低O2高CO2贮藏环境对马铃薯块茎淀粉-糖代谢的影响

为明确低O₂高CO₂贮藏环境对马铃薯块茎淀粉-糖代谢的影响,本试验以大西洋马铃薯为试验材料,研究体积分数为5%O₂+2%CO₂(CA1)、5%O₂+4%CO₂(CA2)、5%O₂+6%CO₂(CA3)、5%O₂+8%CO₂(CA4)及5%O₂+10%CO₂(CA5)的气体环境对马铃薯在4℃贮藏期间块茎中糖类、淀粉及淀粉-糖代谢相关酶[腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(UGPase)、淀粉磷酸化酶(SP)及转化酶(INV)]活性的影响,并对块茎中还原糖含量的变化与淀粉-糖代谢相关因子进行相关性分析。结果表明,适宜的低O₂高CO₂贮藏环境可有效抑制淀粉含量、AGPase活性、UGPase活性的下降,并且能够抑制还原糖、蔗糖、果糖、葡萄糖含量及SP、INV活性的上升,CA1环境贮藏的马铃薯块茎在整个贮藏期间淀粉含量显著高于CK(P<0.05),还原糖、蔗糖、果糖及葡萄糖含量显著低于CK(P<0.05),AGPase、UGPase活性显著高于CK(P<0.05),而SP、INV活性均显著低于CK(P<0.05);相关性分析结果表明,还原糖含量与淀粉含量、AGPase活性、UGPase活性呈极显著负相关(P<0.01),与葡萄糖含量、果糖含量、SP活性及INV活性呈极显著正相关(P<0.01)。综上,马铃薯在CA1(5%O₂+2%CO₂)环境下贮藏可有效延缓块茎低温贮藏期间“糖化”现象的出现,AGPase、UGPase、SP、INV在贮藏过程中起到了一定的调控作用。本研究结果为加工型马铃薯的安全贮藏及明确“低温糖化”机理提供了理论依据。     

高温胁迫下硒硫互作调控西兰花芽苗生理及萝卜硫素代谢研究

为探讨高温胁迫下硒硫互作对西兰花芽苗生理及萝卜硫素代谢的影响,以西兰花籽粒为试验材料,经单独喷施硫酸锌(ZnSO₄)、亚硒酸钠(Na₂SeO₃)、二者联合喷施、以及结合高温胁迫下喷施处理,分析发芽期间西兰花芽苗主要生理生化指标并利用荧光定量PCR技术分析萝卜硫素代谢关键酶基因表达的变化。结果表明,单独施用Na₂SeO₃可显著增加芽长和芽苗单株鲜重(P<0.05),有效缓解高温及ZnSO₄对西兰花芽苗生长发育的抑制作用;发芽期间,相较单独喷施ZnSO₄处理,西兰花芽苗经高温后联合喷施ZnSO₄及Na₂SeO₃处理,其硒元素含量、总抗氧化能力、硫代葡萄糖苷含量、黑介子酶活性、异硫氰酸酯含量、萝卜硫素含量均显著提高(P<0.05),其中萝卜硫素含量相较单独喷施ZnSO₄处理增加了39%。高温联合ZnSO₄及Na₂SeO₃处理4 d的芽苗中MYB28、UGT74B1及ST5b基因表达量均较对照显著上调,而BoHMT1显著下调(P<0.05)。综上所述,西兰花芽苗经高温联合硒硫处理是富集萝卜硫素的有效方式,该研究结果为生产富含萝卜硫素的功能性芽苗菜提供了理论依据和技术支撑。     

