聚磷酸盐与水溶性磷酸二铵不同比例掺混施用对滴灌棉花产量形成和经济效应的影响

探究聚磷酸盐与常规水溶磷肥在滴灌棉田中最佳的掺混方式,以期达到磷肥施用兼顾经济和高效利用的 目的。在等磷施用量下(P2O5 120 kg/hm²),将聚磷酸铵 1(APP1)、聚磷酸铵 2(APP2)和三聚磷酸钾(KTPP) 按照含 P2O5 占总磷用量的 10%、30% 和 50% 与水溶性磷酸二铵掺混,形成 9 种不同种类的聚磷酸掺混磷肥,依 次表示为 APP1-10、APP2-10、KTPP-10、APP1-30、APP2-30、KTPP-30、APP1-50、APP2-50 和 KTPP-50。同 时设置不掺混聚磷酸盐的常规水溶磷肥(DAP)和不施磷肥(P0)为对照。于滴灌棉花盛花期和盛铃期分别测定 土壤深度 0 ～ 20 和 20 ～ 40 cm 土壤有效磷含量、棉花植株生物量和磷吸收量。同时监测棉花结铃动态,成熟期 测定产量及产量构成。0 ～ 20 cm 土壤有效磷含量、棉花地上部生物量、磷吸收量、棉花单株结铃数、籽棉产量、 伏前桃数、磷肥农学利用率和产投比均随聚磷酸盐掺混比例的增加表现出增加趋势。3 种不同聚磷酸盐在增加土 壤有效磷含量、棉花地上部生物量、磷吸收量、棉花单株结铃数、籽棉产量、伏前桃数、磷肥农学利用率和产投 比上总体表现为 APP2 最优,其次是 KTPP,最后为 APP1。在棉花盛花期和盛铃期,APP2-50 处理 0 ～ 20 cm 土 壤有效磷含量和棉花磷吸收量均显著高于 DAP 和其他施磷处理,20 ～ 40 cm 土壤有效磷在所有施肥处理间无显 著性差异。盛花期 APP2-50 处理棉花生物量与 DAP 无显著差异,但在盛铃期 APP2-50 棉花生物量显著高于 DAP 和其他施磷处理。所有聚磷酸掺混磷肥处理棉花结铃数均显著高于 DAP,但棉花单铃重在各施磷处理间无差异。 APP2-50 处理籽棉产量、磷肥农学利用率和产投比最高。与 DAP 相比,APP2-50 处理籽棉产量、磷肥农学利用率 和产投比分别增加了 10.7%、88.3% 和 7.6%。以上结果表明,将 APP2 按照含 P2O5 占总磷用量的 50% 与水溶性磷 酸二铵掺混施用,可以提高滴灌棉田土壤有效磷含量,且对棉花产量和产投比增加有积极作用,是一种兼顾磷肥 高效和经济施用的施肥选择。     

负水头供水源位置对番茄生长和水分利用率的影响

[目的] 研究负水头灌溉对番茄生长、灌水方式和水分利用率等的具体影响,旨在为完善负水头灌溉技术体系和提高水资源高效利用等提供科学依据。[方法] 采用单盆单株的盆栽试验方法,利用负水头灌溉技术,研究了供水源位置对番茄长势、灌水量、产量和水分利用率的影响。[结果] 负水头供水源位置对于番茄的生长和水分利用率有显著影响。与双盘埋设于根系两侧并交替供水相比,单盘竖向埋设于根系一侧供水和供水盘水平埋放于根系底部供水的单株产量分别增产14.3%和0.5%;根系两侧并交替供水的番茄植株生长趋势和地上部植株干物质量相对较小,但与其他两种供水位置相比其根冠比均提高33.3%;另外,根系两侧并交替供水的单株番茄总灌水量可降低24.7%和17.4%,较其他两种供水源位置的单侏水分利用率分别提高43.8%和14.8%;根系趋向供水源处生长。[结论] 不同的负水头灌溉水源埋设位置显著影响番茄生长的参数是不同的,就设计的试验组次而言,在有效利用水资源,促进番茄植株生长和提高番茄产量等方面,双盘埋设于根系两侧并交替供水的方式最优,能有效降低灌水量,提高水分利用率,是最优处理,可以在实践中予以推广。     

