基于能量系统语言的土地流转能量流动过程模拟——以河北太行山区东高昌村为例

利用河北太行山区东高昌村2016−2019年土地流转数据,运用ESL(energy system language)模型对河北太行山区土地流转前后过程进行模拟评价,基于土地利用情景和劳动力投入视角进一步模拟了土地流转后系统能量变动情况.结果表明:1)土地流转后农作物生物量、资本及生态环境相比土地流转前均有显著提升.10年后农作物生物量、资本和林地生物量分别达到土地流转前的12.97、2.10、36.54倍;50年后农作物生物量、资本和林地生物量分别达到土地流转前的15.34、4.23、39.22倍;100年后农作物生物量、资本和林地生物量分别达到土地流转前的26.79、7.39、66.60倍.2)改变种植结构的流转效果一般,但调整劳动力投入结构使土地流转后的南瓜生物量和资本呈现倒“U”形变化趋势,南瓜生物量在24年达到峰值,资本在48年达到峰值.投入当地劳动力使农作物生物量提高46.5%,资本提高212%,效果最为显著.

结果母枝留量对莲花栗发枝成花、叶片营养及产量品质的影响

以10年生莲花栗为材料,研究了修剪方式对板栗叶片营养、产量等的影响。结果表明,不同结果母枝留量修剪提升了莲花栗的结果枝数量、雌花数量及栗实品质等。其中,留1个结果母枝修剪处理板栗结果枝数量、雌花数量、栗实可溶性糖含量均明显增加,与对照相比分别增加了85.4%、98.0%、19.2%,板栗花期叶片中大量元素氮、磷和还原糖等含量均明显增加。

光照强度减弱对刺梨吸收硝态氮和铵态氮的影响

探究光照强度减弱对刺梨(Rosa roxburghii Tratt.)实生苗根系的氮素吸收及相关生理特性的影响,为刺梨栽培的氮素营养调控提供科学依据。以‘贵农5号’刺梨品种实生苗为材料,以自然光照强度为对照(R0,CK),采用遮光的方法,在自然光照强度下和光照强度减弱20%(R20%)、40%(R40%)、60%(R60%)的条件下对刺梨苗进行培养,30 d后测定植株的氮含量。采用离子耗竭法,对不同光照强度下分别供给硝态氮和铵态氮的刺梨苗根系吸收NO_(3)^(-)和NH_(4)^(+)的动力学参数进行测定,并同时测定叶和根中的硝酸还原酶(NR)和谷氨酰胺合成酶(GS)的活性和植株中的碳水化合物含量,分析NO_(3)^(-)和NH+4吸收的动力学参数与叶、根中NR、GS活性的相关性。结果表明,在不同光照强度下,刺梨苗根系对NO_(3)^(-)和NH_(4)^(+)的吸收规律均可用Michaelis-Menten动力学方程进行描述。不同光照强度下的刺梨苗根系对NO_(3)^(-)的最大吸收速率(I_(max))、亲和力表征的参数Km和NO_(3)^(-)流入根系的速率参数α都始终比NH_(4)^(+)的大。随光照强度的减弱,分配到根中的可溶性糖和淀粉减少,根系对NO_(3)^(-)和NH+4的Imax值和α值不断降低,叶和根中的NR、GS活性也随之减弱。刺梨苗根系吸收NO_(3)^(-)和NH_(4)^(+)的I_(max)值、α值与叶、根中NR和GS的活性呈极显著正相关,Km与叶、根中的NR和GS活性的相关性不明显。光照强度减弱会严重降低刺梨苗中的氮含量,无论供给硝态氮或铵态氮,光照强度减弱都没有改变刺梨偏好吸收硝态氮的特性,但当光照强度减弱的程度达到比自然光照强度低20%的条件下,会严重抑制刺梨根系对NO_(3)^(-)和NH_(4)^(+)的吸收。生产中可通过改善光照条件促进刺梨对氮的吸收。

