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生物炭基产品及其对土壤培肥改良效应的研究进展

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植物营养与肥料学报 2024年第7期30卷 1396-1412页

作者：兰宇孟军韩晓日陈温福沈阳农业大学农学院辽宁沈阳100866 沈阳农业大学土地与环境学院辽宁沈阳100866 沈阳农业大学国家生物炭研究院/农业农村部生物炭与土壤改良重点实验室辽宁沈阳100866

生物炭疏松多孔,具有很强的吸附和抗分解能力,其在农业中的应用不仅实现了秸秆资源的有效利用,还对改良土壤、减少化肥使用、增强土壤固碳能力和降低温室气体排放具有重要意义。然而,生物炭直接用作肥料时,由于其养分含量相对较低,运输... 详细信息

生物炭疏松多孔,具有很强的吸附和抗分解能力,其在农业中的应用不仅实现了秸秆资源的有效利用,还对改良土壤、减少化肥使用、增强土壤固碳能力和降低温室气体排放具有重要意义。然而,生物炭直接用作肥料时,由于其养分含量相对较低,运输和储存成本较高,加之易引起粉尘污染等问题,限制了其在农业中的广泛应用。近年来,将生物炭作为载体或特定功能组分,开发新型土壤培肥改良产品及配套技术,成为推动可持续农业发展的重要方向。通过养分合理组配和控制释放,生物炭基产品不仅能改善土壤结构、提高养分利用率,还能缓解土壤障碍、改善作物生长条件,已成为当前本领域研究热点。本文综述了生物炭基产品的类型、制备工艺、性能评价和在土壤改良与培肥中的应用,指出其对提升土壤质量、促进作物增产和环境保护具有显著效果,未来需加强新材料和技术研发,完善检测标准,加快示范推广,并关注其长期应用的生态环境效应。

关键词：炭基肥炭基调理剂制备工艺评价体系长期环境效应

优化HS-SPME-GC-MS方法表征香菇不同成熟阶段的关键挥发性化合物

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食品科学 2024年

作者：侯振山许贺然夏榕嵘李昀婷王娅飞潘松辛广沈阳农业大学食品学院

香菇香气随子实体成熟而变化。本研究通过优化的顶空固相微萃取（Headspace Solid-phase Microextraction，HS-SPME）结合气相色谱-质谱联用（Gas Chromatography-Mass Spectrometry，GC-MS）技术鉴定香菇不同成熟阶段挥发性化合物，并... 详细信息

香菇香气随子实体成熟而变化。本研究通过优化的顶空固相微萃取（Headspace Solid-phase Microextraction，HS-SPME）结合气相色谱-质谱联用（Gas Chromatography-Mass Spectrometry，GC-MS）技术鉴定香菇不同成熟阶段挥发性化合物，并采用气味活性值（Odor Activity Value，OAV）和偏最小二乘判别分析（Partial least squares discriminant analysis， PLS-DA）进行分析。结果表明，最佳提取条件为：1.0 g香菇样品在50 ℃下提取25 min，解析3 min。在香菇不同成熟阶段共鉴定出71种挥发性化合物，M5阶段的挥发性化合物数量和含量均最高。通过PLS-DA和变量投影重要性（Variable Importance Projection，VIP）筛选出18种挥发性化合物，可作为区分香菇不同成熟阶段的挥发性生物标志物。OAV结果表明有16种挥发性化合物为香气活性化合物。其中，1-辛烯-3-醇、3-辛醇、1-辛烯-3-酮、3-辛酮、苯乙醛、二甲基二硫醚、二甲基三硫醚、2，3，5-三硫杂己烷和1，2，4-三硫杂环戊烷同时满足VIP > 1和OAV ≥ 1，是香菇不同成熟阶段最重要的差异挥发性化合物。本研究为香菇成熟过程中香气形成机制提供理论依据。

关键词：香菇成熟阶段顶空固相微萃取优化香气偏最小二乘判别分析

基于高世代姊妹系发掘玉米穗长性状QTL及候选基因

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植物遗传资源学报 2024年第2期25卷 270-278页

