广东省农地边际化特征及其影响因素的地理探测

为了明确经济发达地区广东省农地边际化现象及其主要影响因素。本研究采用“单位成本纯收益指标”、“农地利用集约度指标”和“农作物播种面积指标”三大主要指标,对广东省2000—2015年农地边际化特征进行提取。选择影响农地边际化特征的19个因子,利用地理探测器方法对农地边际化现象的核心影响因素进行挖掘。结果表明：2000—2015年广东省共发生3次比较明显的农地边际化现象,分别在2001—2002年、2005—2006年、2010—2013年,且第3次边际化持续时间最长,情况最严重。社会经济发展水平与结构指标和农户家庭资源要素结构变化指标对农地边际化的影响程度较大,其中第三产业产值比重、农村农户固定资产投资、粮食总播种面积对农地边际化现象有较强的解释力,q值分别为0.8067、0.8055、0.7916。任何两因子相互交互作用都能增强对农地边际化现象的解释力。     

Deep neural network algorithm for estimating maize biomass based on simulated Sentinel 2A vegetation indices and leaf area index

Accurate estimation of biomass is necessary for evaluating crop growth and predicting crop yield.Biomass is also a key trait in increasing grain yield by crop breeding.The aims of this study were(i)to identify the best vegetation indices for estimating maize biomass,(ii)to investigate the relationship between biomass and leaf area index(LAI)at several growth stages,and(iii)to evaluate a biomass model using measured vegetation indices or simulated vegetation indices of Sentinel 2A and LAI using a deep neural network(DNN)algorithm.The results showed that biomass was associated with all vegetation indices.The three-band water index(TBWI)was the best vegetation index for estimating biomass and the corresponding R2,RMSE,and RRMSE were 0.76,2.84 t ha−1,and 38.22%respectively.LAI was highly correlated with biomass(R2=0.89,RMSE=2.27 t ha−1,and RRMSE=30.55%).Estimated biomass based on 15 hyperspectral vegetation indices was in a high agreement with measured biomass using the DNN algorithm(R2=0.83,RMSE=1.96 t ha−1,and RRMSE=26.43%).Biomass estimation accuracy was further increased when LAI was combined with the 15 vegetation indices(R2=0.91,RMSE=1.49 t ha−1,and RRMSE=20.05%).Relationships between the hyperspectral vegetation indices and biomass differed from relationships between simulated Sentinel 2A vegetation indices and biomass.Biomass estimation from the hyperspectral vegetation indices was more accurate than that from the simulated Sentinel 2A vegetation indices(R2=0.87,RMSE=1.84 t ha−1,and RRMSE=24.76%).The DNN algorithm was effective in improving the estimation accuracy of biomass.It provides a guideline for estimating biomass of maize using remote sensing technology and the DNN algorithm in this region.     

7味蒙药对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌体外抑菌试验研究

为筛选出对金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus,S. aureus）和大肠杆菌（Escherichia coli,E. coli）具有良好抑菌作用的蒙药,试验采用打孔法测定S. aureus和E. coli对石榴皮、诃子、小白蒿、黄芩、黄芪、苦参、铁线莲7味蒙药敏感程度,微量稀释法测定蒙药的最小抑菌浓度（minimal inhibitory concentration,MIC）,棋盘法测定敏感蒙药对S. aureus和E. coli的协同指数（fractional inhibitory concentration index,FICI）。结果显示：石榴皮、诃子、黄芩3味蒙药对S. aureus的抑菌圈直径为23.30~32.60 mm,MIC为0.98~7.80 mg/mL;石榴皮、诃子、黄芩3味蒙药对E. coli的抑菌圈直径为5.20~12.50 mm,MIC为7.80~31.50 mg/mL;石榴皮与诃子联合用药对S. aureus的FICI为1.00,为相加作用;诃子与黄芩、石榴皮分别联合用药对E. coli的FICI都为0.75,为相加作用。综上所述,石榴皮、诃子、黄芩3味蒙药对S. aureus综合抑菌效果达极度敏感或高度敏感;石榴皮、诃子、黄芩3味蒙药对E. coli综合抑菌效果达极度敏感或高度敏感;在抑制S. aureus的配方中石榴皮、黄芩、诃子可被优先考虑;在抑制E. coli的配方中黄芩、诃子、石榴皮可被优先考虑。     

