为提高操作效率，本研究开发出一种简洁有效的作物总RNA提取方法。研究以油菜、棉花、花生、小麦、马铃薯、玉米、大豆、西葫芦等作物的不同组织为试材，通过CTAB法、改良CTAB法及TanSzol Reagent试剂盒法提取总RNA，检测结果发现，经过改良后的CTAB法提取的总RNA质量较高。在油菜花瓣、小麦、花生、西葫芦叶片中，该方法获得了较高的总RNA得率，分别为24.5、23.7、26.4、17.35 μg/mL；OD260/280和OD260/230值分别为1.90、1.73、1.72、1.80和2.10、1.50、2.01、1.70。综合比较以上3种方法，改良后的CTAB法适用于油菜、小麦、花生、西葫芦等作物的总RNA提取，为后续分子生物学检测奠定了基础。
为了防控高原湖泊流域稻田氮素径流流失，保护受纳水体生态环境。在洱海流域水旱轮作种植模式下，设置不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、有机无机配施(NPKS)、有机肥全量替代(SS) 4个等氮量有机替代处理，研究水稻田面水氮素浓度的动态变化特征，探讨有机肥替代化肥施用对田面水氮素流失的影响。试验结果表明：基肥施用后田面水NH4+-N、NO3--N、Org-N和TN浓度迅速升高，在3~7 d内达到峰值，施肥后7 d是防止田面水氮素大量流失的关键风险期。等氮量有机替代种植，田面水中NH4+-N/TN浓度占比为39.01%~54.01%，NO3--N/TN浓度占比为11.33%~21.62%，Org-N/TN浓度占比为33.85%~41.94%。化肥氮施用增加田面水NH4+-N/TN浓度占比，有机肥施用增加田面水NO3--N/TN和Org-N/TN浓度占比。等氮量有机替代对田面水氮素浓度的响应随施肥天数的增加而减弱，田面水NH4+-N、NO3--N、Org-N、TN的浓度变化呈一元二次多项式下降，基肥施氮后35~40 d田面水氮素浓度趋于稳定低水平。在3种有机替代种植方式中，NPKS处理可降低田面水氮素浓度，降低稻田氮素流失风险。
为探究不同生育期喷施硒(Se)肥对白菜Se和镉(Cd)吸收的影响。通过田间试验，研究不同生育期喷施Se肥对Cd污染土壤白菜固Cd增Se及对外源Se利用指数的影响。结果表明：白菜幼苗期+莲座期+结球期(YM+LZ+JQ)喷施Se肥白菜地上部生物量显著高于其他喷施时期；不同生育期喷施Se肥均可降低白菜地上部和地下部Cd含量，在白菜苗期+莲座期+结球期连续喷施Se肥降Cd效果较为明显，同时白菜地上部、地下部Se含量显著高于其他喷施时期；白菜苗期+莲座期+结球期连续喷施Se肥白菜外源Se利用指数为2.63，显著高于其他喷施时期。综上，在白菜幼苗期+莲座期+结球期喷施Se肥降Cd增Se效果较好。
碳氮比是反映有机肥肥效的重要指标之一。探讨有机肥碳氮比对烤烟根际土壤微环境及烟叶产质量的影响，为土壤培肥及其可持续管理提供科学依据。2021—2022年在云南省寻甸酸性山原红壤上，以烤烟‘云烟87’为材料，采用大田试验，研究等氮磷钾条件下施无机化肥对照(T1，CK)，以及配施不同碳氮比有机肥(10:1、15:1、20:1、25:1)对植烟土壤肥力、土壤团聚体、微生物群落及烟叶产质量的影响。结果表明：与CK相比，T2、T3、T5土壤pH升高0.09~0.13个单位；T2、T3、T4、T5显著增加土壤有机质、水解性氮、有效磷及有机碳含量，分别提高9.91%~17.40%、9.11%~16.45%、7.16%~43.68%、11.61%~39.54%；T2、T3土壤速效钾含量较CK显著提高8.12%、14.63%。T2、T3、T4、T5的土壤SOC含量及C/N较CK分别显著提高11.61%~39.54%、4.48%~29.72%。T2、T3、T4、T5的大粒径团聚体(>5、2~5、1~2 mm)含量显著增加20.75%~75.91%、10.06%~54.50%和16.98%~66.13%；而其微团聚体(0.053~0.25、<0.053 mm)含量较CK显著下降10.61%~54.52%；土壤真菌、细菌、放线菌及微生物量碳、氮含量均显著增加。T2、T3可促进烟株生长，其叶面积较CK分别显著增加7.36%和14.92%。与CK相比，T2、T3的产量和产值分别显著提高11.99%、16.93%及5.92%、15.46%。T3能显著增加烟叶总糖、还原糖和钾含量，降低总氮和烟碱含量，烟叶化学成分较协调。施碳氮比(10:1、15:1)的有机肥有利于提升土壤pH及土壤肥力，改善土壤团聚体结构和稳定性，增加土壤微生物数量及微生物群落丰度，促进烤烟发育，提高烟叶产值和品质。
