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不同覆盖对圣女果秸秆简化静态堆肥与腐殖化进程的影响

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农业工程学报 2024年第4期40卷 273-283页

作者：林嘉聪韩卓雅王定美麦力文李勤奋袁京余小兰李光义中国热带农业科学院环境与植物保护研究所农业农村部热区高效农业绿色低碳重点实验室海南省热带生态循环农业重点实验室海口570010 华中农业大学资源与环境学院武汉430070 中国农业大学资源与环境学院北京100193 海南儋州热带农业生态系统国家野外科学观测研究站国家农业环境儋州观测实验站国家农业绿色发展长期固定观测儋州试验站儋州571737

热带圣女果种植分布广,产生的秸秆废弃物难收储。在热带高温多雨气候条件下,如何高效、简单、低成本实现圣女果秸秆的就地无害化与腐殖化还田,是热带圣女果秸秆废弃物处置利用面临的重要难题之一。该研究以构建秸秆简化、就地的静态堆... 详细信息

热带圣女果种植分布广,产生的秸秆废弃物难收储。在热带高温多雨气候条件下,如何高效、简单、低成本实现圣女果秸秆的就地无害化与腐殖化还田,是热带圣女果秸秆废弃物处置利用面临的重要难题之一。该研究以构建秸秆简化、就地的静态堆肥工艺为目标,模拟了polytetrafluoroethylene(PTFE)分子膜、polyvinyl-chloride(PVC)塑料膜、无覆盖(即干秸秆原料)3种不同覆盖所形成的静态环境对堆肥理化性质与腐殖化进程的影响,结合冗余-相关性分析与二维相关傅立叶红外光谱阐明腐殖化的影响规律及其关键组分的分子结构演化机制。结果表明:3种覆盖下≥50℃高温期持续时间均超过5 d;促进产热-蓄热-保温能力上,由高到低顺序依次为:分子膜、无覆盖、塑料膜。秸秆堆肥过程中酸碱度、电导率、氮磷钾、容重升高,大颗粒破碎,小颗粒占比提高。覆盖塑料膜堆肥有效积温相对较低,有机碳损失相对较低,堆肥后有机碳降幅分别为20.12%(分子膜)、4.63%(塑料膜)与16.13%(无覆盖)。相比于无覆盖,分子膜覆盖可以显著加快堆肥腐殖化进程;塑料膜覆盖堆肥虽能实现一定程度腐殖化,但腐殖化率最低。3种处理下腐殖化指数分别为15.61%(分子膜)、9.95%(无覆盖)、6.17%(塑料膜)。二维相关光谱表明木质纤维素分解产生的醌、醛、酮、多酚类化合物与氨基聚合,多酚缩合可能是秸秆腐殖酸合成的主要途径。分子膜与塑料膜覆盖下,重点调控物料结构与养分,并提高温度,是提高腐殖化效果的关键。

关键词：堆肥腐殖化圣女果秸秆分子膜覆盖

荔枝剪枝堆肥和蚯蚓粪作为巨大普里斯特氏菌载体的研究

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农业环境科学学报 2024年第3期43卷 704-710页

作者：余小兰李勤奋李光义张俏燕李晓亮中国热带农业科学院环境与植物保护研究所海南省热带生态循环农业重点实验室/农业农村部热区高效农业绿色低碳重点实验室海口571101 海南儋州热带农业生态系统国家野外科学观测研究站海南儋州571737 国家农业环境儋州观测实验站/国家农业绿色发展长期固定观测儋州试验站海南儋州571737 中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所/儋州菜田土壤海南省野外科学观测研究站海南儋州571737

为探讨荔枝茎秆堆肥与蚯蚓粪替代草炭作为巨大普里斯特氏菌载体的可行性,以荔枝剪枝堆肥、蚯蚓粪和草炭为原料构建6种微生物载体(ST1、ST2、ST3、ST4、ST5、ST6,三者质量比分别为6∶2∶2、4∶2∶4、2∶2∶6、6∶3∶1、4∶3∶3、2∶3∶5)... 详细信息

