鱼菜共生系统氮、磷利用效率研究现状和展望

鱼菜共生利用水产养殖废水为植物提供营养,由一种氮源（饲料）生产两种农产品（鱼和蔬菜）,具有节水节能、环境友好的优点,是一种极具可持续发展潜力的现代化农业技术。该研究从鱼菜共生系统的运行工艺条件、系统设计和生物制剂3个方面对系统氮、磷利用效率的研究现状展开论述。总结了鱼菜共生系统运行工艺条件优化效果及原理,包括pH值、溶解氧、水力负荷的调节,喂食频率和投喂策略的改善,植物挑选及精确种养比例等;分析了鱼菜共生系统设计包括不同种植模式和耦合模式对提高系统氮、磷利用效率的优越性和局限性;概述了鱼菜共生系统中生物制剂的应用前景,包括水质改良调节剂和饲料添加剂等对系统氮、磷利用效率的影响;提出了为优化鱼菜共生系统,进一步提高系统对氮、磷营养物质的利用率,应加强不同条件对鱼菜共生系统氮、磷元素转化规律影响研究的建议,为微生物制剂在生产实践中科学、合理、高效地使用提供参考和理论依据。     

微生物菌剂对小叶杨复垦区土壤理化性质和酶活性的影响

目的 探索不同微生物菌剂及配施方式对土壤理化性质和酶活性的影响,明确小叶杨与不同菌剂联合复垦技术对土壤的改良效果,为“植物 + 微生物菌剂”联合复垦技术应用提供理论参考。 方法 本研究采用丛枝菌根真菌（AMF）、哈茨木霉菌（TH）和胶质芽孢杆菌（BM）作为修复菌剂,并以小叶杨为复垦植被,设置单施、混施处理进行土壤复垦。通过测定土壤理化性质和酶活性来明确菌剂配施技术对该类型区土壤的改良效果。 结果 土壤含水量和有机质含量分别在BM单施与AMF单施处理组最高;pH值和电导率均以AMF + BM混施组最高;土壤酶活性与菌剂种类和配施方式密切相关,各菌剂处理组的酶活性得到了显著提高,AMF + BM处理的土壤酶综合指数最高,为0.84。菌剂配施促进了土壤养分和酶活性恢复,其中,AMF + BM处理的效果最佳,酶恢复指数为238.89%,养分恢复指数为178.15%。冗余分析显示,AMF + BM处理改善了土壤pH值、全P、过氧化氢酶、脲酶和土壤呼吸等指标。 结论 AMF与植物根际促生菌(PGPR)的配施在不同程度上改善了风蚀水蚀交错区的土壤理化性质,提高土壤酶活性;其中,AMF + BM处理效果最显著。     

3种抗冻剂处理对凡纳滨对虾冻融循环期间品质及营养变化影响

为评估蔗糖山梨醇、三聚磷酸钠与卡拉胶寡糖等3种抗冻剂处理对凡纳滨对虾冻融期间的抗冻保水效果,分析其营养及风味变化,将新鲜样品分别在30 g/L的蔗糖山梨醇（Sucrose sorbitol, SS）、30 g/L三聚磷酸钠（Sodium tripolyphosphate, ST）与30 g/L卡拉胶寡糖（Carrageenan oligosaccharides, CO）溶液中浸渍处理2 h,以无菌水浸渍处理2 h为对照组（CK）。样品经聚乙烯（Polyethylene, PE）袋包装后冻藏。期间,实验模拟了凡纳滨对虾流通期间的6次冻融循环,分别以持水力（Water holding capability, WHC）、Ca2+-ATPase活性、核磁成像（Magnetic resonance imaging, MRI）与傅立叶变换红外显微成像(Fourier transform infrared imaging, FT-IRI)为评价指标,同时结合基本营养成分与氨基酸分析,综合评价3种抗冻剂处理对冻融凡纳滨对虾的保水效果及品质变化影响。结果得出,与SS、ST处理相比,CO处理能有效延缓冻融样品的WHC、Ca2+-ATPase活性与基本营养成分下降;由氨基酸分析得出,冻融会使样品中的游离氨基酸含量发生变化,卡拉胶寡糖处理组样品冻融期间的鲜甜味氨基酸、必需氨基酸与氨基酸总量均保持在较高水平;MRI与FT-IRI分析可直观反映冻融凡纳滨对虾的蛋白含量变化与水分迁移状况。可见,卡拉胶寡糖处理对冻融凡纳滨对虾的蛋白质、脂肪与水分的保护作用效果明显,其能在发挥良好抗冻保水效果的同时,较好延缓凡纳滨对虾冻融期间的营养成分降低与品质劣变。     

