Global Dryland Ecosystem Programme (Global-DEP): Australasian consultation report

Journal of Soils and Sediments -     

基于SEPLS模型的GIAHS恢复力评估框架及其在保护成效评估中的应用

由联合国粮农组织认定的全球重要农业文化遗产(GIAHS)是一类典型的社会生态生产景观(SEPLS),在传统知识传承保护、粮食与食物安全保障、农业生物多样性保护、气候变化应对等诸多方面具有重要意义。为了更好、更有效地开展GIAHS保护及管理工作,本文在分析GIAHS评估重要性和恢复力概念的基础上,以联合国大学(UNU)等团队开发的社会生态生产景观恢复力评估框架(SEPLS模型)为基础,构建了GIAHS恢复力评估框架(GIAHS-RAF),明确了其评估及计算过程。并以中国第1个GIAHS项目——浙江青田稻鱼共生系统(Qingtian Rice-Fish Culture System in Zhejiang Province, RFC)为例,通过对核心保护区——龙现村在2004年(GIAHS项目授牌前)和2016年(GIAHS授牌11年)的恢复力状况进行评估,探讨模型在GIAHS保护成效评估中的适用性。研究结果显示:1)2016年龙现村恢复力整体状况相对较弱,各项资本评估得分为:物质资本(0.75)经济资本(0.63)人类资本(0.61)社会资本(0.57)自然资本(0.38);2)虽然农户收入来源多样且社会经济基础设施能较好地满足社区需求,但是遗产地内部农业物种较少,农户对于系统提供的粮食多样性尚不是非常满意; 3)相较于2004年,经过11年的保护工作,研究区恢复力有所提高,说明GIAHS项目的实施对该遗产的恢复力有积极影响,尤其是物质资本和经济资本两方面。评估结果与该区域相关研究结果及实地调查情况一致,说明所构建的GIAHS恢复力评估框架可以很好地应用于对GIAHS项目及其他相关农业文化遗产的保护成效评估工作。     

保水剂和微生物菌肥配施对旱作燕麦土壤微生物生物量碳、氮含量及酶活性的影响

为探讨保水剂和微生物菌肥配施后旱作燕麦土壤微生物生物量碳、氮含量及酶活性的影响,在内蒙古黄土高原旱作农田设置不施用保水剂和微生物菌肥(CK)、保水剂和微生物菌肥配施(A)、单施微生物菌肥(B)和单施保水剂(C)4个处理,分析燕麦全生育期内0—10,10—20,20—40 cm土壤微生物生物量碳、氮含量及酶活性时空动态变化和产量变化。结果表明:(1)全生育期,土壤微生物量碳含量呈"双峰"曲线变化,峰值均出现在孕穗期和灌浆期;氮含量呈先降低后升高再降低趋势,苗期含量最高;过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶活性均呈"单峰"曲线变化,过氧化氢酶、土壤蔗糖酶峰值在孕穗期,土壤脲酶则在抽穗期。(2)除CK外,土壤微生物量碳、氮含量及过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶活性表现为0—10 cm10—20 cm20—40 cm,其中配施(A)对0—10,10—20 cm影响均显著(p0.05),单施(B、C)仅对10—20 cm土层影响显著(p0.05)。(3)10—20 cm土层,配施(A)与其他3个处理间差异均显著(p0.05),提高微生物量碳含量4.82%～40.28%、微生物生物量氮含量8.44%～68.66%、过氧化氢酶活性13.32%～60.16%、蔗糖酶活性10.45%～39.14%、脲酶活性12.40%～55.62%。(4)配施(A)能同时显著(p0.05)提高燕麦籽粒产量和生物产量,提高幅度分别为8.40%～20.12%和10.80%～25.09%。因此,保水剂和微生物菌肥配施在黄土高原旱作区具有较好改善土壤微生物活性效果,提高旱作燕麦产量。     