羟自由基氧化对牦牛肉肌原纤维蛋白生化特性的影响

为探究羟自由基(·OH)氧化处理对宰后牦牛肉成熟过程中肌原纤维蛋白氧化特性的影响,以经不同浓度(0、0.5、1、5、10、20 mmol·L^-1)羟自由基氧化体系氧化不同时间(0、0.5、1、12、24、48 h)的牦牛肉为研究对象,以未经处理的牦牛肉为空白对照,测定不同浓度不同氧化时间下肉样肌原纤维蛋白的羰基含量、巯基含量、二硫键含量、表面疏水性、Ca/K-ATPase活性等指标的变化规律。结果表明,随着H₂O₂浓度的增加及氧化时间的延长,不同处理组间牦牛肉肌原纤维蛋白均表现出不同程度的氧化水平,其中羰基含量、二硫键含量和Ca-ATPase活性均呈显著增加趋势(P<0.01),而表面疏水性呈先上升后下降的趋势,巯基含量和K-ATPase活性则显著降低(P<0.01)。H₂O₂浓度增加至20 mmol·L^-1时,与空白对照组相比,羟自由基处理组羰基含量升高46.03%,而巯基含量下降79.79%。综上,羟自由基促使宰后牦牛肉成熟过程中肌原纤维蛋白发生了显著氧化,增加了蛋白的氧化程度。本研究结果为牦牛肉生产加工过程中蛋白氧化控制提供了一定的参考。     

脉冲强光处理对菜籽油储藏稳定性的影响

为探索脉冲强光(IPL)处理对富含油脂食品的影响,采用化学滴定和分光光度法研究了IPL处理对菜籽油储藏稳定性及其酚类物质的影响。结果表明,在试验储藏期内IPL处理5 次和15 次的菜籽油储藏稳定性与对照组相比显著降低(P<0.05),但IPL处理25 次的菜籽油储藏稳定性显著优于对照组(P<0.05)。同时,油脂氧化与酚类物质含量的相关性研究表明,在试验储藏期内IPL处理对菜籽油储藏稳定性的影响与酚类物质含量呈良好的相关性(r²>0.89),可推知IPL处理25 次使菜籽油中酚类化合物的稳定性增加,从而使得油脂储藏稳定性增加。本研究结果为IPL技术在富含油脂食品中的应用提供了一定的理论依据。     

不同粮仓中稻谷优势霉菌的鉴定及差异性分析

为了研究稻谷中优势霉菌的种类、数量以及变化趋势,本试验以湖南省3个不同地区稻谷为研究对象,通过初步判断各粮仓优势霉菌,结合分子生物学方法对其ITS 序列进行分析,并对稻谷霉菌进行带菌量测定。结果表明,3个粮仓中,金牛仓稻谷中优势菌株分别为根霉、米曲霉、毛霉、黑曲霉、烟曲霉、黄曲霉、白曲霉、桔青霉;金山仓稻谷中优势菌株分别为根霉、米曲霉、毛霉、黑曲霉、黄曲霉、白曲霉、桔青霉;银光仓稻谷中优势菌株分别为根霉、米曲霉、毛霉、黑曲霉、黄曲霉。3个粮仓中根霉数量分布均表现为上层>下层>中层,米曲霉为中层>上层>下层,毛霉、黑曲霉、黄曲霉的分布为上层>中层>下层,同一霉菌在同一粮仓不同粮层间数量存在显著差异(P<0.05);随着储藏时间的延长,米曲霉、黑曲霉、黄曲霉数量逐渐减少,根霉、毛霉数量增加,同一霉菌在不同储藏时间霉菌数量存在差异显著(P<0.05)。本研究结果为稻谷安全储藏与霉菌防控提供了一定的理论依据。     

岩藻黄质对人红白血病HEL细胞的凋亡作用及其机制

为探讨岩藻黄质对人红白血病HEL细胞株增殖抑制作用及其诱导凋亡机制,以岩藻黄质处理人红白血病细胞(HEL细胞),采用四甲基偶氮唑蓝(MTT)法检测细胞增殖,流式细胞仪检测细胞凋亡率,分析细胞周期,测定细胞线粒体膜电位,并应用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)和Western blot法检测凋亡相关基因及蛋白表达的变化。结果表明,岩藻黄质呈剂量依赖性抑制HEL细胞增殖(P<0.01)。流式细胞术检测显示,岩藻黄质作用24 h后,HEL细胞早期和晚期凋亡的比率极显著增高(P<0.01),G₀/G₁细胞比例增多,S期和G₂/M期细胞比例减少,线粒体膜电位降低;岩藻黄质通过上调促凋亡基因和下调抑凋亡基因的表达引起细胞的凋亡,Bcl-xL蛋白的表达变化不显著(P >0.05),Bcl-2蛋白的表达下调,Caspase-3和Bax蛋白的表达极显著上调(P<0.01)。由此可见,岩藻黄质能诱导HEL细胞凋亡,这为新型抗白血病功能食品的开发及白血病的治疗提供了理论依据。     

