中国农业科技导报

石自忠1,王明利1*,刘亚钊2

2019, 21(2): 1-8. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2018.0253

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随着逆全球化思潮和贸易保护主义盛行，探究可能的贸易摩擦对牧草产业的影响，明确牧草产业在该背景下的发展战略，具有重要现实意义。剖析了当前我国牧草产业发展的趋势，近年来，我国牧草生产体量较大，牧草消费需求不断增长，国产牧草价格有所下滑；草产品进口增速放缓，但对美国牧草依赖较大。就可能的贸易摩擦影响而言，短期内会影响国内草产品市场及奶业发展；长期来看，会成为牧草产业发展的契机，助推牧草产业快速发展；同时会加剧草产品进口市场竞争力度。建议重新定位农业生产系统，突出草业发展战略地位；扶持牧草产业快速发展，加快牧草商品化进程；关注国际草产品市场，推动进口市场多元化；建立草产品储备制度，加快推进草产品流通。

基于多视角图像的植物三维重建研究进展

周静静1,2,3,郭新宇2,3,吴升2,3,杜建军2,3,赵春江2,3*

2019, 21(2): 9-18. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2018.0391

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快速重建植株三维结构并以三维可视的方式分析研究农作物的形态结构和生长过程、进行表型测量是数字植物及作物育种研究的热点和难点。概述了植物三维重建的研究现状和主流植物三维重建技术，并对各种技术的方法原理和技术优势进行了分类和对比；重点介绍了基于多视角图像三维重建方法SFM和MVS的研究进展、技术原理以及相关软硬件系统平台；分析了近几年基于多视角图像三维重建方法在植物三维重建中的应用进展，基于多视角图像三维重建方法具有数据获取成本低、获取点云精度高、植物三维重建质量高等技术优势，同时指出了该技术方法的不足之处和未来技术发展趋势，以期为植物三维重建技术的发展、植物表型组学的研究以及低成本高通量设备的研制提供有益参考。

植物干旱胁迫响应机制研究进展

王凯悦,陈芳泉,黄五星*

2019, 21(2): 19-25. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2018.0115

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干旱是限制植物生长的重要因素，会诱导植物产生渗透失衡、膜系统损伤、呼吸与光合速率降低等不良反应，不仅妨碍植物各阶段的生长代谢，还影响农作物的高质高产。在与外部环境的互作过程中，植物会产生干旱响应，如通过根系和叶片结构、代谢物质成分的改变以及抗旱基因的表达来抵御干旱胁迫。从表型水平、生理水平和分子水平阐述了植物干旱胁迫响应的研究进展。其中，植物表型水平的干旱胁迫响应主要体现在根系和叶片的结构改变，而植物生理水平的干旱胁迫响应主要体现在光合作用、渗透调节代谢、抗氧化代谢和激素物质等方面，详细阐述了植物干旱胁迫响应的分子机制及参与其中的调节基因和功能基因，对研究中存在的问题进行了讨论，展望了植物干旱胁迫响应的研究前景。

钙依赖性蛋白激酶34在小麦籽粒淀粉合成的功能

徐梦军,高天,王鹏飞,李鸽子,康国章*

2019, 21(2): 26-33. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2018.0173

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钙依赖性蛋白激酶在调控植物发育与物质合成中发挥重要功能。为探讨一个钙依赖性蛋白激酶-TaCPK34在小麦淀粉合成中的功能，利用大麦条纹花叶病介导的基因沉默技术（barley stripe mosaic virus-virus induced gene-silencing, BSMV-VIGS）将该基因沉默，并在田间条件下测定灌浆期间沉默植株籽粒内TaCPK34基因的表达量及成熟籽粒的淀粉性状。结果表明，在花后15 d、20 d、26 d和30 d，BSMV-VIGS-TaCPK34沉默植株中TaCPK34基因表达量受到显著抑制（63.8%～97.8%）；BSMV-VIGS-TaCPK34沉默植株成熟籽粒淀粉含量、千粒重、粒长和粒宽均显著降低(降幅分别为6.0%、7.1%、4.4%和11.0%)；扫描电镜观察发现BSMV-VIGS-TaCPK34 沉默植株成熟籽粒内淀粉粒排列疏松且数量减少。这些研究结果表明TaCPK34在小麦籽粒灌浆期间对籽粒淀粉的合成有重要影响。

