辣椒种质资源果实品质与抗病性综合评价

为筛选出优质多抗辣椒种质资源,以109份国内外辣椒种质资源为试材,对6个果实品质性状进行了测定,同时对是否携带抗烟草花叶病毒病基因L4、抗辣椒疫病基因CaPhyto、抗番茄斑点萎蔫病毒病基因Tsw和抗马铃薯Y病毒病基因Pvr4进行了鉴定。通过遗传多样性分析、相关性分析、主成分分析、聚类分析和聚合推进树(ABT)分析进行了综合评价。结果表明:109份辣椒种质资源遗传多样性丰富,变异系数介于24.51%~123.52%之间,其中β-胡萝卜素含量变异程度最大。ABT分析表明,辣椒红素对色差仪测定各指标影响最大,叶黄素次之,而β-胡萝卜素最小。抗性分子标记鉴定筛选出8份材料携带L4基因,23份材料携带CaPhyto基因,1份材料携带Pvr4基因。主成分分析和聚类分析表明,109份辣椒种质资源可分为3个类群,类群Ⅰ和类群Ⅱ的品质指标均较为优异。最终,筛选出9份兼具品质与抗性的优异种质。

鄱阳湖枯水期水域特征对季节性淹水湿地优势植被固碳能力的影响

选择了鄱阳湖湿地具有不同水域特征的常湖池(控湖)、蚌湖(半控湖)和泗洲头(开放水域)的典型优势植被苔草(Carex cinerascens)、南荻(Triarrhena lutarioriparia)和芦苇(Phragmites australis)为研究对象,研究了植被生物量、碳含量、植被净初值生产力和释氧量在不同水域特征下的分布特征,基于多种统计学分析方法量化水域特征对植被固碳能力的影响,揭示了其主要影响因素。研究表明:控湖的常湖池、半控湖的蚌湖、开放水域的泗洲头植被碳密度分别为17.98、13.06、16.74 t/hm2,植被固碳量分别为2623.21、25651.62、14344.81 t。常湖池不同植被间固碳能力差异较小,泗洲头和蚌湖不同植被固碳能力差异较大。ABT分析则表明,水域条件、土壤有机碳含量是植被根碳含量的主要影响因子,水文梯度是植被地上碳含量和碳密度的首要影响因子。

长期施肥处理下不同类型水稻土有机碳矿化的动态差异

【目的】研究田间长期定位施肥处理下不同类型水稻土有机碳矿化的动态差异及其影响因素,为揭示不同类型水稻土有机碳的循环特征及制定合理的养分管理措施等提供依据。【方法】以江苏常熟(乌栅土)、江西余江(低肥力红壤)、湖南望城(高肥力红壤)和重庆(紫色土)4个地点长期定位施肥试验的水稻土为研究对象,选择不施肥(CK)、单施化肥(NPK)和化肥配合秸秆还田(NPKS)3个处理,通过室内27 d的有机碳矿化培养试验,采用室内恒温培养、碱液吸收法测定土壤有机碳的矿化量;选择Jones一级动力学方程拟合土壤有机碳累积矿化量的动态变化,比较土壤类型和长期不同施肥处理对有机碳矿化动态的影响。【结果】长期施肥处理可以提高土壤全量养分(全氮、全磷、全钾)和有机碳含量,但会降低土壤p H。长期施肥可以显著提高土壤有机碳累积矿化量(C)(常熟试验点除外),不同施肥处理下增加幅度为11.7%—86.1%,而对于矿化动力学方程拟合所得土壤潜在可矿化有机碳量(C0)、易矿化有机碳量(C1),只有同为红壤的余江和望城两地的施肥处理可以显著提高。相同施肥处理下C、C0和C1均表现为常熟、望城试验点的较大,重庆、余江试验点的较小,而潜在可矿化有机碳量与土壤有机碳的比值(C0/SOC)则是余江试验点较大;相关性分析发现有机碳、总氮、碱解氮、全磷与C、C0和C1呈极显著正相关(P<0.01),p H和全钾与C呈极显著负相关,而C0/SOC与有机碳、p H和各养分指标均呈显著或极显著负相关。对于矿化速率常数(k),施肥处理对其影响并不显著,但不同土壤类型可以显著影响k。相关性分析表明k与p H、C/N和全钾呈极显著负相关(P<0.01),与速效钾呈显著负相关(P<0.05)。通过聚合推进树(ABT)方法分析了不同因子的相对影响,结果表明碱解氮和有机碳含量对C和C0影响较大,相对贡献率分别为23.8%、20.2%(对于C)和29.5%、23.7%(对于C0);有机碳含量和p H对C1和C0/SOC影响最大,相对贡献率分别为26.7%、15.9%(对于C1)和34.4%、23.0%(对于C0/SOC);p H和全钾对k的影响最大,相对贡献率分别为34.2%和22.1%。【结论】土壤类型对有机碳矿化动态的影响要大于长期施肥措施产生的影响,不同地点长期定位施肥处理下土壤母质、p H、有机碳含量和养分含量等土壤性质的不同,造成了土壤有机碳矿化的动态差异。

