科研产出
田间老化生物质炭对黄土高原旱作农田土壤有机氮组分的影响
《植物营养与肥料学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：【目的】研究田间老化生物质炭对土壤有机氮组分及微生物生物量碳氮的影响，为生物质炭在陇中黄土高原地区培肥改良土壤、提高氮肥利用效率方面的应用提供科学依据。【方法】2015年在甘肃农业大学旱作农业综合试验站开展定位试验，试验包含6个玉米秸秆生物质炭添加量：0、10、20、30、40、50 t/hm~2，依次记为CK、BC1、BC2、BC3、BC4、BC5处理。2020年小麦收获后（第5茬），调查了春小麦产量，采集0—5、5—10和10—30 cm土层土壤，用Bremner法测定有机氮组分及微生物生物量碳、氮含量。【结果】施用生物质炭5年后依然能显著提高春小麦产量，以BC3处理春小麦产量最高，较CK显著提高了24.76%。与CK相比，生物质炭处理土壤全氮（TN）和微生物生物量碳（MBC）分别显著增加6.55%～10.94%、68.63%～139.74%，微生物生物量碳氮比（BC/BN）增加10.60%～202.44%。有机氮各组分占比表现为：氨基酸态氮（AAN）＞非酸解氮（AIN）＞酸解铵态氮（AMN）＞酸解未知态氮（UAN）＞氨基糖态氮（ASN），分别占土壤全氮的27.46%～45.13%、15.47%～31.14%、19.00%～28.66%、1.59%～18.54%和2.76%～8.86%。其中三个酸解氮含量在5个生物质炭处理土壤中均表现为：AAN＞AMN＞ASN,BC2、BC3、BC4和BC5处理土壤AAN和ASN含量分别较CK显著提高17.58%～81.51%和43.60%～107.55%,BC2和BC3处理土壤AMN含量显著提高15.46%～28.95%。BC3处理土壤的酸解总氮（TAN）、AMN和ASN含量最高，AIN含量最低。【结论】土壤全氮及微生物生物量碳是影响有机氮组分差异的主要因素。10～50 t/hm~2施用量下，生物质炭均显著提高了土壤全氮及微生物生物量碳，施用生物质炭30 t/hm~2提高土壤酸解总氮、酸解铵态氮和氨基糖态氮含量的效果最显著，土壤供氮能力最强，春小麦产量最高。因此，在黄土高原旱作农业区，合理的生物质炭用量可长期提高土壤供氮能力。
关键词： 老化生物质炭 黄土高原 旱作农田 有机氮组分 微生物生物量碳氮
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赤眼蜂与柞蚕卵共生细菌群落分析及功能预测
《微生物学杂志 》 2023 CSCD
摘要：为了探明柞蚕(Antheraea pernyi)卵与赤眼蜂(Trichogramma)之间内共生菌的相互联系,通过 16S rRNA高通量测序技术对赤眼蜂和柞蚕卵的内共生菌多样性及相对丰度进行了测定,并通过KEGG和COG分析了内共生菌生物群落代谢途径差异,预测了生物群落蛋白功能.结果表明,柞蚕卵内共生菌物种丰度在各级分类单元上均高于赤眼蜂,二者共有内共生菌为肠杆菌属(Enterobacter)、假单胞菌(Pseudomonas)、泛菌属(Pantoea)、埃希氏杆菌-志贺氏菌属(Escherichia-Shigella)、芽胞杆菌属(Bacillus)和鞘氨醇单胞菌属(Sphin-gomonas),除芽胞杆菌属隶属于厚壁菌门(Firmicute)外,其他均隶属于变形菌门γ-变形菌纲(γ-proteobacte-ria).就相对丰度而言,赤眼蜂体内葡萄球菌属(Staphylococcus)分布量最高,而柞蚕卵内不动杆菌属(Acineto-bacter)分布量最高.KEGG代谢途径差异分析表明,微生物群落功能主要为氨基酸和碳水化合物代谢,但不同代谢功能的强弱有差异.COG生物群落蛋白功能预测表明,赤眼蜂内共生菌群落蛋白质的氨基酸转运代谢功能显著强于柞蚕卵,但是柞蚕卵内共生菌群落蛋白的脂质转运代谢功能和信号传导功能显著强于赤眼蜂.尽管赤眼蜂和柞蚕卵内共生菌的丰度和多样性有差异,但二者存在多种共有共生菌,这些共有共生菌为次生共生菌,参与了赤眼蜂和柞蚕卵的氨基酸代谢功能、碳水化合物代谢功能以及胞膜转运功能等,因此可能在柞蚕卵和赤眼蜂之间进行平行传递.
