有机氮部分替代化学氮肥对土壤有机氮组分的影响

为综合评价有机肥替代化肥应用效果,指导南方稻田科学施肥,研究了不同比例有机氮部分替代化学氮肥对土壤有机氮组分的影响。试验地位于湖南省长沙县高桥镇湖南省农业科学院科研试验基地,共设置 5 个处 理:单施化肥(NPK);15% 有机肥替代(15M);30% 有机肥替代(30M);45% 有机肥替代(45M);60% 有机肥替代(60M)。2021 年晚稻收获后,测定 0 ～ 20 cm 土层土壤全氮、可溶性有机氮、微生物生物量氮、有机氮组 分含量。结果表明:相比单施化肥,有机氮部分替代化学氮肥显著提高了稻田耕层土壤的全氮含量,在等量氮磷养分投入条件下,15M、30M、45M 和 60M 处理相比单施化肥处理土壤全氮分别提高了 2.73%、10.93%、11.47%和 20.77%;有机氮部分替代化学氮肥提高了土壤可溶性有机氮和微生物生物量氮含量,其中可溶性有机氮提高了24.53% ～ 72.89%,微生物生物量氮提高了 0.92% ～ 44.42%;有机氮部分替代化学氮肥增加了土壤酸解氨基酸氮、酸解铵态氮和酸解氨基糖氮含量,降低了土壤非酸解氮含量;土壤全氮与可溶性有机氮、微生物生物量氮呈极显著正相关,可溶性有机氮、微生物生物量氮均与土壤酸解铵态氮、酸解氨基酸氮、酸解氨基糖氮存在极显著正相关关系。相比单施化肥,有机氮部分替代化学氮肥提高了土壤全氮、活性氮(可溶性有机氮和微生物生物量氮)以及酸解氮中酸解氨基酸氮、酸解铵态氮和酸解氨基糖氮的含量,有利于提高土壤供氮能力。土壤酸解铵态氮、酸解氨基酸氮和酸解氨基糖氮是影响土壤活性氮的关键因子,本研究中以 60M 处理替代化学氮肥培肥效果最优。     

α-酮戊二酸的生理功能及其在动物生产中的应用

α-酮戊二酸(AKG)是三羧酸循环中的中心物质,也是氨基酸和碳水化合物代谢的桥梁。AKG作为铵离子清除剂,是提供谷氨酰胺的来源,能够促进肌肉蛋白质合成和抑制蛋白质降解,并为胃肠道细胞提供能量代谢的燃料。AKG可以通过脯氨酰-4-羟化酶产生脯氨酸,增加胶原蛋白合成,促进骨骼系统发育。此外,AKG可以抑制ATP合成酶和雷帕霉素靶蛋白,延长线虫的寿命。AKG不仅延长寿命,而且延迟与年龄相关的疾病。另外,AKG在消除毒性、提高耐寒性、缓解氧化应激损伤以及促进人类多潜能干细胞分化等方面具有关键作用。本文旨在对AKG的生理功能及其在动物生产领域的应用进行综述,以促进人们对AKG的理解,为AKG在动物营养调控和生产实践中的应用提供理论依据。     

典型饮用水源地周边土壤环境质量及其潜在生态风险评价

受农业生产和工业活动等影响,集中式饮用水水源地周边土壤环境质量备受关注。本文以湖南省某典型集中式饮用水源为例,采用网格法和现场踏查分别在水源地一、二级保护区布设13个采样点（S1~S13）及4个底泥样点,开展了土壤及底泥样品的重金属含量监测与潜在生态风险评价。结果表明,饮用水源地周边土壤环境质量良好,土壤中重金属汞、砷、铬、铜和镍的均值都低于农用地污染风险筛选值（GB 15618—2018）,而重金属镉、铅和锌均值分别为0.86 mg/kg、509.53 mg/kg和215.78 mg/kg,均超过了项目风险筛选值,其中S7和S8样点底泥的铅含量超过了项目风险管制值。单因子污染指数结果显示,土壤中镉和铅分别为中度和重度污染。内梅罗综合污染指数结果表明,11.7%的点位样品重金属为中污染,58.8%的点位样点为重污染。综合潜在生态风险指数（RI）范围为153.75~508.44,处于中等和强生态风险水平的样品比例分别为76.5%和23.5%。研究表明,该水源地周边土壤中镉和铅等重金属含量超标,综合潜在生态风险等级为中等水平,应重视该水源地周边土壤环境生态保护,避免局域土壤重金属的潜在生态风险。     

