Effect of bread baking on the bioavailability of hydrogen-reduced iron powder added to unenriched refined wheat flour

Elemental iron powders are widely used to fortify flour and other cereal products. Our objective was to test the hypothesis that baking enhances the bioavailability of elemental iron powders by oxidizing Fe(0) to Fe(2+) or Fe(3+). An in vitro digestion/Caco-2 cell culture model and a piglet model were used to measure bioavailability. Bread flour, either unfortified or fortified with hydrogen-reduced (HR) iron powder or FeSO(4) (300 mg Fe/kg flour), was baked into bread. For the in vitro studies, bread samples were treated with pepsin at pH 2, 3, 4, 5, 6, or 7 and subsequently incubated with pancreatic enzymes at pH 7 in a chamber positioned above monolayers of cultured Caco-2 cells. Ferritin formation in the cells was used as an index of iron bioavailability. Ferritin formation in cells fed HR Fe bread was similar to cells fed FeSO(4) bread when the peptic digestion was conducted at a pH 2 but lower when the peptic phase was conducted at pH 3, 4, 5, 6, or 7 (P < 0.05). Pig diets containing 35% dried bread were prepared and fed to cross-bred (Hampshire x Landrace x Yorkshire) anemic pigs in two studies. The rate of increase in hemoglobin Fe over the feeding period was used to calculate relative biological value (RBV), an index of iron bioavailability. In the first pig study, RBV of HR Fe added to flour prior to baking was 47.9% when compared to FeSO(4) fortified flour (P < 0.05). In the second pig study, a third treatment consisting of unfortified bread with HR iron added during diet mixing (after bread baking) was included. RBVs of the HR Fe diet (Fe added after baking) and HR Fe diet (Fe added before baking) were 40.1% and 53.5%, respectively, compared to the FeSO(4) diet. Differences in RBV between the HR Fe (before and after baking) and FeSO(4) (before baking) treatment groups were significant, but the difference between the before and after HR treatment groups was not significant. We conclude that bread baking does not enhance the bioavailability of elemental iron powders.     

不同施肥处理对黄泥土微生物生物量碳氮和酶活性的影响

通过室内培育实验,研究了不同施肥处理对黄泥土微生物生物量C、N和脲酶、酸性磷酸酶、蔗糖酶活性的影响。培养过程中,单施化肥处理土壤微生物生物量C、N均呈下降趋势,施用有机肥处理的土壤微生物量C前期升高至一定水平后或保持稳定、或呈下降趋势,而微生物生物量N总体均呈下降趋势;不同施肥处理的脲酶活性呈前期上升后期下降趋势,而酸性磷酸酶和蔗糖酶则单施化肥处理呈上升趋势、配施有机肥处理呈下降趋势。与对照处理相比,单施化肥处理显著降低土壤微生物生物量C、N,高量施用化肥处理还显著降低土壤脲酶活性,但对酸性磷酸酶和蔗糖酶活性的影响并不明显。秸秆施用可显著提高土壤微生物生物量C、N和酶活性,特别是高量施用秸秆的效果更明显。施用猪粪由于同时带入了大量的活性养分,对土壤微生物生物量C、 N和酶活性的影响尚难评价。在高度集约农业利用下,继续保持较高的化肥施用量并不利于土壤生物质量的维护和提高,而秸秆直接还田才是保持土壤健康状态的有效措施。     

生物有机肥中磷细菌对难溶性磷的有效化研究

通过土壤盆栽试验，在生物有机肥中加入固氮菌、磷细菌、硅酸盐细菌等有益微生物并与磷矿粉混合施用来栽培玉米，研究其中的磷细菌对土壤中难溶性磷的有效化作用。结果表明，在不施肥、施用磷矿粉、含磷细菌生物有机肥、不含磷细菌生物有机肥4个处理中，处理3更能促进玉米的生长、增加植株体内NPK养分的积累，特别是在肥力较低的土壤上表现更为显著。处理3也提高了土壤中的速效磷养分含量。     