为探讨荔枝茎秆堆肥与蚯蚓粪替代草炭作为巨大普里斯特氏菌载体的可行性,以荔枝剪枝堆肥、蚯蚓粪和草炭为原料构建6种微生物载体(ST1、ST2、ST3、ST4、ST5、ST6,三者质量比分别为6∶2∶2、4∶2∶4、2∶2∶6、6∶3∶1、4∶3∶3、2∶3∶5),以草炭为对照,巨大普里斯特氏菌为目标微生物,动态监测载体中有效活菌数,获得适宜巨大普里斯特氏菌存活的载体;在此基础上,分别设置含水量20%、30%、40%,温度20、30、40、50℃和接种浓度10^(6)、10^(7)、10^(8)cfu·mL^(-1),动态监测载体中有效活菌数,优化载体含水量、温度和接种浓度。结果表明:随着培养时间的延长,各载体中活菌数均呈先降低后升高的趋势,其中ST2、ST5载体长期培养后活菌数高,且草炭添加量低,是适宜的巨大普里斯特氏菌载体。随着载体含水量、温度的升高,培养的60 d过程中ST2和ST5载体活菌数均呈先升高后降低的趋势,在30%含水量(ST22.46×10^(8)cfu·g^(-1)、ST51.81×10^(8)cfu·g^(-1))以及30℃(ST23.44×10^(8)cfu·g^(-1)、ST51.87×10^(8)cfu·g^(-1))、40℃(ST28.50×10^(7)cfu·g^(-1)、ST57.13×10^(7)cfu·g^(-1))温度下的活菌数最高。此外,各培养时期的载体活菌数均随着接种浓度的升高而升高,培养60 d后,ST2、ST5载体活菌数分别达3.63×10^(8)、3.33×10^(8)cfu·g^(-1)。研究表明,载体ST2和ST5适宜代替草炭作为巨大普里斯特氏菌的载体,且在30%载体含水量、30~40℃温度和10^(8)cfu·mL^(-1)接种浓度下效果最佳。

关键词：荔枝剪枝堆肥蚯蚓粪载体巨大普里斯特氏菌有效活菌数

微塑料输入对热带农田土壤N_(2)O排放及氮转化过程的影响

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环境科学 2024年第10期45卷 6139-6147页

作者：王晓彤冷有锋王俊姣黄小敏付亚军范长华高文龙张文宁梓妤陈淼海南大学生态与环境学院海口570228 中国热带农业科学院环境与植物保护研究所农业农村部热区农业绿色低碳重点实验室海口571101 海南大学热带农林学院海口570228 华中农业大学资源与环境学院武汉430070 海南儋州热带农业生态系统国家野外科学观测研究站儋州571737

农田土壤微塑料污染引发的土壤生态与环境问题已备受关注.为探究不同类型微塑料输入对热带典型农田土壤性质、N_(2)O排放及氮转化过程的影响,以海南典型辣椒-玉米轮作土壤为研究对象,通过室内恒温培养试验,设置空白对照(CK)、添加5%聚乙... 详细信息

农田土壤微塑料污染引发的土壤生态与环境问题已备受关注.为探究不同类型微塑料输入对热带典型农田土壤性质、N_(2)O排放及氮转化过程的影响,以海南典型辣椒-玉米轮作土壤为研究对象,通过室内恒温培养试验,设置空白对照(CK)、添加5%聚乙烯(PE)微塑料和添加5%聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯微塑料(PBAT)这3个处理.结果表明,两种微塑料的添加均增加了土壤pH,提高土壤有机碳(SOC)和溶解性有机碳(DOC)含量,其中PBAT较PE影响更大;PE和PBAT处理分别增加66.07%和119.65%的铵态氮(NH_(4)^(+)-N)含量,降低8.56%和29.68%的硝态氮(NO_(3)^(-)-N)含量.PBAT处理显著增加土壤N_(2)O累计排放量(P热带农田土壤性质,并通过促进反硝化作用加剧土壤N_(2)O的排放.

