作物-土壤氮循环对大气CO2浓度和温度升高响应的研究进展

在地球化学元素循环中,氮素是最重要、最活跃的营养元素之一。农田生态系统中的氮素很大程度上决定农作物的产量和品质。然而,在全球气候变化背景下,随着大气CO₂浓度和温度升高,作物-土壤氮循环的变化可能显著影响农田生态系统中的作物生产。因此,研究作物-土壤氮循环对大气CO₂浓度和温度升高的响应,能够为科学合理地预测未来气候条件下,农田生态系统中作物的氮素需求,以及保障农作物产量的稳定供应提供理论依据,对于全面认识全球气候变化背景下的农田生态系统氮素循环过程及土壤可持续利用具有重要意义。本文综述了大气CO₂和温度升高对作物氮素吸收和分配,以及与氮有效性密切相关的土壤氮转化的影响,并系统总结了二者对作物-土壤氮循环过程产生的交互作用。总结以往研究发现,在大气CO₂浓度升高条件下,作物的蒸腾作用减弱,但光合作用增强,生物量加大,根系分支和根表面积增加,豆科作物的根瘤固氮能力提高,因此整体上促进作物对氮的吸收,并且增加作物向籽粒中分配氮的比例,但作物的平均氮浓度降低。此外,高CO₂浓度提高了土壤酶活性,增强了土壤有机氮矿化作用、硝化及反硝化作用,加速了土壤氮转化。升温和CO₂浓度升高对作物-土壤氮循环产生正向或负向的交互作用,主要表现在：高温和高CO₂浓度对作物的生物量、光合作用、地下部氮分配、根系分支以及根表面积具有协同促进作用,升高温度减轻了高CO₂浓度对作物蒸腾作用和作物氮浓度的抑制作用。然而,升温抑制了高CO₂浓度对作物向籽粒中氮分配、氮吸收以及产量的促进作用;升温虽然能进一步增强高CO₂浓度对土壤酶活性和有机氮矿化的促进作用,但是对于土壤硝化和反硝化作用,二者的交互作用以及相关的分子机制尚不明确。大气CO₂升高和温度升高对土壤微生物,以及微生物与作物之间的耦合关系的研究比较薄弱,特别是由微生物主导的氮循环过程及其对全球气候变化的反馈机制是未来研究的重点。本文提出利用16S rRNA、DGGE、T-RFLP、qPCR、RT-PCR技术、蛋白组学以及稳定性同位素探针原位研究技术,可以将复杂环境中微生物物种组成及其生理功能进行耦合分析,揭示大气CO₂浓度与温度对作物-土壤氮循环过程的交互作用机理,增强对气候变化下农田生态系统氮素循环响应的预测能力,为农田生态系统有效地适应气候变化提供科学的理论依据。     

秸秆还田下水肥管理模式对冬小麦气体交换参数及产量的影响

为探讨秸秆还田下冬小麦气体交换参数及产量对水肥处理的响应,通过大田试验研究了秸秆还田下灌水时期、施肥时期、灌水量和施肥量对冬小麦气体交换过程及产量构成的影响.研究结果表明:在抽穗期和灌浆期,无论增加灌水量还是减少灌水量均导致冬小麦叶片净光合速率上升;减少灌水量明显提高抽穗期叶片水平上的水分利用效率,但随着灌水量的增加,千粒重反而降低.抽穗期和成熟期的越冬水+拔节水+扬花水处理增加叶片净光合速率,且提高水分利用效率和千粒重.与对照相比,施肥处理叶片净光合速率呈现出增加的趋势,但增加幅度并不显著.在生长初期(拔节期+抽穗期)减少施肥量,光合速率增加;越冬期施肥较多、拔节期施肥较少(S3S1)的处理下,冬小麦的千粒重增加.本研究结果将为黄淮海平原粮食产区冬小麦水肥管理措施和政策的制定提供数据支撑和理论依据.     

喷雾质量影响因素分析

在农业生产中,保护农作物免受杂草、昆虫、病菌等危害是作业过程中的一个重要环节,目前农作物保护最主要的手段是化学农药。但化学农药的喷施效果受到多种因素的影响,很难达到理想的喷雾质量。这些喷雾质量影响因素包括使用的设备、天气、施药者的专业水平等。针对这些喷雾影响因素进行深入研究,了解其作用原理,影响大小,就能够在植保施药作业中选择合理的喷雾参数,从而提高喷雾作业质量。     

鹿血清蛋白抗氧化肽体外抗氧化性及其机理研究

在碱性蛋白酶最适条件下水解鹿血清蛋白,水解时间为0~5 h,鹿血清蛋白抗氧化肽的水解度(DH)随着水解时间增加而增加(P0.05),鹿血清蛋白抗氧化肽还原能力、清除自由基的作用和Cu2+螯合能力随着水解时间的增加而显著提高(P0.05),鹿血清蛋白抗氧化肽能有效抑制硫代巴比妥酸反应物质(TBARS)生成(P0.05)。结果表明,鹿血清蛋白抗氧化肽的抗氧化活性取决水解时间,鹿血清蛋白抗氧化肽是有效的抗氧化剂。     

