稻田耕作制度对CH4气体排放影响的研究进展

甲烷是重要的温室气体,其辐射增温效应是CO2的20~30倍。稻田是CH4的重要排放源之一。稻田CH4的排放是稻田CH4产生、氧化和传输综合作用的结果。影响稻田CH4释放的因素众多。本研究从水稻的农耕制度角度总结近年来关于稻田CH4排放的影响因素的研究,系统地归纳了水稻生物学特性、品种栽种方式、水肥管理等方面对CH4气体排放影响,同时从耕作角度提出了稻田CH4减排的技术措施。     

小麦–中间偃麦草隐形渗入系抗白粉病基因pmCH83分子定位

小麦新种质CH09W83为八倍体小偃麦TAI7047与高感小麦品种晋太170杂交、回交后代衍生而来的高代选系,在苗期免疫或高抗我国白粉病菌株E09、E20、E21、E23、E26、Bg1和Bg2。为定位CH09W83中的抗病基因,将CH09W83与感病亲本杂交和回交,通过对F₁、F₂、F_2:3和BC₁代的接种鉴定和遗传分析,证实CH09W83成株期对E09的抗性由1对隐性核基因控制,暂命名为pmCH83。采用分离群体分组分析法(bulked segregant analysis, BSA),以658对SSR标记对台长29(感病)× CH09W83的F₂群体分析发现,抗性基因pmCH83与SSR标记Xgpw7272、Xwmc652、Xgwm251、Xgwm193连锁,与两翼邻近标记Xwmc652和Xgwm251的遗传距离分别为3.8 cM和4.3 cM。利用中国春缺体–四体、双端体将pmCH83及其连锁标记定位在4BL染色体上。原位杂交、染色体配对及连锁标记分析结果表明,CH09W83可能是一个小麦与中间偃麦草的隐形异源渗入系。系谱和图谱位置分析表明,pmCH83很可能是来自中间偃麦草一个新的抗白粉病基因。     

Investigation on the reaction characteristics of methane catalytic partial oxidation in a micro-channel

The reaction characteristics of fuel-lean CH4 catalytic partial oxidation over Rh are investigated numerically in a micro-channel, by using detailed elementary mechanism, focusing on the effects of inlet temperature, equivalence ratio of CH4/O2 and added H2O on catalytic partial oxidation of CH4. The results show that over Rh surface reaction of CH4 is kinetically controlled, while that of O2 is controlled by mass transport. Duo to the high reactivity of O2, CH4 is firstly oxidized and both complete and partial oxidation products are generated. After O2 is consumed, steam reforming begins, however, CO2 reforming does not appear. Increase of the equivalence ratio of C/O leads to increase of carbon deposition at reforming zoon, as thus both conversion of CH4 and production of syngas decrease, even the reforming process is stopped. The added H2O could dramatically inhibit carbon deposition, and promote the formation of H2 and CO2.     

施肥对油菜主要生长期CH4排放的影响

以巢湖油菜田优化施肥(YH)、秸秆施肥(JG)、习惯性施肥（CG）和不施肥（CK）4种施肥类型为研究对象,利用静态箱--气相色谱法测定了油菜生长期间的CH4的排放通量,同时对土温、土壤含水量和空气湿度进行测定,得出油菜田温室气体CH4的排放通量有明显的时间变化特征。与CK相比,YH、CG、JG 3种施肥类型下CH4的排放分别增加了21.50%、27.33%、29.87%。通过对数据进行相关性分析,实验期间CH4的排放通量从整体上与10 cm以下温度正相关、YH处理的土壤含水率与CH4通量在0.05水平显著正相关。     

Effects of Livestock Wastewater NH4 +-N Incubation on Landfill CH4 Oxidation by Mineralized Refuse Particle

Ammonia oxidizing bacteria was accumualted for landfill CH4 oxidation in the mineralized refuse throguh livestock wastewater NH4 +-N incubation, which would minimize the total Greenhouse gas emission equivalent from MSW landfill. Mineralized refuse was firstly incubated by livestock wastewater NH4 +-N during the 120d operation. Mineralized refuse possessed the strong nitrification capacity with the removal rate of NH4 +-N content over 60% during the 120 d operation. After 200 mg N kg -1 was inputted, NO3 --N content produced from the 120 d incubated mineralized refuse was 2.0-time and 3.8-time more than those of the original mineralized refuse and clay soil, respectively. CH4 decrease and the net produce of CO2 can be well fitted the one- and zero-order kinetics model during the 120 h incubation (R 2>0.68), respectively. Similar as nitrogen turnover, CH4 oxidation capacity from the 120 d incubated mineralized refuse was 10.6% and 59.3% more than those of the original mineralized refuse and clay soil, respectively. Therefore, the mineralized refuse can be upgraded for the CH4 oxidation throng NH4 +-N content incubation from the livestock wastewater and the influence on CH4 oxidation by other components (including CODCr, SS and phosphate) from wastewater should be further investigated.     

