周年轮作休耕模式对土壤球囊霉素和团聚体稳定性的影响

为探究周年轮作休耕模式对土壤球囊霉素和团聚体稳定性的影响规律与机制,通过田间试验设置苕子-玉米轮作、豌豆-玉米轮作、休闲-玉米和全年休闲4个处理,分析不同种植模式下团聚体、球囊霉素相关土壤蛋白(GRSP)及有机碳(SOC)的变化规律。结果表明:与休闲-玉米、苕子-玉米轮作、豌豆-玉米轮作相比,全年休闲能显著增加大团聚体(>0.25 mm)含量,提高团聚体稳定性;在不同团聚体粒级下,与休闲-玉米相比,苕子-玉米轮作、豌豆-玉米轮作和全年休闲均能有效增加GRSP和SOC的含量,且全年休闲效果更佳;结构方程模型的结果显示,GRSP对SOC和可溶性有机碳(DOC)有直接的正面影响,对团聚体稳定性有间接影响,各因子对平均质量直径的总效应由大到小依次为WSA_>0.25(>0.25 mm水稳性团聚体)>DOC>总GRSP>SOC>易提取GRSP;相关性分析表明,不同团聚体粒级下GRSP与SOC均呈线性正相关关系,但在不同粒级下的相关系数的大小有所差异。研究表明,合理的轮作休耕模式有助于恢复地力,改善耕地质量,减少水土流失。     

引江济淮工程菜子湖线有机磷农药分布特征及生态风险评价

选取引江济淮工程重要的输水线之一菜子湖线为研究对象,检测分析了12种有机磷农药（organophosphorus pesticides,OPPs）在沿线水体和沉积物中的污染水平、分布特征及生态环境风险,以更好地评估引江济淮工程菜子湖线水域农药类环境激素的污染及生态风险情况。结果表明,水体中 OPPs 的总浓度范围为112.8 ~ 1781.4 ng/L,主要以溴硫磷、三硫磷和灭线磷为主;沉积物中 OPPs 的总浓度范围为 290.33 ~ 13105.25 ng/g,主要以灭线磷、治螟磷和毒虫畏为主。相对于我国其他水域,引江济淮工程菜子湖线水体和沉积物中 OPPs的主要污染物类别差异较大。水体中 OPPs 生态风险评估结果表明,溴硫磷、三硫磷和毒虫畏在菜子湖线全域均表现出较高生态风险（RQ > 1）,C、D、H 和 K 这4个站点 OPPs 风险较高（RQ > 10000）,敌敌畏和治螟磷在大部分水域表现出中等（0.1 < RQ < 1）或低生态风险（RQ < 1）。本研究结果不仅为今后长期追踪评估引江济淮工程沿岸水环境生态质量提供必不可少的本底数据,也为评估菜子湖线水生态环境健康风险提供科学依据和应用价值。     

