不同用量专用生物炭基肥对贵州朝天椒提质增效的影响

为探究生物炭基肥对贵州黄壤朝天椒的施用效果,采用大田试验,以自制生物炭基肥为供试材料,研究不同生物炭基肥施用量[1 758(BCF1)、2 167.5(BCF2)、2 550(BCF3)、2 932.5(BCF4)和3 315 kg·hm^-2(BCF5)]对贵州朝天椒产量、品质、养分积累、肥料利用率和经济效益的影响。结果表明,与习惯施肥(FP)处理相比,施用生物炭基肥可以显著提高朝天椒产量,其中鲜椒增产12.0%~32.8%、干椒增产12.6%~31.6%,且以BCF2处理效果最佳;施用生物炭基肥对朝天椒的硝酸盐和Vc含量影响显著,其中硝酸盐含量降低了3.9%~14.4%、Vc含量提高了1.0%~19.3%,但对还原糖和游离氨基酸含量无影响;与FP处理相比,施用生物炭基肥使氮、磷、钾肥的农学效率分别提高了4.97~13.93、8.49~26.41 kg·kg^-1,BCF1、BCF2 和 BCF3 处理的钾肥农学效率提高了3.12~8.32 kg·kg^-1,以BCF1处理为最高,氮、磷、钾肥的表观利用率分别提高了24.11~43.90、2.63~7.76、7.50~44.60个百分点,其中BCF2处理的氮肥表观利用率和钾肥表观利用率最高,分别为55.0%和74.1%,BCF1和BCF2处理的磷肥表观利用率最高,均为10.3%;与FP处理相比,施用生物炭基肥后的朝天椒纯收入提高了19.4%~74.8%,以BCF2效果最佳。综上,本试验条件下生物炭基肥施用量为2 167.5 kg·hm^-2时朝天椒生物效应和经济效益最好,可作为贵州朝天椒种植的最佳施用量。本研究结果为生物炭基肥在贵州黄壤朝天椒高产栽培技术中的应用提供了理论依据。     

A novel formulation approach for preparation of nanoparticulate red mold rice

Monascus has been used for thousands of years. In China, Monascus has been widely used as a natural food-coloring agent for many kinds of foods. The metabolites of Monascus species, specifically, monacolin K, gamma-aminobutyric acid, and dimerumic acid, have been proven to have cholesterol-lowering, blood pressure-lowering, and antioxidant effects. Nowadays, the public has recognized the importance of Monascus products for its many health benefits. The focus of this study is to explore the effects of nanoparticulate dispersion of red mold rice (RMR) after wet-milling technology treatment. An RMR nanoparticulate formulation was reproducibly obtained after milling in the presence of dispersing agent and water. Furthermore, the physical and chemical properties of these RMR particles were studied using electron microscopy, laser light scattering, pH meter, high-performance liquid chromatography (HPLC), and photometry. The results demonstrate that RMR (mean size = 20.15 microm), processed with wet-milling technology, forms an aqueous-based nanoparticle dispersion (mean particle size of less than 0.41 microm). In addition, HPLC analyses, performed on the secondary metabolites, demonstrated that monacolin K was reduced to 50-92% of its base level and citrinin was reduced to 48-74% of its base level. When testing for the levels of pH, the processed RMR had increased from a pH level of 4.47-4.82 to 5.56-6.4; also, pigment analysis showed that yellow and red pigments were reduced to 36 and 39% of its base level after the wet-milling process. Partial agglomeration has been observed in RMR dispersion when stored in refrigeration after 2 months. RMR can be formulated as a nanoparticulate dispersion without compromising its stability, but its secondary metabolite extraction rate was changed. Further experimentation will be needed to verify safety and functionality evaluations.     

透气隔水埋体对土壤水分入渗与溶质运移的影响

为分析透气隔水(弱透水)埋体促进水分入渗与溶质运移功效,开展了不同容重(1.40,1.45,1.50,1.60 g/cm~3)透气隔水(弱透水)埋体的一维垂直土柱入渗试验,分析了不同容重的透气隔水(弱透水)埋体对土壤水分入渗与溶质分布的影响。结果表明,透气隔水(弱透水)埋体能够增加土壤累积入渗量,推动湿润锋运移,在一定范围内,随着透气隔水(弱透水)埋体容重增加,湿润锋推进速度与土壤入渗率均增加。600 min时,土壤累积入渗量相对增加7.42%～29.17%,湿润锋深度达到27 cm,入渗时间相对减少26.97%～64.27%。相比于对照组,不同容重的透气隔水(弱透水)埋体均能降低溶质向深层土壤迁移数量。Philip模型和代数模型均能描述透气隔水(弱透水)埋体土壤水分入渗过程,且Philip模型中吸渗率S和代数模型中综合形状系数α均与透气隔水(弱透水)埋体内外容重比呈正相关关系。研究结果表明透气隔水(弱透水)埋体能够通过改变上层土壤吸力分布提高水分入渗能力与溶质传输效率,实现对城市雨水径流调控和净化。     

