金属氧化物改性生物炭对镉污染土壤菠菜生长和镉积累的影响

对重金属具有良好吸附能力的金属氧化物改性生物炭材料是近年来热门的土壤修复材料,然而关于不同金属氧化物改性生物炭对土壤中Cd钝化的研究较少。本研究采用Cd污染农田土壤开展菠菜盆栽试验,研究了铁氧体改性生物炭、磁铁矿改性生物炭和水滑石改性生物炭对菠菜生长和Cd积累的影响。结果表明：在施用量均为5 g·kg^-1的条件下,金属氧化物改性生物炭处理可显著提高土壤pH和有机质含量。与对照相比,铁氧体改性生物炭、磁铁矿改性生物炭和水滑石改性生物炭使土壤DTPA-Cd含量分别降低了23.4%、24.8%和37.1%,生物富集系数降低了4.00%、13.3%和65.0%。此外,水滑石改性生物炭使植株干质量增加4.27倍,显著降低了Cd积累量（59.5%）。金属氧化物改性生物炭能提高土壤pH,增加土壤有机质含量,降低土壤Cd的有效性和移动性,提高土壤质量,进而促进菠菜的生长和抑制菠菜对Cd的积累。研究表明,水滑石改性生物炭在促进菠菜生长和钝化土壤Cd方面具有较大优势。     

基于田块尺度的农田土壤重金属污染评价及来源解析

基于田块尺度采集农田表层土壤样品120件,采用绝对因子分析/多元线性回归（APCS-MLR）受体模型与地统计学分析对研究区域内As、Cd、Cu、Cr、Mn、Ni、Pb和Zn这8种重金属污染空间分布特征及来源进行解析,利用地累积指数和潜在生态风险指数法评价土壤生态风险。研究结果表明：研究区表层土壤中8种重金属含量差异较大,As、Cd和Cr点位超标率分别为61.83%、90.83%和92.52%,土壤重金属Zn、Cu、Cr和Ni主要以残渣态存在（占比在80%以上）。土壤中Cd、Cr和Cu含量空间分布格局呈东南部较高、中部次之、西北部较低的趋势,而Mn、Ni、Pb和Zn含量的空间分布格局与此相反。APCS-MLR模型表明研究区域土壤重金属As、Cr、Cu和Ni的来源以自然源为主,占比分别为39.34%、47.32%、44.53%和50.23%; Pb、Zn的来源以工业活动源和交通源为主,占比分别为31.93%、30.53%和23.36%、22.17%; Cd的农业活动源占比为53.63%。土壤pH与有效态As、Cd、Cu和Ni含量呈极显著负相关性（P<0.01）,土壤有机质与有效态As、Cd和Cr呈极显著负相关性（P<0.01）。地累积指数显示土壤Cr总体处于中、重度污染水平,其次是Cd;生态危害指数也表明Cr和Cd是主要生态危害元素,潜在生态危害系数变化范围分别为5.20~41.12和11.56~113.35。总体来看,研究区域Cr和Cd污染较为严重,存在潜在风险,应采取安全利用和修复等措施,降低其风险水平。     

黄铁矿和谷氨酸对砷酸盐生菜毒性的调控研究

为探究含铁矿物和有机物添加对生菜砷酸盐毒性的调控作用,采用高分辨扫描电镜和X射线光电子能谱表征培养液中外源添加物与砷（As）之间的相互作用,采用高效液相色谱串联电感耦合等离子体质谱法测定不同处理组生菜中As的存在形态及累积变化状况,并综合考察了营养元素含量、超氧化物酶浓度和丙二醛含量等抗氧化系统和纤维素等指标的变化。结果表明：培养液中的As通过物理吸附或化学作用力结合在黄铁矿表面,添加谷氨酸促进了该过程的发生,从而抑制了As从植物根部向可食部的迁移。当生菜生长至第20~40天,相比黄铁矿单独处理,黄铁矿和谷氨酸组合处理使无机As浓度降低35.9%,总As浓度降低16.9%;与谷氨酸单独处理相比,无机As浓度降低4.0%,总As浓度降低21.8%。在植物叶片中,相比As （Ⅴ）单独处理组,黄铁矿和谷氨酸的添加使叶质量和叶绿素含量分别提高了20.8%~30.8%和17.1%~25.5%,通过增加叶片中超氧化物酶的合成限制活性氧在体内的积累,减少脂质过氧化反应。黄铁矿添加具有促进营养元素吸收的作用,而谷氨酸添加有利于缓解由As胁迫引起的植物氧化应激作用。相比黄铁矿单独处理,黄铁矿和谷氨酸组合处理更有利于植物对镁（Mg）、锰（Mn）、铜（Cu）和铁（Fe）元素的吸收,增强植物对As的抗逆性。同时,与谷氨酸或黄铁矿单独处理相比,二者组合处理提升了植物的品质,分别使维生素C含量提高了42.5%和69.3%,纤维素含量提高了21.2%和374.6%,蛋白质含量提高了71.4%和21.4%。研究表明,黄铁矿和谷氨酸组合处理能有效降低溶液中As的迁移和生菜叶片中As的积累,有利于植物体中活性氧的清除,并可提高植物对营养元素的吸收,促进品质改善。     

