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湖南省柑橘园土壤pH值空间变异特征、成因及养分有效性

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植物营养与肥料学报 2024年第4期30卷 717-730页

作者：徐章倩周卫军崔浩杰周雨舟商贵铎李敏岳晴晴湖南农业大学资源学院湖南长沙410128

[目的]研究湖南省柑橘园土壤pH值的空间变异特征、影响因素及主要养分的有效性,为减缓柑橘园土壤酸化,提升土壤肥力提供科学依据。[方法]本研究以湖南省38个柑橘重点县的15722个柑橘园土壤为对象,利用地统计学、相关性分析、结构方程模... 详细信息

[目的]研究湖南省柑橘园土壤pH值的空间变异特征、影响因素及主要养分的有效性,为减缓柑橘园土壤酸化,提升土壤肥力提供科学依据。[方法]本研究以湖南省38个柑橘重点县的15722个柑橘园土壤为对象,利用地统计学、相关性分析、结构方程模型等方法,探究了湖南省柑橘园土壤pH值的空间变异特征,分析了土壤pH值对地理、气候、土壤性质等因子的响应,并研究了土壤pH值对土壤氮、磷、钾有效性的影响。[结果]湖南省柑橘园土壤pH值范围为3.00~8.50,均值为5.58,变异系数为18.06%,空间变异为中等程度。最适合柑橘生长的弱酸性土壤面积占44.35%,而酸性、强酸性、中性和碱性土壤分别占48.92%、1.69%、4.95%和0.08%。通过Pearson相关性分析发现,土壤pH值与降水量呈显著正相关(P湖南省柑橘园超过一半(50.61%)的土壤处于过酸状态(酸性和强酸性)。湖南省柑橘园土壤速效氮、磷、钾养分含量基本处于适宜水平,因此,应重视改善土壤酸性。

关键词：柑橘园土壤 pH值空间特征成土母质地理因素速效养分

外源过氧化氢对水稻镉耐受及吸收分配的调控机理

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植物营养与肥料学报 2024年

作者：余晓燚苗渝青吕魏张文祺张振华陈海飞湖南农业大学资源学院

【目的】研究Cd胁迫下不同浓度过氧化氢(H2O2)对水稻幼苗生长、根系发育、活性氧、Cd含量的影响，阐明H2O2在水稻Cd耐受和吸收分配中的作用机理。【方法】供试材料为粳型水稻(Oryza sativa L.，ZH11)，在水稻营养液中添加10 μmol/L Cd... 详细信息

【目的】研究Cd胁迫下不同浓度过氧化氢(H2O2)对水稻幼苗生长、根系发育、活性氧、Cd含量的影响，阐明H2O2在水稻Cd耐受和吸收分配中的作用机理。【方法】供试材料为粳型水稻(Oryza sativa L.，ZH11)，在水稻营养液中添加10 μmol/L CdCl2进行Cd胁迫，同时添加0、20、80 μmol/L H2O2处理。处理1天后取根系鲜样测定水稻幼苗内源H2O2、超氧阴离子含量；处理30天后，测定水稻幼苗SPAD、株高、根系形态、干物质重、Cd离子含量，提取根表铁膜及亚细胞组分。为验证外源H2O2在Cd胁迫中的作用，设置了H2O2清除剂碘化钾(KI)添加试验，对水稻幼苗进行10 μmol/L CdCl2+20 μmol/L KI和20 μmol/L KI处理。处理20天时测定水稻幼苗SPAD和株高。从CK、10 μmol/L CdCl2、10 μmol/L CdCl2+20 μmol/L H2O2处理1天的水稻根中提取总RNA。【结果】Cd胁迫下，水稻生长受到抑制，外源添加H2O2显著缓解了水稻Cd胁迫，且随着浓度增加缓解效果减弱，但添加H2O2清除剂加剧Cd胁迫造成的抑制作用。20 μmol/L H2O2处理下水稻株高较单一Cd处理增加了35.1%，倒二叶的SPAD提高了50.5%，地上部和根部干重分别显著提高227.0%、339.0%，根系形态参数(总根长、根表面积、根体积、根尖数)显著增加。Cd胁迫导致水稻幼苗根中超氧阴离子含量显著增加，外源添加H2O2可以显著降低超氧阴离子含量。外源H2O2通过下调OsNRAMP5的表达水平，降低水稻对Cd的吸收，根和地上部中Cd离子含量均显著下降。此外，H2O2处理促进水稻根表铁膜的形成，吸附较多的Cd离子在根表，抑制了Cd从根表向根内的转移。在根内，H2O2处理上调了果胶的合成和果胶甲酯酶表达水平，促进了细胞壁中Cd的区隔化，降低了细胞质中Cd含量，从而减轻Cd的细胞毒性。【结论】外源H2O2可能通过增强根表铁膜对Cd的固定和根内Cd的区隔化，降低Cd的吸收和活性氧的积累，缓解Cd胁迫。

