科研产出
干热河谷番茄苗期叶片光合效率的土壤水分阈值效应
《热带作物学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：本文以番茄植株为供试材料,采用旱棚盆栽人工给水后自然耗水获得系列土壤水分梯度的方法,利用Li-6400光合测定系统测定不同水分条件下番茄光合生理特性.通过光合参数与土壤水分回归分析,结合数学模型求解,研究了番茄苗期叶片光合效率的土壤水分阈值效应.结果表明:番茄叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)及光合参数具有明显的水分临界效应.Pn、Tr、WUE和气孔限制值(Ls)均随土壤水分的降低先升高后下降,但是各指标水分临界值表现不同步,其中Tr和Pn的水分饱和点分别为20.68%和18.18%,WUE最高点为15.83%,Ls最高点为10.74%.当土壤含水率低于10.74%,番茄茎和叶片SOD活性均显著提高.土壤含水率10.74%是番茄叶片光合结构损伤的临界点,也是干热河谷番茄苗期生长所允许的土壤水分最大亏缺程度.而土壤含水率15.83%~18.18%为番茄苗期高产高效水含量,此时番茄幼苗叶片具有较高的光合能力和高效生理用水特性,是确保干热河谷番茄高产高效节水管理的关键区间之一.
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干热河谷不同土壤水分下甜玉米灌浆期光合作用光响应特征
《热带作物学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：为了阐明干热河谷甜玉米灌浆期叶片光合生理特征对光照和土壤水分的适应机制,明确其土壤水分阈值效应,本文采用大田人工给水结合自然耗水获得土壤水分梯度的方法,利用Li-6400光合测定系统测定分析不同土壤水分条件下甜玉米光合光响应特征。结果表明,不同土壤水分含量对甜玉米叶片光合光响应过程的影响不同。土壤含水量为13.88%～14.50%时,随着光合有效辐射强度(PAR)的增大,净光合速率(Pn)逐渐增大至光饱和点(1 787.48～2 000.00μmol/(m~2·s),之后Pn趋于稳定;土壤含水量为11.50%～12.69%时,Pn逐渐增大至光饱和点(1 154.74～1 488.08μmol/(m~2·s),之后Pn逐渐降低,出现光抑制现象,表明土壤水分含量不低于12.69%有利于提高干热河谷甜玉米光能利用率。各光合参数具有明显的水分临界效应,但各指标的水分临界值表现不同步,其中Pn、Tr和Gs水分饱和点分别为13.88%、14.04%和15.45%,叶片水分利用效率(WUE)最高点为11.50%。这表明,土壤含水量12.69%～13.88%为甜玉米高产高效水,此时甜玉米具有较高的光合能力、高效生理用水特性以及较高的光能利用效率,是干热河谷甜玉米高产高效节水管理的关键阈值。
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干热河谷土壤酶活性对碳氮添加的响应
《生态学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：碳氮是生态系统物质循环中的关键元素,然而碳氮对土壤生态系统功能是否具有交互作用还缺乏深入研究。通过干热河谷土壤的葡萄糖和硝酸铵的交互添加实验,研究了氮、碳添加及其交互作用对干热河谷土壤酶活性及其化学计量学特征的影响。结果表明:碳氮交互作用显著影响了葡萄糖苷酶、酸性磷酸酶和亮氨酸胺肽酶活性。在对照样方的土壤中,碳添加使葡萄糖苷酶活性降低了31.4%;在施氮样方的土壤中,碳添加使葡萄糖苷酶活性增加了54.4%。对照样方中的土壤中,碳添加对酸性磷酸酶和亮氨酸胺肽酶活性促进作用较小(分别增加了102.4%和28.8%);相比之下,在施氮样方的土壤中,碳添加使酸性磷酸酶和亮氨酸胺肽酶活性分别增加了302.2%和68.8%。碳添加对葡萄糖苷酶和酸性磷酸酶活性的促进作用与土壤初始有效氮含量显著正相关。几丁质酶活性在碳添加下增加了53.7%,对氮添加没有响应。碳氮交互作用也显著影响了C∶N和C∶P的水解酶化学计量关系。在对照样方中碳添加使C∶N水解酶化学计量比降低了16.9%,C∶P水解酶化学计量比降低了19.9%;而在施氮样方土壤中,碳添加的影响较小C∶N和C∶P水解酶化学计量比分别降低了1.9%和5.8%。碳氮交互作用对干热河谷土壤酶活性的影响表明碳氮在土壤生态系统功能具有重要作用。
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干热河谷不同土壤水分下甜玉米灌浆期光合作用光响应特征
《热带作物学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：为了阐明干热河谷甜玉米灌浆期叶片光合生理特征对光照和土壤水分的适应机制,明确其土壤水分阈值效应,本文采用大田人工给水结合自然耗水获得土壤水分梯度的方法,利用Li-6400光合测定系统测定分析不同土壤水分条件下甜玉米光合光响应特征.结果表明,不同土壤水分含量对甜玉米叶片光合光响应过程的影响不同.土壤含水量为13.88%~14.50%时,随着光合有效辐射强度(PAR)的增大,净光合速率(Pn)逐渐增大至光饱和点(1 787.48~2 000.00μmol/(m~2·s),之后Pn趋于稳定;土壤含水量为11.50%~12.69%时,Pn逐渐增大至光饱和点(1 154.74~1 488.08μmol/(m~2·s),之后Pn逐渐降低,出现光抑制现象,表明土壤水分含量不低于12.69%有利于提高干热河谷甜玉米光能利用率.各光合参数具有明显的水分临界效应,但各指标的水分临界值表现不同步,其中Pn、Tr和Gs水分饱和点分别为13.88%、14.04%和15.45%,叶片水分利用效率(WUE)最高点为11.50%.这表明,土壤含水量12.69%~13.88%为甜玉米高产高效水,此时甜玉米具有较高的光合能力、高效生理用水特性以及较高的光能利用效率,是干热河谷甜玉米高产高效节水管理的关键阈值.
