桑基鱼塘池塘子系统氮、磷污染特征及迁移转化研究进展

桑基鱼塘生态系统是一种高效的农业物质循环利用模式,蕴藏巨大价值。鱼塘子系统是桑基鱼塘生产模式中主要的经济来源和组成,其安全性和效益值得深入研究。氮、磷元素作为鱼塘子系统中的主要营养成分,可为鱼塘水产养殖提供大量的营养物质,但过剩的氮、磷元素会导致鱼塘水体富营养化等水质污染问题,造成鱼塘经济损失严重。目前有关桑基鱼塘的研究还局限于空间演变格局、经营模式评估、水陆相互作用过程与机理、投入产出效率、物质循环与能量流动等方面,而对桑基鱼塘内部营养物质的迁移转化规律缺乏全面了解。为了探究桑基鱼塘生态系统内部潜在的科学规律,对近 10 年桑基鱼塘系统研究文献进行梳理和概括,总结出鱼塘水体和底泥中氮、磷的基本特征,赋存形态、释放行为与循环特征,揭示氮、磷在水体 - 底泥界面的迁移转化机制及影响因素,这对桑基鱼塘生态系统的水体富营养化管控和科学化养殖具有重要意义,从而为桑基鱼塘的传承和保护提供参考依据和解决方案。     

模拟酸雨对空心菜-土壤系统中六价铬迁移转化的影响

通过盆栽试验,研究了模拟酸雨条件下六价铬在土壤和空心菜之间的分布、迁移和转化规律.结果发现,酸雨处理显著提高了空心菜体内铬的含量,其中空心菜地下部的铬含量显著高于其地上部;空心菜在100 mg·kg-1的铬处理下仍然可以正常生长,但当土壤中的铬达到200 mg· kg-1时,空心菜生长数天后即全部死亡;添加到土壤中的六价铬97.0％以上已经转化成其他形态而留在土壤中,能被植物吸收而迁移的铬量很少,但是酸雨处理促进了铬向植物的迁移,其迁移量是无酸雨时的2.6～5倍;酸雨条件下的空心菜对铬的富集能力提高了,其地上部和地下部对铬的富集系数分别是无酸雨条件下的2.2和4.6倍.该研究结果表明,酸雨增加了作物尤其是根部吸收铬的风险,会进一步加重铬污染地区的农产品安全问题.     

饱和—非饱和流溶质运移的实验及数值模拟研究

本文在水盐运移实验基础上,正确地采用了考虑土壤不动水体与吸附作用的溶质运移数学模型和以v为因变量的土壤水分数学模型。在非饱和蒸发条件下对各种求解溶质运移方程的数值方法进行了系统比较,采用了适合于本研究特征—饱和—非饱和流的特征—有限元法对灌溉入渗、蒸发和再分配条件下饱和—非饱和土壤溶质运移规律作了较系统的计算机数值模拟与预测研究。     

新型污水灌溉渠道的设计及除氮效果分析

针对用来灌溉的污水中氮元素含量过高的特点,通过对现有灌溉渠道的改造,设计了一种新型污水灌溉渠道。该设计利用土壤的渗透及干湿交替原理、氮元素运移与转化规律,通过硝化与反硝化反应、沸石与土壤的吸附作用等原理来降低灌溉用污水中的氮含量。同时,为验证新型污水灌渠的净化效率,进行了数值模拟。结果表明:该设计渠道流量满足灌溉需求,且对污水中氮含量的去除具有明显效果,同时具有改造成本低、施工简单方便的优点。     

沉积物-水体界面氮磷的迁移转化规律研究进展*

 沉积物-水体界面氮磷等营养物质的迁移转化对湖泊生态系统的研究具有重要意义。综合分析了沉积物和水体的氮磷浓度、比例、形态特征及其与藻类生长的关系，系统概述了沉积物-水体界面氮磷的迁移转化研究进展，并介绍了滇池该方面的研究现状。     

