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外源绿原酸对番茄幼苗低温耐性的生理调控效应

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植物营养与肥料学报 2024年第2期30卷 315-330页

作者：李艳梅姜丽娜孙向阳李常保周明孙焱鑫索琳娜北京市农林科学院植物营养与资源环境研究所北京100097 北京林业大学林学院/森林培育与保护教育部重点实验室北京100083 北京市农林科学院蔬菜研究所/蔬菜生物育种全国重点实验室北京100097

【目的】番茄苗期常遭遇低温冷害,严重影响花果正常发育。酚酸物质绿原酸是农作物抗逆响应的关键代谢物质,但外源绿原酸是否能增强作物耐冷性尚不明确。因此,以低温耐性不同的两个番茄品种为材料,研究外源根施绿原酸对番茄低温耐性的调... 详细信息

【目的】番茄苗期常遭遇低温冷害,严重影响花果正常发育。酚酸物质绿原酸是农作物抗逆响应的关键代谢物质,但外源绿原酸是否能增强作物耐冷性尚不明确。因此,以低温耐性不同的两个番茄品种为材料,研究外源根施绿原酸对番茄低温耐性的调控效应及可能机制。【方法】以番茄(Solunum lycopersacum)强耐低温品种京番401(JF401)和弱耐低温品种京番101(JF101)为试验材料开展室内盆栽试验。基于前期试验获得的参数,设置6个绿原酸(CGA)根施浓度处理:0、0.005、0.025、0.05、0.1和0.25 g/L。根施CGA后,番茄幼苗在正常温度下生长5周,然后在低温(昼夜温15℃/5℃)胁迫下生长6天。在低温胁迫结束后2天,用手持式叶绿素荧光仪测定完全展开叶片初始荧光产量(Fo)、最大荧光产量(Fm),光化学猝灭系数(Qp)、非光化学猝灭系数(NPQ)及PSII实际光化学效率(ФPSII);调查番茄幼苗地上部鲜重(SFW)、根系鲜重(RFW)和总鲜重(TFW);测定完全展开叶片相对电导率(REC)、叶绿体色素含量(Chl.a、Chl.b、Car)、自由水含量(LFW)和束缚水含量(LBW);测定叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化氢(H_(2)O_(2))和丙二醛(MDA)含量。【结果】在供试CGA浓度范围内,JF401和JF101番茄幼苗的耐冷性均随CGA浓度的升高先增加后降低,最高耐冷性综合评价指标D值分别出现在0.1和0.05 g/L。Pearson相关分析表明,D值与Fv/Fm、Qp、ФPSII、Chl.a、Chl.(a+b)、SFW、RFW、TFW、SOD、POD、CAT和LBW显著正相关(R=0.72~0.98),与H_(2)O_(2)、NPQ、REC、MDA和LFW显著负相关(R=0.63~0.98)。PCA主成分分析表明,SFW、Chl.b、Chl.(a+b)、Qp、ФPSII和LBW是影响两品种番茄苗期低温耐性的共性关键指标。在CGA最佳浓度下,京番101幼苗的ФPSII、Chl.(a+b)、LBW和SFW较CK的增幅分别为157.7%、35.5%、8.4%和24%,京番401幼苗的增幅分别为223.5%、64.9%、31.2%和62%。【结论】低温胁迫下,根施适量绿原酸可通过改善光能吸收及利用、降低水分生理代谢、增强酶促抗氧化防御和清除活性氧等多途径调控机制,显著提升番茄幼苗低温耐性。

关键词：生物刺激素绿原酸(CGA) 低温胁迫番茄叶绿素束缚水

添加剂对堆肥过程中挥发性有机物(VOCs)的减排效果

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农业环境科学学报 2024年第5期43卷 1171-1179页

作者：李新荣田壮杨金凤郭旋杜连凤王悦成卫民北京市农林科学院植物营养与资源环境研究所北京100097 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所北京100081 农业农村部环境保护科研监测所天津300191