扩大管行比对新疆滴灌春小麦氮素吸收和产量的影响

【目的】研究不同种植模式对滴灌春小麦干物质、氮素的吸收和产量的影响。【方法】 设置3个种植方式(TR:常规播种;K:宽窄行播种;S:缩行缩带宽播种)和3个滴灌配置(1管4行:一条滴灌带两侧各2行, R₁、R₂行;1管6行:一条滴灌带两侧各3行,R₁、R₂、R₃行;1管8行:一条滴灌带两侧各4行, R₁、R₂、R₃、R₄行),小麦品种为新春44号和新春22号,研究扩大管行比对新疆滴灌春小麦氮素吸收和产量的影响。【结果】 在1管6行滴灌配置方式下,R₃行单株干物质积累大于R₂行,1管8行滴灌配置方式下,R₄行单株干物质积累大于R₃行,不同种植方式间干物质积累量TR₄﹥K₆﹥S₆﹥K₈﹥S₈;在1管6行滴灌配置方式下,K₆单株氮素积累量高于S₆;在1管8行滴灌配置方式下,K₈单株氮素积累量高于S₈。在1管6行滴灌配置方式下单株氮素积累量R₁﹥R₂﹥R₃,1管8行滴灌配置方式下,R₁﹥R₂﹥R₃﹥R₄;扩大管行比种植模下S₆产量最高,新春22号为487.59 kg/667m²,新春44号为536.56 kg/667m²,各种植模式行间产量表现为由近行到远行先降低后边行升高。【结论】 在扩大管行比情况下同时缩小行距有利于小麦边行单株干物质的积累,且2品种间新春44号单株干物质积累量高于新春22号;在扩大管行比情况下同时缩小行距有利于小麦边行单株氮素积累量的积累,且2品种间新春44号单株氮素积累量高于新春22号; K₆、S₆种植模式中的R₃行产量高于R₂行、K₈、S₈种植模式中R₄行产量高于R₃行;扩大管行比种植模式下,S₆产量与TR₄差异不显著,且表现最优;新春44号行间变异系数比新春22号小,且在不同种植模式下,新春44号产量均高于新春22号,扩大管行比种植模式下,S₆种植模式的产量与TR₄种植模式的产量差异不显著,表现最优;在新疆滴灌小麦生产中,推荐选择行间变异系数小的新春44号,其中最优种植模式为S₆。     

花楸树热激蛋白SpHSP70-2基因的克隆及表达分析

探究花楸树响应高温胁迫的分子机制,为遗传改良和耐热品种的选育提供基础,依托花楸树叶片转录组测序数据,采用反转录PCR（RT-PCR）方法克隆得到HSP70家族中的1个基因,命名为SpHSP70-2,同时对该基因进行了生物信息学分析,利用荧光定量PCR（qRT-PCR）方法对其组织特异性和应答高温胁迫的表达模式进行了分析。结果表明,经克隆得到的SpHSP70-2基因与花楸树叶片转录组测序数据的基因序列一致,SpHSP70-2开放阅读框（ORF）长度为1 704 bp,编码567个氨基酸。SpHSP70-2蛋白具有HSP70特征结构域:核苷酸结合结构域（NBD）和底物结合结构域（SBD）;SpHSP70-2基因无内含子;SpHSP70-2二级结构中具有ɑ螺旋（32.63%）、延伸链（23.28%）、β转角（7.23%）和随机卷曲链（36.86%）;SpHSP70-2蛋白为疏水性蛋白,有11个跨膜螺旋,无信号肽;SpHSP70-2与同科的苹果、白梨的HSP70同源性最高,为90%以上;SpHSP70-2在花楸树的果实中表达量最大,在茎、根中表达量次之,在花中的表达量最小;在42℃高温胁迫处理下,SpHSP70-2表达量呈现先升高后下降趋势,在2 h时达到极值,随后表达量略缓慢下降,说明SpHSP70-2基因参与调控花楸树对高温胁迫的响应。研究结果为今后花楸树响应热胁迫的分子机制研究和引种驯化方面提供基础。     

井渠轮灌下秸秆还田对土壤含盐量与玉米产量的影响

为探究井渠轮灌下不同秸秆还田的耕作模式对土壤含盐量及玉米产量的影响,设置“渠井渠”灌溉模式下无秸秆还田的常规耕作（CK）、秸秆表覆旋耕（BF）、秸秆深埋深翻（SM）和秸秆混拌旋耕（HB）4种处理,于2018年和2019年在河套灌区开展了井水与渠水轮灌下不同秸秆还田方式的田间试验。结果表明,井渠轮灌下各处理收获后1m土体均积盐,秸秆还田处理均显著降低土壤积盐率（P<0.05）,BF、SM和HB处理积盐率较CK处理分别下降8.7、12.4、6.9个百分点,SM处理积盐率最小,仅为3.2%,且在20~40cm土层形成脱盐区;收获后CK处理不同土层饱和浸提液的钠吸附比（SAR）较初始值提高10.2%~53.3%,土壤钠质化风险很大;秸秆还田处理有效降低了SAR,SM处理收获后不同土层的SAR最小,较初始值下降了0.4%~73.0%,可有效缓解土壤钠质化。通径分析表明,玉米产量主要决策因子是穗长,限制因子是秃尖长。BF、SM和HB处理分别较CK增产11.2%、19.8%、11.6%,水分利用效率提高18.4%、36.1%、21.2%,SM处理综合效果较好。该研究可为河套灌区地下微咸水安全利用和秸秆资源化利用提供理论依据。     