秋葵微粉对小鼠肠道内环境的影响

为研究不同剂量秋葵微粉对小鼠肠道内环境的影响,将小鼠随机分为4组,即对照组、高剂量组(1 800 mg·kg^-1·d^-1)、中剂量组(900 mg·kg^-1d^-1)以及低剂量组(450 mg·kg^-1d^-1),灌胃6周后,检测其粪便、结肠、盲肠相关的肠道指标。结果表明,与对照组相比,各剂量组小鼠粪便含水量均增加,且高剂量组粪便含水量显著高于对照组(P<0.05);各剂量组粪便pH值均极显著降低(P<0.01);各剂量组盲肠内容物 pH 值和结肠内容物pH值均降低。各剂量组盲肠内容物菌群OTU数量均极显著高于对照组(P<0.01),中剂量组Chaol值显著高于对照组(P<0.05);各剂量组结肠内容物菌群的OTU数量较对照组均有增加,中剂量组和低剂量组Chaol值极显著(P<0.01)和显著(P<0.05)高于对照组。各剂量组盲肠、结肠内容物中短链胎肪酸(SCFA)含量均较对照组增加。秋葵微粉可以提高小鼠肠道中的益生菌比例,降低有害菌比例,促进肠道乙酸、丙酸和丁酸等SCFA含量明显升高。本研究结果为秋葵微粉用于改善动物肠道健康提供了理论依据。     

增氧灌溉对氧气扩散速率和冬小麦养分利用的改善研究

为研究土壤氧气扩散速率(ODR)和作物养分利用对不同增氧灌溉方式的响应,以地下滴灌为供水方式,设置循环曝气(VAI)、H₂O₂(HP30、HP3K)和常规水对照(CK)4种灌溉处理,通过盆栽冬小麦试验,系统分析ODR、作物产量和养分利用规律。结果表明,VAI和HP30处理后48 h内20 cm土层深度的ODR较CK均有明显改善,拔节期、抽穗期和灌浆期经VAI处理后的ODR分别提高60.45%、73.77%和87.88%(P<0.05),拔节和抽穗期经HP30处理的ODR分别提高21.37和23.61%(P<0.05)。VAI和HP30处理后的产量、水分利用效率分别较CK显著提高了36.27%、38.98%和23.37%、21.47%。增氧灌溉促进了作物养分的利用,与CK相比,VAI冬小麦的N、P、K吸收总量分别提高了53.23%、107.41%和72.94%(P<0.05),HP3K冬小麦的P、K吸收总量提高了39.51%、56.19%(P<0.05),HP30冬小麦的N、P吸收总量提高了50.32%、29.63%(P<0.05);VAI和HP30冬小麦N的养分吸收效率较CK提高了43.64%和34.55%(P<0.05),VAI和HP3K籽粒的N素分配率较CK增加了8.33%和6.94%(P<0.05)。相关性分析表明,ODR与冬小麦的N、P吸收总量呈显著正相关;VAI和HP30籽粒的N吸收量和产量呈显著正相关。综上,增氧灌溉改善了ODR,提高了作物的产量和水分利用效率,促进了作物对养分的吸收利用,VAI效果最为显著。本研究结果为增氧灌溉技术提供了理论依据和技术支撑。     

