转光膜对草莓生长及品质的影响

转光膜是一种可以吸收太阳光中部分紫外光，并将其转化为可为植物光合作用利用的蓝紫光和红橙光的功能性农膜。以草莓品种红颜为试材，研究转光膜对草莓生长及品质等的影响。结果表明，与普通膜相比，转光膜可使棚内日平均温度提高0.39 ℃，生育期积温增加75.0 ℃ ；盛果期，转光膜处理的草莓叶片净光合速率和叶绿素含量显著高于普通膜处理，分别增加了14.3% 和14.0%；转光膜处理能够显著促进草莓的早熟和增产，与普通膜相比，转光膜处理的草莓可提前10 d 成熟，每667 m² 增产219.9 kg；转光膜对改善果实品质有明显的促进作用，草莓第1 茬和第2 茬果实的VC 含量比普通膜处理分别增加了16.1%、24.4%，可溶性糖含量差异不显著。     

温度对不同生态系统土壤甲烷氧化过程和甲烷氧化细菌的影响

温室气体的大量人为排放导致了近百年来的全球气候变化。甲烷是重要的温室气体,随着全球气温升高,甲烷排放量会随之增加,进一步加剧了全球温室效应。土壤是甲烷重要的源和汇,土壤中的甲烷氧化细菌在平衡甲烷的释放过程中发挥着关键作用。探究温度变化对土壤甲烷氧化能力的影响成为近年来的研究热点。本文综述了温度对土壤甲烷氧化过程以及甲烷氧化细菌的影响,分析了在不同温度下,各生态系统中的土壤甲烷氧化及甲烷氧化细菌响应特点和规律,比较了不同生态系统中土壤发生甲烷氧化的温度范围以及甲烷氧化菌株的生长温度范围。综述结果表明,不同生态系统能够发生甲烷氧化的温度范围不同;在能发生甲烷氧化的温度范围内,甲烷氧化速率随温度升高而增加;培养温度与土壤原位温度越相近时,甲烷氧化响应较为灵敏。与温度对甲烷氧化过程的影响类似,甲烷氧化细菌的丰度也随着温度升高而增加,并与增温幅度、优势甲烷氧化细菌的原位生长温度密切相关。土壤中的II型甲烷氧化细菌对温度较敏感,随着温度升高,II型甲烷氧化细菌丰度增加,因此,温度会通过影响甲烷氧化细菌的丰度和群落结构,从而影响甲烷氧化过程。但温度是否仅通过调控优势菌种更替来改变土壤甲烷氧化能力目前还尚未定论,未来需要进一步探究。本文讨论了土壤甲烷氧化过程对温度的响应及其微生物机制,可为全面解析全球变暖下的土壤甲烷氧化过程的变化提供参考。     

基于集成模型预测外来入侵植物北美刺龙葵的适生区

为明确外来入侵植物北美刺龙葵 Solanum carolinense在世界范围内的分布格局及对我国玉米种植区的影响,使用集成模型预测其在全球的适生区,并结合玉米收获面积对北美刺龙葵在我国的潜在分布情况进行分析。结果显示,集成模型具有较高精度,真实技巧统计（true skill statistic,TSS）值和受试者工作特征 （receiver operating characteristic, ROC）值均大于0.9,预测结果可靠;北美刺龙葵适生区遍布世界各大洲,在我国的适生区遍布18个省（区）,其中部分适生区与黄淮海平原夏播玉米区及南方丘陵玉米区有重叠。鉴于北美刺龙葵的适应能力和危害特点,建议对内加强适生区监测,做到早发现,早处理;对外加强口岸检疫,谨防其再次传入扩散。     

小麦模型算法集成平台在华北平原区的适应性评价

为评价小麦模型算法集成平台（wheat model algorithms integration platform, WMAIP）在华北平原区的适应性,该研究利用华北平原区4个典型试验站多年试验数据,对WMAIP组成的16个模型进行调参和验证,并利用归一化均方根误差（normalized root mean squared error, NRMSE）选择最优模型,最后评价WMAIP集成模型在华北平原区的适应性。WMAIP中组合的16个模型均能有效地模拟土壤水分动态和冬小麦生长发育指标。发育期模拟误差小于4.2%;2 m土层土壤贮水量模拟误差小于7.0%;生物量和产量模拟误差分别在17.3%～23.7%和10.8%～20.8%之间。单个模型的模拟性能不稳定,调参与验证结果的最优模型存在差异。模型集成可降低华北平原区冬小麦产量的模拟误差,用于集成的模型数量越多,模拟误差越小,选择6个模型进行集成就可获得近似田间试验的模拟误差。以16个组合模型模拟结果的均值作为集成模型的结果,得到生物量和产量的模拟误差分别为18.7%和11.8%。结果表明,WMAIP在华北平原区有较好的适应性,可用于华北平...     

