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^(13)C脉冲标记定量研究施氮量对光合碳在水稻-土壤系统中分布的影响 被引量:20
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作者 刘萍 江春玉 李忠佩 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期567-575,共9页
通过盆栽试验,设置两种施氮水平(50 mg kg-1和100 mg kg-1)处理(分别记为N50和N100),采用四次13C脉冲标记对不同生育期(分蘖期、拔节期、抽穗期和灌浆期)水稻光合产物碳在水稻-根际土壤系统中的分配特征进行定量研究。结果表明,不同施... 通过盆栽试验,设置两种施氮水平(50 mg kg-1和100 mg kg-1)处理(分别记为N50和N100),采用四次13C脉冲标记对不同生育期(分蘖期、拔节期、抽穗期和灌浆期)水稻光合产物碳在水稻-根际土壤系统中的分配特征进行定量研究。结果表明,不同施氮水平下,N100处理的水稻地上部生物量显著高于N50处理(p<0.05);生长后期N50处理促进根的生长,根冠比增加。N100处理四次脉冲标记总累积13C量达265.5 mg,较N50处理高出39%,分配到土壤中的13C量高出46%,说明适当增施氮肥,不仅可以提高作物产量,还能增加作物输入土壤的有机碳量。水稻早期光合碳主要运往地下部(21.7%~52.7%),灌浆期地下部分配比例大大降低(7.50%~8.90%)。两种施氮水平下,四次脉冲标记累积吸收的光合13C在植株和土壤中的分配比例大致相同,累积吸收的光合碳约72%在植株地上部,28%分配到地下部(根系7.21%~7.71%和根际土壤20.3%~21.2%)。 展开更多
关键词 13c脉冲标记 根际沉积 水稻 氮素水平
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基于^(13)C脉冲标记法探究种植密度对侧柏幼苗生长及光合碳分配的影响 被引量:5
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作者 孔玉华 朱庆征 +2 位作者 曲安然 朱龙飞 杨小燕 《甘肃农业大学学报》 CAS CSCD 2022年第1期131-138,共8页
【目的】通过盆栽试验定量研究侧柏光合碳在地上部分、地下部分及土壤中的分配规律,探索人工林生态系统中植物-土壤的碳周转情况。【方法】以树龄1 a的侧柏幼苗为研究对象,设置3个种植密度水平(低密:1株/盆,中密:3株/盆,高密:5株/盆),... 【目的】通过盆栽试验定量研究侧柏光合碳在地上部分、地下部分及土壤中的分配规律,探索人工林生态系统中植物-土壤的碳周转情况。【方法】以树龄1 a的侧柏幼苗为研究对象,设置3个种植密度水平(低密:1株/盆,中密:3株/盆,高密:5株/盆),两个处理(^(13)C脉冲标记处理和未标记处理),采集地上部分、地下部分及根际土壤样品,对比分析植株生物量、^(13)C、全碳(TC)和全氮(TN)含量以及根际土壤理化性质的变化。【结果】随种植密度的提高,侧柏幼苗地上部分生物量、地下部分生物量和总生物量均呈递增的趋势,高种植密度显著提高了根际土壤溶解性有机碳和硝态氮的含量(P<0.05)。3个种植密度下植物-土壤系统各组分固定的^(13)C含量均表现为地上部分>地下部分>根际土壤(P<0.05)。种植密度显著影响了光合^(13)C含量在各组分的分配比例,且随种植密度的提高,分配在地上部分的比例呈递增趋势,变化范围为61.95%~64.92%;分配在地下部分的比例呈递减趋势,变化范围为38.04%~35.07%;而分配在土壤中的比例无显著差异(0.01%~0.02%)。【结论】种植密度显著影响侧柏幼苗的生长及光合碳在地上部分、地下部分和土壤中的分配比例,高密度种植提高了植株及土壤的碳固定,但也可能造成了种间竞争作用,使光合碳优先分配在植株的地上部分,而减少了向地下部分的转运。 展开更多
关键词 ^(13)c脉冲标记 种植密度 侧柏幼苗 光合碳分配 碳周转
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基于^(13)C同位素标记法探究连作对丹参生长及光合碳分配的影响 被引量:1
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作者 孟缘 付心雨 +5 位作者 鞠吉东 周冰谦 卢恒 王晓 郭兰萍 刘伟 《山东农业科学》 北大核心 2024年第2期95-103,共9页
以1年龄盆栽丹参为研究对象,设置^(13)C脉冲标记处理与^(12)C正常处理,应用^(13)C脉冲标记法研究连作与非连作丹参光合碳分配规律,比较植株标记40 d后的形态学与理化指标差异,分析丹参地上部、根部以及根际土壤碳的^(13)C丰度、碳同位... 以1年龄盆栽丹参为研究对象,设置^(13)C脉冲标记处理与^(12)C正常处理,应用^(13)C脉冲标记法研究连作与非连作丹参光合碳分配规律,比较植株标记40 d后的形态学与理化指标差异,分析丹参地上部、根部以及根际土壤碳的^(13)C丰度、碳同位素比率、^(13)C原子百分比以及单位干重样品的^(13)C总量,以明确连作对丹参生长与光合作用的影响机理。结果表明,连作条件下,丹参各部分生物量与叶绿素含量明显下降,抗氧化酶活性升高;有效成分中的丹参酮Ⅰ、丹参酮Ⅱ_(A)、二氢丹参酮Ⅰ以及迷迭香酸含量均降低;连作显著影响^(13)C-光合碳分配比例,非连作丹参地上部、根部以及根际土壤中^(13)C-光合碳比率分别为27.14%、72.80%和0.06%,连作丹参为59.38%、40.59%和0.03%。综上,连作后,丹参生长发育与次生代谢受到明显影响;光合产物向地下部的转移能力降低,导致连作丹参根部生长发育受到明显抑制;丹参光合作用的强弱是反映丹参生长状况的重要指标。 展开更多
