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)。     

黑土区施加生物炭对土壤综合肥力与大豆生长的影响

为探明黑土区施加生物炭对土壤持水性能、土壤养分以及大豆生长的影响,以东北黑土区3°坡耕地田间径流小区为研究对象,进行为期4年的观测。按照生物炭施加量,2015年共设置C0(0 t/hm~2)、C25(25 t/hm~2)、C50(50 t/hm~2)、C75(75 t/hm~2)、C100(100 t/hm~2) 5个处理,2016—2018年分别连续施加等量的生物炭。结果表明:连续4年,0～60 cm土层土壤储水量随施炭量的增加呈先增大、后减小的趋势,而对60～100 cm土层土壤储水量影响不显著;连续4年,饱和含水率随施炭量的增加呈逐渐增大的趋势; 2015年田间持水率、凋萎系数随施炭量的增加呈逐渐增大趋势,2016—2018年呈先增加、后减小趋势;连续4年,施加生物炭提高了大豆各生育阶段的株高和叶面积,同期相对较优处理分别为C75、C50、C50、C25;连续4年,大豆冠层覆盖度与施炭量呈抛物线变化(R~2均在0. 89以上,P 0. 01),连续施加2年的C50处理各生育期提高量最大,与C0相比提高了81. 4%、36. 7%、31. 5%和39. 6%;连续4年,土壤pH值和有机质、速效钾含量随施炭量的增加呈逐渐升高趋势,碱解氮、有效磷含量呈先升高、后降低趋势,相对较优处理为C50、C50、C25、C25。采用改进的内梅罗指数模型计算的土壤综合肥力指数与产量呈正相关(R~2=0. 861 5,P=0. 001 2,RMSE为0. 75),土壤综合肥力水平最高的生物炭施用模式为连续2年施加50 t/hm~2的生物炭。     

基于农作制分区的1985—2015年中国小麦生产时空变化

Comparing spatio-temporal variation characteristics of China’s wheat production, yield, sown area and yield-area-contribution in different farming zones in the past 30 years could help improving wheat planting layout and adjusting planting structure. Concentration index, rate of change, moving of gravity and resolution of yield-area-contribution were used to analyze spatio-temporal changes of China’s wheat production and yield-area-contribution based on county wheat production statistics including sown area, production and yield from 1985 to 2015. The wheat sown area decreased obviously in Northeast farming region, Northwest farming region and South farming region and increased rapidly in Huang-Huai-Hai farming region and Yangtze Plain farming region. In Huang-Huai-Hai farming region, the concentration indexes of Haihe Plain farming region, Huang-huai Plain farming region and Fenwei Basin farming region reached to 20.64%, 25.77%, and 21.65% respectively in 2015. Wheat production increased significantly by more than 48 milliontons in Huang-Huai-Hai farming region, and nearly 8 million tons Yangtze Plain farming region but decreased by more than 2.6 million tons in Northeast farming region. In Huang-Huai-Hai farming region, wheat production was concentrated in Haihe Plain farming region, Huang-huai Plain farming region and Yuxi Hill farming region. The average wheat yield continuously improved during the study period, Huang-Huai-Hai farming region and Northwest farming region had the yield increase up to 103.5 kg hm ^-2 and 92.9 kg hm ^-2 each year. Wheat yield in Yuxi Hill farming region, Fenwei Basin farming region and Haihe Plain farming region was relatively high in Huang-Huai-Hai farming region. The yield-reduced area was mainly caused by the decreasing of sown area, while the yield-area-contribution rate was different in yield-increased area. Yield-dominant counties were reduced, area-dominant counties were increased and yield-area-dominant counties were relatively steady. In production increased area, yield-dominant and yield-area-dominant counties were the main types in Huang-Huai-Hai Farming region, area-dominant and yield-area-dominant counties were the main types in Yangtze Plain farming region. Chinese wheat production was increasingly concentrated in Huang-Huai-Hai farming region which has high and rapid increase of wheat yield over the past three decades. Haihe Plain farming region, Huang-huai Plain farming region and Fenwei Basin farming region were the most concentrated areas in Huang-Huai-Hai farming region for wheat production during this period. Wheat yield and sown area jointly promoted the increase of wheat production in Huang-Huai-Hai farming region, wheat sown area was the crucial factor to increase wheat production in Yangtze Plain farming region, especially in the north of Jiangsu, Anhui province and greater part of Xinjiang.     