壳寡糖锌配合物对氧化衰老模型小鼠的抗氧化作用

为探讨壳寡糖-锌配合物(COS-Zn²⁺)对氧化衰老模型小鼠的抗氧化作用,在体外条件下测定COS-Zn²⁺对O2·-、DPPH自由基的清除能力和Fe³⁺的还原能力,并通过D-半乳糖注射法制备氧化衰老小鼠模型,进而评价COS、ZnSO₄、COS+ZnSO₄及COS-Zn²⁺配合物对模型小鼠血清及各组织中丙二醛(MDA)含量、总抗氧化能力(T-AOC)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)和过氧化氢酶(CAT)活性的影响。结果表明,COS-Zn²⁺对O2·-清除作用显著优于COS、ZnSO₄及二者混合物组(P<0.05);当COS-Zn²⁺浓度为10 mg·mL^-1时,其对DPPH自由基清除能力显著优于其他试验组(P<0.05);COS-Zn²⁺分子中由于-NH₂、-OH等活性基团结合了Zn²⁺,故表现出相对较弱的Fe³⁺还原能力。动物模型试验结果显示,与正常组相比,模型组小鼠体重及脏器指数均发生了显著性变化(P<0.05),COS-Zn²⁺给药对小鼠体重增加和脏器指数恢复具有一定的帮助作用,且有效降低了模型小鼠体内MDA含量,显著提高了其机体血清、肾脏和肝脏中的SOD、GSH-Px、CAT活性和T-AOC能力,尤其对血清中相关保护酶活性的改善作用显著优于COS、ZnSO₄及COS+ZnSO₄组(P<0.05)。COS-Zn²⁺表现出较好的体外抗氧化活性,同时能显著增强小鼠对氧化损伤的拮抗能力。综上,COS-Zn²⁺配合物具有较好的抗衰老及增强机体免疫功能作用。本研究结果为海洋壳寡糖及其金属修饰物的活性开发及功能应用提供了一定的理论基础与技术参考。     

大肠杆菌对藏羊子宫内膜上皮细胞相关炎性因子表达的影响

为了探究大肠杆菌(Escherichia coli)对藏羊子宫内膜上皮细胞(EECs)相关炎性因子表达的影响,本研究采用组织块贴壁法和酶消化法培养藏羊EECs;用不同感染复数(MOI)进行E. coli感染试验,通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)及酶联免疫(ELISA)技术,分析白细胞介素1β(IL-1β)、白细胞介素6(IL-6)、白细胞介素8(IL-8)和肿瘤坏死因子α(TNF-α)等炎性因子的RNA和蛋白表达水平。结果表明,培养液中加入50 ng·mL^-1表皮生长因子(EGF)能成功培养出藏羊EECs,纯度达到98%以上;E. coli感染试验中,当MOI为1:1时,IL-1β、IL-6和IL-8基因和蛋白的表达量与对照组相比差异不显著,而TNF-α表达量显著升高(P<0.05);当MOI为20:1时,IL-8基因和蛋白的表达量显著升高(P<0.05);当MOI为50:1时,IL-1β、IL-6基因和蛋白的表达量显著升高(P<0.05),而TNF-α表达量与对照组差异不显著(P>0.05)。结果表明,酶消化法可成功培养藏羊EECs;不同MOI E.coli感染后,藏羊EECs中IL-1β、IL-6、IL-8和TNF-α等炎性因子的表达量较对照组均显著升高(P<0.05),它们可作为识别子宫内膜炎病理变化程度的指标。本研究结果为预防子宫内膜炎、提高藏羊的生产性能以及生态养殖提供了理论依据。     

施氮方式与添加脲酶/硝化抑制剂对稻季NH3挥发和N2O排放的影响

【目的】分析施肥方式及添加脲酶/硝化抑制剂对稻田NH₃挥发和N₂O排放的影响,基于稻田NH₃和N₂O减排的效果评价优化施肥措施的可行性。【方法】在太湖地区开展为期两年的稻季田间小区试验,供试脲酶抑制剂为N-丁基硫代磷酰三胺(NBPT),硝化抑制剂为对羟基苯丙酸甲酯(MHPP),用量为施氮量的1%。设置6个处理：1)不施氮肥对照(CK);2)表施尿素N 300 kg/hm² (当地常规施肥,CN);3)表施尿素N 225 kg/hm²(RNB);4)尿素N 225 kg/hm²,50%表施,50%深施(RND);5)表施尿素N 225 kg/hm²+NBPT+MHPP(RNB+DI);6)尿素N 225 kg/hm²+NBPT+MHPP,50%表施,50%深施(RND+DI)。每次施肥后两周内,用密闭式抽气法监测稻田NH₃挥发,在水稻生育期内用静态箱—气相色谱法监测稻田N...     

