基于Kjeldahl与Dumas方法的农作物秸秆总氮含量分析

凯氏定氮法(Kjeldahl)与杜马斯燃烧法(Dumas)是测定农业生物质总氮含量的主要检测手段,但二者的测定结果数值存在差异。该研究获取农作物秸秆样本(水稻、小麦、玉米、油菜和棉花)共计1 179个,分别采用Kjeldahl和Dumas方法测定总氮(TKN和TCN,total Kjeldahl nitrogen and total combustion nitroyen)含量,通过多种统计与分析方法,系统分析比较了不同农作物秸秆总氮含量及其分布的异同和相关关系。结果表明:不同农作物秸秆氮含量分布均呈非正态分布,建议采用中位数统计;5种秸秆总体的TKN质量分数为(7.12±1.87) g/kg,TCN质量分数为(8.00±2.13) g/kg,TKN含量显著小于TCN含量;小麦和棉花秸秆的TKN含量和TCN含量与其他秸秆间均存在显著差异(P <0.05);不同生物质TKN含量与TCN含量关系不同,建议采用最小中位数二乘法进行拟合分析。研究结果可为农作物秸秆科学利用提供数据及方法互通性支撑。     

微咸水滴灌条件下沙穴种植的土壤水盐二维空间分布规律

河套灌区重度盐碱土具有结构性差、导水率低的特点,且该地区淡水资源短缺,为提高土壤水入渗性能,合理开发利用微咸水资源,可在滴头下方设置沙穴并利用微咸水灌溉。为探明不同矿化度微咸水滴灌的沙穴种植条件下二维土壤水盐分布规律,采用室内50 cm×50 cm二维土槽模拟试验,设置蒸馏水(0 g/L),2.0,3.0,4.0 g/L 4种不同矿化度处理,试验历时100 h。结果表明:在深度5 cm距滴头两侧15~20 cm及滴头下方25 cm的盐碱土处,土壤含水量较高,沙土土壤含水率随着矿化度的增加而增加,盐碱土土壤含水率随着矿化度的增加呈现先增加后降低的趋势,采用3.0 g/L灌溉水滴灌时,盐碱土含水率最大(变异系数为7.64%),说明利用3.0 g/L微咸水灌溉可有效提高沙穴种植条件下土壤含水率;入渗100 h后盐分主要聚集在滴头下方25~30 cm处,沙穴结构试验中,灌溉水矿化度为4.0 g/L的情况下土壤平均电导率最大(变异系数为50.59%),水平方向盐分淋洗效果优于垂直方向,且灌溉水矿化度越低,淋洗效果越显著,蒸馏水处理脱盐率为13.99%,灌溉水矿化度为2.0,3.0,4.0 g/L时积盐率分别为7.93%,14.57%,30.05%,脱盐半径随矿化度的增大而减小,3.0 g/L与2.0 g/L积盐量差异不显著(P=0.460>0.05),与4.0 g/L处理下积盐量差异显著(P=0.024<0.05)。结合土壤水盐空间分布规律,利用3.0 g/L微咸水可提高盐碱土土壤含水率,控制沙穴种植结构土壤积盐量,提高根系层土壤保水性。     

滴灌灌水均匀系数与灌水量对土壤水分分布及温室番茄产量的影响

为探索灌水均匀系数与灌水量对温室番茄产量和土壤水分变化的影响,确定合理的滴灌灌水均匀系数,本研究设置65%、75%和85%3个灌水均匀度水平, 190 mm、220 mm和250 mm 3个灌水量水平,测量番茄生育期内土壤含水率及番茄产量,计算土壤含水率均匀系数和番茄灌溉水利用效率。结果表明,当灌水均匀系数为65%～85%时,土壤水分均匀系数均值(82.57%～93.76%)接近或高于设置的滴灌灌水均匀系数的最大值(85%)。滴灌灌水均匀系数对土壤含水率均匀系数影响权重最大,灌水量、灌水均匀系数、土壤初始含水率均值3个影响因素与土壤含水率均匀系数均值之间呈线性关系(P0.05),决定系数为0.918。当土壤初始含水率占田间持水量比重60%,灌水量低于15mm时,灌水均匀系数与灌水量二者的交互作用与土壤含水率均匀系数为显著线性关系(P0.05),其他情况下均无显著性关系。灌水量对产量为显著影响(P0.05),灌水均匀系数及二者的交互作用对番茄产量无显著影响,考虑产量及灌溉水分利用效率,灌水量220 mm、灌水均匀系数75%组合为最优组合。因此在西北地区,综合考虑经济性和系统的可靠性,建议下调现行滴灌灌水均匀系数标准。     