生物炭对土壤N2O和CH4排放影响的研究进展

为了探讨生物炭对土壤N2O和CH4排放影响的途径和机理,在综合评述前人研究的基础上,就生物炭对土壤N2O和CH4排放的影响因素、途径和影响机理进行了分析,提出了不同土壤的生物炭施用原则,并指出了今后生物炭研究应注意的问题:(1)明确土壤中2种温室气体排放特点,园地制宜地选择合适的生物炭类型;(2)注意生物炭的添加时机和用量;(3)目前学者所用的生物炭类型以及土壤种类不同,关于生物炭影响土壤N2O和CH4排放的研究结论不同.在这方面的研究工作还应在完善生物炭施用标准的基础上,继续进行生物炭还田的本地化试验验证,才能为生物炭对土壤N2O和CH4排放的影响得出更明确的结论.     

保护性耕作对黄土高原旱地春小麦成熟期农田温室气体通量日变化的影响

为了预测农田生态系统中CO2、N2O、CH4的排放对全球气候变暖的响应,及其温度对温室气体排放日变化的影响,利用CO2分析仪、静态箱-气象色谱法,对黄土高原旱区农田生态系统传统耕作(T)和保护性耕作(NTS)措施下春小麦成熟期CO2、N2O、CH4气体通量日变化进行原位观测。结果表明：2种耕作措施下农田土壤均表现为大气CO2、N2O的源和CH4的汇。CO2、N2O、CH4都有明显的日变化特征,传统耕作措施下CO2排放通量明显高于保护性耕作。CO2日排放通量最高峰出现在12:00,最低峰出现在2:00。N2O日排放最高峰出现在16:00,最低峰出现在0:00。保护性耕作措施能增加农田土壤N2O通量的排放。2种耕作措施下CH4吸收通量的最高峰均出现在14:00,保护性耕作措施下CH4吸收通量的最低峰出现在22:00,传统耕作措施则出现在2:00。采取保护性耕作措施能促进农田土壤对CH4通量的吸收。地表温度,5 cm地温与CO2排放通量都有极显著的正相关关系,且都与CO2通呈指数函数关系。N2O与各个耕层的土壤温度都有极显著的正相关关系,且与N2O排放通量呈线性函数关系。2种耕作措施下,CO2通量与地表温度的相关系数最高,N2O与10 cm地温的相关系数最高。CH4与地表温度具有极显著的负相关关系。     

棉花叶绿素密度和叶片氮积累量的高光谱监测研究

利用非成像高光谱仪,获取棉花不同品种、不同密度冠层关键生育时期的反射光谱数据,应用光谱多元统计分析技术,研究表明,棉花冠层叶绿素密度（CH.D）和叶片氮积累量（LNA）分别在反射光谱762 nm和763 nm处的相关系数达最大值（R_CH.D= 0.8845**和R_LNA= 0.7870**,n = 47）;而一阶微分光谱数据对CH.D、LNA最敏感的波段均发生在750 nm处(R_CH.D= 0.9098**和R_LNA = 0.9164**,n = 47);采用47个建模样本的一阶微分光谱750 nm处的数值与棉花冠层CH.D建立线性相关模型方程,估算47个检验样本的棉花冠层CH.D,再根据CH.D与LNA建立的线性相关方程估算检验样本的LNA,47个检验样本的实测LNA与估测LNA极显著线性相关（R = 0.8982**,n = 94）,模型方程的估算精度达86.3%,实测值与估算值的R_MSE = 1.0155,相对误差为0.1380。说明基于高光谱数据的棉花冠层叶绿素密度的遥感估测,可以间接用于棉花冠层叶片氮积累量的监测研究。     

秸秆还田对中国农田土壤温室气体排放的影响

为了更好地了解和掌握秸秆还田对中国农田土壤温室气体排放的影响,笔者根据历年国内相关文献,就秸秆还田对中国农田土壤CO2、N2O和CH4等主要温室气体排放的影响进行较全面的综述。研究表明：秸秆还田能增加农田土壤CO2和CH4的排放通量,对N2O排放通量的影响表现为不确定性,分析了秸秆还田对农田土壤温室气体排放的影响因素,探讨了该领域存在的问题及未来的研究方向。秸秆还田对中国农田土壤温室气体排放有一定影响,对各温室气体影响程度和影响机理不同。     