外源一氧化氮协同1-甲基环丙烯处理对水蜜桃常温贮藏品质及活性氧代谢的影响研究

为探讨外源一氧化氮(NO)协同1-甲基环丙烯(1-MCP)处理对水蜜桃常温贮藏品质、活性氧代谢及其对货架期的影响,本研究以湖景蜜露水蜜桃为试材,采用0.5 μL·L-1 1-MCP、25 μmol·L-1硝普钠水溶液浸泡(NO)、1-MCP协同NO(NO+1-MCP)共3种处理方式,将其置于28±2℃室温中贮藏7 d....     

Limited inhibition of nitrous oxide reduction in soil in the presence of acetylene

Anaerobic flasks with two different soils contained microorganisms which effectively reduced NO₃⁻ to N₂ in the absence of C₂H₂ and in the presence or absence of CO₂. In the presence of C₂H₂, the microorganisms reduced NO₃⁻ to N₂O and the further reduction of N₂O to N₂ was temporarily inhibited. This was shown for two partial pressures of C₂H₂ (0.1 kPa and 1.0 kPa). However. after a maximum of 168 h, microorganisms were able to reduce N₂O to N₂ in the presence of C₂H₂. This was shown in the presence of CO₂ for both partial pressures of C₂H₂ and in the absence of CO₂ for 1.0 kPa C₂H₂. The absence of CO₂ delayed the complete reduction of N₂O. Microorganisms which had reduced N₂O in the presence of C₂H₂ retained this ability for at least 3 days after the original atmosphere containing C₂H₂ had been removed.     

氮肥运筹方式及催芽氮肥用量对再生稻产量及品质的影响

  【目的】  催芽肥和促苗肥的合理施用是保障再生稻高产优质的重要途径,明确再生稻氮肥运筹方式及催芽氮肥适宜用量,对提高再生稻产量和氮肥利用率、优化再生稻米品质具有重要意义。  【方法】  本研究采用多年田间试验,以深两优5814为材料,设置5个再生季氮肥 (N)处理:不施氮肥 (N_0-0);催芽肥60 kg/hm2 (N_60-0)、促苗肥60 kg/hm2 (N_0-60)、催芽肥和促苗肥各60 kg/hm2 (N_60-60)、催芽肥和促苗肥分别为120、60 kg/hm2 (N_120-60)。  【结果】  3年试验产量存在较大差异,但同一年份的再生稻施氮处理均显示了显著的增产效果,N_60-0、N_0-60和N_60-60处理分别较N_0-0平均增产35.8%、40.9%和67.4%。催芽肥和促苗肥配施通过提高有效穗数和每穗粒数进一步提高再生稻产量。随催芽氮肥用量的增加,产量呈先升高后平台的趋势。适宜的催芽氮肥用量和促苗肥配施促进了再生芽的萌发、形成和生长发育,显著增加了倒2节和倒3节 (尤其是倒3节)的有效穗数和每穗粒数。养分吸收积累研究结果显示,随着氮肥用量的增加,再生稻地上部氮素积累量显著提高。与N_0-0处理相比,N_60-0、N_0-60、N_60-60和N_120-60处理氮素积累量分别平均增加51.31%、57.70%、91.33%和124.53%,但氮肥利用率则呈下降的趋势。品质分析结果显示,随着氮肥用量的增加,再生稻米的加工品质、外观品质、直链淀粉含量先提升后下降,蛋白质含量则呈逐渐增加的趋势。催芽肥和促苗肥配施且用量适宜 (N_60-60)时,再生稻米的加工品质、外观品质等较其他处理为最优。与N_0-0处理相比,N_60-60处理的糙米率、精米率和整精米率分别增加2.7%、1.3%和6.7%;垩白度和垩白粒率分别降低13.8%和22.6%。而催芽氮肥用量进一步增加 (N_120-60)时,稻米的加工品质和外观品质又有所下降,以其整精米率下降、垩白粒率增加最为显著。  【结论】  本试验条件下,施用催芽肥和促苗肥各60 kg/hm2与不施氮相比显著提高了再生稻产量和稻米品质,其氮肥利用率较高。     