籼稻背景下导入Wx~(in)等位基因改良稻米食味和理化品质

水稻Wx~b等位基因已广泛用于籼稻的品质改良,但携带该等位基因的一些籼稻米饭往往偏软,仍需进一步改良。为明确籼稻背景下导入Wxin等位基因对稻米食味品质和理化品质的效应,分别以携带Wxin的IR64和携带Wx~b的9311为供体,以携带Wxa的籼稻SIR3611 (3611)为受体,基于分子标记辅助选择,通过杂交和连续回交的方式构建了3611背景下携带Wxin和Wx~b的近等基因系。系统比较了不同近等基因系间的农艺性状以及稻米的食味和理化品质。结果表明,近等基因系与受体亲本3611的主要农艺性状基本接近,无显著差异。NIL(Wxin)稻米的表观直链淀粉含量较亲本3611极显著下降而胶稠度极显著增加。NIL(Wx~b)稻米表观直链淀粉含量最低且与之对应的胶稠度最高。近等基因系NIL(Wxin)和NIL(Wx~b)稻米的食味值较亲本极显著提高。NIL(Wx~(in))和NIL(Wx~b)稻米的GBSSI丰度与对应的表观直链淀粉含量具有明显的正相关。稻米粉的黏滞性谱、热糊化特性和晶体结构与直链淀粉含量显著相关性。本研究为在我国籼稻品种品质改良中有效利用Wxin等位基因提供了重要依据。     

华北地区十字花科芸薹属蔬菜上立枯丝核菌的病原生物学研究

 由丝核菌引起的十字花科蔬菜叶腐和茎基腐病在中国华北地区普遍发生,其中以河北、内蒙以及北京较为严重。2011~2018年,从华北地区不同省份具有典型叶腐和茎基腐症状的芸苔属蔬菜上分离获得95个丝核菌(Rhizoctonia spp.)分离物,大多数分离自发病植株的叶部,少数分离自茎基部。通过细胞核染色,87株菌属于多核丝核菌,另外8株属于双核丝核菌;经菌丝融合鉴定、rDNA-ITS区及TEF-1α(translation elongation factor 1-alpha, TEF-1α)序列分析,大多数多核丝核菌属于立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)AG-2-1(74％),其他少数分别属于AG-1-IB(16％)、AG-4-HG II(2％)和双核丝核菌AG-A(8％)。温室条件下进行寄主范围致病力测定,各分离物对原寄主都表现出致病力,呈现典型叶腐或茎基腐症状;对其他作物的致病力差异较大。不同融合群(Anastomosis group,AG)的菌株对寄主致病力大小存在差异,AG-2-1致病力最强,只有AG-A对叶部没有致病力。AG-2-1对寄主叶部的致病力和对茎基部的致病力呈显著正相关,AG-1-IB对寄主叶部的致病力和对茎基部的致病力无显著相关性。     

应用于鱼道设计的新疆木扎提河斑重唇鱼的游泳能力测试

为了探究斑重唇鱼的游泳能力，给过鱼设施设计和鱼类游泳行为学研究提供基础参数，本研究以木扎提河野生斑重唇鱼(全长TL=12~16 cm)为研究对象，测定了其在(16.6±1.6) ℃水温下的感应流速、临界游泳速度、爆发游泳速度及持续与耐久游泳能力。结果显示，斑重唇鱼感应流速为(0.18±0.02)m/s，相对感应流速为(1.40±0.23) BL/s (BL为体长)；临界游泳速度为(1.02±0.15) m/s，相对临界游泳速度为(8.58±1.65) BL/s；爆发游泳速度为(1.39±0.17) m/s，相对爆发游泳速度为(10.92±1.86) BL/s；最大持续游泳速度为0.87 m/s，最大耐久游泳速度为1.37 m/s，与平均爆发游泳速度相近。其持续游泳时间与流速呈负相关(${\rm lg}T = - 5.136{{X}} + 8.504$)。当以斑重唇鱼为主要过鱼对象时，建议为吸引鱼类进入鱼道，进口流速设计为1.02~1.39 m/s，休息池主流设计为0.20~1.02 m/s，鱼道竖缝处流速宜低于0.85 m/s。鱼道长度为1 000 m时，鱼道内平均水流速度应低于0.78 m/s。本研究结果可为新疆木扎提河流域鱼类游泳能力研究提供参考，对保护日益减少的鱼类资源具有重要意义。     

基于CDIO的应用型本科实践教学模式改革与应用——以家畜环境卫生学课程为例

针对应用型本科实践教学中存在的教学内容与人才培养目标匹配度不高、专业特点反映不足、教学手段单一、考核方式重结果轻过程等问题,以家畜环境卫生学为例,引进CDIO教育理念,面向现代畜牧业生产实际,满足应用型本科动物科学专业要求,充实和改革课程实践教学内容,构建学生全程参与实验教学模式,完善基于实验构思、设计、运作及目标实现的全方位、全过程评价体系与考核方法,为培养畜牧生产类应用型人才打好基础,同时也为其他课程建设及同类高校课程实践教学模式改革建设提供借鉴。     

