秸秆还田、一膜两年用及间作对农田碳排放的短期效应

针对作物高产模式碳排放高、生产实践中缺乏减排理论和技术问题,通过田间试验,探讨了不同秸秆还田方式、地膜一膜两年用及间作对小麦、玉米农田碳排放特征的影响,以期为碳减排种植模式及配套技术的构建提供理论与实践依据。结果表明,间作具有显著的碳减排作用,与传统单作小麦、玉米相比,小麦||玉米间作全生育期平均碳排放总量减少279~876 kg·hm~(-2),减幅达5.1%~16.0%,达到显著性差异。免耕秸秆还田及免耕一膜两年用可降低次年农田土壤的碳排放,免耕秸秆还田单作小麦较传统翻耕处理CO2排放显著减少648~966 kg·hm~(-2),减幅21.3%~31.8%;免耕一膜两年用单作玉米较翻耕覆新膜传统处理碳减排632 kg·hm~(-2),减幅10.0%,差异显著。小麦秸秆还田及地膜两年用集成应用于小麦间作玉米进一步提高了间作的碳减排效应,与传统间作处理(CTI1)相比,间作小麦高留茬免耕结合一膜两年用处理(NTSSI2)和小麦秸秆还田覆盖结合一膜两年用处理(NTSI2)的碳排放总量分别降低471 kg·hm~(-2)与518 kg·hm~(-2),降幅分别为9.2%与10.1%,达到显著水平;NTSSI2和NTSI2的总固碳量/土壤呼吸释放总碳量(NPPC/Ras)值分别为13.7与14.0,较CTI1分别高19.1%与21.7%,即NTSI2减排、碳汇潜力更为突出。因此,小麦高茬25~30 cm秸秆覆盖免耕结合一膜两年用间作(NTSI2)可作为干旱绿洲灌区碳减排、碳增汇高效农作制模式。     

粗皮桉木材热处理位置对吸热量及升温速度的影响

对粗皮桉Eucalyptus pellita木材采用辐射加热的方式进行真空热处理, 研究处理温度及不同测试位置, 包括板厚、长度及宽度位置因素, 对木材板内单位质量吸热量(Q_m)及平均升温速度(V_Tmean)的影响, 用方差分析判定影响真空热处理过程的主要参数, 以最小显著差法(LSD)多重比较分析其影响程度。结果表明:影响Q_m及V_Tmean的主要因素为热处理温度及板材厚度, 端距、侧距的影响不大; 随热处理温度升高、板材厚度的增加, Q_m及V_Tmean增大, 当板材厚度差在20 mm以上时, Q_m及V_Tmean在0.05水平上差异显著, 采用真空热处理时需考虑由厚度造成的传热不均问题。若以吸热量衡量热处理效果, 在120~240℃的温度段处理, 可满足较广泛的热处理效果差异需求。     

刺五加多向耐药性转运蛋白基因的克隆及其表达对皂苷含量的影响

利用简并引物进行聚合酶链式反应(PCR)扩增获得长度为693 bp的刺五加(Eleutherococcus senticosus)多向耐药性(pleiotropic drug resistance,PDR)转运蛋白基因,GenBank登录号为KC473536,其编码的231个氨基酸的蛋白属于PDR转运蛋白的核苷酸结合结构域。氨基酸序列与毛果杨(Populus trichocarpa)、蓖麻(Ricinus communis)和水稻(Oryza sativa)的PDR氨基酸序列一致性分别为8874%,9004%和8831%。RT PCR法检测PDR在刺五加不同生长发育时期和不同器官中表达情况和分光光度法测定刺五加总皂苷含量的结果显示: 刺五加PDR基因在整个生长期中均有表达,与皂苷在整个生长期中均有合成的特点相符,但两者的相关性未达显著水平。PDR基因在叶片和叶柄中高表达的特点与刺五加皂苷仅存在于叶中的特点相符,两者间存在显著的正相关关系(P<005)。     

泰山枯草芽孢杆菌的分离鉴定及其对黄曲霉毒素B1的降解研究

本试验旨在从泰山土壤中筛选出具有降解黄曲霉毒素B₁（AFB₁）作用的枯草芽孢杆菌,经16S rRNA基因测序鉴定为枯草芽孢杆菌,最终确定1株具有较高降解作用的枯草芽孢杆菌,命名为泰山枯草芽孢杆菌,并利用该菌株对AFB₁进行了降解率、活性组分、性质的确定及降解饲料中AFB₁效果的研究。结果表明,泰山枯草芽孢杆菌对AFB₁的降解率达90.28%,其中,泰山枯草芽孢杆菌发酵后的上清液对AFB₁的降解活性最高,确定发酵后的上清液中存在解毒活性组分;对解毒活性物质进行加热和蛋白酶K变性处理后,解毒活性显著降低,表明起解毒作用的活性物质是其分泌的一种胞外酶;应用性试验进一步证明泰山枯草芽孢杆菌能降解霉变饲料中的AFB₁,可在饲料或食品行业应用。     

