干旱胁迫下水稻和水花生的抗旱生理学

水花生既可在水中生长又可在旱地生长,具有较强的抗逆性。本研究以水花生和水稻为材料,研究了干旱胁迫第0、3、6和9天,脯氨酸(Pro)、氧自由基(O2-)产生速率、过氧化氢酶(CAT)、丙二醛(MDA)含量和相对电导率等与胁迫相关的生理指标的变化规律,旨在比较二者在干旱胁迫下的生理代谢变化及其适应性,研究其抗旱机理。结果表明,干旱胁迫下,水稻叶中MDA含量和相对电导率随胁迫时间延长而大量积累,在水花生中积累的速度远低于水稻。干旱胁迫后水稻叶中积累的Pro含量持续增加,O2-产生速率在第9天明显升高,而水花生干旱胁迫期间Pro含量和O2-产生速率变化不大。水花生体内的CAT抗氧化酶活性增加更快,在第6天就到达最大值。综上可知,干旱条件胁迫下,水花生比水稻具有更强的抗旱性,可能与其可以有效调节抗氧化生理,减少膜质过氧化产物的积累有关。     

不同有机物料对新垦低丘红壤酸度的动态影响

摘 要:为了解有机物料施用对新垦低丘红壤酸度的影响,选择水稻秸秆、鸡粪、菜籽饼、紫云英、沼渣和生物质炭等6种常用的有机物料,统一添加量为25 g·kg^-1,分别在湿润与淹水2种水分条件下(分别模拟旱地与水田2种利用方式),动态观察有机物料施用对土壤pH、NH4+-N、NO3--N和交换性酸的影响。结果表明,不同有机物料对新垦红壤酸度的影响不同。根据湿润培养条件下土壤pH、NH4+-N、NO3--N等的变化特征,可分为3类:(1)生物质炭,对酸化土壤具有明显和持续的降酸效果,培养过程中土壤NH4+-N、NO3--N的含量变化较缓;(2)鸡粪、菜籽饼、紫云英、沼渣,施用初期因有机氮分解产生NH4+-N引起土壤pH的明显上升,后期因NH4+-N向NO3--N转化释放氢离子导致土壤明显复酸;(3)水稻秸秆,施用初期因有机氮分解产生NH4+-N促进土壤明显降酸,但后期复酸现象不明显。整体来看,淹水培养条件下有机物料的降酸效果大于湿润培养条件。施用有机物料可降低土壤交换性酸含量,增强土壤对酸的缓冲作用。     

黄河三角洲湿地不同植物群落土壤盐分分布特征

为研究黄河三角洲地区不同植物群落下土壤盐分含量的空间变化特征,以及盐分指标之间的关系,于2012年10月利用经典统计分析、变异分析等方法,开展了植物样地调查和土壤剖面采样分析。结果表明:研究区属于重盐土类型(含盐量>4.0 g·kg^-1)。水平方向沿柽柳群落-碱蓬群落-芦苇群落-棉花群落演替,土壤盐分含量呈逐渐降低之势。垂直方向上:柽柳群落和碱蓬群落土壤盐分随土壤深度的增加而减小,土壤盐分表现出明显的表层富集特征;芦苇群落和棉花群落土壤盐分表现为随土壤深度增加先增大后减小的趋势。盐分在不同植物群落类型中大多属于中等强度变异性,但是,柽柳群落中的SO42-、芦苇群落中的Mg²⁺和Cl^-在水平方向上表现出强烈的变异性,碱蓬群落中的CO32-在水平和垂直方向均表现出强烈的变异性,棉花群落中的CO32-在垂直方向上表现出强烈的变异性。在0~80 cm的土壤剖面土体中,K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Cl^-和HCO3-在前述4种植物群落中差异显著(P<0.05),而Mg²⁺、SO42-、CO32-则无明显差异。土壤中Cl^-含量与土壤全盐含量呈极显著相关(P<0.01)。因此,控制或减少Cl^-投入可能是一条减轻黄河三角洲地区土壤盐渍化程度的合适途径。     

