磷指数模型在美国的应用和发展

磷是植物生长必需的营养元素之一,在农业生产中起着关键作用。然而,长期过量的磷肥投入导致土壤磷素水平增加,进而加大了土壤磷素流失风险,造成农业非点源磷污染,同时这也成为导致水体富营养化的主要因素之一。因此,识别和管理农业非点源磷的流失风险关键区,成为面源污染亟待解决的关键问题。磷指数模型起源于20世纪90年代,是评估农田磷流失潜力和指导磷管理决策的重要工具之一。根据研究区特点,美国众多学者在各州设立了不同的磷指数指标体系,优化了磷指数的组成因子、计算方法和分级标准。本文对美国各州磷指数模型评价体系进行了综述和评价,指出了磷指数模型的局限性,提出了改进方向,以期为我国磷素管理方法提供借鉴。     

矿区生态监测的地理加权遥感生态指数构建及评价

矿区生态是陆地生态系统的重要组成部分,准确监测矿区生态对保护生态环境、维持生态平衡具有重要意义。遥感技术为矿区生态监测提供了有效手段,针对遥感生态指数（remote sensing ecological index,RSEI）在矿区生态监测中存在监测精度低、针对性弱和指标权重空间上均一化问题,该研究对RSEI进行了改进。首先,考虑矿区特殊的生态成因,在绿度、热度、湿度、干度的基础上加入煤尘污染因子构成矿区遥感生态指数;然后,利用地理加权主成分分析法确定各指标的空间权重,构建了地理加权遥感生态指数（geographically weighted-remote sensing ecological index,GW-RSEI）;最后,以山西省大同煤田为例,基于多期遥感影像对GW-RSEI在矿区生态监测中的有效性、适用性进行了验证。结果表明：GW-RSEI能准确捕捉矿区大气中的煤尘污染,从整体和局部尺度实现了矿区生态的精准监测,有效提高了矿区生态监测的精度;地理加权主成分分析法能够明确表征矿区生态的空间异质性和生态环境变化的空间连续性;2000—2020年大同煤田的GW-RSEI均值分别为0.51、0.48、0.46、0.59、0.56,整体生态环境经历了先恶化后改善的过程,其东南部生态环境变化趋势与整体一致,而西北部生态环境呈现先改善后恶化的变化趋势。研究成果为准确监测矿区生态提供了一种更加科学、有效的方法。     

升温与聚苯乙烯微塑料复合暴露对长牡蛎血细胞功能、免疫基因表达和能量代谢的影响

为阐明全球气候变暖和微塑料复合胁迫对长牡蛎(Crassostrea gigas)免疫应答、氧化应激和能量代谢的影响,本研究采用3个微塑料(microplastics, MPs)水平[无微塑料、小粒径聚苯乙烯微塑料(SPS-MPs,6μm)和大粒径聚苯乙烯微塑料(LPS-MPs,50～60μm)]和2个温度水平(20℃和25℃)对长牡蛎进行了为期21 d的单一和复合暴露,检测分析了各组长牡蛎血细胞功能[吞噬活性、活性氧(reactive oxygen species,ROS)含量]、糖原含量以及免疫相关基因表达的变化。研究结果表明,SPS-MPs暴露能增加长牡蛎血淋巴细胞中ROS含量,降低血细胞吞噬活性,揭示SPS-MPs毒性作用更强。升温与微塑料的协同作用增加了长牡蛎消化腺组织中的糖原含量。实时荧光定量PCR结果显示,升温与SPS-MPs复合暴露组长牡蛎消化腺组织通过上调热休克蛋白90 (heat shock protein90, HSP90)、核因子κB抑制蛋白(inhibitor of NF-κB, IκB)和p53基因表达量进行免疫应答;升温与微塑料的拮抗作用增加了鳃组织p53基...     

海洋养殖柔性网衣结构水动力特性研究进展

发展深水网箱养殖是保障我国粮食及食品安全的长远战略,也是缓解近海网箱养殖环境胁迫力、拓展食物生产空间的必然选择。发展深水网箱养殖首先需要面对的突出挑战是养殖设施在外海恶劣海况下的安全性问题。网衣是深水网箱的主体结构,由于其自身具有高柔性、小尺度的特点,在波浪和水流作用下易出现大位移和大变形的极端响应。当前,网衣结构分析技术已成为我国深水网箱养殖工程技术的薄弱环节,一定程度上制约当前海上养殖网箱向大型化和深水化发展。因此,网衣水动力特性研究对于深远海网箱养殖的发展具有重要意义。本研究系统介绍了计算网衣水动力荷载的主要方法及其适用范围。同时,对网衣动态响应数值计算中的主流建模技术进行了总结和分析。最后,根据目前网衣水动力特性研究中存在的热点问题,提出了网衣流固耦合分析、生物污损分析、数字孪生技术等前沿发展方向,为网衣水动力学分析向数字化、精准化发展提供参考。     

