畜禽养殖粪水酸化贮存及氮素减损增效研究进展

畜禽粪水酸化贮存能够有效调控粪水贮存中微生物、环境与氮素间的作用关系,实现粪水氮素的减损增效,是一种具有广泛应用前景的关键技术。该研究系统综述了粪水酸化贮存中氮素的迁移转化机理,比较评价了常见酸化剂和不同酸化贮存工艺的应用效果,分析了酸化贮存技术对粪水氮素减损增效的影响。梳理总结得到：粪水酸化存储中氮素的迁移转化机制主要包括有机氮矿化、铵态氮固持、无机氮转化的抑制及硝化3个关键环节,可以依靠改变微生物作用和化学平衡状态实现氮素的减损;与其他酸化工艺相比,长期酸化工艺具有酸化效果更加稳定、应用范围较为广泛等优势;粪水酸化技术能够大幅降低NH3排放,以及部分N2O的排放,进而提高粪肥还田后土壤肥效,但不合理的酸化贮存技术及施用方式也会降低粪水肥效,甚至引起二次污染;未来应重点从氮素迁移转化路径的定量分析、复合酸化剂的开发、粪肥施用效果及风险的评估应对等方面进行深入研究。     

基于SERS技术的基底增强效应对比及食源性芽孢快速检测

枯草杆菌芽孢是极难被杀灭的细菌之一,为探究山梨酸钾与压力辅助热杀菌（pressure assisted thermal sterilization,PATS）对枯草杆菌芽孢的联合作用效果,该研究以OD₆₀₀值（optical density at 600 nm）、OD₂₆₀值（optical density at 260 nm）、OD₂₈₀值（optical density at 280 nm）、2, 6-吡啶二羧酸释放率表征芽孢内容物的释放情况,扫描电镜、流式细胞术、傅里叶红外光谱仪、激光粒度仪检测芽孢结构变化情况。结果表明,山梨酸钾强化了PATS的杀菌效果,200 MPa-75 ℃处理杀灭了2.63 lg CFU/mL芽孢,添加2 g/L山梨酸钾后,杀灭了3.24 lg CFU/mL芽孢。较单独PATS处理,添加山梨酸钾后,促进了芽孢内容物的释放,内膜通透性增加,芽孢粒径显著减小,内膜、细胞壁等结构受损程度加剧。同时,Na⁺ /K⁺-ATPase活力显著降低,膜电位平衡被破坏,基本生理代谢功能紊乱。总之,PATS结合山梨酸钾对枯草芽孢杆菌芽孢有协同杀菌作用,且随着山梨酸钾添加量或温度的升高而增强,有利于促进该技术在食品杀菌中的应用。

     

改进MobileViT网络识别轻量化田间杂草

为解决现有的田间杂草识别方法无法兼顾高准确率与实时性的问题,该研究提出了一种基于改进MobileViT网络的轻量化杂草识别方法。首先,该方法使用高效的MobileViT网络构建杂草特征提取网络,在保证特征提取能力的同时实现更少的模型参数量与计算量;其次,通过高效通道注意力机制加强下采样后特征图中的重要特征,进一步提升模型的特征提取能力;最后,特征提取网络中的MobileViT模块被用于同时学习局部语义信息和全局语义信息,仅通过少量模块的组合便能够准确地捕捉到不同类别杂草与作物间细微差异。为验证该方法的有效性,该研究以农田环境下采集的玉米幼苗及其4类伴生杂草图像为数据进行了模型训练,试验结果表明,该方法的识别准确率、精准度、召回率和F1分数分别为99.61%、99.60%、99.58%和99.59%,优于VGG-16、ResNet-50、DenseNet-161、MobileNetv2等常用卷积神经网络;同时,可视化结果表明该方法能够有效提取杂草图像中的关键特征,并抑制背景区域对识别结果的影响。该研究提出的方法能够精准、快速地区分出农田环境下形态相似的多种杂草与作物,可为智能除草设备中的杂草识别系统设计提供参考。     

