黄土丘陵区垂直陡壁表面不同类型生物土壤结皮养分与微生物养分限制特征

生物土壤结皮的发育类型对土壤养分和微生物代谢起着重要作用。为进一步明确在生物结皮发育过程中微生物的限制性养分与影响因素,研究选择黄土丘陵区垂直陡壁表面上的裸土(CK)、浅色藻结皮(LA)、深色藻结皮(DA)、藻藓混合结皮(AM)和藓结皮(M)为研究对象,分析了不同生物土壤结皮类型下碳(C)、氮(N)、磷(P)养分状况与胞外酶活性,并通过胞外酶化学计量来量化微生物的代谢限制。结果表明:LA,DA,AM和M这4种类型生物土壤结皮C,N,P养分含量和微生物生物量C,N,P均显著高于CK(p<0.05),并且SOC,TN,TP和微生物生物量C,N,P随CK,LA,DA,AM和M的顺序逐渐增大,藓结皮微生物量C,N,P分别是CK处理的18.3,27.6,14.1倍。生物土壤结皮的发育显著提高了C,N,P循环酶的活性,冗余分析结果表明土壤养分与酶活性密切相关。此外,通过酶计量的矢量模型结果来看,生物土壤结皮的发育造成微生物相对碳限制的增大与相对磷限制的减小,并受到速效养分含量的影响。偏最小二乘路径模型结果也表明生物土壤结皮的类型会间接影响微生物的代谢限制。总的来说,生物土壤结皮类型的变化会改善土壤养分状况与微生物量等性质,养分资源的供应状况会造成微生物养分代谢的变化。     

电子束辐照对天麻粉灭菌效果及品质的影响

为研究电子束辐照对天麻灭菌效果及其品质的影响,采用0(CK)、5、7、9、11、13 kGy剂量的电子束辐照处理天麻粉,测定天麻的微生物含量、色泽、理化性质、指纹图谱相似度及活性成分含量等指标。结果表明,经9 kGy辐照处理后,天麻中均未检出需氧菌、霉菌和酵母菌;辐照后天麻的L^*值降低,9 kGy剂量总色差值变化最小;辐照对天麻的水分、总灰分含量均无显著影响,9~13 kGy吸收剂量下天麻的醇溶性浸出物含量显著增加(P<0.05);不同吸收剂量电子束辐照处理后天麻指纹图谱的相似度为0.995~0.998;辐照对天麻主要活性成分的总含量无显著影响(P>0.05)。综上,9 kGy电子束辐照处理既能减少天麻微生物含量,又能最大限度地保持其品质不受影响。本研究结果为电子束辐照在天麻灭菌工艺中的应用提供了理论基础。     

不同制粉方式对运黑161全麦粉加工特性的影响

为探讨不同制粉方式及不同粒度对黑小麦流变学特性及加工品质的影响,将运黑161黑小麦经直接粉碎法和回添法制得的全麦粉分别过80、100、120目筛,以运黑161黑小麦面粉为对照,分析全麦粉淀粉含量、水合特性、发酵特性以及流变学特性。结果表明,直接粉碎且过80目筛的全麦粉支链淀粉含量最高,为80.18%,破损淀粉含量最低,为9.93%,溶解度、膨润力最小,分别为2.5%和3%。回添法制备的全麦粉面团发酵高度、持气率小于直接粉碎法。直接粉碎且过80目筛全麦粉的粉质质量指数最高,为59.5,形成时间和稳定时间分别为3.45和3.2 min,较接近于黑小麦面粉,且该全麦粉的阻力值、最大阻力值在醒发时间135 min时最大,用该全麦粉制作的面包感官得分最高。综上,以直接粉碎且过80目筛制备的全麦粉为原料制作的全麦面包品质较好。本研究结果为黑小麦全麦面包研发提供了理论基础。     

