秸秆和有机肥配合替代部分化肥提高作物水分利用率减少土壤硝态氮残留

  【目的】  研究长期秸秆和有机肥配合替代部分化肥对小麦玉米一年两熟种植制度下农田生产力及氮肥残留的影响,为改善旱地土壤肥力,提高作物产量,降低环境风险提供科学依据。  【方法】  依托中国农业科学院洛阳旱农试验基地始于2007年的长期定位培肥试验,选取不施肥对照 (CK)、常规氮磷钾化肥 (NPK)、秸秆和有机肥配合替代1/3的氮磷钾养分 (SOR) 3个处理。调查了2015—2020年度夏玉米、冬小麦及周年产量、生育期耗水量、水分利用效率;分析了2020年冬小麦收获期0—60 cm土层土壤养分含量,以及硝态氮在0—380 cm土层剖面的分布积累量。  【结果】  与2007年试验开始时相比,2020年CK处理0—20 cm土层土壤养分(除速效钾外)含量显著下降,而NPK和SOR处理不同程度地提高了土壤养分含量。与NPK处理相比,SOR处理0—60 cm土层土壤有机质含量显著提高了10.4%～16.4%,0—40 cm土层全氮含量显著提高了16.7%～20.0%,0—20 cm土层土壤速效磷和速效钾含量分别显著提高了12.9%和15.4%。与NPK处理相比,SOR处理夏玉米产量在干旱年 (2015和2017年) 及5年平均分别显著提高了35.3%和10.1%,水分利用效率在干旱年、平水年 (2016年) 及5年均值分别显著提高了42.7%、12.3%和18.5%,周年产量和水分利用效率在干旱年分别显著提高了20.5%和23.5%;冬小麦产量在不同降水年型下均未显著降低,但水分利用效率在平水年 (2015—2016、2016—2017、2019—2020) 及5年均值较NPK处理分别显著降低了9.8%和7.9%。NPK处理的硝态氮总累积量为732 kg/hm2,其中68.2%积累在100—230 cm土层;SOR处理的硝态氮总累积量为833 kg/hm2,其中74.8%积累在80—200 cm土层。与NPK处理相比,SOR处理显著降低了200—380 cm土层土壤硝态氮积累量,在200—230、260—290、320—350和350—380 cm土层分别显著降低了54.9%、21.1%、25.0%、57.9%。  【结论】  无论降雨多寡,秸秆和有机肥配合替代1/3氮磷钾肥均未降低冬小麦产量,但显著提高了干旱年夏玉米及周年产量及水分利用效率,并提高了0—60 cm土层土壤有机质和全氮含量,提高了0—20 cm土层土壤速效磷和速效钾含量,同时较常规氮磷钾处理显著降低了200—380 cm土层土壤硝态氮积累量,是旱作麦玉两熟区兼顾产量、效率和环境的施肥模式。     

Intensive management of a bamboo forest significantly enhanced soil nutrient concentrations but decreased soil microbial biomass and enzyme activity: a long-term chronosequence study

Purpose

Intensive long-term management practices in forest ecosystems can markedly influence soils’ physicochemical and microbial properties. However, their effects on the magnitude of nutrient pools and activities of enzymes regarding nutrient cycling in subtropical forest soils remain unclear. This study aimed to examine effects of long-term intensive management (organic mulching and chemical fertilization) on concentrations of different C, N, and P fractions and activities of enzymes involved with nutrient cycling in a subtropical Lei bamboo (Phyllostachys violascens) forest soil.

Materials and methods

Soil samples were taken from a chronosequence of Lei bamboo forests with intensive management spanning 0, 5, 10, and 15 years. Concentrations of various forms of C, N, and P, as well as activities of β-glucosidase, cellobiohydrolase, urease, protease, and acid phosphatase were measured.