高粱花生间作对不同单行作物根系性状及土壤微生物的影响

以高粱品种辽粘3号和花生品种阜花18号为材料,设置高粱单作（S）、花生单作（P）和高粱花生间作（行比4∶4）3个处理,研究高粱花生间作模式土壤微生物群落组成及结构特征差异。间作处理取样位置为相邻行和间隔行,高粱和花生分别命名为S1、S2和P1、P2。结果表明：相同种植面积时,间作高粱产量显著高于单作,间作高粱产量增加36.14%,间作花生产量较单作下降12.86%,高粱花生间作土地当量比提高12.0%;与单作相比,间作高粱S1根长、根体积、根表面积和根系活跃吸收面积分别增加28.01%、12.86%、18.53%和18.42%,间作花生P2分别增加39.87%、66.67%、47.94%和21.43%;高粱根际土壤微生物共检测到种群2 825个,花生2 826个;丰富度指数中,高粱间作处理Chao1值显著高于单作,S1和S2分别增加8.10%和8.23%,花生P2和P1分别增加7.70%和4.23%,高粱花生间作处理微生物数目（Observed OTUs）均显著高于单作;多样性指数中,花生P2的Shannon指数增加了27.60%,间作高粱S1和S2的Simposon指数均显著高于高粱单作;各处理共有优势菌门为变形菌门（Proteobacteria）,同时优势菌门与根系性状间均存在显著正相关关系。主成分分析（PCA）和冗余分析（RDA）结果表明,土壤微生物群落结构受根长、根体积、根表面积影响,间作模式土壤微生物功能特征高于单作模式。高粱花生间作（行比4∶4）时高粱为优势作物,花生为弱势作物。间作体系显著改善高粱相邻行根系生长发育,同时提高土壤微生物群落功能特征。     

拟康氏木霉菌剂对黄瓜幼苗生长、抗氧化系统及枯萎病防效的影响

于2019年5—8月采用前期筛选出的对黄瓜枯萎病菌有较好拮抗作用的拟康氏木霉Trichoderma pseudokoningii 886菌株,通过盆栽实验,测定不同菌剂施用量对黄瓜幼苗生长、抗氧化系统以及对黄瓜枯萎病防效的影响。结果表明：拟康氏木霉不同施用量均能提高对黄瓜枯萎病的防效,其中10⁵ cfu·g^-1拟康氏木霉厚垣孢子菌剂应用效果最好,对黄瓜枯萎病的防效达到83.98%;与CK（只接种病原菌）相比,拟康氏木霉不同施用量均能提高黄瓜幼苗株高、茎粗、叶面积、根体积、根冠比和壮苗指数,其中10⁵ cfu·g^-1拟康氏木霉厚垣孢子菌剂对黄瓜幼苗形态建成的促进效果最好;拟康氏木霉不同施用量均能提高瓜幼苗叶片中CAT、POD、SOD、APX、PPO活性和Pro含量,降低叶片中的MDA含量和质膜透性,其中10⁵ cfu·g^-1拟康氏木霉厚垣孢子菌剂对黄瓜幼苗抗氧化系统促进效果最好;在播种后30 d,黄瓜幼苗叶片中CAT、POD、SOD、APX、PPO活性和Pro含量分别比CK提高了119.96%、213.75%、139.29%、97.53%、101.15%、70.38%,相对电导率、MDA含量则分别比CK下降了46.10%、60.28%。研究表明拟康氏木霉886厚垣孢子菌剂通过提高黄瓜幼苗抗氧化系统能力,促进了幼苗形态建成,提高了对黄瓜枯萎病的防治效果。     

