培肥措施对旱地农田土壤CO2排放和碳库管理指数的影响

阐明长期有机物料施肥下土壤CO₂排放特征及其影响机制以及碳库管理指数对黄土高原旱作农业区固碳减排及施肥模式选择的影响尤为重要。基于2012年设置在陇中黄土高原旱作区的长期定位试验,通过不施肥（CK）、氮肥（NF）、有机肥（OM）、秸秆（ST）、有机肥结合无机肥（OMNF）5个处理,测定并计算了2018年不同施肥措施下全年土壤CO₂排放、作物碳排放效率和碳库管理指数的变化,并运用结构方程模型分析了0~30 cm土壤温度、水分、微生物量碳氮、易氧化有机碳、蔗糖酶、脲酶与土壤CO₂排放速率的关系。结果表明：1）与不施肥相比,秸秆、有机结合无机肥和有机肥处理使生育期土壤CO₂排放平均速率提高了42.72%、30.82%和29.79%,秸秆、有机肥处理分别使生育期土壤CO₂排放量显著提高36.35%、32.45%（P<0.05）,有机结合无机肥处理使碳排放效率显著降低41.10%（P<0.05）;2）有机物料处理均能显著提高0~5 cm土层易氧化有机碳、微生物量碳氮、蔗糖酶活性和碳库管理指数,相比不施肥和氮肥处理,有机结合无机肥处理分别使0~30 cm土壤碳库管理指数提高127.41%,99.33%（P<0.05）;3）结构方程模型表明,环境因子对土壤CO₂排放速率的总解释度为53%,对土壤CO₂排放速率总效应较大的影响因素包括土壤温度（2.36）、微生物量碳（1.59）和土壤水分（1.18）,且均间接地影响着土壤CO₂排放速率,土壤温度促进了微生物量碳和蔗糖酶活性的提高,微生物量碳促进了微生物量氮和易氧化有机碳的增加。综合来看,有机结合无机肥处理可以提升土壤碳库管理指数,保持微生物活性,增加作物产量,降低土壤碳排放效率,是陇中黄土高原旱作农业区比较适宜的农田培肥措施。     

不同水分环境下玉米叶面积QTL定位及候选基因分析

玉米叶面积的大小及分布特征不仅影响其光合效率、蒸腾速率,而且与其耐旱性、耐密性、抗倒伏性及产量形成紧密相关。深入剖析不同水旱环境下玉米不同生育时期不同叶位叶面积的分子遗传机理对玉米耐旱高产新品种的选育具有重要意义。本研究以构建的2套F_2∶3群体为试材,在8种水分环境下,采用复合区间作图法（CIM）和基于混合线性模型的复合区间作图法（MCIM）对玉米相应叶（V₁₈时期第10片叶、R₁时期穗三叶）叶面积进行单环境和多环境联合QTL分析;参考玉米基因组B73 RefGen_v3挖掘稳定表达的QTLs （sQTLs）区间内的候选基因,并对其进行功能分析。结果表明,采用CIM法,单环境下2个生育时期2套F_2∶3群体间总共定位到了7个玉米相应叶叶面积QTLs,主要受显性（81.0%）、部分显性（14.3%）和超显性（4.7%）等遗传效应的调控,其中在干旱环境下定位到了5个QTLs。采用MCIM法,在2套F_2∶3群体间总共检测到6个相应叶叶面积的联合QTLs,其中1个表现为显著的QTL与环境的互作（QTL×E, Bin 2.08~2.09）,1对QTLs （Bin 1.08~1.10与 Bin 2.08~2.09）参与了显著的加性与加性（AA）上位性互作。结合CIM和MCIM法进一步分析在2套F_2∶3群体间检测到了6个sQTLs,其分别位于Bin 1.08~1.10、Bin 2.08~2.09、Bin 4.08~4.09、Bin 6.05、Bin 8.03和Bin 10.03处,并在这些sQTLs区间内确定了12个玉米叶发育相关候选基因。采用生物信息学,总共收集了75个玉米叶发育相关候选基因,通过系统进化树分析表明,这些候选基因划分为3大进化分支,且上述检测到的12个候选基因分布于这3大进化分支上。这些结果为系统地解析玉米不同生育时期不同水旱环境下相应叶叶面积的分子遗传机理提供理论依据,检测到的sQTLs可作为叶面积改良的重要染色体区段,检测到的候选基因为其进一步克隆、功能分析及育种应用提供了信息参考。     