亚热带中尺度流域氮磷输出的长期变化规律与影响因素

选择中亚热带红壤丘陵区赣江上游的潋水河流域(579 km2),基于长期监测和SWAT模型反演研究了流域尺度养分输出的长期变化规律,采用集成推进树(ABT)和部分典范对应分析(PCCA)方法揭示了流域尺度养分输出的影响因素。2003—2009年的监测结果表明:潋水河流域氮磷输出量年际差异显著,流域年均总氮和总磷输出量分别为1.10 t/(km2·a)和0.12 t/(km2·a)。SWAT模型反演分析显示,长期大规模的水土流失治理显著减少了流域氮磷流失,1983—1990年年均总氮和总磷输出量比治理前分别下降了43.8%和51.0%,1993—2002年则比前一阶段分别下降了28.3%和27.2%。总体上,人为因素对流域养分输出量长期变化(1978—2009)的影响高于气候因素,人为因素对31年间流域总氮和总磷年输出量变化总的贡献率分别为48.7%和38.9%,气候因素总贡献率分别为23.2%和22.8%。人为因素中人口是主要的影响因素,其他重要的影响因素包括氮磷肥施用量、疏林地面积、土地利用程度和植被指数。研究区需要在控制流域人口密度和合理施肥基础上,通过流域治理措施合理调整流域土地利用,以实现对流域氮磷输出的控制。

建成环境非线性作用下汽车客运站最高聚集人数模型

为探求汽车客运站最高聚集人数与站域周边范围建成环境的非线性作用机制,以重庆市全域汽车客运站为对象,构建以最高聚集人数为因变量,由可达性、路网复杂度、公共交通支撑、多样性4个方面组成的多元建成环境特征为自变量的梯度提升决策树模型,辅助构建随机森林和最小二乘估计模型验证算法效度。结果表明:GBDT模型在训练集和测试集的表现均优于RF和OLS模型,验证集拟合优度为0.80;变量贡献度方面,土地利用混合度对影响最高聚集人数的建成环境变量的贡献为23%,其次为公交站密度(贡献为20%)和至市中心距离(贡献为17%);非线性作用机理方面,建成环境可达性相关指标总体呈负相关,阈值效应明显,路网复杂度相关指标峰值效应较明显,公共交通支撑相关指标整体呈正相关,多样性相关指标峰值效应明显。

基于根系形态对磷吸收的贡献解析小麦||蚕豆间作促进磷吸收的作用

间作模式是充分挖掘作物自身生物学潜力,促进磷资源高效利用的有效手段。为进一步探明间作诱导的根系形态适应性变化对磷吸收的相对贡献,理解小麦||蚕豆间作系统促进磷吸收的作用机制,本研究采用水培法,研究了常规磷(Hoagland营养液磷水平)和低磷(1/2-Hoagland营养液磷水平)条件下,小麦||蚕豆间作对小麦和蚕豆磷吸收、生长性状和根系形态变化的影响,并结合集成推进树算法(ABT)分析小麦和蚕豆根系形态对小麦和蚕豆磷吸收的相对贡献。结果表明,在低磷水平下,与单作小麦相比,小麦||蚕豆间作可以显著促进小麦对磷的吸收;而在正常磷水平下,间作小麦的磷吸收量显著低于单作小麦。在常规磷和低磷水平下,间作均能够显著促进蚕豆对磷的吸收。正常磷水平,间作系统的磷吸收量是小麦和蚕豆单作系统平均磷吸收量的1.04倍;低磷水平,间作系统的磷吸收量是小麦和蚕豆单作系统磷吸收量的1.28倍。种植模式和供磷水平能够显著影响小麦的株高,且有显著的交互作用;间作显著降低蚕豆的株高。ABT分析结果表明,小麦根长、根平均直径主导了小麦根系对磷的吸收,其解释量分别为74.7%和25.3%;蚕豆根长、根平均直径和根表面积共同解释了根系对磷的吸收,其解释量分别为48.0%、35.2%和16.9%。因此,低磷条件下,小麦||蚕豆间作主要通过增加小麦的根长,显著降低小麦根系平均直径,促进小麦对磷的吸收;而间作系统中的蚕豆则通过增加根长促进其对磷的吸收。

