Exclosure on CT-measured soil macropore characteristics in the Inner Mongolia grassland of northern China

Purpose

Grassland exclosure is a widely-used option to prevent from grazing in degraded grasslands for restoration. However, the influence of exclosure on soil macropore of grassland remain scarce. The objective of this study was to quantify the pore architecture of grassland soils under exclosure.

Materials and methods

Two treatments, 9E (grassland enclosed for 9 years) and 5E (grassland enclosed for 5 years), were designed, with grazing as a control in the experiment. Nine soil columns (0–50 cm deep) were taken at the three sites with three replicates. At each site, three soil columns were from the grassland, and cores were scanned with a Philips Brilliance ICT Medical Scanner. Numbers of macropores, macroporosity, network density, length density, and node density within the 50-cm soil profile were interpreted from X-ray computed tomography to analyze soil pore architecture.

Results and discussion

The results indicated that exclosure significantly influenced CT-measured soil macroporosity in the Inner Mongolia grassland of northern China. Soils under enclosed grassland had greater macroporosity, length density, total volume, and node density than that of under freely grazed grassland. Macroporosity increased as the enclosure age increased. For soils under enclosed grassland, macropores were concentrated at 0–300-mm soil layers, and macropores were mainly present at 0–100-mm soil depth under freely grazed grassland. The large number of macropores found in soil under enclosed grassland can be attributed to greater root development.

Conclusions

Exclosure increases soil macroporosity and improve soil structure.

     

自然辩证法下的茶学

自然辩证法是哲学性质的交叉学科,它从自然科学向社会科学与思维科学渗透,同时也渗透到茶学的各个方面.在辩证思维的指导下,研究者在联系和发展中认识茶学,在对立和统一中把握茶学的科学规律,并在创新思维和自然生态观下形成了具体的茶学实践.本文通过自然辩证法在茶学中的具体应用来展现自然辩证法推动下的茶学.     

不同改性生物炭对溶液中Cd的吸附研究

为研究生物炭对溶液中重金属Cd的吸附去除效果,进一步提升生物炭对Cd的吸附性能,以玉米芯、玉米秸秆、木屑为原料,分别在400℃、500℃、600℃和700℃密闭缺氧条件下热解制备生物炭,通过微波改性、Na OH改性方法对生物炭进行改性处理,研究初始浓度、溶液p H、吸附时间等因素对生物炭吸附Cd效果的影响,筛选出适合用于处理镉污染水体的生物炭品种。结果表明:当Cd浓度为100 mg/L时,玉米秸秆-600℃-Na生物炭(B-6-Na)对Cd的吸附可用Langmuir方程拟合,吸附量可达78.7 mg/g,去除率为78.7%,基本达到吸附平衡的时间为60~120 min;当溶液p H达到7时,三种生物炭对Cd吸附率均超过80%以上;600℃条件下经Na OH溶液改性制备的玉米秸秆生物炭能够更好地吸附溶液中的Cd。该研究结果为制备对污染物具有高效、深度净化功能的生物炭方法提供参考,在深入研究生物炭在重金属Cd污染修复的可行性方面提供理论支撑。     

