Effect of farm management on topsoil organic carbon and aggregate stability in water: A case study from Southwest England,UK

There are few reliable data sets to inspire confidence in policymakers that soil organic carbon (SOC) can be measured on farms. We worked with farmers in the Tamar Valley region of southwest England to select sampling sites under similar conditions (soil type, aspect and slope) and management types. Topsoils (2–15 cm) were sampled in autumn 2015, and percentage soil organic matter (%SOM) was determined by loss on ignition and used to calculate %SOC. We also used the stability of macroaggregates in cold water (WSA) (‘soil slaking’) as a measure of ‘soil health’ and investigated its relationship with SOC in the clay‐rich soils. %SOM was significantly different between management types in the order woodland (11.1%) = permanent pasture (9.5%) > ley‐arable rotation (7.7%) = arable (7.3%). This related directly to SOC stocks that were larger in fields under permanent pasture and woodland compared with those under arable or ley‐arable rotation whether corrected for clay content (F = 8.500, p < .0001) or not (F = 8.516, p < .0001). WSA scores were strongly correlated with SOC content whether corrected for clay content (SOC_adj R² = .571, p < .0001) or not (SOC_unadj R² = 0.490, p = .002). Time since tillage controlled SOC stocks and WSA scores, accounting for 75.5% and 51.3% of the total variation, respectively. We conclude that (1) SOC can be reliably measured in farmed soils using accepted protocols and related to land management and (2) WSA scores can be rapidly measured in clay soils and related to SOC stocks and soil management.     

基于Copula 函数的边坡可靠度高效分析方法

将Copula函数与高效蒙特卡洛方法结合,提出了含相关随机变量的边坡可靠度高效分析方法。以两个岩质边坡稳定性问题为例验证了所提方法的有效性。结果表明,该方法相比于直接蒙特卡洛方法在保证边坡失效概率的准确性的同时计算效率更高。Copula函数可以构造出具有不同相关结构的岩土体参数的联合概率分布,与高效蒙特卡洛方法(即蒙特卡洛重要抽样方法和子集模拟)结合能高效地处理含多种相关随机变量的边坡可靠度计算问题,相比于现行的Nataf变换方法结果更能体现岩土边坡真实稳定性。此外,该方法也能高效地计算含有复杂的隐式功能函数的边坡可靠度,研究成果拓展了高效蒙特卡洛方法在边坡可靠度分析中的应用。     

不同增稠剂对农药可分散油悬浮剂稳定性的影响

为明确不同增稠剂对以矿物油为分散介质的油悬浮体系稳定性的影响,以12.5%丙炔·吡嘧(丙炔噁草酮·吡嘧磺隆)可分散油悬浮剂为对象,通过流变学和多重光散射方法,研究了有机膨润土、有机高分子和气相二氧化硅3类增稠剂单独使用及有机膨润土和其他两类增稠剂分别搭配使用对可分散油悬浮剂物理稳定性的影响。结果表明:所有样品的流动特性指数(n)均小于1,为假塑性流体,具有触变性。除有机膨润土和高分子增稠剂Atlox Rheostrux100组合使用时体系更符合Casson方程外,其余样品均更符合Herschel-Bulkley方程。单独使用时,有机膨润土对保证体系稳定的效果相对较好;Atlox Rheostrux 100和Atlox Rheostrux200两种高分子增稠剂的效果差别较大,其中Atlox Rheostrux 100效果更好,这可能是由分子结构差异造成;两种气相二氧化硅类增稠剂由于不能有效形成氢键,效果较差。将有机膨润土和有机高分子增稠剂组合使用时,体系的稳定性有所提升,其中有机膨润土869和Atlox Rheostrux 100组合使用效果更好,体系具有较高的黏度,且具有良好的触变性,物理稳定性优异;有机膨润土869和疏水气相二氧化硅R974组合使用时则效果没有明显的提升。研究表明,流变学和多重光散射两种方法均能较好地表征可分散油悬浮剂的物理稳定性;新型高分子增稠剂和有机膨润土具有协同作用,将二者合理组合添加能大幅提升可分散油悬浮剂的稳定性。     