双季稻区冬季覆盖作物残茬还田对稻田甲烷和氧化亚氮排放的影响

研究冬季不同覆盖作物还田后稻田的甲烷(CH₄)和氧化亚氮(N₂O)排放特征,对合理利用冬闲稻田,发展冬季覆盖作物,以及科学评价不同种植模式具有重要意义。本研究采用静态箱-气相色谱法,对冬季不同覆盖作物处理(免耕直播黑麦草-双季稻、免耕直播紫云英-双季稻、翻耕移栽油菜-双季稻、翻耕稻草覆盖马铃薯-双季稻和冬闲-双季稻)的稻田进行监测,以分析不同覆盖作物残茬还田对稻田CH₄和N₂O排放的影响。结果表明,冬季覆盖作物还田后,各处理早、晚稻田CH₄排放量均明显高于冬闲-双季稻(对照)。早稻田CH₄排放量最高的为翻耕稻草覆盖马铃薯-双季稻和免耕直播黑麦草-双季稻,分别达20.713 g m^-2和16.068 g m^-2;晚稻田CH₄排放量最高的为翻耕稻草覆盖马铃薯-双季稻和翻耕移栽油菜-双季稻,分别为60.421 g m^-2和48.666 g m^-2。各处理早、晚稻田N₂O总排放量均显著高于冬闲-双季稻,免耕直播黑麦草-双季稻、免耕直播紫云英-双季稻、翻耕移栽油菜-双季稻和翻耕稻草覆盖马铃薯-双季稻处理的早稻田N₂O总排放量分别比对照增加265.00%、320.00%、275.00%和65.00%,晚稻田分别比对照增加157.89%、113.16%、134.21%和42.11%。稻田CH₄和N₂O综合温室效应总和表现为翻耕稻草覆盖马铃薯-双季稻>翻耕移栽油菜-双季稻>免耕直播黑麦草-双季稻>免耕直播紫云英-双季稻>冬闲-双季稻,冬季覆盖作物还田明显提高稻田CH₄和N₂O排放。     

覆膜滴灌对温室气体产生及排放的影响研究进展

CO₂、CH₄与N₂O作为全球气候变化贡献较大的温室气体日益受到重视,而覆膜滴灌作为一种节水的田间农艺措施也受到广泛关注。笔者就土壤温湿度对土壤温室气体产生及排放的影响、覆膜滴灌造成土壤温湿度的改变及其对土壤温室气体排放的作用进行了综述。目前的研究成果表明：（1）土壤温度、湿度都通过影响土壤微生物菌群数量和活性、调节气体传输速率,对土壤温室气体产生和排放起作用;（2）土壤CO₂排放速率与浅层地温正相关,CH₄与N₂O的产生都有一定的最适温度,而CH₄的氧化与温度的关系呈多样性;（3）土壤湿度对CH₄产生、氧化与N₂O产生的作用都大于土壤温度,CH₄氧化速率与土壤湿度呈负相关,而CO₂与N₂O的排放都有一个最佳的湿润范围;（4）覆膜良好的增温保湿效应、对气体传输的自然阻隔作用以及滴灌的局部湿润作用又会影响温室气体的产生和排放。最后总结提出了有待进一步展开和完善的几方面研究工作：如何确定和控制土壤湿润范围以减少温室气体排放,如何定量确定覆膜滴灌的综合效应,如何通过调控土壤CO₂的排放以调控作物的生长过程。     

普通小麦中国春-百萨偃麦草异染色体系的分子标记分析

综合利用HMW-Glu亚基、STS、SSR和RFLP等分子标记对普通小麦中国春、百萨偃麦草、中国春-百萨偃麦草双二倍体和11个中国春-百萨偃麦草异染色体系进行了分析。结果表明，14对SSR、10对STS引物和6个RFLP标记可以特异追踪百萨偃麦草染色质。C7-17及其后代株系C7-17-2等编码百萨偃麦草特异HMW-Glu亚基，添加染色体涉及与小麦第１部分同源群染色体部分同源的1J；1对STS、3对SSR和1个RFLP探针可以特异追踪二体附加系CH05中的百萨偃麦草染色体，并揭示最初根据分带核型确定的J3与小麦第2部分同源群染色体具有较高的部分同源性；2对STS、1个RFLP探针和1对SSR可以追踪CH09的外源染色体，并揭示最初确定的J7与小麦第3部分同源群染色体具有较高的部分同源性；1对STS和1个RFLP探针在CH03、CH04和CH34中具有相同的多态，3个附加系可能添加了相同染色体，最初确定的J₁、J₂和J_?与小麦第7部分同源群染色体具有较高的部分同源性；3对SSR引物可以特异追踪CH12中附加的大片段易位染色体和CH11中的小片段易位染色体，推测易位可能涉及同一条百萨偃麦草染色体。发现13个标记（5个STS、3个RFLP探针和5个SSR）可以追踪未涉及到的4J和5J等染色体。     