铁氧化物固定土壤重金属的研究进展

铁氧化物及其前体在重金属污染土壤的原位修复方面已得到广泛应用,它既可单独使用亦可与其他钝化剂联用。尽管应用铁氧化物修复重金属污染土壤取得了部分成功,但对长期、大规模应用的效果及其稳定性等,目前尚缺乏统一的认识。在对铁氧化物修复重金属污染土壤研究结果进行归纳总结的基础上,探讨了植物和微生物对铁氧化物稳定砷效果的影响,旨在为污染土壤修复提供理论支撑。     

玉米秸秆与市政污泥混合热解特性及动力学分析

为探究玉米秸秆与市政污泥的混合热解特性,基于热重分析法,在不同升温速率(10、20和30℃/min)下对玉米秸秆、市政污泥及混样进行热重试验,同时采用Coats-Redfern积分法进行了动力学分析。结果表明:玉米秸秆与市政污泥相比热解特性差异大,残余率相差18.57%,综合热解指数相差35.73×10^-5,活化能E相差35.31~46.88 kJ/mol。随市政污泥的从10%到90%,热解起始温度由277.7℃下降至256.1℃,残余率由33.69%增加至45.83%,最大失质量速率由7.88%/min下降至3.11%/min,综合热解指数由8.5×10^-5下降至1.7×10^-5。表明市政污泥虽改善了混样的热解起始温度,但同时也使残余率增加,失质量速率变缓,综合热解指数降低。混样综合热解指数显示二者共热解整体存在抑制作用。动力学参数显示,升温速率升高使活化能增加,玉米秸秆单独热解过程所需活化能E大于市政污泥,市政污泥的质量分数从10%提高到90%,热解活化能由66.01~46.16 kJ/mol降低至44.47~17.04 kJ/mol。该研究可为玉米秸秆和市政污泥的利用提供基础支撑。     

根区施用硝化抑制剂DMPP对不同栽培方式下黄瓜产量及根区温室气体排放的影响

为了研究根区施用硝化抑制剂（DMPP）对日光温室起垄内嵌式基质栽培与土垄栽培黄瓜产量及根区N2O和CO2排放的影响,设置5个处理:CK（土垄栽培,不施氮肥）、SC（土垄栽培,常规施氮肥）、SC+D（土垄栽培、常规施氮肥配施DMPP）、SSC（起垄内嵌式基质栽培、常规施氮肥）、SSC+D（起垄内嵌式基质栽培、常规施氮肥配施DMPP）,分析了DMPP对黄瓜根区N2O和CO2排放的影响机制和对黄瓜产量的综合影响。结果表明：施氮肥显著增加了设施蔬菜地N2O累计排放量和黄瓜总产量。与SC处理相比,SSC处理的N2O累积排放量、CO2累积排放量和全球增温潜势分别减少27.9%、30.2%、30.1%（P<0.05）。SC+D处理显著降低全球增温潜势27.5%（P<0.05）;相比SSC处理,SSC+D处理显著降低全球增温潜势29.8%（P<0.05）。与CK相比,SC、SC+D、SSC和SSC+D处理的黄瓜总产量分别显著提高123.7%、138.0%、130.0%和138.7%。与SC处理相比,SSC处理显著提高了黄瓜产量和地上部、根系的干物质量,分别为5.1%、8.4%、66.1%。综合考虑N2O和CO2累积排放量、全球增温潜势、黄瓜产量,推荐施用DMPP条件下起垄内嵌式基质栽培为较优的管理模式。     