牵引式红枣残枝粉碎机的设计与试验

红枣残枝粉碎还田是目前亟待解决的问题。为此,设计了一种牵引式红枣残枝粉碎机,通过对辊破碎和动定刀粉碎共同作用实现粉碎效果。对破碎辊轴、粉碎主轴的转速和功率等参数进行了详细阐述,规范了动刀在主轴上的排布方式,选用双螺旋式刀具排布,确保同一时刻有且仅有两个动刀同时工作,有效降低了振动和机组动力损耗,提高了工作效率。运用ANSYS软件对主轴进行了静力学分析及模态分析,得出了应力应变图及粉碎主轴前6阶固有频率和振型图。应力应变图表明:最大应力为8.3326 MPa,最大变形量为0.017419 mm,参考材料特性,主轴强度满足设计要求,故主轴设计合理、安全。模态分析结果表明:最低固有频率为98.286Hz,所对应的临界转速5897 r/min远大于初定主轴转速2000 r/min,因此在工作中主轴转动时不会产生共振现象。样机试验结果表明:粉碎机工作生产率为817.67kg/h,吨功耗为49.06kW/h,噪声为95.3dB,粉碎粒度合格率为86.97%,可以实现连续稳定运作,粉碎粒度符合还田技术要求。     

冀东稻区基于低温复合菌系HT20的秸秆腐解因素研究

为探索低温启动型且具有纤维素强分解能力的复合菌系HT20作用下秸秆腐解的影响因素。采用室内培养试验,通过响应曲面优化法Box-Behnken设计建立HT20添加量、温度、秸秆含水率和尿素添加量与秸秆腐解率之间的模型,结合大田微区模拟试验验证HT20实际田间应用效果,并与常用的4种秸秆腐熟剂进行比较。结果表明:秸秆腐解率受HT20添加量、温度、秸秆含水率的影响显著,且各影响因素间交互作用对秸秆腐解率影响显著,尿素添加量与HT20添加量之间交互作用对秸秆腐解率影响不显著。与不添加腐熟剂(CK)和常用腐熟剂相比,HT20腐解速率提高20.10%～81.46%,腐解时间缩短17.62～183.41d,养分提高5.44%～71.49%,微生物数量增加1.57%～76.14%。表明,低温复合菌HT20在冀东滨海稻区还田秸秆腐解中起到了主导作用。研究结果为本地秸秆还田中低温复合菌系HT20的施用提供理论指导,为我国北方稻区秸秆还田提供技术支撑。     

南芥菜花叶病毒衣壳蛋白的克隆、原核表达和多克隆抗体制备

为开发百合中南芥菜花叶病毒(Arabis mosaic virus,ArMV)的血清学检测技术及研究ArMV的致病机理,原核表达ArMV衣壳蛋白(coat protein, CP),纯化并制备其多克隆抗体。以侵染东方百合杂交品种‘木门’(‘Conca D’or’)的ArMV基因组为模板,克隆ArMV CP基因全长,构建ArMV CP基因原核表达载体,转化E.coli BL21(DE3)原核表达ArMV CP蛋白,并以纯化ArMV CP蛋白为抗原制备兔抗多克隆抗体,Western blot鉴定多克隆抗体的特异性。结果表明:克隆获得百合ArMV CP序列(GenBank登录号:MT323117)全长,其长度为1 515 bp,与已知的ArMV CP基因核苷酸序列相似性最高达到93.6%,氨基酸序列相似性最高达到98.2%;SDS-PAGE表明CP蛋白在E.coli BL21(DE3)中大量表达,蛋白相对分子质量为56 ku; Western blot结果显示抗体能够特异性结合ArMV CP蛋白,具有良好的特异性。     

