有机肥对滇中红壤烤烟坡耕地氮磷流失的影响

【目的】研究自然降雨条件下施用有机肥对滇中坡耕地产流产沙与氮磷流失特征的影响,旨在为该地区肥料合理施用及坡耕地土壤侵蚀状况改善提供科学依据。【方法】以滇中二龙潭小流域红壤烤烟坡耕地为研究对象,在施用相同化肥的基础上,设置6种有机肥用量处理,分别为0 kg/m~2(CK)、0.25 kg/m~2(T1)、0.50 kg/m~2(T2)、0.75 kg/m~2(T3)、1.00 kg/m~2(T4)和1.25 kg/m~2(T5),选取4场自然降雨,研究不同有机肥用量条件下坡耕地径流及其泥沙中的氮磷流失特征。【结果】(1)4场降雨条件下,不同处理的径流量和产沙量无显著差异,而降雨量和降雨强度对径流量和产沙量影响较大。(2)随着有机肥用量的增加,径流中总氮(TN)、NO_3~--N、NH_4~+-N质量浓度总体降低,表现为CKT1T2T3T4T5;溶解态氮是径流中氮素的主要存在形式,而NO_3~--N又是溶解态氮的主要组成部分。(3)随着有机肥用量的增加,径流中总磷(TP)及PO_4~(3-)-P质量浓度明显降低,均表现为CKT1T2T3T4T5;径流中TP、PO_4~(3-)-P质量浓度随着施肥时间的延长呈明显降低趋势。(4)在4场降雨过程中,泥沙中的TN和TP含量均随着有机肥用量的增加而降低。(5)有机肥用量的增加降低了坡耕地TN、TP流失总量,TN流失以径流输出为主,TP流失以泥沙输出为主。【结论】探明了自然降雨条件下施用有机肥后红壤坡耕地氮磷流失规律,为减少研究区氮磷流失量,雨季应尽量减少或避免农事活动,暴雨情况下应控制氮磷的输出,并可以通过增加有机肥用量和减少化肥用量的方式降低氮磷的输出。     

野生桑黄的分离鉴定及培养特性研究

【目的】对浙江地区采集的野生桑黄菌株进行鉴定和系统发育分析,并探讨其培养特性,为进一步开发利用桑黄菌提供科学依据。【方法】利用核糖体基因rDNA内转录间隔区(internal transcribed spacer,ITS)序列并结合形态学特征,对野生桑黄菌株(编号SA-1)进行鉴定;基于ITS1-5.8S-ITS2序列,对菌株SA-1和桑黄孔菌属的桑树桑黄、高山桑黄、锦带花桑黄、杨树桑黄、环区桑黄、小孔忍冬桑黄、暴马桑黄共8个菌株进行亲缘关系和系统发育分析;设置不同碳源、氮源、无机盐、温度和pH开展单因素试验,分析各培养因子对桑黄菌株菌丝生长的影响,并运用L_9(3~4)正交试验对培养条件进行优化。【结果】根据菌株形态学特征和rDNA ITS序列分析,将野生菌株SA-1鉴定为桑树桑黄(Sanghuangporue sanghuang),但其与桑黄孔菌属中其他6个菌株的遗传距离较远。系统发育进化树结果显示,桑树桑黄和菌株SA-1聚为一类(bootstrap=100%),其他6个菌株聚为另一类。单因素试验确定SA-1菌丝生长的适宜培养温度为27.5℃,最适pH为7.0,最佳碳源为蔗糖,最佳氮源为蛋白胨,最佳无机盐为KH_2PO_4;经正交试验得到最适培养条件为可溶性淀粉20 g/L,蛋白胨4 g/L,KH_2PO_4 1 g/L,培养温度30℃。【结论】确定浙江地区采集的野生桑黄菌株为桑树桑黄(S.sanghuang),并初步筛选出了该菌株的适宜培养条件。     