关键词：微塑料(MPs) 土壤性质氮转化氧化亚氮(N_(2)O)排放功能基因

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油棕SCoT-PCR反应体系的建立与优化

分子植物育种 2024年第21期 7067-7075页

作者：曾精黄成龙王冰洁潘登浪曾宪海中国热带农业科学院橡胶研究所农业农村部儋州油棕种质资源圃海南省油棕种质资源圃中国热带农业科学院中国热带农业科学院环境与植物保护研究所

为获得油棕SCoT-PCR反应的最佳反应体系以及筛选适用于该体系的SCoT引物，本研究首先通过利用L16（45）正交设计试验和单因素实验2种方法，对反应体系中的各因子进行优化，并在此基础上确定最优退火温度和循环数。结果表明，各因子对SCo... 详细信息

为获得油棕SCoT-PCR反应的最佳反应体系以及筛选适用于该体系的SCoT引物，本研究首先通过利用L16（45）正交设计试验和单因素实验2种方法，对反应体系中的各因子进行优化，并在此基础上确定最优退火温度和循环数。结果表明，各因子对SCoT-PCR扩增影响大小依次为：dNTPs浓度>Mg2+浓度>DNA模板量>Taq DNA聚合酶量>引物浓度；最佳反应体系（25μL）为：DNA模板量为120 ng,dNTPs浓度为0.2 mmol/L,Mg2+浓度为1.5 mmol/L，引物浓度为0.6μmol/L,Taq DNA聚合酶量为2.0 U，其余用灭菌ddH2O补足至25μL。最优扩增程序为：95℃预变性3 min;95℃变性30 s,55℃退火复性30 s,72℃延伸1 min,30个循环；最终72℃延伸5 min，保存于4℃恒温冰箱中。此外，利用优化体系从36条SCoT引物中筛选出30条可从油棕中扩增条带清晰的引物。使用SCoT-2等3条引物对30份油棕材料进行扩增，扩增产物均具有良好的多态性、可靠性和稳定性。本研究结果为油棕种质资源鉴定、遗传多样性分析以及品种遗传图谱构建等提供理论依据。

关键词：油棕 SCoT-PCR 正交设计单因素实验体系验证

荔枝种子发育过程中有机营养变化与萌发的关系

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中国南方果树 2024年第3期53卷 102-110,117页

作者：刘耀婷李芳高兆银王果李焕苓王树军王祥和王家保海南大学热带作物学院海口570228 中国热带农业科学院环境与植物保护研究所海口571101 农业农村部儋州农业环境科学观察实验站海口571101 海南省农业科学院热带果树研究所海口571100

对比分析“妃子笑”和“紫娘喜”2个荔枝品种种子发育过程中的种子萌发规律,研究其淀粉、可溶性糖、有机酸和氨基酸组分及含量变化,探讨种子萌发与这些有机营养成分之间的相关性。结果表明,随着果实发育成熟,“妃子笑”荔枝种子萌发率... 详细信息

对比分析“妃子笑”和“紫娘喜”2个荔枝品种种子发育过程中的种子萌发规律,研究其淀粉、可溶性糖、有机酸和氨基酸组分及含量变化,探讨种子萌发与这些有机营养成分之间的相关性。结果表明,随着果实发育成熟,“妃子笑”荔枝种子萌发率呈先上升后下降的趋势,“紫娘喜”荔枝种子萌发率持续上升;盛花后45 d开始,“紫娘喜”荔枝种子萌发率持续高于“妃子笑”。果实发育过程中,“妃子笑”和“紫娘喜”荔枝种子中总可溶性糖含量分别呈“N”和“W”形变化,两者的淀粉含量均逐渐升高;果实完全成熟时,“紫娘喜”荔枝种子中淀粉含量显著高于“妃子笑”;两者种子中总有机酸含量均持续下降,但组分不同,“妃子笑”荔枝种子中含有8种有机酸,“紫娘喜”荔枝种子多了乳酸和琥珀酸。两个品种种子均含21种氨基酸,“妃子笑”荔枝种子总氨基酸含量呈先降低后上升至稳定水平的趋势;而“紫娘喜”种子中总氨基酸含量呈先短时降低后升高再降低的变化。相关性分析表明,两个荔枝品种的种子萌发率与淀粉含量呈极显著正相关,与总有机酸含量呈极显著负相关。说明淀粉和有机酸可能是影响种子发育与萌发的主要有机营养物质。

关键词：荔枝种子可溶性糖有机酸氨基酸萌发率

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作物多样性（轮作）下砖红壤溶解性有机质含量及光谱特征

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农业资源与环境学报 2024年

作者：陈心怡刘钰钦陈淼王文锋中国热带农业科学院环境与植物保护研究所海南大学热带农林学院海南儋州热带农业生态系统国家野外科学观测研究站

本研究依托海南儋州热带农业生态系统国家野外科学观测研究站长期定位试验，设置玉米连作(单作物)、辣椒+玉米轮作(双作物)、辣椒+(玉米+绿肥)套种(三作物)和(辣椒+玉米)套种+(豆角+绿肥)套种(四作物)4种处理，利用紫外吸收光谱、三维... 详细信息