煤矿复垦区不同有机物料的分解特征

  【目的】  研究不同有机物料在矿区复垦土壤中的分解速率及养分释放特征,为合理利用有机资源培肥矿区复垦土壤提供科学依据。  【方法】  在山西黄土丘陵区矿区复垦长期试验点进行大田填埋分解试验。采用尼龙网袋法,将供试的4种有机物料小麦秸秆、玉米秸秆、牛粪和猪粪烘干后过2 mm筛,均按等有机碳量 (8 g) 称取后装入尼龙网袋埋入试验地15 cm深。在填埋后的第12、23、55、218、280、365天采样,分析4种有机物料的干物质残留量和氮、磷、钾及半纤维素、纤维素、木质素含量,计算C/N值和木质素(Lignin)/N值。  【结果】  秸秆和粪肥在矿区复垦土壤中的分解速率均在第12天达到最大,然后迅速下降,分解第365天时,小麦秸秆、玉米秸秆、牛粪和猪粪的质量残留率依次为49.8%、55.1%、79.2%和54.0%,有机碳残留率依次为48.8%、53.4%、63.9%和51.8%。供试有机物料的养分释放率存在差异,在最初分解的第23天,玉米秸秆的氮、磷养分出现了明显富集,氮、磷养分残留率分别达到了131.0%和152.7%,小麦秸秆、牛粪和猪粪的氮素残留率依次为93.0%、81.3%和67.8%,磷素的残留率依次为92.5%、98.8%和84.3%,分解第365天时,小麦秸秆中养分释放速率大小表现为钾 > 磷 > 氮,其他3个物料中养分释放速率大小均表现为钾 > 氮 > 磷。从整个分解过程来看,玉米秸秆中氮素和磷素在矿区复垦土壤中表现出先富集再释放的模式,其他3个物料中氮素和磷素均表现为直接释放模式。采用地积温方程能较好地拟合有机物料的分解过程,由方程可知,秸秆和粪肥的分解速率常数 (K) 大小顺序为猪粪 > 小麦秸秆 > 玉米秸秆 > 牛粪。有机物料的分解速率与养分和木质素等成分的含量相关,全磷、半纤维素含量越高分解越快,木质素含量、C/N和Lignin/N越高分解越慢。  【结论】  秸秆和粪肥在山西矿区复垦土壤中的分解速率在填埋后第12天达到最大值,之后分解速率减缓。与秸秆相比,粪肥的有机碳残留率较高,氮、磷养分释放快,其中以牛粪的分解速率最慢,有机碳残留率最高,因此,牛粪可作为矿区复垦土壤培肥的首选有机物料。     

树脂包膜控释尿素不同用量对玉米产量的影响及其肥效研究

对采用树脂包膜技术制作的控释尿素Ⅰ(CRUⅠ)和控释尿素Ⅱ(CRUⅡ)进行了玉米田间试验,并与普通尿素(CU)进行了肥效对比。结果表明:施肥处理的土壤硝态氮含量显著高于不施肥处理(ck),在玉米成熟期,控释尿素土壤硝态氮含量仍然保持着很高的数值,CRUⅡ3土壤硝态氮含量为11.62 mg/kg。从苗期到抽雄期,施氮肥各处理的土壤铵态氮含量与ck和ck1处理之间差异显著,土壤铵态氮含量在玉米成熟期比吐丝期增多,但各氮肥处理之间无显著差异,CRUⅡ3土壤铵态氮含量为14.93 mg/kg。控释尿素显示了良好的养分控释效果。施用控释尿素后,控释尿素Ⅱ(CRUⅡ2)处理玉米产量达到了10678.60 kg/hm2,比对照(ck)增产6197.98 kg/hm2,增收3 182.39元/hm2,产投比达到了1.78∶1,且穗粒数、百粒重、经济效益均较对照增加显著,是一类很有发展前景的新型控释肥料。     

不同龄期及不同长势核桃的养分特征

通过对核桃苗期、幼龄期、始果期的植株叶片和果实营养元素N、P、K和微量元素Fe、Zn含量的分析测试,结果表明,核桃1年生苗木叶片中N、P、K、Zn含量高于幼龄期和始果期植株;核桃各龄期在年生长过程中,叶片中的N、P、K、Fe、Zn养分含量总体呈下降趋势,但N素含量在第2次生长期7月较年生长初期低,比其它生长时期高,在年生长中N、P、K养分含量的比例存在差异,N、K素营养相对含量经历“低-高-低”的过程,N素营养相对含量表现尤其明显;核桃幼龄期、始果期植株长势的差异主要体现在同一时间叶片及果实中N含量的差异。     

