颗粒粒径配比调控泥炭育苗基质性能及育苗效果

【目的】探明颗粒粒径对泥炭育苗基质孔隙特性和育苗效果的调控机制,筛选适宜于黄瓜和番茄育苗的最佳颗粒粒径配比。【方法】以泥炭作为原料,配置不同颗粒粒径(D_5-8、D_2-5、D_0.5-2和D_<0.5,mm)的组合处理和养分添加措施,测定基质性能和育苗效果。【结果】泥炭颗粒粒径配比对育苗基质孔隙特性和育苗效果具有显著的调控作用,其中D_<0.5 mm的比例对基质通气和持水性能起主要调控作用。颗粒粒径配比和养分添加比对黄瓜和番茄主要育苗指标具有显著影响(P<0.05)。根据主成分和因子分析的综合评价可知,当泥炭颗粒粒径体积比D_5-8∶D_2-5∶D_0.5-2∶D_<0.5分别为20∶30∶30∶20和20∶30∶20∶30时,具有较优的黄瓜和番茄育苗效果。【结论】人为调控颗粒配比可以调整泥炭育苗基质的孔隙特性,而适量添加养分在一定程度上缓解颗粒粒径配比不当的不利影响。这为认识颗粒粒...     

生物炭与秸秆配施对设施土壤有机碳矿化及理化性质的影响

[目的]研究不同温度制备生物炭与秸秆配施对设施菜地土壤有机碳矿化特征及土壤理化性质的影响.[方法]以北京郊区设施菜地土壤为研究对象,进行室内矿化培养试验.[结果]生物炭与秸秆配施显著提高土壤有机碳矿化速率和累积矿化量,而单施生物炭对两者影响较小.添加300℃生物炭处理的土壤有机碳累积矿化量比添加600℃生物炭的处理高2.6％～17.6％,土壤有机碳累积矿化量随着秸秆添加量的增加而增大.生物炭的添加降低土壤有机碳的相对矿化潜力,额外添加等量秸秆也未能完全抵消生物炭对土壤有机碳相对矿化潜力的抑制作用.单施生物炭和生物炭与秸秆配施均显著提高土壤pH值和电导率.与单施生物炭相比,生物炭与秸秆配施对土壤有机质、碱解氮、有效磷含量的提升效果更为显著.[结论]施用生物炭对提高设施土壤有机质含量和碳库稳定性、促进固碳减排具有重要意义.而生物炭与秸秆配施不仅能够发挥生物炭的固碳功能,也能够提供更多的有效养分,更有利于改善设施土壤质量和促进土壤养分平衡.     

免耕条件下稻草还田方式对温室气体排放强度的影响

为探讨免耕条件下的稻草高茬和覆盖还田对双季稻田温室气体排放强度(GHGI)的影响,该研究利用静态箱-气相色谱法,对免耕稻草不还田(NWS)、免耕高茬还田(HN)和免耕覆盖还田(SN)3处理稻田GHGI进行了连续2a的观测。结果表明,在各处理水稻产量差异不显著时,双季稻田的GHGI主要由温室气体排放量决定;在稻草用量相同的情况下,2种稻草还田方式均增加了稻田的GHGI,且高茬还田的增加幅度大于覆盖还田,说明高茬还田增强了温室气体通过水稻体内通气组织传输的能力。在20和100a尺度上,甲烷的GHGI均远大于氧化亚氮,在20a尺度上,早稻各处理甲烷的GHGI平均为N2O的109倍,晚稻为14倍,而在100a尺度上,这个倍数有所下降,分别只有35倍和3.77倍,可见,减少甲烷排放是减缓稻田温室气体排放强度的首要目标。在等稻草量的前提下,相比留高茬还田,覆盖还田能有效控制稻田GHGI。该研究可为中国华中地区双季稻田碳增汇和温室气体减排研究提供参考。     