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葛藤覆被下干热河谷冲沟沟岸土壤水热变化特征
《生态学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：干热河谷冲沟沟岸裸露、陡立、土壤水热变化剧烈,导致植被恢复极端困难。通过野外调查和定位监测,在葛藤覆被沟岸,根据藤本生物量设置4个处理(T1:309.70g/m~2鲜藤覆被地块,T2、T3、T4:594.34、1103.43、1693.27g/m~2枯藤覆被地块),并选取裸露地块作为对照CK,研究了葛藤不同覆被状况对沟岸土壤水分和温度在单次降雨过程变化的影响。结果表明:相比裸露沟岸而言,1)鲜藤覆被沟岸土壤含水率仅为8.68%,较裸露沟岸还降低了4.47%;枯藤覆被沟岸土壤含水率则相对增加,T2—T4土壤含水率分别为14.91%、16.75%、19.44%,较裸露沟岸增加了1.76%、3.6%、6.29%。2)鲜藤覆被可明显增加土壤水分活跃层深度、变化幅度和变异程度,枯藤覆被下土壤水分活跃层深度、变化幅度和变异程度则相对减小。3)随鲜、枯藤覆被量增加,水分补给过程中土壤含水率的增加量增大,同时水分衰减过程中土壤含水率的散失量减小;增加枯藤覆被量后,沟岸表层土壤含水率变化率的波形逐渐平缓、波动依次减小、波长稳步增大。4)随鲜、枯藤覆被量的增加,沟岸表层土壤温度波动逐渐减小。研究成果对干热河谷冲沟沟岸生境改良与植被恢复具有重要的指导意义。
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N,Mn元素添加及其二者交互作用对金沙江干热河谷典型植物凋落物土壤酶活性影响
《水土保持研究 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：通过野外模拟试验,研究N,Mn元素添加及二者交互作用对干热河谷典型植物(小花扁担木Grewia biloba、攀枝花Bombax malabaricum、橡皮树Ficus elastica、车桑子Dodonaea viscosa、象草Ennisetum purpureum)五种植物叶片凋落物土壤酶活性的试验。结果发现:象草在四种处理方式下植物凋落物土壤磷酸酶、土壤过氧化物酶、土壤脲酶活性整体均高于其他植物。小花扁担木在N处理下高于其他植物同处理下凋落物土壤葡萄糖苷酶活性,其酶活性为124.89mmol/g,是CK的5.17倍。车桑子在N,Mn同时添加下凋落物土壤多酚氧化酶活性高于其他处理,且攀枝花、象草的土壤多酚氧化酶活性变化较为一致,均表现为NM>N>Mn。同时,N,Mn元素添加及其二者同时添加对植物凋落物酶活性产生很大的影响,尤其是氮添加影响较大;物种与过氧化物酶之间呈极显著性差异(p<0.001),元素添加只对土壤葡萄糖苷酶影响很大。土壤酸性磷酸酶与土壤葡萄糖苷酶、多酚氧化酶之间存在极显著相关性,相关系数达到了0.75,0.39;土壤葡萄萄糖苷酶与土壤多酚氧化酶之间存在极显著相关性。本研究结果可为金沙江干热河谷地区的开展小流域治理水土流失提供理论指导和技术支撑。
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金沙江干热河谷冲沟发育区不同部位土壤水分的时空变化特征
《西南农业学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：【目的】为了研究干热河谷冲沟不同部位(集水区、沟头和沟床)土壤水分时空变化特征。【方法】基于元谋干热河谷典型冲沟不同部位土壤水分的长期监测,分析冲沟不同部位土壤水分(10~100 cm)时空变化特征。【结果】(1)冲沟不同部位土壤平均含水量随时间变化可划分为土壤水分消耗期(2-6月)、土壤水分积累期(7-10月)和土壤水分消退期(11-12月)等3个变化阶段;冲沟不同部位不同深度土壤水分年内变化特征不同,其中集水区20、30和40 cm土层,土壤水分年内分配差异不明显,其他部位不同深度土壤水分均表现明显的干湿季变化。(2)冲沟不同部位年内土壤水分含量及变异系数随着土层深度的增加均表现出先减小后增加的分布特征,其中40~60 cm土层土壤水分变异系数较低且土壤水分亏损表现明显,表明表层(10~30 cm)和深层(60~100 cm)土壤水分年内含量高且分配不均,而中间(30~60 cm)土层土壤水分含量相对较少且分配相对均匀。(3)不同深度的土壤水分日变异系数表明,集水区和沟床在干季,不同深度土层间土壤水分差异较小,雨季差异较大,分配不均,而沟头土壤水分在春季土壤水分分配较均匀,其他时间均出现分配不均现象;冲沟不同部位土壤水分含量差异显著,表现为沟头(9.98%)>沟床(9.65%)>集水区(6.64%)。【结论】在进行植被恢复时,应该考虑冲沟不同部位、季节性以及剖面土壤水分变化规律,因时因地进行植被恢复。
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