农业
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豆科绿肥对紫色土土壤氮素转化具有重要影响,而氮素矿化和硝化是决定土壤有效氮含量多少的重要环节。本文选取川、渝两地常见的蚕豆作为绿肥材料,分别以0.6g/100g、1.8g/100g和3.0g/100g(豆科绿肥干重/风干土重量)进行绿肥翻压(FY)和绿肥覆盖(FG),通过室内恒温好气培养法来研究蚕豆绿肥对紫色土氮素矿化和硝化特征的影响,测定了不同绿肥利用下的土壤铵态氮、硝态氮、全氮、有机质含量和氨氧化潜势及硝化强度,并计算土壤氮素矿化量和硝化率。结果表明,与不施绿肥对照相比,绿肥翻压和覆盖下土壤净氮矿化量和硝化率均明显提高,且在一定范围内有随绿肥施用量增加而增加的趋势。其中,FY1.8处理土壤净氮矿化量最高达304.21mg/kg,与CK相比增加了302.70mg/kg。土壤氮素最终硝化率达到了91.04%~96.80%,表现为FG3.0最高,FY3.0次之,FG0.6最低。中高量绿肥覆盖或翻压均显著提高了土壤全氮和有机质含量、土壤氨氧化潜势和土壤硝化强度;在相同绿肥用量下,绿肥翻压处理显著高于绿肥覆盖处理(P<0.05)。相关分析表明,土壤净氮矿化量与铵态氮、全氮和有机质呈极显著的正
为对金属尾矿库生物土壤结皮进行研究,2016年对湖北省黄石市的两个废弃尾矿库开展了生物土壤结皮调查,并采用空间代替时间的方法来研究结皮发育演替过程中的物种组成及变化。结皮中蓝藻、真菌和苔887藓的绝对丰度分别为(0.63-2.01)×10、(0.19-1.53)×10和(0.08-3.34)×10copies/gDWsoil,随着结皮的演替蓝藻和真菌丰度降低,苔藓的丰度增加。从微生物组成来看,从两个尾矿库的生物土壤结皮中共分析出41门的物种,其中变形菌门、蓝藻门、放线菌门、拟杆菌门、绿弯菌门、疣微菌门、酸杆菌门、浮霉菌门、芽单胞菌门及热微菌门是主要组分,它们在不同结皮中累计丰度均达到90%以上。金属尾矿库中的生物土壤结皮物种组成及其变化规律与荒漠化地区类似,蓝藻在其中具有不可替代的作用。研究表明生物土壤结皮在金属尾矿库中广泛分布,同时可以起到增加尾矿库土壤养分的作用,可广泛应用于金属尾矿库的生态修复。
[目的]研究柚木人工林生长过程及其与气象因子的相关性,为柚木抚育经营提供理论依据。[方法]以优良、中等和差3种生长类型的30余年生柚木人工林为对象,基于样地调查,选取优势木、平均木、被压木进行树干解析,对比分析其生长过程,应用灰色关联分析法揭示气象因子对柚木生长的影响。[结果]表明:3种生长类型林分柚木胸径、树高和材积生长过程基本一致,各分级木的生长过程亦相似,其胸径平均和连年生长量随年龄的增大呈先增加后逐渐降低的趋势,树高生长整体上呈下降趋势,材积生长则呈递增趋势。各优良林分的林木及各类型林分的优势木,其胸径、材积平均和连年生长量较大,速生期持续时间长,生长衰减慢,而其树高生长量的优势相对不明显;30余年生时柚木尚未达数量成熟龄。各类型林分间柚木生长与气象因子关系的差异仅体现在胸径,优良林分胸径连年生长量主要受极端低温影响,而中等和差林分则与年均降水量相关性最大;各分级木间柚木生长与气象因子的关系无明显差异;影响树高和材积连年生长量的最主要气象因子分别为年均降水量和年均气温。[结论]柚木各生长类型及分级木的生长过程整体趋势基本一致,其差异主要体现在生长量大小和快速生长期长短。约30年
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目的]研究赤霉素(gibberellin)对植物株高的影响,探讨了GA20ox、GA3ox和GA2ox在赤霉素合成过程中的反馈调节机制。[方法]以薄壳山核桃Caryaillinoensis幼苗为材料,进行100 mg·L−1 赤霉素叶面喷施处理。对外施赤霉素后薄壳山核桃的株高、节间长度和主根长以及薄壳山核桃GA20ox、GA3ox和GA2ox的时空变化进行了研究。[结果]外施赤霉素28 d后,薄壳山核桃节间长度和主根长的伸长量与对照相比都存在显著差异(P<0.05),节间数量没有发生变化;植株平均生长量达2.9 cm,为对照的1.93倍,差异极显著(P<0.01)。实时荧光定量PCR结果表明:GA20ox、GA3ox和GA2ox在薄壳山核桃生长期存在时空表达差异。外施赤霉素能够使CiGA20ox的表达量持续下降,28 d后的表达量仅为初始值的38.6%;而CiGA3ox表达量则是在7 d时跌落低谷,下降至初始值的55.4%,28 d后回升,表达量为初始值的350%;CiGA2ox表达量总体呈波浪形变化,在7 d后达到顶峰,之后有所回落,至21 d时恢复到了初始水平,28 d后上升为初始
