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应用生态学报
中国生态学学会 中国科学院沈阳应用生态研究所
应用生态学报

中国生态学学会 中国科学院沈阳应用生态研究所

韩兴国

月刊

1001-9332

cjae@iae.ac.cn

024-83970393

110016

辽宁省沈阳市文化路72号

应用生态学报/Journal Chinese Journal of Applied EcologyCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊由中国生态学会和中科院沈阳应用生态研究所主办，国内外公开发行的综合性学术期刊。主要报道生态科学诸领域在应用基础研究方面具有创新的研究成果，交流基础研究和应用研究的最新信息。主要包括森林生态学、农业生态学、草地牧业生态学、渔业生态学、自然资源生态学、景观生态学、全球生态学、城市生态学、污染生态学、化学生态学、生态工程学、恢复生态学等。
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    限水减氮对关中平原冬小麦氮素利用和氮素表观平衡的影响

    郭曾辉刘朋召雒文鹤王瑞...
    4359-4369页
    查看更多>>摘要：研究限水减氮对冬小麦产量、氮素利用率和氮素表观平衡的影响,探讨限水减氮管理模式在关中平原冬小麦生产中的可行性,可为实现关中平原灌区冬小麦生产的稳产高效和环境友好发展提供科学依据.本研究于2017-2018和2018-2019年连续2年在陕西杨凌地区进行小麦田间裂区试验,灌水量为主处理,设置两个灌溉水平,1200 m3·hm-2(常规灌溉,在越冬期和拔节期灌溉,W2)和600 m3·hm-2(限水灌溉,仅在越冬期灌溉,W1);施氮量为副处理,设置4个施氮水平,300 kg·hm-2(关中地区常规施氮量,N300)、225 kg·hm-2(减量施氮25％,N225)、150 kg·hm-2(减量施氮50％,N150)和O kg·hm-2(不施氮,No),分析冬小麦产量、氮素利用效率、收获后土壤硝态氮积累量和氮素表观平衡.结果 表明:限水减氮能显著增加冬小麦植株和籽粒氮素含量,提升产量和氮素携出量,提高氮素利用效率、氮素收获指数、氮肥表观利用率和氮肥农学效率,减少硝态氮的淋失,降低氮素盈余量,维持氮素平衡.2017-2019年在W1N 150处理基础上增加了灌溉量和施氮量,冬小麦产量和氮素携出量不会显著增加.2017-2018年和2018-2019年,与W2N300相比,WlN1so同时期植株氮素含量分别提高0.1％～25.5％和14.0％～31.6％,籽粒氮素含量分别提高0.1％和4.6％.氮素利用效率、氮素收获指数、氮肥表观利用率和氮肥农学效率平均提高95.3％、4.2％、81.7％和33.0％,氮素盈余量分别减少97.2％和95.1％,有效减少了土壤硝态氮的淋失.综合各项指标,越冬期灌溉600 m3·hm-2配合施氮量150 kg·hm-2的限水减氮组合能够保证关中平原冬小麦高产、高效和环境友好发展.

    冬小麦减氮限水灌溉氮素利用率氮平衡

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    大气CO2浓度升高对干旱条件下冬小麦叶片光合适应的影响

