Cultivation effects on soil texture and fertility in an arid desert region of northwestern China

In arid desert regions of northwestern China, reclamation and subsequent irrigated cultivation have become effective ways to prevent desertification, expand arable croplands, and develop sustainable agricultural production. Improvement in soil texture and fertility is crucial to high soil quality and stable crop yield. However, knowledge on the long-term effects of the conversion of desert lands into arable croplands is very limited. To address this problem, we conducted this study in an arid desert region of northwestern China to understand the changes in soil physical-chemical properties after 0, 2, 5, 10, 17, and 24 years of cultivation. Our results showed that silt and clay contents at the 17-year-old sites increased 17.5 and 152.3 folds, respectively, compared with that at the 0-year-old sites. The soil aggregate size fraction and its stability exhibited an exponential growth trend with increasing cultivation ages, but no significant change was found for the proportion of soil macroaggregates (>5.00 mm) during the 17 years of cultivation. The soil organic carbon (SOC) content at the 24-year-old sites was 6.86 g/kg and increased 8.8 folds compared with that at the 0-year-old sites. The total (or available) nitrogen, phosphorus, and potassium contents showed significant increasing trends and reached higher values after 17 (or 24) years of cultivation. Changes in soil physical-chemical properties successively experienced slow, rapid, and stable development stages, but some key properties (such as soil aggregate stability and SOC) were still too low to meet the sustainable agricultural production. The results of this long-term study indicated that reasonable agricultural management, such as expanding no-tillage land area, returning straw to the fields, applying organic fertilizer, reducing chemical fertilizer application, and carrying out soil testing for formula fertilization, is urgently needed in arid desert regions.     

枣实蝇对枣果挥发物的选择行为

[目的]探究对枣实蝇有引诱作用的挥发性物质,研发基于行为调节的防治技术。[方法]采用Y型嗅觉仪测定了枣实蝇成虫对6种枣果挥发物的选择行为反应,并在室内试验的基础上进行田间引诱试验。[结果]室内试验结果显示,枣实蝇成虫对6种枣果挥发物具有显著正趋性。枣实蝇雌虫对棕榈酸乙酯、月桂酸乙酯、肉豆蔻酸的选择率较强,选择率均为30%以上;雄虫对亚油酸乙酯、油酸乙酯的选择率较强,选择率均为25%以上,从不同浓度梯度(原液、10%溶液、1%溶液)的选择率和选择系数来看,随浓度的递减,其选择率和选择系数也在递减,原液的选择率分别为10%溶液及1%溶液的2.5倍及5倍以上。田间试验发现:肉豆蔻酸对枣实蝇雌虫的诱集效果较强,2 d最多诱捕数量为15头·只^-1,平均诱捕数量为11.4头·只^-1,十四酸乙酯次之。在6种不同挥发物中油酸乙酯和亚油酸乙酯对枣实蝇雄虫的引诱效果较强。经单因素方差分析发现,在6种挥发性物质及混合物中,月桂酸乙酯及十四酸乙酯对枣实蝇雌雄虫的引诱效果之间存在显著性差异。其他挥发物之间无显著差异。[结论]枣果挥发物中棕榈酸乙酯、月桂酸乙酯、肉豆蔻酸与枣实蝇偏爱选择密切相关。在田间试验中:枣实蝇成虫对肉豆蔻酸的选择率较强,为研发枣实蝇引诱剂提供了理论依据。     

