植物纤维毯覆盖对干旱区尾矿砂水热分布的影响

覆盖会影响尾矿水、热分布,研究植物纤维毯覆盖对尾矿砂水热分布的影响,对微生物诱导碳酸钙沉淀(Microbial induced calcite precipitation,MICP)技术控制尾矿污染扩散过程中调控水热条件具有实际意义。于2022年夏季在中国科学院新疆生态与地理研究所莫索湾沙漠研究站,布设基于不同材料(黄麻、稻草、椰丝和棕榈)、不同规格(300 g·m^(-2)、500 g·m^(-2)、700 g·m^(-2)和900 g·m^(-2))的植物纤维毯覆盖于尾矿砂的田间模拟试验,通过测定尾矿砂温度、含水率与蒸发量变化,探究植物纤维毯覆盖对尾矿砂水热分布的影响。结果表明:(1)植物纤维毯覆盖能降低0~20 cm尾矿砂温度、减小日温差及日变化幅度,其中900 g·m^(-2)的稻草纤维毯(D9)降温作用最强,日变化幅度最小。(2)植物纤维毯覆盖能改善0~30 cm尾矿砂的保水性,减少水分蒸发损失。(3)植物纤维毯覆盖能抑制尾矿砂水分蒸发,试验结束时,相同规格下累积蒸发抑制效率除D9略大于900 g·m^(-2)的黄麻纤维毯(H9)外,均表现为:黄麻>稻草>棕榈>椰丝,且均随规格增大而增大,其中D9抑制蒸发效率高达71.3%。(4)植物纤维毯覆盖干旱区尾矿砂的最佳节水降温方案为D9。综上所述,植物纤维毯覆盖能有效节水降温,研究结果可为干旱区应用MICP技术控制尾矿污染扩散过程中调控水热条件提供理论支撑。

沙漠腹地咸水滴灌林地土壤养分、微生物量和酶活性的典型相关关系

鉴于塔里木沙漠公路防护林所处环境条件和管理模式的特殊性及在南疆社会、经济发展中的重要性，试验选择四种不同矿化度（2．58、5．75、8．90、13．99gL^-1）水滴灌的防护林地，采集0～5cm、5—15cm、15—30cm、30—50cm四层土样为研究材料，主要采用典型相关分析法，对防护林地土壤养分因子、微生物量因子和酶活性因子中每两组变量间的相关性进行了分析。结果表明：三组变量土壤养分、微生物量、酶活性中，每两者之间均有显著的典型相关变量存在，而且基本能够代表变量总体相关信息；土壤养分与土壤微生物量的相关性主要由养分中的全氮、速效氮、有机质、全磷含量和土壤微生物量中的放线菌数量、微生物量碳和微生物量磷引起的；土壤养分与土壤酶活性的相关性主要由土壤有机碳、速效钾含量与土壤过氧化氢酶、磷酸酶活性的相关性引起；土壤微生物量与土壤酶活性的相关性主要由土壤微生物量磷、微生物量氮与土壤蔗糖酶、磷酸酶活性的相关性引起；滴灌水矿化度对塔里木沙漠公路防护林地土壤养分和微生物量的效应明显。高矿化度水不利于土壤养分积累和微生物生存。

塔里木沙漠公路防护林土壤微生物生物量与土壤环境因子的关系

为探讨极端干旱区风沙土土壤微生物与土壤环境因子的作用规律,采用相关分析法研究了塔里木沙漠公路防护林地土壤微生物生物量与理化因子和酶活性的关系.结果表明:土壤容重和粒径减小(R<-0.84)、含水量和孔隙增大(R>0.85)时,防护林地中土壤微生物数量和生物量有增大趋势,由容重与微生物量的相关性主导;土壤养分含量与土壤微生物数量和生物量呈正相关,主要由速效养分和放线菌、微生物生物量C、P的相关性所致;土壤酶活性与土壤微生物数量和生物量的相关性差异较大,R在0.51～0.91,主要取决于蔗糖酶、磷酸酶与放线菌、微生物量C的相关;土壤盐分增加不利于土壤微生物生物量的积累(R<-0.71);土壤微生物数量与生物量呈较高正相关(R>0.63).实践中应为干旱区林地土壤微生物营造良好的土体,促进土壤物质循环.