刺梨种子的顽拗性和休眠特性

探究刺梨(Rosa roxburghii Tratt.)种子的顽拗性和休眠特性,为刺梨种子的保存和解析刺梨在自然条件下的种群繁衍、扩散提供科学依据。采用在3℃和-3℃低温下保湿贮藏后定时播种的方法,以不进行低温保湿贮藏为对照,分别测定不同失水率的和未失水的刺梨种子在不同低温下保湿贮藏80 d后的萌芽率,并对在3℃下保湿贮藏不同时间的未失水刺梨种子的发芽率、发芽势进行测定,同时测定未失水种子在3℃下保湿贮藏过程中的赤霉素(GA_(1+3))、玉米素核苷(ZR)、生长素(IAA)和脱落酸(ABA)的含量变化。结果表明:刺梨种子不耐失水,也不耐0℃以下的低温,对失水和0℃以下的低温反应敏感。失水或在-3℃下贮藏会丧失刺梨种子的生命力。在3℃条件下对未失水的刺梨种子进行低温保湿贮藏,能够保持种子的生命力并解除种子的休眠,在此过程中,刺梨种子中的ABA含量不断降低,GA_(1+3)、ZR和IAA含量不断升高,GA_(1+3)、ZR和IAA与ABA的含量比值不断增大。未失水的刺梨种子发芽率与种子中的GA_(1+3)、ZR和IAA含量呈极显著正相关,与ABA的含量呈极显著负相关,与GA_(1+3)、ZR、IAA与ABA的含量比值呈极显著的正相关。刺梨种子具有顽拗性和生理休眠特性。未失水的刺梨种子在3℃下保湿贮藏35 d,生理休眠才开始逐渐解除,完全解除休眠至少需要低温保湿贮藏80 d以上时间,即3℃的低温累积量至少要达到1920 h。种子的顽拗性限制了野生刺梨种群的繁衍和扩散。

基于浣熊算法优化双向长短期记忆网络的碳价预测

针对碳排放价格预测精度欠佳的问题,提出一种基于完全集成经验模态分解(Complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise,CEEMDAN)和浣熊算法(Coati optimization algorithm,COA)优化的双向长短期记忆网络(Bidirectional long short term memory network,BiLSTM)碳价预测模型。首先,采用CEEMDAN将原始碳价数据分解为若干内涵模态分量(Intrinsic mode functions,IMF);然后,运用COA对BiLSTM的参数进行优化;最后,使用COA-BiLSTM模型对IMF进行预测,将IMF预测值重构得到碳价预测值。实证结果表明,采用CEEMDAN对原始数据进行分解,使用BiLSTM模型进行预测,运用COA对预测模型参数进行优化均能有效提高碳价预测精度。

改进Faster-RCNN自然环境下识别刺梨果实

为了实现自然环境下刺梨果实的快速准确识别,根据刺梨果实的特点,该文提出了一种基于改进的FasterRCNN刺梨果实识别方法。该文卷积神经网络采用双线性插值方法,选用FasterRCNN的交替优化训练方式(alternating optimization),将卷积神经网络中的感兴趣区域池化(ROI pooling)改进为感兴趣区域校准(ROIalign)的区域特征聚集方式,使得检测结果中的目标矩形框更加精确。通过比较FasterRCNN框架下的VGG16、VGG_CNN_M1024以及ZF3种网络模型训练的精度-召回率,最终选择VGG16网络模型,该网络模型对11类刺梨果实的识别精度分别为94.00%、90.85%、83.74%、98.55%、96.42%、98.43%、89.18%、90.61%、100.00%、88.47%和90.91%,平均识别精度为92.01%。通过对300幅自然环境下随机拍摄的未参与识别模型训练的刺梨果实图像进行检测,并选择以召回率、准确率以及F1值作为识别模型性能评价的3个指标。检测结果表明:改进算法训练出来的识别模型对刺梨果实的11种形态的召回率最低为81.40%,最高达96.93%;准确率最低为85.63%,最高达95.53%;F1值最低为87.50%,最高达94.99%。检测的平均速度能够达到0.2s/幅。该文算法对自然条件下刺梨果实的识别具有较高的正确率和实时性。