海南冬季主要瓜菜寒害风险区划

基于自然灾害风险分析原理,利用海南岛18个市县历年逐日气象要素、瓜菜产量、面积、寒害灾情和DEM等资料,构建基于瓜菜生物学特性的寒害致灾等级指标,综合寒害致灾危险性、孕灾敏感性、承灾体易损性和防灾能力,评估海南岛冬季瓜菜寒害风险。结果表明:西瓜冬季寒害危险性从中部向东西减小,豇豆和丝瓜冬季寒害危险性从南向北加重,辣椒冬季寒害危险性从东南向西北增加,瓜菜不同等级寒害风险概率分布形式差异明显;瓜菜冬季寒害孕灾环境敏感性从中部五指山地区向周围低海拔区降低;瓜菜冬季寒害灾损风险和防灾能力在区域上存在明显差异。瓜菜冬季寒害综合风险分布形式总体一致,中部和北部高、南部和东西部沿海低。这种寒害风险分布主要受海南冷空气活动和地形因素作用,与实际寒害发生规律一致。     

硅对青蒜苗生长、光合特性及品质的影响

【目的】大蒜是一种兼具营养价值和药用价值的蔬菜,由于品种退化、 土传病害严重等问题,导致大蒜植株矮小、 产量降低、 品质下降。硅作为一种公认的有益元素,在提高作物产量、 改善产品品质方面有非常重要的作用。但是关于硅对大蒜生长发育以及产量和品质的影响至今还没有相关报道,因此本试验研究了硅在青蒜苗生长和品质方面的作用,以期能为大蒜无土栽培优质高产提供一些理论参考。【方法】利用深液流水培方式,以金乡白皮蒜为试材,设置了5个硅水平（0、 0.75、 1.5、 2.25、 3.0 mmol/L）探讨了不同水平硅对青蒜苗生长、 光合特性及品质的影响。【结果】在0~1.5 mmol/L范围内,青蒜苗植株鲜重、 株高、 假茎长、 假茎粗以及色素含量均随硅浓度的增加而升高,当硅浓度高于1.5 mmol/L时,相关指标随其升高而降低,在硅浓度1.5 mmol/L时达到最大值; 同时叶片净光合速率（Pn）及气孔导度（Gs）也随营养液中硅水平的增加呈先升高后降低的趋势,硅浓度1.5 mmol/L时最高,比不施硅处理分别增加了32.41%和44.62%,而蒸腾速率（Tr）则恰好相反,随硅浓度增加先降低后升高,在Si1.5处理中最低,与对照相比降低了22.00%; 此外,叶片和假茎中可溶性糖、 游离氨基酸、 维生素C含量也随硅素水平的提高呈现出先升高后降低的趋势,硅浓度1.5 mmol/L时可溶性糖含量最高,与对照相比分别增加了25.37%~41.96%和21.28%~40.82%,维生素C和游离氨基酸含量则在Si2.25处理最高,但是Si2.25处理与Si1.5处理相比无显著差异; 硅浓度1.5 mmol/L时显著降低了叶片中可溶性蛋白含量,但能提高其在假茎中的含量,与不施硅处理相比叶片中可溶性蛋白含量降低了15.76%~21.62%,假茎中则增加了32.85%~53.73%。【结论】营养液中加硅后,青蒜苗植株鲜重、 株高、 假茎长和假茎粗均有明显增加,且其促进作用在其生育后期比生育前期更显著。加硅还可增加大蒜叶片内色素含量,增强光合速率,显著增加青蒜苗内可溶性糖、 可溶性蛋白、 维生素C和游离氨基酸的含量,提高其营养品质。因此,在大蒜施肥中,适当增加硅肥,有可能克服大蒜品种退化、土传病害对大蒜的不利影响。     

根系及盐分含量对农田土壤干缩裂缝发育规律的影响

为研究不同根系含量和盐分含量土壤表面干缩裂缝的发育规律,该文提出了一套基于数字图像处理的裂缝几何参数提取方法,分析裂缝形态随含水率的变化规律。结果表明:随着含水率的降低,不同根系含量条件下裂缝面积密度和长度密度的差异显著(P0.05),裂缝发育稳定时根系含量越大,面积密度越小,长度密度越大。盐分质量分数为2.0%的土壤试样在整个干燥过程中裂缝面积密度明显比其他低盐分含量的试样高。当含水率27%时,盐分含量对土壤裂缝面积密度的影响差异明显,不同盐分含量的土壤裂缝面积密度和长度密度均差异显著(P0.05),说明盐分含量越大,稳定时土壤裂缝面积密度越大,长度密度越小。该成果对指导开裂土壤的农田灌溉具有重要的实践意义。     

