科研产出
腐植酸负载纳米零价铁对镉污染农田水稻籽粒代谢的影响
《农业环境科学学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为探究腐植酸负载纳米零价铁(nZVI@HA)对镉(Cd)污染修复过程中水稻籽粒营养物质合成过程的影响,本研究采用吸附络合-液相还原法制备了一种nZVI@HA材料,同时开展水稻盆栽实验,利用电感耦合等离子体质谱及超高效液相色谱质谱技术,比较研究了nZVI@HA、纳米零价铁(nZVI)、腐植酸(HA)及nZVI与HA联合处理对Cd污染修复过程中水稻产量、籽粒中Cd含量及籽粒代谢物质组成的影响.结果表明:3组含Fe0处理均可提升水稻产量、降低水稻籽粒Cd的赋存水平.尤其是在nZVI@HA作用下,水稻产量显著提升至空白组的188%、籽粒Cd含量降至0.155 mg·kg-1,低于我国大米Cd限量标准(0.2 mg·kg-1,GB 2762-2022).代谢组学分析显示,各含Fe0处理均可显著促进水稻籽粒倍他林生物合成及精氨酸和脯氨酸代谢(P<0.05且VIP>1);同时Cd污染修复过程中,水稻籽粒还可通过丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢,核苷酸代谢,甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢,及甘油磷脂代谢特异性响应nZVI@HA处理.研究表明,nZVI@HA可特异性作用于水稻籽粒代谢过程,提升水稻抗性及产量.
关键词： 镉 腐植酸负载纳米零价铁 水稻 代谢组学 差异代谢物
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不同比例有机无机氮配施对长期稻麦轮作体系中水稻产量和氮素吸收利用的影响
《土壤通报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：【目的】研究有机无机氮肥配比对南方稻麦轮作体系中水稻产量、氮素吸收利用的影响，以期为实现水旱轮作体系中水稻的高产高效和有机无机肥料的科学配施提供理论基础和科学依据。【方法】依托水稻-冬小麦轮作体系，以常规施氮量(225 kg N hm-2)为基准，在水稻季设置不施肥（CK）、100%化肥氮（CF）、75%化肥氮+25%有机肥氮（25%M）、50%化肥氮+50%有机肥氮（50%M）、25%化肥氮+75%有机肥氮（75%M）以及100%有机肥氮（100%M）6个处理，在第7个轮作周期水稻季分析水稻产量、氮素吸收量、氮素利用效率、氮平衡以及土壤碳氮含量的变化。【结果】相比对照处理，施肥处理提高了水稻的产量和吸氮量。水稻产量和籽粒吸氮量均随着有机肥占比的增加而呈先上升后下降的趋势。25%M处理下水稻产量和吸氮量最高，但与CF处理无显著差异。施肥处理的水稻氮素表观利用率变化范围在29.4%～50.0%之间，偏生产力范围为51.5～57.1 kg kg-1之间，其中以25%M处理下氮素效率最高。相比对照处理，不同施肥处理均降低氮素内部利用率，但不同施肥处理之间无显著差异。与对照相比，CF处理降低了土壤pH，而有机无机肥配施条件下的土壤pH高于CF处理。在不同有机无机肥配施的处理中，提高有机肥占比能显著提高土壤全碳、全氮和无机氮含量。根据灰色关联分析，与稻米产量关联度从高到低的土壤因子依次为：铵态氮、全碳、全氮、硝态氮、pH。【结论】在常规施氮量的条件下，与单施化肥相比，施氮比例为25%有机肥+75%无机肥的配施方案，能够保证水稻籽粒产量、吸氮量和氮素利用效率不下降的前提下，提升土壤碳氮含量和缓解土壤酸化效应。因此，基于南方稻麦轮作体系长期试验的结果，有机无机肥配施处理，相较于纯化肥处理，具有更大的产量优势和减肥潜力。
关键词： 有机肥替代 水稻产量 水稻吸氮量 氮素利用效率 土壤养分
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稻-红螯螯虾共作模式下浮游生物的群落变化特征及其与虾生长之间的关系
