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基于食物系统全链条定量的可持续氮素管理框架研究

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土壤学报 2024年

作者：钟于秀巨晓棠张卫峰李婷玉中国农业大学资源与环境学院海南大学热带农林学院

氮素的环境排放贯穿于整个食物链和生态链，单一农田系统的优化已无法有效控制氮素污染，亟需创新系统化的研究方法和管理手段。基于氮素阶梯流动（Cascadeflow）概念及全链条氮素研究框架（CAFE），以全球13个国家为研究对象，定量各... 详细信息

氮素的环境排放贯穿于整个食物链和生态链，单一农田系统的优化已无法有效控制氮素污染，亟需创新系统化的研究方法和管理手段。基于氮素阶梯流动（Cascadeflow）概念及全链条氮素研究框架（CAFE），以全球13个国家为研究对象，定量各地区种植、种养、食物链子系统到区域生态的氮素通量，分析各子系统氮素盈余（N surplus）和氮素利用率（NUE），剖析相邻子系统间氮素盈余增量的驱动因素，并提出全链条氮素管理优化方案。结果表明，从作物生产到动物生产、初级农产品、食品生产及消费，绝大多数国家的氮素盈余不断增加而利用率逐渐下降。尽管所有国家盈余增加的趋势一致，但不同国家盈余增加的幅度差异较大，决定了每个国家改善氮素管理的优先序不同。对于中国而言，高氮素盈余主要来自种植系统，因此科学施肥技术和相关的政策仍是研究和管理的重点。对于大部分西方国家，农田以外系统对总氮素盈余贡献更大，需要重视相关系统的氮素循环利用。对全球CAFE系统的分析发现，影响系统盈余增量的主要因素包括农田氮素投入结构、养殖密度、饲料自给率以及食品贸易与国内供需关系等，而这些因素目前尚未在全球氮素管理中得到重视。CAFE为全球氮素全链条管理提供了一致的定量研究方法，有助于跨区域的比较、经验分享和政策制定。

关键词：氮素流动全链条氮素定量氮素盈余氮素利用率系统耦合

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基于GMM模型对槟榔花传粉模式的机理探究

分子植物育种 2024年

作者：陈晖胡静雯张惠明甘霆杨福孙海南大学热带农林学院

槟榔为风媒花，靠风传粉，其花粉特征及外部环境因素影响传粉距离，导致坐果率变化幅度较大。为明确槟榔花粉扩散规律，以期采取一些措施调控，从而提高坐果率及产量。本研究以开花期槟榔花为对象，测定花序间距及槟榔园风速等因子筛选... 详细信息

槟榔为风媒花，靠风传粉，其花粉特征及外部环境因素影响传粉距离，导致坐果率变化幅度较大。为明确槟榔花粉扩散规律，以期采取一些措施调控，从而提高坐果率及产量。本研究以开花期槟榔花为对象，测定花序间距及槟榔园风速等因子筛选并建立花粉扩散模型。结果表明：(1)槟榔花梭长度及间距组内无显著差异，有效传粉高度差为0.5～0.6 m；(2)雄花数量存在差异，以第3梭花序雄花数较大，每花序雄花数量平均为18 249±1 623朵，其每朵花粉粒17 656±1 140个；(3)结合花粉特性、环境因子与植物花粉传粉经典模型，选用高斯烟流模式(Gauss mist-plume model，简称GMM)作为槟榔花粉扩散模型；(4)槟榔花期传粉传播范围约为0～20 m，以6～7月槟榔第3～4花序开花时花粉浓度较大，单花序花粉扩散浓度q>40粒/m2·s时，授粉率相对较高。结论：槟榔花粉传粉主要在20 m以内，每秒授粉概率约为1.344%。

关键词：槟榔花 GMM模型传粉模式

不同波长光对普通大蓟马成虫寿命、繁殖力及抗氧化酶活性的影响

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植物保护 2024年第4期50卷 101-107页

作者：金海峰李芬袁琳琳侯清芳吴少英海南大学南繁学院三亚572025 海南大学热带农林学院儋州571737

普通大蓟马Megalurothrips usitatus是豆科作物的重要害虫。化学药剂的过度使用使该虫产生了极高的抗药性,并且产生农药残留、环境污染等诸多问题。光控技术是防治害虫绿色、安全、高效的重要手段之一,目前尚未得到充分的开发与利用。... 详细信息