刺梨果实发育过程中糖和黄酮的积累及其与光照强度变化的相关性

【目的】研究不同光照强度对刺梨(Rosa roxburghii Tratt.)果实发育过程中糖和总黄酮的积累规律及其对光照强度变化的生理关联性,为刺梨果实的品质调控提供科学依据。【方法】以4年生的‘贵农5号’刺梨结果树为材料,以自然光照强度为对照,设置光照强度减弱20%、40%、60%的3个处理(分别用R0(CK)、R20、R40、R60表示),分析测定不同发育时期刺梨果实中可溶性糖和总黄酮的积累量、相关合成代谢酶活性及其与光照强度变化的相互关系。【结果】在刺梨果实生长发育过程中,糖和总黄酮类物质不断积累,但不同发育时期的积累量有明显差异。在果实缓慢生长期之后,果实中的糖分开始快速积累,到成熟期可溶性总糖和蔗糖的积累量达到最高,其中蔗糖的积累量占可溶性总糖的36.97%。刺梨果实中葡萄糖和果糖的积累量至快速膨大期达到最大,但仅占果实成熟期可溶性总糖最大积累量的10.50%和18.18%。刺梨果实属于蔗糖积累型。刺梨果实中的总黄酮从幼果期开始就快速积累,一直持续到果实快速膨大期,之后总黄酮的积累量增加不明显。刺梨果实发育过程中,不同光照强度下的果实中糖和总黄酮的积累量差异显著,光照强度减弱不利于果实中糖和总黄酮的积累。蔗糖合成酶(SS)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)、转化酶(IVR)和丙氨酸解氨酶(PAL)、肉桂酸-4-羟基化酶(C4H)、4-香豆酸辅酶A连接酶(4CL)、查尔酮合成酶(CHS)分别是影响果实中糖和黄酮类物质合成代谢的关键酶,光照强度变化与刺梨果实中糖、总黄酮的积累量以及相关合成代谢酶的活性变化密切关联。光照强度减弱会明显抑制SS、SPS、IVR、PAL、C4H、4CL、CHS的活性。在刺梨果实整个发育过程中,SS和SPS对光照强度减弱的反应敏感。刺梨果实中糖与总黄酮的积累量呈极显著正相关,果实中糖和总黄酮的积累量以及SS、SPS、IVR、PAL、C4H、4CL、CHS的活性均与光照强度变化呈显著或极显著正相关。【结论】刺梨果实为蔗糖积累型,果实缓慢生长期之后,果实中的糖分开始快速积累,果实中总黄酮的积累量从幼果期开始迅速增长,一直持续到快速膨大期。光照强度减弱不利于刺梨果实中糖和黄酮类物质的积累。生产中可以通过改善光照条件,增加刺梨果实中糖和黄酮类物质的含量,提高刺梨果实的品质。

草酸对刺梨立地石灰性土壤及叶片养分和果实产量、品质的影响

【目的】探究外源草酸对喀斯特地区刺梨栽培的石灰性黄壤及树体营养状况和果实产量、品质的影响,为应对石灰性土壤对刺梨的养分胁迫和提高其果实产量、品质寻找新的技术路径。【方法】以石灰性黄壤上种植的3年生贵农5号刺梨为材料,连续3 a(年)进行每株0(对照)、5、10、15 g的草酸施入量处理。【结果】施用草酸能够明显降低刺梨立地石灰性黄壤的pH值和交换性Ca的含量,增加其他营养元素的有效含量,增强土壤脲酶、硝酸还原酶、碱性磷酸酶、铁还原酶、蛋白酶的活性,增加三大微生物种群及固氮菌、解磷菌、解钾菌的数量,提高叶片中除Ca以外的营养元素的含量,能够明显提高刺梨果实的产量及可溶性固形物、可溶性总糖、维生素C的含量,其中,以每株施用10 g草酸处理的效果最好。【结论】施用草酸能够增强喀斯特地区刺梨立地石灰性黄壤的养分酶活性和有效氮、磷、钾、铁、锌、硼等营养元素的有效性,改善土壤微生物种群结构,增加土壤和树体的养分含量,对提高刺梨的产量、品质有明显作用。