黄土和红壤丘陵区输变电线路工程水土流失影响因素及特征

为顺应国家电网公司高质量绿色发展的内在需求,防治输电线工程施工过程中造成的严重水土流失。以黄土丘陵区和红壤丘陵区为研究对象,通过野外调查和文献查阅,选取区域内两条典型线路,就气候、地形、土壤和植被等自然因素对输电线路工程水土流失特征的影响进行研究。结果表明:(1)黄土丘陵区相较于红壤丘陵区侵蚀营力除水力之外还有风力。(2)黄土丘陵区土壤渗透性强、土层深厚,而红壤丘陵区质地粘重、遇水易板结、入渗能力差。(3)黄土丘陵区植被自我恢复能力较差,施工过程中需要随时进行补植,而红壤区植被遭受破坏后恢复能力强,即使施工中植被遭受破坏,在短期内也可自然恢复。(4)黄土丘陵区输电线路工程在施工期土壤侵蚀模数是自然恢复期的1～10倍。黄土丘陵区输电线路各区域的土壤侵蚀模数是红壤丘陵区的2.5～31.25倍。(5)黄土丘陵区侵蚀模数在换流站站区、电机电缆区和榆林市线路工程塔基区的侵蚀模数取最大值,换流站站区和线路工程塔基区新增水土流失量最大; 而红壤丘陵区输电线路工程侵蚀模数在宜昌市线路工程塔基区取最大值,塔基区的新增水土流失量亦为最大。塔基区是水土流失防治和监测的重点区域。因此,根据当地自然因素差异,分区域设计工程措施,有利于减少水土流失。     

褪黑素壳聚糖微粒防止褪黑素降解并有效提高其抗旱功能

  【目的】  褪黑素可提高作物抗旱性,但容易降解。本研究试图开发具有缓释和抵御光降解能力的褪黑素壳聚糖微粒,并对其抗旱性进行评价。  【方法】  利用壳聚糖与三聚磷酸钠和果胶所产生的静电引力,使三者之间产生交联形成包裹褪黑素的杂化微粒,从而实现褪黑素的缓释和保活。确定投入褪黑素质量为5 mg时制备的褪黑素壳聚糖微粒作为试验材料(MP-MT)。利用扫描电子显微镜(SEM)和傅立叶变换红外光谱(FTIR),对褪黑素壳聚糖微粒(MP-MT)表面形貌及官能团特性进行表征。采用超高效液相色谱技术,探究MP-MT对褪黑素的缓释性能和抵抗光降解的性能。以两叶一心的小麦幼苗为试材,进行灌根试验。将基质最大持水量的80%设为正常对照(CK1),基质最大持水量的40%设为干旱对照(CK2);在干旱胁迫下,设施用1.0 g/L褪黑素(MT1.0)、壳聚糖微粒(MP)和含褪黑素0.5、1.0、1.5 g/L的褪黑素壳聚糖微粒(MP-MT0.5、MP-MT1.0、MP-MT1.5),共7个处理。在处理后第8天,取样分析小麦幼苗株高、干重、鲜重、叶片SPAD值、根系生长、抗氧化酶活性及丙二醛含量。  【结果】  当褪黑素投入量为5 mg时MP-MT对褪黑素的包封率最稳定,为52.14%,之后的相关试验均以该比例制备的褪黑素壳聚糖微粒(MP-MT)作为试验材料。通过SEM照片发现,MP-MT微粒粒径相较于壳聚糖微粒增加且表面变粗糙。MP-MT微粒FTIR结果同时检测出现了壳聚糖、褪黑素等组分的特征峰,表明褪黑素在微粒中存在。模拟释放试验结果表明,MP-MT在pH 5.0和pH 7.0磷酸缓冲溶液下36 h的释放率分别为65.43%、50.13%。模拟光降解试验表明,可见光照射4 h时MP-MT中褪黑素的光降解率较普通MT降低了143.37%。小麦幼苗干旱胁迫试验结果表明,与MT1.0处理相比,3个MP-MT处理的小麦幼苗干重增加4.50%～22.73%,根系长度增加15.92%～32.56%,过氧化酶活性提高19.56%～20.34%,丙二醛含量降低9.77%～12.30% (P<0.05)。  【结论】  壳聚糖/三聚磷酸钠/果胶的褪黑素封装体系可以实现褪黑素的缓释和保活,显著提高干旱胁迫下小麦幼苗SPAD值,促进根系发育,提高抗氧化酶活性,从而提高小麦幼苗抗旱性。     