关键词： 共生菌 氨基酸代谢 多样性 群落功能 群落蛋白功能 赤眼蜂 柞蚕卵
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SGM模型牦牛子模型生长发育模块校验及应用
《草业科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：基于前期构建的Sustainable Grassland Model （SGM）模型框架，选用并改进GRAZPLAN动物模型和不完全小区模拟方法，在MATLAB平台对SGM模型进行二次开发，建立牦牛子模型生长发育模块，以期为青藏高原可持续放牧生产体系的构建提供研究工具及决策支持。采用局部敏感度分析法，筛选并计算敏感度系数确定牦牛子模型生长发育模块下放牧采食量和体重变化模拟中的敏感参数，以已发表的研究数据为基础，利用最小二乘法建立敏感参数校准模型并完成模块校准，校准后运行模型，得到的增重模拟结果与前人发表的研究数据比对后进行统计分析，完成模型检验。检验后的模型以甘肃省玛曲县高寒草甸典型牦牛牧户（草地中度退化）为研究对象进行模型示范。结果表明：经参数校验后的SGM牦牛子模型在模拟牦牛放牧采食量和增重方面切实可行。示范结果证明SGM模型能够合理地模拟粗放型生产管理下放牧压力的降低对高寒草甸牦牛放牧生产体系草地地上生物量、植物群落功能组成、家畜放牧采食量和体重变化的长期影响，说明SGM模型在青藏高原高寒草甸模拟放牧压力对放牧生产体系的长期影响具有可行性。该模型采用不同的参数，基于同一套数学公式实现对放牧牛羊生长发育的模拟，在未来牛羊放牧系统模型开发中具有良好的应用前景，但需要针对模拟对象的实际实施校准，且对牦牛产奶量和放牧采食量的模拟仍需进一步开发和改进。
关键词： 农业模型 放牧生产体系 模拟 青藏高原 牦牛 干物质采食量 增重
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宽幅匀播对冬小麦光合及抗氧化酶活性的影响
《东北农业科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为探明种植模式对冬小麦增产增效的调控，本试验选用西北大面积推广种植的冬小麦品种兰天26为材料，研究了宽幅匀播和常规条播对冬小麦旗叶光合特性、蔗糖供应水平、抗氧化酶活性和籽粒产量、品质的影响。结果表明，与常规条播相比，宽幅匀播种植模式下的小麦旗叶在灌浆中后期（花后15～35 d）能保持相对较高的净光合速率（Pn）和叶绿素SPAD值，使Pn高值持续期（PAD）和叶绿素SPAD值相对稳定期（RSP）分别延长6.1、5.2 d。宽幅匀播处理亦降低了灌浆后期（花后15～35 d）的胞间CO2浓度（Ci），气孔导度（Gs）和蒸腾速率（Tr）。宽幅匀播栽培灌浆期旗叶蔗糖磷酸合成酶（SPS）活性增强，且在灌浆中后期（花后10～35 d）维持相对较高的蔗糖供应水平。宽幅匀播处理下的旗叶过氧化氢酶（CAT）活性在整个灌浆期均高于常规条播，并较常规条播提早5 d达到峰值，且下降速度慢、高值持续期长，超氧化物歧化酶（SOD）活性仅在灌浆后期（花后15～35 d）较高；过氧化物酶（POD）活性和丙二醛（MDA）质量摩尔浓度在整个灌浆期均低于常规条播，且较常规条播延迟10 d达到丙二醛质量摩尔浓度快速上升期。宽幅匀播处理的千粒重较常规条播增加5%，籽粒产量提高9.1%，平均达到8 272.84 kg/hm2；冬小麦籽粒蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值和稳定时间亦比常规条播处理增加11.9%、9.6%、11.7%和13.7%。可见，宽幅匀播栽培的冬小麦旗叶在灌浆期具有较高的自由基清除能力，较低的膜脂过氧化水平，较强的光合产物供应速率、强度和较长的供应持续期，因而有利于产量和品质的提高。
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干旱区耕地质量等级时空变化及其评价 -以西宁市为例