包膜掺混肥对苹果园土壤养分、果实产量和品质的影响

旨在探讨苹果园中包膜掺混肥的合理施用,为果品绿色生产提供依据。通过连续5a定点定位施肥跟踪调查试验,研究包膜掺混肥对‘富士’苹果园土壤养分、叶片营养及果实品质和产量的影响。结果表明,施用BBF1(20-10-15)和BBF2(24-6-15)2种包膜掺混肥均明显增加春季土壤速效磷及钾的质量分数;在苹果生长后期(秋季)可维持较高且稳定的养分质量分数,其中施用BBF1效果更明显。施用包膜掺混肥提高叶片氮、磷和钾的质量分数,1a中叶片养分质量分数均能维持较高水平。2种包膜掺混肥处理的单株产量连续5a均比对照明显提高,平均增产率分别为29.7%和39.9%。施用包膜掺混肥的果实中挥发物质种类比对照减少,但具有特殊苹果香味的酯类物质如2-甲基丁酸乙酯、丁酸乙酯、2-甲基戊醇乙酸酯、己酸乙酯等的相对质量分数明显增加,醛类和烷类等物质未检出,醇类物质下降;包膜掺混肥明显提高果实的单果质量并促进果实着色;BBF1处理的果实中酯类相对质量分数最高,其香味更浓,果实着色更好。包膜掺混肥1次施用能满足苹果树1a的养分需求,利于产量提高,促进果实着色及增加果实特殊香味等。

基于深度学习的自然环境下刺梨果实识别

采用0.57R-0.18G-0.2B色差分量法对刺梨图像进行处理,通过Ostu自适应阈值分割、形态学滤波和二值图像白色色素面积阈值等方法对图像进行一次分割。根据刺梨果实图像的颜色和纹理特征,再采用YCbCr颜色空间模型中各分量的阈值对图像进行二次分割。通过标记分水岭分割算法对粘连果实连通区域进行分割,利用Hough圆变换对独立、遮挡和重叠情况下的果实外圆进行拟合和修复,最终获取果实质心坐标及其半径。试验结果表明:刺梨果实识别正确率均高于92%,说明本算法能够对刺梨果实进行有效地识别。

喀斯特地区野生枇杷种质对铵态氮的吸收及利用效率差异与评价

以贵州喀斯特地区22个野生枇杷(Eriobotrya japonica Lindl.)种质的实生幼苗为材料,采用土培和营养液培养方法,对不同铵态氮水平下各材料的株高、植株干重、氮含量、铵态氮吸收量及吸收效率、氮效率以及对NH+4的最大吸收速率(Imax)、表观米氏常数(Km)和NH+4流入根系的速率(α)进行测定,分析以上指标在种质间的差异及其相互作用和相关性,并划分不同野生枇杷种质的氮效率类型。结果表明:(1)实生幼苗的干重、铵态氮吸收量及氮效率在种质间和铵态氮水平间均存在显著差异,22个野生枇杷种质植株干重、氮含量、铵态氮吸收量、铵态氮吸收效率、氮效率变异系数(CV)在高氮和低氮水平下分别为21.09%和16.87%、17.06%和20.00%、36.67%和40.21%、36.71%和40.24%、21.05%和19.21%;不同野生枇杷种质对NH+4吸收动力学参数的差异也极为显著,Imax、Km、α值的CV在高氮和低氮水平下分别达到44.64%和60.00%、73.53%和81.48%、89.58%和109.18%。(2)上述所有指标在种质间和铵态氮水平间的差异及其交互作用均达到极显著水平(P<0.01),22个野生枇杷种质实生苗的干重、氮含量、铵态氮吸收量及吸收效率、氮效率、NH+4的Imax和α值之间都表现出极显著正相关关系,Km与上述指标呈极显著负相关关系;在高氮和低氮水平下,铵态氮吸收效率对氮效率的直接通径系数最大(1.805和1.523),铵态氮的吸收效率对氮效率的直接贡献均大于氮含量和铵态氮吸收量。(3)22个野生枇杷种质可划分为双高效型、高氮高效型、低氮高效型和双低效型4种氮效率类型,分别包括7个、4个、2个和9个种质。研究发现,贵州喀斯特地区野生枇杷种质对铵态氮的吸收和利用效率存在显著差异,实生苗的干重、铵态氮吸收量、铵态氮吸收效率和氮效率均可作为枇杷氮高效种质评价和筛选指标。