关键词：水稻活性氧过氧化氢镉吸收细胞壁修饰

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OsSTP1介导蔗糖分配调控水稻氮响应

生物工程学报 2024年

作者：胡圣磊刘冬郭宝李虹烨朱启东张振华湖南农业大学资源学院

提高水稻氮肥的利用效率是增加产量的有效途径，而维持碳氮平衡是促进水稻正常生长发育的保障。为探究蔗糖转运蛋白OsSTP1对水稻氮素吸收的影响，本研究以野生型TB309为背景材料，构建了蔗糖转运蛋白OsSTP1的过表达转基因株系OsSTP1-OE1... 详细信息

提高水稻氮肥的利用效率是增加产量的有效途径，而维持碳氮平衡是促进水稻正常生长发育的保障。为探究蔗糖转运蛋白OsSTP1对水稻氮素吸收的影响，本研究以野生型TB309为背景材料，构建了蔗糖转运蛋白OsSTP1的过表达转基因株系OsSTP1-OE1、OsSTP1-OE2和突变体转基因株系osstp1-1、osstp1-2。采用水培试验，设置不供氮(free nitrogen) (FN， 0 mg/L)、低氮(low nitrogen) (LN， 10 mg/L)、正常氮(normal nitrogen) (NN， 40 mg/L)和高氮(high nitrogen) (HN， 80 mg/L) 4个供氮水平，研究各株系苗期对不同供氮水平的响应。结果发现，相对于野生型和突变体，OsSTP1过表达材料在低氮水平下，生物量、根长、株高显著增加，叶片可溶性糖含量显著降低，而根部的可溶性糖含量显著增加。表明其叶片光合作用产生的可溶性糖通过韧皮部转运到根系中，从而促进根系的生长来吸收更多的氮素促进地上部生物量增加。本研究明确了水稻糖转运蛋白基因OsSTP1影响水稻碳水化合物在源库端的长距离运输来促进水稻的根系生长，最终影响水稻对氮素的吸收与积累，提高了水稻氮素利用率，为氮肥减施提供了参考。

关键词：水稻 OsSTP1 蔗糖氮素生物量

基于改进YOLOv5s的CNN-Swin Transformer森林野生动物图像目标检测算法

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林业科学 2024年第3期60卷 121-130页

作者：杨文翰刘天宇周俊池胡文武蒋蘋湖南农业大学机电工程学院长沙410128

【目的】为提高野生动物在复杂森林环境中的检测精度,促进森林野生动物保护技术发展,提出一种基于YOLOv5s网络模型、针对陷阱相机所摄取森林野生动物图像的改进检测算法。【方法】以包含湖南壶瓶山国家级自然保护区几种典型森林野生动... 详细信息