为了说明艾蒿在砷等重金属复合污染土壤修复中的作用，以广西某有色金属矿区废弃砒霜冶炼厂周边的艾蒿为研究对象，利用随机采样的方法，采集调查样地中的艾蒿优势种群及其根部土壤样品，对不同采样点艾蒿根部土壤的部分理化指标及艾蒿根茎叶的重金属含量进行测定，并对艾蒿不同部位的重金属富集系数和转运系数进行比较分析，对根部土壤与艾蒿不同部位重金属含量的相关性进行分析，用单因子污染指数、内梅罗综合污染指数和地累积指数对艾蒿根部土壤的污染状况进行评价。结果表明：（1）采样点土壤重金属污染极为严重，与所在县区土壤背景值相比，艾蒿根部土壤被测重金属元素最大超标倍数分别为As 1582.6、Mn 11.4、Zn 44.3、Cu 32.6、Pb 12.2、Cd 285.7，平均超标倍数分别为As 545.37、Mn 2.60、Zn 7.56、Cu 4.77、Pb 5.50、Cd 80.83。其中，砷和镉的污染最为严重，锌的污染较为严重，铅的污染位居第三，铜的污染相对较轻，锰的污染最轻。（2）艾蒿根部土壤的单项污染指数与地累积指数计算结果基本一致，各采样点艾蒿根部土壤的内梅罗综合污染指数均为重度以上，不同重金属元素污染程度大小排序为：As>Cd>Zn>Pb>Cu。（3）艾蒿能够耐受土壤中多种重金属的复合胁迫，但不是被测重金属元素的超富集植物。（4）艾蒿对Mn、Zn、Cu的富集和转移能力相对较强，可将其转运到地上部分；而对Pb、As、Cd的富集和转运能力较弱，可将其主要囤积在根部。因为艾蒿生物量大，对生境要求不高，既可将土壤中的部分重金属进行稳定化处理，也可以将土壤中的部分重金属进行植物萃取处理，所以，可将其用于重金属复合污染土壤的植物修复。
本研究旨在探明添加绿肥对中国农田土壤温室气体（N2O和CH4）排放的影响，为绿肥科学施用、温室气体减排和作物增产提供理论依据。采用数据整合分析(Meta-analysis)方法，通过“中国知网”、“谷歌学术”和“Web of Science”等中英文数据库以“绿肥”、“农田”和“温室气体”等关键词进行检索，收集到国内外关于添加绿肥对农田土壤温室气体排放影响研究的有效数据137组，定量分析添加绿肥对中国农田土壤温室气体排放的影响及其主要影响因素。结果表明：与不添加绿肥相比，添加绿肥显著的促进N2O、CH4的排放和GWP、GHGI的提高，提升幅度分别为16.1%、45.8%和25.7%、12.9%。施用豆科和非豆科绿肥均显著增加N2O和CH4排放和GWP，施用非豆科绿肥对GHGI没有显著影响，豆科绿肥相比于非豆科绿肥能显著增加土壤N2O的排放和GWP、GHGI。不同绿肥施用措施均显著增加N2O和CH4的排放和GWP，其中绿肥配施化肥措施下N2O、CH4和GWP的提升幅度显著高于其他两种措施，但绿肥配施化肥显著降低了GHGI (-5.5%)。相比于不添加绿肥，绿肥还田量<5000 kg/hm2时对GHGI没有显著影响，绿肥还田量<5000 kg/hm2显著提升N2O和CH4的排放。在年均降雨量<600 mm时，添加绿肥对GWP没有显著影响；在年均降雨量<1200 mm时添加绿肥对GHGI无显著影响。随着年均温不断增加，对GWP的提升幅度也不断增大；在<16℃时，添加绿肥对GHGI表现为显著降低，其中<12℃降低幅度更大。N2O和CH4排放量与土壤有效氮含量显著正相关。不同土地利用类型下添加绿肥对N2O排放和GWP有显著的提升，其中旱地土壤条件下的提升幅度小于水田土壤，但在旱地土壤条件下添加绿肥显著降低了GHGI。总之，添加非豆科绿肥配施化肥(<5000 kg/hm2)还田尤其在气候温暖湿润的旱地土壤地区（年降雨<1200 mm、年均温<16℃），能有很好的减排的效果。
