秸秆还田对土壤养分及土壤微生物数量的影响

为探明秸秆还田后土壤养分及土壤微生物数量的变化情况,通过田间试验,研究了秸秆还田对小麦-玉米轮作体系中土壤养分及土壤微生物数量的影响。结果表明：秸秆还田可以增加土壤有机质含量,提高土壤养分库容,增加土壤中细菌、真菌及放线菌数量。50%秸秆还田、100%秸秆还田、150%秸秆还田条件下,土壤有机质增幅为0.02~0.04个百分点,土壤碱解氮、有效磷、速效钾分别增加6.64~9.00、3.37~4.07、10.33~19.00 mg/kg。不同秸秆还田量增加土壤微生物丰富度,细菌、真菌、放线菌增幅分别为2.2×10⁸个/g~3.1×10⁸个/g、0.5×10⁶个/g ~3.5×10⁶个/g、1.3×10⁷个/g ~1.9×10⁷个/g。但过量秸秆还田不利于农田生产力。     

堆肥过程中氮素转化及保氮措施研究进展

堆肥过程中氮素损失既降低堆肥质量,又污染环境。为了深入研究堆肥过程中的氮素转化及合理的堆肥保氮措施,笔者归纳总结了堆肥中氮素的氨化作用、氨同化作用、硝化作用、反硝化作用以及形成鸟粪石沉淀等过程,分析了与氮素损失密切相关的堆体的C/N比、pH值、温度、通风与氧气供应等因素,指出可通过调节C/N比、接种微生物菌剂、添加吸附剂和化学物质、控制通风等措施控制氮素损失。今后有必要从基于堆料碳氮组成形态的C/N比、氮素转化的微生物学机理以及适合规模化堆肥生产的保氮技术等方面进一步开展研究。     

北方森林细根对氮沉降和二氧化碳浓度升高的响应

北方森林是全球第二大生物群区,约占全球森林面积的30%,尽管其细根生物量仅占森林生态系统很小的一部分,但其周转率更快,更易分解,因此,其对土壤碳循环和大气CO_2通量贡献很大。笔者综述了氮沉降和CO_2浓度升高的背景数据,总结了细根对二者变化的响应,主要从细根的形态特征、解剖结构和生理功能方面入手,探讨了其对氮沉降和CO_2浓度升高的响应。结论如下:(1)大气氮沉降量一直处于上升状态,与人类活动密切相关的有机氮量所占比例逐渐加大,而无机氮中NH_4~-N和NO_3~-N的变化趋势表现不同;(2)大气CO_2浓度一直呈上升趋势,细根形态特征、解剖结构和生理功能对其表现出明显的响应;(3)树种、年龄、土壤类型等都会改变细根形态、解剖结构和生理功能对氮沉降和CO_2浓度升高的响应结果,但改变的程度不同。研究结果可为北方森林乃至温带森林生态系统功能对氮沉降和CO_2浓度升高的响应提供参考依据和数据支持。     

滴灌水肥一体化下施氮量对小麦氮素吸收及土壤硝态氮含量的影响

为探明华北地区山前平原水肥一体化条件下小麦合理的氮肥运筹。于2013-2015年2个小麦生长季,设置4个滴灌施氮量(N0-不施氮、N1-120 kg/hm~2、N2-240 kg/hm~2、N3-360 kg/hm~2)处理,研究滴灌水肥一体化下施氮量对小麦氮素吸收积累和土壤硝态氮含量的影响。结果表明:施氮量N1、N2和N3处理的小麦干质量及产量较处理N0显著增加,N1、N2和N3处理间无显著差异;施氮量对小麦茎秆的氮含量影响较大,但对籽粒氮含量的影响差异不显著;处理N3的小麦总吸氮量分别显著高于处理N0、N1和N2,但处理N1和N2之间无显著差异;氮肥收获指数以N2处理最高,氮肥当季回收利用率、氮肥农学效率、氮肥生产效率和氮肥利用效率均表现出随施氮量增加而降低的趋势;施氮量超过240 kg/hm~2,土壤硝态氮含量增加,且随种植年限的延长更加明显。采用一元二次方程拟合,获得小麦最高产量的施氮量为238.46~250.78 kg/hm~2,经济施氮量为174.28~207.18 kg/hm~2。综合考虑经济效益和生态效益,该条件下小麦滴灌经济施氮量以174~207 kg/hm~2为宜。     