【目的】为提高野生动物在复杂森林环境中的检测精度,促进森林野生动物保护技术发展,提出一种基于YOLOv5s网络模型、针对陷阱相机所摄取森林野生动物图像的改进检测算法。【方法】以包含湖南壶瓶山国家级自然保护区几种典型森林野生动物在内的数据集为研究对象,首先,对真实标注框图像进行裁剪、归一化和缩放处理,随机将2~4张裁剪图像拼贴组成新的数据集元素,以丰富和增强数据集图像信息;其次,使用一种基于通道注意力思想的加权通道拼接方法,在通道拼接时引入权重改变通道数量,通过反向传播训练方法不断更新权重以增加重要特征信息的通道层数;接着,引入Swin Transformer模块与CNN网络相结合,为卷积神经网络特征提取加入自注意力机制,融合2种网络特征提取层的优势,提高特征提取的感受野;最后,选择更优的α-DIoU损失函数替代GIoU损失函数,针对边界框重叠面积和中心点距离造成的损失,引入新的几何因素惩罚项。【结果】在相同试验条件和数据集下,相比原YOLOv5s网络模型,改进算法极大提高检测的平均准确率和平均回归率,均值平均精度由74.1%提升至88.4%,获得14.3%的精度提升,同时也超过YOLOv3、YOLOXs、RetinaNet、Faster R-CNN等其他流行目标检测算法。【结论】针对陷阱相机所摄取森林野生动物图像背景与目标对比度低、遮挡重叠严重,致使检测误检率、漏检率高等问题,在检测算法中提出一系列改进措施,为我国森林野生动物的保护和数据获取提供一种新的可行性方案和思路。

关键词：森林野生动物检测算法 YOLOv5s Swin Transformer 网络融合

基于RBL-2H3细胞脱颗粒抑制作用的体外抗过敏活性益生菌的筛选及鉴定

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食品科学 2024年第6期45卷 55-63页

作者：马丁秦双霞郝慧超邓放明赵玲艳湖南农业大学食品科学技术学院湖南长沙410128 湖南农业大学长沙现代食品创新研究院湖南长沙410128

为探究乳酸菌的抗过敏活性,本研究采用传统分离技术从发酵蔬菜中获得乳酸菌,并进行益生菌体外评价,结合RBL-2H3细胞脱颗粒抑制实验筛选具有抗过敏活性的益生菌。结果表明,从发酵蔬菜中分离的4株菌株表现出良好的益生特性和安全性;所选4... 详细信息

为探究乳酸菌的抗过敏活性,本研究采用传统分离技术从发酵蔬菜中获得乳酸菌,并进行益生菌体外评价,结合RBL-2H3细胞脱颗粒抑制实验筛选具有抗过敏活性的益生菌。结果表明,从发酵蔬菜中分离的4株菌株表现出良好的益生特性和安全性;所选4株乳酸菌对RBL-2H3细胞脱颗粒释放β-己糖胺酶均具有较高的抑制作用,并对RBL-2H3细胞脱颗粒释放组胺、肿瘤坏死因子-α和白介素-4均有明显的下调作用,具有作为抗过敏活性益生菌的可能性。4株菌株经16S rDNA测序鉴定为植物乳杆菌2株、发酵乳杆菌和副干酪乳杆菌各1株。

关键词：乳酸菌 RBL-2H3细胞益生特性脱颗粒抗过敏活性

茶轮斑病拮抗细菌kc-16的抑菌性能及田间防效

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微生物学通报 2024年

作者：杨学宇谭琳沈程文邓玉莲李桂花黄虹胡秋龙湖南农业大学茶学教育部重点实验室湖南农业大学园艺学院湖南农业大学植物保护学院

【背景】茶轮斑病是茶树的主要病害，目前仍以化学防治为主，而化学防治引起的农残与抗药性问题亟待解决，发掘和利用生防微生物资源是保障茶叶安全生产和提高产量的重要举措。【目的】筛选对茶轮斑病菌具有拮抗能力的芽孢杆菌并初步明... 详细信息

