改性纤维素处理中,仅C2处理显著增加了旱稻地上部生物量,达71.84%;A1D1、A2D1、B1D1、B2D1、C1D1和C2D1处理均可以显著增加旱稻地上部生物量,分别达225.24%、147.57%、143.20%、138.83%、125.73%和119.90%。综合来看,质量分数为0.05%的3种改性纤维素与质量分数为0.50%的生物炭配施可以更有效改善土壤结构、增加土壤养分和旱稻地上部生物量,可以作为旱地土壤改良手段。

关键词：改性纤维素生物炭土壤养分土壤保水性生物量

基于遥感作物参考曲线的黄土高原苹果产区始花期监测

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遥感技术与应用 2024年第2期39卷 328-336页

作者：王梓霖王钊孙亮孙政段梦琦王永前成都信息工程大学资源与环境学院四川成都610225 陕西省农业遥感与经济作物气象服务中心陕西西安710016 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所北京100081

苹果种植业为陕西省提升农业、富裕农民的支柱型产业。黄土高原苹果产区每年都有花期防冻害和产量评估的需求,花期监测尤为重要,而常规的花期监测方法存在监测成本大和精度低的问题。采用一种基于遥感作物参考曲线重建的方法,介绍比较... 详细信息

苹果种植业为陕西省提升农业、富裕农民的支柱型产业。黄土高原苹果产区每年都有花期防冻害和产量评估的需求,花期监测尤为重要,而常规的花期监测方法存在监测成本大和精度低的问题。采用一种基于遥感作物参考曲线重建的方法,介绍比较了该方法与其他方法应用于常见作物的精度,并使用地理国情普查地表覆盖分类数据识别的MODIS纯像元中提取一组NDVI时间序列,将其用于拟合类似Sentinel-2的观测值,将这种方法应用于黄土高原地区苹果作物上,根据苹果样点的归一化植被指数(NDVI)序列(作物参考曲线)与重建后的苹果NDVI序列在空间上的物候差异,绘制历史10 m高分辨率的始花期监测结果,实现了花期监测由点到面的转化。研究结果表明:2019~2021三年验证区域苹果始花期的探测结果平均值与地面数据绝对误差均在1~3 d之内,平均绝对误差为0.926 d,均方根误差为1.503 d。该方法可用于苹果花期高精度监测,预测结果可为实际生产中苹果花期防冻害和产量评估工作的开展提供参考,同时这种方法也可以用于研究其他作物的物候特征,如小麦、玉米等,有望为农业生产提供更准确的决策支持。

关键词：作物参考曲线物候苹果始花期探测遥感黄土高原

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杨树溃疡病拮抗菌防治机制研究进展

中国农业气象 2024年第2期45卷 170-177页

作者：陈一凡谢可欣樊雪琦刘西子张平冬丁昌俊国辉耿兵北京林业大学生物科学与技术学院北京100083 中国林业科学研究院林业研究所北京100091 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所北京100081

随着杨树栽植面积不断扩大,杨树溃疡病发生趋重,对树木造成严重损害。杨树溃疡病主要防治手段为化学药剂,但环境污染和病原菌耐药性等问题越发严重,需开发无污染且防治有效的技术或策略。以植物根际微生态组学为研究手段,可获得提升植... 详细信息

随着杨树栽植面积不断扩大,杨树溃疡病发生趋重,对树木造成严重损害。杨树溃疡病主要防治手段为化学药剂,但环境污染和病原菌耐药性等问题越发严重,需开发无污染且防治有效的技术或策略。以植物根际微生态组学为研究手段,可获得提升植物抗病能力的有益微生物。这些拮抗菌能够抑制溃疡病原菌的生长且无环境污染,具有很好的生物防治潜力。鉴于此,本综述主要探讨拮抗菌对防治杨树溃疡病的作用方式,包括通过养分水分竞争和分泌抑菌物质抑制病原菌生长,提高植物抗病性抵御病原菌侵染,以及提高宿主自身的活性氧耐受性等机制。未来利用多组学手段,将微生物培养与宏基因组学、代谢组学充分结合,进一步探究拮抗菌的协同作用机制,将有助于开发高效、稳定、环保的微生物菌剂;同时,寻找合适的纳米材料作为载体,构建能最大限度发挥拮抗菌功能的菌剂体系,也是未来生物控制剂研发的重要方向之一。

关键词：拮抗菌杨树溃疡病生物防治作用机制

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水培环境下茶树嫩枝扦插的叶绿素荧光特性

云南农业大学学报(自然科学) 2024年

作者：李解肖富良唐敏翟秀明张维重庆市农业科学院茶叶研究所重庆市永川区经济作物技术推广站

【目的】研究水培环境下茶树嫩枝扦插的叶绿素荧光特性。【方法】以福鼎大白茶树嫩枝插穗为材料，先用4种质量浓度（0、50、100、200 mg/L）的萘乙酸（naphthalene acetic acid,NAA）浸泡12 h，再分别对插穗进行水培和土培扦插；采用PAM... 详细信息