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为了提高磷钾肥的利用率,减少磷、钾在土壤中的固定,提高其有效性,达到增产增收的目的,将普通磷钾肥料与四种磷活化剂按不同比例掺混并进行细微化处理,研制出高效细微化磷钾-活化剂肥,并采用盆栽试验方法,研究细微化磷钾-活化剂肥对小白菜生长及其品质的影响。结果表明,小白菜施用细微化磷钾-活化剂肥料能增产提质。与氮磷钾常规施肥处理相比,添加腐殖酸与沸石粉(FF)、腐殖酸与硅藻土(FG)处理的小白菜分别增产8.13%和10.27%,可溶性糖含量分别提高5.90%和9.55%,土壤有效磷含量分别增加15.87%和32.72%,土壤有效钾和可溶性钙含量也有不同程度的增加;磷肥利用率分别提高76.43%和91.00%,钾肥利用率分别提高15.95%和32.26%。处理中,以细微化磷钾-腐殖酸-沸石粉在小白菜上的效果最优。
春季冻融期土壤微生物动态会影响生长季的碳和养分循环.在春季冻融期,每隔3~7d取样一次,采用磷脂脂肪酸法(PLFA)研究了兴安落叶松林4种土壤基质的微生物群落时间动态.结果表明:1)土壤微生物PLFAs总量、各类群的PLFAs量和相对丰度、革兰氏阳性+细菌/革兰氏阴性细菌(G/G–)、饱和脂肪酸/不饱和脂肪酸(S/NS)和细菌/总真菌(真菌+丛枝菌根真菌)(B/F)均存在显著的取样时间差异;2)在冻融前期土壤总有机碳(TOC)和土壤全氮(TN)是影响土壤微生物的主要因子,在冻融中期土壤湿度和土壤TOC、TN含量是主要影响因子,在冻融后期土壤微生物受到土壤温湿度、土壤TOC、TN含量及土壤碳氮比(C/N)的共同影响;3)土壤微生物PLFAs总量、各类群的PLFAs量和相对丰度(细菌丰度除外)、B/F、G+/G-、S/NS在土壤基质间均存在显著差异,土壤TOC、TN和C/N的不同是引起差异的主要环境因素.春季冻融期土壤温湿度和资源有效性是影响土壤微生物群落的主要因子,但影响程度因冻融阶段和微生物类群的不同而存在差异.
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钾元素是植物生长所需三大营养元素之一,土壤是钾元素的重要来源,而其中无效钾的含量却占土壤全钾含量的90%~98%,这造成了土壤看似富含钾却又缺钾的现象。研究发现,土壤中存在解钾菌,可将不溶性钾转化为可溶性钾,增加土壤中速效钾含量。本文综述了解钾微生物的种类和生态分布、解钾机制及在农业生产上的应用,指出要将解钾微生物更好地应用于农业生产,未来要做的核心工作仍然是确保菌株的高效性、稳定性、有效性。建议通过构建基因工程菌株,开发出合适的载体,采用包埋固定化技术加强对菌株的保护,并根据土壤类型、作物品种、气候条件等,有针对性地选用合适的菌株,加大和推广解钾微生物肥料在农业上的应用。
盐胁迫是世界范围内影响作物产量和品质的主要非生物胁迫之一,如何提高作物的抗盐性已经引起全世界的关注。硅 (Si) 是地壳中含量仅次于氧的第二大丰富元素。在pH值低于9的介质中,硅通常以单硅酸[Si(OH)4]的形式被高等植物吸收。尽管目前硅仍然未被认为是植物生长的必需元素,但是作为植物生长的“有益元素”,硅可以缓解各种生物胁迫和非生物胁迫对植物生长发育的抑制。大量的研究表明硅可参与调控植物抗盐的生理生化代谢过程,并与一些信号物质,如乙烯、水杨酸和多胺等存在互作。主要进展如下:1) 植物对硅的吸收存在主动、被动和拒绝吸收三种,硅转运蛋白在硅的吸收和转运中起到非常重要的作用,但是关于该蛋白的编码基因在更多物种中的克隆和功能研究有待于进一步开展。2) 硅可以调节盐胁迫下植物体内的离子平衡,降低植物根系对盐离子的吸收和向地上部的转运,并使盐离子更均匀的分布在根系中;改善盐胁迫下根系对钙、钾、氮等营养元素的吸收,缓解盐胁迫造成的营养失调。近期一些研究表明多胺可能参与硅对根系盐离子吸收的调控。3) 硅可以通过调节水通道蛋白的表达和渗透调节物质的积累提高根系对水分的吸收和向地上部的转运,改善植株的水
