科研产出
我国农业面源污染研究与展望
《植物营养与肥料学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要:农业面源污染会带来一定的生态环境风险.经过20多年的治理,我国面源污染基础研究和防控工作取得重要进展,构建了流域、区域或国家尺度农业面源污染源汇路径全过程监测与评估体系,基本厘清了不同生态条件下农田系统中氮磷流失的主控因子,初步探明了农田有毒有害化学/生物污染与防控机制.在防控技术层面,研发出新型、绿色肥料替代常规化肥减量投入技术与产品,氮、磷高效利用污染负荷减排技术,土壤氮、磷增容负荷减排技术,坡耕地氮磷流失阻控技术,农业废弃物资源化利用技术与消纳装备.我国农业氮、磷排放污染负荷虽整体呈下降趋势,但依然是影响我国环境质量的首要污染因子,且农业面源污染呈现新的特征,表现为养殖业尤其是水产养殖业污染问题逐渐突出,残留地膜、农药、抗生素、激素、病原微生物等新型污染物污染问题不容忽视,面源污染途径从以径流扩散为主转向淋溶、挥发、累积并重的阶段,污染介质从单一地表水体转向包括地下水体、大气以及农田生态系统并存的状态.未来应以本领域我国取得科研成果和相关信息资源为基础,利用数字技术和AI技术,构建我国农业面源污染防控技术和管理融合大数据模型和系统理论,持续加强田块、流域、区域等多尺度面源污染防控技术集成配套与工程化应用研究,培育绿色低碳农业新质生产力产业,落实防控技术工程"政-产-学-研-用"保障机制与措施,以提升区域或流域尺度面源污染防控技术的环境、经济和社会综合效益,全面推进我国农业面源污染治理工作,促进农业高质量健康发展.
关键词: 农业面源污染 污染特征 技术产品与装备 防控思路与策略


控释掺混肥对麦玉轮作体系农田温室气体排放和硝态氮残留的影响
《农业工程学报 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要:为阐明控释肥对冬小麦-夏玉米轮作体系作物产量、温室气体排放和硝态氮残留的影响,该研究以郑单958(夏玉米)和济麦22(冬小麦)为供试材料,设不施氮对照(CK)、常规施氮(FFP)、优化施氮(OPT)、含30%控释尿素的控释掺混肥(夏玉米)和含50%控释尿素的控释掺混肥(冬小麦)(CRBF1)、含50%控释尿素的控释掺混肥(夏玉米)和含70%控释尿素的控释掺混肥(冬小麦)(CRBF2)共5个处理,对比分析了不同处理的冬小麦、夏玉米及周年产量、温室气体排放和土壤硝态氮残留的差异。结果表明,施氮可显著提高麦玉轮作系统单季和周年作物产量(P<0.05)。与FFP相比,CRBF1和CRBF2处理的夏玉米、冬小麦和周年产量分别提高了1.4%~3.0%、1.9%~3.4%和1.6%~3.1%(P>0.05)。施氮显著增加了麦玉轮作体系的土壤N2O和CO2的周年排放(P<0.05)。CRBF1和CRBF2处理的土壤N2O周年排放总量较FFP处理显著降低了27.7%~34.6%(P <0.05)。施氮显著增加了麦玉轮作体系的周年全球增温潜势(GWP)(P<0.05)。CRBF1和CRBF2处理的周年GWP较FFP处理降低了4.2%和5.7%,其中CRBF2处理差异显著(P<0.05)。施氮降低了麦玉轮作体系的周年温室气体排放强度(GHGI)。CRBF1和CRBF2处理的周年GHGI较FFP处理降低了5.6%~8.6%(P>0.05)。与FFP相比,CRBF1和CRBF2处理的100~200 cm土层硝态氮残留降低30.6%~34.3%(P<0.05),减少了硝态氮淋失风险。综上所述,控释掺混肥在稳定作物产量、减少温室气体排放和土壤硝态氮残留方面具有积极作用,研究结果可为麦玉轮作体系的轻简高效氮肥管理提供数据支持和理论支撑。
关键词: 产量 温室气体 排放 冬小麦-夏玉米轮作 控释掺混肥 硝态氮残留


