无机与有机肥配施下紫色土铵态氮、硝态氮时空变异研究——夏玉米季

研究分析夏玉米季几种施肥制度紫色土NH 4-N和NO-3-N含量时空分配特征结果表明,各处理土壤NH 4-N、NO-3-N含量负相关性强;土壤NH 4-N含量随时间呈“波浪”形变化,成熟期剖面含量呈“K”字型分布,而土壤NO-3-N含量则时空分布均较紊乱。降雨和作物根系分布是影响土壤NO-3-N运移的重要因子,降雨对土壤NO-3-N的淋溶影响显著,施肥改变了土体NO-3-N含量,增强淋溶的可能性,其淋溶趋势为纯化肥>纯猪粪>猪粪 化肥>对照(CK)处理;作物根系分布与土体NO-3-N的吸收与淋失密切相关,施用有机肥促进作物根系生长,有利于作物对深层次养分的吸收利用;合理施用有机肥猪粪对土体NO-3-N淋失有一定固持作用,阻碍了NO-3-N向下迁移。并指出应重视纯化肥尿素处理土壤NO-3-N移出下层土体(30~80cm)污染地下水体的危险性。     

施肥方式对冬小麦—夏玉米轮作土壤N_2O排放的影响

氧化亚氮(N_2O)是一种重要的农田温室气体,本研究利用紫色土长期施肥试验平台,采用静态箱/气相色谱法对紫色土旱作农田冬小麦—夏玉米轮作系统的N_2O排放进行了定位观测(2012年11月至2013年9月),研究单施氮肥(N)、常规氮磷钾肥(NPK)、猪厩肥(OM)、猪厩肥配施氮磷钾肥(OMNPK)和秸秆还田配施氮磷钾肥(ICRNPK)等施肥方式对紫色土N_2O排放特征的影响;不施肥(NF)作为对照计算排放系数,以探寻紫色土地区可操作性强、环境友好的施肥方式。结果表明,所有施肥方式的N_2O排放均呈现双峰排放,峰值出现在施肥初期;玉米季N_2O排放峰值显著高于小麦季(p0.05)。在相同的施氮水平(小麦季130 kg hm~(~(-2)),玉米季150 kg hm~(~(-2)))下,施肥方式对N_2O排放和作物产量均有显著影响(p0.05)。N、OM、NPK、OMNPK和ICRNPK处理的土壤N_2O周年累积排放量分别为1.93、1.96、1.12、1.50和0.79 kg hm~(~(-2)),排放系数分别为0.62%、0.63%、0.33%、0.47%和0.21%,全年作物产量分别为4.35、11.95、8.39、9.77、10.93 t hm~(~(-2))。施用猪厩肥显著增加N_2O排放量,而秸秆还田在保证作物产量的同时显著降低N_2O排放量,可作为紫色土地区环境友好的施肥方式。土壤无机氮(NO_3~--N和NH_4~+-N)是N_2O排放的主要限制因子。因此,在施氮水平相同时,施肥方式对紫色土活性氮含量的影响导致N_2O排放差异显著,是土壤N_2O排放差异的根本原因。土壤孔隙充水率也是影响N_2O排放的重要环境因子,并且其对N_2O排放的影响存在阈值效应。     