《浙江农业学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为探究稻渔综合种养模式下浮游生物的群落变化特征及其与养殖对象之间的关系，2022年6月—9月采用18S rRNA基因高通量测序技术调查了浙江省海宁市6处稻-红螯螯虾(Cherax quadricarinatus)养殖水体中浮游生物的群落组成及多样性的变化，并结合Spearman相关性热图分析了优势种类和多样性指数与生长性状之间的关系。结果显示：红螯螯虾的体长、头胸甲宽、体重、增重率、特定生长率和肥满度在不同稻田间无显著差异，但体长、头胸甲宽和体重随着养殖时间的延长明显增加，特定生长率则显著下降。虾引入稻田后会相对改善水体中浮游生物的群落多样性，然而，随着养殖时间的延长，群落稳定性逐渐降低。隐藻(Cryptomonas)、衣藻(Chlamydomonas)、小球藻(Chlorella)和中剑水蚤(Mesocyclops)是共作期间常见的优势种类。浮游植物的优势种或主要种类(浮游生物中排名前50的种类)与浮游动物的变化趋势不同，前者的相对丰度逐渐增加，后者则逐渐降低。分析发现，季节变化是驱动稻-虾共作模式下浮游生物群落演替的主要原因。此外，虾的摄食作用也会对群落变化产生一定影响。相关性分析显示，肥满度与小球藻生物量显著负相关，表明养殖水体的水质对虾的生长和健康状况具有重要影响，因此需平衡好水稻种植区和水产养殖区对营养水平需求不同的矛盾。
关键词： 浮游生物 稻渔综合种养 红螯螯虾 高通量测序 多样性
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西瓜蔗糖转运蛋白SUT家族的鉴定及其在果实发育和逆境响应中的表达分析
《浙江农业学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：蔗糖转运蛋白(SUTs)作为蔗糖主动转运的主要载体,在分配同化物从源到库组织的转运中起着关键作用.尽管SUTs的特性及其生物学功能已在高等植物中得到了深入研究,但该基因家族尚未在西瓜中进行鉴定.本研究在西瓜基因组中共鉴定了4 个ClSUT基因,并对其基因和蛋白结构、保守基序、亚细胞定位、染色体分布、进化关系、启动子元件等进行了全面分析.基因结构分析表明,亚族Ⅰ的ClSUT3 和ClSUT4 基因均只含有一个内含子.所有ClSUT均被预测定位在质膜中,它们均含有一个保守的MFS-2 结构域,并且含有与之对应的5 个保守基序.系统发育分析发现拟南芥、水稻和西瓜中的SUT分为5 个亚族,西瓜ClSUT与拟南芥SUT的亲缘关系更近,被聚类在亚族Ⅰ、亚族Ⅱ和亚族Ⅴ.还在西瓜ClSUT基因的启动子中鉴定到一些与激素和逆境响应相关的作用元件.此外,转录组数据表明,西瓜ClSUT基因的表达对渗透和盐胁迫呈现多样性,很可能参与西瓜对这些逆境的响应.
关键词： 西瓜 蔗糖转运蛋白SUT 果实发育 非生物胁迫 表达分析
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基于BSA方法的瓠瓜果形相关性状主效QTL分析
《分子植物育种 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：果形是瓠瓜重要的农艺和商品性状，为定位控制瓠瓜果形相关性状的主效基因，本研究以葫芦形瓠瓜‘JH-8’、长棒形瓠瓜‘长瓠21’及其杂交获得的F2群体（324个单株）为试材，筛选出极端单株建立了葫芦形混池和长棒形混池，结合高通量测序筛选果形相关性状的QTLs。利用SNP-index算法共鉴定出3个主要的瓠瓜果形调控关联区域，分别位于Chr.3:6 765 000～9 431 999 kb,Chr.8:9 066 000～9 172 999 kb和Chr.9:14 000～2 908 999 kb。本研究结果为瓠瓜果形相关性状的基因定位提供了重要的候选区间，可为后续目标基因的精细定位和克隆提供参考。
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海藻寡糖在绿色农业发展中的研究与应用
《中国农学通报 》 2024 CSCD
摘要：中国化肥和农药使用量仍位居高水平状态，阻碍绿色农业发展。海藻寡糖可有效促进绿色农业的可持续发展、提高农业生产效率、保证粮食生产安全。对海藻寡糖系统总结了分类、制备技术及在农业领域的作用和应用现状。首先，对海藻寡糖进行了分类和结构的概述，其次详细讨论了海藻寡糖的物理制备法、化学制备法和生物制备法，并分别从海藻寡糖提高肥料利用率和土壤肥力，农作物增产提质，诱导农作物抗病性方面探讨了海藻寡糖在农业方面的应用。结果表明：海藻寡糖具备提高肥料利用率、帮助农作物增产提质、改善农作物提高抗病性等农业功能。最后，对海藻寡糖在农业生产领域的应用前景进行了展望，为进一步推动海藻寡糖助力实现绿色农业发展提供了参考与借鉴。
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三维Al-TCPP MOF纳米片对16种三唑类杀菌剂的吸附去除研究