盐渍化与酸化对设施栽培土壤镉活化的叠加作用

为深入了解同时发生盐渍化和酸化对设施栽培土壤镉活性的影响,采用模拟试验方法研究不同pH、盐分种类和盐分积累程度下土壤中水溶性镉及蔬菜对镉吸收的变化。结果表明,土壤中水溶性镉含量和蔬菜地上部分镉积累量均随土壤酸化与盐渍化程度的提高而增加。当土壤pH值为5.00~5.50时,土壤水溶性镉含量随盐渍化增加的变化最为明显。当土壤镉含量为0.55 mg·kg^-1、盐分积累量为2.50 g·kg^-1时,在土壤pH值分别为6.15、5.50和5.00的条件下,土壤水溶性镉含量分别较对照(未盐化)增加10.53%、44.00%和51.06%,蔬菜镉含量分别较对照(未盐化)增加20.00%、16.85%和36.36%,当土壤pH值由6.15降低至4.00后,土壤水溶性镉和蔬菜地上部分镉含量分别提高了近4倍和8倍。土壤镉活化因盐分离子种类不同而异:阳离子的影响程度为Ca²⁺、Mg²⁺>K⁺>NH4+,阴离子的影响程度为Cl^->SO42->NO3-。土壤中水溶性镉和蔬菜对镉的吸收同时随酸化和盐渍化增强而增加的结果表明,土壤盐渍化和酸化对镉的活化具有叠加作用。     

红树林人工湿地-养殖耦合系统构建与净化效果

通过构建红树林人工湿地,与高位精养池、贝类养殖塘等共同组成循环海水养殖系统,利用红树林人工湿地来净化养殖尾水,并对其净化效果展开研究。结果表明,红树林人工湿地对养殖尾水中氮磷保持较好的去除效果,其中对NH4+-N平均去除率为49.01%,对NO₂-N平均去除率为61.23%,对NO₃-N平均去除率为53.14%,对DIP平均去除率为36.40%。     

山丘河谷平原潜水氮素浓度变化及其与土地利用的相关性

为分析山丘河谷平原地带农业集约化发展条件下地下潜水氮素情况,对浙江长乐江流域河谷平原地带地下潜水以月为单位连续采样分析,研究该地区地下潜水中氮素浓度的季节性动态变化和空间分布情况,并以各个采样点为圆心,分别提取每个样点周围8种半径(50、100、250、500、750、1 0000、1 250、 1 500 m)的圆形区域中各类土地利用类型面积,分析不同土地利用类型面积占比与地下潜水中氮素浓度的关系。结果表明,地下潜水中硝态氮(NO3--N)浓度总体平均值为(1.326±0.618) mg·L^-1,总氮(TN)浓度总体平均值为(2.717±1.614) mg·L^-1,地下潜水中TN与NO3--N浓度的时空变化呈现出高度的一致性,时间分布上两者浓度均在丰水期大于枯水期,空间分布上则从以园地(蔬菜、苗木)和耕地(水稻、油菜)为主要土地利用类型的区域向周边递减。各土地利用类型中,以园地对NO3--N和TN浓度值贡献最大。地下潜水中的氨氮(NH₃-N)浓度总体平均值为(0.434±0.158)mg·L^-1,占TN的16%。各监测点丰水期的NH₃-N浓度普遍低于枯水期,并呈现靠近水域的监测点氨氮浓度偏高的趋势。     

海拔和收获期对小京生花生还原糖含量的影响

对新昌县不同海拔高度所产的小京生花生、不同时期收获的小京生花生还原糖含量进行比较,结果表明,小京生还原糖含量(Y^)和海拔高度(X)呈显著直线回归关系,回归方程为Y^=0.145 5+0.000 2X,相关系数(r)为0.946 7,海拔最低(65 m)和最高(598 m)的小京生花生还原糖含量相差0.109 0百分点,海拔平均每升高100 m,还原糖含量约增加0.020 4百分点;推迟收获期,小京生还原糖含量也相应增大。     

