CO2和O3浓度倍增及其交互作用对大豆影响的试验研究

以大豆“中黄-14”为试验材料, 利用OTC-1型农田开顶式气室, 首次模拟研究单独CO₂和O₃浓度倍增及其交互作用对大豆生物量、产量及其构成因子、同化产物分配形式和收获指数的影响。与未通CO₂和O₃的处理相比, 单独CO₂浓度倍增对生物量、产量、荚果串数、荚数、籽粒数、籽粒重具有正效应, O₃为明显的负效应, 通气时段越长效果越明显; 持续的CO₂浓度和O₃浓度倍增交互作用表现为CO₂的影响大于O₃; CO₂和O₃交互作用逐渐达到浓度倍增的处理, 由于O₃剂量逐渐累积和阶段性增加, 对大豆刺激逐渐增强, 最终O₃的负效应与CO₂的正效应相近。单独O₃浓度倍增抑制光合产物向根和籽粒的输送, 向叶茎的输送明显增强, 使根冠比 (RSR)、子粒与茎杆比 (GCR) 明显下降, 长期作用可使大豆收获指数 (HI) 减小, 叶重比 (LWR) 显著增加, 且随通气时间的延长影响增大; CO₂浓度倍增及其交互作用对RSR、LWR、GCR和HI影响相对较小, 仅在±10%左右。     

O3浓度增加对油菜影响的诊断试验研究

利用OTC-1型农田开顶式气室对油菜进行了不同臭氧浓度200×10-9、100×10-9、50×10-9、未过滤（25×10-9～40×10-9）和过滤掉自然大气的O₃后（约为10×10-9）5个处理的长期接触试验，结果表明:目前大气本底（25×10-9～40×10-9）和50×10-9的低浓度臭氧对油菜有慢性伤害作用。臭氧浓度增加到100×10-9、200×10-9时油菜出现退绿、失水等急性伤害症状。臭氧浓度增加可导致植株矮化，株型缩小，叶片数和叶面积减少，光合速率、生物产量和经济产量下降。试验还表明，正常生长的油菜移入浓度为100×10-9、200×10-9的臭氧环境下，首先受影响的是叶肉和表皮，而此环境下的新生叶片其叶脉将首先扭曲变形。     

冬小麦土壤深松保墒增产效应试验研究

采用土壤深松 45cm、30 cm处理打破犁底层 ,1 996～ 1 998年连续进行 2个年度的冬小麦保墒、增产效应田间试验 .试验结果表明 :土壤深松处理后可减少冬小麦全生育期 0～ 1 0 0 cm的作物耗水量 ,促进根系对 1 0 0～ 2 0 0 cm土层土壤水分的利用 ,提高冬小麦的产量耗水比 .土壤深松处理能明显增加 0～ 30 cm土层的土壤湿度和含水量 ,降低 0～ 50 cm土层的土壤容重 .有利于冬小麦根系、茎、叶的生长发育和总生物量的累积 .土壤深松 45cm处理 2年平均冬小麦增产 7.0 % ,土壤深松 30 cm处理第一年增产 7.7% .冬小麦土壤深松保墒增产效应的适宜深松深度为 30 cm.     

土壤水分条件对冬小麦生长发育及产量构成影响研究

通过2011-2013年中国气象局固城生态环境与农业气象试验站冬小麦种植试验,利用冬小麦不同生育期土壤湿度、根长密度、株高、绿叶面积和产量等资料,研究不同土壤水分条件对河北固城冬小麦生长发育和产量构成的影响。结果表明：2011-2012年固城站冬小麦0-50 cm土壤相对湿度>50%为冬小麦适宜土壤湿度。2012-2013年固城站冬小麦各生育期0-80 cm土壤相对湿度<55%时,尽管80-120 cm土壤相对湿度为55%-80%,但冬小麦根系和产量构成要素均较小。冬小麦各生育期0-80 cm土壤相对湿度为55%-70%时,冬小麦根系总量最多,则冬小麦生长发育最好,产量构成要素均较好,总产量最高。冬小麦各生育期0-120 cm土壤相对湿度<55%时,冬小麦根系总量最小,且根系集中分布的深度也较浅,总产量最小。冬小麦各生育期0-120 cm土壤相对湿度>80%时,冬小麦根系总量较多,但总体产量比0-80 cm土壤相对湿度为55%-70%时低。     

水分胁迫对华北平原冬小麦地上部分及产量的影响

以“济麦-22”为供试品种,利用中国气象局固城生态环境与农业气象试验站大型根系观测系统,研究冬小麦在重度干旱胁迫（≤40.0%）、轻中度干旱胁迫（40.1%-55.0%）和适宜（55.1%-80.0%）3种水分胁迫条件下地上部分对水分胁迫的响应,以探索水分胁迫对华北平原冬小麦产量的影响,分析不同水分胁迫对冬小麦产量的影响程度。结果表明：华北平原冬小麦在轻中度干旱胁迫和重度干旱胁迫下,小麦全生育期的天数缩短,株高、叶面积及灌浆速率均呈不同程度的减少。3种水分胁迫的株高增长量为适宜>轻中度胁迫>重度胁迫,灌浆速率为适宜>轻中度胁迫>重度胁迫。土壤水分胁迫引起冬小麦物质分配更多地向支持生长的茎秆转移,在生长发育过程中受到水分胁迫,小麦产量将降低,重度胁迫条件下小麦产量为适宜水分条件的69%。     