    宗毓铮杨琦常翠翠勾俊英...
    4370-4380页
    查看更多>>摘要：大气CO2浓度升高是全球气候变化的主要特征,但大气CO2浓度长期升高条件下冬小麦叶片发生光合适应的机制尚不十分清楚.本研究以盆栽冬小麦'郑麦9023,为试验材料,在人工气候控制室内设置2个CO2浓度(400和600 μmol·mol-1)、2个水分条件(田间持水量的80％±5％和55％±5％),测定拔节期和抽穗期的光合特征曲线、叶绿素荧光动力学参数、叶氮含量和收获后的籽粒产量等指标,探讨干旱条件下库源关系改变对叶片光合适应的影响.结果 表明:在小麦拔节期,干旱条件下CO2浓度升高处理的小麦PSⅡ实际光化学效率没有显著增加,但通过提升最大电子传递速率和电子向光化学方向的传递比例,增强了Rubi-Sco的羧化速率,从而提高了最大净光合速率;在抽穗期,功能叶最大电子传递速率和电子向光化学方向的传递比例虽然较高,但PSⅡ实际光化学转换效率降低,Rubisco羧化速率和丙糖磷酸利用效率下降,以致最大净光合速率降低.干旱条件下,CO2浓度升高增加了小麦单茎生物量、单穗粒数和穗粒重,降低了不孕小穗数,提高了籽粒产量.土壤干旱条件下,CO2浓度升高对收获期小麦单茎籽粒产量的促进作用可能主要来自于生长前期的光合产物积累.生长后期光合适应发生的主要原因是功能叶PSⅡ实际光化学转换效率和丙糖磷酸利用效率的降低,而不是最大电子传递速率、光化学方向的电子传递比例和新叶库强的变化.

    CO2浓度升高干旱胁迫光合能量分配冬小麦

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    不同盐胁迫下小麦叶片渗透性调节和叶绿素荧光特性

    张娅施树倩李亚萍高天鹏...
    4381-4390页
    查看更多>>摘要：盐胁迫对植物伤害机理受到普遍关注.本试验以'西旱3号'小麦幼苗为材料,通过比较钠盐(150 mmol·L-1)、钙盐(5、30 mmol·L-1)单独及其复合胁迫对叶片渗透调节和光合特性的影响,揭示不同盐胁迫对小麦的伤害机理.结果 表明:钠盐或钙盐单独胁迫显著抑制了小麦幼苗根、茎的生长,使叶片可溶性糖和脯氨酸含量、调节性能量耗散电子产量、非光化学猝灭及玉米黄质相对含量均显著增加,而叶绿素a和叶绿素b含量、最大光化学效率、PSⅡ实际光化学效率、光化学猝灭及光合电子传递效率均显著下降.此外,钙盐对小麦幼苗生长的抑制作用更强,钠盐处理下叶片叶绿素含量减少和叶绿素荧光参数降低更显著.除了可溶性蛋白、叶黄素和玉米黄质相对含量以外,低浓度钙盐有效缓解了钠盐诱导其他各指标的变化,而高浓度钙盐进一步增大了钠盐处理小麦幼苗各参数的变化幅度.总之,钠盐和钙盐显著抑制了小麦幼苗的生长,低浓度钙盐能有效缓解钠盐对小麦幼苗的伤害,而高浓度钙盐加剧了钠盐的毒害作用.这均与叶片光合色素含量、光能捕获及光合电子传递的改变有关.此外,渗透调节物质在增强钠盐或钙盐环境中小麦幼苗的抗性方面发挥着重要作用.

    钠盐钙盐渗透调节光合特性小麦

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    减氮配施有机物料对玉米-白菜轮作系统作物产量、光合特性和产品品质的影响