促生菌CH1对黄瓜酚类物质代谢的影响及与抗猝倒病的关系

为研究植物生长促生细菌CH1（Brevibacillus brevis）诱导黄瓜对猝倒病的抗性的作用机制,采用生理生化的方法,测定了黄瓜根部酚类物质代谢中苯丙氨酸解氨酶（PAL）、多酚氧化酶（PPO）活性动态及阿魏酸、绿原酸、木质素、总酚、类黄酮含量变化。结果表明,病原菌（Pythium aphanidermatum）感染时,经CH1处理的植株根部PAL和PPO活性都明显高于未经CH1处理的,同时,经CH1处理的植株根部阿魏酸、绿原酸、木质素、总酚和类黄酮含量都高于未经CH1处理的。说明CH1是通过提高黄瓜植株体内酚类物质代谢的酶活性来激发酚类物质的积累,从而诱导黄瓜对猝倒病产生抗性。     

Combined effects of sodium chlorite dip treatment and chitosan coatings on the quality of fresh-cut d’Anjou pears

This study evaluated the effects of sodium chlorite (SC) alone and its sequential treatment with edible coatings on browning inhibition and quality maintenance of fresh-cut d’Anjou pears. Edible coatings were prepared from chitosan (CH) and its water-soluble derivative carboxymethyl chitosan (CMCH), separately. Pear wedges were immersed in SC solution, followed by coating with CH or CMCH solutions. The samples were packed in unsealed bags and stored at 4 °C for subsequent color, firmness, and weight loss measurement. The effects of the SC and coating treatments on polyphenol oxidase (PPO) inhibition and microbial inactivation were also evaluated. Results indicated that SC exhibited significant (P < 0.05) inhibition of browning and PPO activity. The SC treatment was also strongly effective in inactivating Escherichia coli O157:H7 on pear slices. Coating SC-treated pear slices with CH adversely affected the quality of pear slices by accelerating the discoloration of cut surfaces and increasing the PPO activity. On the contrary, coating SC-treated samples with CMCH significantly prevented the browning reaction and inhibited PPO activity. In addition, SC and CH/CMCH coatings maintained tissue firmness and did not affect weight loss. Our study may provide a scientific basis for the use of SC + CMCH treatment as an alternative preservation treatment for fresh-cut fruits and vegetables.     

小麦新种质CH1357抗白粉病遗传分析及染色体定位

白粉病是影响小麦产量和品质的一种主要病害。小偃麦衍生品系CH1357对白粉病具有较好的成株抗性,苗期对27个菌株表现为免疫或高抗,是一个高抗白粉病的优异抗源。为了明确其抗白粉病基因在染色体上的位置,对台长29/CH1357和绵阳11/CH1357的F_1、BC_1及F_(2:3)家系进行了遗传分析,并利用分离群体分组分析法(bulked segregantanalysis,BSA)将其初步定位。CH1357的白粉病抗性受1对显性核基因控制,位于染色体5DS,暂命名为PmCH1357。其侧翼连锁标记为Xcfd81和Xbwm8,在2个作图群体台长29/CH1357和绵阳11/CH1357中的遗传距离分别为2.0 cM/11.3 cM和1.5 cM/8.9 cM。PmCH1357与5DS染色体上已报道的其他抗白粉病基因抗谱不同,可能是一个新的抗源。     

掌叶半夏悬浮培养下的体细胞胚胎发生的研究

掌叶半夏种子在附加２，４－Ｄ２．０，ＢＡ０．５ｍｇ／Ｌ的ＭＳ培养基上形成浅黄色或白色颗粒状胚性愈伤组织。胚性愈伤组织在附加２，４－Ｄ１．０，ＢＡ０．５，ＣＨ３００ｍｇ／Ｌ的ＭＳ液体培养其中振荡培养，可产生大量的体细胞胚。２，４－Ｄ对体胚诱导效果显著并促进其早期发育，但抑制其进一步发育成熟。ＮＡＡ对体胚诱导效果不如２，４－Ｄ，但可使体胚正常发育。水解酷蛋白明显提高体胚诱导频率。显微观察表明：体胚起源     