不同保水剂对旱地春玉米生长发育和产量的影响

保水剂的应用为旱地玉米实现高效生产提供了有力保障。为探究山西旱地玉米田适宜保水剂类型,通过为期2年的田间定位试验,研究了不同保水剂类型下旱地玉米生理指标及其产量的变化。试验共设置4个处理,分别为聚丙烯酸钾(PAAS)保水剂、聚丙烯酰胺(PAM)保水剂、黄腐酸保水剂(HA),另以不施保水剂(CK)作为对照。结果表明,施用保水剂能有效缓解玉米生长前期的干旱胁迫,显著提高玉米苗期、拔节期的叶面积指数、叶绿素含量、光合速率、蒸腾速率以及地上部干物质累积量,降低玉米籽粒败育率,使秃顶长变小,同时玉米穗长、穗粒数以及单穗重增加,从而提高旱地玉米产量。不同保水剂类型作用效果不同,各指标均表现为PAAS>PAM>HA。与CK相比,PAAS处理玉米产量提高21.6%,穗长增加11.4%,穗粒数增加120粒,单穗重增加21.6%。为获得较高的玉米产量,PAAS可作为试验当地春玉米田保水剂的最佳选择。     

东北不同黑土厚度区多营力作用的坡面土壤侵蚀试验研究

量化东北黑土区多种外营力作用的坡面复合土壤侵蚀过程,将为坡面水保措施的精确布置提供重要科学依据。基于野外模拟试验,分析了东北典型薄层黑土区(宾县)、中层黑土区(海伦市)和厚层黑土区(克山县)多营力叠加作用的坡面水蚀特征。野外模拟降雨的试验处理包括仅水蚀的试验处理(I)、冻融+水力叠加作用的试验处理(Ⅱ)和冻融+风力+水力叠加作用的试验处理(Ⅲ)。结果表明:与仅有水蚀作用的试验处理相比,冻融作用使典型薄层、中层和厚层黑土厚度区的坡面径流深度分别减小29.4%,39.3%,32.1%;而其使坡面水蚀量分别增加16.3%,36.0%,26.3%;冻融和风力叠加作用使3个黑土厚度区的坡面径流深度分别减少3.6%,4.1%,10.8%,而其坡面水蚀量分别增加38.5%,102.1%,64.1%。试验条件下,从厚层黑土区到中层黑土区再到薄层黑土区,坡面径流深度和坡面侵蚀量均呈增加趋势。冻融作用和冻融+风力叠加作用对3个黑土厚度区坡面水蚀的影响程度从大到小依次皆为海伦黑土>克山黑土>宾县黑土。冻融作用使土壤硬度和土壤抗剪强度分别减小24.4%~36.7%和21.3%~23.9%,从而使土壤可蚀性增加,导致坡面水蚀量增加。地表在风力作用下形成了不同深度和不同大小的风蚀凹痕微形态,导致坡面径流集中和流速增加12.4%~19.1%,坡面径流侵蚀能力和搬运能力增加,从而使坡面水蚀量增加。     

储藏过程中不同涂膜处理方式对槟榔鲜果品质的影响

为探究不同涂膜处理对槟榔鲜果储藏过程中品质的影响，以无菌蒸馏水(CK)、壳聚糖(T₁)、壳聚糖-茶多酚-百里香酚(T₂)3组涂膜剂分别对槟榔鲜果进行表面涂膜处理后装于PE带孔包装袋中，测定13℃、65%相对湿度下贮藏40 d鲜果的品质变化规律。结果表明，T₁和T₂涂膜处理有效延缓和抑制了鲜果腐烂软化、果仁褐变、黄化、失水皱缩，货架期可从常温5 d延长至处理后35 d。相较于CK组，T₁处理有效抑制了鲜果黄化，但T₂处理综合保鲜效果最佳，除可增强鲜果初期抗氧化能力外，还可显著抑制失重率和腐烂率上升，第35天时腐烂率仅为8%。同时，T₂处理的鲜果色泽更加稳定，果仁褐变不明显。另外，呼吸强度、硬度、纤维素和木质素含量等指标的变化情况表明，储藏25 d后，T₂涂膜处理可稳定维持储藏期内鲜果生理代谢能力，保鲜效果显著优于CK组，因此T₂涂膜处理可作为一种绿色安全、经济、有效的槟榔鲜果保鲜方法。     