基于CRI系统的农村生活污水脱氮模拟试验研究

为了探明人工快速土壤渗滤系统(CRI)处理农村生活污水的性能,在实验室中构建了CRI系统模拟柱,采用不同布水方式对农村生活污水进行模拟处理。结果表明:不同布水方式下CRI系统模拟驻对污水的处理效果表现出一定差异,但对NH3-N、NO3-N、TN等污染物质的迁移、转化、降解规律是一致的;CRI系统脱氮机理主要包括硝化与反硝化作用、挥发作用和吸附作用3个方面;可通过调整CRI系统的池体结构、优化快速渗滤池的滤料组成及运行模式等途径提升CRI系统对含氮污染物的去除效果。     

减氮配施氮转化调控剂对麦田CO2和CH4排放的影响

为解决小麦生产中增施氮肥导致温室气体CO_2和CH_4排放增加、增温潜势较大等问题,采用田间试验法,研究减氮并配施不同氮转化调控剂等条件下的麦田土壤CO_2和CH_4排放规律、排放总量和二者的增温潜势。结果表明:麦田土壤是CO_2排放源,其排放通量在夏季较高,春、秋季次之,冬季最低;麦田土壤是CH_4弱吸收汇,季节性变化不明显;土壤温度、湿度、施肥等显著影响温室气体排放;与农民习惯施氮肥比,减氮处理的CO_2平均排放通量和排放总量分别显著降低8.3%～32.6%和7.8%～31.6%,减氮处理的CH_4平均吸收通量和吸收总量分别增加43.0%～130.8%和49.4%～138.5%,减氮处理的总GWP和净GWP分别降低7.9%～31.6%和14.5%～55.5%;与等氮量处理相比,配施氮转化调控剂处理的CO_2排放通量、排放总量分别降低5.9%～26.5%和6.6%～25.8%,CH_4平均吸收通量和吸收总量分别增加19.7%～61.3%和20.2%～59.7%,总GWP和净GWP降低6.6%～25.8%和12.6%～47.9%。结果表明,在农民习惯施氮肥基础上减氮和氮肥配施氮转化调控剂均显著减少麦田土壤CO_2排放、促进CH_4吸收、降低增温潜势。     

一甲基汞在土－水－气体系中迁移及转化规律的研究

本实验表明，一甲基汞（ＭＭ）在实验所用三种类型的农业土壤的水溶液中可以发生迁移及形态转化，并重点对ＭＭ在土－水溶液中向气相挥失的几种汞形态进行了定量研究，发现在浓度为１μｇＨｇ／ｇ土时，６０ｄ内施入土－水溶液中的ＭＭ（ＭＭ／ＳＷ）有０－０．１８％以Ｈｇ０形态挥失，０．００７％－０．６７％以二甲基汞（ＤＭＭ）形态挥失。在总挥失量中，ＭＭ形态占１．５％－２９％，ＤＭＭ＋Ｈｇ０占７１％－９８．５％，并且挥失与转化量随时间、温度及土壤特性的不同而变化。     

基于无人机影像特征的冬小麦植株氮含量预测及模型迁移能力分析

【目的】氮素的精准监测和合理施用对小麦健康生长、产量及品质提升、减少农田环境污染与资源浪费尤为重要。为精准监测小麦生长关键生育期植株氮含量,探索机器学习方法构建的植株氮含量预测模型的迁移能力。【方法】小区试验于2020—2022年在河南省商水县开展,在冬小麦拔节期、孕穗期、开花期和灌浆期,采用M600大疆无人机搭载K6多光谱成像仪获取5波段(Red、Green、Blue、Rededge、Nir)多光谱影像。基于5个波段冠层反射率提取20种植被指数和40种纹理特征,采用相关分析从65个影像特征中筛选冬小麦植株氮含量敏感特征。基于筛选出的敏感特征,采用BP神经网络(BP)、随机森林(RF)、Adaboost、支持向量机(SVR)4种机器学习回归方法构建植株氮含量预测模型,并对模型预测效果和在不同水处理条件下模型的迁移预测能力进行分析。【结果】(1)植株氮含量与影像特征的相关系数通过0.01极显著水平检验的包括22个光谱特征和29个纹理特征。(2)4种机器学习回归方法构建的冬小麦植株氮含量预测模型存在差异,RF和Adaboost方法预测植株氮含量集中于95%的置信区间,多分布于1:1直线附近...     

