我国三个典型流域人类活动净氮输入量估算及其影响因素

目的 人类活动氮素过量投入是引起面源污染的重要原因之一。阐明人类活动净氮输入量的时空分布特征及其影响因素,为解决面源氮素污染问题提供数据支持。方法 利用人类活动净氮输入量（net anthropogenic nitrogen input,NANI）模型,通过统计年鉴和文献综述获得NANI相关数据和参数,对农业化的香溪河流域、城镇化的太湖流域和全面推进农业绿色发展模式的洱海流域的净氮输入量进行评估。结果 从NANI强度上看,3个典型流域NANI平均值按照大小排序为：太湖流域（13 241 kg·km^-2·a^-1）、香溪河流域（2 183 kg·km^-2·a^-1）、洱海流域（1 582 kg·km^-2·a^-1）。从来源上看,氮肥施入（Nfer）和食品/饲料氮（Nim）是NANI最大来源,占比58%—97%,对NANI贡献从大到小排序为：氮肥施入、食品/饲料氮输入、氮沉降输入、作物固氮输入。从时间尺度看,2019年同2010年相比,香溪河流域NANI中食品/饲料氮输入比例下降23个百分点,氮沉降比例上升34个百分点;洱海流域NANI中氮肥施入比例下降86个百分点;太湖流域NANI中食品/饲料氮输入比例上升31个百分点,作物固氮量和氮沉降输入比例下降14个百分点和12个百分点。从影响因素上看,3个典型流域NANI与城镇人口密度均呈现显著相关性（P<0.05）,且随城镇人口密度的增加NANI随之升高;耕地面积占比与NANI的拟合上,香溪河流域有显著影响（P<0.05）,但洱海流域和太湖流域均无显著影响（P>0.05）。结论 香溪河流域中昭君镇、峡口镇和黄粮镇,洱海流域中下关镇、上关镇和凤仪镇,太湖流域中张家港市、嘉兴市秀城区、杭州市拱墅区和上海市南汇区是NANI的关键源区;以农业为主的香溪河流域化肥施入是NANI的主要来源;城镇化程度较高的太湖流域食品/饲料氮和肥料氮投入是NANI主要来源;农业绿色发展措施可显著减少人类活动净氮输入量。因此,在关键源区大力推广农业绿色发展措施,同时有效降低饲料和肥料的投入量,有利于控制农业面源污染。     

吉林省乡村地域系统脆弱性演变及其成因类型划分研究

当前我国正面临乡村主导产业退化、粮食生产功能弱化等乡村发展问题,而对于乡村地域系统农业结构改善与经济、社会保障、生态等功能提升是保障国家粮食安全和区域可持续发展的根基,是实现乡村振兴战略的重要保障。本文以吉林省为例,选择县域为单元,从暴露度、敏感性和适应能力3个维度构建乡村地域系统脆弱性评价体系,综合运用因子分析法、熵值法和脆弱性综合评价模型,分析2005—2019年吉林省乡村地域系统脆弱性,利用主导因素法分析不同县域乡村脆弱性主导要素。结果表明,吉林省乡村地域敏感性呈波动上升趋势,暴露度和适应能力呈下降趋势,综合作用结果导致吉林省乡村地域系统整体脆弱性呈现波动下降趋势。吉林省乡村地域系统脆弱程度具有明显的空间聚集性,表现为“中西部低,两边高”的空间格局。根据乡村地域系统脆弱程度的主导因素,将研究区划分为7种成因类型,极度和重度脆弱程度的14个县,主要以敏感性—适应能力为主导因素类型;中度脆弱程度的23个县,主要以适应能力为主导因素类型;轻度和轻微脆弱程度的23个县,主要以适应能力和暴露度—敏感性—适应能力为主导因素类型。因此,提出应从强化水土保持、加强地质灾害治理力度、改造中低产田、加强政府支持引导等方面开展差异化调控措施,全面提升吉林省不同县域乡村地域系统抗风险能力。     

