Influence of fertilization and organic amendments on organic‐carbon fractions in Heilu soil on the loess plateau of China

The influence of fertilization on organic‐carbon fractions separated by density and particle size in Heilu soil (Calcic Kastanozems, FAO) was investigated in a 20‐year (1979–1999) long‐term experiment on the Loess Plateau of China. Compared to an unfertilized treatment, N application alone did not increase total organic carbon (TOC) and its fractions of density and particle size. However, the treatment of N + P fertilization significantly increased salty‐solution–soluble organic carbon (SSOC), microbial biomass C (MB‐C), and organic C associated with fine silt. When manure was applied alone and in combination with N and P fertilizer, the light fraction of organic C (LFOC), SSOC, and MB‐C were increased significantly, and the TOC was as high as that of a native Heilu soil. Organic C associated with different particle‐size fractions was also increased significantly, and the allocation of C among the fractions was altered: the proportions of C in sand (>50 μm), coarse‐silt (20–50 μm), and fine‐clay (<0.2 μm) fractions were increased whereas fine‐silt (2–20 μm) and coarse‐clay (0.2–2 μm) fractions were decreased. It is concluded that N fertilizer alone is not capable of restoring organic‐matter content in the Heilu soils of the Loess Plateau and that C‐containing material like manure and straw is necessary to produce significant increase in soil organic carbon in these soils.     

Effects of accelerators on mobility of 14C-2,4-dichlorophenoxy butyric acid in plant cuticles depends on type and concentration of accelerator

Effects of diethyl suberate (DESU), diethyl sebacate (DES), dibutyl suberate (DBSU), dibutyl sebacate (DBS), and tributyl phosphate (TBP) on diffusion of 14C-2,4-dichlorophenoxy butyric acid (2,4-DB) across cuticular membranes (CM) was studied. Astomatous CM were isolated enzymatically from Stephanotis floribunda Brongn. leaves, and diffusion was measured at 20 degrees C. The alkyl-substituted dicarboxylic acids constitute a homologous series with carbon numbers increasing from C12 to C18. Molecular weights increased only moderately from 230.0 (DESU) to 314.5 (DBS), while partition coefficients varied over orders of magnitude from 92 (DESU), to 1213 (DES), to 15,988 (DBSU), to 210,762 (DBS). All the above compounds turned out to be accelerators as they increased 2,4-DB mobility by up to 40-fold with accelerator concentrations in the CM ranging from only 9.2 to 105 g kg(-1). Efficacy (2,4-DB mobility in the presence/mobility in the absence of accelerators) increased with increasing concentrations of accelerators in CM or in reconstituted cuticular waxes. Plotting efficacy vs accelerator concentration in the CM resulted in straight lines, and their slopes increased in the order DBS (0.14), DBSU (0.31), DES (0.51), and DESU (0.85). Hence, DESU was the most powerful accelerator in this series as it increased 2,4-DB mobility in the CM about 6 times more than DBSU. Waxes constitute the major barrier in plant cuticles, and plots of efficacy vs accelerator concentration in Stephanotis wax were also linear, but compared to CM slopes were steeper by factors of 3.20 (DBS), 2.97 (DBSU), 2.70 (DES), and 1.62 (DESU). TBP was similarly effective as DESU, but plots of efficacy vs concentration were not linear, and curves approached a plateau at 60-80 g kg(-1). These data are discussed with regard to suitability of these accelerators for formulating systemic pesticides.     

不同氮效率水稻品种增硝营养下根系生长的响应特征

试验采用两室分根盒和溶液培养方法,研究了在增硝营养下不同氮效率水稻品种根系生长的响应特征。结果表明,在本试验条件下,与全铵培养下的根系相比,氮高效水稻品种南光在铵硝混合培养下的根系干重和氮积累量显著增加,增幅达33%和41%;同时其根系表面积、根系体积和侧根数增幅均达到显著水平,但根系长度却无明显增加。氮低效水稻品种Elio在铵硝混合培养下的根系生长差异均不显著。这表明氮高效水稻品种南光的根系生长对增硝营养的响应度强,进而促进了根系对氮素的吸收利用。从本试验的结果可推论,水稻对增硝营养的强响应度可能是水稻氮素高效吸收利用的生理机制之一。     