油脂预乳化提高大豆拉丝蛋白素食香肠品质

为了提高大豆拉丝蛋白(Textured Fibril Soy Protein,TFSP)素食香肠的品质,该研究将油脂预乳化工艺应用于TFSP素食香肠的加工,利用响应面试验设计优化了预乳化工艺条件,采用质构分析仪测定分析了产品的质构特性,并进行了感官评价。结果表明优化后的最佳预乳化工艺条件为菜籽油含量445g/L、大豆分离蛋白浓度105g/L、乳化机剪切速率9.0×103r/min。与对照组相比,此条件下制作的预乳化-TFSP素食香肠的凝胶强度、硬度和咀嚼性分别提高了约1倍、10%和26%,且产品口感鲜嫩、富有汁液感,感官评价得分显著提高。采用激光共聚焦显微镜观察分析了不同工艺制作的TFSP素食香肠在煮制前后微观结构的变化,结果发现油脂预乳化工艺可大大提高乳化油脂的稳定性和在香肠凝胶基质中的均匀分布,从而使乳化油脂的‘填充作用’得以发挥,不仅增强了TFSP素食香肠的保水保油能力,降低了蒸煮损失率,而且对香肠的质构和感官特性产生了重要影响。因此油脂预乳化工艺是一种辅助提高素食香肠整体品质行之有效的方法。     

Effect of microwave pre-treatment on physical quality,bioactive compounds,safety risk factor,and storage stability of peanut butter

Microwave, as a new heat treatment technology, has the characteristics of uniform and fast heating speed. It is an energy-saving technology known for improving oilseed product quality. Its efficiency mainly depends on the roasting power and time. However, the production of high-quality peanut butter using short-time roasting conditions are limited. Herein, we determined an appropriate microwave roasting power and time for peanuts and evaluated its impacts on the quality of peanut butter. Different roasting powers (400 ​W, 800 ​W and 1200 ​W) and times (4, 4.5, 5, and 5.5 ​min) were preliminarily tested. Among them, 800 ​W at 5 ​min was the most suitable. The roasting efficiency was further evaluated using color, sensory, bioactive compounds, storage stability, and safety risk factors of peanut butter produced from four peanut cultivars (Silihong, Baisha-1016, Yuanza-9102, and Yuhua-9414). The pre-treated butter obtained from three cultivars (Silihong, Yuanza-9102, and Yuhua-9414) with moisture content between 5% and 7.2% had a similar sensory score (6–7) as the commercial on a 9-point hedonic scale compare to the other. The color of the pre-treated peanut butter varies statistically with the commercial but remained in the recommended range of Hunter L1 values of 51–52, respectively, for high initial moisture peanut cultivars. The total polyphenol (35.20-31.59 ​± ​0.59 ​μmol GAE/g) and tocopherol (19.05 ​± ​0.35 ​mg/100 ​g) content in the butter obtained from three cultivars (Yuahua-9102, Yuhua, and Baisha-1016) and Silihong respectively, were significantly (P ​< ​0.05) higher than those in the commercial butter. The induction times of all pre-treated butter (19.80 ​± ​0.99–7.84 ​± ​0.07 ​h) were significantly (P ​< ​0.05) longer during storage at accelerated temperature than commercial samples. In addition, no benzo[a]pyrene was found in the pre-treated samples. Collectively, the microwave pretreated peanut butter was superior to the commercial one. These findings provided data support and a reference basis to promote microwave use for peanut butter production.     

基于果实品质与EST-SSR标记的刺梨居群遗传多样性分析及核心种质构建

通过分析评价野生刺梨(Rosa roxburghii Tratt.)资源居群遗传多样性和遗传结构,同时构建核心种质,为刺梨资源的保护和发掘利用提供科学依据。本研究利用10对EST-SSR引物和9个果实品质性状指标对收集的12个刺梨自然居群(共102份种质)的遗传多样性及遗传结构进行分析,同时结合原贵州省32份初级核心种质,采用位点优先取样策略进一步构建西南地区核心种质。结果表明,黔西(QX)居群拥有最高的Shannon信息指数I=0.6965,基因多样性指数h=0.3935,多态位点百分率p=84.62%;而古丈(GZ)居群则无论在分子数据还是表型数据都表现为遗传多样性最低;AMOVA分析表明刺梨居群内遗传变异在87%以上,居群间基因流Nem在3.5以上、平均Nei’s遗传距离(GD)0.223。构建的19份核心种质等位基因保留率和稀有等位基因保留率均为100%,能够代表原种质的遗传多样性。西南地区野生刺梨的遗传变异主要发生在居群内,居群间具有基因交流频繁、Nei’s遗传距离小等特点,构建的19份核心种质从等位基因保留率、稀有等位基因保留率及地理分布均能够较好地代表原种质的遗传多样性。自然居群以黔西(QX)居群遗传多样性最高。因此,野生刺梨的保护策略可采用就地保护黔西(QX)居群与迁地保护19份核心种质相结合的方法进行。     