《农药学学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：农业生产中大量使用的三唑类杀菌剂最终通过环境介质传递进入水体，给生态系统和人类健康造成威胁。因此，本研究以六水合氯化铝和四（4-羧基苯基）卟啉（tetra （4-carboxyphenyl） porphyrin,TCPP）为功能单体制备三维Al-TCPP金属有机框架（metal organic framework,MOF）纳米片，并以Al-TCPP纳米片为吸附剂，构建了水体中16种三唑类杀菌剂的高效吸附去除方法。探究了Al-TCPP纳米片用量、吸附时间和pH值等对其吸附三唑类杀菌剂吸附能力的影响，并获得最佳吸附去除条件；选取3种典型杀菌剂，研究了Al-TCPP纳米片对目标物的吸附动力学、吸附等温线和吸附热力学等吸附行为机制。结果表明：Al-TCPP纳米片对三唑类杀菌剂的吸附过程符合准二级动力学模型，为单分子层化学吸附，且吸附过程是自发的放热反应，低温有利于该反应进行。采用本方法吸附不同环境水体中的三唑类杀菌剂，结果表明：Al-TCPP纳米片对不同环境水体中的16种三唑类杀菌剂的去除率均达到85%以上。综上所述，Al-TCPP纳米片对三唑类杀菌剂的吸附去除具有较好的实用性，可为环境水体中三唑类杀菌剂残留去除研究提供新的思路和方法。
关键词： Al-TCPP MOF纳米片 三唑类杀菌剂 吸附去除 环境水体
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长期生物炭添加对稻田土壤细菌和真菌反硝化N2O排放的影响
《环境科学 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：由细菌和真菌驱动的反硝化作用是稻田土壤氧化亚氮（N2O）排放的主要来源,一般认为生物炭通过影响细菌反硝化过程来减少N2O排放,而对真菌反硝化的相关影响机制尚不清楚.以中国科学院常熟农业生态实验基地长期秸秆炭化还田试验田为对象,通过室内厌氧培养和分子生物学技术研究了长期不同生物炭施加量下(空白、2.25 t·hm-2和22.5 t·hm-2,分别用BC0、BC1和BC10表示)稻田土壤细菌和真菌反硝化产生N2O的相对贡献及相关微生物的作用机制.结果表明,与BC0相比,生物炭处理显著降低了N2O排放速率、反硝化势以及N2O累积排放量,且3个处理中细菌反硝化贡献均大于真菌反硝化;其中,BC10的细菌反硝化相对贡献率（62.9%）相较于BC0（50.8%）显著增加,BC10的真菌反硝化相对贡献率（37.1%）显著低于BC0（49.2%）.生物炭施加显著增加了细菌反硝化功能基因（nirK、nirS和nosZ）的丰度,减低了fungal nirK基因的丰度.相关分析结果表明真菌反硝化贡献率与N2O排放速率显著正相关,与土壤pH、TN、SOM和DOC显著负相关.生物炭可能通过提高pH和碳氮含量等来抑制反硝化真菌的生长,降低相关功能基因丰度,从而减弱了真菌反硝化过程NO还原为N2O的能力,使真菌反硝化过程产生N2O的贡献率显著下降,从而减少了稻田土壤反硝化N2O排放.本研究有助于拓宽对稻田土壤反硝化过程的认知,并为生物炭施用调控真菌反硝化N2O排放提供理论基础.
关键词： 生物炭 水稻土 氧化亚氮(N2O) 真菌反硝化 反硝化
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FIRD-HPD方式对蓝莓干燥特性及品质的影响
《中国食品学报 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探究蓝莓在FIRD-HPD干燥方式下，内部水分含量及迁移状况随贮藏时间的变化规律，采用低场核磁共振（LF-NMR）及其成像技术（MRI），采集不同水分转换点干燥过程的蓝莓弛豫特性以及质子密度图像信息，分析其规律变化，并研究干燥前、后蓝莓品质的变化。结果表明：在水分转换点为30%,40%,50%时，蓝莓到达干燥终点的时间分别为480,420min和360 min。蓝莓的T2反演谱有3个不同的弛豫峰：T21（0.01～10 ms）结合水、T22（10～100 ms）不易流动水和T23（100～1 000 ms）自由水。自由水(T23)和不易流动水(T22)向弛豫时间短的方向迁移，在干燥后期，结合水成为蓝莓中主要水分状态，自由水完全消失。基于MRI技术得到不同干燥方式各干燥阶段的磁共振成像，质子信号随干燥进程逐渐减小。LF-NMR和MRI技术可很好地监测干燥过程中动态水分分布和迁移变化。另外，在40%水分转换点联合远红外热泵干燥处理下，蓝莓果干色泽、营养品质等指标均优于30%和50%的水分转换点联合远红外热泵干燥方式。综合考量后，联合红外干燥水分转换点设置为40%是加工蓝莓果干的最优选择。
关键词： 蓝莓 远红外联合热泵干燥 低场核磁共振 水分分布 品质
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