极端干旱区防护林地土壤微生物多样性

土壤微生物在森林土壤中有重要功能。采用传统培养、脂肪酸鉴定和PCR-DGGE 3种方法分别研究了塔里木沙漠公路防护林地土壤微生物数量、脂肪酸种类和细菌DNA片段的多样性,从微生物学角度为塔里木沙漠公路防护林的管理提供理论依据。结果表明,塔里木沙漠公路防护林的建设促进了风沙土土壤微生物的发育,随着防护林定植年限的增加,土壤微生物数量、脂肪酸和细菌DNA片段的多样性指数明显增大;土壤微生物区系组成中,细菌是优势类群,占微生物总数80%以上,而真菌很少,不到微生物总数1%,但在不同土层间有所差异;传统培养法与现代生物标记和分子生物学方法对塔里木沙漠公路防护林地土壤微生物多样性的研究结果基本一致,说明塔里木沙漠公路防护林的建设使林地土壤生物活性有所增强,有利于林地土壤养分循环与利用。

流动沙漠腹地咸水滴灌林地土壤微生物的种群特征

土壤微生物种群结构和多样性研究是了解土壤物质和能量状况的重要途径之一.本文选择磷脂脂肪酸甲酯法和培养计数法,对塔里木沙漠公路防护林地土壤微生物种群特征作了分析,旨在为沙漠公路防护林地的稳定性建设提供理论支持.结果表明,塔里木沙漠公路防护林地建设后土壤微生物数量明显增加,防护林定植年限越长,土壤微生物数量越大,且细菌是优势类群,数量远大于放线菌和真菌.防护林地的建设促进了土壤微生物脂肪酸多样性的提高,脂肪酸种类显著增加,但土层间无明显差异.C14:0、C15:0、C16:0、C17:0、C18:1ω9、C18:0、C18:2ω6和C21:0是林地土壤微生物脂肪酸的优势种,经主成分分析和回归分析后得出C14:0、C16:0、C18:0可有效指示土壤微生物总数量;C15:0、C17:0可用来标记土壤细菌和放线菌;而C18:1ω9和C18:2ω6与土壤真菌密切相关.磷脂脂肪酸甲酯法研究结果能够较好地反映塔里木沙漠公路防护林地土壤微生物的种群结构变化.

不同氮肥施用时期对大麦籽粒蛋白质及其组分含量的影响

选取了10个大麦品种种植在三种氮肥施用时期下,研究氮肥施用时期对大麦籽粒蛋白质及其组分含量的影响。实验结果表明:不同氮肥施用时期对大麦籽粒蛋白质含量影响显著;品种间蛋白质及其三种组分含量差异均极显著;谷蛋白含量的氮肥施用时期与品种的互作效应极显著,蛋白质含量其二者互作效应也显著。同时,大麦籽粒蛋白质含量与醇溶蛋白含量和谷蛋白含量分别存在极显著和显著正相关;盐溶蛋白含量与谷蛋白含量也呈极显著正相关。

流动沙漠腹地防护林土壤肥力质量垂直演化与评价

采用土壤肥力综合指数(IFI)评价法对塔里木沙漠公路防护林地土壤肥力质量垂直演化作了定量评价。结果表明:塔里木沙漠公路防护林建设后不同土层土壤的物理结构逐渐变好,透水、透气、持水能力有所增强;随防护林年限的增长,不同土层土壤生物活性提高,土壤微生物生物量碳、氮、磷的增加以及六种酶活性的增强促进了土壤养分的转化,多数养分因子在不同土层间差异明显;定植年限较长的防护林地土壤盐分含量增加,有表聚现象;同一林地不同土层之间土壤综合肥力指数差异很小,但与林木生长指标有较大相关性。在现有咸水滴灌条件下,塔里木沙漠公路防护林地土壤肥力质量良性发展。

