作为一种土壤改良材料,保水剂能够有效提高土壤的保水能力,改善干旱和恶劣环境下的植物生长环境,已广泛应用于农业和生态恢复领域。该研究聚焦于不同温度和冷冻条件下保水剂的吸持水性能变化,探究不同温度、冷冻方法、成分、粒径对保水剂吸持水性能的影响,通过单因素、多因素方差分析和熵权逼近理想点排序法(technique for order preference by similarity to ideal solution, TOPSIS)法,对10种保水剂的吸持水性能进行分析和研究。结果表明:1)这10种保水剂在吸水倍率方面呈现出极大的差异,为167.99~527.5 g/g,这与保水剂的主要成分密切相关,主要成分为高分子聚合物的保水剂吸水倍率较高,保水剂的主要成分对其保水性能也有显著的影响,多数复合型的保水剂在保水性能上较优;2)保水剂的吸水速率受粒径的影响较大,呈现出随粒径的增大而下降的趋势,低温会限制保水剂的吸水速率,同时,显著影响保水剂的保水性能,保水率随环境温度的上升,呈现增加趋势;3)多因素方差分析表明,保水剂的粒径对反复吸水倍率的衰减率和冷冻/冻融后的吸水倍率具有极显著影响(P <0.001),而冷冻/冻融过程同样会显著影响保水剂的吸水倍率和保水率(P <0.001)。4)通过熵权TOPSIS法分析可知,不同保水剂,在吸水、保水和耐寒性能上表现不一,以聚丙烯酸钾为主要成分的保水剂,其综合性能排序相对靠前。研究可为保水剂的应用和新型保水剂的开发提供理论依据和参考。
种子性状对植物种群繁殖更新具有重要影响,了解黑沙蒿(Artemisiaordosica)种子性状对氮沉降及降水变化的响应,可为预测未来气候变化背景下荒漠植物群落演替方向提供理论基础。该研究以宁夏毛乌素沙地连续8年(2015–2022)的野外氮、水控制实验(自然降雨、增水20%、增水40%和0、20、60 kg N·hm^(–2)·a^(–1)全因子交互)平台为依托,测定了氮、水添加对黑沙蒿种子形态、生理和化学性状的影响;采用培养皿萌发实验并通过观测萌发种子数量计算各萌发指标,探究了各处理种子在两种培养温度下(25℃/15℃、20℃/10℃)的萌发特性。结果表明:(1)氮、水添加及其交互作用均显著改变了黑沙蒿种子质量、长度、宽度、曲率、体积、形状系数等形态性状,增水使种子变小,氮添加使种子变大,增水20%削弱了氮添加对种子变大的作用,增水40%时,氮添加使种子变小;(2)常温(25℃/15℃)下种子萌发率总体高于低温(20℃/10℃),低温下,种子萌发性状受亲本氮、水添加影响更大,且仅增水20%、40%处理下,种子萌发率更高;(3)氮、水添加处理下,种子长、宽、质量等形态大小性状调节扩散和幼苗建立功能,种子形状系数、2 h吸水率、萌发率和萌发速率共同调节种子萌发时间,单独增水或氮添加使黑沙蒿种子只倾向于单一功能(扩散建立或萌发)的变异,而同时增水与氮添加使黑沙蒿种子两类功能均发生变异。研究结果表明,黑沙蒿种群繁殖更新策略在全球气候变化中有较大的可塑性,可通过种子性状变异改变在氮沉降及降雨增多情形下的种子扩散建立与萌发功能策略。
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