Substitution of chemical fertilizer by Chinese milk vetch improves the sustainability of yield and accumulation of soil organic carbon in a double-rice cropping system

The double-rice cropping system is a very important intensive cropping system for food security in China. There have been few studies of the sustainability of yield and accumulation of soil organic carbon(SOC) in the double-rice cropping system following a partial substitution of chemical fertilizer by Chinese milk vetch(Mv). We conducted a 10-year(2008–2017) field experiment in Nan County, South-Central China, to examine the double-rice productivity and SOC accumulation in a paddy soil in response to different fertilization levels and Mv application(22.5 Mg ha~(–1)). Fertilizer and Mv were applied both individually and in combination(sole chemical fertilizers, Mv plus 100, 80, 60, 40, and 0% of the recommended dose of chemical fertilizers, labeled as F100, MF100, MF80, MF60, MF40, and MF0, respectively). It was found that the grain yields of double-rice crop in treatments receiving Mv were reduced when the dose of chemical fertilizer was reduced, while the change in SOC stock displayed a double peak curve. The MF100 produced the highest double-rice yield and SOC stock, with the value higher by 13.5 and 26.8% than that in the F100. However, the grain yields increased in the MF80(by 8.4% compared to the F100), while the SOC stock only increased by 8.4%. Analogous to the change of grain yield, the sustainable yield index(SYI) of double rice were improved significantly in the MF100 and MF80 compared to the F100, while there was a slight increase in the MF60 and MF40. After a certain amount of Mv input(22.5 Mg ha~(–1)), the carbon sequestration rate was affected by the nutrient input due to the stimulation of microbial biomass. Compared with the MF0, the MF100 and MF40 resulted in a dramatically higher carbon sequestration rate(with the value higher by 71.6 and 70.1%),whereas the MF80 induced a lower carbon sequestration rate with the value lower by 70.1% compared to the MF0. Based on the above results we suggested that Mv could partially replace chemical fertilizers(e.g., 40–60%) to improve or maintain the productivity and sustainability of the double-rice cropping system in South-Central China.     

金刚砂辅助农杆菌进行玉米基因转化研究

对超声波处理方式进行改进,在超声波处理时,加入金刚砂以辅助EPSPS基因转导到玉米幼胚中。结果表明,800粒处理种子播种出苗93株,玉米苗经大田glyphosate筛选有27株具有抗性,进行PCR电泳检测,显示23株阳性,初步证明EPSPS基因已经转化到玉米植株中,转化率为29%。金刚砂辅助处理玉米基因转化具有可行性,利于生产实际操作。     

黑龙江省水稻产业现状分析及未来发展思路

对黑龙江省水稻产业发展现状进行了小结,并针对黑龙江省水稻生产过程中存在问题提出了相应的对策。具体对策如下:有针对性的选育适于不同生态区域的优质、抗逆水稻新品种,并对新品种的轻简高效配套栽培技术进行研究;适时开展水稻直播关键技术集成与应用,及开展秸秆还田技术研究;开展稻米精加工技术研究。     

油菜角果数量及关键表型参数的自动化检测方法研究

为有效替代人工方式考种油菜、观测角果,研究了一种用于测量批量角果的数量和关键表型参数的自动化检测方法。设计了角果散铺和图像采集装置,利用拨动加振动的方式将堆积角果均匀散开并拍摄视频;使用二维码作为标记块,以有效地提取关键帧并拼接为包含全部角果的整幅图像;提出了基于凹点提取与匹配的图像分割方法,分割各种形态下的重叠角果,准确率达到98%以上。在关键表型参数测量中,利用了最大类间方差法以判断角果的正置或侧置姿态,以此估计角果横切面的近似椭圆长短轴,再计算角果的长度、表面积和体积。实验结果表明该方法具有很好的检测精度,对不同品种的油菜适应性较好,长度、表面积和体积的估计误差分别不大于2.9%、4.8%和5.0%。该方法可以有效替代人工方式的油菜考种,为相关农业科研领域提供基础数据。     

中国不同地区‘富士’苹果品质评价

【目的】确定‘富士’苹果核心品质指标,建立‘富士’苹果品质综合评价模型。【方法】从河北、河南、辽宁、宁夏、山东、山西、陕西、新疆等8个苹果主产省（区）68个市（县）的代表性果园采集176份‘富士’苹果样品进行品质测定,共测定单果重、带皮硬度、去皮硬度、可溶性固形物含量、可溶性糖含量、可滴定酸含量、维生素C含量、山梨醇含量、葡萄糖含量、果糖含量、蔗糖含量、甜度、固酸比、糖酸比、甜酸比等15项指标。通过主成分分析和聚类分析法确定‘富士’苹果核心品质指标,运用层次分析法确定指标权重,采用灰色关联度法建立‘富士’苹果品质综合评价模型。【结果】不同产区间‘富士’苹果品质指标存在差异性,新疆‘富士’苹果硬度、维生素C含量、可溶性固形物含量、可溶性糖含量、山梨醇含量、果糖含量、蔗糖含量、甜度值等8项品质指标均高于其他省（区）‘富士’苹果。维生素C含量、山梨醇含量、蔗糖含量和甜酸比的变异系数均大于30%,可溶性糖含量的变异系数最小（仅为9.8%）。‘富士’苹果某些品质指标间存在极显著的相关性,可滴定酸含量与固酸比、糖酸比之间相关系数分别为-0.844、-0.854,果糖和甜度值之间相关系数达0.963,固酸比与糖酸比之间相关系数为0.941。通过主成分分析和聚类分析,确定单果重（X₁）、去皮硬度（X₂）、可滴定酸含量（X₃）、固酸比（X₄）和果糖含量（X₅）为‘富士’苹果核心品质指标。通过灰色关联度法建立了‘富士’苹果品质综合评价模型Y=0.2601X₁+0.1378X₂+0.0819X₃+0.2601X₄+0.2601X₅。【结论】单果重、去皮硬度、可滴定酸含量、固酸比和果糖含量为‘富士’苹果核心品质指标,以其建立的评价模型可用于‘富士’苹果品质的综合评价。     