重庆市某危岩治理研究浅析

危岩治理应在充分调查分析其发育的地质环境条件基础上,有针对性地采取各种治理措施,确保危岩的稳定性,同时要加强排水和监测工作。根据对重庆市某危岩特定地质环境条件的分析,采取了清除、支撑、排水、充填、灌浆等措施成功地进行了危岩治理。     

青海大通退耕还林工程区的林木耗水特性

 为了给退耕还林工程建设的树种选择提供依据,2002—2003年,通过实地观测并应用PenmanMonteith方程和定位通量法,对青海大通黄土高寒区自20世纪80年代陆续退耕还林后营造的青海云杉、紫果云杉、华北落叶松、白桦、青杨和沙棘进行了林木耗水特性研究。结果表明:2种方法测算林地蒸散的月平均相对误差是57%。中龄林的青杨沙棘混交林、白桦纯林、青杨灌木混交林和白桦青海云杉沙棘混交林的生长季蒸散总量为488～538mm,其中蒸腾量占蒸散总量的74%～79%,林地土面蒸发总量占蒸散总量的10%～12%,林地无地表径流产生;处于幼龄生长阶段的紫果云杉、青杨、华北落叶松、青海云杉混交林生长季蒸散总量为450～510mm,其中蒸腾总量占蒸散总量的45%～69%,林地土面蒸发总量占蒸散总量的16%～44%,地表径流量占林地降水量的1%～6%。大部分林分6—8月的蒸腾耗水量占全年的80%。     

春小麦品质性状对不同密度、N肥反应的研究

试验使用裂区设计研究了14个稳定的春小麦品种（系）的5个品质性状（麦谷蛋白大聚合体、伯尔辛克值、沉降值、粗蛋白含量、湿面筋）对密度、施氮量的反应，发现施氮量是决定5个品质性状的主要环境因子，对施氮量敏感性从大到小依次为麦谷蛋白大聚合体、蛋白质、湿面筋含量、沉降值、伯尔辛克值。     

SWAT模拟耕作方式与盐分对区域土壤氮运移及作物产量影响

耕作方式与土壤盐渍化是影响河套灌区氮素流失及作物产量的重要因素。明确不同耕作方式与盐渍化水平下硝态氮运移量及作物产量的变化,可为制定合理的灌区耕作措施及盐渍化治理方案提供理论依据,对于揭示灌区氮素流失控制及不同作物增产潜力具有重要意义。该研究基于验证后的SWAT（Soil and Water Assessment Tool）模型,以河套灌区2种主要土壤类型为研究对象,设置不耕作（指不添加耕作管理,CK）、免耕（T1）、少耕（T2）、常规春耕（T3）和模板犁（T4）5种耕作处理,非盐化土（S1）、轻度（S2）、中度（S3）、重度（S4）4种盐分水平,研究耕作方式与土壤盐分对灌区产水量、作物吸氮量、硝态氮淋溶量及运移量、作物产量的影响。结果表明：耕作方式与土壤盐分对区域总产水量、作物吸氮量、硝态氮淋溶量、硝态氮运移及作物产量均有显著影响（P<0.05）。其中,区域产水量、硝态氮淋溶量、不同水文路径（地表、侧向和地下径流）硝态氮运移量及小麦产量均随耕作混合深度与混合效率的增加逐渐减少;作物吸氮量、玉米与葵花产量均随耕作混合深度与混合效率的增加逐渐增加。与CK相比,模板犁耕作作物吸氮量平均增加11.78%,硝态氮淋溶量平均减少16.5%,有效降低了土壤养分流失和地下水污染。增加土壤盐分通过降低土壤层有效持水量,显著增加了区域总产水量、硝态氮淋溶量（草甸盐土除外）及硝态氮地下运移量,减少了作物吸氮量和作物产量。与非盐化土相比,重度盐化土处理小麦、玉米、葵花产量平均显著减少19.15%、27.31%、26%（P<0.05）。增加土壤盐分相比转变耕作方式更能影响区域产水量、土壤养分和作物产量。因此,为更好解决灌区污染严重和作物产量下降等问题,仍需将区域土壤盐渍化防控与治理放在首要位置。     