沙土微生物多样性与土壤肥力质量的咸水滴灌效应

采用Biolog-eco法、PLFA法和PCR-DGGE法,对塔里木沙漠公路防护林中不同矿化度滴灌水作用下的土壤微生物多样性进行了研究,利用土壤综合肥力指数(IFI)定量评价了土壤综合肥力质量,分析了土壤肥力质量与土壤微生物的关系。结果表明:滴灌水条件下,土壤微生物的多样性(碳源代谢、遗传基因和脂肪酸种类)差异明显,而高矿化度滴灌水条件下土壤微生物活性较低。IFI值在不同矿化度灌水的林地间差异极显著,在不同土层间差异显著;IFI值随灌水矿化度升高而减小;0—5 cm表层土壤的IFI值明显小于其下层的土壤。土壤微生物代谢多样性和脂肪酸多样性指数与土壤IFI值存在乘幂函数关系,而土壤微生物遗传多样性指数与IFI值有多项式关系,对土壤肥力质量起着明显的正向贡献。

沙漠腹地人工绿地土壤微生物变异与土壤环境因子关系的研究

通过野外采样与室内分析,研究了不同定植年限下塔里木沙漠公路防护林人工绿地土壤微生物的变异规律及其与土壤物理和化学因子间的关系。结果表明:随林龄的增加,土壤微生物数量明显增加,土壤养分含量有所提高,土壤肥力状况明显改善;在土壤微生物的区系组成中,细菌为优势种,占微生物总数的80%以上,放线菌次之,而真菌最少,不到微生物总数的0.1%;土壤微生物数量受土壤环境因子的影响,其中土壤容重、总孔隙度、含水量、有机质和全氮、全磷、全钾及速效氮、速效磷、速效钾含量与细菌、放线菌和真菌的数量均存在极显著相关关系;防护林建设后土壤颗粒逐渐细化。说明防护林的定植促进了咸水灌溉条件下风沙土的发育,土壤质量提高,利于植物的生长,塔里木沙漠公路防护林防风固沙效益明显。

流动沙漠腹地梭梭白粉病防治效果及影响因素分析

通过野外试验,分析了3种常见农药对塔中肉苁蓉基地梭梭白粉病的防治效果和影响因素。结果表明:农抗120防治梭梭白粉病比较有效,三唑酮较差。其中三唑酮的防治效果随浓度增大而增强,而农抗120和甲基托布津的防效与浓度无线性关系。浓度为1.66 mL.L-1的农抗120和甲基托布津对塔中梭梭白粉病的防治效果最好。同时,梭梭茎和叶、土壤含水量大时白粉病病情较重,二者密切相关(R>0.96),生产上应在梭梭发病期控制灌水,适当减少土壤含水量。

不同生态条件对大麦籽粒蛋白质及其组分含量的影响

为了明确不同种植条件下大麦籽粒蛋白质及其组分含量的基因型与环境效应,选取了7个蛋白质含量不同的大麦品种种植在新疆3个生态条件差异明显的试点。方差分析及其多重比较与逐步回归分析表明:多点种植处理对大麦籽粒蛋白质及其3种组分含量影响显著;环境与品种的互作对大麦籽粒蛋白质含量的影响极显著;不同品种间籽粒蛋白质含量的差异显著。大麦抽穗—成熟期间的气象因子中,日较差与大麦籽粒蛋白质及其3种组分含量均有不同程度的明显相关性,而平均日照时数与日平均相对湿度也与3种蛋白质组分有不同程度的明显相关性。说明选取特定品种种植在适宜的生态条件下对调节大麦籽粒蛋白质及其组分含量是可行的,尤其对大麦籽粒蛋白质含量的调控作用十分有效。