粳稻亚种内杂种劣势遗传特性分析及其相关基因的克隆

杂种劣势是存在于自然种群之间的一种合子后生殖障碍,水稻杂种劣势的研究有利于探讨种间、亚种间和亚种内杂交不亲和原因,对建立新的杂种优势利用模式具有重要的理论及实践意义。本研究旨在通过对三个韩国粳稻劣势亲本"Aranghyangchalbyeo"(CH7)、"Sanghaehyangheolua"(CH8)和"Shinseonchalbyeo"(CH9)及其杂交后代(F1, F2)的生物学特征、特性进行比较,解析水稻粳稻亚种内杂种劣势的遗传模式;同时利用单倍型分析和图位克隆比对,探明CH8和CH9两个劣势亲本中所携带的劣势相关基因序列差异。结果表明,携带劣势基因的亲本自身生长正常,但正反交后F1表现稳定且明显的杂种劣势,F2群体中劣势植株与正常植株呈现9:7的分离,推断该杂种劣势的表型由两个互补的显性基因控制;劣势亲本CH8第1号染色体携带了稀有的劣势基因Hwc1;劣势亲本CH9不携带Hwc1和Hwc2基因,可能携带了其他劣势基因。该结果为揭示杂种劣势的基因多样性及分子遗传机制提供了科学依据。     

复烤烟叶挥发性香味成分同时蒸馏萃取的优化研究

为明确打叶复烤后烟叶挥发性香味成分含量,对其挥发性香味成分同时蒸馏萃取条件进行了优化研究,考查了同时蒸馏萃取溶剂不同厂家CH2Cl2、料液比、蒸馏时间、NaCl用量、CH2Cl2体积、水浴温度等因素对结果的影响,通过均匀试验设计分析法优化试验条件。结果表明,选用Dikma CH2Cl2的总离子流色谱图在40 min左右有少量的杂质峰,对挥发性成分无较大影响,去离子水体积为350 mL,蒸馏时间为3.0 h,NaCl用量为30 g,CH2Cl2体积为60 m L,水浴温度为60℃,该方法为复烤后烟叶挥发性香味成分含量提供支撑。     

高光谱数据与棉花叶绿素含量和叶绿素密度的相关分析

 通过获取棉花不同品种、不同种植密度单叶和冠层关键生育时期的反射光谱,与其相应的单叶叶绿素含量（CHL.C,下同）和冠层叶绿素密度（CH.D,下同）进行多元统计的逐步相关分析。结果表明,棉花冠层CH.D在其反射光谱762 nm波段处的相关系数达最大值（R_CH.D=0.8134^**,n=94）;对于一阶微分光谱,单叶CHL.C和冠层CH.D的敏感波段均发生在750 nm波段处,基于750 nm波段的微分数值,建立了棉花CHL.C和CH.D线性相关模型(R_CHL.C=0.7382^**,RMSE=0.1831,n=66;R_CH.D =0.9027^**,RMSE=0.3078,n=94）,为利用高光谱遥感技术精确提取反映棉花生长状况的叶绿素信息提供了依据。     

小偃麦新种质CH7102抗条锈病特性的遗传分析

对衍生于普通小麦与八倍体小偃麦‘小偃7430’杂种后代的抗条锈病新种质CH7102进行抗性鉴定和遗传分析,明确其抗性来源及其遗传方式。采用条锈菌流行小种CYR31、CYR32对CH7102及其亲本进行苗期抗性评价;对CH7102分别与感病品种和已知抗性基因载体品系的杂交后代接种CYR32进行成株期抗条锈性遗传分析和等位性测验。CH7102具有与其抗病亲本‘小偃7430’和彭提卡偃麦草相似的侵染型,而所有的小麦亲本均感病,表明CH7102的抗性来自彭提卡偃麦草;CH7102与感病品种‘台长29’和‘绵阳11’杂交、回交,其F2、BC1、F2:3代的抗、感分离比分别符合3:1、1:1和1:2:1的单显性基因分离模式。而CH7102与已知抗性基因载体品系杂交F2代的抗感分离比为15:1。CH7102对条锈病的抗性来自彭提卡偃麦草,其抗性受1对显性核基因控制,而且与已知的抗CYR31、CYR32的抗性基因Yr5、Yr10、Yr15、Yr24/Yr26、Yr41不存在等位关系,属新的抗条锈病基因。