【背景】茶轮斑病是茶树的主要病害，目前仍以化学防治为主，而化学防治引起的农残与抗药性问题亟待解决，发掘和利用生防微生物资源是保障茶叶安全生产和提高产量的重要举措。【目的】筛选对茶轮斑病菌具有拮抗能力的芽孢杆菌并初步明确该拮抗菌的抑菌性能及其对茶树的田间防病促生效果，为茶轮斑病菌生防技术开发提供支持。【方法】利用平板对峙法筛选对茶轮斑病菌具有拮抗效果的细菌菌株；通过形态特征、生理生化特征结合16S rRNA对筛选所得拮抗菌进行种属鉴定；利用不同检测平板分析产真菌细胞壁裂解酶的特性，通过平板对峙试验测定菌株kc-16不同类型代谢产物对茶轮斑病病原菌的抑制能力，同时测定菌株kc-16对其他9种常见植物病原真菌的拮抗率以确定其广谱抑菌能力，最后进行田间试验评价kc-16对茶轮斑病的防治和对茶树的增产效果。【结果】筛选到一株对茶轮斑病菌有较好抑制效果的菌株kc-16，抑菌率为79.62%±0.82%。经生理生化特征比对与16S rRNA基因序列同源性分析，将菌株kc-16鉴定为枯草芽孢杆菌沙漠亚种(Bacillus subtilis subsp. inaquosorum）；该菌具有固氮与解磷能力，但不具有解钾能力；能够分泌蛋白酶、纤维素酶、β-1，3葡聚糖酶和几丁质酶，此外，其对9种病原真菌均有不同程度的抑制效果，抑制率从47%到81%不等。同时，其胞外抑菌物质均对茶轮斑病病原菌有抑制作用，无菌滤液、蛋白粗提物、挥发性物质和非挥发性物质平板抑制率分别为69%、58%、48%、79%；田间实验表明枯草芽孢杆菌沙漠亚种对茶树有良好的防病促生效果，在显著降低茶轮斑病发病率的同时，使茶叶鲜重(1芽1叶）相较空白对照提升了25%。【结论】枯草芽孢杆菌沙漠亚种对茶轮斑病菌有较好的抑制效果，同时对茶树也有较好的促生效果，具有潜在的应用价值。同时本研究结果为该菌株的后续研究和其在防治植物病害方面的应用提供了理论支撑。

关键词：茶轮斑病枯草芽孢杆菌沙漠亚种生物防治促生

基于PLUS-InVEST模型的江西省生态系统碳储量时空演变与预测

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环境科学 2024年第6期45卷 3284-3296页

作者：胡佶熹勒先文王卫林熊媛谭雪兰湖南农业大学公共管理与法学学院长沙410128 萍乡学院商学院萍乡337000 湖南农业大学资源学院长沙410128 萍乡学院材料与化学工程学院萍乡337000

土地利用变化是影响陆地生态系统碳储量变化的重要因素,研究土地利用变化与碳储量之间关系对优化区域土地利用结构,维持区域碳平衡可提供可靠的数据支撑.以江西省为例,分析1990~2020年土地利用变化,基于PLUS模型,结合自然发展情景、生... 详细信息

土地利用变化是影响陆地生态系统碳储量变化的重要因素,研究土地利用变化与碳储量之间关系对优化区域土地利用结构,维持区域碳平衡可提供可靠的数据支撑.以江西省为例,分析1990~2020年土地利用变化,基于PLUS模型,结合自然发展情景、生态优先情景和经济发展情景设置,对2030年江西省土地利用格局进行模拟分析,运用In VEST模型测算1990~2020年及未来不同情景下江西省碳储量变化,利用空间自相关分析探索江西省不同情景下陆地生态系统碳储量时空变化特征,并提出相应的政策建议.结果表明:①1990~2020年江西省碳储量整体呈下降趋势,共减少4.58×10^(7)t.其中,水域和建设用地的面积增加,耕地、林地、草地及未利用地面积减少是导致碳储量减少的主要原因.②2030年江西省陆地生态系统碳储量在自然发展情景、生态优先情景和经济发展情景下分别为2.20×10^(9)、2.24×10^(9)和2.19×10^(9)t.③3种情景下的碳储量值在空间分布上具有相似性,碳储量高值区域在江西省北部、西北部及西部区域出现集聚,低值区域则在中部区域聚集.研究结果可为江西省未来国土空间规划,提升陆地生态系统碳储量提供数据支撑.

关键词：土地利用变化碳储量 InVEST模型 PLUS模型江西省

双季稻复种冬季马铃薯提高真菌α多样性和腐生真菌相对丰度促进秸秆腐解

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植物营养与肥料学报 2024年第6期30卷 1075-1091页

作者：田茂平姜东海邱智容苗旭晨夏银行陈涛张振华赵紫薇湖南农业大学资源学院湖南长沙410128 衡阳市气象局湖南衡阳421000

【目的】秸秆还田是提高土壤肥力和作物产量的有效途径,复种模式影响土壤真菌群落结构和功能,进而影响秸秆在土壤中的降解程度。通过研究不同复种模式下秸秆的降解特征,为提高秸秆还田效益提供依据。【方法】培养试验的土壤取自3个三熟... 详细信息

