不同有机物料对新垦低丘红壤酸度的动态影响

摘 要:为了解有机物料施用对新垦低丘红壤酸度的影响,选择水稻秸秆、鸡粪、菜籽饼、紫云英、沼渣和生物质炭等6种常用的有机物料,统一添加量为25 g·kg^-1,分别在湿润与淹水2种水分条件下(分别模拟旱地与水田2种利用方式),动态观察有机物料施用对土壤pH、NH4+-N、NO3--N和交换性酸的影响。结果表明,不同有机物料对新垦红壤酸度的影响不同。根据湿润培养条件下土壤pH、NH4+-N、NO3--N等的变化特征,可分为3类:(1)生物质炭,对酸化土壤具有明显和持续的降酸效果,培养过程中土壤NH4+-N、NO3--N的含量变化较缓;(2)鸡粪、菜籽饼、紫云英、沼渣,施用初期因有机氮分解产生NH4+-N引起土壤pH的明显上升,后期因NH4+-N向NO3--N转化释放氢离子导致土壤明显复酸;(3)水稻秸秆,施用初期因有机氮分解产生NH4+-N促进土壤明显降酸,但后期复酸现象不明显。整体来看,淹水培养条件下有机物料的降酸效果大于湿润培养条件。施用有机物料可降低土壤交换性酸含量,增强土壤对酸的缓冲作用。     

黄河三角洲湿地不同植物群落土壤盐分分布特征

为研究黄河三角洲地区不同植物群落下土壤盐分含量的空间变化特征,以及盐分指标之间的关系,于2012年10月利用经典统计分析、变异分析等方法,开展了植物样地调查和土壤剖面采样分析。结果表明:研究区属于重盐土类型(含盐量>4.0 g·kg^-1)。水平方向沿柽柳群落-碱蓬群落-芦苇群落-棉花群落演替,土壤盐分含量呈逐渐降低之势。垂直方向上:柽柳群落和碱蓬群落土壤盐分随土壤深度的增加而减小,土壤盐分表现出明显的表层富集特征;芦苇群落和棉花群落土壤盐分表现为随土壤深度增加先增大后减小的趋势。盐分在不同植物群落类型中大多属于中等强度变异性,但是,柽柳群落中的SO42-、芦苇群落中的Mg²⁺和Cl^-在水平方向上表现出强烈的变异性,碱蓬群落中的CO32-在水平和垂直方向均表现出强烈的变异性,棉花群落中的CO32-在垂直方向上表现出强烈的变异性。在0~80 cm的土壤剖面土体中,K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Cl^-和HCO3-在前述4种植物群落中差异显著(P<0.05),而Mg²⁺、SO42-、CO32-则无明显差异。土壤中Cl^-含量与土壤全盐含量呈极显著相关(P<0.01)。因此,控制或减少Cl^-投入可能是一条减轻黄河三角洲地区土壤盐渍化程度的合适途径。     

盐渍化与酸化对设施栽培土壤镉活化的叠加作用

为深入了解同时发生盐渍化和酸化对设施栽培土壤镉活性的影响,采用模拟试验方法研究不同pH、盐分种类和盐分积累程度下土壤中水溶性镉及蔬菜对镉吸收的变化。结果表明,土壤中水溶性镉含量和蔬菜地上部分镉积累量均随土壤酸化与盐渍化程度的提高而增加。当土壤pH值为5.00~5.50时,土壤水溶性镉含量随盐渍化增加的变化最为明显。当土壤镉含量为0.55 mg·kg^-1、盐分积累量为2.50 g·kg^-1时,在土壤pH值分别为6.15、5.50和5.00的条件下,土壤水溶性镉含量分别较对照(未盐化)增加10.53%、44.00%和51.06%,蔬菜镉含量分别较对照(未盐化)增加20.00%、16.85%和36.36%,当土壤pH值由6.15降低至4.00后,土壤水溶性镉和蔬菜地上部分镉含量分别提高了近4倍和8倍。土壤镉活化因盐分离子种类不同而异:阳离子的影响程度为Ca²⁺、Mg²⁺>K⁺>NH4+,阴离子的影响程度为Cl^->SO42->NO3-。土壤中水溶性镉和蔬菜对镉的吸收同时随酸化和盐渍化增强而增加的结果表明,土壤盐渍化和酸化对镉的活化具有叠加作用。     