关键词 ^(13)c脉冲标记 光合碳 丹参 生长代谢 连作障碍
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利用^(13)C标记和自然丰度三源区分玉米根际CO_(2)释放 被引量:4
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作者 孙昭安 张保仁 +4 位作者 何敏毅 王开永 胡正江 陈清 孟凡乔 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期1256-1266,共11页
石灰性土壤中,根际土壤释放的CO_(2)有三个来源,即根源呼吸、土壤有机碳(SOC)分解和土壤无机碳(SIC)溶解,三源区分土壤释放的CO_(2)是量化土壤碳平衡的前提。分别在玉米拔节期、抽穗期和灌浆期进行7 h的^(13)O_(2)脉冲标记,经过27 d示... 石灰性土壤中,根际土壤释放的CO_(2)有三个来源,即根源呼吸、土壤有机碳(SOC)分解和土壤无机碳(SIC)溶解,三源区分土壤释放的CO_(2)是量化土壤碳平衡的前提。分别在玉米拔节期、抽穗期和灌浆期进行7 h的^(13)O_(2)脉冲标记,经过27 d示踪期后破坏性取样,测定^(13)标记与自然丰度处理中,玉米地上部、根系、土壤和土壤CO_(2)的碳含量和δ^(13)值,利用^(13)示踪并结合自然丰度法区分玉米土壤CO_(2)的来源。研究结果显示,随着玉米生长,根源呼吸对土壤CO_(2)的贡献呈降低趋势,从拔节期的66.7%降低至灌浆期的25.8%。整个玉米旺盛生育期内(从拔节期到生育期末),根源呼吸和土壤总碳释放对土壤CO_(2)具有同等贡献,SOC和SIC释放对土壤总碳释放的贡献率分别为30%和20%。玉米生长对土壤的碳输入(根系+根际沉积物)超过土壤总碳(SIC+SOC)的释放,总体表现为土壤碳汇。研究表明,SIC溶解对全球碳库稳定性和调节CO_(2)浓度的影响非常重要,若忽视石灰性土壤中SIC溶解,则会高估SOC的分解,进而影响SOC激发效应以及土壤碳平衡的评估。 展开更多
关键词 ^(13)c脉冲标记 三源区分 土壤有机碳 土壤无机碳 根源呼吸
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应用13C同位素标记法区分羊草草原生态系统呼吸 被引量:2
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作者 李茹霞 耿元波 《草业学报》 CSCD 北大核心 2020年第6期56-70,共15页
草原生态系统呼吸在碳循环和气候变化过程中发挥重要作用,它包括土壤呼吸和地上部植物体呼吸,且不同的生态系统呼吸组分对于环境变化有不同的响应机制。为区分生态系统呼吸,探讨草原呼吸对温室气体排放的贡献,研究利用稳定同位素13C自... 草原生态系统呼吸在碳循环和气候变化过程中发挥重要作用,它包括土壤呼吸和地上部植物体呼吸,且不同的生态系统呼吸组分对于环境变化有不同的响应机制。为区分生态系统呼吸,探讨草原呼吸对温室气体排放的贡献,研究利用稳定同位素13C自然标记法和13C脉冲标记法,并结合静态箱-Keeling plot方法对内蒙古锡林河流域羊草草原生态系统呼吸进行了区分,并分析比较2种方法的区分结果。结果表明:1)实验中13C自然标记样方和13C脉冲标记样方生境一致,两者土壤温度和土壤含水量无显著差异,13C自然标记法和13C脉冲标记法的区分结果具有可比性。2)对比自然标记法,脉冲标记法显著提高了生态系统呼吸、土壤呼吸和地上部植物呼吸的δ13C值(P<0.05)。3)13C自然标记法和13C脉冲标记法区分结果Fs/Feco(土壤呼吸通量/生态系统呼吸通量)在2011年分别是(75.2±4.3)%和(73.8±2.9)%,在2012年分别是(89.2±2.0)%和(89.1±1.4%)。统计分析结果表明,2种方法获得的区分结果无显著差异(2011:P=0.567;2012:P=0.674),表明自然状态下,羊草草原生态系统呼吸、地上部植物体呼吸和土壤呼吸之间的δ13C值差异足够用来区分生态系统呼吸,这一发现能够提高同位素标记法区分生态系统呼吸的效率,进而为生态系统碳循环过程的精细研究提供参考。 展开更多
关键词 13c自然标记 13c脉冲标记 Keeling PLOT 生态系统呼吸区分 羊草草原
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刈割强度对狗牙根光合产物分配的动态影响
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作者 余国杰 王青 +2 位作者 韩瑞鑫 梁宏 平晓燕 《草地学报》 北大核心 2025年第8期2521-2530,共10页