饲料添加怀山药对鲤生长、肠屏障及肠道菌群的影响

为研究饲料添加怀山药对鲤生长、肠屏障及肠道菌群的影响,本试验在基础饲粮中分别添加0（对照）、1%和2%的怀山药,选择健康状况良好的180尾鲤[（75.25±1.45） g],随机分为3组,每组3个重复。饲养8周后检测其生长性能、肠道酶活性、肠组织形态、肠道防御屏障相关基因表达以及肠道内容物短链脂肪酸（SCFAs）含量和肠道菌群的变化。结果显示：1）与对照组相比,添加怀山药对鲤生长性能无显著影响（P>0.05）,但可以增加肠微绒毛密度和完整性,增加杯状细胞数量、肠道黏膜褶皱数量和肠绒毛高度,从而改善鲤肠道组织结构,提高吸收表面积。2）与对照组相比,怀山药组肠道组织过氧化氢酶（CAT）和超氧化物歧化酶（SOD）活性增强（P>0.05）,白细胞介素-1β(IL-1β)基因相对表达量显著升高（P<0.05）,转化生长因子-β(TGF-β)、闭合蛋白（Occludin）、紧密连接蛋白-1(ZO-1)和Toll样受体4(TLR4)基因相对表达量也显著上调（P<0.05）。3）肠道菌群高通量测序结果表明,在门水平上,梭杆菌门、变形菌门和拟杆菌门是鲤肠道的优势类群。与对照组相比...     

玉米花丝多糖的提取制备与抑菌作用研究

本研究以玉米花丝为原料提取多糖.选取花丝类型、花丝和水的比例、温度和时间4个因素,采用L9(34)正交设计,两次重复.结果表明:玉米花丝多糖提取的最佳方法为:采用老花丝,花丝和水比例为1:6,60℃水浴2.5 h,提取率为3.65％.通过浓缩、离心、沉淀等过程,并去除蛋白质、色素等杂质,得到玉米花丝粗多糖.将粗多糖进行...     

不同水分条件下沙漠豆生理指标的变化

运用常规的植物生理抗旱性测定方法,对引种植物沙漠豆在不同土壤水分梯度下叶片中的可溶性糖、可溶性蛋白质、脯氨酸以及过氧化氢酶（CAT）活性,超氧化物歧化酶（SOD）活性和过氧化物酶（POD）3种保护酶等指标的变化进行研究。结果表明：1）脯氨酸含量随干旱胁迫程度的增强逐渐升高,可溶性蛋白质先降低后升高,二者之间存在相互补偿关系,可溶性糖含量呈现先升高再降低的变化趋势,表现出渗透调节物质对干旱的调节作用;2）3种保护酶活性在不同水分处理过程中变化不同,CAT活性表现为升高,SOD在中度干旱水分条件下升高,至重度干旱水分条件下则降低,POD活性的变化与SOD活性变化相反,保护酶之间相互配合协同作用维持了沙漠豆叶片细胞膜的完整性;3）丙二醛浓度随干旱胁迫程度的增强而升高,表明沙漠豆随水分不足可以通过增加渗透调节物质含量、增强保护酶活性、提高抗氧化能力,来减轻干旱胁迫的伤害。     

三峡库区澎溪河流域消落区土壤氮磷释放研究

通过模拟试验研究了温度和施肥对三峡库区澎溪河流域消落区冲积土、紫色土和水稻土氮磷释放的影响,估算了这3种土壤氮磷的释放量。结果表明,淹水后消落区土壤氮的释放潜力为水稻土冲积土紫色土,不同温度下消落土壤氮的释放潜力表现为20℃略高于10℃,明显高于30℃;消落区土壤间磷释放的差异因温度的不同而异,10℃时3种土壤间上覆水磷浓度相近,20℃和30℃时,土壤磷的释放潜力为冲积土紫色土水稻土,土壤磷的释放随淹水温度的提高而升高。按云阳县耕地平均施肥量(N0.21g/kg和P0.15g/kg)向消落区土壤施入氮磷肥,冲积土、紫色土和水稻土向水体释放的氮分别提高7.05～17.27,10.03～25.41,5.84～13.70倍,释放的磷分别提高1.47～4.88,4.99～16.49,1.18～3.03倍。根据澎溪河流域水温、水位变动情况及消落区土壤面积,估算出未施肥条件下澎溪河流域消落区冲积土、紫色土和水稻土的氮释放负荷为19.36,29.45,236.07t/a,磷释放负荷分别为0.49,0.94,1.91t/a。