本研究依托海南儋州热带农业生态系统国家野外科学观测研究站长期定位试验，设置玉米连作(单作物)、辣椒+玉米轮作(双作物)、辣椒+(玉米+绿肥)套种(三作物)和(辣椒+玉米)套种+(豆角+绿肥)套种(四作物)4种处理，利用紫外吸收光谱、三维荧光光谱结合平行因子法考察作物多样性(轮作)对热区砖红壤溶解性有机质(DOM)含量及光谱特征的影响。结果显示，相比于单作物连作，增加作物多样性的轮作处理土壤SOC含量和持水率增加，但DOM含量降低。不同处理土壤DOM由可见光区类富里酸(Ex/Em=355 nm/432 nm，C1)、类腐植酸(Ex/Em=425 nm/471 nm，C2)和类蛋白(Ex/Em=325 nm/336 nm，C3)3种荧光组分组成，组分C1对DOM荧光组分贡献最高(47%～76%)。相比于单作物连作，增加作物多样性的轮作处理土壤DOM的C1组分相对丰度增加，而C2和C3相对丰度降低。光谱特征参数结果显示，单作物连作处理土壤DOM的芳香度(UV254、SUVA254)、腐殖化程度(HIX)及分子量(E2/E3、SR)高于作物多样性轮作处理土壤。豆科作物的引入降低了三作物和四作物轮作处理土壤DOM的自生源特征。HIX与C1组分呈显著正相关(R2=0.96，P≤0.05)，表明土壤腐殖化程度主要由类富里酸物质贡献。研究结果可为热区土壤农业种植模式的构建和优化提供理论依据。

关键词：作物多样性轮作砖红壤溶解性有机质光谱分析

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橡胶树大筒苗培育方法VII.遮阴率的筛选

热带亚热带植物学报 2024年第2期32卷 229-236页

作者：周珺陈健黄坚王新燕王军中国热带农业科学院橡胶研究所海口571101 农业农村部儋州热带作物科学观测试验站海南儋州571737

为了解不同遮阴环境下橡胶树(Hevea brasiliensis)大筒苗的生长及光合特性,明确大筒苗生长的适宜光照环境,以小苗芽接苗和组培苗为胚苗的橡胶树大筒苗为材料,设置5个遮阴处理:CK(全光照),S60、S70、S80和S90(分别为60%、70%、80%、90%... 详细信息

为了解不同遮阴环境下橡胶树(Hevea brasiliensis)大筒苗的生长及光合特性,明确大筒苗生长的适宜光照环境,以小苗芽接苗和组培苗为胚苗的橡胶树大筒苗为材料,设置5个遮阴处理:CK(全光照),S60、S70、S80和S90(分别为60%、70%、80%、90%遮阴率),观测其出圃时的生长指标和光合参数变化情况。结果表明,不同遮阴率对橡胶树大筒苗的生长、光合参数及出圃时顶蓬叶的叶面积和叶绿素相对含量均有极显著影响,且2种胚苗间差异显著。大筒苗的壮苗指数随遮阴率的增加呈现先增后降的趋势;与全光照相比,遮阴显著影响大筒苗的出圃率,但对定植成活率的影响较小;胚苗类型与遮阴处理的交互作用明显。全光照和过度遮阴(S90)均会明显抑制大筒苗的生长,不同胚苗的大筒苗最适遮阴率不同,小苗芽接苗大筒苗在S60、组培大筒苗在S80下的生长表现最好。因此,橡胶树大筒苗培育时应根据不同的胚苗类型选择适宜的遮阴措施。

关键词：橡胶树大筒苗遮阴生长光合特性

基于PCA-HCA联合PLS回归模型的蚯蚓粪肥品质等级划分

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中国土壤与肥料 2024年第8期 198-210页

作者：王孔檀麦力文王定美彭实亮王熊飞蒙赜余小兰林嘉聪李勤奋海南大学生态与环境学院海南海口570228 中国热带农业科学院环境与植物保护研究所农业农村部热区高效农业绿色低碳重点实验室海南省热带生态循环农业重点实验室海南海口570011 海南儋州热带农业生态系统国家野外科学观测研究站国家农业环境儋州观测实验站中国热带农业科学院海南儋州571737 海南省土壤肥料总站海南海口571100