增磷减氮配合保水剂可提高多年生西北羊茅种子产量

【目的】西北地区干旱少雨,保持土壤水分对植物的生长十分必要。本文研究了保水剂、氮肥与磷肥对多年生牧草西北羊茅种子产量及其性状的影响,为西北羊茅合理施用肥料和保水剂提供理论依据。【方法】试验在青海省海北州多年生牧草种质资源圃进行,供试材料为建植三年的西北羊茅。试验采用三因素完全随机区组设计,包括2个保水剂用量 (0 和30 kg/hm2,表示为PM₀、PM₃₀);2个施氮量 (N 0和60 kg/hm2,表示为N₀、N₆₀);4个施磷量 (P 0、60、75 和90 kg/hm2,表示为P₀、P₆₀、P₇₅和P₉₀),共16个处理。测定了种子产量及产量性状 (单序籽粒数、单序籽粒重、千粒重、生殖枝数和单位面积籽粒数等)。【结果】1) 单独添加保水剂对西北羊茅种子产量无明显影响,但与氮肥、氮磷肥互作显著影响种子产量。不论单独施用还是与磷肥和保水剂配合,施氮处理西北羊茅种子的产量降低16%～48%。施磷显著增加西北羊茅种子产量,提高幅度28%～49%。N₀PM₃₀P₉₀组合处理种子产量最高,达560 kg/hm2,N₆₀PM₀P₀组合最低,仅260 kg/hm2。P₇₅与P₉₀处理种子产量差异不显著,但均显著高于P₆₀和P₀处理。2) 保水剂主要增加了单序籽粒重,最大增幅达29%。N₆₀处理羊茅单序籽粒数、单序籽粒重、千粒重、生殖枝数降低幅度为12%～18%,单位面积籽粒数最大降幅为50%。氮肥与保水剂互作降低生殖枝数和单位面积籽粒数的幅度分别为24%和34%。随施磷量增加,单序籽粒重增加幅度最大,其次为单序籽粒数和单位面积籽粒数;各产量性状均在施磷量75～90 kg/hm2时有较大值。3) 与种子产量的相关系数分别为单位面积籽粒数 (0.847)、生殖枝数 (0.822) 和单序籽粒重 (0.767)。通径分析结果表明生殖枝数 (0.637) 和单序籽粒重 (0.518) 两个性状的直接作用最大。4) 磷肥偏生产力随施磷量增加显著降低,而磷肥农学效率差异不显著;N₆₀显著降低磷肥偏生产力和农学效率。【结论】多年生西北羊茅种子产量受氮、磷影响较大,受保水剂的影响相对较小。施氮会降低单位面积籽粒数,进而显著降低种子产量。施磷可以显著增加生殖枝数和单序籽粒重,提高种子产量。因此,在供试区域,羊茅草种子生产不建议施用氮肥或单独施用保水剂,推荐保水剂30 kg/hm2与磷肥75 kg/hm2配施以提高种子产量和磷肥效益。     

Methane and nitrous oxide fluxes in an acid Oxisol in western Puerto Rico: effects of tillage, liming and fertilization