马疱疹病毒1型主要毒力基因分析及TK基因缺失载体的构建

为了解新疆马疱疹病毒1型（EHV-1）主要毒力基因遗传进化情况并构建TK基因缺失株，本研究以EHV-1 XJ2015株DNA为模板，对其主要毒力基因TK、gI和gE全长进行克隆、测序及生物信息学分析，并扩增TK基因左右重组臂TKL和TKR，构建质粒pUC-TKLR，将扩增后的增强绿色荧光蛋白（EGFP，含有CMV+polyA）插入pUC-TKLR质粒，构建TK基因缺失打靶质粒。TK、gI和gE基因同源性分析结果显示，XJ2015株与国外EHV-1分离株TK、gI和gE基因同源性均较高，分别为99.8%~100.0%、99.6%~100.0%和99.9%~100.0%；与EHV-3分离株同源性均最低，分别为72.9%、59.4%和62.1%；遗传进化分析显示，3个基因均与国外EHV-1同属于一个遗传进化分支，与EHV-9和EHV-4进化关系较近，但与EHV-3进化关系较远，表明XJ2015毒株与国外EHV-1毒株TK、gI、gE基因核苷酸上差异不明显，没有明显的地域性特征，功能基因保守且进化缓慢，同源基因功能相同或相近；经PCR扩增、酶切、测序及转染鉴定，本试验成功构建了用于TK基因缺失的打靶质粒pUC-TKLR-EGFP。通过对EHV-1主要毒力基因的分析及TK基因缺失打靶载体的构建，为新疆地区马鼻肺炎流行病学调查分析、TK基因缺失株的构建提供理论依据。     

荷斯坦牛初乳白利糖度值和初乳产量特征及影响因素分析

为探究荷斯坦牛初乳白利糖度值和初乳产量特征及其影响因素,本研究收集了北京地区某牛场2016年6月—2018年6月共1 257头荷斯坦牛初乳白利糖度值和初乳产量数据及对应的奶牛生产性能测定数据,利用SAS 9.2软件的GLM过程分析胎次、产犊季节和产犊年份对初乳白利糖度值和初乳产量的影响。结果表明:北京地区荷斯坦牛初乳白利糖度值为24.25%,初乳产量为6.52 kg,该试验场初乳品质较好;不同胎次、产犊季节和产犊年份对初乳白利糖度值和初乳产量均有显著影响;初乳白利糖度值随胎次增加总体呈逐渐增加的趋势,5胎及以上的初乳白利糖度值最高;初乳产量随胎次增加呈先增加后减少的趋势,4胎时初乳产量最高。综上,荷斯坦牛初乳白利糖度值对分娩母牛的胎次和产犊年份、季节等生理和环境因素的变化较为敏感。     

基于Landsat和MODIS数据融合的农牧区NPP模拟

天山北坡是中国重要的农牧业发展基地,利用遥感数据准确获取植被净初级生产力(Net primary productivity,NPP)的时空信息,对于合理分配农牧业草地资源具有重要意义。由于受到天气影响及卫星传感器受到时间分辨率和空间分辨率的限制,获取既具有中空间分辨率、又具有高时间分辨率的遥感数据比较困难。本文基于中空间分辨率Landsat 8 OLI数据与高时间分辨率MODIS数据,采用遥感数据时空融合STARFM算法,获取中空间分辨率和高时间分辨率序列的遥感数据,以天山北坡中段区域为实验区,结合CASA模型,对区域内植被NPP进行模拟。结果表明,2016年内8个时期,融合后的NDVI数据与对应时刻的Landsat 8 OLI NDVI数据的相关系数不小于0.759,偏差在0.006 2～0.009 4之间,均方根误差在0.074～0.135之间;利用融合数据与CASA模型协同模拟的NPP具有良好的空间细节信息,NPP模拟值与野外实测值决定系数R~2为0.860 1,表明两者具有较好的相关性。本研究为多源遥感影像融合技术与光能利用率模型协同模拟NPP提供了新的思路。     