高寒草地生长季/非生长季植被盖度遥感反演

植被盖度是刻画陆地生态系统植被覆盖的重要生态参量。以当雄县Landsat-8OLI为数据源,从10种常用植被指数中筛选出适合反演高寒草地生长季/非生长季草地植被盖度的植被指数,引入像元三分法确定端元特征值,通过不同植被指数基于像元二分模型反演植被盖度的对比分析,确定适合生长季/非生长季植被盖度最优植被指数,根据反演结果分析了研究区草地生长季/非生长季植被盖度的时空变化特征。结果表明：1）由可见光-近红外波段构建的植被指数适用生长季植被盖度反演,由短波红外构建的植被指数适用于非生长季植被盖度反演。2）基于MSACRI的像元二分模型适合非生长季植被盖度反演,基于NDVI的像元二分模型则最适用于生长季植被盖度的反演。3）研究区草地植被盖度随海拔增加呈现先增加后减少的单峰变化格局,草地集中分布于海拔4300~5100 m处。生长季植被盖度主要集中于20%~80%,非生长季绝大部分的草地盖度小于40%。研究结果可为草地生态系统碳存储、植被生产力、土壤侵蚀、生态水文等研究提供参考依据。     

锰胁迫下鸡眼草的富集特征及生理响应

为探明植物对锰胁迫的耐受性机制,以采自重金属污染区与非污染区的鸡眼草为试验材料,在不同锰浓度胁迫下［0 （对照）、1000、5000、10000、15000、20000 μmol·L^-1］ 开展盆栽试验,比较研究锰胁迫对两种来源鸡眼草表型、生理生化特性及锰积累特征的影响。结果表明：随着锰浓度的升高,1） 两种来源鸡眼草的根干重、芽干重、根冠比均呈降低的趋势;当锰浓度达5000~20000 μmol·L^-1时,与对照相比,污染区、非污染区鸡眼草的芽干重分别下降4.34%~27.71%与16.33%~49.77%,根干重分别下降19.00%~66.06%与27.90%~77.54%,污染区下降幅度均较非污染区的小;2） 两种来源鸡眼草的叶绿素、可溶性糖、脯氨酸含量及超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）活性均呈先升后降的趋势,可溶性蛋白含量逐渐下降,丙二醛（MDA）含量则逐渐升高;3） 两种来源鸡眼草根、茎、叶的锰含量均增加;锰浓度为20000 μmol·L^-1时,污染区和非污染区鸡眼草的叶锰含量分别为对照的16.53和13.41倍。因此,污染区鸡眼草锰耐受能力及富集能力均较非污染区鸡眼草高,较高的抗氧化酶活性是其耐受高锰胁迫的重要生理机制。     

1990—2019年阿拉尔垦区植被覆盖时空变化特征分析

监测植被覆盖变化对区域生态环境评价和可持续发展具有重要意义。本文基于Landsat遥感影像和相关统计数据,运用像元二分模型和重心转移模型等方法分析阿拉尔垦区1990—2019年近30年的植被覆盖时空变化特征。结果表明：1990—2019年,阿拉尔垦区平均植被覆盖面积呈增加趋势,高和极高植被覆盖区的面积呈增加趋势,差异显著,分别增加了674 km²和1 147 km²;阿拉尔垦区植被覆盖变化存在时段性和区域性差异,时段上,2005—2010年垦区西北部开始出现植被,以中覆盖类型为主,区域上,垦区西北部植被覆盖的增加趋势最显著;近30年,垦区植被覆盖重心整体向东北方向转移;气候对阿拉尔垦区植被覆盖变化有一定的影响,但人类活动影响最直接。在未来发展中应注重保护自然植被,有计划地开垦土地,合理调整垦区农业结构,科学分配水权,保证垦区生态用水,实现可持续发展。     

基于最小数据集的喀斯特不同利用方式下土壤质量评价

为了探究贵州喀斯特区域不同土壤利用方式对土壤质量的影响,我们对该地区的林地、人工草地、天然草地、农田、弃耕地5种土地利用方式下的土壤理化性质进行研究。基于最小数据集对该区域的土壤质量进行评价,构建的最小数据集包括：土壤pH值、容重、全盐、阳离子交换量、全氮、有效铜、有效铁等指标。结果表明：全量数据集和最小数据集获得的土壤质量均表现为林地 > 人工草地 > 天然草地 > 农田 > 弃耕地;人工草地、天然草地、农田、林地的土壤质量等级为二级,位于土壤质量分级中的"较高"水平,弃耕地土壤质量为三级,位于"中等"水平。以上结果表明,人为对自然生态系统的开垦降低了土壤的质量。     

低血糖生成指数液态奶的开发及测试

为获得营养均衡的调制牛奶,满足人体的多种营养需求,添加多种维生素和矿物质,设计出一款适用于糖尿病人、亚健康人群、体重管理、皮肤管理等人群饮用的低血糖生成指数（Glycemic Index,GI）的牛奶。稳定性试验结果表明,静置12 天后,牛奶无显著脂肪上浮,体系稳定性良好;人体GI值试验结果表明,调制牛奶的餐后血糖值上升和下降均较葡萄糖餐后血糖值平稳,有较好稳定餐后血糖的效果,表明开发的调制牛奶为低GI食品（GI值=22.86）。人体饱腹感试验结果显示,和普通纯牛奶对比,调制牛奶具有显著提高饱腹感的效果。     