不同粒径菇渣混配基质理化性状及对番茄幼苗生长的影响

【目的】为了寻找番茄育苗基质菇渣与两种无机材料(膨胀蛭石和粉煤灰)的最佳配方。【方法】设置大颗粒(1.00～3.00 mm)和小颗粒(0.50～1.00 mm)菇渣的5种粒径配比以及和膨胀蛭石与粉煤灰的配对处理,比较不同基质配方的理化性状和番茄育苗效果,筛选出最优粒径配比的番茄育苗基质配方。【结果】随着小颗粒(0.50～1.00 mm)所占比例的增加,菇渣复配基质的通气孔隙度和总孔隙度显著下降(P<0.05)。粉煤灰替代膨胀蛭石后,各处理基质的容重增加28%～36%,电导率(EC)增加5%～23%,而碱解氮降低18%～43%,通气孔隙度降低31%～55%,田间持水量增加3%～30%(P<0.05)。番茄育苗效果的综合评价结果表明,当复配基质中菇渣大、小颗粒比例为1∶5时,较适宜于添加膨胀蛭石系列基质;当菇渣大、小颗粒的比例为5∶1时,较适宜于添加粉煤灰系列基质。冗余分析发现番茄育苗效果与基质持水孔隙度、pH值和容重均呈显著正相关。【结论】不同的颗粒粒径配比对复配基质的容重、pH、EC具有显著影响,建议根据菇渣的颗粒粒径分布而选择最优的无机材料而生产优质育苗基质。     

土壤氧气可获得性对双季稻田温室气体排放通量的影响

为探讨土壤氧气可获得性(SOA)对双季稻田温室气体排放的影响,利用静态箱气相色谱法对多种管理措施影响下稻田温室气体排放通量和土壤氧化还原电位(Eh)、pH值及田间淹水深度(H)等3种SOA因子进行了观测。结果表明,甲烷(CH₄)排放最集中的Eh值、pH值和H范围分别为-100-0mV、5 < pH < 6和1-5cm,3个范围内分别观测到48.8%、61.1%和77.0%的CH₄排放,其中H对CH₄排放影响最明显,单独由其就可解释37.8%的CH₄排放通量(P < 0.0001)。对于氧化亚氮(N₂O),观测到较多的负通量,其纯排放最密集的3种SOA因子的范围分别是:0-100mV、5 < pH < 6和1-5cm,而200-300mV是其排放的临界Eh范围,高于此范围N₂O排放极少。厌氧的反硝化过程是双季稻田N₂O产生的主导过程。可为水稻田温室气体排放机理研究提供基础数据。     

解鸟氨酸拉乌尔菌ZK4菊酯农药降解酶基因BioH的克隆及原核表达

为挖掘新的拟除虫菊酯类农药降解基因,在大肠杆菌中实现异源高效表达,以本课题组前期筛选出的降解谱广泛、降解率较高的菌株解鸟氨酸拉乌尔菌(Raoultella ornithinolytica)为研究对象,克隆其菊酯类农药降解酶基因BioH,在大肠杆菌中表达。通过解鸟氨酸拉乌尔菌全序列进行基因组注释、蛋白注释和通路注释,和已有菊酯类农药降解基因序列比对,筛选出潜在的具有菊酯类农药降解功能的基因;以解鸟氨酸拉乌尔菌基因组DNA为模板,根据功能基因序列设计特异性引物进行PCR扩增,回收目的片段后与pMD19-T载体连接,筛选阳性克隆并鉴定;酶切回收目的片段后和pET32a(+)表达载体连接,转化至大肠杆菌BL21(DE3)中,将验证正确的重组菌经IPTG诱导表达,通过SDS-PAGE分析蛋白表达情况。结果表明：通过筛选得到BioH基因,该基因具有水解酶的作用,同时也具有其他菊酯类农药降解基因序列中存在的保守五肽motif-GXSXG,PCR扩增后得到大小为783 bp的条带,通过重组技术获得阳性克隆,PCR扩增、酶切和DNA测序进行验证,重组菌经0.2 mmol/L IPTG诱导4 h后获得约为...     

温度和CO2浓度变化对主要饲料作物功能叶光合参数的影响研究——以玉米和水稻的差异为例

玉米和稻谷是南方地区重要的饲料原料来源。本研究采用LI-6800便携式光合作用测定系统观测了温度和CO2浓度对长江中游平原水稻和玉米扬花期功能叶片光合参数的影响。结果表明：玉米扬花期功能叶片净光合速率对温度升高的敏感性高于水稻。温度升高提高了水稻功能叶片的光合速率。CO2浓度增加提高了扬花期水稻和玉米的最大光合速率。当温度条件相同时,在高CO2浓度条件下水稻比玉米更容易维持较高的光合速率。玉米功能叶片最大电子传递速率（Jmax）与最大羧化速率（Vcmax）的比值（Jmax/Vcmax）随温度升高而显著下降（P < 0.05）,而水稻Jmax/Vcmax值对温度升高无显著变化。温度升高与CO2浓度增加均可降低两种作物的叶片气孔导度和植物蒸腾速率。本研究发现,玉米功能叶光合参数及生化参数对高温环境较为敏感,即玉米的光合酶活性和光合能力比水稻更容易受到温度升高的抑制作用。建议未来应重视气温升高对玉米饲料资源带来的不利影响,在畜禽养殖中合理调整饲料原料供给结构,适当将稻谷作为饲料原料的替代来源之一,可以抑制因玉米价格上涨造成的饲养成本攀升,提高养殖效益,为新形势下畜牧业发展探索一条高效、可持续的发展道路,提升畜牧业发展的竞争力。[关键词] 增温|CO2浓度|光合作用|粮食作物     