施肥对灌漠土作物产量、土壤肥力与重金属含量的影响

有机物还田是提升土壤肥力的主要措施,但也存在造成土壤金属污染的潜在风险。为查明不同有机物还田对土壤质量及作物产量的影响,本文通过长期定位试验,研究了无肥对照、常规施化肥(氮磷配施)以及70%常规化肥与牛粪、沼渣、污泥、鸡粪、菌渣和猪粪配施对土壤理化性状、有机碳和氮的固存率、氮磷钾活化系数、作物产量及重金属含量的影响。结果表明:牛粪、沼渣、污泥、菌渣、鸡粪和猪粪与70%化肥配施虽作物产量与常规施化肥相似,但6种有机物处理土壤有机质、全氮和碱解氮含量都较常规施化肥处理显著增加,污泥、鸡粪和猪粪处理土壤全磷与速效磷含量较常规施化肥处理显著增加,而且牛粪、沼渣、鸡粪和猪粪处理的速效钾、土壤磷活化系数和土壤钾活化系数较常规施化肥处理也显著提升。牛粪、沼渣、污泥、菌渣、鸡粪和猪粪处理土壤有机碳固存率为36.42%～71.61%,较常规施化肥处理都显著提高;而其氮固存率为6.47%～49.44%,仅有菌渣处理与常规施化肥处理差异不显著,而其他处理较常规施化肥处理显著增加。长期施鸡粪和菌渣处理的土壤铜含量较常规施化肥处理显著增加,增加量分别为4.17mg·kg~(-1)和14.2mg·kg~(-1);而污泥、鸡粪和菌渣处理的土壤锌含量较常规施化肥处理显著增加,增加量分别为13.53 mg·kg~(-1)、22.60 mg·kg~(-1)和49.73mg·kg~(-1)。综上,等有机质(4 500kg×hm~(-2))的牛粪、沼渣、污泥、菌渣、鸡粪和猪粪可替代30%氮磷肥,作物产量不受影响;不同有机物培肥土壤效果为污泥、鸡粪和猪粪优于牛粪和沼渣,而沼渣的培肥效果略差。为保证土壤环境质量稳定不恶化,种植小麦时有机物铜和锌的年携入量应分别低于53.01g×hm~(-2)和221.30 g×hm~(-2),而种植玉米时应分别低于153.40 g×hm~(-2)和347.04 g×hm~(-2)。     

