极端暴雨条件下黄土丘陵沟壑区土壤蓄水能力和入渗规律

黄土高原退耕还林还草工程实施后,下垫面环境条件的变化可能对流域水文过程、水文通量、水量平衡以及生态系统产生十分重要的影响。研究极端暴雨条件下剖面土壤蓄水能力和入渗规律,对于阐明流域产汇流过程和影响机制具有重要的科学价值。采用土壤墒情仪对陕北"7·26"特大暴雨事件下黄土丘陵沟壑区草地剖面土壤水分进行了实时动态监测,分析了极端暴雨条件下剖面土壤水分的动态变化和蓄水过程,利用Horton入渗模型模拟了剖面土壤水分湿润锋的运动过程,揭示了极端暴雨条件下剖面土壤水分的入渗规律。结果表明:(1)极端暴雨条件下,黄土丘陵沟壑区坡面草地不同深度层次土壤水分与降雨过程的响应不同,具有层次性和明显的滞后效应,其中,0～140 cm是影响该地区土壤水文过程的关键层次;(2)土壤水分再分配结束时,湿润锋最深深度达140 cm,土壤蓄水量达225.99 mm,较降雨前95.37 mm增加了1.37倍;(3)极端暴雨过程中湿润锋的运动随时间呈对数递减关系,其稳渗速率随容重增加而减小,呈指数函数递减;(4)极端降雨过程中该地区坡面草地的产流机制仍以超渗产流为主,对于揭示流域的产汇流机制和完善水文预报模型具有重要的科学意义。     

异速对辊式玉米秸秆粉碎还田装置设计与试验

针对玉米秸秆量大、韧性强,导致还田后秸秆粉碎不均匀影响后续整地和播种等问题,该研究提出了一种异速对辊及动态双支撑形式的玉米秸秆粉碎还田方式,并研制了相应的玉米秸秆还田装置,主要由捡拾粉碎单元、对辊滑切支撑单元、支撑板和机壳等组成。在异速动态双支撑条件下,通过对作业过程中玉米秸秆动力学分析和秸秆漏捡面积分析,对捡拾粉碎刀和对辊滑切支撑刀进行设计,建立了影响秸秆粉碎合格率的数学模型。以捡拾粉碎刀转速、L型甩刀折弯角、L型甩刀刃口长度和滑切支撑刀滑切角为因素,秸秆粉碎合格率为试验指标进行Box-Behnken试验。田间试验结果表明:当滑切支撑刀滑切角45°、捡拾粉碎刀转速1 700 r/min、L型甩刀刃口长度45 mm和L型甩刀折弯角40°时,玉米秸秆粉碎合格率为92.58%,与预测值误差5%,满足国家标准要求。该研究提出的秸秆粉碎还田方式和研制的秸秆粉碎装置为玉米秸秆粉碎还田机设计和优化提供新的方案和技术支撑。     

栀子和玉兰花提取物对烤烟主要化学成分及致香物质含量影响

以湘烟5号为材料,通过盆栽试验,探讨不同浓度植物提取物对烤烟主要化学成分及致香物质含量的影响。结果表明,喷施栀子花和玉兰花汁液提取物有利于烟叶原料主要化学成分含量的改善,与对照相比,喷施处理的上部橘黄二级（B2F）和中部橘黄三级（C3F）烟叶还原糖含量分别高15.0%~21.1%和14.3%~17.7%,钾含量分别高5.7%~13.9%和7.4%~14.0%;与对照相比,喷施处理的烟叶的石油醚提取物、类胡萝卜素降解物、降解产物、茄酮、非酶棕色化反应产物、芳香族氨基酸裂解产物、新植二烯和中性致香物质总量,上部橘黄二级（B2F）烟叶分别高10.0%~20.9%、11.2%~20.9%、9.6%~20.2%、9.8%~21.1%、10.8%~22.5%、11.2%~23.0%、14.9%~24.7%和11.9%~22.1%,中部橘黄三级（C3F）烟叶分别高13.5%~24.1%、11.3%~21.0%、11.4%~20.0%、10.8%~18.7%、13.1%~21.2%、10.1%~19.1%、17.5%~27.0%和18.1%~27.6%;烟叶感官质量评价权重得分高于对照。栀子花和玉兰花汁液提取物对烟叶主要化学成分及致香物质含量的作用效果以施用量3.5~5.0g/株的处理最佳。     