作者：孙瑞东李艺萌黄然刘颖周筱航丁明阳刘新航吕香玲李凤海沈阳农业大学农学院沈阳110866

玉米穗长通过影响穗粒数,进而影响产量,是育种改良的重要目标性状之一。发掘与穗长性状相关QTL和基因对穗长性状的遗传改良具有重要意义。本研究以一对穗长具有显著差异的高世代姊妹系为亲本,构建F2群体并自交得到F2:3,利用Maize6H-60K... 详细信息

玉米穗长通过影响穗粒数,进而影响产量,是育种改良的重要目标性状之一。发掘与穗长性状相关QTL和基因对穗长性状的遗传改良具有重要意义。本研究以一对穗长具有显著差异的高世代姊妹系为亲本,构建F2群体并自交得到F2:3,利用Maize6H-60K基因芯片分别对亲本及F2群体进行基因型分析,并通过ICIM、GCIM和dQTGseq 3种方法对F2和F2:3群体的穗长进行QTL定位。结果表明,3种方法共定位到7个与穗长相关QTL位点和43个QTNs,解释了2.04%~10.24%的表型变异。交叉分析不同方法得出的定位结果,在6号染色体上发现一个调控穗长的稳定QTL qEL6.01。根据定位区间内基因注释的结果,并结合参考基因的表达谱数据,共筛选出5个在雌穗中表达的候选基因:Zm00001d035514、Zm00001d035526、Zm00001d035537、Zm00001d035553和Zm00001d035535。本研究结果为玉米穗长基因的克隆及育种改良奠定了基础。

关键词：玉米穗长性状 QTL 基因芯片候选基因

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辽宁省种植业碳排放影响因素及预测分析

中国生态农业学报(中英文) 2024年

作者：赵洪亮陈思越谢立勇沈阳农业大学经济管理学院沈阳农业大学农学院

随着经济社会的不断发展，气候变化问题也走进了人们的视线。中国力争2030年前二氧化碳排放达到峰值， 2060年前实现碳中和目标。构建以降碳为重要内容的社会主义生态文明，需要各个行业都做出一定的碳减排贡献。农业是温室气体排放... 详细信息

随着经济社会的不断发展，气候变化问题也走进了人们的视线。中国力争2030年前二氧化碳排放达到峰值， 2060年前实现碳中和目标。构建以降碳为重要内容的社会主义生态文明，需要各个行业都做出一定的碳减排贡献。农业是温室气体排放的重要碳源，而种植业是农业的重要组成部分。因此，针对种植业碳排放进行研究具有重要意义。基于农地利用和农田土壤利用2类碳源，采用因子系数法综合测算2003—2021年辽宁省种植业碳排放量，运用对数平均迪氏指数法(LMDI模型)对辽宁省种植业碳排放进行影响因素分解，并根据可拓展的随机性的环境影响评估模型(STIRPAT模型)对2022—2030年种植业碳排放进行预测。结果表明: 1)辽宁省种植业碳排放总体呈先上升后下降的变化趋势，于2013年达最高。农地利用中主要碳源是化肥，农田土壤中主要碳源是水稻，玉米的碳排放量增长较快，并于2015年首次超过水稻。2)LMDI模型分解影响因素结果表明，经济水平是促进辽宁省种植业的最主要因素，生产效率是抑制辽宁省种植业碳排放的最主要因素。产业结构和农业人口的影响方向不确定。3)在设定的基准情景与低碳情景下， 2022—2030年辽宁省种植业碳排放均呈下降趋势。最后，本文针对辽宁省种植业的碳减排提出以下政策建议: 短期来看，推进机械化升级的同时对农业机械进行绿色升级; 长期来看，在保障粮食安全的基础上对农村产业结构进行合理调整，推广低碳种植技术，全面提升种植业绿色生产水平。

