基于土地利用变化的河北省坝上地区景观生态风险评价

[目的]对河北省坝上地区近40 a来的土地利用动态变化和生态风险进行分析评价并对未来趋势作出预测,为该地区生态建设和治理、可持续发展提供科学依据。[方法]基于坝上地区1980—2018年5期土地利用数据以及通过土地转移矩阵、空间相关性分析等方法揭示和预测该区1980—2026年的土地利用变化特征并评估该区生态风险水平。[结果](1)整个研究期间,坝上地区土地利用类型以耕地为主,所占比例近50%,其中,1980—2018年,耕地、林地扩张面积均超过300 km~2,草地减少近616.60 km~2,水域面积缩减36.04%,其中耕地、林地、草地之间的互相流转程度较为剧烈,空间变化上表现为各地类的重心在2000—2010年明显迁移。(2)1980—2026年,坝上地区6个时期内生态风险值全局空间自相关Moran’s I指数均在0.500左右,其空间分布表现出较高的趋同集聚性。(3)近40 a来,坝上生态风险水平升至为高风险级,其区域增加了123.22 km~2,较高风险区域分布在城镇地区,据CA-Markov模型预测,未来坝上地区中等及中等以上风险区域持续扩张,丰宁县和围场县将分别出现小规模高风险区和较高风险区。[结论](1)近40 a来坝上地区草地退化严重,水域面积显著减少,原因系安固里淖干涸所致。(2)该区生态风险水平与土地格局分布具有较强相关性,且在未来会继续升高。     

Identification of a phytoplasma associated with pomegranate little leaf disease in Iran

During 2012–2014 surveys for the presence of phytoplasma diseases in Fars province (Iran), pomegranate little leaf symptoms were observed in several orchards in Khafr and Neyriz areas. Samples collected from symptomatic plants positively reacted in nested PCR assays using P1/P7 followed by R16F2n/R16R2 primer pairs producing the expected 1,250 bp DNA fragments. Real and virtual RFLP analysis showed that the sequences of phytoplasma strains from Khafr and Neyriz (KPLL and NPLL strains, respectively) were identical to each other and belong to 16SrII phytoplasma group, subgroup D. Phylogenetic analysis of the R16F2n⁄R16R2 DNA region confirmed that KPLL and NPLL phytoplasmas were enclosed in the same clade as other 16SrII-D subgroup phytoplasmas. This is the first reported occurrence of a 16SrII phytoplasma infecting pomegranate trees.     

Contribution of green manure legumes to nitrogen dynamics in traditional winter wheat cropping system in the Loess Plateau of China

Excessive application of N fertilizer in pursuit of higher yields is common due to poor soil fertility and low crop productivity. However, this practice causes serious soil depletion and N loss in the traditional wheat cropping system in the Loess Plateau of China. Growing summer legumes as the green manure (GM) crop is a viable solution because of its unique ability to fix atmospheric N₂. Actually, little is known about the contribution of GM N to grain and N utilization in the subsequent crop. Therefore, we conducted a four-year field experiment with four winter wheat-based rotations (summer fallow-wheat, Huai bean–wheat, soybean–wheat, and mung bean–wheat) and four nitrogen fertilizer rates applied to wheat (0, 108, 135, and 162 kg N/ha) to investigate the fate of GM nitrogen via decomposition, utilization by wheat, and contribution to grain production and nitrogen economy through GM legumes. Here we showed that GM legumes accumulated 53–76 kg N/ha per year. After decomposing for approximately one year, more than 32 kg N/ha was released from GM legumes. The amount of nitrogen released via GM decomposition that was subsequently utilized by wheat was 7–27 kg N/ha. Incorporation of GM legumes effectively replaced 13–48% (average 31%) of the applied mineral nitrogen fertilizer. Additionally, the GM approach during the fallow period reduced the risk of nitrate-N leaching to depths of 0–100 cm and 100–200 cm by 4.8 and 19.6 kg N/ha, respectively. The soil nitrogen pool was effectively improved by incorporation of GM legumes at the times of wheat sowing. Cultivation of leguminous GM during summer is a better option than bare fallow to maintain the soil nitrogen pool, and decrease the rates required for N fertilization not only in the Loess Plateau of China but also in other similar dryland regions worldwide.     

Effects of natural protease inhibitors on high protease activity flours

Wheat grain damaged by wheat bug (Eurygaster spp.) contains the bug salivary secretion which hydrolyses the gluten needed for the dough quality of breadmaking due to its proteolytic activity. Since the protease inhibitors are widespread throughout the plant kingdom, the possibility of using some plants, especially food and feed legumes to decrease the proteolytic activity of flours milled from bug damaged wheats was investigated. The proteolytic activity was considerably inhibited by pefabloc-SC and EDTA-Na₂, suggesting that bug protease(s) included serine and metallo proteases. Extracts from cones of hops, seeds of grass pea, red kidney bean and sunflower caused reduction in the activity of bug protease(s). Effects of hop extract on electrophoretic, rheological properties of high protease activity flours milled from different bread wheat cultivars damaged by the bug were also studied. The dough development time and stability values of high protease activity flours increased considerably with hop extract at the lowest addition level (10:1, flour to hop extract ratio). The doughs supplemented with the hop extract had higher maximum resistance and lower extensibility values as compared to their controls. These results suggested that hop extract had improving effects on high protease activity flours due to the bug damage.     