【目的】研究水培环境下茶树嫩枝扦插的叶绿素荧光特性。【方法】以福鼎大白茶树嫩枝插穗为材料，先用4种质量浓度（0、50、100、200 mg/L）的萘乙酸（naphthalene acetic acid,NAA）浸泡12 h，再分别对插穗进行水培和土培扦插；采用PAM-2500便携式调制叶绿素荧光仪及生物学统计方法，测定不同质量浓度NAA处理下不同基质培养茶树嫩枝插穗的叶绿素荧光参数和生长发育指标。【结果】茶树嫩枝插穗培养中，89.4%～96.1%的光能被耗散，仅有3.9%～10.6%的光能用于光系统Ⅱ光化学反应。与土培扦插相比，水培嫩枝插穗的可变荧光（Fv）、潜在光化学活性（Fv/F_o）、光化学猝灭系数（qP）、电子传递速率（electron transport rate,ETR）和愈伤率显著提升，而初始荧光（Fo）和死亡率显著降低。与水培对照相比，经100 mg/L NAA浸泡的水培插穗，其Fv/F_o、最大电子传递效率（maximum electron transfer efficiency,ETRmax）、光化学反应[Y（II）]、光响应曲线斜率和愈伤率显著增加，而Fo和死亡率显著降低。与土培对照相比，经50 mg/L NAA浸泡的土培插穗，其最大荧光（Fm）、Fv、原初光能转化效率（Fv/Fm）和Fv/F_o显著降低，生根率显著升高；土培环境下的生根率显著高于水培，其中100和200 mg/L NAA浸泡处理组的插穗生根率均达到30%以上。【结论】茶树嫩枝扦插的光能利用率较低，应避免强光胁迫损伤。水培能显著提升插穗的自我保护能力，增强光合作用能力，加快愈伤组织形成，且不同质量浓度的NAA浸泡处理对水培嫩枝插穗的潜在光化学活性、光启动速率和愈伤率有提升作用，其中插穗前期100 mg/L NAA浸泡12 h处理的效果最佳。研究结果可为茶树嫩枝的规模化水培扦插技术优化提供理论参考。

关键词：水培茶树嫩枝扦插叶绿素荧光

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秸秆燃烧气溶胶的气象反馈及其棕碳吸光效应

中国环境科学 2024年第3期44卷 1212-1224页

作者：王璐瑶张磊安兴琴王格慧中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081 中国气象科学研究院气象影响与风险研究中心北京100081 中国气象局大气化学重点开放实验室北京100081 华东师范大学地理科学学院上海200062

本文利用WRF-Chem模式模拟研究了2013年6月华北地区秸秆燃烧排放气溶胶的气象效应,并对秸秆燃烧产生的吸收性有机气溶胶(即棕碳或BrC)的光吸收效应进行分析.设置4组敏感性试验,通过与AERONET观测结果对比分析了BrC对光吸收的影响.结果表... 详细信息

本文利用WRF-Chem模式模拟研究了2013年6月华北地区秸秆燃烧排放气溶胶的气象效应,并对秸秆燃烧产生的吸收性有机气溶胶(即棕碳或BrC)的光吸收效应进行分析.设置4组敏感性试验,通过与AERONET观测结果对比分析了BrC对光吸收的影响.结果表明:模式较好再现了研究时段内各变量变化;在不考虑BrC吸收的情况下,秸秆燃烧产生的气溶胶在主要的农业产区造成地表短波辐射的减弱,月平均值减弱约12.42W/m2,且造成近地面降温而2km以上高空增温,其中近地面温度降幅为0.12~3.64℃,致使边界层趋于稳定,垂直扩散能力减弱;气压整体升高,正变压中心与火点密集区域重合.同时,秸秆燃烧引发近地面较强的风辐散,抑制海洋高湿气团向秸秆燃烧区域的水平输送.在考虑BrC的吸收作用后,光学参数的模拟效果得到了一定提升,AAOD模拟值与观测值的拟合线性斜率由0.47升至0.53,AOD斜率值由0.19升至0.21.生物质燃烧排放BrC对气溶胶消光的影响显著,如AAOD与AOD均出现不同程度的上升.