关键词：种植业碳达峰辽宁省 LMDI模型 STIRPAT模型 PLS回归

东北黑土区土壤侵蚀自然驱动因子时空分布特征

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水土保持研究 2024年第5期31卷 130-138页

作者：季晓琪范昊明沈阳农业大学水利学院沈阳110866

[目的]东北黑土区复合营力带来的土壤侵蚀作用明显,研究东北黑土区不同典型区间的土壤复合侵蚀自然驱动因子年内交替叠加情况,对于区域内土壤侵蚀治理具备现实意义。[方法]针对东北黑土区11个典型区域,利用气象及遥感等数据,通过分析对... 详细信息

[目的]东北黑土区复合营力带来的土壤侵蚀作用明显,研究东北黑土区不同典型区间的土壤复合侵蚀自然驱动因子年内交替叠加情况,对于区域内土壤侵蚀治理具备现实意义。[方法]针对东北黑土区11个典型区域,利用气象及遥感等数据,通过分析对比不同区域水、风、冻、融作用自然驱动因子时空分布特征,阐明了各因子交替与叠加特点。[结果]在时间上,东北黑土区年内水力、风力、冻融、融雪作用驱动因子叠加交替出现,春季风力、冻融、融雪作用最为复杂,夏季以水力作用为主,秋季水力、风力、冻融复合作用有限,冬季风力、冻结作用明显。在空间上,水力驱动作用由东南向西北逐渐减小,风力作用由西南向东北逐渐减小,冻融作用由西南向东北逐渐减小,融雪作用呈现由西北向东南逐渐减小的趋势。根据侵蚀驱动因子分异特征将全区划分为水力、水力—融雪、水力—风力—冻融、水力—风力—融雪、水力—冻融—融雪侵蚀作用区。[结论]各营力表现出明显的时、空作用分异特点,根据自然驱动因子年内交替叠加情况得出了复合侵蚀驱动因子年内时空分布特征,为不同区域针对性土壤侵蚀治理、深化研究区复合侵蚀防控提供参考。

关键词：复合侵蚀驱动因子时空分异叠加作用机制东北黑土区

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东北黑土区融雪径流侵蚀力时空分布

水土保持学报 2024年第1期38卷 40-48,59页

作者：王鑫雨范昊明沈阳农业大学水利学院沈阳110866

[目的]融雪侵蚀是东北黑土区主要土壤侵蚀形式之一,是该区土地退化的重要作用力,融雪径流侵蚀力是计算融雪径流侵蚀量的关键因子,因此研究融雪径流侵蚀力具有重要意义。融雪径流侵蚀力主要受积雪深度、辐射强度及升温速率影响,其主要驱... 详细信息

[目的]融雪侵蚀是东北黑土区主要土壤侵蚀形式之一,是该区土地退化的重要作用力,融雪径流侵蚀力是计算融雪径流侵蚀量的关键因子,因此研究融雪径流侵蚀力具有重要意义。融雪径流侵蚀力主要受积雪深度、辐射强度及升温速率影响,其主要驱动力包括融雪速率和地表径流作用。[方法]通过计算近31年日均融雪径流侵蚀力,分析东北黑土区融雪径流侵蚀力时空分布特征,并利用地理探测器辨析各区域融雪径流侵蚀力的主要影响因子。[结果]3个黑土亚区1990—2020年日均融雪径流侵蚀力均呈现先增大后减小态势,近些年逐步趋于稳定,多年日均融雪径流侵蚀力为0.01(MJ·mm)/(hm ^(2)·h·a);空间上多年日均融雪径流侵蚀力在0~0.21(MJ·mm)/(hm ^(2)·h·a)范围内,基本呈现中间小、四周大规律。融雪径流侵蚀力影响因子空间上表现为积雪深度北部大、南部小,太阳辐射强度呈现由西向东递减,升温速率值从北部向南部递减。通过地探测器辨析融雪径流侵蚀力影响因子作用强弱发现,升温速率对蒙东黑土亚区作用最强,而积雪深度对松嫩黑土亚区及三江黑土亚区作用最强。[结论]通过分析1990—2020年东北黑土区融雪径流侵蚀力时空特征及其影响因子,对于深化研究区融雪径流侵蚀特征及融雪侵蚀防控具有一定的理论和实践意义。