种肥混播对夏玉米产量、酶活性和土壤微生物的影响
《中国土壤与肥料 》 2024 北大核心 CSCD
摘要:探索夏玉米种子与控释肥混播对夏玉米产量、氮磷钾养分吸收、施肥经济效益、酶活性及土壤微生物的影响,为夏玉米轻简化生产和化肥减施增效提供技术支撑。以夏玉米品种‘郑单958’为材料进行了大田试验,试验设不施氮对照、常规施肥、种子控释肥混播和氮磷钾减量50%控释肥种子混播共4个处理,分析调查了夏玉米产量、氮磷钾吸收、叶片酶活性及根际土壤微生物功能基因。与常规施肥相比,2个控释肥处理的夏玉米产量增加7.7%~22.1%,夏玉米氮、磷、钾吸收量分别增加0.75%~33.3%、16.3%~27.1%、4.78%~36.5%,氮肥吸收利用率提高20.7%~24.6%,氮肥偏生产力提高14~74.1 kg/kg,氮肥农学利用率提高14.1~20.2 kg/kg,夏玉米每公顷净收益(扣除肥料投入)比常规施肥增加9.67%~19.6%。吐丝期根际土壤硝化和反硝化微生物基因数、叶片硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合成酶和谷氨酸脱氢酶与常规施肥没有显著差异。种肥混播在夏玉米上实现了增产增收,提高了氮磷钾养分吸收量和氮肥利用效率,降低了环境污染风险。
关键词: 夏玉米 控释肥 氮肥利用效率 酶活性 微生物功能基因


基于电子鼻结合GC-IMS分析浅渍黄瓜贮藏过程中的风味变化
《食品工业科技 》 2024 北大核心 CSCD
摘要:为研究浅渍黄瓜贮藏过程中风味物质的变化规律,采用电子鼻和气相色谱-离子迁移谱技术(gas chromatography-ion mobility spectrometry,GC-IMS)分析浅渍黄瓜的挥发性化合物。电子鼻和GC-IMS分析表明,浅渍黄瓜贮藏过程中风味特征发生了显著变化。GC-IMS共定性分析出56种挥发性化合物(volatile organic compounds,VOCs),包括醇类10种、醛类30种、酮类8种、酯类5种、呋喃1种、酸类1种、烷烃类1种。随着贮藏期的延长,醛类、醇类和酮类物质的相对含量显著减少,酯类物质显著增加(P<0.05)。经相对气味活度值(relative odor activity value,ROAV)计算,筛选出9种ROAV≥1的化合物,被认为是浅渍黄瓜的关键风味化合物。进一步对不同贮藏期样品的关键风味化合物进行偏最小二乘法判别分析,筛选出6种变量重要投影值(variable important for the projection,VIP)大于1的差异标志物,分别是顺-6-壬烯醛、壬醛、1-戊烯-3-酮、异丁醛、反,顺-2,6-壬二烯醛、反-2-辛烯醛。其中反-2-辛烯醛的相对含量随着贮藏时间的延长而增加,可能是导致后期风味劣变的主要原因。本研究通过对浅渍黄瓜贮藏期间风味变化规律的分析,可为浅渍黄瓜贮藏过程的风味品质评价提供理论依据。
关键词: 浅渍 黄瓜 GC-IMS 挥发性有机化合物 ROAV