不同地区多花黄精的ITS序列分析及近缘种聚类分析

为建立快速鉴定多花黄精的方法及确定其亲缘关系,本研究采用DNA条形码分析的方法,通过对28个多花黄精材料的核糖体DNA内转录间隔区(ITS)片段进行扩增获得ITS序列,进行多重比对,并构建多花黄精及近缘种的系统发育分析树。结果表明:本研究共获得两种多花黄精ITS的单倍型,仅发生一个位点的突变,说明多花黄精种内保守性高,遗传稳定,并可作为多花黄精DNA条形码物种鉴定的对照序列;另外,其与穇属(Eleusine)中穇子(Eleusine coracana)物种亲缘关系最近。本研究为快速鉴定多花黄精提供了新方法,并为多花黄精的后续研究提供了依据。     

有机物料循环对红壤稻田系统有机质积累的贡献研究

中长期定位试验研究有机物料循环再利用对红壤稻田系统土壤有机质积累的贡献结果表明,红壤稻田系统有机物料自然归还量可达6 16 2kg/hm2 ,人为归还量可达13480kg/hm2 ;仅依靠系统内有机物料的自然归还,其土壤有机质亏缺为5 0 %左右,呈下降趋势;系统内可循环再利用的有机物料全部还田,土壤有机质盈余率可达80 %以上;预测结果显示有机物料循环再利用5 0年内可提高土壤有机质19.4～32 .6 g/kg ,增长率达83.6 %～14 0 .5 %     

水肥条件与稻草还田对土壤供氮及水稻产量的影响

通过2年田间裂区试验,研究了不同灌溉和施肥条件下,稻草还田对土壤供氮特征及产量的影响。结果表明：（1）上年晚稻稻草还田提高了来年早稻期间土壤NH4^＋-N浓度;配施氮肥后,新鲜早稻稻草还田也增加了晚稻期间土壤NH4＋-N浓度,但在不施氮肥情况下,淹水灌溉稻草还田处理的土壤NH4^＋-N浓度要低于移走稻草处理,间歇灌溉下稻草还田处理的土壤NH4^＋-N浓度仍高于移走稻草处理。（2）稻草还田能促进水稻中后期植株对氮素的吸收及生物量的累积。（3）稻草还田能增加水稻产量,早稻增产幅度为6.85%,晚稻为8.17%;施用氮肥后稻草的增产效应要显著高于不施氮肥,早、晚稻增产分别为9.18%和5.83%。稻草还田主要通过影响有效穗数来影响产量。水稻生长季节、灌溉模式和施肥条件对稻草还田的增产效应存在交互作用,早稻的最佳处理组合为“连续淹灌＋稻草还田＋配施氮肥”,晚稻的最佳处理组合为“间歇灌溉＋稻草还田＋配施氮肥”。     

生物质炭添加对华南双季稻田碳排放强度的影响

中国农田有机物料资源化利用是一项巨大挑战。为研究生物质炭农田施用的生态效应,探讨华南双季稻田碳排放强度(greenhouse gas intensity,GHGI)对生物质炭添加的响应,开展了基于静态箱-气相色谱法的连续两年野外观测。田间试验共设6个处理,即当地农民习惯(CK,化肥,无稻草还田),3个不同用量生物质炭添加处理,即BC1(5 t/hm2)、BC2(10 t/hm2)和BC3(20 t/hm2),和2个稻草还田处理(直接还田和稻草+腐熟剂还田)。结果表明,相比当地农民习惯和稻草还田处理生物质炭添加有效抑制了双季稻田温室气体排放(平均降低温室气体排放当量49.87%),显著降低了土壤容重,增强作物的碳氮养分吸收能力,稳定了水稻产量(平均增产3.54%),降低了稻田碳排放强度(平均降低52.13%)。4个生长季平均而言,相比CK、RS和RI,生物质炭3个处理分别降低稻田100a尺度上温室气体排放当量27.53%,58.65%和63.43%(P0.05),分别增产3.21%,5.11%和2.29%(P0.05),进而分别降低100a尺度上GHGI 30.57%,61.00%和64.82%(P0.05),综合而言,BC3具有较好的减排增产潜力。相关矩阵和主成分分析可视化表达了在生物炭添加影响下,稻田碳排放强度与水稻生长参数及土壤理化特性的关系。生物质炭添加影响着水稻产量、收获指数、土壤有机质、总碳和植株吸氮量等环境变量的分布。通过多元决策回归树分析,发现可通过水稻收获指数(0.5)定量判别其碳排放强度。该研究结果表明,通过优化田间管理,适量生物质炭回田(20 t/hm2)利用是增强土壤固碳、稳定水稻产量、降低稻田碳排放强度和应对气候变化不利影响的可行途径。该研究可为中国秸秆资源科学利用提供基础研究案例。     