基于扩散理论的华北春玉米生理成熟后籽粒脱水过程分析

玉米机收籽粒可以显著提高玉米的生产效率,是玉米生产的发展方向。生理成熟后的籽粒含水率是决定机收质量的关键,受品种、密度和气候等多种因素影响。准确估算生理成熟后玉米籽粒含水率,进而分析其主要影响因素,最终确定玉米收获时间和筛选适宜机收的品种,对玉米主产区华北的春玉米籽粒机收发展具有重要意义。因此,于2017年和2018年在河北省泊头、南大港、玉田和山西榆次进行了两年田间春玉米试验,每年设置7个共性品种,每个品种3个密度,对生理成熟后籽粒含水率、品种性状、气象和管理要素进行了监测,并利用基于扩散理论考虑空气温湿度的脱水模型对籽粒含水率进行了模拟,进而计算脱水曲线下的面积(AUDDC),用以筛选脱水优异的玉米品种。结果表明,基于扩散理论的籽粒脱水模型对玉米生理成熟后籽粒含水率的模拟效果较好;年份、地点和品种对生理成熟时籽粒含水率(M_0)和水分扩散速率(k)具有显著影响,密度对脱水参数影响不显著。逐步线性回归分析得到灌浆期参考作物蒸发蒸腾量(ET_0)、最高气温和灌水量对M_0具有显著的正效应,生理成熟后30 d内ET0和灌浆中后期降雨对k具有显著的正效应,全生育期降雨对k具有显著的负效应。品种性状中对M_0影响最大的为苞叶层数(正效应),对k影响最大的为叶片数(负效应)。通过模型计算得到,生理成熟后10d华北地区春玉米籽粒含水率可以下降到28%,籽粒含水率下降到25%的概率为50%。由模型计算得到各品种生理成熟后10 d内的AUDDC,与AUDDC平均值比较发现‘京农科728’‘张1453’‘华农887’‘广德5’和‘金科玉3306’为脱水表现优异的品种。     

麻山药种植田沙壤土流动性离散元模型颗粒放尺效应

为简化麻山药-沙壤土复合体离散元模型，提高离散单元法在农业领域中的计算效率，以沙壤土为研究对象，在EDEM离散元软件中构建非球形颗粒，进行双目标参数标定试验，采用放大颗粒粒径方法，利用转鼓、坍塌与FT4流变仿真试验，从颗粒群动态堆积角、流动质量、流动速率以及能量等方面探究了颗粒放尺效应对颗粒群物理特性的影响。试验结果表明：干燥处理后的2 mm粒径沙壤土基质静态堆积角和动态堆积角平均值分别为32.16°和35.02°；与独立标定试验相比，双目标标定试验获得的仿真参数更具准确性与唯一性；在动态堆积角试验中，真实沙壤土颗粒在转鼓中所形成的动态堆积角随粒径和旋转速度的增大而减小，而在仿真试验中，转鼓转速相同情况下，非球形颗粒群在增大粒径的情况下所产生的动态休止角差异较小；坍塌试验中，不同粒径颗粒群在流动过程中的流动质量与平均流速变化趋势基本一致，但误差随粒径增大而增大；颗粒质量相同时，将粒径分别放大2倍及4倍，颗粒数量同比减少87.24%、98.92%，仿真时间明显缩短，计算效率显著提高；FT4流变试验表明，当放尺因子S为2时，阻力FV及其力矩T随时间变化的拟合曲线值约为原尺时的2倍，而当放尺因子S为4时，与原尺相比，拟合曲线斜率差异显著，相关性明显降低。研究结果可为构建沙壤土离散元放尺模型提供理论依据，同时也可为农业工程离散元放尺仿真计算提供一定参考。     