为明确添加剂对堆肥挥发性有机物(Volatile organic compounds,VOCs)排放的减排效果和影响因素,通过文献筛选出吸附类添加剂(活性炭和沸石)与有机酸类添加剂(柠檬酸和草酸)开展实验研究。在鸡粪-玉米秸秆堆肥实验中,设置5个处理,分别为... 详细信息

为明确添加剂对堆肥挥发性有机物(Volatile organic compounds,VOCs)排放的减排效果和影响因素,通过文献筛选出吸附类添加剂(活性炭和沸石)与有机酸类添加剂(柠檬酸和草酸)开展实验研究。在鸡粪-玉米秸秆堆肥实验中,设置5个处理,分别为对照(CK)、添加活性炭、添加沸石、添加柠檬酸和添加草酸处理。研究对象包括115种VOCs、三甲胺和6种含硫有机挥发气体(二甲硫醚、二甲基二硫醚、二甲基三硫醚、甲硫醇、乙硫醇、乙硫醚)。结果表明:在28 d的好氧发酵中,所有处理均达到50℃并维持7 d,满足无害化标准。检出110种VOCs、三甲胺和3种含硫有机挥发气体(二甲硫醚、二甲基二硫醚,二甲基三硫醚)。VOCs的排放集中在前9 d,在第3天时VOCs达到峰值。5个处理在堆肥第3天检测到的VOCs浓度范围为169.22~548.26 mg·m^(-3)。4种添加剂对各类VOCs均有减排效果。在第3天,活性炭、沸石、柠檬酸和草酸对烷烃类的减排效率分别为79%、26%、77%和46%,对卤烃类的减排效率分别为96%、38%、93%和97%,对芳香烃类的减排效率分别为28%、11%、24%和53%。从堆肥第6天开始只有沸石对各类VOCs有减排效果,最高减排效率为30%。针对含硫有机挥发气体减排,减排效果依次是草酸>柠檬酸>沸石>活性炭。4种添加剂对含硫有机挥发气体均有减排效果,但是对三甲胺没有减排效果。综合堆肥前9 d VOCs的减排情况,4种添加剂中沸石对各类VOCs减排效果最好。堆肥过程中添加沸石有利于VOCs和其他气体的协同减排,并且对土壤和农作物不存在风险,所以沸石在堆肥工程中有广阔的应用前景。

关键词：堆肥挥发性有机物(VOCs) 含硫有机挥发性气体添加剂沸石

不同谷子品种富硒能力及外源硒协同增效作用的研究

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中国土壤与肥料 2024年第4期 206-213页

作者：黄子鹏魏丹迟凤琴姚磊丁建莉李艳金梁何义利李沛东北农业大学资源与环境学院黑龙江哈尔滨150030 北京市农林科学院植物营养与资源环境研究所北京100097 黑龙江省黑土保护利用研究院黑龙江哈尔滨150086 北京市农林科学院农业生物技术研究所北京100097

为了实现缺硒带谷子高效富硒生产的目标,研究京郊谷子在缺硒土壤(褐土,硒含量0.266 mg/kg)吸收土壤硒的能力和喷施外源硒及增效制剂对硒的吸收效率。以“京谷2号”“京谷3号”“京谷4号”谷子为试验材料,设置4个硒水平(0、11.25、15.00... 详细信息