Changes in land use and management of tropical systems are considered to be major factors in the recent upsurge in increases in atmospheric nitrous oxide (N₂O) and methane (CH₄). Studies were initiated in western Puerto Rico grasslands to determine the effect of plowing, or liming and fertilizing an acid Oxisol on the soil–atmosphere exchanges of N₂O and CH₄. Weekly field flux measurements and field manipulation and laboratory studies were conducted over 22 months during 1993–1995. We found that N₂O emissions from an Oxisol acidified to pH 4 were generally lower than from pH 6 Oxisol soils that were used as reference controls. Plowing the grasslands did not change mean N₂O emission rates from either pH soil. Liming the acidified Oxisol to pH 6 tended to increase N₂O emissions to the rates from the undisturbed grassland. Fertilizing the acidified grassland increased N₂O emissions but much less than when these soils were both limed and fertilized. Short-term field studies employing nitrification inhibitors in which we measured nitric oxide (NO) and N₂O emissions, demonstrated that nitrification rates generally control N₂O emissions; thus these were lower in unlimed soil. It is likely that NO was produced through the chemical decomposition of nitrite, which in turn, was a product of biological nitrification. Soil consumption of atmospheric CH₄ in the acidified Oxisol was about one-fourth of that in the pH 6 reference soil. Liming did not restore CH₄ consumption in the acid soil to rates comparable to those in the reference Oxisol. We conducted a laboratory induction study to determine if incubation of these limed or unlimed acidified soils with high concentrations of CH₄ could induce methanotrophic activity. Comparable uptake rates to the control soils were not induced by these incubations. These studies illustrate that management of soil can considerably affect the soil–atmosphere exchange of such trace gases as N₂O and CH₄ which can affect global atmospheric properties.     

长期不同施肥下褐土养分及酶活性的生态化学计量特征

  【目的】  研究长期不同施肥条件下褐土养分含量和与土壤有机质水解、碳氮磷有效性相关的酶活性及其化学计量变化特征,以深刻认识农田土壤元素循环的生物地球化学特征。  【方法】  依托1992年开始的山西寿阳旱地农田生态系统野外长期定位试验,选取其中不施肥对照(CK),4个单施无机肥处理(N₁P₁、N₂P₂、N₃P₃、N₄P₄),3个无机肥和有机肥配施处理 (N₂P₁M₁、N₃P₂M₃、N₄P₂M₂) 和1个单施有机肥处理 (M₆) 进行研究。于1992、2001、2006和2016年,分析了表层土壤 (0—20 cm) 中有机碳(C)、全氮(TN)、全磷(TP)、有效氮 (AN) 和有效磷 (AP) 含量及与碳氮磷循环相关的β-1,4-葡萄糖苷酶 (β-1,4-glucosidase, BG)、β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(β-1,4-N-acetylglucosidase, NAG)和碱性磷酸酶(alkaline phosphatase, ALP)活性。计算土壤养分之间和酶之间的化学计量比 (C∶TN、C∶TP、TN∶TP和lnBG/lnNAG、lnBG/lnALP、lnNAG/lnALP)。计算酶向量角度 (vector angle) 和向量长度(vector length)。以向量角>45°或者<45°的多少来评价微生物受磷、氮限制的程度,向量角>45°越多表示微生物受磷限制越强,向量角<45°越多表示微生物受氮限制越强。以向量长度评价微生物受碳限制的程度,向量长度越长表示微生物受碳限制越强。  【结果】  1) 除N₄P₄处理土壤C : TN显著高于M₆处理外,其他化肥和有机肥处理之间C : TN和C : TP不存在显著差异,而土壤TN : TP在各施肥处理下显著低于M₆处理 (P<0.05)。与CK相比,M₆处理C∶TN显著降低了30.2% ,TN∶TP显著升高了41.0%;N₄P₄处理C∶TP显著降低了23.3%,TN∶TP降低了17.6% (P>0.05)。土壤C∶AN平均为2.11～2.29,处理之间无显著差异;土壤C∶AP和AN∶AP随化肥和有机肥投入量增加而降低,4个有机肥处理的土壤C∶AP和AN∶AP降幅大于4个化肥处理。2)长期N₂P₂、N₃P₃和N₄P₄处理下,土壤lnBG/lnNAG、酶向量角度和酶向量长度略高于各有机肥处理(P>0.05),而lnNAG/lnALP略低于各有机肥处理(P>0.05);与1992年 (试验开始年)相比,施肥处理后土壤lnBG/lnNAG均升高,lnNAG/lnALP均降低,向量角整体>45°,向量长度增加了11.1%～52.4%。3)相关性分析表明, AN与BG、NAG、ALP活性、lnBG/lnNAG及lnNAG/lnALP之间存在显著相关性;土壤C∶TN、C∶AN与酶活性lnBG/lnNAG、土壤TN∶TP与lnNAG/lnALP之间存在显著正相关,lnBG/lnALP与任何环境因子间都不存显著相关性。  【结论】  长期单施化肥易增加作物对有机碳的消耗和土壤稳定态磷素固持,微生物面临的碳、磷限制加剧;有机肥带入土壤的有机氮,加速了有机质分解,显著提高了土壤有效磷含量,有效缓解资源限制,促进褐土元素周转。综上,长期施肥显著改变了褐土元素化学计量特征,引起酶化学计量非稳态变化,土壤酶活性表现出强烈的资源依赖性。     

