作物根际激发效应:调控农田土壤碳动态及助力碳中和的关键因素

土壤碳是陆地碳库的重要组成部分,碳输入及输出、矿化与固定的动态平衡是实现碳中和的关键因素。根际激发效应(rhizosphere priming effect,RPE)是指活体植物的存在会显著影响植物-土壤系统碳动态,其微小变化都会影响宏观尺度上的土壤-大气碳动态。因此,作物RPE是调控农田土壤碳动态和碳中和的主导因子。本文通过文献回顾,首先阐述了农业实践过程中各种生物因素和非生物因素对作物RPE影响的研究现状;其次,归纳总结了当前作物RPE研究中的热点、难点,并分析其对土壤碳排放调控的意义,阐明了当前研究普遍存在案例特异性且缺乏普遍规律;最后,基于已有的研究提出农田生态系统中土壤碳调控和管理优化的潜在策略,为农业实践中有目的地调控作物RPE,在田间、种植模式及区域尺度上提出可能的方案指明了方向。本文可为生态农业实践中保障粮食安全的同时助力碳中和这一双赢方案提供理论参考。

施氮水平对两种水稻产量影响的动态模拟及施肥优化分析

借助水稻生长模型ORYZA-0和氮肥管理模块,通过田间和水槽的水稻氮肥试验,对水稻模型和N素动态模块进行了验证.结果表明,模型模拟的不同N素水平水稻生物量、产量同实际测定值明显呈正相关.其中,氮肥用量160 kg·hm-2为最佳经济施氮量.通过获得的水稻参数和氮肥应用曲线模拟的氮肥运筹结果表明:1)在低N(N<100 kg·hm-2)水平下,氮肥应在移栽后35 d内全部施入;2)当施氮量为100～200 kg·hm-2时,N应在移栽后45 d内全部施入;3)当施氮量N>200 kg·hm-2时,氮肥应在移栽后60 d内全部施入;4)随着施氮量的增加,后期施肥比重可略为增加,总体来看,模型不仅能较准确地模拟水稻生长动态,而且可以模拟水稻N吸收和积累的行为动态.从大田晚稻的氮肥运筹模拟结果可看出.氮肥应用次数越多,越接近施氮应用积累曲线的连续施氮产量模拟值(6 199 kg·hm-2),但是在实际生产中这会增加农民的用工量和生产成本,难以让农民接受.因而在生产实际中既能让生产者接受,又不致较多地影响产量和收入,在160 k·hm-2(纯N)施用量下的最佳施肥方案为N素化肥分4次按0.2:0.3:0.3:0.2的比例,分别于移栽后5、20、30和40 d施入,可获得5 916 kg·hm-2的产量.

固定液及抗原修复液pH值对免疫组化染色的影响

目的 :研究固定液pH值和抗原修复液pH值对免疫组化染色结果的影响。方法 :取正常皮肤、胃粘膜、子宫肌瘤、乳腺癌组织 ,分别用 pH值 3.0 ,5 .0 ,7.0 ,8.0 ,10 .0的缓冲福尔马林固定液固定。选用EMA、SMA、ER、CK(AE1/AE3 )为一抗 ,Evinsion二步法免疫组化染色。染色时分别用 pH值 6 .0 ,7.0 ,8.0的抗原修复液或用市售pH值 8.0的EDTA作微波抗原修复。结果 :不同条件可造成阳性细胞数量及染色强度变化 ,本实验得知CK (AE1/AE3 )、ER是以阳性细胞数目改变为主 ,SMA、EMA是以染色强度改变为主。结论 :(1)使用 10 %中性或微碱性缓冲福尔马林固定液 ,固定效果最佳。 (2 )本实验所用的 4种组织 ,抗原修复液选择pH值 7.0、8.0均优于 pH值6 .0 ,皮肤组织选择EDTA(pH值 8.0 ) ,雌激素受体选择 pH值 8.0时染色效果最佳。 (3)固定液pH值 >8.0容易造成背景染色 ,修复液 >8.0影响切片附着 。

水稻吸氮量和干物质积累的模拟试验研究

本文描述了土壤氮和肥料氮素对水稻不同时期生长的影响及水稻对氮素吸收和在各组织器官的分布模式 ,借助水稻生长模型ORYZA - 0 ,通过田间和水槽的氮肥试验结果对水稻模型和氮素动态模块进行了验证。结果表明 ,模型模拟的水稻生物量、产量、叶片吸氮量和地上部吸氮量与实测值呈明显的正相关 ,其相关系数分别为 :生物量r=0 9889;产量r =0 992 2 ;叶片吸氮量r =0 95 97;地上部吸氮量r =0 92 34。模拟生物量、产量和实测的生物及产量的相关性较高 ;而对叶片吸氮量、地上部吸氮量的模拟值与实测值的相关性稍低一些。但总体来看 ,该模型不仅能较准确地模拟水稻生长动态 。