干旱胁迫下水稻和水花生的抗旱生理学

水花生既可在水中生长又可在旱地生长,具有较强的抗逆性。本研究以水花生和水稻为材料,研究了干旱胁迫第0、3、6和9天,脯氨酸(Pro)、氧自由基(O2-)产生速率、过氧化氢酶(CAT)、丙二醛(MDA)含量和相对电导率等与胁迫相关的生理指标的变化规律,旨在比较二者在干旱胁迫下的生理代谢变化及其适应性,研究其抗旱机理。结果表明,干旱胁迫下,水稻叶中MDA含量和相对电导率随胁迫时间延长而大量积累,在水花生中积累的速度远低于水稻。干旱胁迫后水稻叶中积累的Pro含量持续增加,O2-产生速率在第9天明显升高,而水花生干旱胁迫期间Pro含量和O2-产生速率变化不大。水花生体内的CAT抗氧化酶活性增加更快,在第6天就到达最大值。综上可知,干旱条件胁迫下,水花生比水稻具有更强的抗旱性,可能与其可以有效调节抗氧化生理,减少膜质过氧化产物的积累有关。     

灌水器间距对涌泉根灌双点源交汇入渗水氮运移特性影响研究

为研究不同灌水器间距对湿润体特性及水氮运移规律的影响,优化涌泉根灌灌水器相关技术要素,在西北农林科技大学远志山试验站进行了双点源交汇入渗试验。试验设置3个灌水器间距水平（40、50、60 cm）,肥液质量浓度为10 g·L^-1,涌泉根灌灌水器流量为5 L·h^-1,探究不同灌水器间距对涌泉根灌肥液交汇入渗特性及湿润锋运移规律、土壤水分、铵态氮（NH{}_{\mathrm{4}}^{+}-N）和硝态氮（NO{}_{\mathrm{3}}^{-}-N）分布特性的影响。结果表明,涌泉根灌不同条件下,自由入渗和交汇入渗累积入渗量、增渗量以及不同方向湿润锋运移距离均与灌水器间距呈正比例幂函数关系（R²>0.9,P<0.01）;灌水器间距越大,交汇面向上、向下湿润锋运移距离越小（P<0.05）;交汇入渗侧土壤含水率降低幅度小于自由入渗侧,灌水器间距越大,交汇面湿润程度越低（P<0.05）;自由入渗条件下,距灌水器出水口距离越大,NH{}_{\mathrm{4}}^{+}-N含量降低越显著（P<0.05）,而交汇入渗侧NH{}_{\mathrm{4}}^{+}-N含量降低幅度小于自由入渗侧;NO{}_{\mathrm{3}}^{-}-N含量在不同时刻、不同位置有较大差异,灌水结束后,湿润区表层土壤NO{}_{\mathrm{3}}^{-}-N含量略有降低,水分分布时间越长,不同土层深度处的NO{}_{\mathrm{3}}^{-}-N含量越高（P<0.05）。建立了涌泉根灌交汇入渗累积入渗量、湿润锋运移距离随时间和灌水器间距变化的数学模型,其中模型参数K、a与灌水器间距呈幂函数关系变化,K值随间距的增加而减小,a值随间距的增加而增大;建立了土壤含水率、土壤NH{}_{\mathrm{4}}^{+}-N及NO{}_{\mathrm{3}}^{-}-N含量与灌水器距离之间的关系模型,并对入渗土体任一点至灌水器中心距离r处土壤含水率、NH{}_{\mathrm{4}}^{+}-N及NO{}_{\mathrm{3}}^{-}-N含量进行了定量估算,估算结果偏差在±10%以内。研究结果为涌泉根灌节水灌溉技术的进一步完善奠定了科学基础。     

密度、氮肥及硼肥对紫色辣椒凤紫运1号的产量效应分析

采用三因素五水平二次回归正交旋转组合设计的方法,研究不同密度(x₁)、氮肥(x₂)及硼肥(x₃)对凤紫运1号紫色辣椒产量的影响,结果表明,三个因素线性项对辣椒产量影响为正向极显著,效应大小顺序是x₂>x₃>x₁,二次项影响为负向极显著,顺序是x12>x32>x22,x₁x₃互作效应正向极显著,x₁的边际效应最大。当定植密度4 123株·667m^-2,氮肥40.020 kg·667m^-2,硼肥1.000 kg·667m^-2时产量最高,为3 206.678 kg·667m^-2。综合因子频数分析表明,95%置信度下凤紫运1号产量高于2 500 kg·667m^-2的高产栽培的因子优化组合为:密度3 903~4 172株·667m^-2,氮肥施量31.186~36.081 kg·667m^-2,硼肥施量0.724~0.880 kg·667m^-2。     