为研究气候资源变化对湖北省一季稻气候生产潜力的影响，采用湖北省28个气象站点1961—2019年逐日地面气象资料及一季稻生育期资料，分析一季稻生育期内太阳总辐射、≥10℃有效积温和降水量的时空变化规律；并利用逐级订正法计算一季稻光合、光温及气候生产潜力并进行时空变化规律分析，定量描述辐射、温度和降水变化对作物生产潜力的影响。结果表明：1961—2019年一季稻生育期间绝大部地区太阳辐射显著下降，≥10℃有效积温为显著上升趋势；太阳辐射和有效积温在湖北省内呈北高南低分布。降水量年际变化为不显著的上升趋势，全省仅西南地区为降水高值区。一季稻光合、光温和气候生产潜力均值分别为20134.63 kg/hm2、19434.79 kg/hm2和13523.16 kg/hm2；绝大部分地区光合与光温生产潜力都呈显著下降趋势，气候生产潜力为不显著下降趋势，三者的平均气候倾向率分别为 -39.26 kg/(hm2·a)、-35.68 kg/(hm2·a)和-15.76 kg/(hm2·a)。辐射资源下降导致全省一季稻气候生产潜力下降范围为-32.87~-104.51 kg/(hm2·a)，少数站点受到热量和降水资源变化的负面影响，大部分站点受到不同程度的正面影响，综合气候资源影响为负效应。研究得出湖北省一季稻气候生产潜力下降主要是由辐射下降导致。
本研究基于2012—2021年在盐池县收集的黄花菜生长周期观测数据以及同一时期盐池国家基本气象站的地面气象观测资料，分析了黄花菜初花期与气象因素之间的关系。分析结果显示，黄花菜初花期与4月上旬—6月中旬的日照时长以及气温稳定超过11℃的累积温度有较强的相关性。利用这一发现，我们构建了一个预测模型，并对2022—2023年的黄花菜初花期进行了预测，预测结果与实际观测值的偏差仅为1~2 d。这表明所建立的预测模型能够准确预测黄花菜的初花期，这对于满足当地特色产业的服务需求、促进县域旅游业和经济发展具有积极意义。
利用贵德地区种植历史悠久软梨品种2007—2020年开花始期和同期气象要素数据，分析始花期与每旬平均气温、旬平均最高气温、旬平均最低气温、旬降水量和旬日照时数的相关性，应用逐步回归方法建立每年2月下旬—4月上旬每旬的梨树始花期预报模型。通过9月上旬—次年4月中旬期间每旬气温、降水量和日照时数与梨树开花始期距平日序做相关性计算，梨花开放的迟早受梨树越冬期不同时段的气象因子影响，后期气象因子影响大，前期气象因子影响相对较小；温度、日照因子影响大，降水因子影响较小。模型检验结果显示，预测值与实测值相差3 d之内的有10 a，预报正确率达86%，预测准确率高，拟合度好，该模型能够更好地服务于黄河生态文化旅游的发展。
为分析气候变暖背景下陕西猕猴桃温度适宜度的变化特征，为陕西猕猴桃产业适应气候变化提供科学依据和参考，提升陕西猕猴桃产业可持续发展能力。根据陕西猕猴桃全生育期温度适宜度函数，分析评价华县、眉县、城固3个代表县1961—2010年的猕猴桃温度适宜度，并利用RCPs排放情景下的气候变化预估数据对2016—2060年的陕西猕猴桃温度适宜度进行预估。研究表明：1961—2010年陕西猕猴桃温度适宜度呈2—3年缓慢波动变化趋势，1992年后猕猴桃温度适宜度呈升高的趋势；未来在中等和高排放情景下，陕西猕猴桃温度适宜度呈缓慢波动上升趋势，且高排放情景下猕猴桃温度适宜度的趋势强度要强于中等排放情景；中等和高排放情景下陕西猕猴桃温度适宜度分布较1961—2010年均有不同程度北移，除渭北东部地区猕猴桃温度适宜度升高较为明显外，关中和陕南的猕猴桃温度适宜度均有所下降，原有的适宜区范围缩小较为明显，且高排放情景下更为显著。未来陕西猕猴桃产业发展可考虑种植适度北移，同时考虑未来增温对猕猴桃产业造成的威胁，尤其是关中和陕南猕猴桃产区猕猴桃温度适宜度存在下降风险，高温热害对猕猴桃的威胁可能逐步上升。研究结果可为今后陕西猕猴桃产业的布局调整提供一定参考。