畜禽基因组选择中贝叶斯方法及其参数优化策略

品种选育在畜禽育种中占十分重要的地位,基因组选择作为畜禽育种的新兴技术手段而备受关注。其优点为可以缩短世代间隔,加快遗传进展,可以不依赖于表型进行选择。2001年,Meuwisen提出基因组选择的概念后,基因组选择首先应用于奶牛育种,至2014年8月,国际公牛组织已有34个成员国在其国家奶牛育种群中应用基因组选择。随着基因组选择的不断推广应用,提高基因组育种值估计准确性的问题有待于解决,当前对基因组选择方法的研究和探讨正在不断深入,有效的模型及算法对提高基因组育种值估计的准确性具有重大现实意义。至今已有17种贝叶斯方法相继被提出,本文简要介绍了基因组选择中的经典BayesA和BayesB方法,其中BayesA假设所有位点都有效应,BayesB假设部分位点有效应,且这部分有效应的位点所占的比例很小,它们的假设模型和算法都不相同。Meuviwisen提出经典贝叶斯方法后,其它贝叶斯方法犹如雨后春笋般涌出,这些新方法的提出,都是基于经典贝叶斯方法原理,对假设模型和算法进行适当改进,以期对模型中的参数进行优化。如BayesC方法在BayesB的基础上对模型中的π值进行优化,BayesCπ和 BayesDπ是在BayesC的基础上进行改进,这两种方法假设各位点的效应方差是相同的,而BayesC假设各位点的效应方差是不同的,BayesDπ又是在BayesCπ基础上对效应方差服从尺度逆卡方分布中的尺度参数进行优化。Bayes Lasso的思想和BayesA一样,不同之处在于它假设标记效应服从另一种分布-拉普拉斯分布,所以标记效应的后验分布也随之改变。BayesRS方法假设各位点的效应方差是按占一定比例的总遗传方差分配的。其它的贝叶斯方法也都是在前人研究的基础之上对模型中的先验假设进行变换和模型中的参数进行优化,以期寻找最适合群体的假设模型和参数。目前广泛应用的贝叶斯算法仍是经典贝叶斯算法以及BayesCπ,这是由于它们计算结果的稳定性和较高的基因组育种值估计准确性。在这3种贝叶斯算法中,基因组育种值估计准确性基本上是BayesB＞BayesCπ＞BayesA,但某些性状计算的基因组育种值准确性结果并非如此。相对于经典贝叶斯方法,参数优化过程在一定程度上提高了基组育种值估计的准确性。总之,在经典贝叶斯方法的基础上,贝叶斯方法的改进算法及其参数优化策略围绕着以提高基因组育种值估计的准确性为目的,通过生物遗传算法与实际的群体情况相结合,寻找最适的假设模型和参数优化策略,丰富和拓展了基因组选择算法,并能使得基因组育种值更具参考价值。由于中国的动物育种历程与国外育种差距甚远,利用基因组选择可以加快畜禽育种进程,进而还可以培养新品系,丰富遗传资源。同时对基因组选择在中国的方法研究及应用进行了介绍,面对基因组选择的种种优点,全基因组选择育种技术势在必行。此外,文章还探讨了畜禽基因组选择中贝叶斯方法及其参数优化策略存在的主要问题和今后研究的热点,以期为获得更加可靠和快捷的基因组选择算法提供参考。     

长期施肥对紫色土旱坡地团聚体与有机碳组分的影响

以紫色土旱坡地长期肥料试验地为平台,采用钢珠与湿筛的方法对团聚体有机碳进行分组,研究长期不同施肥对耕作层土壤水稳性团聚体及其有机碳组分的影响。结果表明,有机、无机肥配施显著提高大于2 mm和0.25~2 mm大团聚体的质量百分数、有机碳含量和有机碳贡献率,促进土壤有机碳向大团聚体富集;有机、无机配施可显著提高大团聚体中颗粒态有机碳(POM)、微团聚体有机碳(mM)和粉黏结合态有机碳(SC)的含量和储量,并提高POM组分的贡献率,促进大团聚体中有机碳向颗粒态富集,这说明增施有机肥更利于大团聚体对土壤颗粒态有机碳库的保护和储存;紫色土旱坡地土壤有机碳及大团聚体中有机碳的储量绝大部分以SC形式存在,大团聚体中SC组分储量的提高有利于紫色土旱坡地土壤有机碳的固定和累积,且在有机、无机肥配施中使用秸秆的效果优于猪厩肥。     

长江上游及西南诸河区水土流失现状与综合治理对策

长江上游及西南诸河区横跨我国地貌第1级台阶和第2级台阶,地形起伏显著,构造运动强烈,降雨集中,人类活动强度大,水土流失发育,侵蚀类型多样。该区水土流失的特点有：坡耕地分布广泛,侵蚀强烈,是水土流失的主要来源;泥石流、滑坡量大面广,活动频繁,威胁工程与公共安全;库区水土流失普遍发育,面源污染严重,威胁水库水质;江河源区冻融、水力、风力侵蚀交互作用,草地退化严重,降低生态功能;石漠化过程加剧,危及土地安全,导致区域贫困;工程建设规模巨大,侵蚀产沙剧烈,成为新增水土流失的重要因素。针对该区水土流失的特点,提出如下治理对策：进行以坡改梯和坡面水系建设为主的坡耕地综合整治;重点治理泥石流和滑坡,控制沟谷蚀;建设清洁小流域,综合控制面源污染;改良牧业生产方式,保护草地,修复生态;开展石漠化综合防治,抢救性保护土壤资源;加强水土保持预防监督,落实工程建设水土保持,有效减轻工程建设产生的水土流失。     

