具有α-葡萄糖苷酶抑制活性的益生乳酸菌筛选

利用α-葡萄糖苷酶抑制剂体外筛选模型，分析了来源于传统乳制品的10株乳杆菌对猪小肠提取的α-葡萄糖苷酶的抑制活性；对这些菌株的基本益生特性，包括对人工模拟胃肠液的耐受性及对肠上皮细胞的粘附性等进行了评价；最后，通过Caco-2细胞建立的Transwell模型分析了乳杆菌对人肠道α-葡萄糖苷酶活性及其基因表达的影响。结果表明，这10株乳杆菌对猪小肠提取的α-葡萄糖苷酶均具有不同程度的抑制作用；乳杆菌的α-葡萄糖苷酶抑制活性在菌株生长的对数期或稳定期达到高峰，随后出现下降的趋势；结合菌株的基本益生特性评价发现，有3株具有较高抑制活性的乳杆菌能够耐受人工模拟的胃肠液，并具有较强的黏附肠上皮细胞HT-29的能力；由Transwell模型发现，乳杆菌能同时抑制α-葡萄糖苷酶的活性及基因表达量。研究表明，筛选出的3株乳杆菌（副干酪乳杆菌L14和Z3-11以及植物乳杆菌NL42）均具有较高的α-葡萄糖苷酶抑制活性和较好的益生特性，可作为潜在的辅助降血糖的益生菌株。     

预处理及培养方法协同作用对新铁炮百合种子萌发的影响

【目的】 研究不同预处理方式下培养方法协同作用对新铁炮百合种子萌发的影响。【方法】 以新铁炮百合雷山1号种子为材料,采用三因素四水平正交试验设计,研究不同水平的预处理方式、培养温度、培养方式对新铁炮百合雷山1号种子萌发的影响,以及不同温度下种子萌发过程中可溶性糖和过氧化物歧化酶(SOD)的动态变化规律。【结果】 培养温度是影响新铁炮百合雷山1号种子萌发的主要因素,其次是预处理方式和培养方式。雷山1号种子的最佳预处理方式是4℃浸种7 d,最佳培养温度是21℃,最佳培养方式是土壤播种,发芽率为99.18%,播种后第9 d发芽指数为4.65。不同温度处理下,种子萌发过程中超氧化物歧化酶(SOD)活性表现出先增加后下降的趋势,可溶性糖含量则呈现出先下降再上升的趋势,其中21℃处理下种子的抗逆性和贮藏物质的转化利用要高于15、18和25℃处理下的种子,21℃为适宜温度。【结论】 雷山1号种子的最佳处理方式为4℃浸种7 d于21℃下土壤播种。     

半干旱牧区天然打草场生产力时空变化及对气候响应分析

【目的】 定量评估半干旱牧区天然打草场的生产能力,分析天然打草场的退化程度,明确气候因子对打草场生长过程的影响。【方法】 利用Miami和Tharnthwaite Memorial模型计算2000—2017年半干旱牧区天然打草场气候生产潜力,并结合近18年的中分辨率成像光谱仪（MODIS）净初级生产力（NPP）产品（MOD17A2H）进行分析。【结果】 2000—2017年半干旱牧区天然打草场实际生产力与潜在生产力均随降水增加呈上升趋势,天然打草场18年平均实际生产力和潜在生产力分别为295.24和557.79 g C·m^-2·a^-1。按不同草地类型分析,气候生产潜力与实际生产潜力均以草甸草原最高,分别为589.68 g C·m^-2·a^-1和349.78 g C·m^-2·a^-1,山地草甸的气候生产潜力最低,为518.72 g C·m^-2·a^-1,而实际生产潜力以典型草原最低,仅为269.52 g C·m^-2·a^-1。从变异系数来分析,气候生产潜力与实际生产力均以草甸草原最稳定。从年际变化率分析,草甸草原的气候生产潜力的上升速率最高,为6.30 g C·m^-2·a^-1,实际生产力以山地草甸上升速率最高,为4.44 g C·m^-2·a^-1。实际生产力对降水的响应高于温度,其中95.88%的打草场与降水呈显著正相关关系,与温度呈负相关的区域仅占总面积的5.70%,且不同草地类型的实际生产力均与降水在P<0.001水平呈显著正相关关系。【结论】 天然打草场气候生产潜力呈由西向东递增的地带性规律,而实际生产力受水热条件的影响,以大兴安岭为中心向东西两麓逐渐递减,其对降水的响应高于温度,水分条件是该区植被生长的限制因子;年均气候资源利用率的分布规律与实际生产力相同,平均气候资源利用率为55.09%;以草甸草原打草场的气候资源利用率最高,高达60.34%,同时也是退化速度最高的草地类型。     