不同成熟度竹笋品质劣变机理研究

摘要:以不同成熟度竹笋为实验材料,测定了木质素生物合成途径相关酶PAL、POD、CAD、4-Cl的活性及木质素含量的变化,同时也对其抗氧化系统相关酶及产物如CAT、APX、MDA、H₂O₂,以及O2·-和呼吸强度进行了测定,结果显示伴随着竹笋成熟度的增加,PAL和POD活性增加,而CAD和4-Cl活性的变化无显著性差异;与抗氧化系统密切相关的酶CAT及APX活性下降;活性氧自由基含量H₂O₂以及O2·-升高;呼吸强度呈下降趋势。结果表明,竹笋在生长发育过程中,木质素含量增加将加速竹笋细胞组织老化;抗氧化酶活性下降,致使活性氧自由基含量上升加速其组织细胞衰老的进程;该研究结果从生理生化侧面上揭示了竹笋在生长发育过程中品质劣变的机制,为竹笋采后保鲜提供一定理论参考。     

红树林人工湿地-养殖耦合系统构建与净化效果

通过构建红树林人工湿地,与高位精养池、贝类养殖塘等共同组成循环海水养殖系统,利用红树林人工湿地来净化养殖尾水,并对其净化效果展开研究。结果表明,红树林人工湿地对养殖尾水中氮磷保持较好的去除效果,其中对NH4+-N平均去除率为49.01%,对NO₂-N平均去除率为61.23%,对NO₃-N平均去除率为53.14%,对DIP平均去除率为36.40%。     

初始pH值对畜禽粪便和菌渣混合高温堆肥的影响

以猪粪和菌渣为主要原料,过磷酸钙和石灰作为pH调节剂,设计8个不同pH值的堆肥处理,研究堆肥初始pH值与堆肥腐熟进程及理化性状的关系。结果表明,在本试验条件下,随着堆肥初始pH值的提高,堆肥升温速率、最高温度和有机物降解率均上升。然而,pH值的提高导致堆肥中NH4+-N的积累量下降,堆肥产品中氮素损失上升。综合考虑堆肥效率和产品质量等因素,建议畜禽粪便堆肥中添加石灰量不要超过堆料鲜质量的0.6%或添加过磷酸钙量不要超过堆料鲜质量的5.2%。堆肥初始pH值在6.42~6.83之间有利于减少氮素损失和提高堆肥效率。     

吲哚乙酸对周丛生物去除水体中氮磷的影响及机理

为探究吲哚乙酸添加的先后顺序和质量浓度对周丛生物去除水体中氮磷的影响及其作用机理，以人工培养的周丛生物为研究对象，分别用预先经过吲哚乙酸培养的周丛生物（预处理组）和未经过吲哚乙酸培养的周丛生物（对照组）在含有不同质量浓度（0、5 和10 mg·L^-1）吲哚乙酸的氮磷污水中培养。结果表明，添加吲哚乙酸提高了周丛生物对水体中氮磷的去除效率，对照组中，添加5 mg·L^-1吲哚乙酸的周丛生物在第2天对NH{}_{\mathrm{4}}^{+}-N、PO{}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{3}-}-P的去除率分别为99.9%、95.0%，第7天对NO{}_{\mathrm{3}}^{-}-N的去除率为99.0%，且对照组比预处理组的去除速率更高，比预处理组快2 d。吲哚乙酸的添加改变了周丛生物的微生物群落结构，总磷脂脂肪酸组成减少，细菌、放线菌以及革兰氏阳性菌（G⁺）数量增加，溶液叶绿素荧光F_t值下降，pH升高。综上所述，添加吲哚乙酸促进了周丛生物中藻类的生长，提高了周丛生物对氮磷的去除效率。     