为了实现缺硒带谷子高效富硒生产的目标,研究京郊谷子在缺硒土壤(褐土,硒含量0.266 mg/kg)吸收土壤硒的能力和喷施外源硒及增效制剂对硒的吸收效率。以“京谷2号”“京谷3号”“京谷4号”谷子为试验材料,设置4个硒水平(0、11.25、15.00、22.50 g/hm^(2))和2个增效剂(18.75 L/hm^(2)腐植酸和0.19 L/hm^(2)有机硅),采用田间随机区组试验,研究施用外源硒(Na_(2)SeO_(3))条件下,谷子品种与富硒的交互作用和增效制剂对富硒能力的提升。通过测定谷子籽粒硒含量、籽粒硒利用效率和强化指数,比较不同增效剂与硒协同作用对谷子富硒能力提升效率的影响,为生产中优化高附加值富硒农产品生产提供参考。结果表明:CK处理中,“京谷2号”籽粒硒含量、籽粒硒生物富集指数最高,筛选“京谷2号”为土壤硒富集能力强品种,Se处理中,“京谷4号”籽粒硒含量、硒利用效率、强化指数均最高,筛选“京谷4号”为外源硒富集能力强品种;腐植酸和有机硅增效剂与硒协同作用比较,喷施腐植酸增效剂显著提高谷子籽粒硒含量、硒利用效率和强化指数,其提高谷子富硒效率效果明显;喷施腐植酸增效剂条件下,“京谷4号”籽粒硒含量比Se2处理增加30.37%,“京谷2号”“京谷3号”籽粒硒含量比Se3处理增加41.50%、16.81%。缺硒土壤生产富硒谷子,品种选择“京谷4号”,选择腐植酸增效剂及15.00 g/hm^(2)Na_(2)SeO_(3),其中“京谷2号”“京谷3号”,喷施腐植酸增效剂可减少1/3亚硒酸钠用量,达到增加籽粒硒含量的目的。

关键词：谷子叶面施硒增效剂籽粒硒含量籽粒品质

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珠三角赤红壤常年菜地土壤肥力质量评价

草业学报 2024年第5期33卷 25-40页

作者：宁建凤李彤曾瑞锟姚建武陈勇梁紫薇广东省农业科学院农业资源与环境研究所农业农村部南方植物营养与肥料重点实验室广东省养分资源循环利用与耕地保育重点实验室广东省农业面源污染监测评估与防控工程技术研究中心广东广州510640

赤红壤是广东省地带性土壤,研究位于该地带性土壤的菜地肥力变化特征,以客观评价耕作施肥管理的科学性,助力耕地质量保护与提升。在广东省珠三角地区广州市、江门市、肇庆市、惠州市惠阳区选取了89个蔬菜常年种植菜地,测定了耕层(0~20 ... 详细信息

赤红壤是广东省地带性土壤,研究位于该地带性土壤的菜地肥力变化特征,以客观评价耕作施肥管理的科学性,助力耕地质量保护与提升。在广东省珠三角地区广州市、江门市、肇庆市、惠州市惠阳区选取了89个蔬菜常年种植菜地,测定了耕层(0~20 cm)土壤理化指标,利用第二次全国土壤普查养分分级标准和内梅罗综合指数法分析评价土壤肥力状况。珠三角赤红壤常年菜地土壤质地以壤土、砂质壤土、粉壤土为主,分别占比46.1%、23.6%和19.1%;pH 5.83,呈微酸性;有机质含量23.83 g·kg-1,为中等水平;阳离子交换量8.67 cmol(+)·kg-1,为中等偏下水平;全氮(N)、全磷(P)、全钾(K)含量分别为1.19、1.47、12.53 g·kg-1,其中全氮和全磷含量均属中等水平,全钾含量为中等偏下水平;有效态养分中碱解氮、有效磷、速效钾含量分别为135.24、120.24、222.48 mg·kg-1,属于丰富(碱解氮和速效钾)和极丰富水平(有效磷)。内梅罗综合指数法评价结果显示,珠三角赤红壤常年菜地土壤综合肥力指数为1.69,属良好等级。相比第二次全国土壤普查广东省赤红壤普查结果,土壤全钾含量不同程度降低,pH值、有机质、全氮、碱解氮含量均不同程度提高,增幅分别为16.6%、23.5%、38.4%和62.5%;阳离子交换量、全磷、有效磷和速效钾含量大幅增加,增幅分别达1.29、6.00、65.80和3.07倍,其中土壤有效磷累积较为普遍。全氮和全磷的年均累积量分别为8.46、32.31 mg·kg-1,碱解氮、有效磷和速效钾年均累积量分别为1.20、3.04、4.30 mg·kg-1。总体上,经过近40年耕种,珠三角赤红壤常年菜地肥力水平不同程度改善,土壤pH由酸性改善为微酸性,阳离子交换性能、有机质、全氮含量提升1个等级,碱解氮和有效钾含量提升2个等级,全磷和有效磷含量分别提升3和5个等级。各肥力指标总体上由原来的极度缺乏至中等偏下状态改善为目前的中等偏下至极丰富水平,总体肥力状况良好。在实施蔬菜有机无机肥配施技术基础上,合理施用氮、钾肥,降低磷肥投入量,可以进一步提升珠三角赤红壤区菜地地力水平,维持土壤资源的可持续利用。