略阳乌鸡体重和产蛋数性状遗传参数估计

【目的】略阳乌鸡是陕西省特有的家禽品种,该品种具有体型大、肉质好、氨基酸含量丰富、对林地散养适应性强的优点,但也存在生长缓慢,产蛋性能差的不足。为此,在系统测定略阳乌鸡生产性能的基础上,开展对体重和产蛋性状遗传参数的估计,阐明遗传效应对上述性状的调控作用及性状间的遗传关系,期望为这些性状的选育奠定理论基础。【方法】对略阳乌鸡蛋用系一世代71个半同胞家系799只公鸡和804只母鸡6、10、14、20周龄和开产日龄体重进行测定,以个体为单位记录从开产到31、35和40周龄产蛋数,以四分位数±1.5倍四分位距为界删除异常值,更正性别记录错误。以性别为固定效应,育种值为随机效应用单变量动物模型估计各性状遗传力,用双变量动物模型估计性状间遗传相关,用逆伽玛分布指定育种值和残差项方差先验分布,用贝叶斯算法执行130 000次迭代,弃去前30 000次迭代结果,以100为间隔抽取1 000个估计值获得方差和协方差后验分布,计算各性状遗传力和性状间遗传相关。用R语言PerformanceAnalytics软件包chart.Correlation命令计算性状间表型相关。【结果】略阳乌鸡6、10、14、20周龄公鸡体重为（0.56±0.07）、（1.07±0.13）、（1.56±0.19）、（1.97±0.21）kg,母鸡体重为（0.47±0.06）、（0.86±0.12）、（1.18±0.16）、（1.48±0.19）kg,开产体重为（1.68±0.23）kg;31、35和40周产蛋数为（31.2±11.5）、（42.5±16.7）和（54.7±20.4）枚。体重遗传力随年龄逐渐减小,分别为0.74、0.76、0.63、0.54和0.52,置信区间在0.25—0.33之间。产蛋数遗传力为0.27、0.25和0.26,置信区间在0.35—0.42之间。10、14、20周龄体重间维持中等偏上（0.52—0.68）的遗传相关性,但6周龄体重（0.21—0.52）和开产体重（0.21—0.46）与各时间点体重遗传相关性较弱。体重间遗传相关系数置信区间在0.13—0.34之间。在3个时间点产蛋数间遗传相关系数趋近于1,置信区间在0.03—0.06之间。体重和产蛋数间遗传相关系数均不显著。在时间维度上,各体重性状间表型相关系数在0.43—0.90之间（P<0.001）,产蛋数性状间表型相关系数在0.79—0.94之间（P<0.001）。6—20周龄体重与产蛋数间维持了弱（0.023—0.15）正相关关系,但开产体重与产蛋数存在弱负相关关系（-0.17—-0.14）。【结论】首次估计了略阳乌鸡品种特异性的遗传参数,发现略阳乌鸡体重性状主要受遗传效应调控,而产蛋数性状受环境影响更大,阐明了早期与晚期性状间、体重与产蛋数间的遗传关系,为早期选种和多性状育种奠定了理论基础。这些结果建议在略阳乌鸡群体中对体重性状表型选择有望取得良好效果,但对产蛋数性状应建立纯系利用杂种优势;体重和产蛋数间不存在负遗传相关关系,可同时对两个性状选育提高。     

用遥感影像提取大别山区水稻种植面积——以Landsat 8为例

本研究选取安徽省安庆市大别山为研究区,包括太湖县、岳西县、宿松县和潜山县,选取2016年和2017年的6景Landsat 8卫星遥感影像,通过遥感影像提取水稻种植面积,分析大别山区的水稻种植面积分布,并对研究区域的水稻种植面积进行动态实时监测。用遥感解译方法分别提取了研究区内的晚稻种植面积,并利用随机点验证和Kappa系数验证结果精度。结果表明:2017年和2016年水稻种植面积的提取精度分别为93.44%、93.78%,Kappa系数分别为0.86、0.83,证明水稻提取效果精确;对比研究区域各个县内的2017年和2016年晚稻种植面积,发现安庆市大别山区太湖县、潜山县、岳西县的水稻种植面积变化率均在5%以内,属于正常变化,由于2016年宿松县遭遇了水灾,部分农田被淹没,故宿松县2017年水稻种植面积相比2016年增加了13.01%;对比传统的农作物种植面积统计方法,利用遥感的方法更省人力、物力、财力,并且能精确、快速地实现对农作物的实时动态监测。     

克氏原螯虾形态与体重的通径分析

[目的]确定影响克氏原螯虾体重的主要形态性状,以期为克氏原螯虾的亲本选育、形态辅助育种提供理论基础。[方法]选取了350尾雌性克氏原螯虾和302尾雄性克氏原螯虾,分别测量其体重(Y)、全长(X1)、头胸甲长(X2)、头胸甲宽(X3)、腹节总长(X4)、第一腹节长(X5)和第一腹节宽(X6)。采用相关分析、多元回归分析和通径分析,以体重为因变量形态性状为自变量,计算了雌雄克氏原螯虾各性状间的相关系数,通径系数和决定系数。[结果]相关分析结果显示,雌雄克氏原螯虾各性状间相关性皆达到了极显著水平(P<0.01)；多元回归分析中,雌雄克氏原螯虾剔除了与体重性状不显著的形态性状,建立的多元回归方程分别为Y雌=－34.689+10.629X2+6.479X3+0.803X1,Y雄=－33.413+5.727X2+6.770X3+2.043X1+3.045X6 ；通径分析结果表明,头胸甲长在雌性克氏原螯虾中对体重的直接作用最大,其次是全长和头胸甲宽,全长和头胸甲宽通过头胸甲长对体重的间接作用较大。在雄性中,也是头胸甲长的直接作用最大,其次是全长和头胸甲宽以及第一腹节宽,第一腹节宽通过头胸甲长、宽和全长对体重的间接作用最大。[结论]以上结果可为克氏原螯虾的选育奠定基础。     