肉鸭粪便排放特征的季节性变化

本研究旨在探讨肉鸭粪便的特性,并对其不同季节的污染物排放特征进行评价,为肉鸭养殖场废弃物处理和资源化利用提供依据。分4个季节进行了北京Z型肉鸭饲养试验(饲养期37 d),记录采食量、产粪量,并定期测定饲料和粪便中水分和有机质含量及总氮(TN)、P、Cu、Zn含量。结果表明:肉鸭粪便中Zn含量秋季最高, TN、P、Cu含量均为冬季最高;冬季粪便中TN含量极显著高于夏、秋两季(P0.01); P、Cu含量在冬季均极显著高于其余季节(P0.01);粪便中Cu、Zn含量均为春季最低。肉鸭粪便平均含水率为84.61%,夏季最高,春季最低;平均有机质含量为83.38%,表现为冬春秋夏。春夏秋冬四季的粪便产生量分别为338.3g?d~(-1)?只~(-1)、275.9 g?d~(-1)?只~(-1)、317.6 g?d~(-1)?只~(-1)和327.0 g?d~(-1)?只~(-1),夏季最低。TN、P、Cu、Zn的排泄系数分别为2.13 g?d~(-1)?只~(-1)、2.48g?d~(-1)?只~(-1)、2.56 mg?d~(-1)?只~(-1)、21.10 mg?d~(-1)?只~(-1);春冬两季的TN日排泄量显著高于夏秋两季; P的日排泄量表现为冬季极显著高于其余3个季节;夏季Cu的日排泄量与春季差异不显著,极显著低于秋、冬两季(P0.01)。TN在秋季排泄占比最低,春季最高;而P排泄占比为秋季最高,春季最低。肉鸭在饲养期TN、P、Cu、Zn的排泄量与对应元素的摄入量具有极显著的正相关关系(P0.01)。研究表明:季节因素能对肉鸭粪便中含水率、有机质、TN、P、Cu和Zn含量产生显著影响,同时各季节各元素的排泄量与相应元素的摄入量显著相关。     

马齿苋水提物对热应激小鼠空肠结构及吸收功能的影响

旨在探讨马齿苋水提物（aqueous extract of Portulaca oleracea L.）对热应激小鼠空肠结构及吸收功能的影响。将40只昆明种小鼠随机分为4组（n=10）：空白对照组（C）、热应激组（HS）、马齿苋水提物组（AEP）、维生素C组（Vc），HS、AEP和Vc组每天于（40±1）℃环境下处理0.5 h，连续热应激6 d后将小鼠转置于室温下给药治疗。给药7 d后眶窦采血，并采集小鼠空肠；测定小鼠血清中D-木糖、葡萄糖含量；HE染色观察空肠组织病理学变化；qRT-PCR法检测空肠黏膜ZO-1、SGLT1及GLUT2 mRNA的相对转录水平。结果显示，与C组比较，HS组小鼠空肠黏膜绒毛高度极显著降低（P<0.01）；血清中D-木糖的含量极显著降低（P<0.01）；空肠黏膜中ZO-1、SGLT1和GLUT2 mRNA的相对转录水平均极显著降低（P<0.01）；与HS组相比，AEP组小鼠空肠绒毛高度极显著提高（P<0.01）；血清中D-木糖及葡萄糖的含量均显著升高（P<0.01或P<0.05）；空肠黏膜中ZO-1、SGLT1和GLUT2 mRNA的相对转录水平均显著升高（P<0.05或P<0.01）。高温处理可导致小鼠空肠黏膜脱落及吸收功能下降，而在给予马齿苋水提物治疗后可通过提高空肠ZO-1 mRNA表达量修复空肠黏膜结构，通过促进空肠黏膜SGLT1和GLUT2 mRNA的转录量改善吸收功能。马齿苋水提物能在一定程度上修复热应激导致小鼠空肠黏膜结构损伤，改善热应激小鼠肠道的吸收能力。     

黑沙蒿根系抗拉特性及其与化学成分的关联性

[目的] 探讨根系抗拉特性与主要化学成分含量的关联性，以期充实根系固土力学特性研究以及提供矿区生态恢复和植物保护的理论支持。[方法] 以神东矿区广泛分布的多年生灌木黑沙蒿（Artemisia ordosica）为研究对象，利用TY8000伺服式强力机，研究1~4 mm径级直根段、含侧根分支处根段抗拉材料的力学特性并测定各径级的纤维素、半纤维素和木质素，研究根系材料力学及其与化学成分的关联性。[结果] ①随着根系直径增加，黑沙蒿直根段、含侧根分支处根段抗拉力增加，而抗拉强度和杨氏模量减小，且抗拉力、抗拉强度和杨氏模量都与根系直径呈幂函数关系。②直根段、含侧根分支处根段化学成分含量差异显著（p<0.05），平均化学成分含量为：半纤维素（31.69%，32.18%） > 木质素（28.42%，25.30%） > 纤维素（15.50%，15.35%）。③随着根系直径增加，直根段纤维素含量减小，半纤维素和木质素含量增加，而含侧根分支处根段纤维素含量减小，半纤维素和木质素含量无变化。④直根段抗拉强度、杨氏模量与纤维素极显著正相关（p<0.01），与半纤维素、木质素极显著负相关（p<0.01）。含侧根分支处根段抗拉强度、杨氏模量与纤维素极显著正相关（p<0.01），与半纤维素、木质素无相关性。[结论] 黑沙蒿根系抗拉特性与化学成分表现出一定的相关性，且纤维素是影响灌木根系材料力学特性的主要化学组分。     

核桃坚果硬壳发育研究进展

概述了核桃坚果果皮结构及硬壳发育过程,归纳了核桃坚果硬壳发育的主要内部影响因素和外界影响因素,提出了目前在核桃坚果硬壳发育研究方面所存在的问题,并对今后的研究做出了展望。