促生荧光假单胞菌对桃树根区土壤环境和植株生长的影响

  【目的】  探究荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)的促生特性及其对桃树根区土壤环境和桃树生长的影响,明确荧光假单胞菌在桃树根系–土壤微生态系统中的作用机制,为荧光假单胞菌在桃园的应用提供理论依据。  【方法】  采用不同固体培养及液体发酵试验鉴定荧光假单胞菌的促生特性。以1年生盆栽毛桃[Prunus persica (L.) Batsch]实生苗为试材进行预备试验,确定了荧光假单胞菌悬液的适宜施用浓度为4×108 CFU/mL。以2年生‘瑞光39/毛桃’ [P. persica (L.) Batsch]嫁接苗为试材进行盆栽试验,试验设土施荧光假单胞菌悬液(4×108 CFU/mL) (PF)和清水对照(CK) 2个处理,在处理后1、2、4、6周,采集桃树根区土壤样品,测定荧光假单胞菌数量;在处理后40天采集根区土壤样品测定土壤微生物结构、酶活性、养分状况和pH。在处理后20、40天取植株样进行光合指标、生物量、根系生长发育的测定。  【结果】  1)荧光假单胞菌具有以下促生特性:吲哚-3-乙酸(IAA)产量为6.17 mg/L,溶无机磷和有机磷量分别为45.98和18.52 mg/L,产铁载体和具有解钾能力。2)与对照相比,PF处理提高了桃树嫁接苗根区土壤细菌和真菌群落的Chao 1和Shannon指数,其中土壤真菌群落的Chao 1和Shannon指数分别显著提高了28.5%和8.5% (P<0.05);改变了土壤微生物群落结构,其中土壤细菌变形菌门、酸杆菌门和放线菌门相对丰度分别提高了23.4%、8.6%和8.0%,拟杆菌门和厚壁菌门相对丰度分别降低了46.7%和35.7%。与CK相比,PF处理根区土壤pH降低了0.19,土壤速效磷、碱解氮、速效钾和有效态铁含量分别显著提高了42.3%、15.9%、39.5%和6.6% (P<0.05);土壤脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性分别显著提高了4.3%、37.6%、34.2%和40.2% (P<0.05);根系表面积和体积分别显著提高了67.3%和21.3% (P<0.05),增加了侧根数量。与CK相比,PF处理显著提高了桃树叶片的净光合速率,叶片和根系的全氮、全磷和全钾含量,并使桃树叶片的全铁含量提高了26.0%,使桃树株高、地下部和地上部干重分别显著提高了14.8%、19.3%和19.9% (P<0.05)。  【结论】  荧光假单胞菌具有产IAA和铁载体,溶解无机磷和有机磷,降解难溶性钾的促生特性。土壤施用荧光假单胞菌悬液可以显著改善根区土壤环境,增加土壤微生物群落多样性,改变土壤微生物群落结构,降低土壤pH,提高土壤养分含量和土壤酶活性,从而促进桃树嫁接苗侧根的形成和生长,提高叶片净光合速率和养分含量,进而促进桃树生长。     

西宁盆地黄土区坡形及植被类型对坡面土壤入渗影响

为进一步探讨青藏高原东北部黄土区草本植物护坡机理,选取西宁盆地长岭沟流域自建试验区,通过设计2种不同坡形和选取适宜当地气候条件生长的3种草本植物,采用野外试验区人工模拟降雨方法,首先分析了坡面土壤水文参数(土壤入渗、坡面土体含水量)分布变化,进而探讨了影响种植草本坡面土壤水分入渗的主要因素与特征,最后对坡面土壤水分入渗过程进行模型模拟与评价。结果表明:种植垂穗披碱草阶梯形边坡产流时间相对最晚,直形裸坡阶段产流量最大,其最大阶段累积径流量在降雨试验40~45 min时,为17 730 mL;2种坡形边坡坡面平均稳定入渗速率由大到小依次为阶梯形种植垂穗披碱草边坡(0.519 mm/min)、直形垂穗披碱草边坡(0.423 mm/min)、直形老芒麦边坡(0.422 mm/min)、直形细茎冰草边坡(0.318 mm/min)、阶梯形裸坡(0.321 mm/min)和直形裸坡(0.192 mm/min),且种植垂穗披碱草和老芒麦边坡土体含水量在地表以下0—50 cm增幅相对最高,说明种植草本有助于边坡土体内部水分入渗。在此基础上,采用Horton模型、Kostiakov模型和通用经验模型进行坡面土壤水分入渗模拟,结果表明直形边坡土壤水分入渗过程以Horton模型和通用经验模型的拟合效果相对较为理想;阶梯形边坡则以Horton模型得到的土壤水分入渗拟合效果相对最优;最后,通过Pearson相关性分析得出,区内边坡土壤水分入渗特性主要影响因素为土壤有机质与植被覆盖度,且土壤有机质与初始入渗率间呈显著正相关关系(R²为0.986),植被覆盖度与稳定入渗率间则呈极显著相关关系(R²为0.997)。研究结果对于科学有效防治高寒半干旱区水土流失以及研究不同植被类型及坡形水土保持能力具有理论研究价值和实际指导意义。     