长期施肥对渭北旱塬麦田土壤线虫群落特征的影响

为探究长期定位施肥对黄土高原渭北旱塬麦田土壤线虫群落的影响,以长武国家黄土高原农业生态试验站的长期定位试验（1984—2018年）为平台,调查裸地（L）以及不施肥（CK）、施氮磷肥（NP）、单施有机肥（M）、氮磷肥配施有机肥（MNP）的小麦田土壤线虫群落数量、组成结构和生态功能指数,并分析其与土壤理化性质的关系。结果表明：（1）小麦田土壤线虫数量显著高于裸地,而CK、M和MNP处理使小麦田中土壤线虫数量比NP处理提高了31.63%~56.20%;（2）施肥减缓了长期种植小麦导致的食细菌线虫（特别是头叶属）相对丰度的下降,单施有机肥的处理（M）植食性线虫相对丰度显著降低,同时,相比于CK,施用有机肥的M和MNP处理杂食/捕食线虫相对丰度分别增加了18.4%和8.24%,表明有机肥对杂食/捕食线虫的促进作用;（3）长期施肥处理土壤线虫Shannon多样性指数（H）和指示土壤健康状况的瓦斯乐卡指数（WI）分别为1.80~2.19和0.36~0.68,相较于裸地（H=2.36;WI=1.57）有所下降,但M和MNP处理的线虫成熟度指数（MI）和结构指数（SI）均高于其他处理（L、CK和NP处理）,表明施用有机肥有助于土壤食物网维持复杂的结构和成熟稳定的状态;（4）不同施肥措施下土壤全氮、有机碳、微生物生物量碳和氮以及可溶性碳的变化是影响土壤线虫数量和群落特征的重要环境因素。     

基于GIS内蒙古荒漠草原气候变化分析

为了定量分析内蒙古荒漠草原不同时间尺度下气候变化特征及趋势, 本研究使用内蒙古荒漠草原区及周边共9个气象观测站1961－2011年的逐月平均气温、降水量和平均风速资料, 了解荒漠草原基本气候状况, 对各要素的年、月变化趋势和变化程度进行诊断分析。结果表明, 内蒙古荒漠草原年平均气温20世纪90年代显著上升, 西部地区2000年后升温2.7 ℃, 2月平均气温升高4 ℃左右;年降水量变化趋势不明显, 大部分阶段地区年代间变化35 mm左右, 北部和中部偏南部分站点冬季降水显著增多, 西部春秋季有减少的趋势;年平均风速自20世纪80年代开始减弱(0.1~1.4 m·s-1), 春季、冬季风速减弱较多。     

甘菊CBL基因的克隆与表达分析

基于已建立的甘菊ESTs文库,检索到了CBL基因4个不同的EST序列;采用RACE技术获得了它们的全长序列,并命名为ClCBL1-4。将甘菊(Chrysanthemum lavandulifolium)ClCBL与拟南芥(Arabidopsis thaliana)的CBL进行多重序列比对发现,它们都含有4个结合钙离子的EF-hand结构域,且ClCBL1在N端有一个豆蔻酰化序列(MGCXXSK/T)。采用RT-PCR技术,分析了甘菊中CBL基因的表达与不同逆境胁迫的关系,表明甘菊CBL基因的表达在冷、干旱、热、盐及ABA胁迫中可被不同程度地诱导,而在非逆境胁迫条件下,甘菊CBL基因在根、茎、叶及花等不同器官中均有表达,且表达量相对一致。这些结果说明该家族基因参与了植物非生物逆境胁迫的抵御。     

乙烯利及水杨酸对醉马草幼苗生长及生物碱含量的影响

本研究主要通过对醉马草(Achnatherum inebrians)幼苗进行水杨酸(Salicylic acid,SA)和乙烯利(Ethephon)处理,测定了醉马草幼苗的形态指标及其生物碱含量,探讨了醉马草幼苗在以上两种处理条件下麦角类生物碱含量的变化情况。结果表明,在Ethephon和SA处理下,与对照相比,醉马草幼苗的生物量、株高有所增加,但无显著差异(P0.05),而带菌醉马草幼苗麦角酰胺和麦角新碱的含量显著增加(P0.05)。     

遮阴对草地早熟禾和紫羊茅种子萌发特性的影响

以冷季型草坪草草地早熟禾(Poa pratensis)的优异(Merit)、新哥来德(NuGlade)和肯塔基(K.B.G)3个品种和紫羊茅(Festuca rubra)的两个品种宝瑞(Boreal)和梦神(Rubra), 共5个品种草坪草为研究对象, 在人工遮阴控制下, 对其耐阴性进行了比较, 试验设置的遮阴处理分别是遮阴度22%、45%、66%、83%, 以不遮阴的全光照为对照(CK)。结果表明, 遮阴显著提高了各试验品种种子发芽率、发芽势(P＜0.05), 并且随遮阴度增加而增加;胚根长随遮阴增加而减小, 而胚芽长度随遮阴增加而增长。