湛江东北部农用地土壤重金属污染及生态风险评价

为探明湛江市东北部地区不同类型农用地土壤重金属污染及生态状况,保证土壤环境及农产品质量安全。本研究采集189个农用地表层土壤样品并分析了其中Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn等8种重金属元素含量,评估了重金属的富集程度、污染等级,预测其生态风险,并初步探讨了Cd、Hg的来源。结果表明：湛江市东北部地区农用地表层土壤Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn的平均含量分别为0.20、0.15、3.51、18.12、32.13、13.94、8.08、31.65 mg/kg,Cd和Hg存在明显的富集,均值分别为广东省土壤元素背景值的3.57和1.96倍,As、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn平均值低于广东省背景值。13.23%的样品Cd元素含量高于《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB15618—2018）的风险筛选值,存在生态风险。区内农用地土壤样品未受污染的占93.12%,其中安全等级的样品占82.54%,轻污染和中污染分别占6.35%和0.53%。不同类型农用地的综合污染风险差异较大,旱地综合污染风险最低,果园最高,从低到高整体排序为：旱地、水浇地、乔木林...     

武汉市农田林网白蚁生存环境与防治技术研究初探

白蚁是危害武汉市农田林网的主要害虫之一,对全市立木、农作物、建筑和木材谷物等造成很大损失。本研究调查了武汉市主要农田林网地区白蚁的种类、生物学特性及活动生存环境,并分析了种群与土壤之间的关系。结果显示项目研究地农田林网树木白蚁主要为黑翅土白蚁,喜欢生活在潮湿的土壤中。在粘壤土中,主巢入土深度在150 cm以内的占总数80.2%。通过毒饵诱杀法和药物阻隔法,市售的三种药剂均对黑翅土白蚁具有较好的防治效果,平均防治效果达到80.0%以上。     

不同Ca2+浓度对蒲公英和橡胶草种子萌发及根系生长的影响

【目的】研究黄蒲蒲公英和科根橡胶草2个品系种子萌发和根系生长对不同Ca²⁺浓度的响应,分析其种子及根部对Ca²⁺的响应特征。【方法】以新疆当地黄蒲蒲公英、科根橡胶草为材料,2020年设置室内试验。设0(CK)、0.04、0.08、0.12、0.16 mol/L 5个Ca²⁺浓度处理。【结果】与CK相比,0.04 mol/L Ca²⁺处理未显著影响黄蒲蒲公英和科根橡胶草的种子发芽率、发芽势、发芽指数,其余Ca²⁺处理下的种子萌发参数均随着浓度增加呈降低趋势。根系参数与种子萌发参数表现一致,根系总长度、表面积、体积均随着Ca²⁺浓度的增加逐渐降低,科根橡胶草的细根长度(直径(d)<0.5 mm)在0.04、0.08 mol/L Ca²⁺浓度处理下大于黄蒲蒲公英。【结论】黄蒲蒲公英和科根橡胶草在不同的Ca²⁺浓度处理下的根系生长适应性不同。尤其在0.04、0.08 mol/L Ca²⁺浓度处理下科根橡胶草细根长度要大于黄蒲蒲公英,发芽率也要大于黄蒲蒲公英。     