对类固醇激素合成相关基因表达及定时输精母猪繁殖性能的影响研究
《黑龙江畜牧兽医 》 2024 北大核心
摘要:为了探讨Kisspeptin(KP)对颗粒细胞类固醇激素合成相关基因的mRNA表达水平及定时输精母猪繁殖性能的影响,试验先分离了母猪卵巢中的颗粒细胞,用KP-10处理颗粒细胞,以未处理颗粒细胞为对照,研究KP-10对颗粒细胞类固醇激素合成酶细胞色素P450家族11亚家族A成员1(CYP11A1)、3β-羟基类固醇脱氢酶(3β-HSD)、促卵泡激素受体(FSHR)、促黄体生成素受体(LHCGR)基因的mRNA表达水平的影响;然后选择健康的大白×长白二元杂交初产断奶母猪202头,随机分为PMSG对照组(n=102)、KPL组(n=50)和KPH组(n=50),分别于断奶后24 h颈部肌肉注射孕马血清促性腺激素(PMSG) 1 000 IU/头、KP-10 0.5 mg/头和KP-10 1.0 mg/头,72 h后颈部肌肉注射100μg/头GnRH,16 h后进行第1次配种,24 h后进行第2次配种,统计各组母猪平均卵泡直径、断奶-发情间隔、发情率、妊娠率、分娩率、窝总产仔数和窝产活仔数,研究KP-10对定时输精母猪繁殖性能的影响。结果表明:KP-10处理的颗粒细胞中CYP11A1、3β-HSD、FSHR和LHCGR基因的mRNA表达水平较对照颗粒细胞显著或极显著提高(P<0.05或P<0.01); PMSG对照组、KPL组、KPH组母猪断奶后第1,2,3,4,5天的平均卵泡直径均差异不显著(P>0.05); PMSG对照组、KPL组、KPH组断奶-发情间隔、发情率、分娩率、窝总产仔数和窝产活仔数均差异不显著(P>0.05),其中KPL组母猪发情率、分娩率高于PMSG对照组和KPH组(P>0.05); KPL组母猪妊娠率显著高于PMSG对照组和KPH组(P<0.05),PMSG对照组和KPH组间差异不显著(P>0.05)。说明KP-10可用于调控母猪卵泡同步发育,并且可提高定时输精母猪的妊娠率。
关键词: Kisspeptin 孕马血清促性腺激素 卵泡发育 定时输精 繁殖性能


番茄皮渣果胶结构表征与流变学特性研究
《食品与发酵工业 》 2024 北大核心 CSCD
摘要:以商品柑橘果胶和苹果果胶为对照,研究番茄皮渣果胶的分子结构和流变学性质。番茄皮渣果胶半乳糖醛酸含量为56.25%,酯化度为47.40%,为低酯果胶。番茄果胶的中性糖组成占比最高依次为半乳糖、鼠李糖、甘露糖、葡萄糖、阿拉伯糖和岩藻糖,其鼠李糖半乳糖醛酸聚糖I型(RG-I)含量较高,但RG-I区域的分支化度较低。番茄果胶属于非牛顿流体中的假塑性流体,具有剪切变稀的现象。其表观黏度较高,黏流活化能显著小于柑橘果胶,说明番茄果胶的黏度较高且具有较好的温度稳定性。在动态流变学实验中,番茄果胶的储能模量大于损耗模量,说明其更多的表现为弹性而非黏性。番茄果胶的储能模量和损耗模量大于柑橘果胶和苹果果胶,说明其黏弹性更高。该研究结果表明,番茄果胶具有比商品柑橘果胶和苹果果胶更好的增稠性质和凝胶性,为番茄果胶资源的开发利用提供了理论依据。