双季稻区镉污染稻田水稻改制玉米轮作对镉吸收的影响

为研究低镉(Cd)污染(Cd为0.35 mg·kg~(-1))稻田改制的农产品安全利用技术,通过双季稻区早-晚稻轮作,玉米-玉米轮作、水稻-玉米轮作和玉米-水稻轮作试验,研究不同轮作制度下土壤有效Cd、作物不同器官Cd含量,Cd富集系数、转移系数和土壤养分的变化。结果表明:不同轮作制度下,水稻根、茎叶和稻米中Cd的平均含量分别为3.66、1.30 mg·kg~(-1)和0.36 mg·kg~(-1);玉米根、茎叶和籽粒中Cd的含量分别为0.50、0.12 mg·kg~(-1)和0.03 mg·kg~(-1);水稻根系、茎叶和籽粒的富集系数平均分别为11.96、4.27和1.19,玉米的分别为1.73、0.50和0.13;水稻的根系向茎叶和茎叶向籽粒转运的转运系数分别为0.36和0.28,玉米的为0.24和0.20;晚稻籽粒Cd含量高于早稻,秋玉米Cd含量高于春玉米;土壤中的碱解氮、有效磷和速效钾不影响作物对Cd的吸收;种植玉米比同季水稻略有增产。研究表明,在Cd轻度污染地区,晚稻改种玉米能保障粮食作物安全,是一种值得推荐的种植制度。     

农作物秸秆纤维提取技术研究进展

农业废弃物的高值化利用有助于缓解资源约束、减少环境污染。秸秆纤维素是细胞壁中最主要的物质,与木质素和半纤维素稳定嵌套,难以分离。因此,秸秆有效组分分离提取是实现其高值化利用的基础和关键。本文对秸秆中纤维微观结构、形成机制及理化性质进行深入阐述,介绍了提取纤维素的多种技术,并对纤维素分离原理与优缺点进行了凝练。针对现有技术壁垒及局限性,展望秸秆纤维分离、提取及纯化等的研究领域和发展方向,以期为探索出高效绿色环保的工艺技术,实现秸秆纤维素的高值化利用奠定基础。     

镉污染稻田水分调控与石灰耦合的季节性休耕修复效应（英文）

以镉(Cd)污染稻田为对象,研究休耕期间采用水分管理和施用石灰组合措施对土壤理化性状,及复耕后水稻产量和稻米Cd含量的影响。结果表明,与干旱处理相比,休耕淹水处理的土壤p H值下降,土壤有机质和阳离子交换量分布提高了,并降低了土壤有效态镉和稻米镉含量;干旱或淹水休耕,水稻产量均增加;施用石灰显著降低了稻米镉含量,其作用效果随石灰用量的增加呈线性增加趋势,每施用石灰1 000 kg/hm~2的土壤p H值提高0.24个单位、土壤有效态Cd含量降低0.007 5 mg/kg;干旱休耕时,晚稻降低稻米Cd含量效果最佳的石灰施用量为5 120kg/hm~2,稻米Cd含量为0.12 mg/kg;淹水休耕时,晚稻降低稻米Cd含量效果最佳的石灰施用量为4636 kg/hm~2,稻米Cd含量为0.10 mg/kg,总体结果表明,镉污染稻田采取淹水+石灰的休耕模式更有利于降低复耕后稻米Cd含量。