光合产物分配策略是植物应对胁迫干扰和增强环境适应性的重要手段,本研究以C_(4)草本植物狗牙根(Cynodon dactylon)为研究对象,基于^(13)C脉冲标记技术,探究刈割强度对狗牙根光合产物分配的动态影响。结果表明:刈割显著影响狗牙根叶、... 光合产物分配策略是植物应对胁迫干扰和增强环境适应性的重要手段,本研究以C_(4)草本植物狗牙根(Cynodon dactylon)为研究对象,基于^(13)C脉冲标记技术,探究刈割强度对狗牙根光合产物分配的动态影响。结果表明:刈割显著影响狗牙根叶、茎和根的δ^(13)C分配比例(P<0.001)、非结构性碳水化合物(Non structural carbohydrates,NSC)(P<0.001)和次生代谢物(Secondary metabolites,SM)含量(P<0.05);刈割后狗牙根显著增加叶片的δ^(13)C分配比例,显著降低茎部的δ^(13)C分配比例(P<0.05);刈割显著降低狗牙根的根系NSC和SM含量,显著增加茎部的SM含量,轻、中度刈割下狗牙根叶片NSC含量均显著增加,重度刈割下狗牙根叶片SM含量显著高于其他处理(P<0.05);随恢复时间的延长,轻度刈割会逐渐降低叶片的δ^(13)C分配比例,重度刈割会进一步降低茎的δ^(13)C分配比例,增加叶片和根系的δ^(13)C分配比例。研究结果将为科学合理地管理人工草地提供参考依据。 展开更多
关键词 c_(4)植物 光合产物分配 狗牙根 刈割 ^(13)c脉冲标记
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δ^(13)C值在羊草草原植物体中的差异和变化及其影响因素分析 被引量:3
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作者 耿元波 王子腾 李茹霞 《草地学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期153-162,共10页
为了解稳定同位素^(13)C在草原植物体中的分配和变化以及水分和温度对^(13)C组成(δ^(13)C)的影响,在内蒙古羊草草原的生长盛期(7-9月),应用^(13)C脉冲标记技术,测定了^(13)C脉冲标记处理和对照处理下羊草草原植物活体和活根中的δ^(13... 为了解稳定同位素^(13)C在草原植物体中的分配和变化以及水分和温度对^(13)C组成(δ^(13)C)的影响,在内蒙古羊草草原的生长盛期(7-9月),应用^(13)C脉冲标记技术,测定了^(13)C脉冲标记处理和对照处理下羊草草原植物活体和活根中的δ^(13)C,分析了土壤水分、气温和地温对植物体中δ^(13)C的影响。结果表明:对照处理中羊草草原植物活根δ^(13)C值比活体高1~2‰,标记处理中活体δ^(13)C值显著高于活根,标记处理中活体和活根的δ^(13)C均显著高于对照处理。生长盛期,标记和对照处理中植物活体和活根的δ^(13)C值均表现为先减小再增加,随后再减小的趋势。对照处理中活体和活根以及标记处理中活根的δ^(13)C与0~20cm土壤水分含量之间线性负相关,而标记处理中活体δ^(13)C与0~20cm土壤水分之间存在二次函数关系。标记、对照两处理中羊草草原活体、活根δ^(13)C与温度均呈线性正相关。 展开更多
关键词 羊草草原 δ13c 13c脉冲标记 土壤水分 气温 土壤温度
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不同供水下白羊草(Bothriochloa ischaemum)离体根呼吸特征——基于稳定碳同位素示踪技术 被引量:1
8
作者 刘琦 李鹏 +3 位作者 刘莹 肖列 黄鹏 汤珊珊 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第9期3035-3045,共11页
植物根呼吸是土壤呼吸的主要组成,研究根呼吸对生态系统碳收支及碳平衡有重要意义。采用^(13)C脉冲标记技术,在3种供水条件下,对比不同根离体时间(标记后0,6,24,48,216,360 h)的白羊草离体根呼吸速率和根呼吸释放的δ^(13)C同位素比值变... 植物根呼吸是土壤呼吸的主要组成,研究根呼吸对生态系统碳收支及碳平衡有重要意义。采用^(13)C脉冲标记技术,在3种供水条件下,对比不同根离体时间(标记后0,6,24,48,216,360 h)的白羊草离体根呼吸速率和根呼吸释放的δ^(13)C同位素比值变化,分析根参数与离体根呼吸相关性。结果表明:1)不同离体时间的离体根呼吸速率变化趋势一致,3种供水条件下无显著差异,均在0—20 min急剧下降,下降范围为32%—39%。2)测定离体根呼吸释放的δ^(13)C在不同离体时间的变化,为实时监测转移到白羊草根系的^(13)CO_2在根部释放的过程提供了新思路;不同离体时间,3种供水条件下根呼吸释放的δ^(13)C在2 h内均值大小呈:供水充分>轻度胁迫>重度胁迫。随离体时间(0—360 h)推移根呼吸释放的δ^(13)C均值先增大后减小,在216 h达到峰值31.46‰;3)离体根呼吸速率和根呼吸释放的δ^(13)C受根系根面积、比根面积、N含量、C/N及根组织δ^(13)C的影响显著。4)轻度水分胁迫可促使根系生长(C固定)和根呼吸(C代谢)同时增加。 展开更多