春梢叶损失对刺梨生长和果实产量与品质的影响机理分析

2017年以3年生的‘贵农5号’刺梨(Rosa roxburghii Tratt.)为材料,于5月初开花期前采用人工摘叶的方法,对试验树当年春梢进行失叶率20%、40%、60%和80%处理,以不摘叶的植株为对照(CK),研究失叶后3年中不同失叶率处理对刺梨新梢生长、叶片营养元素含量、果实产量及品质的影响机理,分析摘叶后30 d内的失叶春梢中内源激素含量,存留叶的净光合速率(P_(n))和蒸腾速率(T_(r)),失叶当年刺梨果实中影响维生素C和黄酮合成积累的关键酶(GalLDH、MDHAR、DHAR、AAO、APX和PAL、C4H、4CL、CHS)的活性,探究失叶对刺梨生长和果实产量、品质及其相关生理特性的影响机理,为刺梨合理采叶量的确定和因灾失叶的损失评估提供理论依据。结果表明:(1)刺梨春梢失叶后会促进当年夏梢萌发,增加夏梢数量,抑制当年秋梢和翌年、第3年的新梢生长。(2)在摘叶后的30 d内,失叶春梢中IAA和ABA含量迅速降低,GA^(1+3)和ZR含量迅速增加,内源激素的变化对当年夏梢的萌发具有协同促进作用。(3)在摘叶后15 d内,春梢存留叶的P_(n)迅速增强,之后迅速减弱,失叶春梢存留叶在短期内具有明显的光合作用补偿反应,但难以长期持续。(4)春梢失叶率超过20%后,会导致刺梨植株的养分损失,尤其是叶中的N、P、K、Mg元素的损失极为严重,导致树势衰弱,新梢的正常生长受到抑制。(5)在刺梨果实维生素C和类黄酮物质合成积累的关键时期,果实中GalLDH、PAL、C4H、4CL、CHS的活性均随失叶率的增大而明显减弱,果实中的维生素C和类黄酮物质的含量也随之明显减少。研究发现,春梢失叶率过大会明显降低刺梨叶中的养分含量和果实的产量及品质,且这种不利影响可持续多年;在春季对果叶兼用的刺梨嫩叶进行采收利用时,采叶量应控制在20%内。

刺梨叶片营养元素与果实产量、维生素C含量的相关性及营养诊断标准值的建立

刺梨(Rosa roxburghii Tratt.)是中国西南地区的特有果树,果实维生素C含量极高是刺梨最具特色的品质特征。目前在刺梨栽培中,盲目施肥的现象极为普遍。研究刺梨叶片的营养元素含量与果实产量及品质的关系,建立刺梨叶分析营养诊断标准,以便为刺梨优质丰产的养分管理提供科学依据。本研究选择贵州不同地区的70个5年生‘贵农5号’刺梨代表性果园,在营养诊断期取叶片测定其中的营养元素含量,在果实成熟期测定果实产量及果实中维生素C的含量,分析叶片营养元素含量与果实产量和果实中维生素C含量的相关性。对测定样本的叶片营养元素含量值的分布进行正态显著性检验,在此基础上用4分点5级概率分级法对样本的营养元素含量进行分级,确定刺梨叶分析营养诊断的缺乏值、低值、适宜值、高值和过量值范围。研究结果表明:贵州不同地区的‘贵农5号’刺梨果实产量及其维生素C含量的差异明显,果实产量的变异系数大,在70个取样果园中,刺梨果实产量在1.04~23.51 kg/株之间,其变异系数在11.06%~49.78%之间。在刺梨高产、中产和低产园中,叶片中营养元素含量的差异很大,其变异系数19.81%~99.27%之间。刺梨叶片所有的营养元素含量与果实产量及维生素C含量的关系密切,均表现出一元二次非线性回归的函数关系。其中,与果实产量之间的相关系数达到显著或者极显著水平;除Zn以外,叶片的其他营养元素与果实维生素C含量的相关系数也达到显著水平。在70个代表性样本中,刺梨叶片的所有营养元素含量均为正态分布,符合用概率分级法划分确定叶分析营养诊断标准值的设定条件。刺梨叶片的所有营养元素含量与果实产量和维生素C的含量密切相关。刺梨叶片中的营养元素含量过高或过低,都会降低刺梨果实的产量和维生素C的含量。不同样本的刺梨叶片营养元素含量的分布具有显著的正态性。在此基础上采用4分点5级概率分级法建立的刺梨叶分析营养诊断标准值具有可靠性,可用于刺梨的营养诊断。