蚯蚓粪肥理化特性涉及指标多,如何从众多易检测的指标中筛选出能够反映蚯蚓粪肥特点的关键指标,进而用于构建评价模型,高效、快速地评价蚯蚓粪肥的品质等级,是蚯蚓粪肥应用前亟需解决的重要问题与难点。研究针对不同原料类型、不同蚯蚓... 详细信息

蚯蚓粪肥理化特性涉及指标多,如何从众多易检测的指标中筛选出能够反映蚯蚓粪肥特点的关键指标,进而用于构建评价模型,高效、快速地评价蚯蚓粪肥的品质等级,是蚯蚓粪肥应用前亟需解决的重要问题与难点。研究针对不同原料类型、不同蚯蚓堆肥时间获得的蚯蚓粪肥,采用统计学与化学计量学对蚯蚓粪肥23个主要指标开展描述统计与相关分析,筛选出了13个蚯蚓粪肥特异性指标。以13个关键指标为基础,首先,结合主成分分析(PCA)与分层聚类分析(HCA)对不同蚯蚓粪肥样品开展品质初级划分;其次,采用偏最小二乘回归(PLS)-判别分析(DA)对分级结果进行效果判定;最后,整体构建基于PLS模型的蚯蚓粪肥等级评价方法并开展验证分析。结果表明:PCA与HCA分析法可将蚯蚓粪肥划分为3个品质等级,通过PLS-DA判别该划分结果合理有效,形成了基于PLS蚯蚓粪肥等级评价模型:蚯蚓粪肥品质等级(Y)=3.0796+0.0026×TOC-0.1381×HS-0.1446×HA-0.1378×TN-0.1355×TP-0.1494×AK-0.1324×AN-0.1402×AP+0.0004×EOC+0.03985×ROC+0.07685×C/N-0.0049×Kos-0.1481×HI(TOC、HS、HA、TN、TP、AK、AN、AP、EOC、ROC、C/N、Kos、HI分别代表总有机碳、腐殖质碳、胡敏酸、总氮、总磷、速效钾、碱解氮、有效磷、易氧化有机碳、难氧化有机碳、碳氮比、氧化稳定系数、腐殖化指数),分级标准为:若Y在0.45~1.56之间,品质等级为一等品;Y在1.63~2.20之间,为二等品;Y在2.28~3.72之间,为三等品。变量权重值表明影响蚯蚓粪肥品质前5的关键指标顺序为HI>TN>HS>HA>AN。研究成功建立了一套“PCA+HCA+PLS”的蚯蚓粪肥品质评价方法,对蚯蚓粪肥分级应用与规范蚯蚓产业市场具有重要意义。

关键词：蚯蚓粪肥等级评价主成分分析分层聚类分析偏最小二乘回归分析

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香蕉根际微生态及其与枯萎病防治之间的关系

生物技术通报 2024年第6期40卷 57-67页

作者：漆艳香谢艺贤彭军曾凡云张欣中国热带农业科学院环境与植物保护研究所农业农村部热带农林有害生物入侵监测与控制重点开放实验室海口571101

枯萎病严重危害香蕉生产,可致香蕉大幅减产甚至绝收。该病害通过土传、种苗调运等途径进行传播扩散,其病原菌产生的厚垣孢子在土壤中存活的时间长达30年,防治非常困难,是政府、学术界和产业界高度关注的对象之一。为了攻克这一难题,国... 详细信息

枯萎病严重危害香蕉生产,可致香蕉大幅减产甚至绝收。该病害通过土传、种苗调运等途径进行传播扩散,其病原菌产生的厚垣孢子在土壤中存活的时间长达30年,防治非常困难,是政府、学术界和产业界高度关注的对象之一。为了攻克这一难题,国内外科研工作者及相关从业者进行了广泛而深入的研究。本文从香蕉枯萎病的发生与危害、植物根际微生态及其与土传病害的关系、香蕉根际微生态及其在枯萎病防治中的作用和贡献等方面进行综述,并对其研究趋势进行了展望,以期为后续香蕉根际微生态的深入研究、优良生防资源的挖掘与创新利用及香蕉枯萎病的有效防治提供参考。

关键词：香蕉枯萎病土传病害根际微生态防治措施