芽孢八叠球菌(Sporosarcina sp.)N2的分离与低温降解木质素的特征解析
《微生物学通报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要:【背景】东北地区每年都会产生大量的作物秸秆类农业废弃物,低温导致自然条件下秸秆降解缓慢。【目的】筛选耐低温高效降解木质素的细菌,探究其木质素降解相关途径。【方法】通过形态学及16S rRNA基因测序进行菌株鉴定,在低温条件下进行木质素降解条件优化,利用转录组学方法对菌株木质素降解特征进行分析。【结果】筛选了一株能在15℃条件下高效降解木质素的菌株芽孢八叠球菌(Sporosarcina sp.) N2,低温培养8 d木质素的降解率为20.8%,条件优化后提高至31.7%。通过转录组测序分析确定不同时期间的差异表达基因,发现与抗冻、木质素降解相关的功能基因在不同降解时期上下调变化明显,通过其基因表达推测了该菌株木质素降解途径为苯甲酸途径与原儿茶酸途径。【结论】本研究丰富了低温木质素降解微生物资源,为后续秸秆低温生物强化降解提供了数据支持。


超声辅助酸化甲醇法提取甜樱桃果实花青素及抗氧化活性分析
《食品工业科技 》 2024 北大核心 CSCD
摘要:为探究甜樱桃果实花青素的提取方法及其抗氧化活性,本研究利用超声辅助酸化甲醇法提取花青素,探讨甲醇浓度、料液比、超声温度、超声时间对樱桃花青素提取量的影响,并研究其稳定性和抗氧化性。结果表明:最佳提取条件为甲醇浓度90%、料液比1:20、超声温度35℃、超声时间10 min,花青素提取量为(61.48±0.81)mg/100 g。樱桃花青素在避光、20℃以及pH1.0时较为稳定,且樱桃花青素热降解符合一级反应动力学模型。抗氧化实验结果显示,樱桃花青素对DPPH、OH和ABTS+自由基有明显的清除作用,其质量浓度为120μg/mL时,清除率分别为69.64%、47.94%、55.01%。综上,樱桃花青素具有较好的抗氧化活性。


基于KASP平台的转基因纯合体高通量检测方法的建立
《玉米科学 》 2024 北大核心 CSCD
摘要:以转基因玉米DBN9501为材料,设计一套包含1条位于基因组的共用引物、两条分别位于外源插入序列与外源插入序列等位基因组序列的竞争性引物,能分别扩增出外源片段与基因组片段的纯合体检测引物,建立一种基于KASP平台的高通量转基因玉米纯合体检测方法.利用DBN9501BC1和15份其他转基因玉米样品进行引物评估、体系优化以及特异性验证.结果显示,所设计的引物既能特异性地对DBN9501进行成分检测,又能对DBN9501BC1代中的纯合阳性、杂合阳性以及阴性3种基因型进行准确鉴别.
关键词: 转基因玉米 纯合体检测 高通量 KASP平台 分子标记


地、空尺度的农作物高通量表型分析的应用与挑战
《广东农业科学 》 2024 北大核心 CSCD
摘要:农作物高通量表型分析作为一种新兴的技术手段,旨在通过分析大量的表型数据,快速、准确地揭示农作物性状与基因和环境之间的关系,进而优化育种效率和准确性、提升作物产量和品质、解决全球人口增加及环境恶化趋势下对粮食需求提升的问题。该文对农作物高通量表型分析的关键技术架构进行剖析后,从传感器、多尺度观测和大数据挖掘层面阐述收集、整理和分析农作物表型信息的手段及其不足。在此基础上综述了近年来农作物表型分析的主要应用领域,研究证实农作物高通量表型分析是量化作物性状、监测作物长势、优化田间管理、提升育种效率的有效工具,但其应用性能仍具有提升潜力。最后,探讨农作物高通量表型分析面临的挑战、优化方案、广阔前景及未来发展趋势。表明其在数据处理和解析、跨品种、跨组织、跨环境的应用等方面还存在着挑战,但随着对大体量、高复杂度数据处理有着巨大优势的云端大数据处理平台和人工智能等前沿技术的日益发展,同时结合生物技术和基因组学研究方法,农作物高通量表型分析将在对抗全球环境变化和人口增加所带来的粮食短缺隐患中发挥举足轻重的作用。
关键词: 农业 地、空尺度 高通量表型分析 大数据挖掘 传感器 遥感