密度、氮肥及硼肥对紫色辣椒凤紫运1号的产量效应分析

采用三因素五水平二次回归正交旋转组合设计的方法,研究不同密度(x₁)、氮肥(x₂)及硼肥(x₃)对凤紫运1号紫色辣椒产量的影响,结果表明,三个因素线性项对辣椒产量影响为正向极显著,效应大小顺序是x₂>x₃>x₁,二次项影响为负向极显著,顺序是x12>x32>x22,x₁x₃互作效应正向极显著,x₁的边际效应最大。当定植密度4 123株·667m^-2,氮肥40.020 kg·667m^-2,硼肥1.000 kg·667m^-2时产量最高,为3 206.678 kg·667m^-2。综合因子频数分析表明,95%置信度下凤紫运1号产量高于2 500 kg·667m^-2的高产栽培的因子优化组合为:密度3 903~4 172株·667m^-2,氮肥施量31.186~36.081 kg·667m^-2,硼肥施量0.724~0.880 kg·667m^-2。     

微生物除臭剂应用于畜禽养殖场的研究现状

畜禽养殖过程中排放的NH₃、H₂S和挥发性有机物(VOCs)等恶臭气体对环境、人和动物的健康造成严重的危害。本文概述了畜禽养殖场恶臭气体主要成分及来源、微生物除臭剂的作用机理和研究进展,重点讨论了微生物法降解恶臭气体机理。畜禽养殖场恶臭气体主要来源于动物肠道菌群和畜禽粪尿中土著微生物的厌氧发酵,成分复杂,恶臭气体减排调控成为当前畜禽养殖场的重要任务。生物法除臭因对环境适应能力强、作用时间长、去除效果好而成为当前应用于畜禽养殖场去除恶臭气体的主要手段。微生物除臭剂是将除臭微生物进行组合,利用其生理代谢活动将恶臭气体作为营养物质分解并氧化成CO₂、H₂O、S {\mathrm{O}}_4^{2-}和N {\mathrm{O}}_3^{-}等无臭、无害的终产物。     

基于环境因子的东南太平洋智利竹筴鱼剩余产量模型建立

为探究环境因子对智利竹筴鱼资源丰度的影响，根据2012—2018年4—8月中国东南太平洋智利竹筴鱼（Trachurus murphyi）渔捞日志数据，基于不同环境因子（海面温度、叶绿素a浓度、海面温度异常值和海面高度异常值）组合建立5个环境剩余产量（EDSP）模型。结果表明：海面温度对智利竹筴鱼单位捕捞努力量渔获量影响最大，其次为海面温度异常值和叶绿素a浓度，海面高度异常影响相对较小；基于海面温度、叶绿素a浓度、海面温度异常值和海面高度异常值的剩余产量模型拟合程度最好，表达式为C_n=\mathrm{1.749}\text{?}\mathrm{12}{E}_n-\mathrm{0.000}\text{?}\mathrm{13}{E_n}^{\mathrm{2}}+\mathrm{0.003}\text{?}\mathrm{50}{T}_n{E}_n-\mathrm{1.978}\text{?}\mathrm{76}{A}_n{E}_n-\mathrm{2.755}\text{?}\mathrm{30}{H}_n{E}_n+\mathrm{0.246}\text{?}\mathrm{74}{S}_n{E}_n；捕捞努力量、海洋环境因子海面温度、叶绿素a浓度、海面温度异常值和海面高度异常值均不同程度地影响智利竹筴鱼资源丰度的变动。     