Effects of disturbance and glucose addition on nitrous oxide and carbon dioxide emissions from a paddy soil

The effects of disturbance and glucose addition on N₂O and CO₂ emissions from a paddy soil at 45% WFPS (water-filled pore space) and at 25 °C were determined. During a 45-day incubation, disturbances with and without glucose addition were imposed 0, 1, 3, and 5 times. The total amount of glucose added to soil with 1, 3, and 5 disturbances was equal (0.6% of oven-dry soil basis). Strong nitrification occurred in the paddy soil during the incubation. Disturbance alone did not influence N₂O and CO₂ emissions significantly, but disturbance with glucose addition did (P < 0.01). A flush of N₂O as well as CO₂ was always observed following disturbance with glucose addition. The discrepancy in N₂O emission between disturbance alone and disturbance with glucose addition was ascribed to the different magnitude of denitrification and/or heterotrophic nitrification. Greater cumulative emission of N₂O was observed in the treatment of three disturbance times with glucose addition (4.3 mg N kg⁻¹ soil), compared with five disturbances with glucose addition (2.5 mg N kg⁻¹ soil) and one disturbance with glucose addition (2.5 mg N kg⁻¹ soil). Cumulative CO₂ emission was significant larger in one and three disturbances with glucose addition than that five disturbance with glucose addition. Supplies of available organic C appear to be a critical factor controlling denitrification and/or heterotrophic nitrification processes and N₂O emission under relatively low moisture conditions, i.e. 45% WFPS.     

基于川麦冬活性成分高和重金属含量低的有机无机肥最佳配施方案

  【目的】  明确川麦冬[Ophiopogon japonicus (Linn. f.) Ker-Gawl]生产中氮 (N)、磷 (P)、钾 (K) 和生物有机肥 (BF) 最佳配施量，为大田川麦冬的科学种植提供参考。  【方法】  采用L₉ (34) 正交设计，分析9个不同N、P、K与BF组合处理下，川麦冬品质活性成分、代表性活性成分与重金属含量，并基于DTOPSIS法进行了综合选优。  【结果】  合理的N、P、K和BF配施可显著提高川麦冬水溶性浸出物、总皂苷、可溶性多糖、麦冬皂苷D与麦冬皂苷D'的含量，降低Cu、Gd、As、Pb、Hg的含量。其中，以N₁P₃K₃BF₃处理的水溶性浸出物、总皂苷、麦冬皂苷D与麦冬皂苷D'的含量最高，分别为74.52%、0.38%、112.208 μg/mL与56.293 μg/mL；可溶性多糖含量最高的为N₃P₃K₂BF₁处理(42.47%)；Cu和Pb含量最低的为N₁P₂K₂BF₂处理，As含量最低的为N₃P₂K₁BF₃处理，Gd含量最低的为N₂P₁K₂BF₃处理，Hg含量最低的为N₂P₂K₃BF₁处理。  【结论】  通过DTOPSIS法进行了综合选优，活性成分高、重金属含量低的最佳施肥组合为N₁P₃K₃BF₃，即N、P₂O₅、K₂O和生物有机肥分别为598、240、595.80和2700 kg/hm2。