基于模拟试验的CO2浓度和气温升高对水稻产量的影响

采用人工气候箱(TPG-1260-TH)模拟我国南方水稻种植区主要环境要素培养水稻,研究450μmol/mol CO2不增温(对照)、550μmol/mol CO2增温2℃、750μmol/mol CO2增温4℃对水稻产量的影响。结果表明:450μmol/mol CO2不增温条件下水稻空秕率最高,为8.72%,而千粒重偏低,为21.67 g,粗蛋白质含量最低,为11.82%;750μmol/mol CO2增温4℃条件下千粒重指标最高,为22.33 g;水稻在550μmol/mol CO2增温2℃处理下的粗蛋白质含量最高,为11.85%。可见,550μmol/mol CO2增温2℃的环境有助于我国水稻产量的增加,但温度和CO2浓度持续升高将导致水稻品质下降。     

脲酶抑制剂对亮斑扁角水虻转化鸡粪中NH3减排效果及氮素转化的影响

为研究亮斑扁角水虻幼虫（black soldier fly larvae,BSFL）在添加脲酶抑制剂的处理下对鸡粪中氮素的利用情况,分别选用3种不同脲酶抑制剂N-丁基硫代磷酰三胺（NBPT）、乙酰氧肟酸（AHA）、氢醌（HQ）添加于处理组中,以不添加脲酶抑制剂的鸡粪作为对照组,每个处理组分别投入800头亮斑扁角水虻幼虫,比较不同组别NH3排放量、亮斑扁角水虻幼虫生长、转化效率及底物物理化学性质变化等情况。结果显示,与对照组相比,添加脲酶抑制剂的处理组可以有效地减少亮斑扁角水虻转化鸡粪过程中NH3的排放量并增加鲜虫质量,NBPT、AHA和HQ处理组虫体质量分别增加（64.75±3.46）、（71.33±3.38）、（78.84±1.84） g,虫体氮含量分别为（14.47 ± 1.14）%、（15.92 ± 0.34）%、（16.24±0.45）%。以上结果表明：3种处理组均可提升亮斑扁角水虻虫体质量和虫体蛋白含量,尤以HQ处理组效果最好,可以有效减少NH3排放并显著增加鲜虫质量。     

CO2浓度加富下水氮耦合对西瓜生长养分吸收及产量的影响

通过研究CO₂加富下水氮耦合对西瓜生长发育、养分吸收及产量的影响,为中国西北地区温室西瓜生产水氮管理提供理论依据。试验设置两个CO₂水平（C1：400 μL/L、C2：800 μL/L）,依据目标产量法设计3个氮素水平（N1：644.04 kg/hm、N2：976.07 kg/hm、N3：1 288.09 kg/hm）,依据蒸腾蒸发量设计3个灌水水平（I1：80%Ep、I2：100%Ep、I3：120%Ep）,共计18个处理。试验结果表明：茎粗随着灌水量的增加呈现出先增大后减小的趋势。CO₂与氮肥交互显著影响株高, CO₂浓度加富对中、高氮处理下的株高有明显促进作用。净光合速率在CO₂浓度加富下提高11.8%;且受CO₂与灌水量交互显著影响。总氮的吸收量随氮肥施用量的增加而上升,CO₂加富显著提升低氮处理下的氮吸收量,达9.32%。果实的磷、钾吸收量随CO₂浓度增加而增大,分别提高12.0%和7.7%;随着氮肥的增加,果实氮和钾吸收量先增加后减小;随着灌水量的增大,果实氮吸收量逐渐增多,而磷含量逐渐减小。产量受灌水量影响显著,在中、高水处理下表现最优;随着氮肥的增加,产量呈现出先升高后降低的趋势;CO₂与水氮的交互作用均显著影响产量。西瓜生长、光合及养分吸收与产量之间的相关性分析表明,与产量相关性最大的是果实氮含量,相关系数为0.720,其次为净光合速率和总氮含量。综合产量及其构成因素分析可知,当CO₂浓度为400 μL/L时,T6（CO₂：400 μL/L,氮肥：972.07 kg/ hm,灌水量：1 148.76 m/hm）处理表现最优。当CO₂浓度为800 μL/L时,T11（CO₂：800 μL/L,氮肥：664.04 kg/hm,灌水量：957.30 m/hm）处理为最佳推荐水氮管理方案。因此,当未来CO₂浓度升高后,在西瓜生产中可以适当减少水氮的施用。     