[CO2]升高对粮食作物影响的研究进展

自工业革命以来,由人类活动引起的大气CO_2浓度([CO_2])不断攀升,正驱动着全球气候变化,对全球农业产生重大影响。本文归纳总结了目前作物对高[CO_2]响应的主要研究技术手段,以及作物对高[CO_2]响应的机理研究,并进一步梳理了当前全球关于[CO_2]升高对作物产量和营养品质影响的研究。结果表明:相比封闭式或半封闭式环境控制试验系统,开放式试验系统(如开放式CO_2控制系统FACE)由于其能更加真实地模拟自然条件下作物对未来高[CO_2]的响应和适应情况,被公认为是目前研究作物对高[CO_2]响应的最理想手段。[CO_2]增高会增加C3作物光合速率、生物量和产量,在一定程度上缓解气候变化对农作物产生的负面影响,但是作物对大气[CO_2]的升高存在光合适应现象,当作物长期暴露在高[CO_2]条件下时,高[CO_2]对作物的促进作用会逐渐减缓。近10年的FACE试验发现,对高[CO_2]出现高应答的水稻品种,其光合速率和产量在高[CO_2]下的增加幅度比早期的主要粮食作物FACE试验结果平均高出两倍。此外,高[CO_2]会明显降低大部分非豆科C3作物中蛋白质和矿物质(如锌、铁)以及部分维生素的含量,加剧目前全球约2亿人由于维生素和矿物质元素等营养缺乏导致的健康问题。如何充分利用未来高[CO_2]实现高增产的同时,减缓粮食养分下降的负面影响,是迫切需要解决的科学问题。     

养殖废弃物堆肥中抗生素和抗性基因的降解研究

抗生素的滥用及排放会造成细菌产生耐药性以及抗生素抗性基因(Antibiotic resistance genes, ARGs)的传播和扩散。畜禽粪便是导致环境中抗生素污染的主要来源之一。本文综述了四环素类、大环内酯类、喹诺酮类、β-内酰胺类、磺胺类和氨基糖苷类等在水土环境中广泛存在的抗生素及其环境残留水平和对动植物、微生物的影响,分析了当前利用堆肥技术降解畜禽粪便中抗生素和ARGs效果及机制的研究情况。总结得出,猪粪中抗生素残留量最高,其中四环素类残留量为1390~354 000 mg·kg^-1,磺胺类170.6~89 000 mg·kg^-1,氟喹诺酮类411.3~1 516.2 mg·kg^-1,硝基呋喃类85.1~158.1 mg·kg^-1,大环内酯类1.4~4.8 mg·kg^-1。堆肥对大部分抗生素具有好的降解效果,其中四环素类抗生素降解率为62.7%~99%,磺胺类为0~99.99%,对大环内酯类几乎可以完全降解,但是,堆肥无法降解喹诺酮类抗生素。养殖废弃物堆肥过程中,ARGs的降解情况同样因抗生素种类和堆肥方式而不同。已有的研究表明,除大环内酯类ARGs外,堆肥对其他ARGs均具有有效的降解效果,降解率为50.03%~100%。堆肥初期的优势菌门是厚壁菌门、放线菌门、变形菌门和拟杆菌门;堆肥结束后放线菌门成为最优势菌门。初始抗生素的浓度不影响堆肥结束时微生物的群落组成。温度和pH是影响抗生素降解的最主要因素,而ARGs的降解效果主要受温度影响。     

秸秆还田对麦玉系统土壤有机碳稳定性的影响

为揭示不同秸秆还田量对华北小麦-玉米轮作系统土壤有机碳官能团结构及稳定性的影响,研究了秸秆还田5 a后土壤有机碳官能团结构、团聚体组成及有机碳含量、活性有机碳含量、土壤铁离子的变化。田间实验设置4个处理:秸秆不还田作为对照(CK)、秸秆1/3还田(S1)、秸秆2/3还田(S2)、秸秆全部还田(S3)。采用常规方法测定土壤理化性质、粒径、铁离子及土壤微生物量碳含量,13C核磁共振波谱技术(NMR)检测分析土壤有机碳官能团结构。结果表明:秸秆还田5 a后,土壤总有机碳(TOC)、2mm与2.00～0.25 mm团聚体有机碳、可溶性有机碳(DOC)、易氧化态碳(EOC)和微生物量碳(MBC)含量,均随还田量增加而逐渐增加,且不同处理增加量不同,与CK相比,S3处理显著增加了这些有机碳的含量(P0.05)。各处理土壤有机碳以烷基碳与烷氧基碳为主,其次是芳香碳与羰基碳,秸秆还田增加了烷氧基碳、羰基碳(易分解碳组分)含量,降低了烷基碳和芳香碳(难分解碳组分)含量,与CK相比,S3处理显著增加烷氧基碳含量(P0.05)而显著降低了芳香碳含量(P0.05)。与CK相比,S2、S3处理也显著降低了有机碳的芳香度、疏水碳/亲水碳、烷基碳/烷氧基碳比值(P0.05),而对脂族碳/芳香碳影响不明显。与CK相比,S3处理显著增加了2.00 mm团聚体组分,增加了2.00～0.25 mm组分,而降低了0.25～0.053 mm组分和显著降低了0.053 mm组分(P0.05)。秸秆还田对土壤游离铁、活性铁、螯合铁含量的影响不明显。有机碳官能团组成与土壤因子间的冗余分析表明土壤TOC、MBC含量、团聚体组分、铁离子的改变是导致不同处理间有机碳官能团结构存在差异的重要原因。综上所述,由于短期秸秆还田增加了活性有机碳含量、易分解有机碳组分,减少了难分解有机碳组分,降低了微团聚体物理保护作用,改变了微生物活性和铁离子络合作用,在一定程度上降低了土壤有机碳稳定性,可能导致麦玉复种系统土壤碳排放水平的增加。     