鄱阳湖季节性积水湿地表层土壤碳氮高程梯度分布特征及其影响因素

【目的】深刻认识环境因子对湿地土壤碳、氮积累的影响,是理解湿地生物地球化学转化过程的基础。基于鄱阳湖环境复杂、生物多样性丰富以及具有丰水期和枯水期交替出现的独特水文特征,是研究水文急剧变化的湿地生态系统土壤碳、氮动态变化的天然实验室,探讨季节性积水湿地表层土壤有机碳(SOC)和全氮(TN)沿高程梯度的分布特征及其影响因素。【方法】以鄱阳湖国家自然保护区的蚌湖、常湖池和泗洲头季节性积水湿地表层土壤(0~20 cm)为研究对象,于鄱阳湖枯水期(2018年11月—2019年3月)开展野外调查并采集土壤样本,测定土壤理化性状,利用主成分分析方法判别不同湿地类型环境特征,利用Pearson相关性分析土壤碳、氮与环境因子的关系,利用集成推进树算法量化环境因子对湿地表层土壤碳、氮的相对贡献。【结果】蚌湖、常湖池和泗洲头湿地表层(0~20 cm)SOC和TN含量随着高程梯度的增加呈现先增加后减小的变化趋势,最高值出现在高程梯度13~14 m或14~15 m的洲滩区域。蚌湖(SOC:(9.47±2.97)g/kg,TN:(1.14±0.32)g/kg)和常湖池(SOC:(7.92±3.20)g/kg,TN:(1.05±0.28)g/kg)比泗洲头(SOC:(2.36±0.49)g/kg,TN:(0.27±0.06)g/kg)具有更高的SOC和TN含量(P<0.05)。SOC和TN存在极显著正相关,并且分别与坡度、湖底高程、土壤含水量、铵态氮、硝态氮、全磷存在显著正相关,与土壤pH和碳氮比存在显著负相关。基于主成分分析的因子得分显示,蚌湖、常湖池和泗洲头的环境性状具有明显分异,表明湿地类型与表层土壤碳、氮的分布具有密切联系。优化的集成推进树算法显示,所选环境因子中,湿地类型、高程梯度、土壤含水量、土壤碳氮比、铵态氮、硝态氮和全磷对SOC和TN具有不同程度的影响,土壤pH、湖底高程和坡度的相对影响微乎其微。其中,铵态氮、高程梯度是影响SOC积累的主要因素,湿地类型、土壤全磷是影响TN积累的主要因素。【结论】鄱阳湖碳、氮与磷的变化关系密切,湿地类型、高程梯度对鄱阳湖湿地土壤碳、氮的积累产生了深刻影响。

高寒草地灌丛化对土壤团聚体稳定性及其铁铝氧化物分异的研究

团聚体对有机碳的物理保护是土壤碳固存的重要机制。本研究以青藏高原东缘灌丛化草地和未灌丛化草地为研究对象,采用Cambardella与Elliott湿筛法和沉降虹吸法分离和提取团聚体,测定了灌丛化草地和未灌丛化草地中土壤团聚体含量,分析了团聚体稳定性、不同形态铁铝氧化物的分异及铁铝氧化物与团聚体稳定性的关系。结果显示:灌丛化显著降低了<0.053 mm微团聚体含量(P<0.05),对团聚体稳定性没有显著影响(P>0.05);灌丛化显著增加了>0.25 mm大团聚体内游离态铝的含量(Ald的含量增加了14.09%)(P<0.05)和<0.25 mm微团聚体内游离态铁铝的含量(Fed、Ald的含量分别增加了9.75%和15.31%)(P<0.05),显著降低了<0.25 mm微团聚体内络合态铁铝的含量(Fep、Alp的含量分别降低了31.03%和9.41%)(P<0.05)。通过增强回归树分析,游离态铁铝氧化物对团聚体稳定性的作用最强,络合态铝氧化物对团聚体稳定性作用最弱。表明灌丛化有助于增强团聚体的稳定,促进土壤有机碳的固存。