山葡萄类黄酮-5-O-葡萄糖基转移酶基因(5GT)的克隆表达及遗传转化分析

为探究5GT基因在山葡萄花色苷合成过程中的表达规律及作用,以山葡萄(Vitis amurensis)为材料,利用RT-PCR技术克隆山葡萄5GT基因的全长cDNA序列(GenBank登录号为GU237133),将该基因命名为Vam5GT并对该蛋白进行生物信息学分析预测其功能;利用实时荧光定量PCR检测Vam5GT基因在山葡萄8个不同转色时期的表达规律,将克隆获得的Vam5GT基因完整的ORF连接到原核表达载体pET28a上,转化到大肠杆菌E.coli Bl2(DE3),并通过不同浓度的IPTG诱导表达,SDS-PAGE检测表达产物。并构建表达载体pC5GT并转化农杆菌GV3101.用菌液浸泡花序法对拟南芥进行遗传转化。结果显示:克隆获得的Vam5GT cDNA全长1 497 bp,开放阅读框1 347 bp,编码448个氨基酸,该基因表达产物相对分子质量为49.84 ku,等电点为5.23,是不稳定蛋白。该基因属于UDPGT超基因家族,不包含信号肽。Vam5GT在山葡萄花后4周的果皮中表达丰度最高,其他时期表达逐渐下降;该基因原核表达产物与预期大小一致,表明原核表达成功,在含50 mg/L Kanomycin的培养基上对拟南芥T_0代种子进行筛选,先后得到2个阳性幼苗,转化率为0.05%。对移栽成活的2株抗性植株进行PCR检测为阳性。     

开放核心群育种体系(ONBS)研究 Ⅲ.杂交参数的估计方法和选择及迁移对杂交参数的遗传学效应

在开放核心群育种体系的杂交方案中，选择和迁移遗传学效应是影响杂交参数估计的两个主要的动态因素．本研究结果表明，在群体均值模型基础上采用加权最小二乘方法可以有效地估计有关的杂交参数．体系中群体直接遗传效应往往随选择和迁移的影响而发生较大的定向变异，但母本效应和杂种优势的变异较小．中等迁移率具有相对最高的非等位基因座位间互作效应．实际选择试验结果表明，开放核心群育种体系杂交方案中，群体直接遗传效应估值的定向变异在一定程度上体现了育种体系中选择和迁移的遗传学效应．     

正交试验法优化超临界CO_2萃取紫苏籽油的工艺及GC-MS成分分析(英文)

[目的]优化超临界CO_2法萃取紫苏籽油的条件,并分析紫苏籽油的化学成分。[方法]采用单因素和正交试验法优化萃取时间、萃取温度和萃取压强,用GC-MS分析紫苏籽油的化学成分组成。[结果]通过单因素和正交试验结果分析得到,最优紫苏籽油萃取条件为:萃取时间4h,萃取温度40℃,萃取压强23 MPa,在此条件下的得油率为12.43%。用GC-MS分析紫苏籽油化学成分,结果表明α-亚麻酸的含量达到76.183%。[结论]在试验所得条件下,可获得高质量和高纯度的紫苏籽油。