关键词 白羊草 供水条件 ^13c脉冲标记 离体根呼吸速率 根呼吸释放的δ^13c
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高州油茶果实膨大期光合产物的运输和分配特征 被引量:5
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作者 申春晖 陈锐帆 +1 位作者 刘祯 奚如春 《中南林业科技大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期58-66,共9页
【目的】研究高州油茶在果实快速膨大期光合产物的运输和分配特征,进一步掌握南方特色油茶品种果实品质与光合产物分配的相关性,为华南地区油茶产业高质量发展提供理论支撑。【方法】采用^(13)C同位素脉冲标记法,对高州油茶饲喂^(13)CO_... 【目的】研究高州油茶在果实快速膨大期光合产物的运输和分配特征,进一步掌握南方特色油茶品种果实品质与光合产物分配的相关性,为华南地区油茶产业高质量发展提供理论支撑。【方法】采用^(13)C同位素脉冲标记法,对高州油茶饲喂^(13)CO_(2)气体2 h,在标记后0、6、24、48、72 h分别测定叶、枝、果皮和种仁的^(13)C含量,同时测定其叶片、种仁和果皮中的糖组分特征和非结构性碳水化合物(NSC)。【结果】1)^(13)C光合产物在叶中合成后,在标记结束后0~6 h向各库器官的运输速率最大,6~48 h光合产物运输趋于稳定。2)光合产物运输趋于稳定后,在各器官的分配比从大到小依次为叶>种仁>果皮>枝。高州油茶光合作用固定的^(13)C光合产物在标记结束后0~72 h消耗了95.07%。3)光合产物主要以果糖的形式在各器官存储,叶与果实之间存在着较高的蔗糖质量浓度梯度。4)各器官非结构性碳水化合物(NSC)积累量为果皮>叶>种仁。可溶性糖/淀粉比值为种仁最大,果皮次之,叶最小。【结论】果实膨大期高州油茶叶中合成的光合产物在合成后的24 h内向各库器官快速运输,大多光合产物被植物呼吸消耗。近期合成的光合产物在各器官中分配比以叶最高,不利于高州油茶果实发育。叶与果皮中较高的蔗糖质量浓度是高州油茶果皮较厚的原因之一。果实快速膨大期果皮发育、脂肪酸合成和油脂积累是种仁与果皮中可溶性糖/淀粉比值较高的原因。 展开更多
关键词 光合产物运输与分配 ^(13)c脉冲标记 糖组分 非结构性碳水化合物 高州油茶
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高州油茶糖积累及其代谢相关酶活性 被引量:1
10
作者 刘祯 陈锐帆 +2 位作者 申春晖 奚如春 邓小梅 《林业科学研究》 CSCD 北大核心 2024年第4期41-51,共11页
[目的]研究高州油茶生长发育过程中各源库器官糖积累特征及其与糖代谢相关酶活性的关系,为进一步完善华南地区特色油茶品种糖积累理论提供依据。[方法]以高州油茶为研究对象,利用13C同位素脉冲标记法测定不同发育时期各源库器官的13C含... [目的]研究高州油茶生长发育过程中各源库器官糖积累特征及其与糖代谢相关酶活性的关系,为进一步完善华南地区特色油茶品种糖积累理论提供依据。[方法]以高州油茶为研究对象,利用13C同位素脉冲标记法测定不同发育时期各源库器官的13C含量,同时测定对应时期各器官非结构性碳水化合物(NSC)含量、糖组分特征及相关酶活性的变化。[结果]1)13C标记的光合产物在运输趋于稳定后,在发育前期主要积累在叶片中,后期种仁逐渐成为了同化物分配积累的中心。2)各器官可溶性糖含量基本表现为果皮>种仁>叶片,淀粉含量表现为叶片>种仁>果皮。3)SPS和SS-Ⅱ与叶片、果皮和种仁的可溶性糖含量都呈正相关关系;B-AI主要在发育后期起着作用,种仁中B-AI活性分别在8月和10月存在峰值;在叶片中,NI为主要的糖转化酶,活性在50~60 U·g^(−1)之间;种仁中,S-AI与NI的活性大致相同,S-AI主要在发育前期起作用,而NI在发育后期起作用。[结论]高州油茶发育前期光合产物主要积累在源器官叶片之中,随着果实生长发育种仁逐渐成为了同化物分配的中心;在糖积累情况上,种仁在发育前期主要积累果糖和葡萄糖,发育后期则主要积累蔗糖。在发育后期运输到果皮的蔗糖会分解为果糖和葡萄糖,果皮依旧会进行增厚和延伸,继续完成木质化,此时果皮与种仁会对养分进行激烈竞争,最终呈现出果大皮厚的现象。SPS和SS-Ⅱ功能互补,同时影响着高州油茶糖分的积累,且SS-Ⅱ是糖分积累的关键酶;可能是引起各源库器官糖含量差异的主要原因,高州油茶糖积累受糖代谢相关酶的综合调控,NI为叶片的主要转化酶,S-AI与NI分别在种仁发育前后期发挥作用,果皮中蔗糖转化主要依靠S-AI;B-AI主要在发育后期起作用,但活性相对较低,转化能力有限。 展开更多
关键词 糖含量 酶活性 13c脉冲标记 高州油茶
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不同生育期光合碳在水稻-土壤系统中的分配及输入效率 被引量:10
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作者 王群艳 祝贞科 +4 位作者 袁红朝 隋方功 朱捍华 葛体达 吴金水 《环境科学研究》 EI CAS CSSCI CSCD 北大核心 2016年第10期1471-1478,共8页
