紫花苜蓿品质提升途径及研究展望

被誉为“牧草之王”的紫花苜蓿(Medicago sativa)因其高蛋白的特性而被作为优质牧草得到广泛关注,但我国生产的苜蓿与国外进口苜蓿相比品质较差,难以满足我国快速发展的畜牧业对优质牧草的需求。苜蓿的品质不仅取决于其自身品种以及生长过程中的形态发育,还会受到刈割、环境条件、种植密度、施肥、微生物作用以及杂草等因素的影响。因此,本文从多角度对影响紫花苜蓿品质(品质指标包括粗蛋白、粗纤维、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、粗脂肪、相对饲喂价值)的因素进行综述,归纳了影响紫花苜蓿品质的研究进展,系统梳理了各因素在提高苜蓿品质中的重要作用和主要途径,期望通过对苜蓿品质提升因素的系统分析,助力我国苜蓿生产中高效的生产管理,实现苜蓿品质的提升。     

面向对象多层次多尺度分割的农用大棚类型信息提取

为对不同农用大棚类型信息进行识别分类和精细化提取,以内蒙古河套灌区不同大棚类型为研究对象,基于Sentinel-2A卫星数据,采用面向对象结合多层多尺度分割技术和阈值分类方法,对大棚类型信息进行提取并对最终提取结果展开精度评价和分析研究。首先利用尺度参数估计（Estimation of Scale Parameter2, ESP2）方法进行了分层分割并优选出最佳分割尺度,在各层最优分割尺度上进行光谱、指数、几何、纹理等特征的提取与优化,获取最优特征组合;然后运用多层多尺度分割阈值分类方法提取不同大棚类型信息。结果表明不同大棚类型信息总体精度达94.8%,kappa系数达0.93。其中：塑料大棚的制图精度和用户精度分别为95.3%和96.6%;单屋面温室大棚制图精度和用户精度分别为88.5%和92.6%。基于多层多尺度分割分类的信息提取方法分别考虑了不同地物最优分割尺度,在不同地物各自的最优分割尺度上提取其信息,以抑制过度分割或亚分割现象,从而降低错分或漏分。因此,高分辨率卫星数据与面向对象多层多尺度分割分类的信息提取方法能够有效提高大棚类型信息提取精度,且能为地物信息精细提取技术体系提供一定参考思路。     

条施调酸材料对石灰性土壤调酸及马铃薯锌硼吸收的影响

【目的】研究条施调酸材料的调酸效应及其对马铃薯锌、硼吸收的影响,为调酸材料在马铃薯上的应用提供依据。【方法】以马铃薯为材料,采用田间试验,设置根区施用磷酸一铵（MAP）、硫磺(S)、混合调酸剂(磷酸一铵和硫磺按质量比1∶1混合,MS）,以不施用调酸材料为对照,分析调酸材料施入石灰性土壤后土壤pH值、锌硼有效性以及马铃薯叶片、块茎锌硼含量的变化,研究3种调酸材料根区条施后的调酸效应及对土壤锌硼有效性和马铃薯锌硼吸收的影响。【结果】施入调酸材料能显著降低石灰性土壤pH值,在马铃薯整个生育期调酸效应总体表现为MS＞MAP＞S。施用调酸材料能提高淀粉积累期马铃薯根区土壤有效锌和有效硼含量,MAP、S、MS处理土壤有效锌含量较对照分别提高了58.82%,9.80%和37.25%,土壤有效硼含量较对照分别提高了53.01%,57.83%和61.45%。施用调酸材料后,苗期马铃薯叶片锌、硼积累量分别增加了48.44%~60.83%和40.73%~58.68%,块茎膨大期分别增加了31.43%~39.88%和22.40%~33.06%;在淀粉积累期,MS和S处理马铃薯叶片锌积累量较对照分别降低了51.85%和30.25%,而MAP处理则较对照增加了4.79%,MAP、S、MS处理马铃薯叶片硼积累量较对照分别减少了20.67%,41.78%和38.21%。收获期施用调酸材料后,MAP、S、MS处理马铃薯块茎锌含量较对照分别降低了9.47%,4.94%和14.81%,S、MS处理马铃薯锌积累量较对照分别降低了5.88%和21.08%,而MAP处理提高了30.39%;MAP、S、MS处理马铃薯块茎硼含量较对照分别提高了14.97%,15.51%和63.10%,硼积累量分别提高了67.74%,16.13%和51.61%。【结论】调酸材料降低了石灰性土壤pH值和马铃薯块茎锌含量,但提高了马铃薯块茎硼含量;从调酸效应和马铃薯块茎吸收来看,磷酸一铵与硫磺配施最有利于马铃薯对土壤中微量元素锌硼的利用。     