关键词：赤红壤土壤肥力常年菜地阳离子交换量耕地质量

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不同作物对典型黑土水蚀区水分入渗的影响

生态学杂志 2024年

作者：孙淑楠李泽红侯瑞星王磊杨克军付健徐超苗宇黑龙江八一农垦大学农学院中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室北京市农林科学院植物营养与资源环境研究所黑龙江省现代农业栽培技术与作物种质改良重点实验室

为揭示作物与土壤水蚀的关系，本研究以东北水蚀区黑龙江省克山县为试验地，选取高粱(SO)“克杂18号”和玉米(MA)“克玉19号”作为研究对象，通过对作物根系、土壤物理性质及入渗速率的分析，探讨两种作物对土壤水分入渗特性的影响。结... 详细信息

为揭示作物与土壤水蚀的关系，本研究以东北水蚀区黑龙江省克山县为试验地，选取高粱(SO)“克杂18号”和玉米(MA)“克玉19号”作为研究对象，通过对作物根系、土壤物理性质及入渗速率的分析，探讨两种作物对土壤水分入渗特性的影响。结果表明：SO处理0～20 cm土层容重比MA处理显著增加6.15%，总孔隙度及非毛管孔隙度分别显著下降5.93%和15.63%，饱和含水量和田间持水量分别显著减少6.38%和6.11%；SO处理和MA处理均以0.25～2 mm粒径团聚体为主，SO处理较MA处理土壤平均重量直径与几何平均直径分别显著减少29.57%和4.60%。在0～20、20～40、40～60、60～80 cm 4个土层中，MA处理根重密度分别为SO处理的1.67、2.46、4.52和2.27倍。SO处理初始入渗率、稳定入渗率、饱和导水率和平均入渗率分别比MA处理显著降低19.11%、15.50%、15.63%和14.86%。采用Kostiakov模型、Horton模型和Philip模型进行土壤入渗过程模拟，其中Horton模型R2最大，对土壤入渗过程的拟合效果最佳。土壤入渗速率与各指标间进行相关性分析，入渗速率与容重呈显著负相关，与其他各指标均呈正相关。本研究表明，该地区高粱根系较玉米根系浅，容重大，入渗速率缓慢，易形成地表径流，增加水蚀风险，研究结果可为该地区防治水土流失提供数据参考。

关键词：东北黑土区高粱玉米土壤入渗作物根系

不同生物质炭的镉吸附特征及对云南土壤镉污染的调控效应

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土壤学报 2024年第1期61卷 151-162页

作者：王一锟梁婷周国朋常单娜高嵩涓付利波范洪黎曹卫东中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/农业农村部植物营养与肥料重点实验室北京100081 南京农业大学资源与环境科学学院南京210095 云南省农业科学院农业环境资源研究所昆明650205