稻田水旱轮作系统对土壤有机碳及产量的短期影响

[目的]探明不同水旱轮作系统对稻田不同土层土壤活性有机碳组分、碳库管理指数、土壤有机碳储量和作物产量的短期影响。[方法]2017年在荆州市江陵县三湖农场开展试验,采用随机区组设计,设置中稻-冬闲(RF)、中稻-油菜(RR)、中稻-小麦(RW)和春玉米-晚稻(MR)4种种植模式。[结果]与RF处理相比,MR处理显著降低了稻田不同层次的土壤总有机碳含量;且RW、RR和MR处理均降低了稻田土壤活性有机碳含量。MR处理有利于碳库活度和碳库活度指数的提高,RR处理则利于稳态碳和碳库指数的提高。不同土层各处理的土壤有机碳储量差异趋势一致,均为RR>RF>RW>MR,与RF处理相比,RR处理土壤有机碳储量增加了8.14%。与RF处理相比,RW、RR和MR处理产量分别增加了46.71%、35.77%和35.33%。[结论]RR模式更有利于稻田土壤有机碳的固持,是适宜在当地推广的水旱轮作模式。     

基于数字孪生的智能驾驶汽车整车在环测试系统研究

数字孪生（Digital Twins,DT）是借助实时仿真技术将真实物体映射到虚拟世界的系统,应用数字孪生技术可实现虚拟道路场景下真实智能汽车的自动驾驶测试。设计了一套基于数字孪生的智能驾驶汽车整车在环测试系统,并将其应用于AEB系统的开发验证。在数字孪生技术框架下结合仿真测试工具、V2X通信设备、真实测试车辆等功能单元,形成虚拟环境与真实环境相互映射的整车在环测试系统。基于虚幻引擎（Unreal Engine）4构建真实驾驶环境的镜像仿真场景,利用V2X通信技术将实车状态数据实时传输到虚拟AirSim车辆控制器,同时向被测车辆反馈仿真场景环境感知数据。考虑测试系统信号延时的影响,通过多种工况的整车在环测试对AEB控制算法进行优化改进。通过实车试验验证了基于数字孪生的智能汽车测试方法的有效性与优越性,结果表明该测试方法既保留了实车测试的真实性,也可以有效避免实车测试的危险性。     

沪油15中两个AP2/ERF-B1亚族转录因子的克隆与分析

利用油菜EST数据库,以拟南芥ERF-B1亚族转录因子序列为探针,电子克隆拼接得到2个cDNA序列（BnaERFB1-1和BnaERFB1-2）,通过PCR和RT-PCR方法分别从甘蓝型油菜沪油15的DNA和cDNA中克隆了上述基因。克隆转录因子BnaERFB1-1-Hy15和BnaERFB1-2-Hy15与电子克隆的序列差异很小,分别只有2个和6个氨基酸位点不同,且都没有内含子。从cDNA序列、氨基酸序列的相似性、组成成分、理化性质、疏水性/亲水性、进化树、序列比对、功能域、二级和三级结构等方面进行了分析,结果显示,BnaERFB1-1-Hy15和BnaERFB1-2-Hy15转录因子属于AP2/ERF家族中的ERF-B1亚族,是亲水性蛋白,在蛋白质的三级结构上与拟南芥atERF7相似。EST丰度分析显示,BnaERFB1-1的表达主要集中在种子中,而BnaERFB1-2的表达则主要集中在分生组织中。     

长江上游地区农作物碳储量估算及固碳潜力分析

以长江上游地区1995、2000、2004年农作物经济产量统计资料及部分气象站点的月均气象数据为依据,利用相关数学模型,结合地理信息系统（GIS）空间分析方法,对长江上游地区农作物碳储量及碳密度值进行估算,进一步分析了长江上游农业主产区四川盆地的农作物固碳潜力。研究结果表明：1995～2004年,长江上游地区农作物碳储量整体呈现先增大后减小的趋势,1995～2000年增加了9．3％,2000～2004年减少了6．4％;碳密度值总体空间分布呈现出东南地区高,而西北地区低的特征;四川盆地具较大的固碳潜力优势,充分挖掘该区尤其是盆地丘陵区的农作物生产潜力是提高长江上游地区农田生态系统固碳能力和实现其碳汇功能的关键所在。     

重庆市石漠化敏感性评价

土地石漠化是一种严重的生态环境问题。重庆市碳酸盐岩出露面积32038．14km^2，占幅员面积的38．9％。本文以重庆市岩溶生态环境现状为背景，以喀斯特地形、坡度和植被盖度三项指标对重庆市石漠化敏感性进行了初步评价，结果表明重庆市石漠化敏感区分布范围与辖区石灰岩山地的分布范围基本一致；根据评价结果进一步分析了诱发重庆市土地石漠化的原因及其主要生态问题，并提出了有针对性的石漠化防治措施、建议。