基于主成分分析和Copula函数的灌溉水利用系数影响因素研究

以新疆生产建设兵团第十二师中型灌区为研究对象，采用首尾法测算2018年和2019年4个样点灌区的灌溉水利用系数，在采用主成分分析法对指标体系降维处理的基础上，用Copula函数构建PCA-Copula评价分析方法，对灌溉水利用系数各影响因素的影响程度和影响规律进行计算分析。结果表明：两年测算数据表明，4个样点灌区灌溉水利用系数都在0.63以上，且最大值达到0.668，分别高于同期全疆、全国平均水平5.05%、10.15%；主成分分析得出，渠道衬砌率（0.944）、滴灌灌溉面积比（0.746）、作物需水量（0.635）、实际灌溉面积（0.734）等都具有超过60%的正贡献率，而葡萄种植比（-0.586）和灌区毛灌溉用水量（-0.645）等具有超过58%的负贡献率。利用PCA-Copula分析评估方法得出，作物种植比例和节水灌溉工程状况对十二师中型灌区灌溉水有效利用系数影响显著（P<0.05），其中葡萄净灌溉定额和灌区毛灌溉用水量对灌溉水有效利用系数的影响极其显著（P<0.01），相关系数分别为0.875、0.742，同时利用Spearman等级相关系数检验法和线型回归来检验PCA-Copula评价法与熵值法的密切程度，检验结果其相关系数分别为 0.87（P＜0.05）和0. 52（P＜0.001），表明PCA-Copula评价方法适用于研究灌溉水利用系数影响因素。     

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。     

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。     

天山云杉林冠层结构对草本物种多样性的影响

为研究天山云杉林冠层特征与林下草本物种多样性的相互关系，以新疆天格尔森林公园天山云杉林的4个龄级的林分（幼林龄、中林龄、近熟林、成熟林）为研究对象，以冠层分析仪获得的冠层结构特征和林下光环境指数等野外实际调查数据为依据，通过计算 α 多样性指数分析4个龄级的草本物种多样性，利用多元统计方法研究冠层结构对草本多样性的影响。结果表明，各个指标在不同龄级间均有一定的差异，且随着林分的生长和更新，天山云杉林呈现林冠开度逐渐减小、叶面积指数增大、林下光辐射均减弱、物种多样性指数均减小的趋势；典型模型表明林冠开度对冠层结构起到主要作用（呈极显著正相关P<0.01），叶面积指数次之（呈极显著负相关P<0.01）；在林下辐射中，林下总辐射对林内光环境起主要作用；相比冠层结构，林下光照对草本层物种多样性的作用更大，其中林冠开度和丰富度指数之间呈显著正相关，林下总辐射、林下直射辐射和多样性指数、均匀度指数之间均呈显著正相关。     

围产期饲喂过瘤胃胆碱对奶牛生产性能及血液生化指标的影响

本试验旨在研究围产期奶牛饲喂过瘤胃胆碱(RPC)对泌乳性能、血液生化指标及繁殖性能的影响。试验采用单因素试验设计,选用60头年龄、胎次、预产期、上一胎次产奶量相近的健康围产期奶牛,随机分为3组,每组20头。Ⅰ组饲喂基础日粮,Ⅱ组和Ⅲ组在基础日粮上分别添加25 g/d和50 g/d RPC,饲喂期从产前3周至产后3周,共42 d。结果表明:Ⅱ组产奶量在产后1~8周显著高于Ⅰ组和Ⅲ组(P0.05);在产后第2周,Ⅲ组的乳脂率、乳蛋白率显著高于Ⅰ组(P0.05);在整个试验期,Ⅱ组的谷丙转氨酶含量显著低于Ⅰ组(P0.05),Ⅲ组的天门冬氨酸转氨酶显著含量低于Ⅰ组(P0.05);产后第1周和第2周,Ⅱ组的β-羟丁酸、非酯化脂肪酸含量显著低于Ⅰ组(P0.05);Ⅱ组的甘油三酯含量显著高于Ⅰ组和Ⅲ组(P0.05),Ⅲ组的总胆固醇含量显著高于Ⅰ组(P0.05);日粮中添加RPC可以显著提高情期受胎率(P0.05),显著缩减奶牛空怀天数(P0.05),也对产后初次配种时间的缩短和配种次数的降低有影响。日粮中添加RPC可提高围产期奶牛生产性能,对血液生化指标和繁殖性能产生有利影响,本试验条件下RPC最佳添加剂量为每头牛25 g/d。