内蒙古河套灌区主要作物农田氮素平衡及潜在污染状况分析

为从氮素平衡的角度研究河套灌区氮素潜在污染风险,本文以河套灌区主要种植作物玉米和向日葵为研究对象,分析了传统种植模式下玉米和向日葵收获期农田土壤无机氮残留现状,并从氮素平衡角度利用氮素盈余、氮素潜在损失对玉米和向日葵种植的环境污染风险进行了分析。结果表明：河套灌区农田土壤残留无机氮随着施氮量的增加而增加,玉米田和向日葵田0~90 cm土壤无机氮（以N计）平均残留量分别为66.11 kg·hm^-2和45.53 kg·hm^-2。灌区中部的五原县玉米田土壤无机氮残留量最高,可达336.93 kg·hm^-2,向日葵田以东部乌拉特前旗最高,残留量达273.66 kg·hm^-2。玉米田和向日葵田平均氮素年输入总量分别为514.81 kg·hm^-2和314.73 kg·hm^-2,以化肥氮为主,占总氮素输入的85%以上。氮素输出主要是作物吸收带走,玉米和向日葵平均氮素年输出总量为362.10 kg·hm^-2和209.65 kg·hm^-2。过高的氮素输入导致玉米和向日葵年平均氮素盈余分别高达235.71 kg·hm^-2和168.08 kg·hm^-2,并伴随着每年169.60 kg·hm^-2和122.55 kg·hm^-2潜在损失的氮素。通过氮素平衡的综合分析得出,内蒙古河套灌区保持现有产量水平的玉米氮肥推荐用量约为280 kg·hm^-2,向日葵为150 kg·hm^-2,与目前河套灌区玉米和向日葵氮肥投入相比,分别节约198 kg·hm^-2和128 kg·hm^-2,同时该施用量也可以显著降低潜在损失的氮,降低环境压力。     

叶面肥抑制春小麦Cd吸收效应研究

为降低小麦籽粒对镉(Cd)的积累能力,确保食品安全,明确田间条件下不同叶面肥抑制小麦Cd吸收的效应,选取中轻度Cd污染小麦田土壤为对象,采用大田试验,研究了在分蘖期和孕穗期喷施不同种类叶面肥(磷肥(P)、锰锌肥(Mn+Zn)、多元素复合肥(M)、有机水溶性肥(O))对小麦不同器官中Cd的含量、分配以及Cd富集的影响。结果显示：喷施叶面肥后小麦籽粒中Cd含量均可下降到食品污染物标准规定值(≤0.1mg/kg)范围内,以喷施锰锌肥籽粒降Cd效果最佳,降Cd率可达41.72%;锰锌肥、多元素复合肥的施用显著降低了小麦地上部的Cd含量(p<0.05),小麦地下部的Cd含量只有喷施锰锌肥处理显著高于不喷施叶面肥处理(p<0.05);喷施磷肥和锰锌肥使小麦籽粒中Cd的分配比例显著下降了2.12%和2.47%;喷施叶面肥首先抑制了叶对Cd的富集,其次是显著降低了籽粒Cd的富集。综合考虑认为,小麦在分蘖期和孕穗期叶面喷施锰锌微肥籽粒降Cd作用最显著,在生产实践中适宜在中轻度Cd污染农田土壤利用中优先推荐。     

内蒙古河套灌区农田地膜残留量分布特征及影响因素

为摸清河套灌区地膜使用及其在土壤中的残留现状,本研究对不同作物种植区进行问卷调查和典型样点采集分析。结果表明,内蒙古河套灌区地膜污染整体处于中度污染水平,农田地膜残留量介于18.20～418.60 kg·hm^-2之间,平均值为131.11 kg·hm^-2。地膜残留量受覆膜年限、作物类型、回收情况、土壤质地等因素影响,其中覆膜年限对残膜量的影响最大,随着覆膜年限的延长,地膜残留量显著增加,覆膜20年以上地块残膜量显著高于覆膜年限少于20年地块(P<0.05)。玉米种植区地膜残留量(132.77 kg·hm^-2)高于向日葵种植地区(127.88 kg·hm^-2)。地膜回收意识是影响河套灌区地膜残留量的重要因素,回收方式主要为人工拾捡或耙地带出农田,研究区地膜回收率仅为38.10%,地膜回收地块的残留量(108.28 kg·hm^-2)低于不回收地块(145.03 kg·hm^-2)。相同条件下,不同质地土壤中砂质壤土残膜量最多(153.84 kg·hm     