耐低氮烟草基因型的筛选及氮效率分析

筛选耐低氮及氮高效的烟草基因型是提高氮素利用效率,减少氮污染的一种有效途径。本文采用营养液培养方法,于苗期以低氮(0.5 mmol L–1)和正常氮(5.0 mmol L–1)处理74个不同基因型烟草,通过指标统计、因子分析、聚类分析来确定评价指标及筛选出耐低氮基因型,并结合氮效率综合值分析表明,在低氮和正常氮条件下,不同基因型烟草的根系体积、根系生物量、茎叶氮累积量、地上部生物量变异系数均较大,分别为0.37~0.68和0.38~0.64。低氮和正常氮的主成分基本相似,在不同供氮条件下茎叶氮累积量、地上部生物量均起主要作用。筛选出15个耐低氮基因型,占供试材料的20.3%,其中8个属于低氮高效正常氮低效型,占耐低氮基因型的53.3%,6个属于低氮低效正常氮低效型,占40.0%,1个属于低氮高效正常氮高效型,占0.7%;筛选出8个低氮敏感基因型,其中6个属于低氮低效正常氮高效型,占75.0%,2个属于低氮低效正常氮低效型,占25.0%。初步确定14P9为耐低氮、氮高效基因型,中烟100和K394为低氮敏感、氮低效基因型。     

浅圆仓充氮气调技术实仓应用探究

通过对浅圆仓采用不同方法进行充氮试验,探索最佳的浅圆仓充氮气调储粮工艺。试验结果表明,采用上充下排方式,先以设备允许的最大流量(流量165m~3/h,浓度95%)充入氮气,当仓内氮气浓度接近95%时,再逐步提高设备氮气浓度至99%(流量90m~3/h),此工艺相较其他方法充氮速率略高,能耗相对略低,仓内氮气分布均匀。     

CRISPR/Cas9介导的MSTN/FGF5基因编辑陕北白绒山羊粪便菌群分析

为了从绒山羊粪便微生物群落变化的角度对MSTN/FGF5基因编辑陕北白羊绒山的自身健康和环境安全性进行研究,利用6种不同培养基分别对MSTN/FGF5基因编辑和野生型陕北白绒山羊粪便不同微生物进行培养、计数,并做菌群结构的显著性检验分析。结果表明,FGF5/MSTN基因编辑和野生型陕北白绒山羊F0代和F1代公羊和母羊新鲜粪样经LB琼脂、伊红美蓝琼脂、TPY琼脂、胆硫乳琼脂、肠球菌琼脂和甘露醇盐琼脂培养后微生物计数分别为,F0代：公羊6.35±0.68,5.89±0.25;5.32±0.10,5.27±0.34;6.64±0.57,6.71±0.35;5.03±0.53,5.32±0.14;4.12±0.13,4.15±0.21;5.34±0.18,5.25±0.25;母羊6.62±0.45,6.64±0.31;4.80±0.51,4.75±0.45;7.20±0.30,7.15±0.55;4.30±0.52,4.42±0.62;5.83±0.51,5.73±0.86;6.24±0.28,6.24±0.21。F1代：公羊6.92±0.12,7.08±0.04;4.02±0.64,3.99±0.51;6.32±0.15,6.25±0.30;5.21±0.28,5.17±0.20;3.66±0.50,3.88±0.67;4.06±0.50,3.97±0.46;母羊7.12±0.24,6.96±0.19;4.15±0.19,4.25±0.24;6.45±0.30,6.56±0.45;4.97±0.42,4.87±0.38;4.04±0.96,3.96±0.57;4.10±0.28,3.85±0.37。F0和F1代MSTN/FGF5基因编辑陕北白绒山羊与野生型陕北白绒山羊粪便中菌群结构之间不存在显著性差异(P>0.05)。本研究为FGF5/MSTN基因编辑陕北白绒山羊的安全性评价研究提供了试验数据和研究基础。     