研究不同植物源生物质炭的性质,评价其对云南东川地区镉(Cd)污染应用效果。开展了稻秆炭(RBC)、麦秆炭(WBC)、玉米秆炭(MBC)、麻秆炭(HBC)、田菁炭(TBC)、花生壳炭(PBC)的Cd吸附特征研究和傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析、X射线衍射(XRD... 详细信息

研究不同植物源生物质炭的性质,评价其对云南东川地区镉(Cd)污染应用效果。开展了稻秆炭(RBC)、麦秆炭(WBC)、玉米秆炭(MBC)、麻秆炭(HBC)、田菁炭(TBC)、花生壳炭(PBC)的Cd吸附特征研究和傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析、X射线衍射(XRD)分析;通过盆栽试验分析了上述生物质炭对东川Cd污染土壤的Cd赋存形态和油麦菜Cd吸收的影响。结果表明,Langmuir吸附等温线及准二级动力学曲线能较好模拟生物质炭对Cd的吸附,TBC饱和吸附量最大分别为37.1和27.9mg·g^(-1);WBC、RBC、TBC解吸率较低,各浓度梯度下均不超过10%;FTIR分析表明田菁炭含有较多的含氧官能团;XRD分析表明各生物质炭元素种类存在差异。与不添加生物质炭处理(CK)比较,TBC处理土壤有效Cd降幅最大为24.3%,且达显著水平(P植物源生物质炭能降低东川Cd污染土壤中Cd的有效性,减少植物对Cd的吸收及转运,不同生物质炭间存在差异。综合材料性质及试验结果,TBC是东川地区修复Cd污染土壤的较优材料选择。

关键词：生物质炭重金属固定吸附-解吸镉吸收与转运

蝇蛆预处理及辅料添加对鸡粪堆肥氨挥发和温室气体排放的影响

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农业环境科学学报 2024年第5期43卷 1151-1162页

作者：刘尚斌郑祥洲王煌平吴一群吕健张玉树福建农林大学资源与环境学院/福建省土壤环境健康与调控重点实验室福州350002 福建省农业科学院土壤肥料研究所/福建省植物营养与肥料重点实验室福州350013

为明确蝇蛆预处理及辅料添加对鸡粪堆肥过程中NH3挥发及温室气体排放的影响,本研究分别将风化褐煤、厨余垃圾、蘑菇渣与鸡粪混合,在进行蝇蛆预处理后堆肥,研究试验过程中NH3挥发和温室气体的排放规律。试验设置8个处理,分别为对照组(无... 详细信息

为明确蝇蛆预处理及辅料添加对鸡粪堆肥过程中NH3挥发及温室气体排放的影响,本研究分别将风化褐煤、厨余垃圾、蘑菇渣与鸡粪混合,在进行蝇蛆预处理后堆肥,研究试验过程中NH3挥发和温室气体的排放规律。试验设置8个处理,分别为对照组(无蝇蛆预处理):纯鸡粪(CK1)、30%风化褐煤+70%鸡粪(CK2)、30%厨余垃圾+70%鸡粪(CK3)、30%蘑菇渣+70%鸡粪(CK4);试验组(蝇蛆预处理):纯鸡粪(T1)、30%风化褐煤+70%鸡粪(T2)、30%厨余垃圾+70%鸡粪(T3)、30%蘑菇渣+70%鸡粪(T4)。结果表明:蝇蛆预处理能够延长堆肥高温期,≥50℃天数均达到10 d以上,相比CK1增加5~9 d;在整个试验期间试验组NH3挥发集中在堆肥第2天,试验组NH3累积排放量显著低于对照组,降幅达到42.7%~61.1%,菇渣添加处理的NH3累积排放量在对照组中最低;风化褐煤的添加能够显著降低N2O排放,T2相比于T1降低84.2%,CK2相比于CK1降低51.7%。蝇蛆预处理能够显著降低CO_(2)排放当量,相比CK1降低32.1%~73.2%,其中,T4的CO_(2)排放当量最低。研究表明,蝇蛆预处理能够提高堆肥温度、延长堆肥高温期、显著降低NH3排放和CO_(2)排放当量,若从堆肥温度及CO_(2)排放当量方面考虑蝇蛆预处理和菇渣组合为最优处理。