葡聚六糖对菜薹立枯病和相关蛋白、内源激素的影响

通过不同浓度葡聚六糖和接种立枯病菌处理,研究了葡聚六糖对菜薹接种立枯病菌后的发病率、病情相关蛋白（PRs）和内源激素含量的影响。结果表明：葡聚六糖处理可提高菜薹对立枯病菌的抗性,降低发病率。葡聚六糖处理对菜薹产量没有明显的影响,而接种立枯病菌后,产量明显降低,但葡聚六糖处理可以抑制立枯病菌对菜薹生长的影响,减轻产量的损失。葡聚六糖和立枯病菌处理都能明显诱导提高菜薹植株体内病情相关蛋白几丁质酶、β–1,3–葡聚糖酶和内源激素乙烯、吲哚乙酸（IAA）、脱落酸（ABA）的水平,但葡聚六糖的诱导作用明显大于立枯病菌。这些结果表明,葡聚六糖可提高植株体内病情相关蛋白几丁质酶和β–1,3–葡聚糖酶的活性,通过较高水平的内源激素乙烯、IAA和ABA的代谢传递抗病信号,诱导菜薹植株对立枯病的系统抗性。     

贮藏时间对干热处理后带菌黄瓜种子和病原菌的影响

为探索干热处理后带菌种子贮藏时间对种子发芽率及病菌活力的影响,明确干热处理后种子贮藏的最佳条件。以3种自然带菌的黄瓜种子为材料,将不同干热处理后的带菌黄瓜种子在4℃中分别贮藏1,2,3,6,9个月,测定贮藏时间对种子发芽率的影响,同时采用平板保湿培养法和荧光双染技术测定种子上病原真菌活力的变化。结果表明,干热处理带菌黄瓜种子的发芽率和种子上病原菌的活力随贮藏时间的延长呈现下降趋势。70℃处理40,60 min的黄瓜种子贮藏3个月后,3种带菌种子的发芽率均保持在88％以上,贮藏6个月后,发芽率均下降至约80％,70℃处理90 min的黄瓜种子贮藏3个月后,3种带菌种子的发芽率均下降至75％以下;而贮藏3个月后,带菌种子内外均无病原菌生长,孢子死亡率均上升至100％。说明70℃干热处理40,60 min后的带菌黄瓜种子贮藏3个月后发芽率仍在88％以上且病原菌死亡率达100％,因此,可作为种子贮藏前的处理条件,但70℃干热处理90 min后的种子适宜直接播种,且干热处理后的种子不适宜长期贮藏。     

内蒙古灌丛化草地取样位置对评估土壤碳氮贮量的影响

长期过度放牧或不合理放牧使内蒙古草地大面积退化,并出现了以小叶锦鸡儿为主的草地灌丛化现象,显著增加了草地土壤碳氮贮量的空间异质性。如何科学地设置取样点,已成为准确评估该地区灌丛化草地土壤碳氮贮量及其碳汇功能所亟须解决的重要问题。本研究在锡林河流域附近选取了3个不同退化程度的灌丛化草地,分析了灌丛化草地不同位置(灌丛内部、灌丛边缘和灌丛外部)的碳氮含量和贮量的差异。结果表明,灌丛化草地碳贮量在不同取样位置具有较大的差异;以轻度退化草地为例,0~100 cm土壤碳贮量为灌丛内部(8831.26 g C/m²)>灌丛边缘(8174.59 g C/m²)>灌丛外部(7716.48 g C/m²)。如果将灌丛内部、灌丛边缘和灌丛外部分别取样后计算的值作为灌丛化草地土壤碳贮量的真实值,则仅从灌丛内部取样会造成5.74%~27.62%的误差,仅在灌丛边缘取样会造成-3.76%~9.81%的误差,仅在灌丛外部取样的误差为-6.06%~-0.70%。虽然内蒙古地区灌丛化草地的碳氮含量存在显著的空间异质性(或沃岛效应),但由于灌丛面积与土壤碳氮含量在不同程度退化草地内存在密切的负相关关系,因而,从灌丛外部取样的传统方法能准确评估内蒙古地区灌丛化草地的土壤碳氮贮量。     