张掖地区植被覆盖变化及其预测研究

基于MODIS—NDVI数据,运用植被重心法、一元线性回归及R/S分析法对张掖地区2000—2008年204幅遥感图像进行了分析。结果表明：（1）2000—2003年植被重心向东移动,说明东部植被增加或西部植被减少;2006—2008年向北移动,说明北部植被增加或南部植被减少。植被重心年内变化表现为以5月和11月为界的不稳定—稳定—不稳定变化趋势。（2）近10a来植被覆盖呈增加趋势,植被改善区域占整个研究区面积的75.98%,分布于山丹、民乐和张掖盆地,主要土地类型为旱地和人工草地;人工植被增加速度高于天然植被;退化地区零星分布于人类活动强的张掖盆地和祁连山地北部。（3）生长季平均NDVI值的Hurst指数集中分布在0.4～0.6之间,以弱持续性和反持续性为主,但生长季各月则有一定的差异性,从5,6月份以持续性趋势为主到7月份的持续性减弱,反持续性增强,再到8,9月份的反持续性趋势减弱,持续性增强;不同土地利用类型的Hurst值排序为：其它未利用土地〈建设用地〈草地〈耕地〈未利用土地〈林地〈水体。     

丹江口库区坡耕地不同轮作模式作物生产力及农田养分流失比较

在丹江口库区习惯施肥条件下,比较坡耕地不同轮作系统的作物生产力及农田水土和养分流失的差异。结果表明,在5种轮作模式中,作物生产力水平以＂小麦-玉米＂轮作最高,生产效益以＂油菜-玉米＂轮作最高;农田产流量、土壤侵蚀量和磷钾养分流失量均以＂小麦-玉米＂轮作最小,＂小麦-芝麻＂轮作最大;而氮流失量以＂油菜-玉米＂轮作最小,以＂小麦-芝麻＂轮作最大。因此,＂小麦-玉米＂轮作为丹江口库区坡耕地适宜的环保型作物复种模式。     

基于关联规则面向对象的海岸带海水养殖模式遥感识别

针对目前海水养殖模式遥感识别中的效率低,"同物异谱"、"异物同谱"和"椒盐"噪声等问题,该文研究了关联规则分类和面向对象相结合的养殖模式遥感识别方法,通过不同养殖模式的对象分割和关联规则的自动和智能获取,来构建海水养殖模式分类器。以高分一号PMS1卫星影像为数据源,把不同养殖模式对象的光谱、空间形态和纹理特征及其关联关系作为事务数据,使用Apriori算法挖掘类别作为后件的强规则,对粤东柘林湾养殖核心区内4种海水养殖模式(池塘养殖、网箱养殖、滩涂插养、浮筏吊养)水面信息进行提取。结果表明:基于关联规则面向对象的海水养殖模式分类精度能达到88.65%,比K-近邻法面向对象法精度提高了14.38个百分点,比关联规则挖掘分类法精度提高了12.16个百分点。关联规则分类和面向对象结合方法拓宽了传统逻辑推理分类方法中获取信息的途径,使分类更加自动化和智能化,且分类精度得到显著提高,可以成为海岸带海水养殖复杂模式识别的有效支持手段。     

农田生物质能集约利用空间优化决策

发展农田生物质能源集约利用,是解决中国能源问题和环境问题的重要途径。由于农田生物质能空间分布的分散性、不连续性,所以对生物能源数量、空间分布特征以及其集约利用空间优化问题进行研究是生物质能源从研发走向实际应用的关键。该文以广东省为例,利用NPP（净初级生产力）模型获得可用农田生物质能生物量和空间分布状况,在此基础上,采用不同尺度的泰森多边形作为生物能源的初级筹集范围,应用遗传算法对生物质能集约利用的空间优化配置问题进行快速求解。结果表明,遗传算法和GIS模型结合对解决面域供应和点域需求问题具有明显的优越性,可为生物质能集约利用提供有效的空间优化方法;尺度效应对模型模拟结果有很大影响,当以10 km为邻近阈值建立泰森多边形作为初级筹集区域时,适宜度达到最大。该研究可为生物质能集约利用空间优化决策提供依据。     

适宜物理-酶联合改性提高酸性条件下大豆分离蛋白乳化性

为提高酸性条件下大豆分离蛋白（soy protein isolates,SPI）的乳化性能,该文研究了物理-酶联合改性对SPI（pH值为4）的乳化性能影响,通过对比确定了物理-酶联合改性,即超声波-酶复合改性和挤压膨化-酶复合改性两种改性方法在酸性条件下的乳化性能效果最好;并通过对改性后 SPI（pH 值为4）进行溶解性、游离巯基、二硫键、粒径、扫描电镜（scanning electron microscope,SEM）和激光共焦扫描显微镜（confocal laser scanning microscopy,CLSM）分析,从蛋白结构变化上进一步揭示了乳化性能提高现象的原因。结果表明：超声波联合植酸酶-酸性蛋白酶改性的 SPI （Uphy-aci-SPI）的乳化活性（emulsifying activity index,EAI）为0.53 m2/g,比未改性SPI（0.18 m2/g）显著提高了196%（P<0.05）,乳化稳定性（emulsifying stability index,ESI）为17 min,比未改性SPI（13.5 min）显著提高了25.9%（P<0.05）;挤压膨化联合菠萝蛋白酶改性的SPI（Ebro-SPI）的EAI为0.46 m2/g,比未改性SPI显著增加了155%（P<0.05）,ESI为17 min,比未改性SPI显著增加了25.9%（P<0.05）。在pH值为4的条件下对物理-酶联合改性的SPI的性质分析发现,物理-酶联合改性的SPI与未改性SPI相比,物理-酶联合改性的SPI的溶解性显著增加（P<0.05）;物理-酶联合改性的SPI的乳状液平均粒径减小,CLSM观察乳状液中油与蛋白溶液稳定共融,改善了油滴之间的空间排斥力。物理-酶联合改性的SPI游离巯基的含量显著增加（P<0.05）,二硫键含量显著降低（P<0.05）。SEM观察物理-酶联合改性的SPI为结构松散、破碎均一的微观结构。由此可见,乳化性能的提高是通过深层改变蛋白的结构来实现的。该研究可为探索提高酸性条件下SPI的乳化性能的方法提供理论依据。     