四种不同食性鱼类肠道微生物群落组成及多样性比较分析

本研究旨在探讨食性对鱼类肠道菌群组成和多样性的影响,并预测特定菌群对不同营养素的潜在功能。实验采用高通量16S rRNA基因测序技术,提取获得滇池高背鲫(Carassius auratus)、草鱼(Ctenopharyngodon idellus)、鳜鱼(Siniperca chuatsi)、昆明裂腹鱼(Shizothorax grahami) 4种不同食性鱼类的肠道内容物,12个样品的16S rRNA,构建文库并测序,分析这4种鱼类肠道微生物的菌落组成和多样性。结果显示,鱼类肠道菌群多样性受到食性的显著影响(P<0.05),综合表现为杂食性(滇池高倍鲫) > 草食性(草鱼) > 滤食性(昆明裂腹鱼) > 肉食性(鳜鱼)。4种鱼类具有一些相同的优势菌群：变形菌门(Proteobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)。然而,优势菌群在属水平上存在一定差异,如不动杆菌属(Acinetobacter)为鳜鱼的优势菌群,拟杆菌属(Bacteroides)为草鱼的优势菌群等。功能预测发现,鳜鱼肠道中以革兰氏阴性菌为主;草鱼抗病潜力略高于其他3种鱼类;约氏不动杆菌(A._ johnsonii)、鲁氏不动杆菌(A. lwoffii)和施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri)可能有助于宿主对蛋白质的消化,而拟杆菌属中的某些菌群可能有助于宿主消化纤维素。综上所述,食性是影响鱼类肠道菌群组成和多样性差异化的主要因素之一,分析食性与肠道优势菌群之间的关联,探讨特异菌群的功能,可为研究鱼类营养代谢的微生物效应奠定理论基础。     

旱作条件下不同施肥类型和覆膜材料对冀西北马铃薯光合效应、产量和品质的影响

为探究适应冀西北地区旱作马铃薯高产高质的栽培技术,本试验以马铃薯品种京张薯3号为试验材料,研究了在旱作雨养条件下,不同覆膜材料和增施有机肥对旱作马铃薯植株形态、光合效应、产量和品质的影响。试验结果表明：与对照相比,覆膜和增施有机肥处理FOB和FOS可以提高马铃薯出苗率,缩短出苗天数,增加植株株高和茎粗。FOS、FOB和FOW处理在马铃薯块茎形成期、块茎膨大期、淀粉积累期三个时期,显著提高了马铃薯净光合速率、气孔导度和蒸腾速率。从产量和产量构成因素看,FOS和FOB处理单株结薯数比对照分别增加37.9%和25.2%,单株结薯重提高38.1%和33.7%,折合667 m²产量比对照提高31.29%和27.82%。FOS处理马铃薯淀粉含量比对照显著提高21.8%。综合各项指标,对于冀西北坝上地区,增施有机肥+渗水降解地膜是有效的旱作栽培措施。     

Utilization of Sake lees as Broiler Feedstuff and its Effects on Growth Performance and Intestinal Immunity

Increasing food loss and waste (FLW) is a global problem, and efforts are being made to use waste food as potential livestock feed material. The amount of self-supplied feed is lower in Japan than in other countries, and the government recommends FLW use for animal feed. Sake (Japanese rice wine) is a traditional alcoholic beverage. During the sake manufacturing process, large amounts of squeezed solids or “lees” (sake lees) are generated. Sake lees are nutritious and functional, but are prone to spoilage. In this study, we investigated whether sake lees should be mixed with animal feed immediately or after drying. To assess the usefulness of sake lees as a poultry feed ingredient and determine the effect of sake lees on intestinal immunity, we performed a feeding trial with three treatments: a raw sake lees (RSL) diet, dried sake lees (DSL) diet, and control diet. Three-week-old broilers were fed these diets (n=8 per group) for two weeks. We then calculated feed efficiency and performed RT-qPCR to assess the effects of diet on intestinal immunity. The growth performance in the RSL diet group was equivalent to that in the control diet group. The DSL diet became difficult for broilers to eat, resulting in decreased growth performance. In the ileum of RSL-diet broilers, the mRNA expression levels of TGF-β1 and avian β-defensin (AvBD)12 were significantly increased compared to those of control diet broilers (p<0.05), and a significant correlation was observed between the two genes (p<0.05). Our results indicated that sake lees should not be dried and should be mixed immediately with feed, and this sake lees when fed to chicken activates the intestinal immunity. However, sake lees have a lower fat content than corn, and it is thus important to combine sake lees with high-energy feed.     

玉米小斑病抗性种质鉴定及生理生化分析

以200份玉米优良自交系为材料,2022-2023年夏分别进行小斑病菌的田间接种,综合两年数据共鉴定出高抗小斑病的玉米自交系3份,分别为K22、CML50和齐319;筛选到包括Mo17在内的抗性玉米自交系24份。选取K22和B73两个具有不同抗性水平的玉米自交系进行小斑病菌的室内接种。结果表明,48 h和72 h时,自交系K22叶片的病斑数、病斑面积和病斑面积比等各项指标均显著优于自交系B73,进一步验证田间鉴定的准确性。48 h或72 h时,高抗小斑病自交系K22与感病对照B73相比,5种防御酶活性增加14.32%～70.45%。     

基于分期播种试验夏玉米延迟收获促进子粒灌浆和粒重增益效应

基于2019-2022年夏玉米播期试验资料,分析夏玉米生理成熟后延迟收获对子粒农艺性状改善、增产效应。结果表明,早播10 d至晚播20 d处理的有效灌浆结束日均比生理成熟期延后,子粒有效灌浆持续日数依次比其花后10 d至生理成熟期日数延长28～9 d,播期每推迟10 d延长日数减少6.3 d。子粒农艺性状有明显的改善,百粒重、穗粒重提高,子粒增产效应明显,理论产量增产率16.95%～7.66%,增产量1 960.36～681.51 kg/hm²,对照增产最多,比晚播10、20 d增产粮食多2.4～2.9倍。为华北地区提高气候资源利用效率和粮食生产提质增效提供参考。