灌水器间距对涌泉根灌双点源交汇入渗水氮运移特性影响研究

为研究不同灌水器间距对湿润体特性及水氮运移规律的影响,优化涌泉根灌灌水器相关技术要素,在西北农林科技大学远志山试验站进行了双点源交汇入渗试验。试验设置3个灌水器间距水平（40、50、60 cm）,肥液质量浓度为10 g·L^-1,涌泉根灌灌水器流量为5 L·h^-1,探究不同灌水器间距对涌泉根灌肥液交汇入渗特性及湿润锋运移规律、土壤水分、铵态氮（NH{}_{\mathrm{4}}^{+}-N）和硝态氮（NO{}_{\mathrm{3}}^{-}-N）分布特性的影响。结果表明,涌泉根灌不同条件下,自由入渗和交汇入渗累积入渗量、增渗量以及不同方向湿润锋运移距离均与灌水器间距呈正比例幂函数关系（R²>0.9,P<0.01）;灌水器间距越大,交汇面向上、向下湿润锋运移距离越小（P<0.05）;交汇入渗侧土壤含水率降低幅度小于自由入渗侧,灌水器间距越大,交汇面湿润程度越低（P<0.05）;自由入渗条件下,距灌水器出水口距离越大,NH{}_{\mathrm{4}}^{+}-N含量降低越显著（P<0.05）,而交汇入渗侧NH{}_{\mathrm{4}}^{+}-N含量降低幅度小于自由入渗侧;NO{}_{\mathrm{3}}^{-}-N含量在不同时刻、不同位置有较大差异,灌水结束后,湿润区表层土壤NO{}_{\mathrm{3}}^{-}-N含量略有降低,水分分布时间越长,不同土层深度处的NO{}_{\mathrm{3}}^{-}-N含量越高（P<0.05）。建立了涌泉根灌交汇入渗累积入渗量、湿润锋运移距离随时间和灌水器间距变化的数学模型,其中模型参数K、a与灌水器间距呈幂函数关系变化,K值随间距的增加而减小,a值随间距的增加而增大;建立了土壤含水率、土壤NH{}_{\mathrm{4}}^{+}-N及NO{}_{\mathrm{3}}^{-}-N含量与灌水器距离之间的关系模型,并对入渗土体任一点至灌水器中心距离r处土壤含水率、NH{}_{\mathrm{4}}^{+}-N及NO{}_{\mathrm{3}}^{-}-N含量进行了定量估算,估算结果偏差在±10%以内。研究结果为涌泉根灌节水灌溉技术的进一步完善奠定了科学基础。     

初始pH值对畜禽粪便和菌渣混合高温堆肥的影响

以猪粪和菌渣为主要原料,过磷酸钙和石灰作为pH调节剂,设计8个不同pH值的堆肥处理,研究堆肥初始pH值与堆肥腐熟进程及理化性状的关系。结果表明,在本试验条件下,随着堆肥初始pH值的提高,堆肥升温速率、最高温度和有机物降解率均上升。然而,pH值的提高导致堆肥中NH4+-N的积累量下降,堆肥产品中氮素损失上升。综合考虑堆肥效率和产品质量等因素,建议畜禽粪便堆肥中添加石灰量不要超过堆料鲜质量的0.6%或添加过磷酸钙量不要超过堆料鲜质量的5.2%。堆肥初始pH值在6.42~6.83之间有利于减少氮素损失和提高堆肥效率。     

干旱胁迫对三角梅生长及生理生化的影响

为研究干旱条件下三角梅的生长及生理生化响应,以一年生长势一致、健康无病虫害的‘同安红’三角梅为试验材料,采用自然干旱法,测定其在自然干旱条件下的地径、叶片含水量、光合参数、过氧化氢(H₂O₂)含量,超氧自由基( {\mathrm{O}}_2^{·}-)产生速率及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性。结果表明,随着干旱程度的增加,三角梅的地径增量、叶片含水量、净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)和蒸腾系数(T_r)不断降低,至停水35 d时,下降至最低;而H₂O₂含量、 {\mathrm{O}}_2^{·}-产生速率及SOD、CAT和APX含量则呈持续增加的趋势,在停水21 d(轻度)、28 d(中度)、35 d(重度)时,相比对照差异显著。因此,三角梅可以抵抗轻微程度的干旱,而在重度干旱条件下生长受到抑制。     

不同调理剂对秸秆沼渣堆肥的影响

为了解不同调理剂对秸秆沼渣堆肥的影响,分别选择木屑、花生秸秆、玉米秸秆、小麦秸秆、大豆秸秆、芦苇秸秆和水稻秸秆作为调理剂,与秸秆沼渣以1∶5(以鲜质量计)的比例均匀混合,进行30 d的好氧堆肥,研究加入不同调理剂后,沼渣堆肥过程中物理、化学、生物学性质的变化。结果表明,木屑、花生秸秆、玉米秸秆、小麦秸秆、大豆秸秆、芦苇秸秆和水稻秸秆均可作为秸秆沼渣堆肥的调理剂促进堆体快速升温,且可达到无害化要求。秸秆处理可延长高温(≥55 ℃)持续时间,好于木屑处理,但木屑处理可降低堆肥体系中可溶性盐的含量。以大豆秸秆为调理剂,可提高堆体温度,最高可达到68 ℃,可提高多酚氧化酶活性,促进腐殖质的形成。以水稻秸秆作为调理剂时,可降低堆肥体系的pH值,提高NO3--N含量和纤维素酶活性,利于纤维素的降解。以大豆秸秆和水稻秸秆作为调理剂时,两者的堆肥产品可促进种子根的生长,种子发芽指数分别达到137.06%和138.26%,提高了堆肥的品质。     