生物炭主要类型、理化性质及其研究展望

【目的】 生物炭作为工农业生产副产品低碳利用的有效手段,其改善土壤及提高作物品质的有益功效已被逐步认识,但对其研究报道分散且差异较大。对已有研究进行梳理总结,可为生物炭生产施用以及形成有效的产业链提供科学依据。 主要进展 1）生物炭全碳含量在 30%～90% 之间,平均 64%。生物炭碳含量由大到小来源依次是木质、秸秆、壳类、粪污和污泥。秸秆类生物炭碳含量大多为 40%～80%,木质类生物炭在 60%～85%。生物炭灰分含量在 0～40% 之间变动,平均 15.52%。灰分含量由大到小依次是污泥、粪污、秸秆、壳类和木质。秸秆生物炭灰分含量主要在 20%～35% 之间,较少为 15%;木质炭灰分主要在 0～10% 范围内。生物炭碳含量和灰分含量相关系数为–0.77。裂解温度与生物炭碳灰组分呈正相关,相关系数分别为 0.17 和 0.28。施入生物炭可以改善土壤状况,生物炭灰分通常对养分贫瘠土壤及沙质土壤的一些养分补充作用较明显。2）生物炭比表面积绝大多数在 0～520 m2/g 之间,平均 124.83 m2/g,壳类、秸秆、木质、粪污和污泥生物炭比表面积逐渐降低。秸秆炭比表面积集中在 0～200 m2/g 以内,木质炭比表面积集中在 0～100 m2/g 以内。制备温度与比表面积的相关系数为 0.48。生物炭的孔隙结构能降低土壤容重、降低土壤密度,能较好地去除溶液和钝化土壤中的重金属。3）生物炭 pH 值范围在 5～12,平均为 9.15。秸秆、污泥、粪污、木质、壳类生物炭 pH 值中值逐渐降低。秸秆生物炭 pH 值多集中在 8～11 范围内,木质生物炭 pH 相对一致。生物炭的 CEC 从 0 到 500 cmol /kg 都有分布,平均为 71.91 cmol/kg。秸秆类生物炭 CEC 值大多集中在 0～100 cmol/kg 范围内,木质生物炭则在 5～10 与 15～25 cmol/kg 范围内均有一定数量的分布。裂解温度与 pH 值和 CEC 的相关系数为 0.58 和 0.30。生物炭施入土壤后可消耗土壤质子,提高酸性土壤 pH 值,提高酸性土壤一些养分的有效性;其巨大的表面积还可提高对阳离子的吸附,提高土壤保肥能力。4）生物炭的裂解温度大都集中在 200～800℃ 之间,偶有达到 1000℃ 的裂解温度。 建议和展望 目前,全世界范围内对生物炭的生产和使用还处于就近和来源方便的初级阶段,影响着生物炭功能和效益的最大化。应从以下几个方面加强研究和应用试验:首先,系统研究生物炭制造参数对理化性状的影响,研究不同原料生物炭的作用机理差异及其针对性,建立生物炭理化性质参数数据库;其次,加强应用研究,根据土壤理化性状和改良目标选择适宜的生物炭类型,根据对作物经济性状的要求,研究选择适宜的生物炭类型,实现生物炭功效的最大利用。加强不同原料的选配和组合研究,改良生物炭产品的目标性状,形成系列化产品。      

生物炭制备及其对土壤理化性质影响的研究进展

生物炭作为一种新型的土壤改良剂和吸附剂,近年来成为农业、环境、能源等领域的关注热点。生物炭是通过有机物质在缺氧的条件下热解形成的,不同的原料及生产条件都会对生物炭的性质产生影响。生物炭能够能够改良土壤,改善土壤的容重、总孔隙度和保水性,还可以调节土壤的酸碱度,增强土壤阳离子交换量（CEC）,提高土壤养分。系统总结了生物炭生产方法、理化特性及其对土壤理化性质的影响,为优选生物炭、提升生物炭产品附加值、促进土壤改良提供理论支撑。     

长期饲喂高精料日粮对泌乳期山羊血液生化参数及组织中糖代谢相关基因表达的影响

为了研究长期饲喂高精料日粮对泌乳期山羊血液生化指标和糖代谢的影响,选择8只安装永久性瘤胃瘘管的健康经产泌乳中期山羊,分别饲喂精粗比为40∶60 (low concentrate, LC,n=4) 和60∶40 (high concentrate, HC,n=4)的日粮。实验期共8周,实验期间采集瘤胃液,血液;实验结束时采集肝脏,肌肉,脂肪组织置于液氮速冻后于-70℃保存待测。结果显示,饲喂高精料日粮2周后山羊瘤胃液pH显著降低,采食后瘤胃液pH持续低于5.8超过3 h,8周后瘤胃液pH升高维持在6.0以上,但仍低于LC组山羊。与LC组山羊相比较,HC组山羊血液中葡萄糖、游离脂肪酸含量均升高(P<0.05,P=0.071),谷草转氨酶含量有上升的趋势(0.05相似文献   

轻音乐对奶牛产奶量及血液激素水平的影响

本试验旨在探讨轻音乐对奶牛产奶量及血液激素水平的影响。选取产奶量、年龄、胎次、泌乳期相近的荷斯坦泌乳牛32头,随机分成2组,每组16头。试验组于早、中、晚3次给料时间各播放轻音乐2 h,轻音乐选用理查德·克莱德曼的经典钢琴曲20首,对照组常规饲喂。预试期7 d,正试期60 d。正试期当天起(0 d),每隔10 d测定单产1次并采集血样1次。结果表明,试验组产奶量在第10、40天时显著高于对照组(P<0.05);试验组产奶量在第20、30、50、60天时高于对照组,差异均不显著(P>0.05);整个试验期,试验组平均产奶量较对照组高1.72 kg,差异极显著(P<0.01)。整个试验期,轻音乐能提高奶牛血液中γ-氨基丁酸(GABA)、生长激素(GH)含量,降低血液中皮质醇(COR)、五羟色胺(5-HT)含量,差异均不显著(P>0.05)。综上所述,轻音乐可通过提高奶牛血液中γ-氨基丁酸含量,促进生长激素的分泌,降低皮质醇、五羟色胺的含量,稳定奶牛情绪,从而降低奶牛应激反应,提高产奶量。     