京津冀地区农业源氨排放的时空格局与减排潜力

京津冀地区不合理的肥料和粪便管理造成了大量的氨排放,促进了该地区PM2.5的上升。本研究基于排放因子法和高分辨率活动数据建立了京津冀地区2015—2019年的氨排放清单,阐明了该地区农业源氨排放的总量和来源、时间变化、空间格局以及减排潜力。结果表明:2015—2019年京津冀地区年均农业源氨排放量为429.1 Gg·a~(-1),玉米种植、尿素施用和室内圈舍是氨排放的主要来源;农业源氨排放量逐年下降,其中种植业贡献了75%的减少量。京津冀地区农业源氨排放呈现"南高北低"的格局,50%的县(区、市)贡献了80%以上的排放。提高作物氮利用率可以大幅降低种植业的氨排放(57.5%),采用酸性碳酸钙替代饲料中的碳酸钙则可以有效降低畜禽养殖业的氨排放(26%～53%)。     

不同来源可溶性有机质对稻田土壤中砷甲基化的影响

以湖南省石门县雄黄矿区砷污染水稻土为试验用土,采用离心管培养试验探究了由猪粪、牛粪、鸡粪和水稻秸秆制备的4种可溶性有机质(DOM)对土壤中砷甲基化的影响。结果表明:添加不同有机碳(TOC)浓度的DOM可显著改变水稻土壤中砷的形态,且不同处理中各形态砷含量均随TOC浓度增加呈现不同程度的增加。当土壤溶液TOC浓度为320 mg·L~(-1)时,4种DOM处理的土壤溶液中甲基态砷含量分别占总砷的75.8%(猪粪DOM)、75.7%(牛粪DOM)、68.3%(鸡粪DOM)和61.8%(水稻秸秆DOM);土壤溶液中甲基态砷含量与TOC浓度呈现显著正相关关系(P0.01),表明TOC浓度增加可显著促进土壤中砷的甲基化。各处理对土壤砷甲基化的激发作用大小排序为猪粪DOM(0.016 1μg·L~(-1))鸡粪DOM(0.014 7μg·L~(-1))牛粪DOM(0.009 9μg·L~(-1))水稻秸秆DOM(0.008 2μg·L~(-1));添加320 mg·L~(-1)TOC浓度的DOM处理中土壤砷甲基化功能基因arsM拷贝数均高于对照(添加等体积超纯水),其中猪粪处理最高,为3.36×10~9copies·g~(-1),约是对照的2倍;不同DOM作用下土壤pH变化规律为水稻秸秆牛粪鸡粪猪粪,土壤EC值变化规律为水稻秸秆鸡粪牛粪猪粪。综上,不同来源的DOM可差异性地影响水稻土壤中砷甲基化效率,通过合理施用有机肥有望减少土壤中砷的甲基化,从而在一定程度上减轻水稻直穗病发生。     

拱型温室外保温被翻越式铺卷系统的设计与模拟试验

针对现有保温被覆盖方式无法实现翻越拱面顶部覆盖，且卷起后的保温被放置在屋顶给屋面造成额外荷载和室内遮阴的问题，设计一套拱型温室外保温被翻越式铺卷系统（Over-the-top rolling system,ORS）。对ORS的工作方式和零部件参数进行研究，在计算模拟的基础上，选用了蓬松厚度为10mm、压实厚度为2mm的保温被，直径为25mm、壁厚为1.5mm的不锈钢管，直径为2mm的钢丝绳，链号为06B的链条和配套29齿的链轮，功率为400W的电机，并设计了螺距为2mm、22圈宽2mm、深1mm的螺纹、拔摸角度为30°的塔轮，在微缩拱型温室上安装ORS进行模拟试验运行。结果表明：1)ORS采用拉铺覆盖和卷收打开保温被的工作方式实现了保温被翻越屋顶的一体化覆盖，提高了保温被的整体保温性；2）相比保温被放置在屋顶的方式，ORS放置在天沟上减少了屋面拱架荷载42 N/m~2，避免了保温被放置在屋顶造成的33%室内遮阴；3）保温被卷起后平均最大直径为116.2mm，小于模型温室天沟的宽度（320mm），不额外遮阴；牵引绳的张力最大值为736.119N，小于所选择钢丝绳（φ=2mm）的最小破断拉力2 296N;ORS最大工作功率为384W，扭矩传感器最大测量值为8 849.138N·m，所选电机的额定功率为400W、最大容许扭矩为6×10~(5 )N·m，验证了所选规格保温被的厚度、钢丝绳的直径、电机功率和的最大容许扭矩的选型是合理的；4）保温被覆盖和打开的整个工作过程中卷被和卷绳的转速可以同步，验证了塔轮尺寸规格设计的合理性。