黄土区刺槐林地土壤水分剖面的垂直分层

 为从蒸散耗水角度对黄土区刺槐林地土壤水分剖面进行垂直分层,在山西吉县蔡家川流域刺槐林地布设频域反射仪对0～150cm土层分层连续测定土壤水分,综合利用灰关联分析法和有序聚类法对各土层、不同时间蒸散耗水特性进行研究。结果表明:从蒸散耗水角度,黄土区刺槐林地土壤水分可垂直划分为地表植物蒸散耗水层(0～10cm)、林下灌木蒸散耗水层(10～40 cm)、刺槐蒸散耗水层(40～150cm);灰关联分析法和有序聚类法可以综合应用于土壤水分剖面垂直分层研究。分层方法数学理论基础较严密,取得的分层结果与现有相关研究结果基本一致,因此,有较高可信度,可为黄土区刺槐林地土壤水分研究提供参考。     

Effects of nitrogen fertilizer on the acidification of two typical acid soils in South China

Purpose

A laboratory incubation under constant temperature and humidity was conducted to estimate the impacts of nitrogen (N) fertilizers on the acidification of two acid soils (Plinthudult and Paleudalfs) in south China.

Materials and methods

The experiment had three treatments, i.e., control (CK), addition of urea (U), and addition of ammonium sulfate (AS). We measured soil pH, nitrate (NO₃ ^?), ammonium (NH₄ ⁺), exchangeable hydrogen ion (H⁺), and aluminum ion (Al³⁺) concentrations at various intervals during the 90 days of incubation. Soil buffering capacity (pHBC) was also measured at the end of the experiment.

Results and discussion

The application of N fertilizers resulted in soil acidification. The U treatment caused greater acidification of the Plinthudult soil than the AS treatment, while there were no differences between U and AS treatments on the acidification of the Paleudalfs. At the end of the trial, the pHBC of Plinthudult in AS treatment was greater than that in CK and U treatments, which may be due to the buffering system of NH₄ ⁺ and NH₄OH. However, the pHBC of Paleudalfs was unchanged between treatments. The dynamics of exchangeable H⁺ and Al³⁺ corresponded to that of soil pH. Correlation analysis showed that both soil exchangeable H⁺ and soil exchangeable Al³⁺ were significantly related to soil pH.

Conclusions

Application of urea and ammonium sulfate caused acidification in both soils and increased soil exchangeable Al³⁺ and H⁺ concentrations in the Paleudalfs. The application of urea increased exchangeable Al³⁺, and ammonium sulfate increased pHBC in the Plinthudult.     

Different effects of microwave and ultrasound on the stability of (all-E)-astaxanthin

Both microwave-assisted extraction (MAE) and ultrasound-assisted extraction (UAE) have been widely applied in the extraction of a variety of biologically active compounds including carotenoids due to their lower pollution to environment, high extraction efficiency, lower cost, and shorter extraction time as compared to conventional extraction techniques. However, there are few reports on their effects on the stability of these compounds. In the present study, the stability of (all-E)-astaxanthin, one of the carotenoids, was examined under the action of both ultrasound and microwave. Results showed that microwave induced the isomerization of (all-E)-astaxanthin to its Z analogues, preferentially to (13Z)-astaxanthin as analyzed by HPLC coupled with diode array detection and LC-MS; and the percentage of the isomerization increased with increasing both treatment time and microwave power. In contrast to the microwave, the ultrasound degraded (all-E)-astaxanthin to unidentified colorless compound(s) as suggested by HPLC analysis and UV/vis measurements, and the degradation likewise increased as both treatment time and ultrasonic power increased. The results presented here emphasized that both MAE and UAE techniques should be carefully used in the extraction of unstable compounds such as (all-E)-astaxanthin.