刺梨叶、花瓣和果实的多酚及三萜组分、含量及其提取物的抗氧化特性

探究刺梨(Rosa roxburghii Tratt.)叶、花、果实中的多酚、三萜的组分及含量和抗氧化特性的差异,为刺梨资源的综合利用提供科学依据。采用高效液相色谱法,测定刺梨叶、花瓣和果实中多酚和三萜组分及含量,利用刺梨叶、花瓣和果实提取物对1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基(DPPH)、2,2′-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸自由基(ABTS)、羟基自由基(-OH)及超氧阴离子(O_(2)^(-))的清除力和Fe^(3+)还原能力(FRAP)进行测定。结果表明:刺梨叶、花瓣和果实中的多酚及三萜类物质极其丰富,在本实验条件下,从刺梨叶、花瓣和果实中共检测到10种酚酸和13种类黄酮组分,分别是没食子酸、原儿茶酸、咖啡酸、丁香酸、对香豆酸、绿原酸、阿魏酸、香草酸、迷迭香酸、单宁酸和儿茶素、表儿茶素、芦丁、槲皮素、槲皮苷、异槲皮苷、木犀草素、杨梅素、山奈酚、原花青素、芹菜素、柚皮素和柚皮苷。在100 g干样中,叶、花瓣和果实的酚酸总含量分别为3928.20 mg、1389.61 mg和3356.68 mg,类黄酮的总含量分别为1864.95 mg、1962.55 mg和4956.70 mg。绿原酸是刺梨叶中含量最高的酚酸组分,其含量为1363.17 mg,其次为香草酸和单宁酸。花瓣中的香草酸和咖啡酸含量丰富,果实中的单宁酸含量高达2624.98 mg,占酚酸总量的78.20%,果实中原儿茶酸、绿原酸、香草酸的含量超过100 mg。叶、花瓣和果实的儿茶素含量分别为867.41 mg、720.70 mg和1114.18 mg,果实中的芦丁、槲皮素、杨梅素含量分别高达681.27 mg、644.40 mg和614.65 mg,槲皮苷、木犀草素和山奈酚的含量均超过400 mg。刺梨叶、花瓣和果实中的刺梨苷、野蔷薇苷、蔷薇酸及熊果酸的总含量分别为1423.64 mg、804.06 mg和1055.16 mg,叶和果实中的刺梨苷含量分别为600.41 mg和441.16 mg,叶、花瓣和果实中的蔷薇酸含量分别高达566.13 mg、614.70 mg和530.81 mg。刺梨叶、花瓣和果实的提取物均具有很强的抗氧化能力,对DPPH及ABTS的清除力和Fe^(3+)还原能力的强弱顺序为果实>叶>花瓣,对-OH和O_(2)^(-)的清除力强弱顺序为果实>花瓣>叶。