不同强化处理措施对铜污染土壤微生物多样性的影响

通过探究不同强化处理措施对铜污染土壤微生物多样性的影响,以期为解释土壤微生物影响植物吸收累积重金属的机理以及提高植物-微生物联合修复重金属污染效率提供了基础数据和参考。研究采用田间小区试验,基于高通量测序技术对不同强化处理措施下的土壤微生物进行16SrDNA测序,揭示其微生物群落组成和差异。结果表明：5种处理下微生物群落共覆盖42个门,145个纲,359个目,562个科,1060个属,2290个种。在门水平上,不同处理土壤微生物群落组成较为相似,优势物种相同,丰度较大的门类为酸杆菌门、变形菌门、放线菌门、绿弯菌门和厚壁菌门。在OTU水平上,不同处理土壤微生物群落组成具有显著差异,对微生物群落影响排序为：铜胁迫>螯合剂>有机物覆盖;不同处理出现了特异物种,空白对照和其他处理差异性最大,铜胁迫处理和有机物覆盖处理土壤微生物群落组成最为相近。铜胁迫均增加了土壤微生物群落的丰富度;螯合剂处理下土壤微生物群落的多样性和丰富度均最大,且群落多样性和有机物覆盖处理的差异达到了显著水平。     

外源菌剂对茄子秸秆原位堆肥微生物群落结构影响及其相关性分析

为明确添加外源微生物菌剂对设施蔬菜秸秆参与原位堆肥的影响，以茄子秸秆为堆肥原料，通过设置添加A微生物菌剂300 kg·hm^-2（a1），不添加微生物菌剂（ct），添加B微生物菌剂300（b1）、600（b2）、900 kg·hm^-2（b3）5组处理，进行30 d蔬菜大棚原位堆肥试验，测定堆肥理化指标，并通过16S rDNA高通量测序技术分析堆肥过程细菌群落结构。结果表明：添加微生物菌剂能够提高堆肥温度峰值，提高堆肥期间pH下降和电导率上升的速率，显著提高全磷含量（P<0.05），加快堆肥腐熟。堆肥后全氮含量比堆肥前提高，a1、ct、b1、b2处理的全氮含量分别上升了10.8%、11.6%、33.0%、18.5%，b3处理堆肥前后全氮含量无变化。堆肥结束时，处理a1、ct、b1、b2和b3的全磷含量分别为2.0%、2.0%、2.1%、2.2%和2.1%，b2处理显著高于其他处理（P<0.05）。添加微生物菌剂没有改变堆肥土壤优势菌群的门类，但显著改变了优质菌群的相对丰度，以及优势菌属的种类和相对丰度（P<0.05）。冗余分析结果表明全氮含量与厚壁菌门（Firmicutes）相对丰度相关性较强，全磷含量、电导率与放线菌门（Actinobacteria）相对丰度相关性较强。相关性分析结果表明电导率、含水量和全磷含量是对耕层堆肥微生物优势菌群影响最显著的三个因素。研究表明，添加微生物菌剂有利于提高微生物群落多样性，对堆肥腐熟度和土壤养分的提升具有显著的促进作用。     

不同土壤调理剂对水稻吸收重金属强度影响

为研讨土壤调理剂对水稻吸收重金属的影响，探索适宜大田推广的耕地生产障碍修复治理方法，提高受污染耕地质量，实现“边生产，边修复”的目的。在贵州省麻江县开展不同土壤调理剂对水稻吸收重金属强度影响的试验，选用楚戈土壤调理剂、富力邦土壤调理剂、土沃宝土壤调理剂、改性天然矿物材料等4种土壤调理剂，采用空白作对照。试验检测结果为：土壤调理剂处理后，土壤pH值提升率达0.65%～12.03%，土壤中有效镉含量降低10.64%～14.83%，土壤重金属砷含量降低0.4～1.8mg/kg；稻谷中镉含量降低了7.80%～44.07%，硒含量增加为0.004～0.017mg/kg；对水稻产量影响不明显。试验说明在受污染的酸性耕地中施用碱性土壤调理剂，可以提高土壤pH值，降低土壤中重金属砷含量和重金属有效镉的含量，也能减少稻谷对重金属镉的吸收。     

螯合剂和有机酸对商陆修复镉砷污染农田的影响

基于利用植物提高Cd和As复合污染农田修复效率的目标，通过大田试验方法探究了乙二胺四乙酸（EDTA）、皂素（SAP）、柠檬酸（CA）和苹果酸（MA）对商陆萃取农田土壤Cd和As的影响。结果表明，施用4种不同螯合剂和有机酸对商陆的生长没有产生不利影响，且可以显著影响商陆对土壤Cd和As的吸收积累。与对照组相比，EDTA、SAP、CA和MA处理60 d后导致商陆叶片Cd含量分别提高116.4%、55.0%、81.5%和109.9%，商陆地上部Cd积累量提高40.4%~106.0%，商陆地上部As积累量提高15.8%~55.1%。商陆各器官Cd和As的富集系数和转运系数也受螯合剂和有机酸施用的影响。施用EDTA、SAP、CA和MA均对商陆根际土壤Cd和As含量产生显著影响，SAP处理对降低商陆根际土壤Cd含量的影响最显著，而MA处理对降低商陆根际土壤As含量的影响最显著。研究表明，EDTA、SAP、CA和MA均可提高商陆萃取农田土壤Cd和As的效率，尤其是EDTA和MA的效果更好。