不同矿化度滴灌水对沙漠公路防护林土壤微生物的效应分析

在塔里木沙漠公路防护林区,选取四种滴灌用水矿化度值2.58/g.L-1、5.75/g.L-1、8.90/g.L-1和13.99/g.L-1的防护林地,采集0-5cm、5-15cm、15-30cm和30-50cm土层的土壤,分析了土壤微生物在不同矿化度滴灌水作用下的变异规律,结果表明:滴灌用水矿化度值不同的防护林地土壤微生物数量差异明显,微生物数量随矿化度值增大而减少;不同土层间土壤微生物数量亦出现差异,中层土壤最大;当滴灌用水矿化度值增大时,土壤盐分含量会升高;由于高矿化度滴灌水的作用,土壤物理结构变差,从而影响速效养分的积累。由此可见,高矿化度滴灌水会使土壤积盐、板结硬化,不利于土壤团粒结构形成和养分活化积累,土壤质量下降,从而抑制土壤微生物生长和发育。

灌水量对大麦籽粒蛋白质及其组分含量的影响

研究在大田条件下灌水量对大麦籽粒蛋白质及其组分含量的影响。结果表明:不同灌水量对大麦籽粒蛋白质性状的效应不明显;品种与灌水量的互作对大麦籽粒醇溶蛋白的作用达到显著水平;不同品种间在蛋白质及其各组分含量上均有不同程度的差异。说明大麦籽粒蛋白质性状的水分生理不敏感,对水分条件的适应性较强。

啤酒大麦籽粒蛋白质含量基因型与环境效应的研究进展

综述了目前国内外啤酒大麦籽粒蛋白质含量的基因型和环境效应研究的进展。内容包括蛋白质含量的遗传模型、一般配合力和特殊配合力 ,以温度、光照、水分、湿度为代表的气象因子和氮肥运筹方式作主导的栽培措施等环境条件对啤酒大麦籽粒蛋白质含量的效应 ,蛋白质含量与其它品质性状之间的相关性 ,生产中降低啤酒大麦籽粒蛋白质的调控措施。

啤酒大麦麦芽品质性状的研究进展

综述了目前国内外啤酒大麦麦芽品质性状的研究进展。内容包括 :麦芽品质性状的遗传模型和遗传力、配合力 ,影响麦芽品质性状的因素 ,麦芽品质性状间的相关性和相对重要性 ,当前麦芽品质性状研究上的不足之处。

咸水滴灌下塔里木沙漠公路防护林土壤生化作用强度及微生物生态特征

土壤生化作用强度是表征土壤生物学活性的重要指标。选择传统研究方法,从氨化作用、硝化作用、固氮作用、纤维素分解、呼吸作用以及酶活性6个方面,揭示了咸水滴灌下塔里木沙漠公路防护林地土壤生化作用强度的分异规律。结果表明,(1)随防护林定植年限的增大,土壤氨化作用、固氮作用、纤维素分解和呼吸作用的强度均明显增强,其中氨化作用和呼吸作用变化尤为明显;而硝化作用强度有所减弱。(2)0—50 cm土体内,随土壤深度增大,生化作用强度提高,氨化作用、硝化作用、固氮作用、纤维素分解和呼吸作用强度的垂直差异均达极显著水平(F>F0.01)。(3)随防护林定植年限的增大,不同土壤酶活性的变化各异,其中,过氧化氢酶活性显著增大(F>F0.01),纤维素酶和蔗糖酶的活性明显提高(F>F0.05),而蛋白酶、磷酸酶和脲酶的活性变化不大(F<F0.05)。(4)回归分析表明,不同生化强度因子与土壤环境因子的最优回归方程不同,但决定系数均大于0.95;全盐、全氮和速效氮进入了所有回归方程,是决定塔里木沙漠公路防护林地土壤生化强度的关键土壤环境因子。因此,咸水滴灌条件下,塔克拉玛干沙漠腹地防护林土壤生化作用强度不断提高的趋势,这对于防护林工程的科学管理有重要指示意义。