西江流域卷口鱼线粒体D-loop序列的遗传多样性分析

为研究西江流域广西境内卷口鱼(Ptychidio jordani)种群的遗传变异情况，自广西境内6个江段采集了139尾样本，采用PCR与DNA测序技术分析其线粒体D-loop序列的遗传多样性及群体历史动态；139条D-loop序列长度均为725 bp，碱基组成A+T (65.7%)远远高于C+G (34.3%)，共检测到变异位点25个，转颠换比R值为11.5。139尾样本共定义23个单倍型。单倍型的NJ系统树以及网络结构图显示，23个单倍型间有2个明显分支，不同地理群体来源的单倍型混杂分布在2个分支中，未能观察到明显的地理聚群。6个群体遗传多样性较好，单倍型多样性Hd=0.71585~0.92063，核苷酸多样性Pi=0.00173~0.00668，遗传分化极其显著(遗传分化系数Fst=0.36737，P<0.001)。AMOVA分析表明，群体内变异占63.26%，群体间为36.74%。中性检验(Tajima’s D= –0.50322，P=0.34600；Fu’s Fs= –5.05210，P=0.08800)与核苷酸错配分布表明，西江流域卷口鱼种群近期内未经历过种群扩张。综上所述，西江流域广西境内的卷口鱼遗传多样性表现为高单倍型、低核苷酸多样性的特征，群体间不同程度的遗传分化表明水坝阻隔及捕捞因素可能促进其发生，而水利梯级开发可能是促进卷口鱼群体遗传分化的首要原因。     

大黄鱼消化道菌群结构、消化酶和非特异性免疫酶活力分析

为研究大黄鱼(Larimichthys crocea)消化道的菌群结构、消化酶和非特异性免疫酶活力特征，本研究采用高通量测序技术系统分析大黄鱼胃、幽门盲囊和肠道中菌群组成及分布，并对比研究工厂化养殖和网箱养殖模式下的消化道菌群；同时，结合生化分析方法解析2种模式下消化道消化酶和非特异性免疫酶活力特征。结果显示，2种养殖模式下，菌群多样性随消化道延伸呈下降趋势；乳杆菌科(Lactobacillaceae(f))、Fructobacillus、黄杆菌属(Flavobacterium)等代表的菌属为共有优势菌群。其中，拟杆菌属(Bacteroides)和Anaerostipes等的丰度随消化道延伸呈下降趋势，而乳杆菌科、E01_9C_26_marine_group(o)所代表的菌属及黄杆菌属等则相反；普氏菌属(Prevotella_9)、乳杆菌科代表的菌属为2种模式养殖大黄鱼的主要差异菌属。工厂化养殖条件下，幽门盲囊和肠道中的菌群组成及其参与营养和免疫相关代谢通路的基因数目差异不显著(P>0.05)，但与胃部的菌群组成和相关代谢通路基因数目存在明显差异；而网箱养殖大黄鱼胃部与幽门盲囊和肠道的菌群结构及相关代谢通路基因数目差异相对较小。2种养殖模式下的大黄鱼消化道菌群与饲料菌群相近。另外，胃和幽门盲囊也具有非特异性免疫酶活性，说明，整个消化道还具有一定的化学免疫屏障作用。本研究结果将为大黄鱼健康养殖提供基础参考，并为消化道菌群生理功能探讨提供理论依据。     

长期秸秆还田和地下水位对土壤镉积累及有效性的影响

以1982年开始的长期定位试验为对象,研究了2个地下水位(高水位-20 cm和低水位-80 cm)下3种施肥方式(高量秸秆还田HS、常量秸秆还田MS、化肥CF)对水稻土镉积累及有效性的影响。结果表明:高水位条件下,长期秸秆还田可增加土壤总镉及有效态镉含量,HS和MS处理分别较CF处理提高21.8%、59.9%和9.8%、49.2%。低水位条件下,HS处理土壤总镉及有效态镉含量高于CF处理,较CF处理分别提高11.2%和31.6%; MS处理土壤总镉及有效态镉含量低于CF处理,较CF处理分别下降8.8%和14.3%。2012年,在保证原定位试验有足够重复的前提下,变更高水位条件下的部分试验处理。当HS处理变更为CF处理5 a后,土壤总镉和有效态镉含量分别较变更前下降2.5%和5.7%;CF处理变更为MS处理后,土壤总镉和有效态镉含量分别较变更前增加16.5%和58.9%。相同施肥处理,高水位土壤总镉含量高于低水位土壤。在MS处理下,高水位土壤有效态镉含量也高于低水位土壤,而在HS和CF处理下,低水位土壤有效态镉含量高于高水位土壤。土壤镉含量和土壤基本理化性质的相关分析表明,土壤总镉与土壤有机质、络合态铁含量极显著正相关,与pH显著负相关;土壤有效态镉与土壤pH、游离氧化铁极显著负相关。研究表明,施肥方式和地下水位是通过改变土壤的基本性质影响土壤镉的积累及其有效形态。