《干旱区地理 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：以青海省西宁市为研究对象,依据《耕地质量等级》(GB/T33469-2016),采用特尔斐法、层次分析法、模糊数学法等方法,构建西宁市耕地质量评价指标体系;结合地理信息系统(GIS)软件技术,对西宁市2015年和2018年耕地质量进行评价,并分析西宁市耕地质量时空分布和土壤养分特征,探究西宁市耕地质量现状.结果表明:(1)2015年和2018年耕地质量平均等级分别为6.74和6.33,4 a间提升0.41,耕地质量等级总体提升主要来自三、四、五、七等地,其中高、中等地总面积占总耕地面积的比例2018年较2015年增加1.49%.(2)4 a间的耕地质量等级在空间分布上差异较大,高、中等地主要集中在中部的湟中区及北部大通回族土族自治县(简称大通县),低等地主要分布在边缘靠山区及海拔较高地区,耕地质量提升的耕地主要来自大通县、湟源县、湟中区.(3)相较2015年,2018年土壤有机质、有效磷、速效钾含量均增加,其中有效磷含量评价等级上升.研究结果对西宁市全域范围内耕地质量展开综合评价,其结果能够很好地反映该地区当前耕地质量状况,对农业生产具有指导意义.
关键词： 耕地质量 等级变化 空间分布 地理信息系统(GIS) 西宁市
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长期施肥与覆膜对半干旱区马铃薯农田土壤团聚体分布及其有机碳含量的影响
《中国土壤与肥料 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：以国家土壤质量安定观测实验站黄绵土区的农田长期定位试验为研究平台,研究长期施肥与覆膜对半干旱区马铃薯农田土壤团聚体分布及其有机碳含量的影响.结果表明:耕层土壤团聚体占比随着粒径的减小呈先降低后增加的变化趋势,团聚体有机碳含量随粒径减小呈增加趋势.施肥显著影响马铃薯农田土壤团聚体分布及有机碳含量.长期化肥与有机肥配施(NPK+OM)和单施有机肥(OM)较单施化肥(NPK)显著增加>0.25 mm团聚体含量(R0.25)和平均质量直径(MWD),显著提高大团聚体(>1 mm)对有机碳的贡献率.长期施用有机肥(NPK+OM和OM)较单施化肥(NPK)显著增加 0~20 cm土层土壤团聚体有机碳储量,增幅达63.5%~82.8%.长期覆膜导致>2 mm粒径的大团聚体数量和MWD显著下降,覆膜与单施化肥(NPK)对团聚体有机碳含量及其储量影响不明显.综上所述,在西北黄土丘陵半干旱区和黄绵土质地条件下,长期化肥与有机肥配施(NPK+OM)或单用有机肥(OM)可显著提高耕层土壤大团聚体含量(R0.25)及其稳定性,促进新碳向大团聚体富集,增加团聚体有机碳储量,有利于农田土壤固碳.地膜覆盖影响土壤团聚体的分布和稳定性,但对团聚体有机碳影响不明显.
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燕麦抗倒伏性研究进展
《草地学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：倒伏是影响燕麦产量和品质的重要因素之一,也是目前燕麦育种和生产中亟需解决的突出问题.加强燕麦抗倒伏生理和分子机制的系统研究,对促进燕麦抗倒伏种质创新和丰产高效栽培具有重要意义.基于此,本文对燕麦倒伏方面的研究进行了系统总结,梳理了燕麦倒伏发生的影响因素和抗倒伏性鉴定评价现状,综述了燕麦抗倒伏形态学、生理学及解剖学等方面的研究进展,归纳了植株形态、理化物质、栽培措施等与燕麦倒伏的关系.并针对燕麦茎秆力学性能与内源物质合成,抗倒伏相关性状全基因组关联分析(Genome wide association study,GWAS)分析及数量性状位点(Quantitative trait locus,QTL)定位,功能基因挖掘与分子机制解析等研究进行了展望,旨在为我国燕麦遗传改良和抗倒品种选育提供参考,进而推动燕麦抗逆性研究的发展.