普通大蓟马Megalurothrips usitatus是豆科作物的重要害虫。化学药剂的过度使用使该虫产生了极高的抗药性,并且产生农药残留、环境污染等诸多问题。光控技术是防治害虫绿色、安全、高效的重要手段之一,目前尚未得到充分的开发与利用。本研究探究了7种波长(360、420、460、580、610、650 nm和730 nm)的光对普通大蓟马成虫寿命、繁殖力及体内抗氧化酶活性的影响,明确其在不同光环境下的适应性机理。结果表明,与全光谱波长光照相比,420 nm波长下雄成虫寿命最长,730 nm波长下最短,其余供试波长光对雌雄虫寿命影响不显著(P>0.05);460~730 nm波长的光对蓟马产卵量都有显著影响(P<0.05),除730 nm外,其余波长光均能显著降低蓟马的产卵量(P<0.05);不同波长光处理下普通大蓟马抗氧化酶活性存在差异,与全光谱光照相比,360、420 nm和460 nm波长光处理显著降低了PPO和SOD活性(P<0.05),相关性分析发现,PPO活性与波长显著正相关(P<0.05),并且SOD活性与CAT、PPO活性显著正相关(P<0.05)。本研究认为短波长光是控制普通大蓟马生长发育及生理生化水平的关键因子,研究结果可为揭示普通大蓟马种群发生动态规律及绿色光控技术的研发及应用奠定理论基础。

关键词：普通大蓟马抗氧化酶活性生长发育繁殖

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加拿大省域林业入侵物种管理策略与经验启示

世界林业研究 2024年第4期37卷 111-116页

作者：赵慧捷熊国玲曹凌仪杨帆海南大学热带农林学院海口570228 海南大学生态学院海口570228

随着全球环境变化和人类活动的加剧,入侵物种的传播速度快速提高,对森林健康和林业可持续发展造成严重影响。加拿大作为全球森林覆盖率最高的国家之一,在林业入侵生物管理方面积累了丰富的经验。文中以加拿大不列颠哥伦比亚省为例,梳理... 详细信息

随着全球环境变化和人类活动的加剧,入侵物种的传播速度快速提高,对森林健康和林业可持续发展造成严重影响。加拿大作为全球森林覆盖率最高的国家之一,在林业入侵生物管理方面积累了丰富的经验。文中以加拿大不列颠哥伦比亚省为例,梳理该省林业生物入侵现状,总结其政策法规、管理架构、决策框架以及投入保障等方面的实践与成效,提出了利益相关方的有效参与、数据共享的机制建立、受损生境的及时修复、气候变化的战略应对等启示,以期为我国的林业入侵物种管理提供有益的借鉴和参考。

关键词：外来入侵物种森林健康防控措施加拿大

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绿色发展背景下的中国氮肥需求

土壤学报 2024年

作者：李婷玉姚澜钟于秀王怡李伟芳徐洋李冬佳刘蕊李贝张卫峰海南大学热带农林学院中国农业大学资源与环境学院全国农业技术推广服务中心

氮肥是粮食安全的重要保障，但过量施用会导致活性氮排放，造成严重的生态环境问题。在全面推动绿色发展的新时期，明确我国氮肥合理需求与化学氮肥减量路径对农业转型升级具有重要意义。本文综合分析了我国31种主要作物的产量潜力和氮... 详细信息

氮肥是粮食安全的重要保障，但过量施用会导致活性氮排放，造成严重的生态环境问题。在全面推动绿色发展的新时期，明确我国氮肥合理需求与化学氮肥减量路径对农业转型升级具有重要意义。本文综合分析了我国31种主要作物的产量潜力和氮素需求，并结合不同作物在优化管理下的氮素合理盈余水平，确定了我国在满足粮食安全和生态可持续发展要求下的氮肥合理需求。绿色发展背景下我国氮素养分合理需求总量为3 100万t，在不改变氮素投入结构的情况下，化学氮肥合理需求量为1 904万t，占总需求的61%。未来我国氮肥合理化应用调整路径应考虑氮肥定额、提高有机养分投入及替代比例、增加豆科作物种植比例提高生物固氮潜力，以及优化氮肥产品结构等方面。在此路径下，化学氮肥减量潜力为26%～53%。如在合理的氮素投入情况下（氮肥定额），通过提高有机养分替代比例到适宜水平40%，可将化学氮肥需求量下调至1 428万t N，减量潜力为44%。在此基础上，进一步提高豆科作物种植面积（增加大豆-玉米轮作比例），化学氮肥合理需求量可下调至1 360万t N，减量潜力为47%。最后，进一步通过优化氮肥产品结构，我国化学氮肥合理需求可进一步降低至1 213万t N，减量潜力达53%。本文对氮肥合理需求的评估和氮肥绿色发展路径的探索将有助于实施更科学的管理体系，并为我国氮肥产业升级提供科学支持。