苦荞粒形相关性状的遗传分析

利用籽粒大小差异较大的2个苦荞品种的杂交后代开展了与产量具有密切关系的粒形相关性状的遗传规律及其性状间的相关性分析。结果表明,F₂和F₃群体的粒长、粒宽、长宽比和千粒重表现值范围都超过亲本的表现值,并且粒长、粒宽和长宽比的变异系数均小于10%,千粒重的变异系数大于10%。另外,粒长、粒宽、长宽比和千粒重的加性方差均大于显性方差,广义遗传率在F₂和F₃代中分别为0.77~0.82和0.82~0.85,固定遗传率都达到0.80以上。粒形性状间的相关性分析结果表明,粒长、粒宽和千粒重相互间都存在极显著的正相关,粒宽和千粒重,粒长和长宽比的遗传相关系数较大。以上结果表明,具有较高遗传率的粒形相关性状可以在后代早期进行选择,但由于这些性状是数量性状而且受多个基因的控制,因此建议继续繁殖后代到基因型稳定,同时考虑性状间的相关性选拔最为有效。     

南瓜银叶突变体48a的表型特征及其遗传学分析

南瓜银叶突变体48a是在嫩食型中国南瓜中分离筛选到的稳定遗传自交系,银色叶不仅可以作为标记性状应用到育种中,还可为南瓜抗虫、抗病、耐寒等一系列研究提供重要的材料基础。笔者对银叶突变体的表型特征及叶片的解剖结构进行鉴定分析,发现植株整体长势、熟性与野生型无明显差异;成熟叶片正面全部呈银灰色,叶绿素含量明显降低,叶片上表皮细胞与栅栏细胞间明显剥离,存在明显的空隙。利用突变体48a和野生型49a南瓜自交系构建的六世代遗传群体,调查发现F2的绿叶与银叶符合3∶1的分离比,回交群体BC1P1分离比符合1∶1,表明南瓜银色叶性状由单隐性基因控制。     

茄子株高性状鉴定与遗传分析

以长茄高代自交系125 和126 构建的茄子6 个不同世代的遗传群体〔P₁、P₂、F₁、F₂、 B₁（125×F₁）、B₂（126×F₁）〕 为试材，利用主基因+ 多基因混合数量性状遗传模型对茄子的株高性状进行多世代遗传联合分析。结果表明：供试亲本株高 性状差异显著，分离世代株高性状数值均呈单峰的偏正态分布，属于数量性状遗传。多世代遗传联合分析结果显示茄子株高 性状的最适遗传模型为C-0 模型，不存在主基因遗传效应，表现为多基因控制的加性- 显性- 上位性遗传模式。采用二阶 遗传参数进一步分析株高的多基因遗传效应，结果显示，茄子分离世代F₂、B₂ 的多基因遗传率分别为49.24%、22.77%，茄 子株高以多基因遗传为主。     

不同施肥措施及复垦年限下土壤团聚体的大小分布及其稳定性

土壤团聚体的数量和质量直接影响着土壤性质和有机碳固存。研究长期不同施肥措施及复垦年限对采煤塌陷区土壤团聚体的重量分布比例及其稳定性的影响,为该区域的农业生产和土壤质量提升提供科学依据。采集复垦6年和11年定位试验不同施肥处理耕层土样,选取不施肥(CK)、平衡施氮磷钾肥(NPK)、单施有机肥(M)、有机无机肥配施(MNPK)4个处理,利用干筛法和湿筛法获得4种粒径的团聚体/粉黏粒组分(> 2 mm、0.25-2 mm、0.053-0.25 mm和< 0.053 mm),用> 0.25 mm团聚体含量(R_0.25)、平均重量直径(MWD)、团聚体破坏率(PAD)和土壤不稳定团粒指数(E_LT)表示团聚体的稳定性,并测定了土壤有机碳含量。结果表明：复垦年限对土壤团聚体的含量及稳定性影响产生了显著影响。干筛条件下,复垦6年和11年均显著降低了各处理0.053-0.25 mm团聚体和< 0.053 mm组分的含量,降幅分别为68.39%-87.37%、69.63%-78.32%(6年)和90.01%-93.68%、78.29%-83.93%(11年)；湿筛条件下,复垦11年显著提高了各处理> 2 mm团聚体的含量,增幅达473.35%-645.16%,但是显著降低了0.053-0.25 mm团聚体的含量,降幅为43.67%-57.54%。土壤团聚体的稳定性也随着复垦年限的增加而逐渐增强,表现为DR_0.25、WR_0.25和MWD值呈增加趋势,而PAD和E_LT值呈降低趋势。土壤有机碳含量与DR_0.25、WR_0.25、MWD_水稳性呈极显著正相关关系,而它与PAD和E_LT呈极显著负相关关系。本研究表明,该区域连续复垦11年提高了土壤大团聚体的含量而伴随着微团聚体含量的显著减少,导致土壤结构越来越稳定。它对提高采煤塌陷区复垦土壤肥力、改善土壤结构效果最佳。