Construction and evaluation of introgression lines and fine mapping of ehd8 from Jinghong common wild rice (Oryza rufipogon)

Heading date is one of the most important traits in rice and regulated by multiple genes. Common wild rice is the ancestor of Asian cultivated rice and harbours abundant genetic diversity. To use wild rice resource in rice breeding, a set of 154 introgression lines (ILs) covering 93% of the genome of Jinghong common wild rice was constructed in the background 'Teqing', using 208 simple sequence repeat markers evenly distributed on 12 chromosomes. Among the ILs, the line JIL64 displayed late heading independent of photoperiod. Genetic analysis using the two F₂ populations crossed ''Teqing'/JIL64 and JIL64/'Teqing' revealed that late flowering was controlled by a recessive gene on chromosome 8 (designated early heading date 8, ehd8), and ehd8 was fine mapped to the 50‐kb region flanked by markers RM22221 and 64Indel4. Sequencing and qRT‐PCR demonstrated that LOC_Os08g01410 and LOC_Os08g01420 were deleted in JIL64 and may be associated with the late heading of Jinghong common wild rice. These findings lay a practical foundation for characterizing ehd8, and the ILs help to mine genes from Jinghong common wild rice.     

优化预处理及脱毒工艺以制备玉米芯半纤维素水解液

为了降低玉米芯半纤维素水解液中的乙酸、糠醛和酚类等有毒物质含量,使可利用糖类含量增加。本研究以玉米芯为原料制备水解液,对预处理及脱毒工艺进行优化,并利用高效液相色谱(HPLC)检测优化效果。结果表明,10~20目的玉米芯在10%氨水浸泡24 h后,可将乙酸和酚类物质的脱除率,分别提高至93.4%和32.3%,而糠醛的含量也大大降低。经过真空浓缩、CaO脱毒以及2%活性炭吸附后,使有毒物质含量再次降低,此时的水解液可完全用于菌株的发酵试验,达到了去除的目的。本文所得到的最佳水解液处理步骤,其结果符合菌株发酵用标准,说明水解液处理方式的不同,直接影响着水解液的制备。这为研究和利用木质纤维素等可再生资源提供了思路,也为发酵生产奠定了理论基础。     

围场县马铃薯中典型药物污染特征及健康风险评价

为掌握典型药物在农作物中的污染特征及健康风险,保障农产品质量安全,利用超声萃取-固相萃取-高效液相色谱/串联质谱(LC-MS/MS)技术,对围场县全县马铃薯中5大类(磺胺类、四环素类、氟喹诺酮类、大环内酯类及其他类)25种药物污染水平及富集效果进行了调查,并对健康风险进行了评价。结果表明,有20种目标物被检出,不同目标物检出率差异显著,检出含量范围为0.13～3.67μg·kg-1,单种污染物最高检出含量为17.0μg·kg-1。马铃薯对目标污染物的富集系数范围在0.01～39.6之间,最大富集系数为61.8。畜禽粪便是马铃薯中药物残留的主要来源,尽管整体检出水平和健康风险相对较低,但长期摄入与协同作用引发的潜在健康风险不容忽视。因此,仍需严控污染源头,推进畜禽粪便安全资源化利用,确保农田环境质量及农产品安全品质。     

植物乳杆菌野生质粒分析及其提取方法的优化

乳酸菌质粒提取研究具有很长的历史。目前已有多个有效的乳酸菌质粒提取方法被报道，其中多数以乳酸球菌为研究对象，而植物乳杆菌质粒提取有效方法报道较少。该研究以植物乳杆菌为研究对象，通过对比分析并优化已报道的乳酸菌质粒提取方法，得到了高效且适于平台期植物乳杆菌野生质粒的提取方法。通过该方法进一步分析了植物乳杆菌野生质粒数和高拷贝质粒，为后续构建植物乳杆菌表达系统所需供体质粒和受体菌株提供了重要依据。     