为了研究不同生育期光合碳在水稻-土壤系统中的分配与输入效率,通过盆栽试验,采用13C-CO2脉冲标记法,定量研究水稻不同生育期(分蘖期、拔节期、抽穗期和灌浆期)内光合碳在水稻-(根际/非根际)土壤系统中的分配及其对根际、非根际土... 为了研究不同生育期光合碳在水稻-土壤系统中的分配与输入效率,通过盆栽试验,采用13C-CO2脉冲标记法,定量研究水稻不同生育期(分蘖期、拔节期、抽穗期和灌浆期)内光合碳在水稻-(根际/非根际)土壤系统中的分配及其对根际、非根际土壤有机碳的贡献.结果表明:13C-CO2脉冲标记6 h后,水稻地上部、根系和根际土中13C的丰度最大值均出现在分蘖期,分别达到1 864.7‰、842.6‰和-8.2‰,显著高于后3个生育期.分蘖期、拔节期、抽穗期、灌浆期这4个生育期水稻光合13C在地上部的分配比例依次增加,而在根部和根际土中的分配比例逐渐减小;不同生育期水稻光合13C在水稻-土壤系统中的总回收率为72.0%-81.0%,在籽粒中的回收率由1.8%逐渐增至40.3%,在根部和土壤中的回收率逐渐下降,表明水稻生育前期光合作用更强,能够向地下部快速输入"新碳".水稻生长至成熟后,茎叶中光合13C的分配比例由61.0%-93.1%降至32.8%-74.1%,而在籽粒、根部和根际土中的分配比例分别增加了1-2倍,表明水稻植株在生长过程中光合碳向籽粒和地下部传输.根际沉积效率随水稻的生长逐渐由分蘖期的11.0%降至灌浆期的4.1%;光合碳对土壤有机质的贡献也逐渐减低,而且对根际土的贡献显著大于非根际土,表明水稻生长速率决定了光合碳对土壤有机碳的贡献率,而水稻根际沉积效应是根际土壤有机质获得较高光合碳贡献率的主要原因.该研究进一步量化了水稻生长期间光合碳的分配及其对土壤有机碳库的贡献,有助于深入开展水稻土有机质积累持续机制与固碳潜力研究. 展开更多
关键词 水稻光合碳 生育期 根际沉积 土壤有机质 13c脉冲标记
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不同生育期光合碳在水稻-土壤系统中的分配 被引量:13
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作者 于鹏 张玉玲 +6 位作者 王春新 安婷婷 邹洪涛 付时丰 李双异 汪景宽 张玉龙 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期1218-1229,共12页
通过盆栽试验方法,采用13C脉冲标记技术和稳定同位素质谱分析技术,研究了三个生育期(返青期、分蘖期和抽穗期)光合碳在"水稻-土壤"系统中的同化率、分配比率及其在土壤中增加率的动态变化,探讨三个生育期光合碳在"水稻-... 通过盆栽试验方法,采用13C脉冲标记技术和稳定同位素质谱分析技术,研究了三个生育期(返青期、分蘖期和抽穗期)光合碳在"水稻-土壤"系统中的同化率、分配比率及其在土壤中增加率的动态变化,探讨三个生育期光合碳在"水稻-土壤"系统中的运转、分配规律,为明确稻田生态系统中碳素循环过程提供理论依据。结果表明,分别在返青期、分蘖期和抽穗期进行一次13C脉冲标记(持续5 h)后,光合碳在"水稻-土壤"系统中的总同化率均随标记后天数的延长呈逐渐下降趋势,从标记后2 d至收获时,总同化率分别为75.92%~39.53%、70.01%~52.02%、86.38%~69.60%,且收获时与2 d时的同化率差异均达显著水平(p<0.05),其被同化光合碳的损失率分别为47.93%、25.70%和19.43%;抽穗期光合碳同化率明显高于返青期和分蘖期,被同化光合碳的损失也明显低于返青期和分蘖期。三个生育期被同化的光合碳向水稻地上部分和地下部分(包括根和土壤)的运转呈互相消长关系,但向水稻地上部分的分配比率(平均为85.04%~73.10%)远大于向根的分配比率(平均为12.50%~22.04%)和土壤的分配比率(平均为1.70%~5.04%),且抽穗期光合碳向水稻地上部分中的分配比率大于分蘖期和返青期,向地下部分的分配比率则正好相反;此外,三个生育期被同化的光合碳在土壤中的增加率分别为0.08%~0.21%、0.09%~0.17%和0.19%~0.27%,抽穗期土壤中光合碳的增加率要大于返青期和分蘖期,且光合碳在土壤中也相对稳定。 展开更多
关键词 水稻 光合碳 ^13c脉冲标记 同化率
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中苜一号紫花苜蓿碳同化分配与转移速率的研究 被引量:5
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作者 杨世超 邓波 +1 位作者 张蕴薇 杨富裕 《草地学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期679-685,共7页
对紫花苜蓿(Medicago sativa L.)(中苜一号)的生长条件进行控制,并在分枝期对其进行13 C脉冲标记,收集标记后第6,12,18,24,30d的叶、茎、根以及土壤样品,测定各样品中13 C含量,以此来探讨苜蓿光合碳的吸收与转移。结果表明:苜蓿各组分... 对紫花苜蓿(Medicago sativa L.)(中苜一号)的生长条件进行控制,并在分枝期对其进行13 C脉冲标记,收集标记后第6,12,18,24,30d的叶、茎、根以及土壤样品,测定各样品中13 C含量,以此来探讨苜蓿光合碳的吸收与转移。结果表明:苜蓿各组分光合产物的分配顺序为茎>叶>根;13 C转移速率为叶>茎>根,随着时间的延长,苜蓿各组分13 C含量逐渐减少,最终达到稳定状态;渗漏到土壤中的13 C含量在0~10cm土壤层显著高于10~20cm,但10~20cm的13 C含量比较稳定。 展开更多