杭州市城区热岛效应与景观格局的动态研究

以杭州市城区为研究对象,以1992年、2004年Landsat-5,2015年Landsat-8卫星遥感数据为信息源,利用单窗算法反演三期城区地表温度,通过提取土地利用类型信息来计算景观格局指数,结合多元回归线性模型分析了杭州市城区景观格局对地表温度的影响。结果表明:(1)在研究时间段内,杭州市城区存在着明显的热岛效应,高温区域不断扩张、分散;(2)多元线性回归模型可以很好地刻画景观格局与地表温度之间的定量关系,景观格局指数PLAND,ED,LSI和AI与地表温度的相关性最高,分别达0.753,0.771,0.779,0.772,景观的面积指标、形状指标、边缘指标和聚合指标等共同影响着杭州市城区热岛效应的强度;(3)在城市化建设进程中,应通过增加绿地景观的面积,合理选择植物物种,形成集中成片的绿地,从而对城镇用地进行分割,提高现有绿地景观的立体化程度,建设较为复杂的绿地生态网络系统等方式,来缓解和改善热岛效应,达到改善人居环境的目的。     

硅促进盐胁迫下黄瓜NHX1基因表达及Na+在液泡中的区隔化效应

  【目的】   硅可提高植物的耐盐性,但不同植物中硅提高耐盐性的机理并不相同。探究硅对盐胁迫下黄瓜幼苗的氧化损伤、Na+积累和激素水平的影响,以阐明硅提高黄瓜耐盐性的机制。   【方法】   以基因型为Mch-4的黄瓜幼苗为试材,进行水培试验。营养液中NaCl的胁迫浓度为65 mmol/L,施硅水平为Na₂SiO₃·9H₂O 0.3 mmol/L。在处理10天后,测定黄瓜幼苗生物量、Na+含量与分配、Na+转运相关基因表达水平及激素含量。   【结果】   施硅可改善盐胁迫下黄瓜幼苗的生长,减轻植株的氧化损伤。硅对盐胁迫下黄瓜根系和叶片Na+含量无明显影响,可显著降低根和叶中质膜Na+/H+反向转运蛋白基因SOS1的表达量,对高亲和力钾转运蛋白基因HKT1的表达均影响不大,但促进了液泡膜Na+/H+反向转运蛋白基因NHX1的表达。对盐胁迫下黄瓜叶片Na+的亚细胞定位发现,硅处理使叶绿体中Na+含量下降,而液泡中Na+含量升高。硅处理提高了盐胁迫植株根和叶片中赤霉素、生长素和细胞分裂素的水平。   【结论】   施硅可提高液泡膜Na+/H+反向转运蛋白基因NHX1的表达,将Na+区隔化于液泡中,进而降低叶绿体中的Na+含量,缓解盐胁迫下黄瓜幼苗的氧化损伤;硅还诱导产生了较多的赤霉素、生长素和细胞分裂素,其调控Na+积累和黄瓜幼苗的氧化损伤的机理还需进一步研究。     

重庆粮食安全战略的科技对策

分析了重庆粮食生产的科技潜力,针对当前科技兴粮面临的三大难题,提出应通过推进"三个科技工程"(粮食科技创新工程、粮食科技示范工程和农技体系振兴工程),强化重庆粮食安全的科技支撑。     

Cloning and characterization of monacolin K biosynthetic gene cluster from Monascus pilosus

Monacolin K is a secondary metabolite synthesized by polyketide synthases (PKS) from Monascus, and it has the same structure as lovastatin, which is mainly produced by Aspergillus terreus. In the present study, a bacterial artificial chromosome (BAC) clone, mps01, was screened from the BAC library constructed from Monascus pilosus BCRC38072 genomic DNA. The putative monacolin K biosynthetic gene cluster was found within a 42 kb region in the mps01 clone. The deduced amino acid sequences encoded by the nine genes designated as mokA- mokI, which share over 54% similarity with the lovastatin biosynthetic gene cluster in A. terreus, were assumed to be involved in monacolin K biosynthesis. A gene disruption construct designed to replace the central part of mokA, a polyketide synthase gene, in wild-type M. pilosus BCRC38072 with a hygromycin B resistance gene through homologous recombination, resulted in a mokA-disrupted strain. The disruptant did not produce monacolin K, indicating that mokA encoded the PKS responsible for monacolin K biosynthesis in M. pilosus BCRC38072.     

