基于APSIM模型评估北方八省春玉米生产对气候变化的响应

基于北方地区农业气象试验站春玉米多年田间试验数据和逐日气象数据,分析农业生产系统模型APSIM在北方八省春玉米产区的适用性,在区域尺度上识别春玉米发育期和产量的关键气象响应因子,模拟过去54a（1961?2014年）该地区春玉米的生长发育和产量形成过程,探讨春玉米发育期和产量对气候变化的响应规律。结果表明：验证后的APSIM玉米模型在北方八省春玉米产区具有较好的适用性。气温和土壤温度是北方各地春玉米发育期的首要关键气象响应因子,其中北方春播区春玉米各关键发育期对最高气温响应最明显,西北内陆区春玉米各关键发育期对最低气温响应最明显。平均气温、日最高气温、日最低气温和土壤温度的升高均会导致春玉米生育期（出苗、开花和成熟）日序提前,发育天数减少,春玉米提前成熟。北方春播区春玉米产量对温度、降水、日照时数响应明显,西北内陆区春玉米产量对温度和潜在蒸散响应明显,大部分地区温度的升高和潜在蒸散的增加会引起玉米产量的显著下降。     

成都平原西部土壤速效钾含量剖面分布特征及其影响因素

为了准确获取土壤钾素剖面分布信息,掌握区域钾素运移和合理精准施肥的需要,基于134个剖面(0—100 cm)采样数据,运用经典统计学和地统计学方法探讨了成都平原西部土壤速效钾剖面分布特征,并对比分析了成土母质、土壤类型和土地利用方式对土壤速效钾剖面分布的影响。结果表明:土壤速效钾含量在水平方向上具有一定的规律性,其高值密集在金马河以南的崇州、邛崃和大邑区域,而低值出现在都江堰—郫县—温江一带,低值区面积占研究区面积50%以上,总体呈现由西南部向东北部显著降低趋势。垂直方向上0—100 cm随土层逐渐降低,表层土壤显著高于下层土壤(P0.05),下层土壤变幅(最大值与最小值之差)随土壤深度的增加逐渐减小。0—100 cm不同土层块金系数均为25%～75%,表现为中等程度空间自相关性,受结构性因素和随机因素共同影响。表层土壤速效钾空间分布受成土母质、土壤类型和土地利用方式共同影响,土壤类型的解释能力最高,分别是成土母质和土地利用方式的1.97,2.58倍;下层土壤主要受成土母质和土地利用方式的影响,影响程度均随着土层深度的增加而增加,相较之下,母质的影响程度增加更为显著。总体来看,成土母质和土地利用方式是影响研究区土壤速效钾剖面分布的主控因素。     

成都平原蚕豆高效根瘤菌的筛选及其促生功能初步评价

[目的]筛选适用于成都平原的高效广谱蚕豆根瘤菌,并对其相关促生功能进行初步评价,为成都平原高效蚕豆根瘤菌剂的研制与应用提供科学依据。[方法]供试6株根瘤菌由课题组前期分离自成都平原,其与四川主栽蚕豆‘大白蚕豆’匹配良好,采用常规方法测定了这6个菌株分泌生长素及溶磷能力。菌株与蚕豆品种匹配试验采用低氮砂培法,供试蚕豆品种为成都平原主栽品种‘成胡14’、‘成胡15’;两个品种的蚕豆种子播种后,分别接种6个菌株,以不接种为对照(CK),光照(控温22~25℃、光照强度2800 lx左右、日照时间14 h)下培养41天后收获,测定植株生物量和根瘤数。然后,对匹配性试验筛到的两株高效广谱根瘤菌进行田间验证,供试蚕豆品种为成胡15,将2个根瘤菌制备的菌剂(活菌数5.0×10^8 CFU/g以上,载体为泥炭)进行拌种,以不接菌处理的灭菌泥炭为对照。在盛花期(生育期105 d)采样测定株高、根瘤数、地上部分植株干重;收获期(生育期200 d)采样测产;测定两个时期植株样品氮、磷、钾含量。盛花期采用BOX-PCR分子标记法测定接种根瘤菌占瘤率,同时提取接种菌株SCAUf73、SCAUf76的总DNA,比较接种菌株及相应根瘤类菌体根瘤菌DNA的BOX-PCR分子指纹图谱。用多位点基因序列分析法对田间验证的优良菌株SCAU73进行分类地位研究。[结果]1)通过匹配性砂培试验,筛选到2株与2个成都平原主栽蚕豆品种均高效匹配的根瘤菌SCAUf73、SCAUf76。SCAUf76、SCAUf73能使‘成胡14’、‘成胡15’植株干重较CK显著增加40.5%~61.6%。2)通过两株菌田间接种试验发现,接种SCAUf76处理的蚕豆产量与CK差异不显著;接种SCAUf73处理蚕豆植株干重、全氮含量等指标均高于CK,籽粒鲜产比CK显著增加25.0%,并显著高于SCAUf76,其占瘤率达到33%。3)多位点基因序列分析表明,SCAUf73可能是Rhizobium的一个新类群。4)促生性试验表明,6株菌都能分泌生长素(IAA),最大分泌量为21.0 mg/L(SCAUf76);供试菌株的溶磷能力不明显。[结论]从成都平原上筛选的6个菌株中,SCAUf73具有分泌IAA能力,与蚕豆接种后,占瘤率达33%,可显著促进蚕豆氮素吸收积累,提高蚕豆籽粒产量。与成都平原的主栽蚕豆品种匹配的高效广谱根瘤菌SCAUf73,适用于成都平原的蚕豆生产。     