生物炭对Bt Cry1Ac蛋白抗紫外能力影响

为了研究生物炭对紫外线的防护作用，以豆壳烧制的生物炭作为载体，研究生物炭对Bt Cry1Ac蛋白的吸附行为以及生物炭对Cry1Ac蛋白的紫外保护作用。使用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X-射线粉末衍射以及傅立叶红外光谱等手段对生物炭的形貌和结构进行表征。结果表明，生物炭是典型的多孔结构材料，表面具有丰富的官能团。Cry1Ac蛋白与生物炭吸附平衡时间为50 min，最合适的吸附浓度比（生物炭：蛋白）为1：100，二者吸附符合准二级动力学模型和Langmuir模型。在UVB紫外照射4 h后，生物炭与Cry1Ac蛋白复合物对棉铃虫的生物活性是单纯蛋白的4.93倍，显示生物炭具有较好的紫外抵抗效果。研究结果初步表明，制备得到的生物炭能够显著提高Cry1Ac蛋白的抗紫外能力，为后续研发耐受紫外线的农药剂型提供新材料。     

木本园林植物对土壤重金属的富集及修复效应研究进展

我国城市土壤重金属污染形势严峻,已经严重威胁到人类健康,因此受到普遍关注.木本园林植物是城市绿化、建设的主体,是城市生态系统中富有生命力的单元.植物能绿化、美化环境但不会进入食物链,可以对重金属污染土壤进行持续修复,已成为城市土壤污染植物修复的重要研究领域.该研究综述了近年来用于重金属污染土壤修复的木本园林植物,对其修复土壤的强化措施进行了探讨.重点阐述了木本园林植物对各种重金属的富集效应,对其耐受性和净化土壤重金属污染的应用潜力进行了分析,并对未来的发展方向进行了展望.     

以金针菇菌糠为培养基质的猴头菇高效栽培技术

以猴头菇为研究对象,采用金针菇菌糠、滤泥等廉价培养基质,通过优化液体菌种和栽培培养基配方、栽培方式等建立猴头菇高效栽培技术体系。结果表明,猴头菇液体菌种的培养基配方为H3,培养到第4天时活力最强;猴头菇栽培培养基配方W2;栽培方式以小口径、不需要搔菌为好;比较菌糠培养基与纯玉米芯培养基栽培获得的子实体,金针菇菌糠培养基培养的猴头菇菌丝生长速度更快,菌丝满袋时间和现蕾时间更短,子实体重量提高44%,并且具有更高的营养价值。     

农村污水处理过程中强化菌剂的筛选和应用

随着农村社会经济的发展，农村用水量和废水量日益增加。为有效处理废水，使其稳定达到排放标准，从当地生活垃圾和废水中筛选功能菌株来强化当地的A/O废水处理系统。筛选得到了高效COD去除菌2株和除氮菌2株，将其用于二级A/O废水处理系统。试验结果表明，COD去除率平均增加6.5%，总氮的去除率增加11.6%，氨基氮和硝基氮的去除率增加33.0%和26.8%。      

宽口裂腹鱼消化系统解剖和组织学观察

该研究采用解剖、石蜡切片和HE染色法对宽口裂腹鱼(Schizothorax eurystomus)消化系统解剖特征和组织切片进行观察。结果显示,其消化管管壁由内向外分别为黏膜层、黏膜下层、肌层和浆膜,主要差别在于黏膜层和肌层。食道黏膜上皮为复层扁平上皮,上皮间分布有大量杯状细胞;前肠和中肠黏膜上皮为单层柱状上皮,明显可见刷状缘、杯状细胞和淋巴细胞分布其间;后肠黏膜上皮为假复层柱状上皮,其间也有杯状细胞和淋巴细胞分布,肠道中杯状细胞由前至后逐渐增多。食道肌层为内环外纵的骨骼肌;前肠肌层为内环外纵的平滑肌;中肠和后肠为内螺旋外环行的平滑肌。消化腺由肝脏和胰腺组成,胰腺弥散状分布在肝脏中,肝小叶不明显。研究表明,宽口裂腹鱼消化系统组织学特征与其食性具有适应性。