设施农田土壤重金属污染评价及分区阈值研究

设施农田高强度的耕作模式使土壤重金属累积日益加重，因地制宜地确定其土壤重金属目标值与筛选值对设施农田可持续生产意义重大。本文以石家庄、衡水与唐山为研究区，基于土壤重金属污染风险和生态风险评价，用熵权法得出综合风险等级并确定重金属污染分区阈值。结果表明土壤Cd、Cu、Zn污染最严重，高风险区占比达40.57%。研究区设施农田土壤Cd、Cu、Pb、Zn全量与有效态的目标值分别为0.12、40.17、19.23、116.03 mg·kg^-1与0.02、4.19、0.59、8.80 mg·kg^-1；筛选值分别为0.40、90.27、38.33、170.68 mg·kg^-1与0.11、11.77、1.55、14.24 mg·kg^-1。基于综合评价结果反推分区阈值的方法简单便捷，重金属全量与有效态的目标值及筛选值的确定为研究区设施农田重金属污染的预防提供了多方位的指导。     

尤金·哈格洛夫环境伦理思想研究

哈格洛夫是美国著名的环境伦理学家，他的思想深受亚里士多德的影响，坚持弱人类中心主义的观点，融美于环境伦理规范，注重理论与实践结合，主张环境保守治疗法。哈格洛夫环境伦理思想是人类在面对生态危机时的反思，体现了人类长期以来对待自然态度的自我觉醒，更是人们改变过去一味地从自然索取转而寻求与自然和谐相处的产物。     

单环刺螠(Urechis unicinctus)幼体肠道消化酶活性的测定方法

探究了单环刺螠(Urechis unicinctus)幼体(平均体重(1.468±0.222)g)肠道蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶的测定方法、操作步骤、注意事项。蛋白酶测定采用Folin-酚法,其中建立的酪氨酸回归方程为y=15.487x-0.092 3(决定系数R~2=0.999 2);淀粉酶测定采用淀粉-碘比色法,以0.08%的淀粉溶液为底物。脂肪酶测定采用聚乙烯醇橄榄油乳化液水解法(NaOH滴定法)。结果表明,单环刺螠幼体肠道蛋白酶活力、淀粉酶、脂肪酶活力分别为29.350±2.592、10.600±0.844、(5.266±0.224)U/mg prot。     

AMPK激活剂在绵羊精液冷冻保存中的作用研究

旨在研究AMPK激活剂二甲双胍（metformin，Met）和阿卡地新（acadesine，AICAR）对绵羊精液冷冻保存效果的影响。本研究首先在冷冻基础稀释液中分别添加不同浓度（0、100、200、300、400、500 μmol·L^-1）的Met和AICAR，冷冻解冻后根据精子活力、运动性能和结构完整性指标筛选出最佳的添加浓度（400 μmol·L^-1 Met、200 μmol·L^-1 AICAR）；然后分别使用不同的冷冻稀释液（对照组：稀释液；Met组：含400 μmol·L^-1 Met的稀释液；AICAR组：含200 μmol·L^-1 AICAR的稀释液）冷冻精液，解冻后检测精子中AMPK蛋白表达、顶体酶活性、代谢指标、线粒体功能以及抗氧化酶活性。结果表明，稀释液中添加400 μmol·L^-1 Met和200 μmol·L^-1AICAR均可显著提高解冻后精子活力、运动性能及精子结构完整性（P<0.05），其中400 μmol·L^-1 Met组精子总活力达43.20%，顶体完整率为91%，质膜完整率为46%。与对照组相比，Met组和AICAR组解冻后精子中AMPK磷酸化水平显著升高（P<0.05）；顶体酶活性显著提高（P<0.05）；丙酮酸水平显著下降（P<0.05），乳酸脱氢酶活性、乳酸以及ATP含量均显著升高（P<0.05）；与对照组相比，Met和AICAR组稀释液更有利于维持线粒体膜电位（P<0.05），提高ATP酶（P<0.05）以及抗氧化酶的活性（P<0.05）。添加适当浓度的AMPK激活剂可以提高绵羊精液冷冻保存的效果。     