不同形态氮素吸收利用及其对植物生理代谢影响的综述

对不同形态氮素的吸收利用过程及其对植株生长、抗逆性、品质和安全性的影响，以及外界环境条件对其作用效果的影响进行了综述，发现硝态氮(NO₃^--N)可促进植株根系伸长及植株对阳离子的吸收；铵态氮(NH₄⁺-N)可缓解盐胁迫及活性氧对植株的伤害，还能提高植株对病害的抵抗能力，但单一施NH+4-N易造成NH+4毒害，如细胞酸度增加、活性氧伤害、细胞壁木质化等。此外，对今后的研究方向进行了展望，以期为农业氮肥的合理施用提供理论依据。     

黄鳝肠道假单胞杆菌铁蛋白基因的克隆及融合表达

细菌铁蛋白(bacterioferritin,Bfr)在细菌铁代谢过程中具重要作用。为分析黄鳝肠道假单胞杆菌铁蛋白基因Bfr的功能,以该菌基因组DNA为模板,PCR扩增Bfr基因后将其克隆到pGEX-4T-1表达载体中。序列测定后转化大肠埃希菌BL21(DE3),经IPTG诱导、GST-resin纯化柱分离纯化获得Bfr蛋白。用SDS-PAGE电泳及Western blot检测融合蛋白;用比色法检测融合蛋白的铁离子螯合能力,用液体培养法分析重组蛋白对假单胞杆菌生长的影响。实验结果表明:成功获得黄鳝肠道假单胞杆菌Bfr基因,并实现了Bfr基因的融合表达;带有融合标签的GST-Bfr蛋白与Fe³⁺和Fe²⁺均不能结合,而Bfr蛋白则可以结合Fe³⁺但不能结合Fe²⁺;在外源添加Fe³⁺情况下,重组Bfr蛋白可促进假单胞杆菌的营养生长。该研究为进一步深入了解假单胞杆菌铁蛋白基因的功能提供了参考资料。     

不同调理剂对秸秆沼渣堆肥的影响

为了解不同调理剂对秸秆沼渣堆肥的影响,分别选择木屑、花生秸秆、玉米秸秆、小麦秸秆、大豆秸秆、芦苇秸秆和水稻秸秆作为调理剂,与秸秆沼渣以1∶5(以鲜质量计)的比例均匀混合,进行30 d的好氧堆肥,研究加入不同调理剂后,沼渣堆肥过程中物理、化学、生物学性质的变化。结果表明,木屑、花生秸秆、玉米秸秆、小麦秸秆、大豆秸秆、芦苇秸秆和水稻秸秆均可作为秸秆沼渣堆肥的调理剂促进堆体快速升温,且可达到无害化要求。秸秆处理可延长高温(≥55 ℃)持续时间,好于木屑处理,但木屑处理可降低堆肥体系中可溶性盐的含量。以大豆秸秆为调理剂,可提高堆体温度,最高可达到68 ℃,可提高多酚氧化酶活性,促进腐殖质的形成。以水稻秸秆作为调理剂时,可降低堆肥体系的pH值,提高NO3--N含量和纤维素酶活性,利于纤维素的降解。以大豆秸秆和水稻秸秆作为调理剂时,两者的堆肥产品可促进种子根的生长,种子发芽指数分别达到137.06%和138.26%,提高了堆肥的品质。     

沼渣生物质炭对西南喀斯特山区沼液灌溉土壤氮淋溶和白菜产量的影响

为探讨沼渣生物质炭施用对黄壤和石灰土氮淋溶和白菜产量的影响,于温室大棚开展沼渣生物质炭施用比例分别为0(CK)、1%(BC1)、2%(BC2)、4%(BC4)、6%(BC6)的模拟沼液灌溉的盆栽试验。结果表明,施用沼渣生物质炭对黄壤氮素淋溶和白菜氮素吸收量无显著影响,但施用6%的沼渣生物质炭可显著降低石灰土氮素淋溶量,总氮、铵态氮、硝态氮和亚硝态氮的淋溶量分别降低12.06、11.82、1.14、0.103 kg·hm^-2,降幅分别达35.89%、52.99%、25.53%、23.25%。在石灰土上施用沼渣生物质炭处理的白菜氮素吸收量增加9.25~19.13 kg·hm^-2,且以BC6处理的白菜氮素吸收量最高,达到60.15 kg·hm^-2。另外,在黄壤和石灰土上施用沼渣生物质炭均对白菜有增产效果,增幅分别在29.82%~68.78%、23.58%~79.07%,分别在BC4和BC6处理下获得最大产量(13.81 t·hm^-2和9.01 t·hm^-2)。