关键词：生物质燃烧 BrC 光吸收 WRF-Chem模式华北地区

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小麦滴灌技术研究进展与发展趋势

中国农村水利水电 2024年第3期 175-182页

作者：范艺璇王晓森秦京涛吕谋超中国农业科学院农田灌溉研究所河南新乡453002 农业农村部节水灌溉工程重点实验室河南新乡453002

小麦滴灌技术是华北地区高标准农田的主要建设内容,也是应对该区域水资源不足和保障国家粮食安全的重要技术手段。结合国内外小麦滴灌技术研究的最新进展和课题组多年的科学研究实践,总结阐述了滴灌诸要素如滴头流量、滴水元件间距、滴... 详细信息

小麦滴灌技术是华北地区高标准农田的主要建设内容,也是应对该区域水资源不足和保障国家粮食安全的重要技术手段。结合国内外小麦滴灌技术研究的最新进展和课题组多年的科学研究实践,总结阐述了滴灌诸要素如滴头流量、滴水元件间距、滴灌带铺设距离对土壤水分分布的影响;滴灌灌溉制度的制定;滴灌对小麦耗水特性、干物质积累和产量构成等方面调控作用研究成果提出未来小麦滴灌技术的发展方向即融合气象、土壤和作物多要素的智慧灌溉决策和水肥一体化技术,以期为加快我国在小麦主产区滴灌技术的应用推广提供理论与技术支撑。

关键词：滴灌土壤水分分布耗水量水分利用效率产量

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水培环境下茶树嫩枝扦插的叶绿素荧光特性

云南农业大学学报（自然科学版） 2024年第5期39卷 117-124页

作者：李解肖富良唐敏翟秀明张维重庆市农业科学院茶叶研究所重庆402160 重庆市永川区经济作物技术推广站重庆402160

【目的】研究水培环境下茶树嫩枝扦插的叶绿素荧光特性。【方法】以福鼎大白茶树嫩枝插穗为材料,先用4种质量浓度(0、50、100、200 mg/L)的萘乙酸(naphthalene acetic acid,NAA)浸泡12 h,再分别对插穗进行水培和土培扦插;采用PAM-2500... 详细信息

【目的】研究水培环境下茶树嫩枝扦插的叶绿素荧光特性。【方法】以福鼎大白茶树嫩枝插穗为材料,先用4种质量浓度(0、50、100、200 mg/L)的萘乙酸(naphthalene acetic acid,NAA)浸泡12 h,再分别对插穗进行水培和土培扦插;采用PAM-2500便携式调制叶绿素荧光仪及生物学统计方法,测定不同质量浓度NAA处理下不同基质培养茶树嫩枝插穗的叶绿素荧光参数和生长发育指标。【结果】茶树嫩枝插穗培养中,89.4%~96.1%的光能被耗散,仅有3.9%~10.6%的光能用于光系统Ⅱ光化学反应。与土培扦插相比,水培嫩枝插穗的可变荧光(F_(v))、潜在光化学活性(F_(v)/F_(o))、光化学猝灭系数(qP)、电子传递速率(electron transport rate,ETR)和愈伤率显著提升,而初始荧光(F_(o))和死亡率显著降低。与水培对照相比,经100 mg/L NAA浸泡的水培插穗,其F_(v)/F_(o)、最大电子传递效率(maximum electron transfer efficiency,ETRmax)、光化学反应[Y(II)]、光响应曲线斜率和愈伤率显著增加,而F_(o)和死亡率显著降低。与土培对照相比,经50 mg/L NAA浸泡的土培插穗,其最大荧光(F_(m))、F_(v)、原初光能转化效率(F_(v)/F_(m))和F_(v)/F_(o)显著降低,生根率显著升高;土培环境下的生根率显著高于水培,其中100和200 mg/L NAA浸泡处理组的插穗生根率均达到30%以上。【结论】茶树嫩枝扦插的光能利用率较低,应避免强光胁迫损伤。水培能显著提升插穗的自我保护能力,增强光合作用能力,加快愈伤组织形成,且不同质量浓度的NAA浸泡处理对水培嫩枝插穗的潜在光化学活性、光启动速率和愈伤率有提升作用,其中插穗前期100 mg/L NAA浸泡12 h处理的效果最佳。研究结果可为茶树嫩枝的规模化水培扦插技术优化提供理论参考。

关键词：水培茶树嫩枝扦插叶绿素荧光

花期低温对草莓叶片光系统荧光特性及保护酶活性的影响

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中国农业气象 2024年第2期45卷 178-188页

作者：徐佳晴杨再强袁昌洪罗靖王灿月张涵奇姜楠南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044 江苏省农业气象重点实验室南京210044 江苏省泰州市气象局泰州225300

以草莓品种“赛娃”(Fragaria ananassa ***)为试材,于2022年11-12月在南京信息工程大学开展人工环境控制试验。11月中旬草莓苗进入开花期,挑选长势一致的草莓苗放入人工气候室进行低温处理。温度设置3个水平,即5℃(日最低气温)/15℃(... 详细信息