降水变化和氮沉降对荒漠草原土壤细菌群落结构及酶活性的影响

为明确降水变化和氮沉降对土壤细菌及酶活性的互作效应,本研究以短花针茅荒漠草原为研究对象,试验设计采用裂区设计,主区为自然降雨(CK)、增雨30%(W)和减雨30%(R)3个水分梯度,副区为0、30、50、100 kg·hm^-2·a^-14个氮素梯度(分别记为N0、N30、N50、N100),共12个处理。结果表明：降水变化和氮沉降改变了土壤细菌群落组成,但未显著改变土壤细菌Alpha多样性;降水变化和氮沉降对土壤酶活性有显著影响。土壤过氧化氢酶活性在R-N100中最低(1.63 mg·g^-1·d^-1),与CK-N0相比显著降低了7.4%;土壤蔗糖酶活性在W-N0中最高(2.20 mg·g^-1·d^-1),与CK-N0相比显著增加了14.6%,在R-N100中最低(1.52 mg·g^-1·d^-1),与CK-N0相比显著降低了20.8%;土壤脲酶活性在W-N0中最高(17.66 mg·g^-1·d     

低聚壳寡糖(DP=6-8)的制备及其体外抗氧化活性研究

壳寡糖是壳聚糖的低分子量降解产物,具有良好的生物安全性、抗菌性、抗氧化性及可降解性。本文采用微波酸水解法降解低分子量壳聚糖,制备聚合度为6～8之间的低聚壳寡糖,并利用红外光谱对其结构进行了表征,用碱量法和端基分析法对其脱乙酰度和数均分子量进行了测定。另外,研究了低聚壳寡糖的抗氧化活性,包括：羟基自由基清除能力、超氧阴离子自由基清除能力和DPPH自由基清除能力。研究表明：低聚壳寡糖对超氧阴离子自由基的清除能力很强,可达到77.1%,对羟基自由基和DPPH自由基的清除能力相对较弱,只能达到3.6%和58.9%。     

四环素和土霉素对羊粪好氧堆肥过程的影响

为研究不同四环素类抗生素对畜禽粪污堆肥化学性质及酶学指标的影响,本试验共设置3个处理,即CK （不添加抗生素,纯羊粪）、TC（添加含10 mg·kg^-1四环素的羊粪）和OC（添加含10 mg·kg^-1土霉素的羊粪）,并将不同处理的羊厩肥进行好氧堆肥处理（使用玉米秸秆调节C/N约为30）。结果表明： TC和OC处理堆体高温期持续时间缩短,与CK相比,TC处理堆体总积温显著降低49.3℃（P<0.05）。抗生素的添加使堆体pH、电导率与有机质分解速率受到一定程度影响。TC与OC处理使堆体过氧化氢酶活性显著降低0.24 mg·g^-1·min^-1和0.13 mg·g^-1·min^-1,脲酶活性显著增加17.38 mg·g^-1·d^-1和20.94 mg·g^-1·d^-1。研究表明,四环素类抗生素改变了堆肥过程中的化学性质和酶学指标,且不同种类抗生素影响的程度有差异,因此在堆肥发酵过程中要充分考虑这种影响,合理控制发酵条件,保证堆肥发酵的腐熟度。     

土霉素污染有机肥对土壤细菌多样性和结构的影响

土霉素作为养殖业中常用的一种促生长抗生素,极易在畜禽粪便中残留,直接还田可能对土壤微生物繁殖和作物生长带来潜在威胁。然而,现有研究多集中在高浓度梯度下,未能完全适用于实际生产情况,有必要研究土霉素在实际残留量下对细菌群落多样性的影响,为有机肥的安全施用提供理论依据。本研究设置土霉素添加量0.2 mg·kg-1,利用高通量测序技术分析细菌群落组成、结构变化和显著富集物种类型。结果表明,随时间推移土霉素显著改变了细菌群落结构,使厚壁菌门、放线菌门的相对丰度增加,增加幅度为1.1%～5.0%;同时,使变形菌门、绿湾菌门和拟杆菌门的相对丰度降低,降低幅度在2.0%以下。与对照组（CK）相比,添加土霉素处理（OCK）中高温放线菌科细菌显著富集。本研究证明了0.2 mg·kg-1土霉素能改变土壤细菌群落物种相对丰度,导致群落结构差异,并且显著富集了高温放线菌。这为寻找对抗生素污染具有指示作用的微生物提供新思路,为有机肥的安全施用提供科学依据。