煤矸石对矿区土壤特性与植物生长的影响

本文通过室内和室外试验,将不同含量(10%、20%、30%、40%和50%)、不同粒径(0~2、2~5、5~8和8~10 mm)的煤矸石与土壤进行复配,形成具有不同容重(1.3、1.35、1.4、1.45和1.5 g·cm^(-3))的新构土壤,探究土壤重构方式对新构土壤水分、团聚体结构稳定性以及黑麦草、紫苜蓿和白车轴草生长特征的影响。结果表明:土壤饱和含水量(SW)、毛管含水量(CW)和田间持水量(FC)随煤矸石含量、粒径和土壤容重增加而减小。>0.25 mm粒径土壤团聚体(R0.25)、平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)随煤矸石粒径增加大体呈先增加后减少的变化趋势,在煤矸石粒径为2~5 mm达到峰值;R0.25、MWD和GMD与煤矸石含量呈显著负相关。基于增强回归树(BRT)模型,煤矸石含量对SW、CW和FC的影响较大,对其变异贡献率分别为59.3%、67.0%和40.3%;煤矸石粒径对R0.25、MWD和GMD的影响最大,对其变异贡献率分别为44.7%、32.3%和62.1%;煤矸石含量对黑麦草、紫苜蓿和白车轴草生长的影响较大,分别可解释其49.9%、17.4%和10.3%的变异。煤矸石含量为30%和粒径为5~8 mm的土壤重构方式下供试植物生长较好。表明煤矸石能够改变新构土壤水分和团聚体结构稳定性,矿区生态修复可优选煤矸石含量为30%和粒径为5~8 mm的土壤重构方式。

贵州茂兰喀斯特森林不同小生境下土壤细菌群落特征

以贵州茂兰喀斯特森林小生境土壤(石洞、石缝、石沟、石槽、土面)为研究对象,利用高通量测序技术对其土壤细菌16S rRNA V3～V4可变区进行高通量测序,分析土壤细菌α多样性、物种组成及丰度差异情况,并应用数量生态学方法分析土壤理化因子对细菌群落结构的影响.结果表明:5类小生境土壤共检测到27个门64个纲128个目242个科367个属704个种;主要优势菌门为变形菌门、放线菌门、酸杆菌门、绿弯菌门、硝化螺旋菌门;石洞表层(0～10 cm)、石洞下层(10～20 cm)、石缝及石槽等生境主要的优势菌门是放线菌门,土面表层(0～10 cm)、土面下层(10～20 cm)的是酸杆菌门,石沟表层(0～10 cm)、石沟下层(10～20cm)的是变形菌门.石缝细菌Simpson多样性最高,土面下层(10～20 cm)最低. LEfSe分析表明,土面表层(0～10 cm)、土面下层(10～20 cm)、石洞下层(10～20 cm)以及石槽不同分类水平上的差异指示种数量高于石缝、石沟表层(0～10 cm)以及石沟下层(10～20 cm).例如,在门水平上,石洞下层(10～20 cm)差异指示种为放线菌门与绿弯菌门,石沟表层(0～10 cm)为变形菌门与Tectomicrobia门,土面表层(0～10 cm)为酸杆菌门、疣微菌门及Latescibacteria门,土面下层(10～20 cm)为硝化螺旋菌门,石槽、石缝以及石沟下层(10～20 cm)无差异指示种;但从门至属,石洞表层(0～10 cm)都无差异指示种.冗余分析(RDA)及集成推进树(ABT)分析表明,土壤有机质、pH及总磷较大程度上解释了细菌门类水平分布对土壤基本理化因子变化的响应机制.