蛋白水解氨基酸肥料对红美人杂柑果实品质的影响

研究蛋白水解氨基酸肥料对红美人杂柑果实品质的影响,为其在柑橘上的应用提供理论依据。以红美人杂柑为研究对象,以大豆蛋白水解氨基酸肥料为试验材料,从柑橘谢花2/3开始,隔20 d喷施一次蛋白水解氨基酸肥料800倍液,每处理开始喷施的时间相差20 d,年生长周期内每处理各喷施3次,用来研究蛋白水解氨基酸对红美人春梢叶片的叶绿素含量、果实色度及品质的影响。结果表明,谢花2/3时和谢花2/3后60 d开始喷施蛋白水解氨基酸肥料可显著增加红美人春梢的叶绿素含量,增加幅度分别为20.6%和22.6%;喷施蛋白水解氨基酸肥料处理果皮的色度L值、色度a值和色度b值均呈正值,谢花2/3时开始喷施处理的L、a、b值显著高于对照,果实橙红色,亮度较好;喷施蛋白水解氨基酸肥料的果实可食率、可溶性固形物和维生素C含量均高于对照,而总酸含量低于对照,果实的品质较好。另外,谢花2/3时开始喷施蛋白水解氨基酸肥料可以增加果皮亮度,促进果实着色,单果质量较大,利于提高产量,果皮较薄,可食率增加,其综合表现最佳。因此, 蛋白水解氨基酸肥料在红美人上使用时,建议在谢花2/3时开始喷施,每20 d喷施1次,连续喷3次的效果较好。     

枯草芽孢杆菌菌剂对盐胁迫下冬小麦生长与土壤水氮分布的影响

为了研究枯草芽孢杆菌菌剂在盐胁迫下对冬小麦生长与土壤水氮分布的影响,以盆栽冬小麦种植为试验手段,在8 g/kg的盐分质量比下,设置枯草芽孢杆菌菌剂质量比为0(CK),1(G1),3(G3),5(G5)和7(G7)g/kg等5种施加梯度处理,分析了冬小麦株高、叶面积、生物量以及土壤水分和硝态氮含量的变化情况.结果表明:(1) 盐碱地中添加枯草芽孢杆菌菌剂可明显促进冬小麦株高叶面积生长,添加该菌菌剂处理的株高增加2.67%~17.20%,叶面积指数增加9.10%~34.80%;(2) 枯草芽孢杆菌菌剂对地下部分生物量的促进作用大于地上部分,处理G1,G3,G5,G7的根冠比与CK相比分别增加了28.53%,39.23%,15.91%,25.66%;(3) 枯草芽孢杆菌菌剂能提高产量,与CK相比,处理G1,G3,G5,G7的冬小麦产量分别增加7.49%,15.35%,8.41%,4.57%;(4) 枯草芽孢杆菌菌剂提高了冬小麦的水分利用效率,施加该菌菌剂的水分利用效率为26.94~31.06 kg/(hm²·mm),与对照相比增幅为9.00%~25.67%;(5) 枯草芽孢杆菌菌剂对土壤剖面固氮保水具有促进作用.添加枯草芽孢杆菌菌剂处理的硝态氮累积量减少了21.70%~30.40%,较处理CK的硝态氮累积量减少量明显降低.加菌剂处理后的土壤水分散失较少.综合各指标分析结果,枯草芽孢杆菌菌剂施用量为3 g/kg时对于盐胁迫环境下冬小麦的种植促进作用最显著.