干旱胁迫条件下小麦RILs群体花后旗叶持绿性遗传特性及其与千粒重的相关性

利用抗旱性强的冬小麦品种“陇鉴19”（较低叶绿素含量（SPAD ））与水地高产品种“Q9086”（较高SPAD ）杂交构建的F8重组近交系（RILs ）群体120个株系及其亲本为供试材料,研究雨养和正常灌溉条件下,不同地点花后旗叶SPAD与千粒重（TGW ）相关性及数量遗传特点,评价该群体目标性状遗传变异。结果表明：在不同处理条件下,小麦RILs群体旗叶SPAD和TGW表型变异广泛,多样性指数高,且有超亲分离,存在显著的基因型和水分条件以及基因型×水分条件互作效应。小麦RILs群体花后不同发育时期旗叶SPAD和TGW之间均呈现显著的正相关,其中灌浆期旗叶SPAD （SPADg ）与TGW相关性更高（ r＝0．59**～0．69**）。SPADg对TGW有极显著的正向直接作用,而开花期SPAD （SPADf ）相反。干旱胁迫条件下旗叶SPAD对TGW总效应显著高于正常灌溉,SPADg对TGW总效应显著高于SPADf。不同处理旗叶SPAD和TGW遗传力普遍较低（hB2＝0．15～0．44）;在干旱胁迫和正常灌溉条件下,控制SPADf的基因对数分别为22～36和50～59,控制SPADg 的基因对数分别为24～25和31～33,控制TGW的平均基因对数分别为10～11和13～14。该小麦群体花后旗叶SPAD和TGW表型,及其对水分敏感程度变异丰富,适合进行小麦抗旱性状数量遗传研究。     

饲用甜菜茎叶发酵效果研究

通过有氧发酵、无氧发酵、酵母菌发酵和混合活干菌发酵对饲用甜菜Beta vulgarisvar.lutea鲜叶进行处理,试验结果表明:混合活干菌发酵效果良好,饲用甜菜鲜叶呈绿色或黄绿色,有酸香味,手感湿润、柔软,pH值在4.1~4.4。有氧发酵导致饲用甜菜茎叶腐败变质,与鲜叶相比较,干物质含量降低11%,而其他发酵方法处理后其干物质含量分别提高了3.3%、5.3%和16.5%,同时能有效地增加有益微生物总量,说明在一定条件下利用发酵可有效提高饲用甜菜鲜叶的营养价值。     

水氮耦合对地膜玉米免耕轮作小麦干物质积累及产量的影响

前茬地膜玉米免耕种植后茬小麦水氮高效利用生产技术是绿洲灌区作物高效生产的新型农田管理技术。为构建该区地膜减量和水氮高效生产技术, 2015—2017年通过3年田间试验, 研究两种耕作方式、2种灌水水平和3个施氮量组合对小麦干物质积累和产量及产量构成的协同效应, 其中耕作方式为覆膜玉米茬免耕直播(NT)和玉米茬传统耕作(CT), 灌水量为传统灌水(I2)和传统灌水减量20% (I1), 施氮量为纯N 225 kg hm ^-2 (N3)、180 kg hm ^-2 (N2)和135 kg hm ^-2 (N1)。结果表明, 耕作方式、灌水水平、施氮量对小麦群体生长速率、干物质积累量均有显著影响。与CT相比, NT显著增大全生育期生长速率, 提高22.0%~28.0%, NT促进小麦地上干物质积累, 提高6.4%~7.4%, 收获期生物产量提高5.4%~15.1%。免耕低灌(NTI1)较传统耕作高灌(CTI2)的生长速率增大7.7%~13.4%, 干物质积累量提高3.1%~5.9%, 收获期生物产量提高8.7%~10.5%。免耕低灌中施氮(NTI1N2)较传统耕作高灌中、高施氮(CTI2N2、CTI2N3) 生长速率分别增大6.9%~20.5%与4.1%~14.0%, 收获期生物产量分别提高7.8%~9.7%与4.8%~10.2%。NT比CT增产10.1%~10.4%, NTI1较CTI2、CTI1分别增产13.0%~14.8%与9.4%~10.1%, NTI1N2比CTI2N2、CTI2N3分别增产3.7%~9.8%与15.2%~22.0%。从产量构成因素分析, NTI1N2提高了单位面积成穗数、穗粒数和千粒重, NTI1N2处理组合更有利于穗数、千粒重的增加。通径分析进一步证明, NTI1N2增产的主要原因是增加了单位面积穗数和千粒重。因此, 在施氮量为180 kg hm ^-2的基础上, 玉米茬地膜再利用免耕技术组装减少20%灌溉量(1920 m ³ hm ^-2)轮作小麦模式是河西灌区小麦高效生产的可行措施。