单宁酸对生长猪胃-小肠仿生消化中消化酶活性及饲粮粗蛋白消化率的影响

本试验旨在探讨单宁酸对生长猪胃、小肠仿生消化中消化酶活性及玉米-豆粕型饲粮干物质和粗蛋白消化率的影响，为评价单宁酸的生物学效应提供参考。试验一采用单因素完全随机设计，考察在无饲粮下2种单宁酸对猪模拟胃液、模拟小肠液消化酶活性的影响。设5个处理，单宁酸添加量分别为0 mg （胃液体积为20 mL，小肠液体积为22 mL）；单宁酸1，10 mg；单宁酸1，20 mg；单宁酸2，10 mg；单宁酸2，20 mg。测定各处理的胃蛋白酶、淀粉酶、胰蛋白酶和糜蛋白酶的活性。试验二考察玉米-豆粕型饲粮添加单宁酸对猪仿生消化中胃、小肠阶段消化酶活性及养分消化率的影响。采用单因素完全随机设计，设5个处理，单宁酸在饲粮中的含量分别为0 mg·（2 g）^-1；单宁酸1，10 mg·（2 g）^-1；单宁酸1，20 mg·（2 g）^-1；单宁酸2，10 mg·（2 g）^-1；单宁酸2，20 mg·（2 g）^-1。测定仿生消化中胃阶段0.5和4 h时胃蛋白酶活性，小肠阶段0.5、4和8 h时淀粉酶、胰蛋白酶和糜蛋白酶活性及生长猪胃-小肠仿生消化测定饲粮的干物质和粗蛋白消化率。结果表明：1）无饲粮的情况下，和空白对照组相比，2种单宁酸对模拟胃液中胃蛋白酶活性无显著影响（P>0.05），单宁酸1比单宁酸2更高地降低了模拟小肠液中淀粉酶、胰蛋白酶和糜蛋白酶的活性（P<0.05）。2）在饲粮进行仿生消化的胃消化0.5～4 h内，除4 h时10 mg·（2 g）^-1添加量外，添加单宁酸1时胃蛋白酶的活性均显著高于添加单宁酸2时的相应值（P<0.05），除单宁酸2在消化0.5 h外，2种单宁酸在添加10 mg·（2 g）^-1时胃蛋白酶活性均显著高于20 mg·（2 g）^-1添加量的相应值（P<0.05）。在小肠仿生消化0.5 h时，饲粮中添加单宁酸1、2的2个水平对消化液中淀粉酶活性无显著影响（P>0.05），但均显著降低了糜蛋白酶的活性（P<0.05）；单宁酸1的消化液中胰蛋白酶活性高于单宁酸2的相应值（P<0.05）。在小肠仿生消化4 h时，除添加水平为20 mg·（2 g）^-1时的糜蛋白酶活性外，饲粮中添加单宁酸1消化液中淀粉酶、糜蛋白酶活性高于添加单宁酸2的相应值，而胰蛋白酶活性低于添加单宁酸2的相应值（P<0.05）。单宁酸1、2的两个添加量均降低了胰蛋白酶和糜蛋白酶的活性（P<0.05）。在小肠仿生消化8 h时，饲粮中单宁酸的添加量影响了淀粉酶的活性，但单宁酸1和单宁酸2各两个添加量在淀粉酶的平均活性上无显著差异（P>0.05）。单宁酸1、2的两个添加量均降低了胰蛋白酶、糜蛋白酶的活性（P<0.05）。3）与对照组相比，两种单宁酸在两种添加水平下均显著降低了饲料粗蛋白消化率（P<0.05），且单宁酸2比单宁酸1更多地降低了饲粮粗蛋白的消化率（P<0.05）。综上所述，在有、无饲粮条件下，单宁酸对消化酶活性呈现不一致影响。单宁酸影响饲粮粗蛋白的消化率可能主要与消化液中糜蛋白酶活性降低以及单宁酸与饲粮中的化学成分形成螯合物降低了小肠消化酶的水解效率有关。     