秸秆添加与土壤基质势对棕壤压缩回弹特性的影响

土壤板结是农田土壤退化问题之一,秸秆还田是提高土壤有机质含量、改良土壤的重要措施。但秸秆还田和土壤基质势对土壤板结的影响尚不明确。试验设0,3,5 g/kg 3个秸秆添加量处理,以及高(1 000 kPa)、中(100 kPa)、和低(10 kPa)3个土壤基质势处理。通过固结试验,测定不同处理的压缩曲线并计算压缩回弹特性指标。结果表明:秸秆添加量、土壤基质势及其二者间的交互作用对压缩曲线最大曲率、预固结压力值、压缩指数和回弹指数的影响都达到显著性水平。预固结压力值、压缩指数和回弹指数均随着秸秆添加量的增加而增大,而最大曲率则随着秸秆增加量的提高而降低。土壤基质势与压缩曲线最大曲率、预固结压力值和压缩指数均呈正相关关系。回弹指数随着土壤基质势的增加呈现先降低后增加的趋势。秸秆添加有助于提高土壤回弹和抗压缩特性。     

长期连作及强还原土壤灭菌处理对烤烟根际土壤真菌群落的影响

烤烟是重要的经济作物,连作障碍已成为限制其产业发展的主要原因之一,研究长期连作及强还原土壤灭菌处理(RSD)对烤烟根际土壤真菌群落的影响,为缓解烤烟连作障碍提供理论基础。选取烤烟连作 3、5和 7年根际土壤分析理化性质和真菌群落演替规律。选取烤烟连作 3年样地实施强还原土壤灭菌处理(RSD),与未处理(3年)对比,以此评价 RSD修复效果。结果表明:(1)连作处理显著降低烤烟根际土壤 pH及总碳和总氮的含量,RSD处理较未处理(3年)显著提升土壤总碳和总氮的含量。(2)测序结果表明,连作处理显著促进真菌群落 Alpha多样性,主坐标轴分析和聚类分析表明连作处理显著改变真菌群落结构,真菌群落相对丰度的变化及 FUNGuild数据库比对结果表明,连作处理促使病原菌丰度增加。(3)与未处理(3年)相比,RSD处理显著降低真菌群落多样性和病原菌丰度。(4)相关性热图分析表明病原菌相对丰度与 pH、总碳和总氮含量呈显著负相关。因此,长期连作烤烟导致根际土壤质量退化,造成病原菌增多;RSD处理对连作土壤的质量和真菌群落具有良好的修复效果。     

陇东黑垆土区冬小麦肥料利用率研究

为探明平凉市黑垆土区测土配方施肥方式、机械施肥方式及配施生物有机肥下冬小麦肥料利用率,提高当地冬小麦生产的肥料利用率,实现化肥减量和小麦增产。进行了测土配方施肥、机械施肥、配施生物有机肥等冬小麦氮磷钾肥利用率试验,结果表明,测土配方施肥方式、机械施肥方式及配施生物有机肥均能够更好地促进冬小麦对氮磷钾养分的吸收,从而提高冬小麦的产量,其中配施生物有机肥对促进冬小麦增产,提高氮肥、磷肥利用率效果较好,而测土配方施肥对提高钾肥利用率效果较好。通过对各试点冬小麦籽粒产量、秸秆产量及其养分分类归并,应用肥料利用率计算方法得出,平凉市冬小麦生产中氮肥、磷肥、钾肥平均利用率分别为40.57%、20.61%、61.06%。