作物生长模拟模型及其应用

论述了作物生长模型在国内外的研究及其发展过程，作物模型的机理及在农业生产中的作用。

稻田渍水及土壤水分平衡对春玉米生长影响的模拟分析

借助PenningdeVries的MACROS模型和 1995～ 1997年田间及水槽实验结果 ,建立了玉米生长发育及水分动态耦合的模拟模型 ,模型模拟的玉米地上部干物质积累、土壤水分变化状况同实际较为符合 .验证后的模型用于模拟不同渍水时期及持续时间对春玉米生长及产量影响的动态 .模拟结果表明在田间全程控制水分为田间持水量 90 %情况下 ,春玉米孕穗期为渍水危害的敏感期 ,其次为 4～ 6叶期 .在自然降水及土壤渍水状况影响下 ,春玉米幼苗期 4～ 6叶时为渍水的敏感期 ,8叶及孕穗期相对较耐渍 .在玉米 4、 6叶期时 ,渍害造成产量下降的临界期为 5d ;而在 8叶、孕穗期为 10～ 15d .但持续 2 0d的渍水对任何时期的春玉米生长都造成严重的影响 .因此在生产中应注意在苗期及孕穗期及时排除田间多余的水分及降低地下水位 .

不同氮素水平下气象因子对两种水稻热值影响的分析

对两种水稻类型在不同氮素水平下植株的热值变化与气象因子关系进行了分析。结果表明 ,水稻热值随着生长发育的进程存在着动态变化。两种水稻的热值最低值出现在幼穗分化期 ,最大值出现在分蘖期或开花灌浆期。随着施氮水平的增高 ,水稻的热值也增加 ,表明水稻的热值是一个与水稻生长发育及外界环境因子密切相关的动态变化指标。无论氮素水平的高低 ,光照因子 (总日照时数、平均日照时间 )对两种水稻有负影响效应。温度日较差对热值有正影响效应 ,且具有较低的变异系数 ,雨量与雨日的正效应起修饰作用。最低温度对热值具负影响作用 ,表现出大的变异系数。实际测定早稻的平均热值为 170 5 8J/ g,晚稻为 16 978J/ g,说明早稻的热值要高于晚稻。气象因素分析表明对于早稻感温型品种来讲 ,温度效应对热值的影响可能要大于日照对于热值的影响效应 ,而温度和日照对晚稻的热值影响效应要大于降雨量的效应。

受渍条件下稻田玉米产量与渍害指标的关系

初步研究了稻田玉米营养生长期间受渍条件下的水分生产函数 ,并结合实验资料建立了受渍条件下稻田玉米营养生长期干物重的水分生产函数与最终产量的水分生产函数 .结果表明玉米相对产量、相对干物质重与受渍天数因子及受渍抑制天数指数呈显著线性负相关 .玉米 4叶期是受渍影响的敏感时期 ,时间越长 ,产量与干物质降幅越大 .借助于建立的稻田玉米相对干物质重生产函数 ,结合相对产量指标 ,可以受渍天数因子或受渍抑制天数指数作为稻田玉米渍害大小的指标 。

不同生长时期土壤渍水对春玉米生长发育的影响

水槽试验结果表明，土壤渍水环境及渍水时间对春玉米不同生长发育时期的地上部的影响：４叶期土壤渍水是影响玉米生长发育的关键期，渍水５天达显著水平。渍水１５天产量下降显著，达２１．７８％。渍水使株高降低，叶片数和光合有效叶面积减少，干物质积累速率下降。玉米不同时期渍水对产量性状有影响，前期渍水主要是减少每穗行数及每行粒数，后期则主要是降低每穗行粒数及百粒重，并使果穗的秃尖度增大。

稻田施氮水平对两种水稻热值变化特征影响

对两种水稻类型 (早稻、晚稻 )在不同氮素水平下植株的热值动态进行了分析。结果表明 ,水稻植株的热值不仅因品种、器官而存在着差异 ,而且随着水稻生长发育的进程不同也存在着差异。两种水稻的热值最低值出现在小花分化期 ,最大值出现在分蘖期或开花灌浆时期。不同氮素水平对水稻热值的影响规律为 ,随着氮素水平的增加 ,水稻各组织器官的热值也增加 ,同一器官下 ,高氮素水平下的水稻组织热值高于低氮下组织的热值 ,不同器官热值 (根、茎、叶、穗 )之间在相同及不同氮素水平下存在显著差异。通过分析表明 ,没有氮素投入下的两种水稻基础热值为 1 6 979J/g,早稻每增加 1 kg/hm2 N,可以提高植株热值 1 .72 J/g;晚稻每增加 1 kg/hm2 N,可以提高植株热值 1 .2 4 J/g,这说明 ,氮素使用对早稻的热值效应影响要大于晚稻。因此 ,在运用热值指标进行能量分析时 ,必须考虑氮素使用水平对热值的影响。