北方草地及农牧交错区草地植被碳储量及其影响因素

【目的】 草地生态系统在全球碳平衡中有重要的意义,草地植被碳库及其变化机制研究是植被生态学的重要命题。本文研究北方草地和农牧交错区草地植被碳密度及其空间格局,解析不同区域草地植被碳密度的关键影响因素,分析了气候、土壤、放牧等因素对地上地下植被碳库的相对贡献。【方法】 基于2002—2009年北方草地及农牧交错带草地植被调查数据,结合同期MODIS/NDVI遥感影像和1﹕100万草地类型图,建立了我国主要草地类型的生物量估算模型;整合野外考察数据和前人研究结果,探讨了研究区地上地下生物碳库及其空间格局;基于研究区255个县级行政单元,分析了不同类型草地植被碳库与气候要素、土壤要素及家畜承载量的关系,应用一般线性模型（GLM）解析了不同影响因素对草地碳密度的相对贡献。【结果】 （1）北方草地与农牧交错区草地地上平均生物碳密度为36.9 g C·m^-2,地下生物碳密度为362.9 g C·m^-2,地下生物碳密度高于地上10倍,均呈从东到西递减的趋势,频率分布图基本服从对数正态分布,不同草地类型的生物碳密度存在明显差异;（2）整个研究区及草原亚区、荒漠亚区、农牧交错亚区内,地上生物量与年降水量（MAP）呈极显著正相关、与年均气温（MAT）均呈极显著负相关,与土壤黏粒含量（Clay%）呈显著正相关、与土壤砂粒含量（Sand%）呈显著负相关,整个研究区家畜承载量与草地地上生物量之间呈极显著正相关;（3）一般线性模型（GLM）分析结果表明,年平均降水量（MAP）、年均气温（MAT）、土壤黏粒含量（Clay%）、放牧强度对地上生物量空间变异的解释率分别达到29.6%（P<0.001）、5.8%（P<0.001）、0.8%（P<0.05）、1.3%（P<0.001）;地下生物量的空间变异主要来自于年降水量（MAP）、年均气温（MAT）、土壤砂粒含量（Sand%）,对方差的解释率分别达到12.1%（P<0.001）、6.8%（P<0.001）、1.9%（P<0.005）,放牧强度没有明显贡献。【结论】 气候条件尤其是年降水量是草地生物量碳库的主要影响因素,但对地上生物量影响更为明显;土壤质地对植被生物碳库也有显著贡献,尤其对地下生物量的影响更加显著;放牧强度只能解释地上生物量变化的1.3%、对地下生物量没有显著贡献,这一发现意味着气候对生物量碳库的贡献远大于放牧影响。     

