水分和CO2对玉米光合性能及水分利用率的影响

利用环境生长室探讨不同CO₂浓度和土壤水分亏缺处理下玉米植株生物量、气孔形态与分布特征、叶片气体交换参数、叶绿素荧光参数等生长及生理指标的变化规律。以‘郑单958’ 玉米品种为试材,利用环境生长室设置2个CO₂浓度和4个土壤水分梯度对玉米进行CO₂浓度和水分处理。结果表明：1）不同程度土壤水分亏缺均显著降低玉米地上生物量（P<0.05）,但CO₂浓度升高增加了轻度水分亏缺条件下玉米地上生物量（P<0.01）和总生物量（P<0.01）。2）大气CO₂浓度升高导致轻度和中度水分亏缺条件下玉米的净光合速率（P_n）分别提高15.8%（P<0.05）和25.7%（P=0.001）,而CO₂浓度升高却降低了玉米叶片蒸腾速率（P<0.001）和气孔导度（P<0.001）,最终导致玉米瞬时水分利用效率均显著提高（P<0.001）。3）不同水分处理对玉米叶片气孔密度和单个气孔形态特征均造成显著影响（P<0.01）。因此,大气CO₂浓度升高可以增加轻度水分亏缺条件下玉米叶片氮含量、叶片非结构性碳水化合物含量和光合电子传递速率,从而提高玉米植株的生物量累积以及叶片碳同化能力和水分利用效率。研究结果将为深入理解气候变化背景下玉米对大气CO₂浓度升高和土壤水分亏缺的生理生态响应机制提供科学依据。     

秸秆还田下灌水及施肥对冬小麦气孔特征的影响

为了研究秸秆还田下作物的最佳水肥量,通过布设大田试验在秸秆还田下调控冬小麦灌水时期、施肥时期的灌水量和施肥量,探讨秸秆还田下灌水及施肥对冬小麦叶片气孔形态特征及其空间分布格局的影响。研究结果表明:①在相同灌水时期增加灌水量能导致拔节期的近轴面气孔面积的增加,且远轴面气孔宽度及气孔形状指数增加,远轴面气孔周长减小;然而,减小灌水量将造成拔节期近轴面气孔密度和远轴面气孔形状指数的增加,在生长后期适当延长灌水时间可以降低近轴面的气孔密度。②在生长初期(拔节期+抽穗期)减少施肥量将导致拔节期叶片近轴面气孔密度和面积的增加;然而,增加施肥量却造成生长后期(灌浆期+成熟期)远轴面气孔面积和宽度的增加。③在越冬期施肥较多、拔节期施肥较少的处理下,冬小麦叶片气孔的空间分布格局更加规则。研究结果有助于探索秸秆还田下冬小麦的最佳灌水和施肥措施,为提升黄淮海平原农业水资源短缺区的作物水分利用效率和粮食产量提供数据支撑和理论依据。     

植物异三聚体G蛋白在细胞信号转导中的作用机制研究进展

对近年来植物异三聚体G蛋白在细胞跨膜信号转导过程中作用机制的研究进展进行了综述,重点阐述了植物异三聚体G蛋白在植物细胞信号转导、调节气孔运动、调控花粉萌发及花粉管伸长等方面的重要作用,展望了植物异三聚体G蛋白的研究前景及方向。     