咸水滴灌对沙漠公路防护林土壤环境的影响

为了研究高矿化度水滴灌对极端干旱区防护林土壤环境的影响,为塔里木沙漠公路防护林生态工程的可持续利用和维护管理提供理论依据。该文以塔克拉玛干沙漠腹地4.0～4.8 g/L的高矿化度地下水滴灌下的防护林为例,分析了咸水滴灌前后0～30 cm各层风沙土全N、全P、有机质、全盐、离子组成和微生物的变化。结果表明:高矿化度咸水滴灌下塔里木沙漠公路防护林的土壤环境逐渐得到改善。防护林0～5 cm、5～15 cm和1～30 cm 3个层次的含水量、全N、全P、全K、全盐含量、离子组成和微生物数量与流沙地存在很大差异,且与灌溉年限有直接关系;其中0～5 cm层次变化最为明显,5～15 cm次之,15～30 cm变化最小。

塔克拉玛干沙漠主要灌木光合器官滞尘能力与表面特性的关系

通过全株光合器官取样,利用质量差减法,对位于新疆且末县沙漠地区的塔中植物园内10种灌木的滞尘能力进行了比较,结果表明:1)以单位鲜质量光合器官滞尘量为评价指标,10种灌木光合器官滞尘能力的排序为:紫杆柽柳>多花柽柳>刚毛柽柳、多枝柽柳、长穗柽柳>甘蒙柽柳、华北柽柳>沙生柽柳>梭梭>头状沙拐枣。2)10种灌木光合器官的滞尘能力与其表面特性密切相关。与沙拐枣相比,梭梭同化枝节间距较短,叶片数量相对较多,因而梭梭的滞尘能力大于沙拐枣;柽柳属植物虽然叶片也极度退化,但具有数量众多、分布密集、被覆绒毛、分泌盐分等特性,具有很强的滞尘能力,光合器官滞尘能力大于梭梭和沙拐枣;光合器官表面特性也使8种柽柳属植物光合器官滞尘能力存在差异。研究结果在荒漠地区植物-土壤相互关系研究方面具有重要科学意义,也可为园林绿化和防护林树种选择、配置提供科学依据。

塔克拉玛干沙漠夏季保墒措施对沙拐枣幼林土壤水分及林木生长的影响

基于塔克拉玛干沙漠腹地田间试验,对比分析了不同保墒措施对沙拐枣林地土壤水分和生长的影响。结果表明:(1)保墒措施对土壤水分垂直分布的影响明显,虽然灌溉初期处理间差异不大,但在灌溉周期末差异较大;覆膜、覆沙、蒸发抑制剂(Guilspare)分别提高了0—20cm,30—60cm和20—40cm的土壤含水量。(2)保墒措施对灌溉周期内沙拐枣清晨水势和午后水势均有显著影响,不同处理的清晨水势大小顺序为:地膜>覆沙>蒸发抑制剂>对照(CK);蒸发抑制剂处理的午后水势却大于地膜。(3)与对照相比,保墒措施下沙拐枣的水分环境得到了较大改善,地膜和覆沙处理下沙拐枣生长状况较好,蒸发抑制剂处理的长势较差。

4种固沙植物在塔克拉玛干沙漠腹地的水势特征

利用Model1000植物水分压力室,测定了塔克拉玛干沙漠腹地塔中沙漠植物园引种的西伯利亚白刺(Nitraria sibirica)、花棒(Hedysarum scoparium)、多枝柽柳(Tamarix ramosissima)和梭梭(Haloxylon ammodendron)当年定植幼苗小枝的水势日变化特征,分析了气象因子对这4种植物水势的影响,结果表明:一天中,4种植物最低水势为梭梭<西伯利亚白刺<多枝柽柳<花棒,说明梭梭抗旱性最强,西伯利亚白刺次之,而多枝柽柳和花棒抗旱性较差。多元回归表明:水势相对较高的花棒和多枝柽柳与平均总辐射的相关性最强(p<0.01),而水势较低的西伯利亚白刺和梭梭则与冠层温度的相关性最强(p<0.01)。西伯利亚白刺较适合作为塔里木沙漠公路防护林的更新树种,促进沙漠公路的可持续发展。