灯盏花成分专用型种源评价与鉴定

收集和鉴定了云南省和贵州省共46份灯盏花种质资源,筛选出适合生产不同药品的成分专用型种源,为专用型品种选育提供参考。利用HPLC测定了灯盏花种源10种活性成分含量,相关分析阐明各成分含量间的相关性,聚类分析对种质资源进行分类。结果表明：16份灯盏花种源灯盏乙素（scutellarin, SE）含量在2.5%以上,是培育灯盏花素专用型品种的优良材料,其中4份种源同时含有高含量（>1.0%）的双咖啡酰奎宁酸酯（dicaffeoylquinic acids, diCQAs）,是培育灯盏细辛专用型品种的优良材料;同时,筛选出8份总黄酮（total flavonoids, TFs）含量高于3.5%的种源,适合选育总黄酮专用品种。相关性分析表明,SE含量与diCQAs和TFs含量均显著正相关,是灯盏花品质育种的标志性成分。聚类分析将灯盏花种源分为三大类,除1个种源的SE含量和diCQAs含量接近（第Ⅲ类）外,其他种源SE均占总活性成分的60%以上,其中第Ⅰ类为高TFs型种源,TFs占到总活性成分的80%以上,diCQAs占总成分的15%以下;第Ⅱ类为高diCQAs型种源,diCQAs占总成分的16.9%~28.9%,TFs占到总活性成分的80%以下。该结果表明灯盏花种源活性成分组成存在多种类型,为专用型品种选育提供了可能,灯盏乙素含量可以作为专用型种源筛选的首要指标。     

毛薯的营养成分分析和聚类分析

为选育出优良的毛薯种质,本研究以海南大学薯蓣种质资源圃里的80份毛薯为材料,以河南焦作温县的垆土铁棍山药为对照,采用苯酚硫酸法、考马斯亮蓝法以及蒽酮比色法对其干物质、粗多糖、蛋白、可溶性糖和淀粉含量进行测定和比较分析。结果表明:毛薯的干物质含量介于18.62%~38.88%,粗多糖含量介于2.88%~15.82%、蛋白含量介于5.14%~10.71%、可溶性糖含量介于0.1%~13.84%、淀粉含量介于11.94%~64.28%。与对照山药相比,Ds96所测品质均优于对照,可优先选择推广。此外,毛薯各营养品质之间存在着一定的相关性,干物质与糖类存在显著负相关,与蛋白和淀粉表现为正相关。通过对80份毛薯的营养品质进行聚类分析,在欧式距离为3.17时,可将其分为八类,按类群来看,类群Ⅳ各营养价值适中,其他类群在某些营养上比较优秀,可根据需要进行优良资源选择。      

中国农业面源污染排放的空间差异及其动态演变

以2003—2014年为研究时段,在测算农业面源污染排放强度的基础上,综合运用基尼系数和非参数估计方法,研究我国农业面源污染的空间差异及其动态演变,结果表明:1)我国农业面源污染排放总体下降,且表现出明显的空间差异,东部和中部地区的排放强度较高,西部和东北地区则相对较低。2)2003—2014年,中国农业面源污染排放强度的区域差异略微扩大,地区间差异是其总体差异的主要来源。3)核密度估计结果表明,中国农业面源污染排放总体差异表现为"下降-上升-下降"的波动变化趋势。4)马尔科夫链分析表明,中国农业面源污染在不同类型间的相互流动较为微弱,但从长期来看,存在向两极分化发展的趋势特征。