不同品种花生耐盐性及Na+吸收动力学特性

张冠初1,2,张智猛1*,慈敦伟1,丁红1,杨吉顺1,史晓龙1,3,田家明1,3,戴良香1*

2019, 21(2): 34-40. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2018.0041

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为了探究不同品种花生（花育20、花育25和花育36）幼苗的Na+吸收动力学特性与耐盐性的关系，采用水培试验，研究了不同盐胁迫浓度下，不同花生品种幼苗的干物质积累变化、Na+吸收动力学特性、Na+吸收速率、Na+排斥率与其耐盐性的关系。结果表明：花生对Na+的吸收可分为高亲和、低亲和2个吸收阶段。低盐胁迫下，花生的Na+亲和力常数（Km）小，选择性强，Na+排斥率平均值在85%左右；在高盐胁迫环境下为低亲和系统，Km值大，Na+最大吸收速率（Vmax）大，同时其排斥率较低。低盐胁迫下，花育20、花育25和花育36对 Na+的吸收速率较小，排斥率较高，Na+积累慢，盐害轻；高盐胁迫下，花育20的Na+吸收速率高于花育25和花育36，而Na+排斥率低于花育25和花育36。因此高盐胁迫下，较高的Na+吸收速率和较低的Na+排斥率可能是花育20耐盐性弱于花育25和花育36的主要原因。

插穗类型及直径对连翘扦插育苗的影响

卢瑞克1,高雪飞2,刘灵娣1*,温春秀1,谢晓亮1*,田伟1,贾东升1,刘铭1,欧阳艳飞1

2019, 21(2): 41-45. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2018.0552

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为提高连翘扦插成活率，保证苗木质量，研究了插穗类型（营养枝、结果枝）和插穗直径对连翘扦插生根的影响，结果表明：连翘扦插苗成活率在扦插后一个半月左右稳定，连翘结果枝的成活率明显高于营养枝。不同直径的营养枝和结果枝扦插苗成活率都表现为：细>中>粗；不同规格插穗扦插生根的不定根总数顺序为：T2（中营养枝）> T4（粗结果枝）> T1（粗营养枝）> T6（细结果枝）> T5（中结果枝）> T3（细营养枝）；不同规格插穗扦插生根的最长不定根长顺序为：T3>T5>T4>T2>T6>T1；不同规格插穗扦插生根的最长不定根粗顺序为：T6=T3>T5=T4=T2>T1，表明插穗类型对连翘育苗影响显著。

特异腐质霉来源漆酶基因的克隆及其在毕赤酵母中的表达

张丽洁1,2,徐欣欣2,田健2,初晓宇2*,朱宝成1*,伍宁丰2

2019, 21(2): 46-53. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2018.0196

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漆酶是一种含铜的多酚氧化酶，在有机农药残留和木质素的降解方面具有潜在的工业价值。从特异腐质霉Y1（Humicola insolens Y1）中分离到了漆酶基因Lac1，其全长1 803 bp，编码600个氨基酸，与NCBI蛋白数据库比对结果表明，与来源于Chaetomium globosum CBS 148.51(XP_001228806)的多酚氧化酶序列相似性最高为71%，表明是一个新的漆酶基因。将其克隆入毕赤酵母表达载体pPIC9r中，通过PCR和SDS-PAGE检测证实基因已经整合入酵母基因组中且能分泌表达。在3 L发酵罐中，重组Lac1蛋白表达量达到3.79 mg/mL发酵液，酶活性达到1.3 U/mL发酵液。酶学性质分析结果显示，漆酶的最适作用温度为65℃，最适反应pH为4.5，且在pH 6~11的范围内酶的相对活力均在70%以上。

基于多时相影像植被指数变化特征的作物遥感分类

魏鹏飞1,2,3,徐新刚2,3*,杨贵军2,3,李中元1,王建雯2,3,陈帼1,2,3

2019, 21(2): 54-61. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2018.0063