关键词 13c脉冲标记 光合碳分配 紫花苜蓿
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云南干热河谷退化生态系统光合碳分配特征及其影响因素 被引量:2
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作者 樊佳奇 牛来春 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2020年第2期62-68,共7页
为了探究云南干热河谷不同退化阶段草地光合碳对土壤有机碳的贡献,采用13C脉冲标记对云南干热河谷不同退化阶段(轻度退化LD、中度退化MD、重度退化HD、极度退化ED、对照CK)草地光合碳分配及其向地下输入特征进行了为期1个生长季的研究... 为了探究云南干热河谷不同退化阶段草地光合碳对土壤有机碳的贡献,采用13C脉冲标记对云南干热河谷不同退化阶段(轻度退化LD、中度退化MD、重度退化HD、极度退化ED、对照CK)草地光合碳分配及其向地下输入特征进行了为期1个生长季的研究。结果表明:(1)土壤有机碳、全氮、全钾、碱解氮和速效磷含量随着退化程度的增加呈先增加后降低趋势,大致表现为MD>LD>CK>HD>ED,其中MD显著高于其他处理(p<0.05),而土壤全磷在不同退化阶段差异不显著(p>0.05);茎叶、根生物量和地上生物量随着退化程度的增加呈现增加后降低趋势,MD达到最大,而根冠比并没有明显的变化趋势。(2)脉冲标记当天不同退化阶段草地δ13C值均表现为茎叶>根>土壤,随着退化程度的增加呈现先增加后降低趋势,由此可知,草地的根部对光合固定新碳的富集程度较大。(3)标记当天,不同退化阶段草地地上13C固定百分比例较高,说明标记的效率较高且分配差异较大;脉冲标记21 d后,δ13C值下降,固定的光合碳转移到土壤中的含量显著增加。(4)MD对土壤有机碳的贡献量最大,对土壤有机碳的贡献量随退化程度的增加呈先增加后降低趋势;有机碳的累积量随退化程度的增加呈先降低后增加趋势。(5)相关性分析结果表明,根系和地上部生物量与13C-SOC之间存在显著的正相关关系。进一步分析结果表明,草地退化显著影响了光合同化碳在地上部和土壤中的分布,其中中度退化草地光合同化碳在植株—土壤系统的响应较为显著。 展开更多
关键词 云南干热河谷 13c脉冲标记 光合碳 退化草地
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马尾松幼苗光合产物的运输与分配特征 被引量:15
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作者 邓秀秀 肖文发 +2 位作者 曾立雄 雷蕾 施征 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期27-34,共8页
【目的】解析光合产物在马尾松幼苗植株中的运输和分配规律,揭示马尾松生产力形成过程,为探讨不同环境干扰下马尾松光合产物分配过程的变化提供参考依据。【方法】采用 13 C同位素脉冲标记法,对1.5年生马尾松幼苗进行标记,标记结束后第0... 【目的】解析光合产物在马尾松幼苗植株中的运输和分配规律,揭示马尾松生产力形成过程,为探讨不同环境干扰下马尾松光合产物分配过程的变化提供参考依据。【方法】采用 13 C同位素脉冲标记法,对1.5年生马尾松幼苗进行标记,标记结束后第0、2、5、17、24、72、120、168、216和 360 h ,按不同部位对马尾松幼苗进行全收获取样,测定 13 C含量,以监测近期合成的光合产物在马尾松幼苗中的运输和分配规律,同时测定光合产物全碳、非结构性碳水化合物(NSC)在各个器官的积累量。【结果】1)标记的光合产物在针叶中合成后,向各库器官的运输量随着时间延长由多逐渐减少,具体表现为标记结束后0~24 h内最多,24~216 h逐渐减少,216 h之后运输完成,且59%以上标记的光合产物在0~24 h内运输到各库器官。2)光合产物运输趋于稳定后,在各器官的分配大小依次为1年生叶>当年生叶>根>茎干>1年生枝>当年生枝,与生物量的分配大小一致,但与库活力大小不同,其库活力依次为当年生叶>当年生枝>1年生叶>根>1年生枝>茎干。3)各器官全碳和NSC积累量的分配与近期合成光合产物的分配大小一致,依次为1年生叶>当年生叶>根>茎干>1年生枝>当年生枝。【结论】马尾松幼苗光合产物运输速率大于0.1 m ·h -1 ,59%以上标记的光合产物在合成后的0~ 24 h 内完成向各个库器官输出。新合成的光合产物在各器官中的积累量表现为功能器官(叶和根)居多,这一分配规律有利于马尾松幼苗阶段的生长。 展开更多
关键词 光合产物运输 光合产物分配 光合产物的积累 13 c脉冲标记 马尾松
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不同施肥处理对光合碳在花生-土壤系统中分配的影响 被引量:3