不同吸附特性的稻草生物炭对稻田氨挥发和水稻产量的影响

秸秆生物炭具有改善土壤生态环境、土壤蓄水保肥和减少温室气体排放等正效应,但其石灰效应会加大稻田氨挥发损失。为充分发挥生物炭吸铵特性,降低其石灰效应的不利影响,对不同热解温度(300、500、700℃)和酸化水平(pH值=5、7、9)稻草生物炭处理下的田面水NH_4~+-N浓度、氨挥发和水稻产量进行了研究。结果表明:偏酸性(pH值=5)、中性(p H值=7)生物炭处理在基肥期和分蘖肥期均能显著降低田面水NH_4~+-N峰值浓度(P0.05),降幅达16.90%～35.60%。全生育期稻田氨挥发损失占施氮量的15.14%～26.05%(2019年)、15.10%～19.00%(2020年)。稻田增施热解温度为700℃、酸化水平为5(p H值=5)的生物炭(C700P5)降氨效果最好,两年氨挥发分别显著降低22.93%、12.61%(P0.05)。高温热解配合偏酸性、中性生物炭(C700P5、C700P7)增产效果显著,增产率达9.92%～13.50%,结构方程模型表明,其增产原因是生物炭酸化处理降低了稻草生物炭的石灰效应,而热解温度调整提高了生物炭阳离子交换量(CationExchange Capacity,CEC),进而降低了田面水NH_4~+-N浓度和氨挥发损失,最终提高了水稻地上部氮素积累和水稻产量。研究可揭示不同热解温度和酸化水平制备的生物炭在稻田中的应用潜力,并为稻田合理施用生物炭和减少化肥施用量提供理论依据。     

旱作覆膜玉米生长和水分利用对气候变化的响应

基于3 a连续冬小麦-夏玉米覆膜轮作试验校准和验证AquaCrop模型的适用性,模拟研究了气候变化对夏玉米生长、产量和水分利用的影响,分析了覆膜措施对气候变化的应对效果。结果表明:关中地区(以武功、宝鸡和西安地区为例)年平均温度呈逐年递增趋势,温度增加幅度由高到低依次为宝鸡、西安和武功,增温速率分别为0.20、0.12℃·10a~(-1)和0.09℃·10a~(-1);降雨量呈逐年递减趋势,减少幅度大小依次为西安、宝鸡和武功,减小量分别为3.59、3.23 mm·10a~(-1)和2.64 mm·10a~(-1)。AquaCrop模型在关中地区表现出了良好的适用性,可以较好地模拟连续覆膜条件下作物的产量指标、水分利用和生长的动态变化,冠层覆盖度模拟值和实测值之间的均方根误差(RMSE)介于1.1%～15.3%,生物量模拟值和实测值之间的RMSE介于0.626～2.540 t·hm~(-2),土壤贮水量模拟值和实测值之间的RMSE介于12.6～47.4 mm。模拟研究表明,上世纪60年代以来,随着气温不断升高,武功、宝鸡和西安地区的夏玉米生育期均呈逐年缩短趋势,特别是1980s以来,减少幅度达2.76、4.82 d·10a~(-1)和5.94 d·10a~(-1);在不同的降水年型下,覆膜处理产量均高于裸地处理,且其变异系数较小;在干旱气候条件下,覆膜处理依然可以获得一定的籽粒产量,与裸地处理相比,覆膜处理表现出了较好的稳产效应。同时,覆膜处理有效减少了玉米苗期土壤表层蒸发(平均减少7.6 mm),从而在土壤中保蓄更多的降雨;覆膜处理虽然增加了土壤耗水量,但其通过保蓄土壤水分,稳定作物产量,有效提高了玉米的水分利用效率。因此,关中地区旱作覆膜可以有效适应当地气候变化,在一定程度上应对干旱气候,具有较好的增产稳产效应。