羟基磷灰石对铅锌矿区土壤吸附Zn2+、Cd2+的影响

为探究羟基磷灰石(HAP)对矿区土壤重金属的固化效果,采用吸附试验,研究施加HAP的铅锌矿区土壤对Cd~(2+)、Zn~(2+)的动力学吸附和等温吸附效果。结果表明:土壤对Cd~(2+)、Zn~(2+)的吸附量随Cd~(2+)、Zn~(2+)初始浓度的增加而增加;在酸性条件下,其吸附量随pH上升而上升;准二级动力学方程能很好地描述两者的吸附过程,土壤吸附能力随HAP的添加量增大而增强;在Zn—Cd共存体系中,当初始浓度为20mg/L时,土壤对Zn~(2+)、Cd~(2+)的吸附无明显差异,2种金属离子竞争力度小,随着初始浓度上升,竞争明显,对Zn~(2+)的最大吸附量能达到单一体系中的79%～87%,而Cd~(2+)的最大吸附量只有单一体系中的57%～72%,Zn~(2+)的竞争力优于Cd~(2+),Zn~(2+)对Cd~(2+)吸附产生严重的抑制。综上可知,HAP能提高矿区土壤的吸附性能,在Zn、Cd污染土壤中,更能提升土壤对Zn~(2+)的吸附固持能力。     

施肥方式对土壤活性有机碳及碳库管理指数的影响

基于长期田间定位试验,采用田间采样与数理统计法研究不同施肥方式对紫色土活性有机碳及碳库管理指数(CPMI)的影响。施肥方式包括不施肥(CK)、单施氮肥(N)、化学氮磷钾肥配施(NPK)、单施有机肥(OM)、有机肥配施化学氮磷钾肥(OMNPK)和秸秆还田配施化学氮磷钾肥(RSDNPK)。结果显示,施肥的各处理均能够提高土壤有机碳及其活性组分含量,以OM和RSDNPK处理的提升效果最佳。相比CK,OM处理的土壤总有机碳(TOC)、易氧化有机碳(PXOC)、微生物量碳(MBC)、溶解性有机碳(DOC)含量分别提高91.4%、109.2%、57.5%、35.1%,RSDNPK处理的TOC、PXOC、MBC、DOC含量分别提高142.8%、95.4%、70.8%、46.2%。土壤PXOC、MBC、DOC占TOC的比例(分配比例)分别为36.18%~49.13%、1.64%~2.58%、0.57%~0.94%,其中,PXOC和MBC的分配比例在RSDNPK处理中较CK显著(P<0.05)降低,而DOC的分配比例在各处理间无显著差异。OM和RSDNPK处理的CPMI显著(P<0.05)高于N和NPK处理。土壤PXOC、MBC含量与氮磷养分之间,以及CMPI与MBC、PXOC、TN、AN、AP均呈现显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)正相关性。研究结果说明,有机肥或秸秆还田配施氮磷钾化肥能够提高耕层土壤有机碳储量,改善土壤质量,PXOC与CPMI可用作表征土壤质量变化的敏感指标。     