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目的]探究4种叶面肥不同施用时期和施用次数对寒地粳稻产量和品质的影响,为叶面肥在寒地水稻高产优质栽培上的应用提供参考依据。[方法]以水稻品种垦粳7号为试验材料,采用单因素随机区组试验设计,以清水处理作为对照(CK),设7个叶面肥喷施处理[2次喷施处理:分别于齐穗期和齐穗后15d各喷施1次雷力(Y1)、战氏(Y2)和KH2PO(Y3);4次喷施处理:分别于拔节期、齐穗期、齐穗后10和20d各喷施1次雷力(Y4)、战氏(Y5)、KH2PO(Y6)44和ND叶面肥(Y7)];成熟期选取有代表性的植株进行考种,并测定稻米的加工品质、外观品质、营养品质及食味品质。[结果]从产量来看,各叶面肥处理均可提高水稻产量,其中Y4、Y5、Y6和Y7处理的实际产量分别较CK提高8.84%、7.31%、8.10%和8.33%,差异达显著水平(P<0.05)。从品质来看,施用雷力(Y1和Y4)和KH2PO(Y3和Y6)处理4的糙米率随着施用次数增加呈上升趋势,Y4处理可极显著提高糙米率(P<0.01,下同);Y7处理可极显著降低垩白度与垩白粒率;Y1处理降低蛋白质含量最明显;Y4处理降低直链淀粉含量最明显;食味
针对目前木薯块根收获机挖掘铲存在入土困难、碎土及排土效果不理想及工作强度不足等问题,基于工程仿生学理论,结合动力学知识,提出并设计了一种模仿犬爪趾形状的仿生铲。基于Design-Expert软件中的试验设计方法,以作业速度、土壤含水率及挖掘铲类型为试验因素,以挖薯率、伤薯率为试验指标,对挖掘铲的工作参数进行试验研究,建立了影响因素与响应指标之间的二次正交回归模型,并分析了各影响因素对各响应指标的影响规律。对所有影响因素进行了综合优化处理,确定了最佳的田间工作参数组合为:当选用仿生铲作业速度为1.5m/s、土壤含水率为17%
旨在分析花油两用红花品种的籽粒及花丝农艺性状。本研究以10个主要红花品种为研究对象,对其籽粒产量、花球大小、花丝产量等进行分析。结果表明,A2生长势最好,A5生长势最弱。A3花丝产量最高,为171.4g,显著高于其它品种,但籽粒产量最低,为1.204kg,显著低于其它品种,可作为花用品种;A2在小区籽粒产量上显著高于其他9个品种,小区产量平均可以获得1.588kg,是优良的油用红花品种,花丝产量为119.9g,与A3和A5比较差异显著,与其它品种比较差异不显著,综合比较A2为豫东生态区花油两用型红花优良品种;花丝产量与籽粒产量的相关系数为-0.571,未达到显著水平,与二者相关系数最大的两个性状第一有效分枝高度与无效分枝数的相关系数为-0.158,差异不显著,说明花丝与籽粒间可以找到一个同时能满足取得较高产量的平衡点。
硝化作用是氮素循环的核心环节,一直是土壤生物化学研究的热点之一。2015年,完全氨氧化菌(Comammox)的发现颠覆了两步硝化的传统观点,丰富了土壤氮素循环的理论体系。完全氨氧化菌能够独立执行整个硝化过程,具有将氨直接氧化成硝酸盐的能力。本文从完全氨氧化菌的定量检测方法、系统发育及组学分析入手对其分子生态学的国内外研究进展进行了系统综述,着重阐述了完全氨氧化菌在土壤中的多样性和分布规律。未来的研究可以针对以下内容开展:1)探索完全氨氧化菌的分子标志物,设计特异性引物,使其具有更高的分子覆盖度,从而完善完全氨氧化菌多样性的研究;2)优化完全氨氧化菌分离培养技术,富集分离得到更多完全氨氧化菌富集物或纯培养,完善完全氨氧化菌生理生化特性的研究;3)对完全氨氧化菌的功能和活性进行原位表征,并解析其对土壤硝化过程的贡献,阐明完全氨氧化菌的生态学特征,为促进土壤氮素良性循环和生态环境保护提供科学依据。