    陈云梅赵欢肖厚军谢婷婷...
    4391-4400页
    查看更多>>摘要：减氮配施有机物料是实现农作物减肥不减产甚至增产的重要措施之一.为了探究减氮配施有机物料对贵州黄壤区玉米-白菜轮作系统作物产量、光合特性和农产品品质的影响,本研究采用盆栽试验,以玉米和白菜作为供试作物,研究了不施肥(CK)、常规化肥(CF)、减氮(20％)配施生物炭(RF+B)、减氮配施菜籽饼(RF+O)、减氮配施生物炭和菜籽饼(RF+BO)处理,对玉米苗期、拔节期、抽穗期、成熟期和白菜苗期、生长期、收获期植株叶片光合特性、生物性状、产量和品质的影响.结果 表明:与CF处理相比,RF+BO处理显著增加了玉米和白菜产量,增幅分别为9.7％和39.2％,RF+O处理对玉米和白菜产量的影响不显著,RF+B处理玉米增产不明显.RF+BO处理改善了玉米和白菜的生物性状,显著提升了玉米百粒重和白菜的株高、最大叶长、总生物量;延长了玉米和白菜持绿期及高光合持续时间,其中,玉米苗期、拔节期、抽穗期和成熟期叶片SPAD值分别增加42.7％、11.0％、12.8％和30.2％,白菜苗期、生长期和收获期叶片SPAD值分别增加13.5％、9.2％和12.5％;玉米苗期、抽穗期和成熟期的净光合速率(Pn)分别增加11.1％、10.9％和119.8％,白菜生长期和收获期的Pn分别提高12.7％和14.6％;玉米抽穗期和收获期的气孔导度(gs)分别增加58.3％和41.7％,白菜苗期、生长期和收获期的gs分别增加10％、64.7％和19.2％;玉米苗期、拔节期、抽穗期和成熟期的蒸腾速率(Tr)分别增加55.0％、10.6％、14.0％和143.9％,白菜生长期的Tr增加26.1％.同时,玉米和白菜的营养品质明显改善,玉米籽粒还原糖、淀粉和粗蛋白含量分别提高16.2％、3.5％和20.3％,白菜Vc、氨基酸和还原糖含量分别提高26.3％、21.0％和27.8％.这说明本试验条件下,减氮20％配施生物炭和菜籽饼组合对贵州黄壤玉米-白菜轮作系统的作物生长、产量提升、持绿期和高光合持续时间的延长、农产品品质改良均有积极效应,总体上在所有处理中提升效果最佳.减氮下单一配施有机物料对作物产量、光合和品质的整体影响不明显.

    生物炭菜籽饼玉米白菜产量光合特性品质

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    秸秆还田条件下盐渍土团聚体中有机碳化学结构特征

    裴志福红梅兴安张月鲜...
    4401-4410页
    查看更多>>摘要：为揭示秸秆还田后盐渍土团聚体中有机碳分布规律和化学结构特征,本研究以苏打碱化潮土为对象,于2020年设置O(CK)、2100(STl)、4200(ST2)、6300(ST3)、8400(ST4)和10500 kg·hm-2(全量还田,ST5)6个不同秸秆还田用量处理,通过物理分组方法并结合红外光谱技术,测定土壤各粒级团聚体及内部不同组分有机碳含量和红外光谱特征.结果 表明:1)随着秸秆还田量增加,土壤及各级团聚体有机碳含量均呈增加趋势.2)不同秸秆还田处理均显著提高了53～250 μm团聚体轻组有机碳(LOC)含量;与CK相比,ST3、 ST4处理显著提高250～2000 μm团聚体中矿物结合有机碳(MOC)和53～250 μm团聚体中细颗粒有机碳(fPOC)含量;团聚体内部不同组分有机碳含量由高到低均表现为:LOC＞MOC＞POC;250～2000 μm团聚体内部fPOC含量高于粗颗粒有机碳(cPOC)含量.3)主成分分析结果显示,秸秆还田对团聚体不同组分有机碳化学结构的影响较小,有机碳化学结构差异主要受粒级的影响.4)＞250 μm粒级团聚体有机碳主要来源于芳香碳和多糖,53～250 μm粒级团聚体有机碳主要来源于单糖和多糖等碳水化合物,＜53 μm黏粒有机碳主要来源于脂肪碳、烷基碳、芳香碳和酚醇化合物;不同粒级团聚体内部LOC主要来源于脂肪碳、芳香碳、酚醇化合物,颗粒有机碳(POC)主要来源于碳水化合物,MOC主要来源于烷基碳.综上,秸秆还田短期内能够提高土壤团聚体有机碳含量,但对团聚体有机碳化学结构无显著影响,且不同团聚体内部相同粒级组分有机碳化学结构相似,随着粒径减小,有机碳含量增加,化学结构趋于稳定.因此,秸秆还田短期内可促进盐渍土团聚体对有机碳的固定,但不改变有机碳化学结构特征,同时,土壤有机碳在团聚体中的存在位置和受保护程度是影响有机碳化学结构的主要因素.