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高分一号GF1/WFV遥感影像具有较高的时间和空间分辨率，利用多时相影像开展农作物分类调查具有明显优势。以安徽省颍上县为研究区域，利用2017年5月至9月共6景多时相GF-1/WFV卫星遥感影像数据对主要农作物的分类识别提取。首先，通过分析研究区主要农作物的典型植被指数NDVI、EVI和WDRVI时序变化特征，明析了不同作物在各时相对不同VI的响应特征；其次，基于作物在不同时相的敏感VI变化响应，构建了决策树分层分类模型，成功提取了研究区玉米、水稻、大豆和甘薯四种主要作物种植空间分布情况。结果表明：总体精度达到90.9%，Kappa系数为0.895。同时，采用最大似然法、支持向量机对研究区作物进行分类，通过分类效果对比发现，最大似然法最差，支持向量机次之，决策树分类方法最佳。研究表明：利用多时相时间序列的遥感影像数据，结合作物植被指数特征，采用决策树分类方法可以有效提高作物分类的精度。

禾本科作物节单位研究进展

王勇健1,2,3,4,温维亮1,2,3,郭新宇1,2,3*

2019, 21(2): 62-70. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2018.0056

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节单位（phytomer）是禾本科作物形态结构基本组成单元，是模块化理论在禾本科作物形态结构认知上的延伸，也是禾本科作物结构与功能的研究尺度之一。基于节单位结构与功能的模块化属性，综述了禾本科作物节单位的概念及其在作物结构与功能研究中的应用。首先从节单位的概念出发，介绍了节单位概念发展过程；然后分别从结构和功能的角度对基于节单位的禾本科作物研究进展进行了总结，结构研究主要从拓扑结构、几何结构、形态建成三方面阐述，功能研究主要从光合产物分配、生育期预测和发育过程等方面进行分析；最后从节单位定义的规范性、几何结构重建、表型数据提取及显微结构等方面对基于节单位的禾本科作物结构功能研究进行了展望。

基于模糊综合评价法的农机零件关联度计算及模块划分

罗石林1,2,何苗1,李建尧1,杜豪1,路世青1,杨岩1*

2019, 21(2): 71-81. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2018.0004

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为了实现产品的快速设计和创新设计，可以对现有的产品进行模块划分，再通过模块组合，从而以有限资源组合出尽可能多种类的产品，这种设计方法叫做模块化设计，是当前的研究热点。运用合理、实用的方法对现有产品进行模块划分，从而为快速设计和创新设计做好准备工作。使用模糊综合评价法，完成了多个专家对产品零件关联度大小的综合评判，再通过不同算法实现了模块划分。观察和对比划分结果验证了评价模型及划分结果的合理性。

颗粒饲料力学特性试验研究

张楠,刘静,牛智有*,史利军,刘朝霞

2019, 21(2): 82-90. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2018.0055

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为了探究颗粒饲料力学特性，采集饲料企业生产的猪、禽和水产三大类配合饲料作为试验样品，对单颗粒饲料分别进行了轴向压缩、径向压缩和剪切试验。在三种不同的测试方式下水产配合饲料极限强度最大，禽配合饲料次之，猪配合饲料最小；随着长径比的增加，径向压缩极限抗张强度和剪切极限抗剪强度变化不大，轴向压缩极限抗压强度随着长径比的增加有减小的趋势；配合饲料的极限强度随着含水率的增加，均存在先增加后减少的趋势，极限强度存在最大值；饲料类别、测试方式和含水率对极限强度有显著影响。采用Design-expert设计响应曲面法，得到目标载荷和保压时间与含粉率之间的响应曲面关系。结果表明，颗粒配合饲料的含粉率与载荷和保压时间之间存在线性关系，目标载荷和保压时间对含粉率均有显著影响，且载荷比保压时间对含粉率的影响更显著。

棘皮动物体腔细胞的研究进展

任媛1,2,李强2*,王轶南2,李振2

2019, 21(2): 91-97. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2018.0065