生物复混肥施用量对土壤养分及作物生长的影响

通过盆栽试验,以等养分量的有机无机肥做对照,研究了生物复混肥施用量对土壤有效N、P、K含量及玉米和油麦菜生长的影响.结果表明:生物复混肥的施用可以显著提高土壤有效N、P、K含量;施 N 量为 0.1 g/kg土的生物复混肥处理可以显著提高玉米和油麦菜的 N、P、K 吸收量及玉米的生物量.     

生物质炭对连作参地土壤肥力及微生物特性的影响

为分析生物质炭用于老参地土壤修复的可行性,本研究采用Biolog、高通量测序等技术研究了3种生物质炭对连作参地人参品质、土壤肥力、微生物群落结构与功能多样性变化的影响。结果显示,增施不同生物质炭均有助于两年生重茬人参生物量及总皂苷含量的积累。结合生物质炭对土壤性质的影响研究结果发现,不同生物质炭对土壤有效磷、有机碳含量具有稳定的提升效果,增幅分别为47.04%~237.73%、8.09%~38.71%。增施生物质炭促进了土壤微生物的代谢活性,增加了土壤对聚合物类、酚酸类、氨基酸类、羧酸类碳源的利用效率,其中以酚酸类物质为底物的功能微生物种群数量显著增加。高通量测序结果显示,老参地土壤细菌物种数、丰度与多样性均呈下降趋势,细菌优势门类减少,单个门类优势度上升。生物质炭处理下土壤中细菌丰度与多样性增加,调控了变形菌门、厚壁菌门、疣微菌门、芽单胞菌门的优势度,使其数量变化趋势趋向于新林土。上述分析表明,重茬人参生物量和品质的提高与生物质炭提升土壤中人参生长的关键肥力指标,促进微生物代谢,调控细菌群落结构变化趋势有关。综上,生物质炭对老参地土壤表现出良好的修复、改良作用,适量增施生物质炭有利于老参地土壤质量的调节与恢复。     

不同烤烟种植模式对贵州土壤养分、酶活性及细菌群落结构的影响

贵州是我国第二大烤烟种植省份,为获得更高的经济效益,烟区常采用连作的种植模式。本研究采取大田试验,通过设置4个处理:烤烟连作(T)、白菜-烤烟轮作(C-T)、豌豆-烤烟轮作(P-T)、绿肥-烤烟轮作(GM-T),分析不同烤烟种植模式对贵州土壤养分、酶活性及细菌群落结构的影响。结果表明,烤烟轮作使土壤有机质(SOM)、阳离子交换量(CEC)、全氮(TN)、微生物量碳(MBC)、微生物量氮(MBN)和微生物量磷(MBP)分别提高了0.77%~12.44%、10.78%~38.51%、11.76%~17.65%、10.65%~20.67%、36.58%~160.36%和14.66%~36.21%;土壤中铵态氮(AN)、硝态氮(NN)、有效磷(AP)和速效钾(AK)含量分别降低了1.01%~71.67%、19.29%~24.32%、23.09%~52.21%和6.18%~10.09%。与T处理相比,烤烟轮作提高了土壤脲酶和蔗糖酶活性,提升幅度为12.38%~42.96%和4.00%~22.67%,以GM-T处理效果最佳。同时,烤烟轮作提高了细菌OTU数量,并改变了细菌群落的相对丰度,但未对细菌群落组成产生影响。此外,轮作还增加了土壤中有益细菌类群数量,尤其是杆菌类细菌。冗余分析(RDA)结果显示,MBP是驱动群落变异的主要因子,且与黄杆菌属和褚氏杆菌属呈正相关关系。综上所述,通过烤烟轮作可以均衡土壤养分、改善土壤微环境,以GM-T处理效果最佳。本研究结果可为贵州省烤烟的种植提供理论参考,为解决烤烟连作问题提供技术支撑。