非对称保温塑料大棚内主动通风式酿热补气系统应用初探

为提高保温型塑料大棚室内空气温度、CO2浓度,该研究在非对称保温塑料大棚内部设计了一种便于控制通风时间的主动通风式酿热补气系统,该系统主要包括发酵池（长×宽×高：7.0 m × 2.0 m × 2.0 m）、透气板、过滤装置及喷灌装置。以牛粪和小麦、玉米和番茄秸秆为原料,探究了堆肥发酵过程中的温度特征、棚内增温效果、CO2补充效果及其他有害气体扩散特征。结果表明：1）该系统内堆体温度50 ℃以上共计30 d;2）与对照塑料大棚相比,试验塑料大棚提高夜间空气温度1～3 ℃;3）堆肥过程中释放的CO2气体使182 m2测量区域内的平均CO2浓度最高达到1 997 μmol/mol;4） 测量区域内NH3、N2O、CH4的浓度变化范围分别是5.7～18.5、1.0～2.4、115～315 μmol/mol。主动通风式酿热补气系统可为保温型塑料大棚提供热量和作物生长所需的CO2。     

基于地理探测器的重庆坡耕地时空格局演变特征及驱动机制

坡耕地是耕地的重要组成部分,分析坡耕地时空格局演变规律及驱动因素,有益于为合理利用坡耕地资源及生态功能修复与保持提供参考。基于2000-2018年坡耕地空间分布信息,利用土地利用转移矩阵、局部空间自相关（Local Spatial Autocorrelation, LISA）、地理探测器（Geodetector）等方法,从坡耕地时空变化特征、坡耕地冷热点格局和坡耕地变化驱动因子等方面开展,揭示重庆坡耕地时空分布特征及驱动因素。结果表明：1）与2000年相比,2018年重庆坡耕地面积减少2.40%,坡耕地2.23 万km2,占耕地59.35%。6个区县（渝中、江北、江津、南岸、大渡口、石柱）年均坡耕地变化动态度大于1%,不同区县坡耕地面积变化趋势差异明显。2）近18年坡耕地与林地、草地、水田、建设用地等地类发生显著转移,转出、转入总体较均衡,其中坡耕地退为林地主要集中位于秦巴和武陵山区的石柱、武隆、丰都、云阳等区县,在土地利用转移过程中坡耕地面积呈小幅度减少趋势。3）坡耕地局部空间自相关异质性较显著,大多数区域坡耕地面积呈高-高和低-低聚集状态,热点区集中在渝东北区,冷点区分布在渝西区和主城区。4）林业产值、农村居民人均纯收入、粮食产量、乡村从业人员、农林水支出等经济、社会及政策因素是主要驱动因子,各因子间的交互作用大部分为非线性增强和双因子增强,其中解释力较大的交互驱动因子为粮食产量/坡度（2005年,0.927）、农村居民人均纯收入/常住人口（2018年,0.910）,海拔、降雨等自然因素对坡耕地变化有一定影响,但经济发展、政策调控、农民收入、城市扩张等社会经济因素是坡耕地变化的主要驱动因子。研究结果可为重庆以及西南山地丘陵区坡耕地资源保护与格局优化提供科学依据。     

农产品区块链信息可信评估差异化共享模型设计与实现

针对现有的农产品区块链溯源系统中,数据差异化共享与追溯效率不高,难以保障上链数据可信性的问题。该研究通过分析农产品供应链各环节业务逻辑与数据组成,设计了农产品区块链信息可信评估差异化共享模型。提出了农产品区块链信息可信评估差异化共享架构,构建了农产品信息存储优化模块,基于区块链技术建立企业链、溯源链,将数据按隐私性分账本存储于企业链,全供应链公开数据存入星际文件系统（InterPlanetary File System,IPFS）后,返回的数据哈希值存储于溯源链,通过企业链账本维护策略实现了供应链数据的高效性共享与追溯;设计了基于层次分析法的企业信誉度评估机制,根据企业和消费者对链上数据可信度的评估结果对数据发布节点进行信誉积分奖惩,提升链上数据可信性;并通过智能合约实现了数据格式和内容的链前监管。基于Hyperledger Fabric平台研发农产品区块链信息可信评估差异化共享系统,在某茶叶供应链上进行应用与测试。测试结果表明,此模型与现有数据差异化共享模型相比,数据存储时间缩短16.7%,隐私数据查询时间缩短10.01%,公开数据查询时间缩短38.3%。该研究提出的方法能够实现农产品供应链数据差异化共享,提供高效可信溯源服务,为农产品可信溯源系统的设计提供参考。