湿地生态系统实际蒸散发数据驱动估算模型研究

利用Fluxnet2015全球通量塔观测数据集,研究了随机森林（RF）、梯度增强回归分析（GBR）、支持向量回归（SVR）和深度学习神经网络（DNN）预测湿地生态系统的实际蒸散发（Evaporation,ET）。通过对比研究,确定了预测实际蒸散发的最佳特征变量组合,包括短波辐射、净辐射、初级生产总值、气温、土壤温度、风速、降水、经度、纬度和时间。以此为模型输入,利用Fluxnet2015站点测试数据集和ERA5-Land再分析资料提供的输入特征,对比分析了不同模型的实际蒸散发估计精度,结果表明：以站点数据为输入,SVR算法精度相对较高,其R²可达0.896,RPE最小为31.5%;以ERA5-Land再分析资料为输入,除了GBR算法以外,其余3种方法R²高于0.820,RPE小于57%。另外,模型算法估计的ET精度要明显高于ERA5-Land再分析资料提供的ET产品。     

成都市龙泉山城市森林公园立地条件类型划分研究

龙泉山城市森林公园是成都市建设“公园城市”的重要一环,收集该区域的森林资源二类调查小班数据,在ArcGIS10.2下利用渔网（Fishnet）将该区域按2 km×2 km划分为319个格网,在格网中心点进行样点设置。在非水域和建设用地的样点（共计307个）周围设置20 m×20 m的样地,调查地形和植被情况,采集土壤样品带回实验室分析测试土壤理化性质。通过主成分分析和系统聚类确定主导立地因子,最后划分龙泉山城市森林公园立地类型并确定困难立地类型。结果表明,龙泉山城市森林公园的立地条件主导因子为地貌、土壤类型、坡位、土层厚。该区域共划分出3个立地类型区、3个立地类型组、34个立地类型。其中,困难立地类型有13个,面积394.47 km²,占公园面积30.94%。对困难立地,应结合实际,采取工程措施结合植树造林、植草、封禁等不同措施进行植被恢复。研究结果可为该区域的森林结构优化和生态、景观质量提升、植被恢复等工程建设中树种选择提供科学依据。     

蓝莓"绿宝石"组织培养和快速繁殖技术研究

以成苗2年生老枝条茎段、成苗当年生嫩枝条茎段和大棚内幼苗顶端茎段为外植体,研究了南高丛蓝莓栽培品种"绿宝石"的组织培养和快速繁殖技术,结果表明:蓝莓"绿宝石"组织培养以大棚内幼苗顶端茎段为最佳外植体;在增殖培养过程中,较低浓度的玉米素ZT有利于"绿宝石"的增殖;在一定温度范围内,高温有利于"绿宝石"的快速增殖;"绿宝石"在试管内需要很长时间才能生根,在筛选出的较佳生根培养基1/2 WPM+0.5 mg/L IBA中的生根率仅为75.3％;苔藓和草炭土均是"绿宝石"瓶外生根最好的扦插基质,苔藓作为扦插基质,苗生根后更方便运输.     

电液负载敏感负载口独立多模式切换控制能效研究

针对传统电液控制系统单一工作模式能耗高、效率低等问题,提出了一种负载口独立多模式切换控制系统。该系统基于负载口独立控制,通过改变传统液压回路连接方式,为系统拓展多种节能工作模式并设计了多模式切换控制器。该控制器首先根据负载方向和速度方向,将系统切换至能量最优的工作模式;然后再根据工作模式为执行器进、出口配置最佳阀控策略,而泵控方式采用电液负载敏感方法使系统压力适应负载压力。为验证该系统在出口压力损失和能量再生两方面的节能效果,以传统电液负载敏感系统为对比对象,在小型挖掘机上进行了实验验证,并评估能效。实验结果证明,与传统电液负载敏感系统相比,采用负载口独立多模式切换控制方法在不降低运动跟踪性能的同时,能有效提高系统的能量效率,节能率达21.95%。     

往复式割刀切割马铃薯秧数值模拟分析

针对马铃薯收秧机械在国内发展空白和往复式切割器切割马铃薯秧蔓研究较少的问题,对往复式切割器进行三维建模、显式动力学分析,并仿真得到往复式切割器在切割马铃薯秧过程中的变形结果、应力和剪切力变化折线图。结果表明:马铃薯秧的最大变形为148.98mm,最大应力为2.7706MPa,最大剪切力为1.5368 MPa,且往复式切割刀的各项指标均在合理范围之内,能够充分实现马铃薯秧苗的切割。该研究内容可为往复式切割器在马铃薯秧蔓切割问题上的探讨提供参考。     

功能性非编码RNA调控反刍家畜乳脂代谢的研究进展

乳脂既是影响鲜奶质量的关键因素,又是奶牛育种的主要目标性状。为探索乳脂形成规律及其调控的理论和途径,收集国内外最新文献资料,阐述功能性非编码RNA对反刍家畜乳脂代谢的表观遗传学调控。结果表明:1)乳脂合成过程中PPARγ是至关重要的调控因子,在牛上miR-29s、miR-454、miR-34b和miR-27a均与其存在结合位点,分别在启动子区和3’-UTR等位置发挥重要功能,进而影响牛乳腺上皮细胞(BMECs)甘油三酯(TAG)的合成。2)众多调控山羊乳脂代谢的microRNA,其靶基因很多都来自过氧化物酶体增殖物激活受体家族,提示该家族对山羊乳脂合成和分解代谢起着关键调控作用。3)miR-27a目前在反刍家畜牛和羊中均已被鉴定出通过调控PPARγ来抑制TAG的合成及相关成脂基因的表达。4)lncRNA和circRNA调控反刍家畜乳脂代谢机制方面的研究相对较少,主要侧重于lncRNA和circRNA对乳脂的调控是通过microRNA间接作用于成脂基因,对基因的表达具有积极效应。综上,lncRNA、circRNA和microRNA调控乳脂代谢的研究仍在继续,具体的作用机制还有待更深入的研究和探索,进一步为反刍家畜乳脂调控机制研究提供新思路。