残塬沟壑区果园复合种植对土壤动物群落特征的影响

为了解苹果复合种植即果-蔬[MB]、果-草[MH]、果-荒[MW]、果-粮[MZ]模式下土壤动物群落结构特征,采用手拣法和改良干、湿生漏斗法,对黄土残塬沟壑区苹果园4种复合种植模式下的土壤动物群落组成及特征进行调查研究。4种模式下共分离得到土壤动物57.33百只/m~2,隶属4门11纲23目42个类群。4种复合种植模式下土壤动物个体密度和类群数的垂直分布特征表现出明显的表聚特征,水平分布特征表现为果-草[MH]果-蔬[MB]果-荒[MW]≥果-粮[MZ]。果-草[MH]复合种植模式下土壤动物的多样性指数、均匀度指数及丰富度指数最高,优势度指数最低,表明4种复合种植模式对果园土壤动物类群多样性的影响呈现不同的特征。研究结果可为黄土残塬沟壑区苹果果园生物多样性保护提供土壤动物生态学依据。     

大豆PHD家族蛋白的全基因组鉴定及表达特征分析

PHD（Plant Homeodomain Finger）基因家族编码一类锌指转录因子,广泛参与植物的生长发育和逆境应答过程。通过全基因组鉴定获得了95个大豆PHD家族蛋白。通过共线性分析、进化树构建、基因结构和功能结构域鉴定、GO注释分析、不同组织间和非生物胁迫下表达分析等,获得了大豆PHD家族基因复制、家族进化、保守结构域及基因表达等信息。结果表明,大豆PHD基因在家族进化、基因结构和保守结构域上存在较大变异,可能参与Zn ²⁺结合、DNA结合及表观遗传调控等分子过程,参与调控植物生长发育和逆境应答。这些结果为进一步研究大豆PHD家族在生长发育和逆境应答中的生物学功能提供重要线索。     

茶树CsWRKYIIcs转录因子的克隆及功能分析

【目的】以‘陕茶1号’为材料,克隆CsWRKYIIcs转录因子并分析序列特征,了解其在不同组织和非生物胁迫下的表达模式以及转录活性,为深入研究茶树在逆境胁迫中的功能提供理论依据。【方法】根据茶树基因组数据库注释的WRKY序列设计特异性引物,采用RT-PCR技术从‘陕茶1号’中扩增CsWRKYIIcs的cDNA序列,用生物信息工具分析序列的特点,实时荧光定量PCR（qRT-PCR）研究基因的表达模式,用酵母试验验证其转录活性。【结果】获得9条CsWRKYIIcs的cDNA序列,开放阅读框长度分别为561、960、936、978、897、912、720、1 008和969 bp,分别编码186、319、311、325、298、303、239、335、322个氨基酸。除了CsWRKYIIc7缺少锌指序列外,其他CsWRKYIIcs均含有1个WRKY保守结构域和典型的C₂H₂型锌指结构。不同物种中的WRKYIIcs具有相似的保守基序,而茶树CsWRKYIIcs和拟南芥、葡萄等双子叶植物的WRKYIIcs氨基酸序列相似性更高。另外,CsWRKYIIcs启动子区域均预测到多个与非生物胁迫相关的顺式作用元件,意味着其可能参与非生物胁迫响应。qRT-PCR结果表明,9个CsWRKYIIcs在根和花中的表达量高于茎和叶,具有一定的特异性。同时,在干旱、ABA、高温和高盐胁迫下被不同程度的诱导表达,其中CsWRKYIIc1和CsWRKYIIc7的表达量变化显著,与推定的顺式作用元件结果相符。酵母试验表明9个茶树CsWRKYIIcs均具有转录激活活性。【结论】克隆获得9个茶树CsWRKYIIcs转录因子,它们参与了茶树对ABA、干旱、高温和高盐胁迫的响应,也可能发挥转录激活因子的调控作用。CsWRKYIIc1和CsWRKYIIc7可作为候选基因深入研究茶树的抗逆功能。     