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油菜幼苗光合及叶绿素荧光参数对干旱胁迫的响应及其抗旱性分析
《西北植物学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：该研究在人工控制水分条件下，设置3个干旱胁迫处理，选用3个主栽油菜品种‘陇油10号’、‘陇油2号’、‘青杂5号’幼苗进行盆栽试验，测定干旱胁迫条件下叶片相对含水量、叶绿素含量、光合气体交换参数及叶绿素荧光参数等指标，考察各指标在干旱胁迫过程中的变化特征，并通过主成分分析（PCA）和隶属函数法评价品种的抗旱性及其主要响应因子，以揭示西北地区油菜幼苗响应干旱胁迫的光合调控机制。结果表明：（1）各品种油菜幼苗的叶片相对含水量（RWC）均随干旱胁迫程度的递增而逐渐降低，最大水分亏缺（WSD）却逐渐上升。（2）各品种油菜幼苗叶片的叶绿素a含量、叶绿素总含量随着干旱胁迫程度的递增而先增加后递减，且同一种幼苗在不同处理间差异显著。（3）各品种油菜幼苗叶片的净光合速率（Pn）、水分利用效率（WUE）、单株生物量、气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（Ci）均在受到干旱胁迫时迅速降低，且同一品种幼苗在不同处理间差异显著，而其叶片蒸腾速率（Tr）在干旱胁迫下无显著变化。（4）各品种油菜幼苗叶片光化学猝灭系数（qP）和非光化学猝灭系数（NPQ）随着干旱胁迫程度的递增先增加后递减，最大光化学效率（Fv/Fm）和电子传递速率（ETR）在受到干旱胁迫时迅速降低，且同一品种幼苗在不同处理间差异显著。（5）主成分分析结果表明，在油菜幼苗受到干旱胁迫时RWC、Ci、Gs、Pn、WUE、叶绿素总含量、叶绿素a含量和NPQ起主要调控作用；隶属函数法综合评价表明，3个品种油菜幼苗耐旱能力由高到低依次为‘陇油10号’＞‘陇油2号’＞‘青杂5号’。
关键词： 油菜幼苗 干旱胁迫:光合气体交换参数 叶绿素荧光参数 抗旱性评价
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基于ICP-MS的甘肃不同产地小米矿物元素含量特征及判别分析
《食品工业科技 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：通过分析不同主产区小米矿物元素含量特征,结合化学统计学建立小米产地判别模型.该研究以甘肃省陇中地区、陇东地区和河西地区的主栽小米品种为研究对象,采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定了小米中18种矿物元素含量,利用方差分析、主成分分析(PCA)、正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)、线性判别分析(LDA)和聚类分析(HCA)对数据进行统计分析.结果表明:小米样品18种矿物元素中有13种元素含量在3个主产区间存在显著差异(P<0.05),不同主产区小米矿物元素含量具有独特的地域分布特征;18种矿物元素之间存在较强的相关性;PCA分析共提取4个主成分,累计方差贡献率为75.82%;基于LDA和OPLS-DA的判别模型对小米产地判别正确率均为100%,基本可以实现甘肃省不同区域小米产地的精准判别,通过OPLS-DA模型确定了小米产地判别的特征元素(V、Fe、Cu、Cd、Se、Pb);基于特征元素的HCA分析可以成功地对小米产地进行判别.研究证明基于小米矿物元素含量构建的判别模型可以有效区分甘肃省不同产区的小米,为小米产地溯源和质量控制提供了科学依据.
关键词： 小米 电感耦合等离子体质谱法 矿物元素 含量特征 产地判别
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