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作者 李朋发 江春玉 李忠佩 《土壤》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期923-928,共6页
通过室内花生盆栽,设置NPK(常规氮磷钾施肥)、NPKS(常规氮磷钾加玉米秸秆)、NPKA(常规氮磷钾加腐殖酸)和CK(不施肥对照)4个不同的施肥处理,采用3次13CO2脉冲标记的方法对不同施肥处理下光合碳在花生-土壤系统中的分配进行定量研究。结... 通过室内花生盆栽,设置NPK(常规氮磷钾施肥)、NPKS(常规氮磷钾加玉米秸秆)、NPKA(常规氮磷钾加腐殖酸)和CK(不施肥对照)4个不同的施肥处理,采用3次13CO2脉冲标记的方法对不同施肥处理下光合碳在花生-土壤系统中的分配进行定量研究。结果表明:不同施肥处理对标记期内花生总生物量影响不显著,但是NPKA处理显著提升了花生根系生物量,较CK、NPK和NPKS分别高22.04%、19.47%和53.38%。NPKS处理地上部13C丰度最高,但土壤中13C丰度最低,NPKA处理土壤中13C丰度最高。各处理地上部的13C含量无显著差异,NPKA处理根系的13C含量显著高于NPK且土壤13C含量显著高于其他处理。NPKA处理地上部的13C分配比例最低而土壤中分配比例最高,根系13C分配比例与其他处理无显著差异,根系与土壤13C分配比例之和显著高于其他处理。本研究表明腐殖酸能显著促进花生光合碳向地下部的转运。 展开更多
关键词 花生 光合碳 施肥方式 13c脉冲标记 分配
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再生季稻与同期抽穗主季稻干物质分配特性及机制研究 被引量:3
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作者 吴冬青 李洲 +5 位作者 郭春林 邹京南 庞孜钦 林非凡 何海斌 林文雄 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期755-771,共17页
研究再生稻干物质积累与转运特性对深入理解再生稻产量形成的生理机制及进一步挖掘增产潜力有重要的理论与实际意义。本研究以华东南稻区推广的常规籼稻佳辐占和籼粳杂交稻甬优2640两个再生稻品种作为供试材料,在确保2个供试水稻品种的... 研究再生稻干物质积累与转运特性对深入理解再生稻产量形成的生理机制及进一步挖掘增产潜力有重要的理论与实际意义。本研究以华东南稻区推广的常规籼稻佳辐占和籼粳杂交稻甬优2640两个再生稻品种作为供试材料,在确保2个供试水稻品种的再生季稻和主季稻在籽粒灌浆阶段处于同一晚秋气温条件下抽穗成熟,比较再生季稻及其同期抽穗的主季晚稻的光合生理、激素含量、干物质生产、非结构性碳水化合物(NSC)、13C同化物在植株地上部和地下部的干物质积累与分配差异。结果表明,相比同期抽穗的同基因型主季晚稻,2个供试品种的再生季稻生育期缩短50%,但有效穗数和收获指数分别增加50%和10%,最终产量可达到对照产量的55%~65%;再生季稻在籽粒灌浆前期叶片光合速率和SPAD值均明显增高,但齐穗后20 d至成熟期其光合速率和SPAD值则明显降低;再生季稻株体内的ZR、IAA含量在齐穗期较高,之后相比较低,再生季稻株内的ABA含量在齐穗期至齐穗后10 d或20 d较高,达到10%~20%,而其GA3含量普遍较低;再生季稻稻桩、叶片和茎鞘的NSC转运率高达67%~78%、59%~67%和52%~61%,因此其NSC转运对产量贡献率也分别高达10%~18%;13C光合同化物分配在穗部占比大,成熟期再生季稻穗部的分配率高20.83%,同时,减少了再生季稻13C同化物向地下部的转移量达5%,因而有效穗多,收获指数高。再生季稻减少了光合同化物向根际土壤的转移与分配,既能提高其收获指数,又有利于减少水稻的CH4等温室气体排放量,是一种经济高效益和环境友好型的稻作模式。 展开更多
关键词 再生季稻 13c脉冲标记 非结构碳水化合物 干物质积累与分配
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长期复种绿肥下光合碳在水稻-土壤系统中的分配与稳定 被引量:4
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作者 刘伟民 舒业勤 +6 位作者 夏银行 向红坤 高鹏 赵紫薇 黄晶 高菊生 张振华 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期1067-1076,共10页