近60年河北省冬小麦干旱风险时空规律

干旱是造成作物减产的主要自然灾害,开展作物干旱成因机制和时空特征研究,对于稳定区域粮食生产有重要意义。本研究基于河北省内18个国家标准气象站点1958—2016年的长时间序列观测资料,采用水分亏缺指数(CWDI)作为干旱评价指标,分析了近60年来河北省冬小麦的干旱风险时空格局;通过CWDI对不同气象因子的敏感性分析,进一步探究了冬小麦干旱的成因机制。研究表明,冬小麦生育期需水量和干旱风险呈先增后减再增加的特征,在拔节–抽穗阶段的干旱风险最高,其次是抽穗-成熟阶段。冬小麦全生育期间干旱等级以重旱和特旱为主,特别在其产量形成的关键生长中后期,河北省东南部黑龙港地区面临较高的旱灾风险。冬小麦干旱受降水、气温、湿度等多种因素的影响,其中影响最大的是降水;气温是影响冬小麦生育后期干旱程度的关键因子,伴随近几十年气候变化冬小麦生长期内温度明显升高,将增加冬小麦生长期的耗水量和灌溉需求。本研究揭示了气候变化影响下河北省冬小麦干旱风险的时空演变规律,识别出了干旱灾害的高风险区和关键生育期阶段,可为优化冬小麦灌溉管理和农田防灾减灾提供参考依据。     

Can within field yield variation be explained using horizontal penetrometer resistance and electrical conductivity measurements? Results from three Swedish fields

Spatial variations in yield occur in all agricultural fields to some degree. Knowledge of the reasons for these variations, especially temporally stable yield patterns, is needed in order to improve productivity by changing production methods or inputs. This information must be provided in a simple, cost-effective way. This study investigated whether field-scale measurements of penetration resistance (PR) could identify temporally stable yield patterns without complementary measurements of other properties. The PR measurements were also compared with field-scale apparent electrical conductivity (ECa) measurements and correlations between yield and PR and yield and ECa were investigated. Measurements with a newly constructed horizontal penetrometer and a non-invasive proximal electromagnetic induction sensor were carried out in three fields in east-central Sweden. The measurements were made once in each field, apart from one field where PR was measured twice in one season. The sensor measurements were compared with crop yield measured over the course of several years. The horizontal penetrometer was able to identify low-yielding areas in one field. However, single measurements of PR or ECa were insufficient to consistently identify yield variations. Parts of the fields showed more consistent patterns, with stronger correlations between PR, ECa and yield. PR and ECa data were better at explaining yield variations in drier years, but showed diverging patterns in different fields and neither showed a much stronger correlation to yield than the other. In future studies, simultaneous measurement of soil water content is recommended and also PR measurements at a water content drier than field capacity.     

长江中游地区水旱复种轮作模式资源利用率比较研究

为了实现农田资源高效利用,维护农业生态良性循环,优化长江中游地区传统种植模式,本研究于2013年10月—2015年11月,以冬闲连作为对照,分析比较了不同水旱复种轮作模式(冬闲-早稻-晚稻→冬闲-早稻-晚稻、马铃薯-玉米‖大豆-晚稻→蔬菜-花生‖玉米-晚稻、蔬菜-花生‖玉米-晚稻→绿肥-早稻-晚稻、绿肥-早稻-晚稻→油菜-花生-晚稻、油菜-花生-晚稻→马铃薯-玉米‖大豆-晚稻)的光、温、水、土资源利用效率。结果表明:水旱复种轮作模式的冬季、晚季和周年的光能利用率均比冬闲连作处理高,周年光能利用率两年间分别高8.26%~82.50%和2.63%~121.42%,其中均以"蔬菜-花生‖玉米-晚稻→绿肥-早稻-晚稻"轮作模式最高。水旱复种轮作模式的年有效积温利用率均高于冬闲连作模式,两年间分别高12.87%~21.26%和11.17%~25.88%,以"蔬菜-花生‖玉米-晚稻→绿肥-早稻-晚稻"轮作模式最佳。两年间水旱复种轮作模式的冬季、晚季和周年的水分利用率均比冬闲连作处理高,其中周年水分利用率分别高45.36%~83.50%和40.00%~118.75%,以"马铃薯-玉米‖大豆-晚稻→蔬菜-花生‖玉米-晚稻"轮作模式的晚季和周年水分利用率最高,"蔬菜-花生‖玉米-晚稻→绿肥-早稻-晚稻"模式的冬季水分利用率最高。两年间土地利用率均以"绿肥-早稻-晚稻"复种模式最高,平均利用率达96.11%,"蔬菜-花生‖玉米-晚稻→绿肥-早稻-晚稻"轮作模式的土地利用率表现最好。因此,各水旱复种轮作模式的周年光能利用率、年有效积温利用率、水分利用率和土地利用率均高于冬闲对照,其中以"蔬菜-花生‖玉米-晚稻→绿肥-早稻-晚稻"和"绿肥-早稻-晚稻→油菜-花生-晚稻"轮作模式表现较好,适宜在长江中游地区推广应用。     