关键词：融雪径流侵蚀力时空分布地理探测器东北黑土区

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酸土脂环酸芽孢杆菌诱导萌发对超高压寒富苹果汁贮藏期品质的影响

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食品科学 2024年第19期45卷 216-226页

作者：崔星月刘新平秦嗣军谭慧李斌沈阳农业大学食品学院辽宁沈阳110866 沈阳农业大学园艺学院辽宁沈阳110866

探究酸土脂环酸芽孢杆菌芽孢诱导萌发的最优条件和芽孢诱导前处理对超高压寒富苹果汁品质的影响,并测定其在贮藏期间营养品质和挥发性风味的变化。结果表明,酸土脂环酸芽孢杆菌芽孢诱导萌发的最优条件为活化温度41℃、活化时间15 min、L... 详细信息

探究酸土脂环酸芽孢杆菌芽孢诱导萌发的最优条件和芽孢诱导前处理对超高压寒富苹果汁品质的影响,并测定其在贮藏期间营养品质和挥发性风味的变化。结果表明,酸土脂环酸芽孢杆菌芽孢诱导萌发的最优条件为活化温度41℃、活化时间15 min、L-丙氨酸浓度38 mmol/L、诱导温度40℃、诱导时间20 min。芽孢诱导协同超高压处理能使寒富苹果汁中的微生物降低至低于1(lg(CFU/mL)),与仅超高压处理相比可以提高果汁酚类化合物的含量和总抗氧化能力。通过电子舌技术对贮藏期的寒富苹果汁的滋味进行分析,芽孢诱导协同超高压处理的苹果汁冷藏期间滋味得到较好保留。采用固相微萃取和气相色谱-质谱联用技术分析发现,与仅超高压处理相比,芽孢诱导协同超高压处理的苹果汁在贮藏过程中香气种类和含量均有明显提高。本研究为寒富苹果汁冷杀菌技术提供了重要的理论基础,并为寒富苹果深加工产业化应用提供了新的思路。

关键词：酸土脂环酸芽孢杆菌寒富苹果汁超高压酚类化合物香气成分

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不同改性生物炭对稻田氮素损失及产量的影响

中国环境科学 2024年第9期44卷 5122-5133页

作者：衣本骥刘畅韩宏伟张丰陈涛涛孟军迟道才沈阳农业大学水利学院辽宁沈阳110866 沈阳农业大学国家生物炭研究院农业农村部生物炭与土壤改良重点实验室辽宁沈阳110866

为进一步挖掘稻田生态系统生物炭增效、节肥和减排潜力,以无生物炭为对照(CK),设置玉米秸秆生物炭(B)、酸化生物炭(B_(pH))、氮负载生物炭(B_(NH_(4)))、铁改性生物炭(B_(Fe))和钙改性生物炭(B_(Ca))6个处理,通过2a试验,对生物炭阳离子... 详细信息