OTC-1型开顶式气室的臭氧发生、控制与测量系统及物理性能评价

1　 OTC-1型开顶式气室的臭氧发生、控制与测量系统(1 )臭氧发生系统　 OTC-1型开顶式气室是利用臭氧发生器作为气源 ,本试验选用的发生器为 QHG-1型高频臭氧发生器 .该发生器通过将纯氧通入高频放电单元产生臭氧 .放电单元由玻璃管和插在里面的不锈钢管组成 ,两管形成一个环状放电间隙 ,高压极是不锈钢管 ,玻璃管外壁用水冷却 ,同时冷却水作为地极 .臭氧生成的化学过程先是电晕中高自由能电子将氧分子离解成氧原子 ,接着 ,通过三体碰撞反应形成臭氧 .即 :e- 1 O2 → 2 O e- 1 ,　　O O2 M→O3 M式中 M是气体中任何其它气体分…     

大气中O3和CO2增加对大豆复合影响的试验研究

利用OTC-1型开顶式气室,对大豆"中黄14"进行了长时期不同O3和CO2处理的接触试验,模拟研究CO2和O3浓度倍增及其交互作用对大豆发育期、黄叶率和绿叶率、根瘤、生物量及其分配、产量结构、籽粒品质及叶片膜保护系统的影响,结果表明:单独O3浓度倍增,发育期明显提前;生物量最多可减少近一半,产量最多减产60%以上;粗蛋白含量增加6.2%,粗脂肪含量降低7.6%;叶片脂膜过氧化加剧.单独CO2浓度倍增,开花后发育期有所延迟;对生物量及产量有明显的正效应,成熟时总生物量和籽粒产量分别比T5增加21.0%和20.3%;粗蛋白和粗脂肪含量分别下降3.3%和1.6%;结荚前叶片脂膜过氧化反应减轻.CO2和O3持续倍增和逐渐达到倍增交互作用处理,在生物量、产量方面表现为CO2的影响大于O3,在叶片膜保护系统方面表现为O3的影响大于CO2,粗蛋白含量下降,粗脂肪含量上升,叶片脂质过氧化加剧.熏气处理均可造成:黄叶率上升,绿叶率下降,凋落物增加,且单独O3浓度倍增的处理最明显,通气仅10天黄叶率就高于50%;超氧化物歧化酶活性增强;气孔阻力增加,蒸腾速率下降,且单独CO2浓度倍增的处理最明显,尤其在高湿阴天,气孔阻力和蒸腾速率变化最高分别可达增加234.0%和下降58.5%.     

A2和B2情景下冀鲁豫冬小麦气象产量估算

冬小麦是我国的主要粮食作物之一,河北、山东、河南三省是我国的冬小麦主产区。利用1978—2008年冀、鲁、豫三省的历史气象资料和冬小麦产量数据,分别建立了三省冬小麦趋势产量和气象产量模型,趋势产量模型的复相关系数超过0.90,气象产量模型均通过0.05的显著性检验。将区域气候模式PRECIS输出的基准气候条件下的格点资料回代到冬小麦气象产量模型,以验证区域气候模式的可用性。利用区域气候模式输出的A2和B2情景下三省的格点资料和三省冬小麦气象产量模型,估算得到了三省2012—2050年的冬小麦气象产量,结果表明:无论在A2还是B2情景下,河北和河南两省冬小麦气象产量均表现出以减产为主、山东省冬小麦气象产量以增产为主的趋势。     

大气中臭氧浓度变化对冬小麦生理过程和籽粒品质的影响

1　设备和方法试验设计 5个Ｏ3浓度 ,分别为处理Ａ :2 0 0× 1 0 - 9、处理Ｂ :1 0 0× 1 0 - 9、处理Ｃ :50× 1 0 - 9、处理Ｄ :背景大气中的Ｏ3浓度 ( 2 5× 1 0 - 9～ 48× 1 0 - 9,并随天气情况和昼夜变化 )、处理Ｅ :经活性炭过滤后的纯净空气 (Ｏ3浓度低于 1 0× 1 0 - 9)。冬小麦种子 (京冬 6号 )于 1 998年 1 0月 3日在直径 36ｃｍ ,高度 2 6ｃｍ的瓦盆中播种。盆内土壤质地均匀且一致 ,全生育期管理方法相同 ,水肥条件适宜 ,无病虫害和杂草危害。1 999年 4月 3日 (起身—拔节 )开始进行不同Ｏ3浓度的熏气处理 ,熏气时间为每天 9:0…     

华北地区玉米田实际蒸散量的计算

以简化农田实际蒸散的计算过程为目的，利用1999年河北定兴县中国气象科学研究院农业气象试验基地的玉米田0~300 cm土壤湿度和气象要素的实测资料以及华北地区5个站1991~1995年0~50 cm土壤湿度和气象资料，探讨由简化参考蒸散模式计算玉米田实际蒸散的可能性；对比了Priestley-Taylor模式和FAO（1998）Penman-Menteith模式的计算结果，以农田试验资料为基础，采用叶面积系数和平均土壤相对湿度为因子，建立了实际蒸散的计算模式。并以华北地区8个站1999~2000年0~50 cm土壤湿度和气象资料进行验证，平均误差一般为10%~15%.