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。     

基于粮食安全贡献度的中国粮食主产区粮食供求格局演变

基于粮食安全贡献度的FSP模型分析框架,从省际粮食供需平衡的角度测算中国粮食主产区对国家粮食安全的贡献,并探究了粮食主产区粮食供求格局的演变特征。结果表明:除2000—2003年粮食产量骤降造成粮食供给缺口外,1991—1999年、2004—2018年中国粮食主产区粮食盈余(调出量)呈“稳中有降—绝对增长”的U型变化趋势,历年粮食安全贡献度均高于85%,粮食主产区的粮食地位相对稳固。粮食主产区的粮食供求格局经历了省际间的分化和重组。一方面,粮食供给向中北部地区集聚,而南部地区粮食产需紧平衡,粮食供需错配严重;另一方面,粮食供需空间分异明显,2000年后黑龙江、河南、吉林3省的粮食安全贡献度合计达50%左右,而湖南、江西、江苏、河北、湖北、四川、辽宁7省的历年粮食安全贡献度均低于5%,粮食调出总量合计仅占粮食主产区粮食调出总量的10%~20%。     

土地整治促进贫困地区脱贫的模式及实证

中国目前的贫困人口规模仍然较大,对实现全面建成小康社会目标的实现构成严重障碍。中国政府提出了农村贫困人口到2020年全部脱贫的目标,并要求采取措施确保这一目标实现。该研究分析了土地整治促进贫困地区脱贫机制,认为土地整治通过引导外部要素输入和内部潜力发掘,能够有效缓解或消除贫困地区存在的致贫因素。基于土地整治促进贫困地区脱贫机制分析,该研究将土地整治促进贫困地区脱贫模式划分为3种类型,即政府主导模式、企业带动模式和村民自治模式,每种模式有其适用性。研究以贵州省为例,分析了土地整治在促进该省贫困地区脱贫中发挥的平台作用,并以七星关区现代高效农业园区、赫章县平山乡农业园区和湄潭县复兴镇两路口村为案例,实证了前述3种模式的有效性。研究结果强调,各地在实现贫困地区脱贫目标中,要注意发挥好土地整治的平台作用,根据地方实际情况选择合适模式促进贫困地区脱贫。     

Peri-urbanization may vary with vegetation restoration: A large scale regional analysis

Over that past decade, ecological restoration practices have expanded globally. However, the effectiveness of ecological restoration depends on the complex interactions of various natural and socioeconomic factors, about which there is limited scientific understanding and thus provides an important research frontier. This paper analyzed the relationship between regional scale vegetation restoration and the process of urbanization using the Loess Plateau of China as a case study. This region has experienced both rapid urbanization and a high number of vegetation restoration activities. Urbanization and vegetation restoration can be considered as extremes on the spectrum of environment preservation activities. Three separate spatial correlation analyses between urbanization and vegetation restoration were identified, resulting in: 1) insignificant correlations in saturated urban areas; 2) significant negative correlations in peri-urban areas; and 3) significant positive correlations in undeveloped areas. The relationship between urbanization and vegetation restoration is thus stage-dependent. Impacts of urbanization on vegetation degradation has improved but has not been fully addressed by large scale vegetation restoration. Regardless of whether the county or grid scale is used, peri-urbanization was found to be the critical factor affecting the effectiveness of vegetation restoration over both time and space. Therefore, peri-urbanized areas are viewed as priorities for improving the coupling of urban development and vegetation restoration.