    秸秆还田团聚体有机碳物理组分红外光谱

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    不同用量有机酸土壤调理剂对土壤养分和作物生长的影响

    崔恒张久东宝林韩杰荣...
    4411-4418页
    查看更多>>摘要：针对西北地区土壤肥力下降、保水保肥能力差的问题,选用黄绵土和灌漠土两种土壤类型,以玉米和箭筈豌豆为指示作物,通过盆栽试验,研究施用0、20、40、60 g·kg-1有机酸土壤调理剂对土壤养分和作物生长的影响.结果 表明:施用有机酸土壤调理剂可以降低作物生育期土壤水分蒸发散失;显著提高土壤中有效养分含量,对磷素的提升效果尤为明显,较未施用有机酸土壤调理剂处理速效磷含量和占比最高,分别提高256.5％和227.4％.在黄绵土上,随着调理剂施用量的提高,玉米和箭管豌豆的地上部干重均表现出先上升后下降的趋势,用量为20 g·kg-1时达到最大值;当土壤调理剂用量超过20 g·kg-1时,土壤全盐含量显著上升,箭筈豌豆出苗率显著下降.在灌漠土上,调理剂施用量对玉米土壤全盐含量的影响不显著,当调理剂用量为60 g·kg-1时,箭管豌豆土壤全盐含量显著提高;箭筈豌豆和玉米地上部干重分别在调理剂用量为40和60 g·kg-1时最大.因此,在黄绵土上种植箭管豌豆和玉米时调理剂的最佳施用量均为20 g·kg-1,在灌漠土上的最佳施用量分别为40和60 g· kg-1.

    灌漠土黄绵土玉米箭管豌豆有机酸土壤调理剂干重

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    添加生化抑制剂和腐植酸的稳定性增效尿素在黄土中的施用效果

    肖富容李东坡武志杰薛妍...
    4419-4428页
    查看更多>>摘要：采用田间盆栽试验,研究生化抑制剂与生物刺激素腐植酸结合制成的高效稳定性增效尿素肥料在黄土中的氮素转化特征、增产效果和氮素肥料表观利用率,以探明其施用效果,为开发适宜黄土施用的新型增效尿素肥料提供理论依据.本研究以不施氮肥(CK)和施尿素氮肥(N)为对照,在尿素中分别添加腐植酸(F)、N-丁基硫代磷酰三胺(NBPT)、3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)和2-氯-6-三甲基吡啶(CP),以及腐植酸与3种生化抑制剂分别组合(NBPT+F、DMPP+F、CP+F).结果 表明:与N处理相比,F、NBPT+F、DMPP+F和CP+F处理均能显著提高玉米的产量、叶片叶绿素含量、叶面积指数和植株吸氮量,对土壤铵态氮和硝态氮含量也有显著影响.与单独施用生化抑制剂相比,添加腐植酸可提高玉米叶片叶绿素含量.与CP相比,CP+F玉米的植株吸氮量、叶绿素含量、氮肥吸收利用率均显著提高;与NB-PT相比,NBPT+F硝化抑制率提高10.7％,但玉米产量、叶面积指数、植株吸氮量和氮肥利用率等均有所降低;与DMPP相比,DMPP+F显著降低了玉米产量、叶面积指数、植株吸氮量、氮肥利用率和硝化抑制率等.综合玉米产量、植株吸氮量、氮肥吸收利用率以及土壤铵态氮、硝态氮含量等指标,在黄土地区施用尿素肥料时,建议添加腐植酸和CP以提升尿素性能,从而提高产量和肥料利用率.