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棘皮动物是在脊索动物后分布在海洋中的第二大后口动物。体腔细胞是棘皮动物机体免疫防御的重要组成部分，发挥着重要的免疫防御作用，具有吞噬包裹、氧化杀灭、创伤修复和凝集等多种防御功能。从体腔细胞类型、功能和发生来源3个方面综述了海星、海胆和海参3种主要棘皮动物的体腔细胞研究进展，以期为棘皮动物体腔细胞免疫防御机制研究提供参考。

复合酶法提取海黍子中海藻酸钠的工艺研究

李晓1,高超2,王颖1*,牟海津2,姜晓东1,刘天红2

2019, 21(2): 98-103. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2018.0198

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海黍子是北太平洋西部特有的暖温带性褐藻，主要分布在我国黄海渤海沿岸，具有较高的经济价值和生态价值，可以作为海藻酸提取的原材料。采用复合酶法（包括纤维素酶、果胶酶和木瓜蛋白酶）提取海黍子中海藻酸钠，在酶添加量、酶解温度、pH、提取时间的单因素实验基础上，通过正交实验进行优化。最佳提取工艺筛选结果为：纤维素酶添加量3%、果胶酶添加量3%、木瓜蛋白酶添加量1%、料液比1∶20，在55℃和pH 4的条件下酶解105 min，通过消化、脱色、钙析、酸化和醇沉等工艺制备海藻酸钠，提取率达到16.82%。结果为海黍子的高值化加工提供有效的技术途径。

转cry1Ie基因抗虫玉米对根际微生物群落碳代谢的影响

梁晋刚1,2,辛龙涛2,栾颖2,宋新元3,张正光2*

2019, 21(2): 104-110. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2018.0133

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转基因作物对土壤生态系统的影响日益引起人们的广泛关注。采用Biolog ECO微平板对转基因抗虫玉米IE09S034及其对应的受体玉米根际微生物群落碳代谢功能进行了比较研究。结果表明，转基因抗虫玉米IE09S034对根际微生物碳代谢功能无显著性影响，且发现年份和生育期是引起根际微生物碳代谢情况变化的主要因素。本文为转基因抗虫玉米IE09S034的环境安全性评估提供了新的依据。

水氮因子耦合对日光温室基质栽培番茄品质、产量及水氮利用率的影响

刘中良1,谷端银1,张艳艳1,焦娟1,高俊杰1*,刘世琦2,田晓飞3

2019, 21(2): 111-119. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2018.0302

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为探究日光温室基质栽培番茄适宜的水、氮管理模式，以STP-F318番茄为试材，磷、钾肥施用量固定，在生育期内设置3个滴灌水平（W1~W3分别为4 646.25 mm/hm2、3 097.50 mm/hm2、1 548.75 mm/hm2）和6个氮肥梯度（F1~F6分别为572.42 kg/hm2、542.30 kg/hm2、512.17 kg/hm2、482.04 kg/hm2、451.91 kg/hm2、0 kg/hm2），以常规农户土栽水、氮管理（7 650.00 mm/hm2、600.00 kg/hm2）为对照（CK），探讨了水肥一体化条件下水氮耦合对日光温室基质栽培番茄的光合特性、品质和产量等影响。结果表明：适宜的水氮耦合能显著提高叶片SPAD值和净光合速率，其中SPAD值以W1F4处理最大，为44.83；W1F2处理净光合速率最大，为16.69 μmol/s2·m。同时，各处理显著改善番茄果实品质，Vc含量以W1F3处理最高，为30.46 mg/100 g FW，较CK增加17.61%，与其他处理间差异显著。番茄红素含量与Vc含量变化趋势一致，为5.21~7.80 mg/100 g FW。有机酸含量较CK有降低的趋势。W3F2、W1F1和W1F3处理糖酸比分别为8.25、8.26、8.85，口感较佳。产量以W1F2处理最高,为170 985.48 kg/hm2，较CK增产27.73%。氮肥农学利用率（NAE）与水分利用率（WUE）分别以W1F4、W3F4处理为最高，为87.34%、96.64 kg/mm·hm2。综合分析认为，水氮耦合利于改善番茄品质，提高番茄产量和水氮利用率，生育期内滴灌4 646.25 mm/hm2、追施氮肥542.30 kg/hm2是基质栽培番茄较为理想的水氮管理模式。