不同温度对3种北高丛蓝莓气孔特征和气体交换参数的影响

为探讨不同温度对北高丛蓝莓品种叶片气孔特征及其气体交换参数的影响机理,以2年生北高丛蓝莓(Vaccinium corymbosum L.)‘蓝丰’、‘公爵’和‘布里吉塔’幼苗为试验材料,利用人工气候箱设置4个温度处理,即对照(25℃)、轻度高温(30℃)、中度高温(35℃)和重度高温(40℃),研究不同温度对北高丛蓝莓叶片气孔的结构和功能、空间分布格局及气体交换的影响。结果显示,高温显著提高‘布里吉塔’叶片的气孔密度,但却没有改变‘公爵’和‘蓝丰’叶片的气孔密度。同时,中度高温增加‘蓝丰’和‘布里吉塔’叶片气孔的长度、宽度和面积,但是对‘公爵’叶片气孔开度的影响不大;且高温导致‘布里吉塔’气孔在叶片上的空间分布变得比对照更加规则,而对‘公爵’和‘蓝丰’2个品种的影响却很有限。此外,不同强度的温度处理导致3个北高丛蓝莓品种叶片的净光合反应速率、气孔导度、蒸腾速率和水分利用效率均呈现先升高后降低的趋势,但其最大值随着品种的不同而发生变化。高温条件下北高丛蓝莓主要通过增加气孔的宽度和规则化气孔的空间分布提高光合效率。然而,不同蓝莓品种对叶片气孔结构和功能进行调整和优化的能力存在一定的差异,最终导致蓝莓叶片气体交换对增温的响应存在种间差异。     

CO2浓度升高和磷素亏缺对黑麦草气孔特征及气体交换参数的影响

为深入理解未来大气CO2浓度升高背景下草地生态系统结构与功能响应土壤磷亏缺的潜在机理,该研究利用可精准控制CO2浓度的大型人工气候室,探讨了正常CO2浓度400 μmol/mol、升高CO2浓度800 μmol/mol和磷素供应水平（0.004、0.012、0.02、0.06、0.1和0.5 mmol/L）对黑麦草气孔特征及其气体交换过程的影响。结果表明,CO2浓度升高使供磷水平0.1和0.5 mmol/L的气孔密度增加约35%（P=0.012）和25%（P<0.001）,但却减小气孔开度13%（P=0.002）和12%（P=0.005）,且导致供磷水平为0.06 mmol/L的黑麦草气孔分布更加规则。同时,CO2浓度升高还导致供磷水平0.1和0.5 mmol/L的净光合速率显著增加8.6%（P=0.002）和15.8%（P<0.001）,从而提高黑麦草的水分利用效率。另外,不同供磷水平明显改变了植株生物量及其分配,且高浓度CO2对较高磷水平时地上生长产生更强的施肥效应。研究结果将为深入理解草地生态系统对大气CO2浓度升高和土壤磷素亏缺的响应机理提供理论依据和数据支撑。     

大气CO_2倍增条件下冬小麦气体交换对高温干旱及复水过程的响应

探究大气CO_2浓度倍增条件下冬小麦气体交换参数对高温干旱及复水过程的生理响应机制,有助于提高生态过程模型的模拟精度,更加准确地预测全球气候变化对农田生态系统初级生产力及其生态服务功能的影响。利用4个可精准控制CO_2浓度和温度的大型人工气候室,研究了CO_2浓度倍增条件下高温干旱及复水过程对冬小麦气孔特征和气体交换参数的影响。结果表明, CO_2浓度倍增(E)导致冬小麦远轴面气孔密度增加、气孔宽度减小、气孔空间分布规则程度降低,但提高叶片的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和水分利用效率(WUE)。高温干旱(HD)使叶片气孔长度、密度、周长和面积减小,导致叶片气体交换参数均显著下降。然而,高CO_2浓度及高温干旱(EHD)导致气体交换参数下降幅度相对较小,表明高CO_2浓度对高温干旱具有一定的缓解作用。此外,干旱复水后,不同处理条件下冬小麦叶片气体交换参数均有所升高,但高温干旱下叶片的气体交换参数仍未能恢复到对照水平,暗示光合器官可能在高温干旱时遭到损伤和破坏。     

课程思政视域下农村思政教育工作的历史研究

农民群众对党和国家的深厚情感及坚定习近平新时代中国特色社会主义思想信念,是农业农村可持续发展的重要保障。可以说,农村思政教育工作是党在农村工作的生命线,既有凝心聚力的作用,也有育人铸魂的作用。不论是革命时期、建设时期还是改革开放以来,通过思想教育诠释出的涵盖政治、经济、文化各领域的价值观、法治观均发挥了积极引导作用。     