关键词：氮肥定额氮肥合理需求绿色发展发展路径减量潜力

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抗菌药物影响禽肠道菌群及免疫应答研究进展

动物医学进展 2024年第6期45卷 90-94页

作者：陈胜宏闻晓波冉旭华海南大学热带农林学院海南海口570228

肠道微生物在机体内参与营养物质的吸收与消化,影响着宿主免疫系统的发育和成熟,是维持机体内环境稳态的先天性防御屏障。而抗菌药物的滥用会直接或间接导致肠道菌群失调,造成宿主肠道免疫信号转导、免疫细胞发育、免疫应答功能障碍等,... 详细信息

肠道微生物在机体内参与营养物质的吸收与消化,影响着宿主免疫系统的发育和成熟,是维持机体内环境稳态的先天性防御屏障。而抗菌药物的滥用会直接或间接导致肠道菌群失调,造成宿主肠道免疫信号转导、免疫细胞发育、免疫应答功能障碍等,影响宿主的消化吸收及生长发育,导致宿主发育不良甚至死亡,直接影响经济效益。论文阐述了家禽肠道菌群的组成、肠道菌群与肠道免疫的关系、抗菌药物对肠道菌群及免疫的影响等方面的研究进展,以期为禽类肠道菌群及其与机体免疫系统关系的研究提供参考,推进抗菌药物的合理使用,促进禽类的绿色养殖。

关键词：禽肠道微生物肠道免疫应答抗菌药物

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容重对土壤水分状况及氧化亚氮排放的影响

农业环境科学学报 2024年

作者：李赟王国丽宋晓桐巨晓棠海南大学热带农林学院中国科学院生态环境研究中心

为更合理地理解土壤容重对土壤水分和N2O产生与排放的关系。本实验针对我国3种典型农田土壤(潮土、黑土、砖红壤)，采用微宇宙静态培养的方法，在60%土壤充水孔隙度(WFPS)条件下，设置5个容重水平(1.0、1.1、1.2、1.3、1.4 g·cm-3)，... 详细信息

为更合理地理解土壤容重对土壤水分和N2O产生与排放的关系。本实验针对我国3种典型农田土壤(潮土、黑土、砖红壤)，采用微宇宙静态培养的方法，在60%土壤充水孔隙度(WFPS)条件下，设置5个容重水平(1.0、1.1、1.2、1.3、1.4 g·cm-3)，研究了在相等WFPS条件下，容重对土壤水分状况及N2O排放的影响。结果表明：在60%WFPS条件下，不同容重土壤实际水分状况差异极大。潮土在低容重1.0～1.2 g·cm-3时呈淹水状态，在高容重1.3～1.4 g·cm-3时呈通气状态；黑土在容重1.1～1.4 g·cm-3均呈通气状态；砖红壤水分状况受容重的影响最小，均呈通气状态。潮土N2O排放在容重1.0 g·cm-3(3 268 μg·kg-1)与其他容重下1.1 g·cm-3(118 μg·kg-1)、1.2 g·cm-3(136 μg·kg-1)、1.3 g·cm-3(64 μg·kg-1)、1.4 g·cm-3(129 μg·kg-1) 时的差异显著；黑土N2O排放在容重1.0～1.4 g·cm-3下分别为220、104、67、90、136 μg·kg-1；砖红壤在容重1.0～1.4 g·cm-3时分别为57、62、61、68、122 μg·kg-1，在容重1.4 g cm-3与其他容重下的N2O排放有显著差异。潮土在容重1.0 g·cm-3时具有显著高于黑土和砖红壤的排放可能是其亚硝酸盐累积和淹水状态导致。综上，在相同WFPS条件下，容重显著影响土壤实际水分状况及N2O排放，特别是在低碳土壤中，因此在定量土壤充水孔隙度对N2O排放的影响时，需对容重和重量含水量(实际水分状况)进行定量。

关键词：氧化亚氮土壤水分土壤容重潮土黑土砖红壤

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不同油梨品种果面蜡质超微结构和组分分析

果树学报 2024年第5期41卷 956-967页

作者：薛唯佳张佳丽李艳霞马蔚红刘进平王甲水杨宏宾海南大学热带农林学院海南儋州571737 中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所海口571101