GA3和TDZ对‘巨玫瑰’葡萄果皮涩味的影响

黄海娜,程大伟,顾红,张洋,郭西智,陈锦永*

2019, 21(2): 120-132. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2018.0210

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为研究赤霉酸（gibberellic acid，GA3）和噻苯隆（thidiazuron，TDZ）对葡萄果皮涩味的影响，以‘巨玫瑰’葡萄为试材，在果实生理落果初期和膨果初期分别用不同浓度的GA3（T1: 12.5 mg/kg GA3; T2: 25 mg/kg GA3; T3: 50 mg/kg GA3）和TDZ（T4: 1.25 mg/kg TDZ; T5: 2.5 mg/kg TDZ; T6: 5 mg/kg TDZ）及其混合液（T7: 25 mg/kg GA3+2.5 mg/kg TDZ）浸蘸果穗，定期检测葡萄果皮中涩味物质含量的变化，并通过石蜡切片观察果皮中单宁细胞的分布情况。结果表明：不同浓度GA3及混合液处理的单宁细胞分布较少，不同浓度TDZ处理的果皮中单宁细胞分布密集，且层数较多，颜色较深；果实成熟时GA3及混合液处理的果皮中可溶性单宁、不溶性单宁、单宁总量、类黄酮和总酚的含量均低于对照，花色苷含量均高于对照；而不同浓度的TDZ处理的果皮中可溶性单宁、不溶性单宁、单宁总量、类黄酮、总酚和花色苷含量均高于对照。综合评价不同处理的涩味物质总量，结果为T6＞T4＞T5＞CK＞T7＞T2＞T3＞T1。说明GA3处理降低葡萄果皮涩味的效果最好，且以12.5 mg/kg GA3处理的效果最佳，混合液处理次之，TDZ处理不利于果实涩味的降低。上述结果为利用植物生长调节剂改善鲜食葡萄果实涩味提供理论依据。

腐熟小麦秸秆对烤烟品质的影响

贾国涛§,杨欣玲§,杨永锋,王宝林*,申洪涛,王根发,刘向真,张书伟,刘超,姚倩,赵森森,牛洋洋

2019, 21(2): 133-140. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2018.0538

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为探究施用腐熟秸秆对烤烟品质的影响，以中烟100为试验材料，通过田间试验，设置不同腐熟秸杆用量0 kg/hm2 （CK）、3 750 kg/hm2（T1）、7 500 kg/hm2（T2）、11 250 kg/hm2（T3）共4个处理，研究腐熟秸秆施用对烤烟化学成分、致香物质含量、感官质量的影响。结果表明，处理T2、T3的还原糖与总糖比值比CK分别提高5.06%和4.94%，糖碱比处理T3比CK提高了23.39%，钾含量处理T2和T3相对于CK分别提高22.26%和16.12%；处理T2香气物质总量为675.20 μg/g，相对于对照提高了32.36%，各处理中性致香物质含量显著高于对照；香气质、香气量、浓度、杂气和燃烧性得分均以处理T2最高，处理T2的感官质量总得分也最高，为62.71，其次为处理T3，总得分为62.43。综合来看，施用腐熟秸杆可以提高烤烟品质，施用量为7 500 kg/hm2最佳，结果为河南浓香型特色烟叶生产提供参考依据。

盐胁迫下外源褪黑素对烟草幼苗抗氧化特性和光合特性的影响

李猛,陈栋,李秀妮,李林林,王荣浩,时向东*

2019, 21(2): 141-147. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2018.0291