拖拉机姿控飞轮防侧翻系统卸载能量回收试验研究

拖拉机侧翻事故是农业生产过程中最严峻的安全问题之一，现有主、被动安全手段均未能从根本上解决该问题。在前期利用飞轮—电机加速旋转时产生的反向力矩进行姿态调节实现失稳态拖拉机姿态回稳的基础上，为进一步避免姿控飞轮卸载过程造成能量浪费，本文基于1∶16比例模型试验平台设计搭建了飞轮卸载能量回收电路，并通过模型试验对其回收效果进行了验证。试验结果表明，当模型拖拉机以0.2m/s速度行驶于路面不平度较高的G级、H级路面出现侧翻趋势并实现姿态回稳时，整机侧向姿态角降至10°后能量回收系统可介入工作，此时回收电压出现峰值0.97V（H-B轨迹），随后其数值变化趋势与姿控飞轮转速的降低趋势相似，直至飞轮卸载完成后回收电压归零。试验过程中，飞轮—电机系统在对不同的整机侧翻趋势做出响应时，能量回收系统完成的电量回收不同，但均完成了对飞轮卸载能量的部分回收，提高了整机能源的利用效率。     

系统动力学模型在吉林省水资源承载力的仿真应用

水资源短缺和水环境污染作为水资源危机的主要内容,在吉林省社会经济发展过程中广泛存在。对此,从人口、经济、生态、水资源和水环境等5个子系统,建立吉林省水资源承载力系统动力学模型,通过设计现状延续型、节约水量型、环境保护型、综合协调型4种情景,模拟2016-2025年吉林省水资源承载力。结果显示:现状延续型在水量和水质两要素均最差,为最劣方案;节水水量型和环境保护型分别在缓解水资源供需压力和改善水环境质量上有所建树,为非劣方案;综合协调型在水量和水质两要素均表现优异,为最优方案;2025年4种方案的水资源承载力排序为综合协调型>环境保护型>节约水量型>现状延续型。     

水稻品种合理布局中的灰色分析方法

针对传统品种布局仅以产量为惟一指标的局限性,采用作物品种灰色布局方法,对重庆市2010-2011年区域试验汇总结果进行了研究。结果表明,万优481在万州、潼南、永川三区、县适应性较好,在以上生态区域推广应用能表现出较强的综合优势;广占63S/R2010较适生态区域为丰都、梁平。对灰色布局、方法的可行性及应用前景进行了分析。     

猪白细胞介素-2重组蛋白的原核表达及其生物学活性分析

用已构建好的重组表达载体pET30-IL2转化BL-21E.coli,挑取单克隆,利用诱导剂IPTG诱导表达;通过改变诱导剂的浓度、诱导的时间来摸索最佳诱导条件,在最佳诱导条件下大量表达,并利用镍层析柱纯化重组蛋白,用MTS法测定其生物学活性。结果表明,表达产物经SDS-PAGE分析,表达出25ku的融合蛋白,表达产物主要以包涵体的形式存在,最佳的诱导剂浓度为0.1mM,最佳的诱导时间为4h;对表达产物的包涵体处理后,用镍琼脂糖凝胶FF纯化,所得蛋白的纯度约在90%以上。通过透析除去部分尿素,复性后在体外利用MTS法检测其生物学特性,结果表明其仍具有较好的生物学活性,这为进一步大量制备和研究猪IL-2重组蛋白奠定了基础。