暴雨条件下紫色土区玉米季坡耕地氮素流失特征

【目的】研究暴雨条件下,川中丘陵紫色土区坡耕地玉米全生育期土壤侵蚀及氮素流失规律,为研究区氮素流失预测和有效防控提供科学依据。【方法】采用人工模拟降雨与径流小区相结合的方法,在玉米苗期（5月1日）,拔节期（5月26日）,抽雄期（6月27日）和成熟期（8月4日）进行模拟降雨,结合川中丘陵紫色土区夏季暴雨多的特点,开展降雨强度为1.5 mm·min^-1,坡度为15°条件下地表径流、壤中流和侵蚀泥沙中氮素流失特征的研究。【结果】（1）玉米各生育时期地表径流产流率和产沙率总体表现为随降雨时间延长而呈增加的变化趋势,地表径流产流率和产沙率均表现苗期最高,抽雄期最低;壤中流产流率则表现为抽雄期最高,成熟期最低。（2）玉米各生育时期地表径流中总氮流失率随降雨时间延长而呈增加,在降雨36 min后基本趋于稳定,总氮和可溶性总氮流失率均在玉米苗期最大,平均值分别为5.24和4.74 mg·m^-2·min^-1;玉米全生育期地表径流中硝态氮流失率则在降雨30 min后基本稳定,铵态氮流失率呈现波动性,硝态氮和铵态氮流失率均在玉米拔节期最大,平均值分别为3.90和0.14 mg·m^-2·min^-1。在玉米全生育期地表径流中总氮,可溶性总氮和硝态氮流失量与地表径流量呈现极显著线性关系。（3）壤中流中总氮流失率在玉米各生育时期随降雨时间延长缓慢增加,壤中流中可溶性总氮和硝态氮流失率在玉米苗期、拔节期和成熟期变化趋势与总氮一致,而铵态氮流失率在玉米全生育期呈现波动性;总氮,可溶性总氮,硝态氮和铵态氮流失率均在玉米拔节期最大,平均值分别为25.04、20.34、16.20和0.22 mg·m^-2·min^-1。在玉米全生育期壤中流中总氮,可溶性总氮和硝态氮流失量与壤中流量呈现显著线性关系,且均在玉米拔节期表现为斜率最大。（4）玉米各生育时期侵蚀泥沙中氮素流失率均随降雨时间延长而增加,但在玉米苗期表现为增幅最大,平均值为0.92 mg·m^-2·min^-1。在玉米全生育期,侵蚀泥沙中氮素流失量与侵蚀泥沙量呈现极显著线性关系。（5）地表径流中不同形态氮素流失量均在玉米苗期和拔节期最大,壤中流中总氮流失量则在玉米拔节期和抽雄期最大,侵蚀泥沙中氮素流失量在玉米苗期最大。壤中流为研究区坡耕地氮素流失的主要途径,占氮素流失总量的64.07%-83.39%。可溶性总氮为径流中氮素流失主要形态,以硝态氮为主要形态。【结论】1.5 mm·min^-1降雨强度下,地表径流和壤中流中总氮流失量分别在玉米苗期和拔节期最高,可溶性总氮和硝态氮流失量均在拔节期最高,存在水体富营养化潜在风险,控制苗期地表径流量和拔节期壤中流量可减少该区域氮素流失量。     

四川西南部小麦白粉菌群体毒性及遗传多样性分析

为明确四川西南部白粉菌群体毒性及其遗传变异情况,本文将2011年采自四川西南部的小麦白粉病标样进行单孢子堆分离纯化,共获得48个白粉菌菌株,并将其按采集地划分为4个地理群体。利用28份已知抗白粉病基因材料测定了群体的毒性频率,并运用SRAP分子标记技术探讨了其遗传多样性。毒性测定结果表明,白粉菌群体毒性较强,群体间毒性结构存在差异。供试群体对Pm1、Pm3a、Pm3b、Pm3d、Pm5a、Pm6、Pm19的平均毒性频率达50%以上,而Pm13、Pm XBD、Pm5b、Pm2+6、Pm5+6抗性保持良好,平均毒性频率在10%以下。群体间毒性遗传距离与地理距离之间有一定的相关性,但未达到显著水平。用筛选出的10对SRAP引物共获得160个清晰、稳定的扩增位点,多态性频率为50.63%;白粉菌群体遗传多样度(h)、Shannon信息指数(I)分别为0.198 8、0.322 7,遗传变异主要源于群体内部。群体间基因流数值均在6.50以上,说明四川西南部白粉菌群体间菌源迁移频繁,基因交流较为充分。M antel Test分析表明SRAP标记解释的群体遗传多样性与地理距离、毒性多样性间的相关性未达到显著水平。     

聚类分析在神经元形态特征分类中的应用

以49个神经元的三维坐标为基础数据,选取并计算出16个神经元的形态参数,然后对16个参数进行因子分析,选取出表征神经元大小、发散程度以及生长发育特征的3个特征因子,采用ward法对样本主因子进行系统聚类分析,从而对样本进行形态分类.结果表明:欧式距离为1.5左右时,研究样本可以分为运动神经元、双极中间神经元与锥体神经元、多级中间与三级中间神经元、感觉神经元以及普肯野神经元5类;神经元所处的发育程度对三级、多级与感觉神经元形态学分类有一定的干扰,因此,在形态学分类过程中,应使用发育成熟的神经元,避免造成干扰.     

设施栽培对土壤结构及水分特性的影响

在测定土壤水分特征曲线和土壤结构的基础上,就设施栽培对土壤水分特性及结构的影响进行了研究。结果表明:设施栽培后土壤水分特征曲线均低于同层露地土壤,土壤持水性降低;设施土壤与露地土壤水吸力与土壤含水量之间均存在显著的幂函数关系,具有良好的拟合性。设施栽培后0～40cm土层土壤总孔度和毛管孔度均有所增加,土壤田间持水量、有效水含量等水分常数显著提高,有利于改善耕层土壤结构。设施土壤和露地土壤供水性随土壤吸力增加呈递减变化趋势,上层土壤供水性优于下层土壤,两种土壤比水容量均在0.06MPa时达到10-2数量级,土壤吸力小于0.06MPa时设施土壤0～20cm土层对作物有效水的供给能力强于露地土壤。     

橐吾(Ligularia sibirica)对畜禽废水的净化能力

首次选取橐吾(Ligularia sibirica)作为供试植物应用于人工湿地中,通过模拟人工湿地,研究橐吾人工湿地对畜禽废水的净化能力.结果表明:橐吾人工湿地对高浓度畜禽废水中总磷(TP)、总氮(TN)、化学需氧量(COD)和氨氮(NH4+-N)平均去除率分别达到92.73％、82.44％、82.78％和87.75％...