增氧水输入对壤土土壤氮的影响

【目的】研究不同溶解氧含量的增氧水对壤土土壤矿化作用和硝化作用的影响,分析增氧水输入提高土壤的供氮能力的作用机制。【方法】以壤土为供试土壤,采用室内土壤培养方法,选取常规水(RCK)、自然空气供氧曝气增氧(RD₁)、33％增氧供氧曝气增氧(RD₂)和90％增氧供氧曝气增氧(RD₃)4个不同浓度增氧水输入,测定不同培养时间下不同浓度增氧水输入下壤土土壤的 {\mathrm{NH}}_{\mathrm{４}}^{＋}-N和 {\mathrm{NO}}_{\mathrm{３}}^{-}-N含量,计算土壤净氮矿化量、净氮矿化速率、硝化率和硝化速率以及拟合各处理条件下土壤 {\mathrm{NH}}_{\mathrm{４}}^{＋}-N含量与培养时间t的回归公式以及模型特征值,分析不同处理的输入效果。【结果】与达到最大消耗速率所用时间的变化趋势相反,4个不同处理中初始消耗速率V₀和最大消耗速率V_max的趋势变化均为RCK123,初始消耗速率V₀的最大值(8.950 1 mg／(kg・d)),最大消耗速率V_max的最大值(13.019 8 mg／(kg・d))和达到最大消耗速率所用时间T_Vmax的最小值(1.502 1 d)均是RD₃处理;相同增氧浓度条件下,壤土土壤净氮矿化量和硝化率随时间的增加呈现上升趋势,而壤土土壤净氮矿化速率和净硝化速率随时间的增加呈现下降趋势;在同一培养时间时期下,壤土土壤净氮矿化量、净氮矿化速率、硝化率以及净硝化速率的变化趋势均呈RCK123处理的关系。【结论】增加输入水氧浓度会加速壤土氮素转化,增强土壤的矿化作用和硝化作用,改善土壤微生物的活动及矿物质的转化,提高土壤的供氮能力。     

杭州地区芹菜茎基腐病病情消长规律与动态模型

近年来,随着绿叶芹菜种植面积扩大及无休耕期栽培,芹菜茎基腐病呈逐年加重趋势。2018—2019年采用定社定田不定时系统调查方法和气象要素相关筛选建模办法,对杭州市水良蔬菜专业合作社蔬菜基地的芹菜茎基腐病病情消长情况进行跟踪监测研究。结果显示,芹菜茎基腐病病情季节性消长变化表现为m形波状轨迹,首波为6月中旬苗期,Ⅱ波为9上中旬叶丛生长期,Ⅲ波为尾波,11月上旬心叶肥大采收期;其波值(发病率)存在随波由强减弱趋势。影响因素主要有品种、连作强度、农作组合模式以及气温、雨量、日照等气象要素。通过病情与其前第1、2、3旬平均气温(T_n)、雨量(R_n)、日照(S_n)逐步回归筛选分析,建立数学模型为M_n=77.151 175 9-0.156 041 637 56 {T_n}_{-3} +2.015 985 432 7 {R_n}_{-3} -1.259 746 529 8 {S_n}_{-3} (n=11,P=0.000 3,r=0.920 9 ^**),表明其病情变化与前第3旬气象3要素复合影响存在极显著相关关系,可应用此模型提前3旬作出发病趋势预报,这对提高芹菜茎基腐病监测预警水平,有效控制芹菜茎基腐病发生具有重要指导意义。     