以草莓品种“赛娃”(Fragaria ananassa ***)为试材,于2022年11-12月在南京信息工程大学开展人工环境控制试验。11月中旬草莓苗进入开花期,挑选长势一致的草莓苗放入人工气候室进行低温处理。温度设置3个水平,即5℃(日最低气温)/15℃(日最高气温)、10℃/20℃和15℃/25℃(CK),处理持续时间为3d、6d和9d。测定不同低温持续天数下草莓叶片光系统荧光诱导动力学参数和保护酶活性等指标,以期了解低温对草莓叶片光系统荧光特性及保护酶活性的影响。结果表明:(1)在日最低温5~15℃范围内,随着温度的降低,持续时间的延长,草莓叶片单位反应中心吸收的光能(ABS/RC)、单位反应中心耗散掉的能量(DIo/RC)和单位反应中心捕获的用于还原QA的能量(TRo/RC)均有所升高,但单位反应中心捕获的用于电子传递的能量(ETo/RC)下降。日最低温5℃持续9d处理的ABS/RC、DIo/RC分别为CK的1.367倍和1.718倍。日最低温10℃持续3d、6d、9d和日最低温5℃持续9d的TRo/RC分别较CK增加了7.42%、14.66%、25.27%和30.48%,而ETo/RC分别较CK下降了1.71%、20.39%、26.65%和28.32%。用于热耗散的量子比率(φDo)随着低温持续时间的延长而显著增大,日最低温5℃持续3d和9d时分别较CK升高了12.34%和25.32%。然而用于电子传递的量子产额(φEo)随低温持续时间的延长而降低,日最低温5℃持续3d和9d分别较CK下降了27.92%和43.02%。(2)随着温度的降低和低温持续时间的延长,草莓叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)的活性和丙二醛(MDA)含量逐渐增加。日最低温5℃持续6d时SOD和POD的活性达到最大,分别为CK的1.39倍和2.03倍,CAT受低温影响变化幅度较小。日最低气温5℃持续9d的MDA含量最高,为CK的2.10倍。研究显示低温会破坏草莓叶片光系统的结构和功能,光化学效率下降,以热量散失的能量增加,导致PSⅡ供体侧提供电子的能力下降,电子传递效率降低,草莓叶片会激发体内的抗氧化系统,对环境产生一定的抵抗能力,表现为SOD、POD、CAT的活性较CK相比均有不同程度的升高,但细胞膜结构仍有一定损伤,膜透性增加。

关键词：草莓低温叶绿素荧光保护酶丙二醛含量

武夷山马尾松生长季净碳交换及其昼夜环境影响因子分析

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环境科学与技术 2024年第9期47卷 167-177页

作者：翁升恒姜冬昕李丽纯李勇波张玉琴潘卫华福建省灾害天气重点实验室/中国气象局海峡灾害天气重点开放实验室福建福州350008 福建省气象科学研究所福建福州350008 福建省气象宣传科普教育中心福建福州350008 福建省气候中心福建福州350008 福建省南平市国家农业气象试验站福建南平354300

马尾松作为中国东南部最大的有机碳库,在调节CO_(2)、维持生物圈碳氧平衡过程中发挥着重要作用。该文基于涡度相关观测数据,从生态系统尺度分析了武夷山国家公园马尾松2019年生长季的碳源汇变化特征与影响因子,并对不同条件下的光合参... 详细信息

马尾松作为中国东南部最大的有机碳库,在调节CO_(2)、维持生物圈碳氧平衡过程中发挥着重要作用。该文基于涡度相关观测数据,从生态系统尺度分析了武夷山国家公园马尾松2019年生长季的碳源汇变化特征与影响因子,并对不同条件下的光合参数进行了拟合推算。结果表明:(1)马尾松净生态系统碳交换量(NEE)的生长季总量为-593.06 g CO_(2)/m^(2);日尺度上,马尾松NEE的日变化特征均为“U”型,在12:00-14:00时碳汇能力最强;月总量上,马尾松9月碳汇能力最强(-94.55 g CO_(2)/m^(2)),而5-7月较弱。(2)光合有效辐射是日间碳交换的主导因子,两者呈显著负相关关系;土壤温度是夜间碳交换的主导因子,两者呈显著的二次函数关系。(3)光响应曲线表明,3月和7月马尾松生态系统的最大光合速率(Pmax)较高,而5月植被初始光能利用率(α)高;饱和水汽压差在1~2.5 k Pa时Pmax和α均较大,最适合马尾松进行碳吸收;土壤含水量的上升会引起生态系统呼吸(Rd)、α和Pmax上升,当土壤含水量过饱和时,Rd的增量与Pmax相近,植被净固碳量保持稳定。研究结果有助于提高对马尾松生态系统碳汇功能的全面认识。

关键词：武夷山国家公园马尾松碳源汇影响因子光响应曲线