为进一步挖掘稻田生态系统生物炭增效、节肥和减排潜力,以无生物炭为对照(CK),设置玉米秸秆生物炭(B)、酸化生物炭(B_(pH))、氮负载生物炭(B_(NH_(4)))、铁改性生物炭(B_(Fe))和钙改性生物炭(B_(Ca))6个处理,通过2a试验,对生物炭阳离子交换量(CEC)、含氧官能团以及其处理下水稻产量、氮素提取、氨挥发、氮素淋失和土壤氮残余等进行了研究.结果表明:与B相比,B_(pH)、B_(NH_(4))和B_(Fe)分别显著提升生物炭CEC(53.9%、29.6%和28.2%),且4种改性处理均可显著提升生物炭-COOH、-OH、C=O、O-H等含氧官能团浓度,增强生物炭吸氮能力.全生育期累积氨挥发在9.1~19.9kg/hm^(2)(2021)和8.5~13.7kg/hm^(2)(2022)之间,除B_(NH_(4))降氨效果明显(44.6%)外,其他处理第1年对氨挥发无显著影响;而B_(Ca)、B_(NH_(4))和B_(Fe)在第2a均显著降低氨挥发,较CK分别降低33.5%、37.5%和37.8%.4种改性生物炭连续2a,较CK降低氮素淋失19.0%和35.2%(B_(pH))、15.0%和21.0%(B_(Ca))、11.3%和28.7%(B_(NH_(4)))、12.6%和29.0%(B_(Fe)).B在第1年对产量无显著影响,但老化1年后增产显著(8.8%);B_(pH)和B_(NH_(4))连续2a分别增产19.7%和12.2%(2021年),11.5%和5.8%(2022年).B_(pH)、B_(Ca)和B_(NH_(4))在2a均显著降低了活性氮排放,降幅为23.4%、21.8%和42.3%(2021年)和23.5%、30.5%和35.5%(2022年).不同生物炭处理第1a土壤矿化氮残余无显著差异;但B_(Ca)、B_(NH_(4))和B_(Fe)第2a增效显著.同时考虑增产、活性氮减排和矿化氮可持续性,B_(NH_(4))综合效果最佳,同CK相比,2021和2022年分别可降低氨挥发42.3%和35.5%,铵态氮淋失10.6%和29.0%,硝态氮淋失14.7%和23.4%,氮素积累提高13.4%和4.3%以及矿化氮残余提高15.0%和17.9%,最终增产19.7%和5.7%.

关键词：不同改性生物炭田面水氨挥发淋溶水稻产量氮素去向

基于文献计量视角的国内外耕地非农化研究进展：脉络、热点及展望

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中国农业资源与区划 2024年第8期45卷 173-183页

作者：刘洪彬王红红潘春玲沈阳农业大学土地与环境学院沈阳农业大学经济管理学院

[目的]耕地非农化研究受到国内外学者广泛关注，通过梳理国内外耕地非农化的研究进展，探究研究热点与发展趋势，为未来耕地非农化研究与实践提供新的视角与方向。[方法]文章采用文献计量学方法，对2010—2023年Web of Science核心合集... 详细信息

[目的]耕地非农化研究受到国内外学者广泛关注，通过梳理国内外耕地非农化的研究进展，探究研究热点与发展趋势，为未来耕地非农化研究与实践提供新的视角与方向。[方法]文章采用文献计量学方法，对2010—2023年Web of Science核心合集数据库和中国知网（CNKI）数据库收录的耕地非农化领域相关文献，采用CiteSpace软件从作者、研究机构、关键词等方面进行可视化分析，系统分析国内外耕地非农化研究演进脉络与热点趋势。[结果]（1）国外对耕地非农化的研究起步较早（20世纪50年代），与国外相比，国内在该领域研究相对较晚，20世纪90年代学者对此展开研究，国内外耕地非农化研究文章整体上可以划分为稳定发展阶段、波动上升阶段和快速发展阶段，国内整体发展较为缓慢，国外发文数量明显高于国内；（2）中国的研究学者与机构在该领域占据主导地位，中国是发文量最高的发文国家，其次是美国，国内整体研究力量相对薄弱，机构间的合作有待加强；（3）国际研究主要聚焦于城市扩张、土地利用变化、土地管理、驱动因素等关键词，国内研究主要涉及粮食安全、耕地保护、城镇化等领域；（4）国际研究主题可分为“耕地转换与耕地保护”和“驱动机制和监测技术”，国内研究主题可分为“非农化”“驱动机制”和“耕地保护”；（5）国际关键词突现频次最高的是farmland conversion，国内关键词出现最早的是经济增长，近年来更加注重粮食安全。[结论]未来国内应加强耕地非农化的相关研究，加强不同地区、机构、人员间的合作，提高科研影响力，为挖掘出新的研究方向提供参考。

关键词：耕地非农化文献计量可视化研究热点 CiteSpace

来源：博看期刊