基于高分三号卫星数据与Η/Α/α-分解特征参数的农作物分类研究

利用高分三号(GF-3)卫星的全极化C波段多极化合成孔径雷达数据,基于Η/Α/ \stackrel{-}{\alpha }极化分解提取香农熵(SE)及其强度分量(SE_I)和极化分量(SE_P)、单次反射特征值相对差异度(SERD)、二次反射特征值相对差异度(DERD)、极化比(PF)、基准高度(PH)、极化不对称性(PA)和雷达植被指数(RVI)共9个特征参数,将其应用于农作物分类研究中,以支持向量机(SVM)和随机森林(RF)算法为例,初步探索了基于Η/Α/ \stackrel{-}{\alpha }分解提取的这9个特征参数在GF-3数据支持下的农作物分类潜力。结果显示:单独将SERD、PH、PF、RVI和SE_P参数用于2种分类方法时,分类精度较高,在82%~92%;但单独运用PA、DERD、SE和SE_I的分类精度均低于80%。将分类精度较低的4个参数组合后,分类精度明显提高,在SVM和RF下的总体分类精度分别达到93.02%和92.05%,Kappa系数均大于0.8。结果表明,基于全极化GF-3数据和Η/Α/ \stackrel{-}{\alpha }极化分解方法提取的9个特征参数,能很好地表征农作物的散射特征,可用于农作物分类研究。     

欠量灌溉供水率胁迫强度与玉米产量的规律分析

【目的】研究和建立供水率与抗旱性的理论关系模型,为欠量灌溉玉米抗旱性精准鉴定提供理论依据。【方法】2017~2019年选择12个杂交种,设置6个水分梯度的欠量胁迫处理,各处理区全程灌水8次,出苗水均为675 m³/hm²,其余的7次灌水量按照100%、80%、60%、40%、20%和0%比例减少,以形成不同的干旱胁迫强度;在缺次灌溉模型的基础上等价变换和推导,建立欠量灌溉模型,并对模型进行验证。【结果】供水率与玉米抗旱性关系的理论模型γ= Φ^k/(Φ^k + {\Phi }_h^k),该模型能描述玉米杂交种的抗旱系数(γ)随供水率(Φ)变化的幂饱和曲线。 12个玉米杂交种的抗旱系数计算值与实际测定值间的相关系数为0.973~0.995(平均0.987),达到了极显著水平 (P_0.01=0.917);模型拟合得出的残差预测偏差RPD值为3.914~9.485,均大于3.0,拟合效果良好。【结论】建立的欠量供水率与玉米抗旱性的模型可用于玉米抗旱性的精准鉴定;其中,半产供水率Φ_h和水分敏感系数k均具有明确的生物学意义,是玉米抗旱性的两个重要指标,2者数值均小的品种具有相对稳定的抗旱性。     

基于高光谱特征参数优选的土壤盐分含量建模及其验证

目的 研究不同维度光谱变换下土壤盐分反演模型及其验证。方法 以博斯腾湖西岸湖滨绿洲为研究区,面向ASD高光谱数据,利用17种一维数学变换光谱和3种二维变换光谱指数,分别与实测土壤盐分进行相关分析,得到0.01显著性检验水平下初步优选的光谱特征参数,基于VIP准则选入最佳自变量实现PLSR模型构建,进行精度验证。结果 研究区干季土壤平均反射率随含盐量的增加而高于湿季土壤平均反射率,尤其体现在590、800、1 810、2 150 nm处;17种一维单波段光谱变换中,对数倒数的一阶微分(1/lgR)变换与土壤盐分含量相关性最好,峰值敏感波段为1 083 nm,相关系数绝对值|r|最高达0.63;3种二维两波段光谱变换中,归一化光谱指数NDSI(R_{1 780},R_{1 742})与土壤盐分含量相关性最好,相关分析决定系数R ²最大值为0.57;基于特征归一化光谱指数结合VIP准则进行自变量筛选的PLSR估算模型效果最佳,土壤盐分建模集和验证集的决定系数 {R_{\mathrm{V}}}^2 达0.77,均方根误差RMSEV为0.64 g/kg,相对分析误差RPD为2.11。 结论 利用归一化光谱指数NDSI建立PLSR高光谱模型可有效地对研究区土壤盐分进行定量估算。