北京市设施蔬菜施肥状况及减施潜力分析

通过对北京市352个设施蔬菜地块的施肥状况进行实地调研,查明设施蔬菜施肥现状及存在问题,估算肥料减施潜力。结果表明,北京市设施蔬菜养分投入量普遍超过推荐施肥量(养分超标率>72%)。不同设施类型施肥量差异较大,其中日光温室每季蔬菜平均氮磷钾(N、P₂O₅和K₂O)投入总量分别为858 、409、572 kg · hm^-2,明显高于塑料大棚每季蔬菜平均氮磷钾投入总量593、317、438 kg · hm^-2。设施蔬菜养分主要来源于有机肥基施,对日光温室和塑料大棚养分投入总量的贡献分别为66%和52%。不同蔬菜种类肥料减施潜力巨大,其中甘蓝、黄瓜和茄子总养分相对减施潜力分别为61%～62%、43%～48%和18%～47%。日光温室和塑料大棚氮磷钾养分投入比例(N∶P₂O₅∶K₂O)分别为1∶0.47∶0.66和1∶0.53∶0.73,表明钾肥比例相对不足。建议加快设施蔬菜水肥一体化技术的推广应用,加强设施蔬菜施...     

泥炭与粉煤灰制备基质及其育苗试验

【目的】探索不同泥炭颗粒粒径配比与粉煤灰添加对基质性状和番茄育苗效果的影响。【方法】通过配置不同泥炭颗粒粒径配比组合和粉煤灰替代膨胀蛭石措施,测定不同处理基质的理化性状和番茄育苗效果。【结果】粉煤灰替换膨胀蛭石后,不同处理的基质干容重平均增加39.3%,pH升高1.73个单位,碱解氮浓度降低20.9%,有效磷浓度增加128.0%(P<0.05)。水分特征曲线表明粉煤灰替代膨胀蛭石后基质水吸力普遍降低,其中小颗粒泥炭(0.5～1.0 mm)体积占比越大降幅越大。番茄育苗效果的综合评价表明,以小颗粒泥炭(0.5～1.0 mm)为主的复配基质中添加粉煤灰后其育苗效果优于以大颗粒泥炭(1～3 mm)为主的复配基质。粉煤灰复配基质中大颗粒与小颗粒泥炭的最适体积占比分别为10%和50%。【结论】粉煤灰替代膨胀蛭石后的作用效果取决于复配基质中泥炭颗粒粒径配比。鉴于粉煤灰替代膨胀蛭石后对基质持水性能产生削弱作用,建议利用小颗粒(<1 mm)泥炭与粉煤灰复配生产优质育苗基质。     

不同氮源及秸秆添加对菜地土壤N_2O排放影响

在饱和田间持水量WFPS(water-filled pore space)为75%、温度为25℃的条件下,用室内培养研究设施菜地土壤在不同氮肥种类(硝酸钙CN,碳酸氢铵AB,硫酸铵AS,尿素U,对照CK)和有无秸秆添加情况下N2O的排放特征。培养17天的结果表明,各种肥料类型中,对照和硝态氮肥处理最先出现N2O排放高峰,铵态氮肥处理出现较晚。无论有无秸秆,碳酸氢铵(AB)处理的累积排放量都最高,分别为4.206±0.899和2.159±0.256μg g-1干土,铵态氮肥处理N2O排放量明显高于硝态氮肥。添加秸秆后各处理N2O排放明显增加,比未施秸秆增加1倍多(CN处理除外)。不同处理(CK除外)的N2O累积排放量与时间的关系都可用y=aLn(x)+b表示(P<0.001)。实验还发现,施用氮肥会导致土壤酸化,添加秸秆可改善土壤酸化现象。