微型植物工厂环境控制参数优化试验研究

为了提高微型植物工厂内部温度分布均匀性和作物净光合速率,提出采用试验研究和CFD仿真相结合的方法对其环境控制参数进行优化设计。以生菜为例,通过多因素耦合试验,探索了温度、湿度和循环风速3种因素对生菜净光合速率和蒸腾速率的影响,并对不同风速控制策略下植物工厂内气流场和温度场进行了CFD数值仿真分析。试验结果表明:风速对生菜的净光合速率和蒸腾速率均有显著影响;微型植物工厂内采用上层低循环风速、下层高循环风速模式,有利于保证内部温度的均匀性,生菜的净光合速率也处于较高水平,有利于其生长。     

黄地老虎成虫对15种植物挥发物的电生理和行为反应

【目的】 筛选对黄地老虎Agrotis segetum雌性成虫具有引诱活性的植物挥发物,为黄地老虎食诱剂的研发提供候选物质【方法】 利用触角电位仪(EAG)测试黄地老虎雌性成虫对15种植物挥发物的电生理反应,通过风洞试验,评价每种物质对黄地老虎雌性成虫的吸引作用。【结果】 黄地老虎雌性成虫触角对4种挥发物(癸烷、对乙基苯乙酮、2-甲基壬烷和3,3-二甲基辛烷)没有明显的EAG反应,对其余11种挥发物(1,2-二乙苯、1,4-二乙苯、丁酸丁酯、4,8-二甲基-1,3,7-壬三烯、桉叶油醇、乙酸叶醇酯、芳樟醇、β-月桂烯、壬醛、罗勒烯和β-蒎烯)的电生理反应明显,且反应程度随着挥发物浓度的增加而增加,在最大测试浓度100 μg/mL时产生最强烈的电生理反应。在风洞测试中,黄地老虎雌性成虫对1,2-二乙苯、1,4-二乙苯、丁酸丁酯、癸烷、4,8-二甲基-1,3,7-壬三烯、对乙基苯乙酮、桉叶油醇、乙酸叶醇酯、芳樟醇、β-月桂烯、壬醛、3,3-二甲基辛烷、罗勒烯和β-蒎烯14种挥发物表现出明显的行为趋好。【结论】 筛选出对黄地老虎雌性成虫具有电生理和行为吸引活性的植物挥发物组分。     

河北省油葵品种多点比较试验分析

为筛选适宜河北省不同生态区的油葵新品种,分别在冀北高寒区张家口市、冀中南太行山浅山丘陵区石家庄市、冀中南太行山前平原区衡水市饶阳县开展油葵品种多点比较试验,对收集到的9个油葵品种的主要农艺性状及产量进行丰产性、稳定性分析。研究结果表明：（1）‘F60’、‘T562’和‘早熟矮大头’的生育期较对照短,其余品种均比对照长。（2）‘新葵23号’和‘新葵7号’比较高大,‘早熟矮大头’相对矮小。（3）‘T562’籽粒较好,百粒重最重,‘HZ001’籽粒小而轻。（4）各参试品种均表现增产,其中‘T562’和‘F60’丰产效应最高。张家口和石家庄‘T562’产量最高;饶阳‘F60’产量最高。（5）‘新葵7号’和‘F60’变异度最低,稳产性最强。‘T562’、‘F60’、‘新葵7号’、‘改良7号’和‘S667’适宜张家口种植,‘F60’、‘早熟矮大头’、‘新葵7号’、‘HZ001’和‘新葵23号’适宜石家庄和饶阳种植。（6）‘T562’、‘F60’综合评价好,‘早熟矮大头’、‘新葵7号’、‘HZ001’和‘新葵23号’综合评价一般,‘改良7号’和‘S667’综合评价较差。     

饲粮组成对牛乳中乳蛋白及乳脂肪合成与调控机理影响的研究进展

牛乳中的营养物质对人类健康有着相当大的益处,乳蛋白和乳脂肪作为牛乳营养品质的物质基础,还与奶牛生产性能息息相关,受到人们的广泛关注。本文从牛乳中基本营养物质的种类和功能出发,重点介绍了饲粮组成的改变及添加植物提取物、微量元素、微生态制剂等对乳蛋白及乳脂肪合成与调控机理的影响,为科学合理地调整饲粮营养组成,提高牛乳中乳蛋白率和乳脂率提供理论依据。     

CFD技术在人工光植物工厂的应用前景

计算流体力学软件(Computational Fluid Dynamics,CFD)是以电子计算机为工具的软件系统,它可以准确的模拟密闭环境内的温度和气流分布,目前广泛应用于航空航天、船舶、环境、建筑等多个领域。人工光植物工厂作为现代农业的发展形势,具有安全卫生、高质高产、环境可控等优点,但由于造价高,资源消耗大,无法广泛推广。利用CFD技术分析植物工厂内温度和气流场不仅可以减少运行能耗,同时稳定的环境还可以保证植物的产量。本文主要介绍CFD技术在农业领域的应用,分析其未来在植物工厂的前景。     