土壤水分过多对春玉米生长发育影响的模拟模型研究

运用ＰｅｎｎｉｎｇｄｅＶｒｉｅｓ研制的作物生长模型结合田间与水槽水分实验结果，建立了稻田玉米生长动态模拟模型。通过两年的实验验证，表明模型对稻田单作玉米的生育期、地上部茎叶干物质的动态及叶面积的变化的模拟与实测值较为一致，而对套作玉米的模拟则差异较大，需进一步考虑套作共生期内的麦／玉米之间的相互作用。文中还对模拟与实测值之间的差异进行了统计分析。

计算机模拟渍水时期及持续时间对春玉米生长及产量的影响

借助田间、水槽试验的结果结合Ｐｅｎｎｉｎｇ ｄｅ Ｖｒｉｅｓ的ＭＡＣＲＯＳ模型建立玉米生长发育与水分动态耦合的模拟模型，通过验证后用于模拟不同渍水时期及持续时间对春玉米生长及产量影响的动态．模拟结果表明在田间全程控制水分为田间持水量９０％下，春玉米孕穗期为渍水危害的敏感期，其次为４－６叶期．在自然降水及土壤状况影响下，春玉米幼苗期４－６叶时为渍水的敏感期，８叶及孕穗期相对较耐渍．在玉米４、６叶期时，渍害造成产量下降的临界期为５天；而在８叶、孕穗期为１０－１５天．但持续２０天的渍水对任何时期的春玉米生长都造成严重的影响．因此在生产中应注意在苗期及孕穗期及时排除田间多余的水分及降低地下水位．

ER和PR在“非性激素靶器官”表达的免疫组化观察

目的 观察甲状腺、肺和大肠等多种上皮性组织和肿瘤中ER和PR的表达状况。方法 5 7例甲状腺、肺、大肠的正常和肿瘤标本 ,采用免疫组化染色 ,进行对比分析。结果 (1)ER和PR在正常支气管、肺、大肠粘膜和结甲的上皮细胞内有较弱表达。 (2 )在甲状腺癌、肺癌和结肠癌中ER有强表达 ,而PR表达较弱。 (3)阳性信号都位于细胞核内。结论 ER和PR在甲状腺、肺、大肠等多种“非性激素靶器官”的正常和肿瘤组织中都有表达 ,且表达部位与“靶器官”相似 ,这为肿瘤的激素治疗提供了一条新的思路。

正常甲状腺功能病态综合征认识现状

正常甲状腺功能病态综合征见于各种急慢性疾病,甲状腺功能变化在不同疾病、病程不同阶段表现各异,TSH与rT3可以正常、升高或降低,发生机制可能涉及从中枢到外周各个环节,鉴别诊断时需要排除药物干扰,根据症状、体征及多项化验综合分析。目前无确切证据支持补充甲状腺激素有益。

稻田玉米生长发育的计算机仿真模型

基于对玉米生长发育过程中发育模式、光合作用、呼吸作用、作物生长速率与干物质分配和叶面积发育的研究分析，建立了稻田玉米生长的计算机仿真模型。通过田间实验结果的验证表明，模型对稻田玉米的生育期，地上部茎叶干物质的动态及叶面积的变化的模拟与实测值较为一致，可以用于预测生长期及获得相关的群体变化指标。

江苏省丹阳市水稻土自然生产潜力的初步研究

本文借助作物生长模型与模糊数学的方法对江苏省丹阳市的两种种植制度的土壤自然生产潜力进行了初步的分析研究。结果表明,模拟的小麦/玉米-晚稻种植制度的气候生产潜力比小麦-单季稻高3000kg/ha 左右。指出丹阳的小麦生产应以挖掘、提高土壤自然生产潜力为主,而单季稻的生产则应以提高品种的气候生产潜力为方向。

丹阳市作物及种植制度气候产量潜力的计算机模拟与分析

运用计算机作物生长模拟模型对江苏省丹阳市的主要粮食作物及种植制度的气候产量潜力进行了分析.结果表明,模拟的作物气候产量潜力以玉米、单季稻为最高.单季稻对当地的光、热、水资源利用较充分,现实产量达到气候潜力的78.2%.模拟的2种种植制度(麦-单季稻,麦/玉米-稻)的气候潜力表明,三熟比二熟高3000kg/hm^2,排水良好,小麦产量可以达到或接近气候潜力,玉米的气候产量潜力则受到生长期内降水量年际变化影响较大.在丹阳市引进春玉米的种植制度,可以充分利用当地的水热资源,提高全年产量及改善单一的种植制度。

国内外作物种植制度的计算机模型与系统分析的研究动态与现状

国内外作物种植制度的计算机模型与系统分析的研究动态与现状杨京平（浙江农业大学农业生态研究所，杭州３１００２９）ＲｅｓｅａｒｃｈＡｃｔｉｖｉｔｙａｎｄＳｉｔｕａｔｉｏｎｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒＭｏｄｅｌｌｉｎｇａｎｄＳｙｓｔｅｍＡｎａｌｙｓｉｓｉｎＣｒｏｐ...