东北黑土nirS型反硝化细菌群落和网络结构对长期施用化肥的响应

【目的】探明长期施用氮磷钾化肥对东北黑土农田土壤nirS型反硝化细菌群落和网络结构的影响,为更加合理的肥料配施提供理论依据。【方法】基于农业农村部黑龙江耕地保育与农业环境科学观测实验站平台,选取不施肥(NoF)、氮肥(N)、磷肥(P)、钾肥(K)、氮钾肥(NK)、氮磷肥(NP)、磷钾肥(PK)、氮磷钾肥(NPK)8个施肥处理,借助荧光定量PCR、Illumina MiSeq高通量测序和分子生态网络技术,分析东北黑土nirS型反硝化细菌丰度、群落及网络结构,及影响反硝化细菌群落变异的主要环境因子。【结果】1)长期施用氮肥均在显著增加nirS基因拷贝数的同时,降低了nirS型反硝化细菌的群落多样性,而磷、钾肥对其影响并不显著。2)Proteobacteria是所有处理中的优势反硝化细菌门,相对丰度为16.96%~27.34%,且氮肥的施用促进了隶属于该菌门中Bradyrhizobium的生长。3)PCoA分析结果显示,8个施肥处理nirS型反硝化细菌群落主要分成施氮肥和不施氮肥两组,说明长期氮肥的施用显著改变了东北黑土反硝化细菌的群落结构。结合Mantel test的结果可知,土壤pH是影响nirS型反硝化细菌群落改变的主要因素。4)分别构建施氮肥和不施氮肥的反硝化细菌分子生态网络,发现施氮肥和不施氮肥网络结构存在很大差异,长期施用氮肥明显简化了nirS型反硝化细菌的网络结构,同时使其网络结构稳定性降低,易受外界环境扰动。【结论】尽管施用化学氮肥有利于土壤养分的增加,但其土壤nirS型反硝化细菌群落及网络结构发生了较大改变,而磷、钾肥的施用对反硝化细菌群落无显著影响。本试验结果为进一步研究东北黑土区农田土壤反硝化微生物对不同施肥管理的响应机制提供了重要科学依据。     

西瓜中杀线虫剂农药残留及风险评估

以西瓜及其产地土壤和地表水为研究对象,对湖北某地的西瓜及其产地的样品进行农药残留分析。结果表明,在西瓜中检出的阿维菌素在土壤和地表水中并未检出。全部44个土壤样品中有9个样品检出农药残留,占总体样本数的20%,共检出3种农药残留,检出率比较高(10%)的农药是克百威;全部44个地表水样品中有3个样品检出农药残留,占总体样本数的6.82%,共检出1种农药克百威残留。说明湖北地区使用较多的杀线虫剂为丁硫克百威、阿维菌素和克百威,而且检出农药均是未在西瓜上登记的农药,西瓜中二丁胺检出率高达90%,其中高毒农药克百威有检出。西瓜中检出的农药残留较少,其中阿维菌素和克百威的慢性膳食摄入风险均很低,均在可接受的范围内,对消费者的慢性风险保护均达到了可接受的水平。     

不同烤烟新品系在黄平烟区的生态区适应性

为烤烟新品系在黄平及类似烟区生产上的推广应用提供科学依据,采用田间试验方法,以当地主栽品种云烟116为对照,分析比较烤烟新品系6036和6028在黄平烟区的生育期、农艺性状、田间抗病性、经济性状、烤后烟叶外观质量和化学成分含量的差异。结果表明:田间抗病性6028最好,6036其次,云烟116最差;6036和6028的生育期与云烟116相当,农艺性状表现较云烟116略差,但田间长势强、整齐度好,易烘烤;烟叶化学成分的协调性优于云烟116,经济性状表现6036最好,云烟116其次,6028略差。6036可在黄平烟区推广种植;6028田间抗病性强,可在黄平烟区易发生根茎性病害区域作为优质烤烟补充品系推广种植。     

基于能值分析京郊蔬菜不同生产经营方式的生态经济可持续性评价

利用能值理论和经济投入、产出分析方法,对北京郊区农户常规种植、企业常规种植和企业有机种植3种大棚蔬菜的生态经济可持续性进行研究。结果表明:在能值评价方面,企业有机种植模式能值年总投入为6.81×10~(16)sej/hm~2,低于农户常规种植模式(1.19×10~(17)sej/hm~2)和企业常规种植模式(8.53×10~(16)sej/hm~2);能值投资率为44.20,分别是农户常规种植和企业常规种植模式的2.41和3.81;环境负载率为2.14,低于农户常规种植模式(3.76)与企业常规种植模式(6.29);可持续发展指数为0.48,高于农户常规种植模式的0.28和企业常规种植模式的0.19。在经济方面,企业有机种植模式的利润(1.45×10~6元/hm~2)高于农户常规种植模式(3.34×10~5元/hm~2)和企业常规种植模式(负利润)。综合能值与经济2个方面,企业有机种植模式是京郊大棚蔬菜的3种模式中生态经济可持续性最优的模式。