【目的】秸秆还田是提高土壤肥力和作物产量的有效途径,复种模式影响土壤真菌群落结构和功能,进而影响秸秆在土壤中的降解程度。通过研究不同复种模式下秸秆的降解特征,为提高秸秆还田效益提供依据。【方法】培养试验的土壤取自3个三熟复种地块:稻—稻—紫云英(RRA)、稻—稻—油菜(RRO)、稻—稻—马铃薯(RRP),和两个两熟复种地块:稻—稻—冬板田(RRN)、稻—稻—冬泡田(RRI),采集时间均为早稻扬花期。每个土壤均设不添加和添加秸秆(0.5 g秸秆与80 g风干土混合)两个处理,然后置于250 mL棕色瓶中厌氧培养120天。在培养期内,定期取样检测CO_(2)排放量,破坏性采集土样测定土壤微生物生物量碳、氮含量和4种秸秆降解酶活性,利用扩增子高通量测序技术分析真菌群落结构。【结果】与两熟复种模式相比,三熟复种模式提高了土壤微生物生物量碳、氮含量以及β-葡萄糖苷酶、β-纤维二糖苷酶、β-木糖苷酶和漆酶活性。三熟与两熟复种土壤之间真菌群落结构存在差异,RRP地块土壤真菌ASV数目、Chao1、ACE和Shannon指数,以及分解半纤维素、纤维素和木质素等有机物质的无茎真菌属(Acaulium)、被孢霉属(Mortierella)、粉枝孢属(Oidiodendron)的相对含量显著高于两熟地块。共现性网络分析发现,与RRN相比,RRO和RRP复种模式增加了土壤真菌网络的复杂性,提高了网络中子囊菌门、壶菌门等具有秸秆分解潜力的关键物种的数量。冗余分析及回归分析等发现,全磷是复种系统中影响土壤真菌群落结构及秸秆降解酶类活性的最重要的环境因子。【结论】相比于冬闲两熟复种模式,三熟复种模式可增加微生物生物量,提高秸秆降解酶活性,同时提高真菌α多样性以及增加腐生真菌的相对丰度,进而更有效地促进秸秆的分解。双季稻结合冬季复种马铃薯是促进还田秸秆腐解、提升土壤肥力的有效复种模式。

关键词：复种模式秸秆分解秸秆分解酶活性真菌群落结构α多样性腐生真菌

中国农业新质生产力:生成机理、时空特征与区域差异

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中国农业资源与区划 2024年

作者：罗光强宋新宇湖南农业大学经济学院

[目的]发展新质生产力是推动高质量发展的内在要求和重要举措，文章通过对农业新质生产力内涵特征与生成机理研究，系统设计农业新质生产力评价指标体系，以便于把握我国农业新质生产力发展的现实基础与时空特征，加快我国农业新质生产... 详细信息

[目的]发展新质生产力是推动高质量发展的内在要求和重要举措，文章通过对农业新质生产力内涵特征与生成机理研究，系统设计农业新质生产力评价指标体系，以便于把握我国农业新质生产力发展的现实基础与时空特征，加快我国农业新质生产力的培育。[方法]文章以我国30个省市为研究对象，采用熵值法测度2013-2022年我国农业新质生产力动态水平；运用Dagum基尼系数、Kernel密度估计、传统与空间马尔可夫链模型等方法进一步探究我国农业新质生产力的时空特征与区域差异。[结果]（1）我国农业新质生产力发展水平整体处于测算值的低水平阶段，呈时间序列的递增态势；（2）我国农业新质生产力发展水平呈现东部地区＞西部地区＞中部地区＞东北地区的区域不平衡性特征，其差异主要来源于地区间差距和超变密度；（3）我国农业新质生产力发展的区域差距具有扩大趋势，东中部地区均存在明显的梯度差异，西部地区存在区域极化现象；（4）我国农业新质生产力发展始终保持着前行状态，并具有俱乐部趋同现象与空间溢出效应。[结论]据此，必须实施要素科技赋能、创新系统协同、量累质跃驱动与竞争合作追赶等战略工程。

关键词：农业新质生产力生成机理动态演变区域差异空间自相关