不同氮肥类型及配施壳聚糖对八宝景天修复镉污染土壤的强化效果

  【目的】  八宝景天 (Hylotelephium spectabile) 是研究最多的修复Cd污染土壤的植物之一，但还需进一步提高其修复效率以增加其实际应用价值。本研究比较分析了不同氮肥类型以及螯合剂对污染土壤上八宝景天Cd吸收转运的影响及其作用机制，以期为强化八宝景天Cd修复效率提供科学依据和技术支持。  【方法】  采用八宝景天进行了盆栽试验，供试土壤为采自四川绵竹的潴育水稻土和广西阳朔的棕色石灰土，两个土壤Cd含量均超过我国农田土壤污染风险筛选值。在氮磷钾肥料施用量一致的条件下，设置生理中性的碳酸氢铵 (NH₄HCO₃)、生理酸性氯化铵 (NH₄Cl)、生理碱性氨水 (NH₃·H₂O) 以及NH₄HCO₃配施壳聚糖4个处理。八宝景天生长20天后，测定根、茎、叶生物量和Cd含量，并测定了根际土壤pH、有效态Cd含量以及不同形态Cd含量。  【结果】  NH₄Cl较NH₄HCO₃处理降低了两种土壤根际pH，提高了有效态Cd含量。NH₄HCO₃配施壳聚糖处理对根际土壤酸化效果强于NH₄Cl处理，潴育水稻土和棕色石灰土两种土壤根际有效态Cd含量分别较NH₄Cl处理提高18.6%和15.5%。此外，与施用NH₄HCO₃相比，NH₄Cl提高了两种土壤水溶态和弱酸提取态Cd含量，而NH₄HCO₃配施壳聚糖处理虽使水溶态Cd含量增加，但由于壳聚糖与土壤中Cd形成稳定性较强的络合物，同时促进了八宝景天对弱酸提取态Cd的吸收，因此其根际弱酸提取态Cd含量无显著差异。NH₄HCO₃、NH₄Cl和NH₃·H₂O 3种氮肥类型对八宝景天生长和Cd吸收转运的促进作用无显著差别，而NH₄HCO₃配施壳聚糖则使八宝景天生物量较其他施氮处理显著提高了29.6%～79.8%，同时NH₄HCO₃配施壳聚糖对八宝景天Cd吸收转运的促进作用受土壤类型、理化性质和污染程度的影响，对棕色石灰土上八宝景天各部位Cd含量、生物富集系数和转运系数分别提高了16.0%～143.4%、45.8%～137.5%和25.3%～81.6%，而在潴育水稻土上促进作用均较小。  【结论】  在施氮量一致的情况下，施用生理酸性氮肥有利于促进八宝景天Cd吸收，肥料和壳聚糖配施可能是强化八宝景天Cd修复效率的有效措施。其强化效果在中性偏碱性土壤上好于在酸性土壤上。     

植物根系对土壤团聚体形成作用机制研究回顾

土壤团聚体是土壤结构的基本单元,土壤水力侵蚀的微观描述即为土壤团聚体的破裂过程。研究表明:植物根系可以改变土壤的力学以及水文特征,促进土壤团聚体的形成和稳定。因此,对近20年国内外的相关研究成果进行较为系统的回顾,从根系对土壤团聚体的物理、生物、电化学作用3个研究视角,分析了植物根系对土壤团聚体形成的作用机制,提出了现有研究中存在的问题及研究趋势,这对深入认识植物根系对土壤团聚体的影响及其作用机制、发展根-土相互作用的土壤侵蚀过程模型具有重要的意义。     

红叶甜菜-花生和油葵-花生轮作修复土壤Cd的能力

利用生物量高的经济作物进行轮作，可在加快修复土壤Cd污染进程的同时获得一定的经济效益。本研究在长沙市望城区群力村Cd轻度污染的土壤进行冬季种植红叶甜菜、夏季复种植花生和春末种植油葵、夏季复种植花生的轮作模式试验，探究重金属修复潜力。结果表明：花生、油葵、红叶甜菜各部位Cd富集系数除花生果实外均大于1，对Cd均有较强的富集能力。油葵-花生、红叶甜菜-花生轮作模式种植一季可提取土壤Cd总量分别为40.80 g·hm^-2和53.34 g·hm^-2。红叶甜菜-花生轮作将土壤Cd含量由0.316 mg·kg^-1降至0.286 mg·kg^-1，油葵-花生轮作一季将土壤Cd含量由0.316 mg·kg^-1降至0.283 mg·kg^-1。研究表明，红叶甜菜-花生、油葵-花生轮作模式均对土壤重金属Cd有较好的修复潜力。     

薄膜扩散梯度（DGT）技术在环境微界面物质运移过程研究中的应用

土壤、沉积物、水体和生物体之间的接触和作用形成了多种环境微界面。这些环境微界面是物质迁移转化的重要场所,而高度时空异质性的界面特征使得对其中化学反应信息的捕捉变得极其复杂且困难。薄膜梯度扩散(DGT)技术以其原位测量元素生物有效态和高空间分辨率等优势,适用于研究化学异质性的界面过程。本文系统总结了DGT技术在环境微界面的物质运移过程研究中的应用现状,包括以下3方面内容:一是一维物质浓度测定;二是二维化学分布成像;三是与薄膜扩散平衡技术(DET)、平衡式孔隙水采样器(Peeper)和平面光极(PO)等技术联用同步获取多种溶质分布信息。现有研究证据表明,DGT适合在亚毫米(几十至几百微米)至毫米尺度研究环境微界面营养盐和污染物运移的生物地球化学过程,并可与其他化学成像技术结合研究物质跨界面运移的驱动因子和动力学特征。最后,在DGT技术发展与应用场景扩展等方面提出了几点展望。