外源草酸对钙质黄壤营养环境和刺梨苗生长及生理特性的影响

为探究外源草酸改善喀斯特地区石灰土营养环境和刺梨( Rosa roxburghii Tratt.)苗生长及生理特性的作用,以钙质黄壤和‘贵农5号’刺梨实生苗为材料,设置每kg土壤分别施入外源草酸5 mg、 25 mg和45 mg的3个处理的盆栽试验,研究了外源草酸的不同施用量对钙质黄壤有效养分含量、微生物种群结构、养分酶活性和对刺梨苗生长及相关生理特性的影响。结果显示:随外源草酸施入量的增大,钙质黄壤的pH值和交换性Ca、Mg的含量和放线菌的数量明显降低,有效N、P、K、Fe、Mn、Zn、Cu、B的含量明显增大,细菌、真菌和固氮菌、解磷菌解钾菌的数量明显增多,脲酶(Urase)、硝酸还原酶、Fe^ 3+铁还原酶和蔗糖酶的活性明显增强。在上述处理中,25 mg ·kg ^-1 草酸处理的钙质黄壤中碱性磷酸酶、蛋白酶和淀粉酶的活性最强,有效Fe、Zn、B的含量最高。另外结果还显示:施用外源草酸能够改善刺梨苗根系形态,降低Ca、Mg的吸收,对增强N、P、K、Fe,Mn,Cu,Zn和B的吸收和促进生长有明显的作用。25 mg ·kg^-1 草酸处理的植株生长高度、基径、生物量、根冠比值、根系总表面积、总体积、总根尖数都最大,N、P、K、Fe和Cu的吸收量最多,根系活力、Fe ^3+还原酶、谷氨酰胺合成酶和分泌性碱性磷酸酶的活性最强,与对照和其他处理的差异均达到显著水平(P<0.05)。根中硝酸还原酶和碱性磷酸酶的活性随外源草酸的施入量增加而增强。本研究表明,施入适量的外源草酸能够明显改善钙质黄壤的营养生态环境,对促进刺梨苗吸收N、P、K、Fe,Mn,Cu,Zn和B等营养元素和生长具有明显的作用,研究结果可为喀斯特地区钙质黄壤上刺梨栽培的养分及生长调控提供科学依据。

果园土壤有机碳及呼吸速率对豆科和禾本科草类的差异反应

在行间长期(连续6年)种植豆科植物毛苕子和禾本科植物黑麦草的苹果园,调查土壤不同深度的有机碳组分和表层土壤呼吸速率日变化。结果表明:间作2种植物后,行间土壤0—20,20—40cm土层总有机碳(TOC)、轻质有机碳(LFOC)、可溶性有机碳(DOC)、颗粒有机碳(POC)、易氧化有机碳(ROC)和微生物生物量碳(MBC)含量均显著提高;在40—60cm土层,仅DOC含量明显提高;0—20cm土层的TOC和全部有机碳组分及20—40cm土层的TOC、DOC、POC和ROC的含量在种植毛苕子后均明显高于种植黑麦草。TOC与LFOC、TOC与POC、DOC与LFOC、DOC与MBC、DOC与ROC、MBC与ROC、ROC与POC、LFOC与ROC之间均呈显著正相关,土壤呼吸速率与LFOC、DOC、MBC和ROC之间也呈显著正相关。种植2种草类均显著提高土壤呼吸速率,并使呼吸速率日变化峰型更突出,其中毛苕子的作用效果比黑麦草更显著。

拉枝对黔核7号泡核桃叶片营养、成花及坚果品质的影响

【目的】探究拉枝对泡核桃(Juglans sigillata Dode)生理生长、成花坐果和坚果品质的影响。【方法】以黔核7号为试材,以自然生长开张角度在30°~35°之间的枝条为对照(CK),设置拉枝60°、90°和110°3个处理,统计拉枝后枝条的数量和类型、成花数和坐果数,计算坐果率,测定叶片的光合特性、叶绿素含量、叶片的营养元素含量和坚果品质。【结果】拉枝90°时显著提高了黔核7号的总枝条数、短枝数和中长枝数,与对照相比分别提高了36.8%、64.0%和81.0%;并且,拉枝90°时雌花数、坐果数、坐果率达到最大值,比对照组分别提高了206.6%、231.1%和14.1%;树体内膛、中部和外围的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、叶绿素a含量、叶绿素b含量、类胡萝卜素含量在拉枝90°时达到最大值,拉枝90°和110°能够显著降低中部和外围叶片的胞间CO2浓度;叶片的N、P、K、Ca、Mg、Fe、Zn元素含量在拉枝90°时也有不同程度的增加;拉枝在不明显改变黔核7号的纵径、横径、果形指数、壳厚、出仁率的情况下,能够促进其核仁质量、蛋白质含量和粗脂肪含量的积累,其中,只有拉枝90°显著增加了黔核7号的单果质量,比对照提高了6.0%。【结论】拉枝90°能够增加黔核7号泡核桃的叶片养分含量,促进成花和坐果,并提高坚果品质。