土壤硒形态及其相互转化因子的研究

近年来,天然富硒农产品的生产及加工成为研究热点。决定植物硒含量的主要因素为土壤有效形态硒含量,因此了解土壤硒形态及转化关系,寻找提高硒有效性方法尤为重要。笔者通过对国内外硒研究文献的整理和分析,对土壤硒形态的分类、土壤硒形态间的转化及提高土壤硒有效性的因素等进行深入分析。了解土壤硒化学形态和浸提形态及其关系,进一步研究不同形态间转化的驱动因子,寻找提高富硒区土壤硒有效性的方法。结合不同富硒区域土壤及作物特点,采取不同的硒素活化方法,为进一步开展相关研究提供更多科学依据。     

施氮量对不同水稻品种氮肥利用率与农艺性状的影响

为探明施氮量对不同水稻品种产量、氮肥利用率和农艺性状的影响,以适合江苏省种植的12个中粳稻（含籼/粳杂交稻）品种为材料,大田种植,设置0N（全生育期不施氮）、200N（全生育期施纯氮200kg/hm ²）和360N（全生育期施纯氮360kg/hm²）3个施氮量处理,研究各品种产量、氮肥利用率和一些农艺性状的差异。结果表明：甬优2640在3个施氮水平产量均最高,库容量大是其高产的主要原因。其他品种产量对氮肥响应的表现不一。在较低氮（0N、200N）条件下,淮稻13号和武运粳30的产量较高,宁粳1号和扬粳4038的产量较低。在高氮（360N）条件下,宁粳1号和扬粳4038产量较高。在较低施氮量条件下,产量和氮肥利用率较高的品种具有较高的干物质积累量、茎蘖成穗率、叶面积指数、粒叶比及群体生长速率,这些指标可作为筛选氮高效品种的农艺性状指标。     

玉米ZmPP2C6-01基因的克隆及表达分析

为了研究玉米蛋白磷酸酶2C (PP2C)基因对非生物胁迫的响应及生理功能,以耐旱玉米自交系豫882为试验材料,对玉米20%PEG6000胁迫处理转录组进行分析,筛选受干旱诱导强烈表达的PP2C基因,然后对其进行克隆、生物信息学分析及表达模式分析。结果表明,在玉米20%PEG6000胁迫处理转录组中筛选到一个干旱胁迫下显著上调表达的PP2C蛋白基因,命名为ZmPP2C6-01。ZmPP2C6-01基因的开放阅读框为1 242 bp,编码413个氨基酸,编码蛋白质的分子质量为43.8 ku,等电点为6.6,是一种亲水性蛋白。ZmPP2C6-01蛋白与高粱的PP2C蛋白亲缘关系最近,而与冬小麦、粗山羊草等的PP2C蛋白亲缘关系相对较远。ZmPP2C6-01蛋白定位于细胞核中。利用实时荧光定量PCR分析发现,ZmPP2C6-01基因在玉米根中的表达量最高,其次是叶,茎中最低;PEG胁迫下,ZmPP2C6-01基因在根中的表达量大部分时间点均高于对照,同时在叶中呈上调表达模式;在ABA、NaCl、高温胁迫下,ZmPP2C6-01基因在根中大部分时间点的表达量均低于对照,整体呈下降趋势,而在叶中的表达量均高于对照,呈上调表达模式。综上表明,ZmPP2C6-01基因响应干旱等逆境胁迫,但表达模式不一致。