植物根系对土壤水力参数影响的定量研究综述

植物根系是土壤结构以及土壤水力参数变化的重要影响要素。目前不仅缺乏定量描述“根-孔隙-土壤水力参数”相互作用的研究方法,在更大尺度上根系作用的客观表达也尚不明确,由此导致降雨入渗、径流和蒸发等流域水文过程的精细刻画与模拟预测具有很大的不确定性。基于文献检索,本文对国内外相关研究进行了回顾与梳理,量化了植物根系对土壤水力参数的改变和影响,并提出其与植被、土壤类型的响应方式,总结了植物根系动态性生长下的土壤水力参数定量表述及其预测模型进展。同时分析了在定量研究根-土复合系统中存在的问题及未来研究的发展方向,指出目前根系影响土壤水力参数的研究主要集中在小尺度控制实验方面,忽略了大尺度下土壤空间异质性及外部环境因素的干扰,强调大尺度根系作用和根系参数纳入土壤结构的重要性和实际意义,进一步与水文模型的深度耦合逐渐成为未来研究的热点。     

土壤干缩开裂三维模型构建及其参数敏感性分析

为揭示农田土壤干缩裂隙沿深度方向的发展规律及形成机理,该研究改进了Vogel提出的Hookean弹簧模型,通过构建由节点组成的三棱柱状网格结构,并考虑重力的影响,建立了可以模拟裂隙深度的三维农田土壤干缩开裂模型,分析了纵向弹性系数（与土壤沿深度的弹性有关）对模拟裂隙深度的影响,通过Minkowski密度（即面积密度、长度密度和欧拉数密度）量化分析裂隙形态。结果表明：试验与模拟裂隙图像的面积、长度、欧拉数密度及裂隙深度频率的决定系数在0.849～0.959之间,一致性指标在0.965～0.988之间,偏差在0.103～0.189之间,均方根误差在0.005～0.083之间,说明改进后的三维模型达到率定要求,该三维物理模型可以模拟出裂隙沿深度的拓展情况,模拟的表层裂隙形态特征符合自然裂隙的发育规律。敏感性分析中,纵向弹性系数越小,裂隙沿深度方向发育的趋势越明显,深裂缝（土深5～10 cm）的占比越大。研究可为模拟农田土壤裂隙沿纵向的发育和形成提供算法参考。     

用毛细吸渗原理快速测量土壤田间持水量的研究

田间持水量是衡量田间土壤保持水分能力的重要指标,视为对作物有效的土壤水分的上限,对农田灌溉和作物水分管理具有十分重要意义。该研究提出了能快速测量土壤田间持水量的新型毛细吸渗法。该方法以田间持水量为无地下水影响下土壤基质所能吸持的最大含水量为物理基础,设计了一套满足田间持水量要求的实验方法、装置和程序,采用5种不同土壤测量了其田间持水量,并与用威尔科克斯法测量得到的田间持水量进行了对比。结果表明：所提出的新型测量方法,无论是基本原理还是室内试验均可行。与威尔科克斯法相比,其测量值略微偏小;两种测量值相关性很好,相差约为9％,产生这种现象的原因主要是土壤的吸湿过程与脱湿过程中土壤含水率的滞后所致。与传统的测量方法相比,该方法可大大缩短测量时间,具有利用前景。     

基于ArcGIS Engine的土地变更调查管理系统设计与实现

自动化、科学化和现代化管理是土地变更调查发展的必然趋势。该文根据土地变更调查的特点，设计了基于ArcGIS Engine的土地变更调查管理系统，实现变更数据不同时期、不同数据源的叠加分析，并自动输出报表。研究结果表明系统具有较强的针对性，也具有较大的实用价值。设计的土地变更调查管理系统能够保证变更前后的各地类总面积不变，同时能够根据调查的变更数据分析出地类发生变化的流向，从而生成各种统计报表。