苹果光响应转录因子MdHY5表达及蛋白互作分析

【目的】克隆苹果光响应过程中关键的bZIP（basic-leucine zipper）转录因子MdHY5,并进行表达分析及蛋白互作检测,为阐述苹果中MdHY5在光信号过程中的功能及作用机制奠定基础。【方法】对苹果中具有bZIP保守结构的基因设计半定量引物进行表达分析,筛选具有光响应的bZIP转录因子。对光响应的bZIP家族基因进行BLAST比对,根据同源比对分析将目的蛋白命名为MdHY5,同时对cDNA序列设计引物进行克隆;利用MEGA5软件将MdHY5蛋白与拟南芥基因组中所有的bZIP转录因子家族成员进行聚类分析,同时对蛋白进行保守结构域分析;取苹果各组织材料进行MdHY5时空表达分析;通过对MdHY5启动子序列进行预测分析,并结合拟南芥同源基因芯片数据,进一步利用RT-PCR与半定量PCR检测MdHY5对不同光质的表达响应。将MdHY5连接到原核表达载体PGEX-4T-1上,利用IPTG对转化的大肠杆菌BL21融合蛋白进行诱导表达、蛋白杂交检测,并进行蛋白纯化;利用pull down试验验证MdHY5与MdCOP1蛋白的互作。【结果】通过光响应分析,在苹果中筛选到一个bZip转录因子家族成员,聚类分析显示MdHY5基因与拟南芥AtHY5同源性最高,该基因位于苹果基因组12号染色体上,基因编号为MDP0000586302,与拟南芥AtHY5结构相似,MdHY5也含有4个外显子,3个内含子。该基因cDNA序列长度为1 112 bp,其中5′非编码区长度为214 bp,3′非编码区长度为403 bp,开放阅读框长度为495 bp,编码一个含有164个氨基酸残基的蛋白。蛋白保守域分析显示,MdHY5蛋白C端含有一个典型的亮氨酸拉链结构（bZIP domain）,其中在bZIP结构域的N端含有一个核定位信号区域（NLS domain）。时空表达分析显示MdHY5在各组织中均表达,其中叶片中表达水平最高,花和种子中表达水平较低。利用PLACE对启动子进行了顺式作用元件分析发现,MdHY5启动子上含有G-box、GT-1-box、I-box等多个光响应的作用元件,而定量表达分析显示MdHY5能够被白光、蓝光、紫外光诱导,而红光对MdHY5表达没有明显影响。将构建好的融合蛋白表达载体转化BL21并进行蛋白诱导,菌体经超声波破碎后显示,融合蛋白主要在上清中存在。将诱导的MdHY5-GST蛋白分别与MdCOP1-HIS及pET-HIS蛋白孵育进行pull down试验,结果显示,MdHY5在体外能够与MdCOP1蛋白互作。【结论】MdHY5为光诱导的bZIP转录因子,是拟南芥光形态建成关键转录因子AtHY5的同源基因,与AtHY5具有类似的基因与蛋白结构,在叶中表达量最高,同时对多种光质具有表达响应,能够与MdCOP1互作。     

梨形环棱螺11个地理种群遗传多样性和遗传分化

为了解国内梨形环棱螺(Bellamya purificata)群体的遗传特征,利用7对微卫星引物对山东微山湖、江苏高邮湖、上海明珠湖、浙江淳安、安徽黄陂湖、湖北长湖、江西仙女湖、湖南耒水、贵州夜郎湖、广西千亩湖、广东榕江11个群体的遗传多样性和遗传结构进行了分析.结果显示:观察杂合度(Ho)为0.434～0.674,期...     

女贞光合作用特性的研究

利用751分光光度计测定女贞树冠的阳面、阴面、上面和下面4个方位在不同生长季节叶绿素a,b和叶绿素总量.应用LI-6400红外气体分析仪测定女贞4个不同树冠部位,不同生长季节中净光合速率日进程和季节变化.采用多元统计分析,得出净光合速率与光强、温度和相对湿度等环境因子之间的相关关系,找出不同条件下影响净光合速率的主导因子,分析了不同方位及冠层对净光合速率的影响.