关键词：蝇蛆预处理好氧堆肥厨余垃圾温室气体减排氨挥发

基于碳氮比特征的在线堆肥配方系统设计与实现

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有机化学研究 2024年第2期12卷 421-437页

作者：王露瑶许俊香孙钦平李钰飞郎乾乾赵祥谷佳林张馨于景鑫王攀王美玲张丽霞刘淑英李吉进甘肃农业大学资源与环境学院甘肃兰州北京市农林科学院植物营养与资源环境研究所北京北京市农林科学院智能装备技术研究中心北京山东省泰安市农业农村局山东泰安山东省单县农业农村局山东菏泽中农绿康(北京)生物技术有限公司北京

本文针对有机肥料生产企业的需求,设计开发了一种基于Web Service的在线堆肥配方系统,该系统可以根据用户选择的标准和原料,自动计算出满足质量和成本要求的堆肥原料配比,并提供相关的数据和管理功能。该系统包括配方计算、标准配置、... 详细信息

本文针对有机肥料生产企业的需求,设计开发了一种基于Web Service的在线堆肥配方系统,该系统可以根据用户选择的标准和原料,自动计算出满足质量和成本要求的堆肥原料配比,并提供相关的数据和管理功能。该系统包括配方计算、标准配置、原料配置、原料数据库、肥料标准库、系统管理等六个功能模块,采用Web网址的交互形式,利用Web Service技术实现业务流程的通用集成。基于系统特点和不用原料碳氮比(C/N)特征,设计了六种常见原料的堆肥配方,包括动物粪便与秸秆类、动物粪便与园林废弃物、动物粪便与农副产品加工副产物、蔬菜废弃物与秸秆类、餐厨垃圾与秸秆类、蘑菇渣与秸秆类等。

关键词：堆肥配方系统配方设计

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基于最小数据集的集约化葡萄园土壤健康评价

农业工程学报 2024年第8期40卷 71-79页

作者：王斌李云李瑞鹏方菲张江周张俊伶生态环境部土壤与农业农村生态环境监管技术中心北京100012 中国农业大学资源与环境学院/国家农业绿色发展研究院/植物-土壤相互作用教育部重点实验室北京100193 福建农林大学资源与环境学院/国际镁营养研究所福州350002

健康土壤是生产高产优质葡萄的基础,目前葡萄园不合理管理导致果园土壤生产力下降和生态失衡。为摸清集约化葡萄园土壤健康状况,该研究以河北省曲周县典型葡萄园为研究对象,通过测定20项土壤物理、化学和生物学指标,利用主成分分析法构... 详细信息

健康土壤是生产高产优质葡萄的基础,目前葡萄园不合理管理导致果园土壤生产力下降和生态失衡。为摸清集约化葡萄园土壤健康状况,该研究以河北省曲周县典型葡萄园为研究对象,通过测定20项土壤物理、化学和生物学指标,利用主成分分析法构建最小数据集,开展土壤健康评价并揭示葡萄园存在的主要障碍因子。结果表明,集约化葡萄园土壤健康评价最小数据集由有机碳、亚表层土壤硬度、交换性钠、容重、含水率和水稳性团聚体6个指标构成。利用线性和非线性评分函数,基于全数据集和最小数据集计算的土壤健康指数间呈显著正相关(P0.05)。集约化葡萄园土壤障碍因子主要有土壤压实、养分不平衡和有机碳含量低等问题。通过适当减少田间管理频率,结合增施(生物)有机肥、种植覆盖作物和养分综合管理能有效消减土壤障碍因子,提升葡萄园土壤健康水平,促进当地葡萄产业可持续发展。

关键词：土壤葡萄园主成分分析最小数据集土壤健康指数

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