Results and discussion

The results revealed that the concentrations of different classes of C (water-soluble organic C, hot-water-soluble organic C, and readily oxidizable C), N (NH₄⁺-N, NO₃^?-N, and water-soluble organic N), and P [resin-inorganic P (P_i), NaHCO₃-P_i, NaHCO₃-organic P (P_o), NaOH-P_i, NaOH-P_o, HCl-P_i, and residual-P] were enhanced markedly with prolonged duration of intensive management. Furthermore, activities of β-glucosidase, cellobiohydrolase, urease, protease, and acid phosphatase were increased following a 5-year treatment, while they were markedly reduced from 5- to the 15-year treatments. The 15 years of intensive management significantly reduced microbial biomass C and N concentrations by 8.2% and 31.9%, respectively, compared to the control.

Conclusions

We concluded that long-term intensive management led to the accumulation of C, N, and P, while it negatively impacted microbial biomass and activities of enzymes involved in nutrient cycling in subtropical Lei bamboo forest soils. Consequently, a reduction in chemical fertilizers should be considered toward the long-term sustainable development of subtropical Lei bamboo forests.

     

广藿香种质资源及栽培技术研究进展

广藿香为多年生芳香草本或半灌木植物,是我国著名的南药之一。通常以其干燥地上部分入药,具有芳香化浊、开胃止呕、发表解暑等功效,是多种中成药的重要原料。此外,以其提取的广藿香油是世界上医药工业和轻化工业的重要原料,经济价值高,应用市场前景广阔。广藿香为热带地区引入我国栽培,种质类型单一,遗传基础狭窄,资源极为有限。由于长期的自然环境和人工栽培的影响,广藿香种质产生了一些变异和分化,目前主要分布于我国广东、广西、福建和海南等南方省（区）,按照产地将其分为牌香、肇香、湛香和南香4种。广藿香在种植过程中,存在严重的连作障碍现象,且由于田间管理粗放,其产量和品质不稳定,受品种、产地、栽培技术等多方面因素影响。近年来,随着分子生药学的发展,其主要药用成分广藿香醇和广藿香酮的内在分子调控机制相关研究开展顺利,目前关于广藿香的研究大多集中在其有效成分的药效药理、生物合成及代谢调控方面,而对种质资源及栽培技术的系统性研究不足。优良的品种和高效规范的种植技术是药材产量和质量稳定的基础,为充分利用广藿香药材资源,进一步推广广藿香规模化和产业化发展,本文主要综述了广藿香的生物学特性、种质资源研究现状、栽培技术中的瓶颈及产业发展过程中存在的问题,指出了广藿香栽培过程中养分管理技术缺乏,连作障碍问题严重,提出要加强广藿香的繁殖技术和品种选育研究,积极推进广藿香的规范化种植,以期为广藿香的产业发展和开发利用提供参考。     

In Vitro Anti-Inflammatory Activity of Three Peptides Derived from the Byproduct of Rice Processing

Plant Foods for Human Nutrition - Inflammation is a contributing factor to the initiation and progression of many diseases, and some food-derived biofunctional peptides show high anti-inflammatory...     