好氧污泥堆肥添加牛粪的资源化处理

以污泥、牛粪、玉米秸秆为试材,采用好氧堆肥技术,在污泥堆肥中添加牛粪和玉米秸秆等物料,在合理的C/N范围内,对不同配比的物料作为4个处理进行试验,以实现对城市周边废弃物资源化利用。结果表明:各处理的温度、含水量、pH值均达到了较理想的效果;种子萌发试验表明,A、B处理(污泥∶牛粪∶玉米秸秆为5∶(2~3)∶4)的种子发芽率大于80%,达到腐熟效果;最佳配比方式污泥∶牛粪∶玉米秸秆为5∶2∶4。其温度快速升高至55℃以上并持续18d之多,含水量降低11.7%,总氮降低0.15%,有机质含量下降28.3%,种子发芽率为82.1%,pH值保持在6~9;污泥、牛粪加入秸秆进行堆肥,不仅实现了废弃物的资源化,而且有较好的应用前景。     

杆菌肽产品在动物饲料中的应用研究进展

杆菌肽是多肽类抗生素的一种,对于动物的肠道疫病有预防和治疗作用,并且能够明显提升饲料的转化率,杆菌肽类产品凭借其无耐药性、无休药期、无残留、安全性较高的优势,被广泛应用于动物养殖中。主要探讨了杆菌肽类产品的特性及其在动物养殖中的应用和进展,希望能够为广大养殖场(户)提供一定的帮助。     

我国农机推广工作发展探讨

加强农机推广工作可以促进农业机械化发展进程。分析目前我国农机推广工作中存在的问题,提出加强农机推广工作实施的措施,以促进农业技术及先进设备充分发挥优势,提升农业机械化的水平,从而实现农业的可持续发展。     

橡胶草种植前后土壤微生物细菌多样性研究(Ⅱ)——高级分析

[目的]研究橡胶草种植前后土壤微生物细菌的多样性。[方法]对大田种植橡胶草前后的土壤理化性质进行考察,并通过454测序技术对土壤微生物细菌多样的数据序列进行高级分析。[结果]橡胶草种植后土壤的全氮和全磷略高于种植前,有机质稍有下降。土壤细菌的OTU数在橡胶草种植前后相差不大。群落结构分析表明,橡胶草种植前后的细菌组成大致相同,但各物种所占比例有差异,大多数的细菌是不可培养的,其中与氮有关的菌属柱状区所占比例最大。PCA主成分分析表明橡胶草种植前后土壤微生物群落在细菌水平上相近,这个结果与群落分布柱状图相吻合。RDA分析表明,土壤pH值、有机质、土壤含水率、土壤全氮和全磷与细菌呈正相关,土壤容重与细菌呈负相关。[结论]试验测序数据表明,橡胶草种植前后的土壤微生物细菌在OUT水平上多样性丰富,在属的水平上群落结构组成相近,种植橡胶草后土壤理化性质发生了改变。     

黑穗醋栗半同胞子代遗传效应分析及优良家系选择

以黑穗醋栗半同胞家系子代测定林为研究对象,通过探讨果实性状的遗传变异规律综合分析了数量性状的遗传效应,并以此为基础材料,系统进行了优良家系的选择。结果表明,家系间果实性状存在一定的变异,其中,果径变异较小,果穗质量变异较大,单果质量变异最大,平均变异系数分别为2.75%、32.36%和40.41%。果径和果穗质量的遗传力较强,遗传增益中等,遗传分化较小,遗传力分别为0.995和0.811,遗传增益分别为1.28%和9.67%,综合考虑各种影响因素,确定RINI07为优良家系。     

秋水仙碱诱导山杨异源多倍体

[目的]利用综合倍性育种和杂交优势的多倍体育种培育山杨优良新品种。[方法]以中国山杨及其杂交品种中关山杨为母本,山杨和新疆杨为父本,进行树上杂交与切枝水培杂交,对授粉后的雌花序施加秋水仙碱进行多倍体诱导,利用流式细胞术检测植株倍性。[结果]切枝水培杂交,授粉48h后,以浓度0．3％秋水仙碱持续处理24h,诱导三倍体效果最佳;授粉96h后,以浓度0．3％秋水仙碱持续处理24h,诱导四倍体效果最佳。另外树上杂交,授粉96h后,以浓度0．1％秋水仙碱持续处理48h,诱导三倍体效果最佳;授粉120h后,以浓度0．1％秋水仙碱持续处理48h,诱导四倍体效果最佳。[结论]对山杨、中美山杨授粉后施加秋水仙碱处理,成功获得了三倍体与四倍体,结果表明利用秋水仙碱溶液诱导山杨多倍体行之有效。