壳聚糖对苹果幼树根区土壤养分活化及其养分吸收的影响

本试验以苹果幼树为试材,设置0、5、10、15、25、40mg/kg壳聚糖土施处理,研究苹果根区土壤酶及根系相关酶活性和其养分变化。结果表明,壳聚糖施入后,土壤碱解氮、速效磷、速效钾含量均明显增加;同时,明显提高土壤多种酶活性,15mg/kg壳聚糖处理的土壤蛋白酶和脲酶活性较高,25mg/kg处理的土壤酸性磷酸酶、硝酸还原酶活性最高。15~25mg/kg浓度处理的根系硝酸还原酶、酸性磷酸酶和谷氨酰胺合成酶活性明显增强。苹果幼树叶片中营养元素含量在不同时期均明显增加,其中25~40mg/kg浓度壳聚糖有利于大量元素(N、P、K)及中微量元素(Fe、Ca)的吸收,15~25mg/kg处理有利于Mg、Zn、Cu等元素的吸收。综上,壳聚糖土施可改善和活化土壤养分,增强多种土壤酶活性和根系酶活性,促进苹果幼树根系对养分的吸收。

营养液pH变化对刺梨苗吸收硝态氮和铵态氮的影响

研究介质pH变化条件下刺梨(Rosa roxburghii)对不同形态氮素吸收特性的影响,能为不同pH土壤上刺梨的合理施肥提供科学依据。本研究以‘贵农5号’刺梨实生苗为材料,采用营养液培养和离子耗竭法,在分别供给硝态氮和铵态氮的条件下,设置营养液分别为pH 4、5、6、7、8、9的6个处理,测定不同pH营养液培养的刺梨苗对NO_(3)^(-)、NH_(4)^(+)的吸收动力学参数和刺梨苗的植株高度、干重生物量、氮含量及氮吸收量,分析营养液pH变化与NO_(3)^(-)、NH_(4)^(+)的吸收动力学参数的相关性和营养液pH变化与刺梨苗植株高度、生物量、氮含量和氮素吸收量的相关性。研究结果表明,刺梨根系对硝态氮、铵态氮及总氮的吸收规律均符合Michaelis-Menten酶动力学方程。营养液的pH变化能够改变刺梨苗根系对NO_(3)^(-)和NH_(4)^(+)的吸收特性。在营养液pH 4~9的范围内和供给硝态氮的条件下,刺梨实生苗的根系对NO_(3)^(-)的最大吸收速率(Imax)、根系与NO_(3)^(-)的亲和力、NO_(3)^(-)流入根系的速率(α)、植株高度、干重生物量、氮含量及氮的吸收量随营养液pH的增大而明显降低,营养液的pH变化与上述指标呈极显著负相关。在供给铵态氮的条件下,刺梨实生苗根系对NH4+的上述指标随营养液pH的升高而明显增大,营养液的pH变化与上述指标呈极显著正相关。在酸性条件下有利于刺梨苗对硝态氮的吸收,升高营养液的pH不利于刺梨苗吸收硝态氮。碱性条件有利于刺梨苗对铵态氮的吸收,酸性条件对刺梨苗吸收铵态氮有不利影响。

基于氮元素的水库生态系统服务需求评估

运用对生态系统有着巨大影响的核心元素--氮元素作为载体,探索并定量化评估由于氮元素过量而对水库生态系统服务造成的损失,并将这种损失的消除界定为人类社会对水库生态系统服务的需求,利用价值核算方法得出水库生态系统服务需求的价值,且损失价值越大,需求越高.从2000和2015年的结果对比分析得出,不论是从总量还是面积量上看,大泉沟水库生态系统服务需求的价值都比蘑菇湖水库的小;而从年际间变化中得出:重点治理的大泉沟水库生态系统服务需求的价值降低,而污染仍严重的蘑菇湖水库需求的价值增加,并且需求价值增幅大于降幅,治理污染仍存在很多难度.因此加强治理,控制污染刻不容缓.