水分和CO2浓度对冬小麦气孔特征、气体交换参数和生物量的影响

利用可精准控制CO₂浓度([CO₂])的大型人工气候室, 研究了水分亏缺和[CO₂]升高对冬小麦气孔特征、气体交换参数及生物量的影响。结果表明, 水分亏缺导致冬小麦气孔开度减小和气孔空间分布的规则程度降低, 提高[CO₂]能够减缓水分亏缺时气孔开度和气孔分布规则程度的下降幅度。与充分灌溉相比, 不同水分亏缺条件下冬小麦的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均显著降低(P<0.05), [CO₂]仅可缓解轻度亏水对气体交换过程的影响, 该缓解能力随水分亏缺程度的加剧而降低。水分亏缺降低冬小麦生物量, 但[CO₂]升高对水分亏缺时生物量产生的影响不显著(P>0.05)。水分亏缺条件下, 冬小麦通过调整气孔开度和气孔空间分布格局改变叶片的气体交换效率, [CO₂]升高对冬小麦产生的“施肥效应”受土壤水分条件的限制。     

环剥对毛白杨树干表面CO2通量及其温度敏感性的影响

【目的】探明光合产物供应状况对树干表面CO2通量及其温度敏感性的影响机制。【方法】以10年生毛白杨人工林为研究对象,采用随机区组试验设计,通过环剥改变林木的光合产物供应状况,连续监测环剥点上部(AG)和下部(BG)的树干表面CO2通量(Es)和树干温度(Tstem)并拟合其温度敏感性(Q10),同时测定AG和BG非结构性碳水化合物含量的动态变化,比较生长季和非生长季的Es及其Q10对底物变化的不同响应。【结果】1)相比于对照树木(NG),环剥处理30天后,环剥导致生长季AG的Es升高57%和BG的Es降低43%,但在非生长季NG、AG和BG的Es差异不明显。2)环剥降低生长季AG和BG的可溶性糖浓度29%和15%,而非生长季环剥导致AG和BG的可溶性糖浓度分别降低15%和增加10%。3)不同季节Es和Tstem均存在较好的指数函数关系,但环剥会降低AG和BG的Tstem对Es变化解释率。4)环剥提高生长季和非生长季AG的温度敏感性(Q10)和树干基础呼吸速率(R15),但却同时降低BG的Q10和R15。【结论】环剥阻断了光合产物的输入,从而改变树体环剥点上、下部的可溶性糖含量,最终导致环剥点上部的树干表面CO2通量及其温度敏感性上升,而环剥点下部的树干表面CO2通量及其温度敏感性下降。毛白杨树干表面CO2通量及其温度敏感性对环剥的响应在不同季节(生长季和非生长季)存在明显差异。     

秸秆还田下不同水肥对玉米气孔形态特征及其分布格局的影响

为确定黄淮海平原地区秸秆还田下玉米生长所需的最佳水肥量,通过布设秸秆还田下的大田水肥试验,探究了灌水量和施肥量对不同生育期玉米的气孔形态特征及其空间分布格局的影响.研究结果显示:①拔节期和灌浆期玉米远轴面的气孔密度均明显高于近轴面的气孔密度,表明玉米叶片的远轴面与近轴面对灌水量和施肥量的响应并不一致.②玉米拔节期气孔宽度、气孔面积和气孔形状指数均明显大于灌浆期,表明气孔形态特征在玉米不同生育期对水肥的响应存在明显差异,且玉米拔节期气孔对水肥的响应比灌浆期更敏感.③在玉米拔节期,灌水量750 m3/hm2和施肥量750 kg/hm2(W750F750)处理下玉米叶片的气孔分布最为规则,而灌浆期玉米气孔在灌水量750 m3/hm2和施肥量600 kg/hm2(W750F600)时呈现最规则的分布格局.结果表明,秸秆还田条件下,最优灌水量(750 m3/hm2)和施肥量(600 kg/hm2)处理的玉米气孔形态特征及其空间分布格局最有利于提高其气体交换效率,从而增加黄淮海平原玉米叶片的净光合速率和粮食产量.