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褪黑素（melatonin, MT）是一种广泛存在于高等植物体内的小分子物质，在植物的生长发育和增强抗逆性等方面都有一定的作用，为明确外源褪黑素对烟草幼苗在盐胁迫下的生理机制，以烟草品种K326作为研究对象，采用水培方式，通过施加不同浓度的外源褪黑素，分析不同处理下烟草幼苗的抗氧化特性和光合特性。结果表明：盐胁迫处理后，烟草幼苗的叶片水分含量下降，破坏了正常的生理状态和光合作用过程，通过施用不同浓度的外源褪黑素处理后，叶片含水率有所恢复，叶绿素含量上升，脯氨酸含量显著增加，过氧化物酶活性显著增加，过氧化氢和丙二醛含量显著下降，光合效率上升，并且褪黑素处理有明显的浓度效应，在100 μmol/L时效果最好，为研究褪黑素的作用机理提供一定理论依据。

堆肥化过程木质素降解和腐殖质形成的研究进展

杨朝元,刘国涛*,李伟雨,李蕾,夏璇,李世博

2019, 21(2): 148-154. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2018.0159

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好氧堆肥化作为处理有机固体废物的技术之一，可同时实现废物的无害化、减量化和资源化。堆肥原料中含量丰富且结构复杂的木质素是限制快速腐殖化速率的重要因素，堆肥化过程中形成的稳定腐殖质是良好的土壤修复剂和调理剂。强化木质素的降解，同时促进腐殖质的快速形成是提高堆肥效率和堆肥质量的关键。综述了微生物、预处理方法和添加剂对木质素降解的影响，总结了堆肥腐殖质的特征与形成过程、腐殖质的应用研究、以及腐殖质形成与木质素降解的关系。提出应从以下几个方面开展研究：①木质素酶催化机理、降解酶基因结构和表达调控机理；②木质纤维素的高效、低耗破壁预处理技术；③堆肥腐殖质的结构特征及其对土壤营养调控的作用机理。为有机物的快速腐殖化及堆肥腐殖质的资源化利用提供参考和依据。

贮存温度和时间对风干土壤钾素测定值的影响

朱丹丹,张江林,占丽平,丛日环,张文君,李小坤*

2019, 21(2): 155-162. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2018.0076

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为正确评估土壤钾素测定值的时效性，采用培养试验研究了4种贮存温度条件（室温、4℃低温、25℃恒温、60℃干燥）下，3种不同类型风干土壤样品钾素测定值随贮存时间的动态变化。结果表明：不同形态钾素测定值受贮存温度和时间的影响显著。不同贮存温度条件下，随贮存时间延长水溶性钾的测定值相对培养前的测定值（初始值）变幅不一致，在室温培养条件下变幅较小，4℃低温培养和60℃干燥培养条件下变幅较大；交换性钾测定值在60℃干燥培养条件下相对初始值的变幅较大，在室温和25℃恒温培养条件下变幅较小；非交换性钾的测定值在4℃低温培养条件下变幅较小，在室温、25℃恒温和60℃干燥培养条件下相对初始值的变化均较大。不同形态钾素间的转化受贮存温度和时间的影响显著，4℃低温条件下长期贮存的土壤样品中水溶性钾、交换性钾的测定值均增加；室温和25℃恒温条件下长期贮存的土壤样品中水溶性钾与交换性钾之间存在动态平衡；长期贮存在60℃干燥培养下的土壤样品，随贮存时间的延长有少量非交换性钾转化为交换性钾。可见，贮存温度和时间对风干土壤钾素测定值影响较大，其测定值具有时效性。

乌兰布和沙漠东北部近地层沙尘水平通量和降尘量变化特征分析

罗凤敏,高君亮,刘芳,李新乐,黄雅茹,葛根巴图,段瑞兵,辛智鸣*

2019, 21(2): 163-169. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2018.0195

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研究沙尘随高度的变化特征对揭示沙尘物质在近地层分布特征具有重要意义。通过收集乌兰布和沙漠东北部近地层50 m沙尘水平通量和降尘量数据，研究了该区域防护林对沙尘水平和垂直通量变化特征的影响。结果表明：①沙尘水平通量及降尘量均随高度的增加而减小，防护林内二者与高度的关系符合幂函数，防护林外二者与高度的关系符合指数函数；②沙尘水平通量与降尘量之间为正相关关系，二者可用线性函数表示；③沙尘水平通量和降尘量均与风速呈现线性关系。

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