施氮处理对不同筋型小麦产量和品质的影响

为探究施氮处理对不同筋型小麦的植株性状、籽粒产量和品质的影响,采用盆栽试验,选用强筋小麦品种中麦578（A1）和中麦5051（A2）、弱筋小麦品种扬麦15（A3）和扬麦24（A4）为供试品种,在施氮量相同的条件下进行底施（B1）和追施（B2）处理。结果表明：在其他栽培措施相同条件下,强筋小麦穗长、总小穗数、千粒重和籽粒产量均优于弱筋小麦,其中A1籽粒产量分别比A2、A3和A4高0.44%、49.81%和15.27%;施氮处理中B2的株高、穗长、穗粒数、总小穗数和籽粒产量均高于B1;不同处理组合中,强筋小麦品种A1B2的植株和产量性状优于其他处理;强筋小麦品种的籽粒蛋白质含量和蛋白质产量均高于弱筋小麦品种,且具有极显著差异（P<0.01)。本试验中强筋小麦品种中麦5051在氮肥追施处理中可以兼顾籽粒产量、蛋白质含量和蛋白质产量。     

关中-天水经济区人类活动对植被覆盖变化的影响

为探究植被覆盖变化及人类活动对改善关中地区及西北地区的生态环境影响,利用植被覆盖和地表温度数据,结合Sen趋势与Mann-Kendall检验分析关中-天水经济区2001—2016年的植被覆盖变化趋势,并根据估算的土壤湿度因子,应用残差法评价人类活动对植被覆盖变化的影响程度及影响方向。结果表明:1)从时间变化维度来看,2001—2016年关中-天水经济区植被覆盖变化总体呈良好趋势,且整体表现为在不断波动中递增,表明关天经济区进行的生态环境建设工程正在慢慢凸显它的生态效应。2)从空间变化维度来看,关中-天水经济区植被覆盖显著增长的区域面积占35.87%,主要集中在研究区南北两侧。而显著下降的面积区域占3.21%,主要分布在城市中心,即经济发展活跃的地区,如西安市区,宝鸡市区,天水市区,铜川市区等。3)关中-天水经济区植被覆盖受自然因素影响较小,受其他因素影响大。其正相关区域占13.43%,不显著相关区域占85.26%。4)关中-天水经济区人类活动对植被覆盖变化的正作用大于负作用。其中,正作用区域主要分布在研究区北部和东南地区,其主要原因是人类活动不频繁,建设生态屏障、加强退耕还林、三北防护林保护以及水土保持等生态工程促进植被NDVI增长。负作用区域主要分布在渭河沿线、经济活动较高地区,其主要原因有:人类活动频繁、过度城市化、工业化等抑制植被生长。5)植被覆盖的增长和下降区域与人类活动对植被影响的正作用和负作用区域大致相同。这也从侧面反映了关天经济区植被覆盖情况受人类活动影响大。总之,在负作用区域,在经济建设发展的同时也要注重植被建设、以及对植被乃至生态环境的保护。     

玉米-大豆间作和减量施氮对玉米生长、产量及土壤硝态氮含量的影响

通过大田试验，研究玉米单作（MM）、玉米-大豆间作1∶2（IMS1，玉米1行，大豆2行）、2∶2（IMS2，玉米2行，大豆2行）3种种植方式和3种施肥水平不施氮（N0）、减量施氮200 kg/hm（N1）、常量施氮300 kg/hm（N2）对玉米生长、产量以及土壤硝态氮含量的影响。结果表明，IMS1下，N2玉米叶面积较N0显著提高6.30%。间作和N1处理对玉米产量无显著影响，但显著提高了玉米和大豆总产量。N1较N2的氮肥农学效率显著提高。土壤硝态氮随玉米不同生育期的变化而变化，在成熟期达到最低值。与N2相比，N1土壤硝态氮无显著变化，未对土壤养分产生负面影响并能满足作物对氮素的需求，保持高产。总体来看，玉米大豆间作模式下减量施氮有利于节肥和提高间作体系总产量。