【目的】明确不同油梨品种果面蜡质的微观结构和化学组成,为深入研究蜡质功能提供基础数据。【方法】以5个不同油梨品种(Peterson、RKYYL6-2、Pollock、Walter Hole和RKYYL8-13)为研究材料,利用阿拉伯树胶分离果实外蜡,通过三氯甲烷提... 详细信息

【目的】明确不同油梨品种果面蜡质的微观结构和化学组成,为深入研究蜡质功能提供基础数据。【方法】以5个不同油梨品种(Peterson、RKYYL6-2、Pollock、Walter Hole和RKYYL8-13)为研究材料,利用阿拉伯树胶分离果实外蜡,通过三氯甲烷提取果实内蜡,利用扫描电镜、GC-MS和GC-FID对油梨果面蜡质的超微结构、化学成分及含量进行研究。【结果】油梨蜡质的晶体结构主要为相互堆叠的片状和颗粒状。油梨外蜡的化学成分由六大类物质组成,分别为烷烃、醛类、酸类、醇类、甾醇和单酰甘油;除以上物质外,油梨内蜡的化学成分还包括生育酚。5个油梨品种的外蜡含量为0.17~0.87μg·cm-2,内蜡含量为2.00~8.22μg·cm-2;其中,RKYYL6-2的外蜡、内蜡含量最低,而Walter Hole的外蜡、内蜡含量最高。进一步对外蜡、内蜡各组分含量在不同品种间进行统计分析,结果表明,Walter Hole外蜡、内蜡中的烷烃(C27除外)、醛类、酸类和醇类含量高于其他品种,且Walter Hole内蜡中的生育酚含量在5个品种中最高;Peterson外蜡、内蜡中的甾醇含量在所有品种中最高;Peterson外蜡中的单酰甘油含量显著高于其他品种,而Walter Hole内蜡中的单酰甘油含量在5个品种中最高。【结论】油梨蜡质的晶体结构通常为片状和颗粒状,不同油梨品种的果实在外蜡、内蜡的含量和化学组成上差异明显。研究结果为进一步明确油梨蜡质的生物学功能奠定了基础。

关键词：油梨果实表皮蜡质

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生物炭长期施入对燥红土有机碳及其组分的影响

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农业环境科学学报 2024年第9期43卷 2032-2040页

作者：万云星牟金霞杨婼妍陈云忠王誉琴邵晓辉朱启林伍延正但小倩汤水荣 AHMED S.Elrys 孟磊海南大学热带农林学院海口570228 中化现代农业(湖北)有限公司武汉430000 海南大学南繁学院海南三亚572025

为探究生物炭长期施入对土壤有机碳(SOC)及其活性组分的影响,通过室内培养试验,比较短期(1个月)施用生物炭(BF)和生物炭施入3 a(BA)对SOC及其组分的影响。结果表明:生物炭施入显著提高了SOC、颗粒有机碳(POC)、易氧化有机碳(EOC)、轻组... 详细信息

为探究生物炭长期施入对土壤有机碳(SOC)及其活性组分的影响,通过室内培养试验,比较短期(1个月)施用生物炭(BF)和生物炭施入3 a(BA)对SOC及其组分的影响。结果表明:生物炭施入显著提高了SOC、颗粒有机碳(POC)、易氧化有机碳(EOC)、轻组有机碳(LFOC)和微生物生物量碳(MBC)含量。相比不施生物炭处理(CK),施用生物炭处理土壤的POC、EOC、LFOC和MBC分别增加了97.5%~241.5%、21.8%~59.4%、66.8%~202.7%和83.7%~199.9%。相较于BF,BA的SOC、EOC、POC和MBC含量显著降低,但溶解性有机碳(DOC)含量显著升高。相较于CK,施生物炭土壤的碳库管理指数(CPMI)显著提高,培养1个月的1%生物炭(BF1)和2%生物炭(BF2)及培养3 a的1%生物炭(BA1)和2%生物炭(BA2)处理的CPMI值分别提高了48.81%、89.73%、54.66%和157.48%。相关分析显示,MBC、POC、LFOC及EOC含量与SOC含量显著正相关。综上所述,施用生物炭能实现土壤固碳,但随着施用年限延长,CPMI显著降低,从而降低了SOC的稳定性。

关键词：生物炭土壤有机碳活性碳组分土壤碳库