    生物刺激素脲酶抑制剂硝化抑制剂铵态氮硝态氮氮肥利用率

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    草酸青霉YTY及其突变体解磷能力、pH和分泌有机酸的关系

    杨天佑李林波田静张士双...
    4429-4438页
    查看更多>>摘要：本研究利用离子束-UV复合诱变草酸青霉YTY选育高效解磷突变体,分析了出发菌株YTY及其突变体解磷过程中的解磷能力、pH和有机酸的变化及其相关性,探讨草酸青霉的解磷机理.结果 表明:离子束-UV复合诱变选育获得5株高效解磷突变株P9-8、P9-9、P15-4、P15-6和P15-7,解磷能力均较YTY提高60％以上.解磷过程中突变株解磷能力及解磷速率均高于YTY,而pH显著低于YTY,同时,突变体分泌有机酸种类及含量发生了不同程度的变化,突变体和YTY均可分泌乳酸、乙酸和草酸,P9-8还产生了柠檬酸.皮尔逊相关分析显示,YTY及5株突变株的解磷能力和pH值呈显著负相关;YTY及其突变体(P15-4除外)的解磷能力与有机酸浓度和pH呈显著相关.分泌有机酸和降低环境pH值可能是草酸青霉解磷的内在机制,离子束-UV复合诱变可引起草酸青霉YTY有机酸分泌种类和分泌量的变化,还可能诱发YTY启动其他H+释放途径降低pH参与解磷.本研究为高效解磷青霉的开发及青霉解磷机理阐明提供了生物材料及理论依据.

    草酸青霉诱变有机酸解磷机理

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    3株多环芳烃高效降解菌株的分离鉴定及降解特性

    闫双堆刘利军曹燕篆闫秋艳...
    4439-4446页
    查看更多>>摘要：筛选分离降解多环芳烃(PAHs)的优势菌种对开展多环芳烃污染生态系统修复具有重要的现实意义.本研究以焦化厂周围受多环芳烃污染的土壤为菌源,经过富集培养驯化和平板分离,获得11株能降解多环芳烃的菌株.通过形态观察、生理生化特征及16S rRNA序列比对对菌株进行鉴定,筛选出3株PAHs高效降解菌,分别命名为DJ-3、DJ-8、DJ-10.经16S rRNA序列分析鉴定,DJ-3为假单胞菌属、DJ-8为克雷伯氏菌属、DJ-10为芽孢杆菌属.对菌株降解能力的研究表明,3株菌(D J-3、DJ-8、DJ-10)培养7d后对混合多环芳烃中菲(200 mg·L-1)、芘(200 mg·L-1)和萘(160 mg·L-1)的降解率分别为48.9％～65.9％、38.9％～43.1％和57.6％～64.9％.3株菌对多环芳烃混合样品(1200 mg·L-1)的降解率分别为49.1％、44.5％、53.9％,远高于其他8株筛选菌,为PAHs高效降解菌株.3种菌株两两之间和三者组合均无拮抗关系.研究结果将为构建高效的多环芳烃降解菌群、提高多环芳烃原位污染土壤的生物修复效果奠定基础.

    焦化厂多环芳烃降解菌株分离鉴定降解特性

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    基于转录组分析重金属镉对长茎葡萄蕨藻的影响

    庞美霞黄志立刘小龙唐勇军...
    4447-4456页
    查看更多>>摘要：随着人类社会工业化进程的加快,重金属镉(Cd)污染对海洋生物的毒害作用突显.为了探索Cd胁迫下长茎葡萄蕨藻生理调控的分子响应机制,本文采用RNA-Seq技术对镉胁迫(Hcd2+)藻体组织转录组进行研究.结果 表明:与对照相比,Hcd>组共筛选出差异表达基因(DEGs) 702个,其中,257个基因上调表达,445个基因下调表达.对获得的DEGs进行功能注释及富集分析,发现长茎葡萄蕨藻的多种生物学功能受到Cd2+胁迫的影响,最终表现为抑制生长.GO富集分析发现,长茎葡萄蕨藻体内氧自由基的产生与清除出现失衡,并产生了DNA损伤等氧化伤害.KEGG富集分析发现,长茎葡萄蕨藻中多条与光合作用相关途径受到抑制,表明Cd2+胁迫导致长茎葡萄蕨藻的光合反应紊乱.

    长茎葡萄蕨藻镉胁迫分子机制转录组

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