1-MCP结合低温通过调控脆性、叶绿素降解缓解叶类蔬菜采后衰老

为探究1-MCP结合低温通过调控影响品质变化的相关酶来缓解叶类蔬菜采后软化与黄化。分析4 ℃及4、6 μL/L 1-MCP+ 4 　℃复合处理2种叶菜（生菜和瓢儿菜）后,其失水率、膜透性（电导率、丙二醛（MDA）、脆性［脆性、β-半乳糖苷酶（β-GAL）酶活性］、黄化程度［叶绿素、叶绿素酶（CLH）酶含量、脱镁叶绿素酶（PPH）酶含量］的变化。结果表明：常温下2种叶菜贮藏4 d后严重萎蔫失去商业价值,1-MCP+4 　℃保鲜处理后能贮藏至12 d,1-MCP+4 　℃复合处理能有效地降低叶类蔬菜水分散失程度、缓解电导率和MDA升高、缓解叶片脆度降低和叶绿素降解,其中6 μL/L 1-MCP+4 　℃复合处理效果最为理想。6 μL/L 1-MCP+4 　℃复合处理12 d时生菜、瓢儿菜的脆性下降率（14.48%、28.12%）均比对照组4 d时（82.89%、80.12%）低,其β-GAL酶活性分别为15.01 nmol/（min·g）、19.53 nmol/（min·g）,分别上升41.86%、12.74%,而对照组仅4 d就上升2倍左右。贮藏12 d时,6 μL/L 1-MCP+4 　℃复合处理两种叶菜叶绿素含量降解率（23.45%、30.13%）低于第4天时对照组（65.76%、72.37%）。相关的酶活含量数据也正好对应,6 μL/L 1-MCP+4 　℃复合处理生菜贮藏12 d后其CLH、PPH酶含量分别降低42.33%、67.11%,常温贮藏4 d后其CLH、PPH酶含量分别降低55.99%、74.50%。6 μL/L 1-MCP+4 　℃复合处理瓢儿菜后其CLH、PPH酶含量分别降低44.93%、51.49%,常温贮藏4 d后其CLH、PPH酶活则降低53.03%、52.04%。6 μL/L 1-MCP+4 　℃通过有效调控β-GAL酶活性从而延缓叶菜软化的速度,通过影响CLH和PPH酶含量而缓解叶绿素降解,这为探索叶类蔬菜的保鲜机制,进一步利用采后处理技术延长叶类蔬菜贮藏期提供理论依据。     

丛枝菌根真菌改善镉胁迫下植物根系和土壤微环境的效应

为探究Cd胁迫下丛枝菌根真菌(AMF)对植物根系和土壤微环境的影响,以黑麦草为供试植物、变形球囊霉(Glomus versiforme)为供试AMF,以Cd浓度(0、10、20、30 mg·kg^-1)和是否对黑麦草接种AMF为双因素,设计8个处理,开展盆栽试验。结果显示:随着Cd浓度增加,AMF侵染率和孢子数量显著(P<0.05)降低。相同Cd浓度下,接种AMF显著(P<0.05)改善了黑麦草的根系构型(根系总长度、根系总投影面积、根系总体积、根尖数、根分叉数)。在相同Cd浓度下,接种AMF显著(P<0.05)增加了土壤中真菌、细菌和放线菌的数量,土壤微生物生物量碳、微生物生物量氮含量,以及土壤多酚氧化酶活性,和土壤易提取球囊霉素相关土壤蛋白和总球囊霉素相关土壤蛋白含量。这说明,接种AMF能够通过改善植物根系和微生物环境、提高土壤相关酶活性和球囊霉素含量等,增加植物抗性。     

零换水条件下复合益生菌对罗非鱼生长性能、肌肉品质及养殖水体环境的影响

【目的】研究零换水条件下复合益生菌对罗非鱼生长性能、肌肉品质及养殖水体环境的影响,为渔 业节能减排与生态高效健康养殖提供参考。【方法】以罗非鱼为研究对象,在零换水条件下添加复合益生菌（试 验处理）开展罗非鱼养殖试验,以正常换水的养殖模式作为对照,进行罗非鱼生长性能、肌肉品质及主要水质指 标、细菌群落结构的对比。【结果】在零换水条件下,试验处理罗非鱼成活率为 83.3%,显著高于对照;饵料系 数 2.3,显著低于对照;肌肉品质方面,试验处理粗蛋白含 22.17%,显著高于对照。在整个养殖周期,试验处理 的主要水质指标维持相对稳定,水温为 26.5~30.5℃,pH 为 7.0~8.0,而亚硝酸盐为 0.039 mg/L,显著低于对照; 两组优势菌群相似,但试验处理菌群多样性指数高于对照。【结论】在零换水条件下,养殖水体中添加复合益生 菌提高了罗非鱼的成活率,降低了饵料系数,并在一定程度上改善了肌肉品质,并对养殖水环境具有改善作用, 菌群多样性指数提高,在整个养殖生产周期内对常规养殖模式依靠频繁换水释放环境压力的替代作用良好。     