四川凉山地区奶牛乳房炎主要病原菌分离鉴定及药敏情况分析

通过开展凉山地区奶牛乳房炎主要病原菌的分离鉴定和药敏情况试验,为指导凉山地区奶牛场临床合理使用抗生素以及提高抗生素的防治效果提供理论指导。通过采样、增菌培养、细菌鉴定、药敏试验、数据统计分析等方法,结果发现193 份患有乳房炎的乳样中有134 份分离出12 种病原菌,其中65 份检出两种及以上菌,占检出数的48.50%﹔共分离出234 株不重复菌株。分离率居前五位为：葡萄球菌63 株（26.9%）、大肠杆菌56 株（23.8%）、肺炎克雷伯菌42 株（17.9%）、肠球菌24 株（10.3%）、链球菌13 株（5.6%）。对本试验分离到的大肠杆菌、葡萄球菌、肺炎克雷伯菌等12 种菌中的10 种细菌药敏试验结果显示,不论是革兰氏阳性菌还是革兰氏阴性菌对试验选取的17 种常见抗生素均表现不同程度的耐药,有部分菌株还表现严重的多重耐药,有些菌株对部分药物耐药率达100.00%。     

我国不同奶业产区规模化牧场饲料结构分析

在奶牛养殖规模化水平不断提高,养殖成本日益增加,且区域间差异明显的背景下,饲料作为奶牛养殖主要投入品,了解其在规模化牧场生产成本中的结构对于优化奶牛日粮结构、降低养殖成本、缩小区域间养殖效益差距等具有重要意义。本文利用2018—2020年规模牧场月度调研数据,分析了我国规模化牧场饲料结构情况。研究发现,大城市周边产区和南方产区的精饲料和粗饲料的比例相对更加科学,华北产区仍有较大提升空间,并且玉米、豆粕、玉米青贮和苜蓿草在日粮中占有较大比重,达到84.62%;不同产区奶牛日粮结构具有明显差距,玉米青贮和苜蓿草在西北产区占比最高,玉米和豆粕在南方产区占比最高。注重发挥区域优势,加大优质粗饲料和可替代饲料的利用,有利于降低养殖成本,提高养殖的科学性和可持续性。     

芹菜发酵液对小鼠溃疡性结肠炎的保护作用研究

本试验旨在研究发酵前后芹菜汁的主要功能成分变化和芹菜发酵液对葡聚糖硫酸钠（DSS）诱导的小鼠溃疡性结肠炎（UC）的防治及免疫调节作用。选取50只4周龄雄性C57BL/6小鼠随机分为空白组、模型组及低、中、高浓度芹菜发酵液组,每组10只。按10 μL/g BW的剂量标准给空白组和模型组小鼠灌胃无菌生理盐水,其他组小鼠则灌胃不同浓度的芹菜发酵液,持续7 d。从第8天开始,除空白组自由饮用无菌水外,其余组连续7 d自由饮用3% DSS溶液;在此过程,每日称量体重,进行疾病活动指数（DAI）评分。在第14天,通过摘眼球取血法获得全血,随后脱颈处死小鼠,解剖取出结肠组织测量长度并通过苏木素-伊红（HE）染色法制作病理切片,进行病理学分析。以流式细胞仪分选技术检测外周血中CD4⁺/CD8⁺T淋巴细胞比值,以酶联免疫吸附法（ELISA）检测血清中肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白细胞介素-6（IL-6）、γ-干扰素（IFN-γ）和IL-10的含量。结果表明：①芹菜汁经发酵后,总酸、总糖、总多酚、类黄酮、维生素C和超氧化物歧化酶（SOD）等多种活性成分的含量均显著增加（P<0.05）。②与模型组相比,芹菜发酵液高浓度组能减少DSS引起的小鼠体重损失（P<0.01）、结肠缩短（P<0.01）和DAI降低（P<0.05）。③组织病理学分析结果表明,各发酵液组的UC症状均得到不同程度改善,肠腺结构相对完整,杯状细胞轻微减少,仅有少量淋巴细胞和中性粒细胞浸入。④流式细胞仪分析结果显示,相较于模型组,发酵液组全血CD4⁺/CD8⁺T淋巴细胞比值极显著升高（P<0.01）。⑤ELISA检测结果显示,与模型组相比,芹菜发酵液组的IL-6、TNF-α和IFN-γ含量极显著下调（P<0.01）,IL-10的含量极显著上调（P<0.01）。综上,芹菜汁经发酵后主要功能活性成分均得到显著提高,并且发酵芹菜液对DSS诱导的小鼠UC具有一定的防治和免疫调节作用,其作用机制可能与维持外周血中CD4⁺与CD8⁺T淋巴细胞平衡,以及抑制促炎症因子（TNF-α、IL-6和IFN-γ）表达,促进抗炎症因子（IL-10）表达有关。