冬季复种绿肥是我国南方稻区传统的培肥增产模式,探究长期冬种绿肥下光合碳在水稻-土壤系统中的分配规律,对深入解析稻田土壤碳循环、充分发挥绿肥的生态功能具有重要意义。基于稻-稻-绿肥复种长期定位试验(38年),针对稻-稻-紫云英、稻-... 冬季复种绿肥是我国南方稻区传统的培肥增产模式,探究长期冬种绿肥下光合碳在水稻-土壤系统中的分配规律,对深入解析稻田土壤碳循环、充分发挥绿肥的生态功能具有重要意义。基于稻-稻-绿肥复种长期定位试验(38年),针对稻-稻-紫云英、稻-稻-油菜和稻-稻-休闲三种处理,采用^(13)C-CO_(2)脉冲标记技术,研究长期冬季复种绿肥下光合碳在早稻季分蘖期水稻-土壤系统中的分配特征。结果表明,与冬季休闲处理相比,复种紫云英和油菜处理使早稻地上部^(13)C-光合碳积累量每穴分别增加19.9 mg和80.6 mg;复种紫云英处理使早稻地下部^(13)C-光合碳积累量每穴降低2.7 mg,而复种油菜处理对早稻地下部^(13)C-光合碳积累量无显著影响。同时,冬季复种紫云英和油菜减少了早稻^(13)C-光合碳向土壤的分配,积累量每穴分别降低7.6 mg和7.8 mg;复种紫云英处理对水稻^(13)C-光合碳在土壤颗粒有机碳(POC)和矿物结合态有机碳的分配比例无显著影响,复种油菜处理促进了水稻^(13)C-光合碳向土壤POC中的分配,使^(13)C-POC的占比增加35.3%。综上,长期复种绿肥促进了水稻分蘖期光合碳在水稻-土壤系统中的积累,与冬季休闲处理相比,冬季复种绿肥使光合碳在水稻-土壤系统中积累量增加3.7%~28.0%;增加了光合碳向水稻地上部的分配,减少了其向水稻地下部及土壤中的分配比例;且复种油菜处理减弱了土壤中水稻光合碳的稳定性;从增加有机碳总量和光合碳稳定性的角度可知,复种紫云英是相对较好的一种冬季复种绿肥模式。 展开更多
关键词 稻田 绿肥 光合碳 ^(13)c脉冲标记 有机碳组分
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施钙量对不同花生荚果发育时期光合碳在植株-土壤系统分配的影响 被引量:4
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作者 邹晓霞 蔺益民 +4 位作者 赵亚飞 刘燕 刘娟 王月福 王维华 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期239-248,共10页
探究施钙对不同花生荚果发育时期光合碳在植株-土壤系统分配的影响,有利于改善钙肥管理,提升花生产量和土壤有机碳含量。本研究选用普通大花生品种‘花育22’,设置CaO 0、75、150和300 kg hm^(-2)4个施钙梯度,分别记为T0、T1、T2、T3,... 探究施钙对不同花生荚果发育时期光合碳在植株-土壤系统分配的影响,有利于改善钙肥管理,提升花生产量和土壤有机碳含量。本研究选用普通大花生品种‘花育22’,设置CaO 0、75、150和300 kg hm^(-2)4个施钙梯度,分别记为T0、T1、T2、T3,于盆栽条件下研究施钙量对花生产量和不同荚果发育时期光合碳在花生植株-土壤系统中分配的影响。结果表明,不同施钙量对花生植株总干物质积累无明显影响。适宜施钙量可显著降低花生千克果数和千克仁数,提升花生出仁率、饱果率和荚果产量,在2018年和2019年,T2处理荚果产量较T0可分别提升17.5%和25.1%。基于施钙量与花生荚果和籽仁产量的拟合分析发现,当钙肥施用量为165 kg hm^(-2)和173 kg hm^(-2)时,可分别获得最高的花生荚果和籽仁产量。适宜施钙量可明显提升鸡咀幼果期和荚果膨大期花生植株光合^(13)C的积累量,提升各荚果发育时期^(13)C在花生籽仁中的分配比例,其中,在荚果定型期和籽仁充实期,T2和T3处理下^(13)C在花生籽仁中的分配比例分别可达33.4%~37.2%和38.7%~40.0%。适宜施钙量还可提高花生植株光合^(13)C在土壤中的分配比例,最高可达52.6%(T2),但随着花生荚果发育进程的推进,此分配比例逐渐降低。综上,适宜施钙量可调控不同花生荚果发育时期光合^(13)C在植株-土壤系统的分配,显著提升花生产量和光合^(13)C在花生籽仁和土壤中的分配比例;本研究条件下,推荐适宜施钙量(CaO)为173 kg hm^(-2)。 展开更多
关键词 ^(13)c脉冲标记 光合碳 干物质积累 籽仁发育 土壤碳积累
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增温对亚热带森林土壤呼吸变化的影响 被引量:4
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作者 白皓宇 任柯颖 《园艺与种苗》 CAS 2020年第2期26-28,33,共4页
[目的]研究增温条件下亚热带森林土壤呼吸的变化。[方法]以福建省亚热带杉木林为对象,通过埋设加热电缆的方法开展亚热带模拟土壤增温试验,采用13C脉冲标记技术,高效追踪土壤气体的变化情况。[结果]在试验期间,增温后土壤总呼吸、异养... [目的]研究增温条件下亚热带森林土壤呼吸的变化。[方法]以福建省亚热带杉木林为对象,通过埋设加热电缆的方法开展亚热带模拟土壤增温试验,采用13C脉冲标记技术,高效追踪土壤气体的变化情况。[结果]在试验期间,增温后土壤总呼吸、异养呼吸的δ13C均高于对照组,δ13C先下降后上升,然后继续下降,与初始状态持平;增温后土壤总呼吸速率与异养呼吸速率变化趋势基本一致,且异养呼吸速率与其对应的δ13C的相关性大于土壤呼吸与其对应的δ13C的相关性。因而,在气候变暖条件下,增温对土壤中的微生物以及根系造成影响,导致土壤呼吸以及异养呼吸变化会有较大的浮动。[结论]该研究为进一步了解增温后亚热带森林地区土壤呼吸的变化提供了一定的参考依据。 展开更多
关键词 增温 土壤呼吸 13c脉冲标记技术 亚热带
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