利用高密度 Bin 图谱定位水稻叶绿素含量 QTL

【目的】探索水稻叶绿素含量及其对氮肥响应的遗传机理,为氮高效、高光效的水稻品种培育提供新的标记区段。【方法】以珍汕 97× 明恢 63 重组自交系 RIL（F11）113 个家系为 QTL 分析的试验材料,在大田栽培条件下,以施氮量为主区、家系为裂区,设计低氮处理（不施氮肥）和正常氮处理（纯氮130、135 kg/hm2）,分别于水稻移栽后 30 d 测定 1.5 叶的 SPAD 值,于抽穗期测定剑叶的 SPAD 值。利用包含1 619 个 Bin 标记的高密度遗传图谱,使用 IciMapping V3.4 软件和完备区间作图法,定位控制水稻叶片叶绿素含量的 QTL。【结果】在两年、两个氮处理和两个发育时期共检测到 15 个调控叶片叶绿素含量的 QTL,分别分布在第 1、2、3、6、7、10、11 号染色体上。单一 QTL 贡献率为 1.21%~40.74%。通过物理位置比较,发现其中 6个 QTL 已经被克隆或与前人定位到的叶绿素含量相关位点在同一区间。其中,在第 6 染色体的 8.45~9.12 Mb 处定位到 1 个调控抽穗期剑叶叶绿素的位点,命名为 qHDCHL6-1,该位点在两年和两个氮处理下均被检测到,贡献率为 1.55%~28.01%。结合功能注释,共筛选到 4 个与叶绿素代谢密切相关的基因,分别为 LOC_Os06g15370（OsNPF3.1）、LOC_Os06g15420（OsAS2）、LOC_Os06g15620（GAST）和 LOC_Os06g15590,其中前 3 个基因已被鉴定克隆。【结论】共检测到 15 个控制水稻移栽后 30 d 和抽穗期叶片叶绿素含量的 QTL,鉴定了 1 个稳定表达的 QTL 位点 qHDCHL6-1,在该区间筛选到 4 个候选基因。     

甜玉米果皮厚度遗传分析及 QTL 定位

【目的】对甜玉米果皮厚度性状进行主基因 + 多基因遗传分析及 QTL 定位,研究甜玉米果皮厚度 的遗传机理,选育优质甜玉米品种。【方法】选用果皮厚度差异显著的甜玉米自交系 T15 与 T77 配制杂交组合 T77×T15。以该组合的 F2 群体作为试验材料,采用主基因 + 多基因混合遗传方法进行遗传模型分析;结合 F2 群 体各单株的果皮厚度及 SSR 遗传连锁图谱,利用复合区间作图法对甜玉米果皮厚度进行 QTL 定位。【结果】甜 玉米果皮厚度的最适模型为 A-1,即受 1 对主基因控制的加性和部分显性的遗传模型,主基因遗传率 69.10%。 在第 5、8 染色体上分别检测出 3 个与果皮厚度相关的 QTL,其中第 5 染色体 bin5.04 区域检测到 2 个 QTL, 分别位于标记区间 bnlg150~bnlg653 和 bnlg653~bnlg1208,加性效应值分别为 -2.39 和 -3.01;位于第 8 染色体 的 QTL 在 bin8.03~bin8.04 区域,标记区间为 umc1741~bnlg2046,加性效应值为 -3.06,表型贡献率为 22.02%。 【结论】甜玉米果皮厚度以主基因效应为主,在育种实践中可在早期世代进行遗传改良选择。试验检测到的 QTL 可用于分子标记辅助选择和品质育种。