荔枝P型ATP酶基因家族鉴定及其在采后贮藏过程中响应拮抗菌N-1的表达模式分析

P型ATP酶是植物体内一种重要的膜转运蛋白,在果实能量代谢和酸代谢中发挥重要作用,并广泛参与植物离子运输、抗逆、细胞信号转导等各项生命活动,然而在荔枝或其他无患子科植物中尚未对P型ATP酶基因家族进行全面分析,本研究基于‘妃子笑’荔枝转录组数据,通过对这些基因进行生理生化分析、生物信息学分析和表达分析,共鉴定了28个P型ATP酶基因家族成员基因,探讨P型ATP酶在荔枝采后贮藏过程中的潜在功能。结构和系统发育分析表明该基因可以分为5个亚家族,同一亚族的基因在基因结构和motif基序方面具有很大的相似性,其蛋白二级结构主要以α-螺旋为主,亚细胞定位预测分析发现LcPAs多定位于线粒体（21/28）。通过转录组分析,在采后贮藏期间,荔枝P型ATP酶家族基因中上调表达的基因明显高于下调表达基因,暗示其可能在荔枝采后品质劣变过程中发挥着积极的抵御作用。使用拮抗菌N-1处理荔枝可以有效抑制其果实采后褐变和病害的发生,结合RT-qPCR结果,发现拮抗菌N-1处理能诱导LcPA1、LcPA7、LcPA8和LcPA19在整个贮藏过程中的上调表达,并维持了较高的ATP酶活性,进一步说明P型ATP酶家族基因在抑制荔枝病变过程中发挥着重要作用。本研究为了解荔枝P型ATP酶基因家族基因的进化和功能分析提供了参考,为深入了解拮抗菌N-1保鲜机理的分子调控机理提供新的证据。     

我国优质杂交稻主要品种推广情况与展望

【目的】最近十余年,是我国杂交稻优质化从修订审定指标引导到全面推进的重要时期,回顾这一时期我国优质杂交稻的选育与推广进程,对于完善和指导未来的水稻育种具有重要的意义。【方法】试验材料与数据来自2009－2020年我国杂交水稻主要品种的推广面积统计汇总、品种审定试验结果及品种系谱资料。分析了各主要稻区优质杂交稻品种的推广应用总体情况,梳理了主要优质杂交稻品种利用的不育系、恢复系及各系列品种推广面积,还回顾了各稻区主栽品种更替历程。【结果】这一时期,我国优质杂交稻品种推广面积持续快速增长,各主要稻区品种优质率显著提升,但高档优质稻品种仍然缺乏。优质杂交稻品种的亲本来源比较单一,集中于15个骨干不育系和9个恢复系。此外,分析结果还显示我国各主要稻区主栽优质杂交稻品种总体上进行了1~2次大规模更替。【结论】过去12年来,得益于水稻科研育种技术创新驱动,我国杂交稻优质化育种进程明显加快,各稻区优质杂交水稻品种不断涌现,推广面积快速增加,生产主推优质品种比重显著提升。     

氮肥与复硝酚钠复配对南方大豆光合特性和产量及品质的影响

为确定南方大豆增产增效的栽培管理措施及光合特性与产量品质的相关性,本研究以5个南方主栽大豆品种为材料,于初花期（R1）和鼓粒期（R5）进行叶面喷施不同浓度的尿素和复硝酚钠,试验设置5个处理,3个种植区域,每个种植区3次重复,通过2年的数据,研究了叶面喷施氮肥以及氮肥与复硝酚钠复配对南方大豆品种产量、品质以及光合特性的影响。结果表明,增施氮肥可以提高南方大豆各品种的叶绿素SPAD值、净光合速率等光合特性,可提高单株有效荚数、单株粒重等产量构成因素进而提高大豆的产量;同时,氮肥与复硝酚钠复配与单独施用氮肥相比可使油6019、中豆44、中豆41和中豆63的产量增加,对脂肪和蛋白含量影响较小,对高蛋白品种皖豆28未起到增产的效果,但可使脂肪含量有所增加;经过氮素处理后,油6019的产量与品质呈现正相关性。综上所述,氮肥与复硝酚钠复配喷施具有进一步协同提高南方大豆品种产量和品质潜力,但由于对不同品种作用效果存在差异,针对不同基因型大豆品种需要制定最佳的处理方案。     

淡水小龙虾头中甲壳素的EDTA法提取工艺研究

以淡水小龙虾头为原料,采用EDTA法提取甲壳素,在单因素试验的基础上,通过正交试验筛选最佳工艺条件。试验结果表明:以13%的EDTA溶液作提取溶剂,在反应温度30℃、pH 12、投料比1∶15、反应25 min的条件下,提取效果最佳,提取率达24.05%,反应前后的脱钙和脱蛋白率分别为100.0%和98.6%。