以保山各县区2015—2020年11个烤烟气象站点的逐日降水量和气温数据为基础资料，对云南保山烤烟生长发育过程中降雨风险指标及其时空分布特征进行分析，并构建干旱危险性评价模型，旨在为保山烤烟安全生产及风险防范策略制定提供依据。结合地理信息系统软件ArcGis和气候倾向率、趋势系数等相关数理统计方法分析保山烟区降水和干旱风险的时空分布特征。采用层次分析法和干旱危险性评价模型，借助GIS平台实现保山烟区的干旱灾害危险性评价区划。结果表明：洪涝高风险地区主要集中在保山西部的龙陵和腾冲地区，龙陵年降水量在1060~1865.6 mm，腾冲年降水量在804~1348.5 mm，均大于烤烟正常需水量的2倍，其中腾冲猴桥地区气候倾向率最大，通过了0.01显著性检验，逐年上升趋势十分显著。烤烟旺长期干旱风险主要发生在保山中部和东部。施甸旧城和隆阳区附近的干旱风险最高，达到严重风险以上；保山中部和东部大部分地区干旱危险性风险都在中等风险以下，利于烤烟种植。本文研究阐明了保山烟区的水分气候条件对烤烟种植的重要影响，有利于保山地区烤烟优质生产及当地政府气象防灾减灾策略制定。
为研究世界最大黄土塬面“董志塬”腹地的陇东塬区典型代表区域——庆阳市西峰区春季气候变化对冬小麦产量形成的影响，利用1985—2020年春季平均气温、降水量、日照时数距平和冬小麦产量资料，分析了春季气候变化特征及其对冬小麦产量形成的丰歉及利弊影响。结果表明，春季平均气温距平随年代增加呈极显著上升趋势，上升速率为1.04℃/10a，增温幅度远高于全球和全国平均水平；降水量距平百分率呈波动减少趋势，减少速率为2.72 mm/10a；日照时数距平百分率呈增加趋势，增加速率为2.45 h/10a；冬小麦产量呈增加趋势，增加速率每10 a为470.14 kg/hm2。用气候产量的丰歉反映冬小麦关键生育期气候资源与其产量形成的匹配程度，36年来匹配较好的丰产年占58%，歉产年占42%；气象条件有利于冬小麦产量形成的年份占53%，不利年份占47%。研究结果可以根据气候变化指导该地区作物布局及农业生产，趋利避害，对促进冬小麦提质增产具有一定的积极作用。
为突出土壤条件变化对粮食产量的影响，采用趋势分析法和对比分析法，以兰考县耕地资源质量分类监测工作为例，分析土壤监测样点不同年份的土壤条件变化对当地粮食产量造成的影响。研究表明，土壤有机质含量的增加和土壤pH在合理范围内的增加都能够提升粮食产量。建议以测土配方施肥为基础，增加有机肥的使用量，提升土壤有机质含量，并针对当地土壤的实际情况和主要作物类型，提出有针对性的改良土壤pH的措施，以提升粮食产量。
利用堆肥发酵的方式获得有机肥，不但可以摆脱西藏地区有机肥不足需要从区外购买的困境，而且对改善西藏的生态环境、解决有机废弃物污染的问题也具有非常重要的意义。高原环境具有昼夜温差较大、常年低温及空气湿度较低等特点，目前对高原环境下的堆肥研究还鲜有报道。本研究在高原环境条件下对以青稞秸秆和牛粪为主要原料的堆肥发酵初始参数进行研究，结果表明，底物成分配比是影响堆肥高温期天数和底物降解的最重要因素，其次是通风时长，当牛粪和青稞秸秆比为2:1、含水率为60%、通风量设置为2 m3/min、持续时间为0.5 min/d时，可以获得较好的堆肥产品。研究结果可为高原条件下的堆肥发酵提供借鉴和参考。
为探究不同施氮和施磷水平对农田土壤全量养分、速效养分含量及其生态化学计量的影响，分析土壤环境因子和碳、氮、磷含量与全量养分生态化学计量和速效养分生态化学计量相关关系，阐明不同施肥水平对农田土壤养分动态平衡的影响。以黄土高原春小麦农田土壤为研究对象，于2017年布设N、P添加试验，试验处理包括对照(CK)、低氮(LN)、中氮(MN)、高氮(HN)、低磷(LP)、中磷(MP)、高磷(HP)共7个处理。结果表明：（1）氮添加显著增加了土壤氨态氮(NH4+-N)、硝态氮(NO3--N)含量，磷添加显著降低了土壤NH4+-N、NO3--N含量(P<0.05)；氮、磷养分添加对全氮(TN)含量均无显著影响(P>0.05)。（2）N添加显著增加了土壤C/N、C/P、N/P、C/AP、AN/AP，显著降低了土壤C/AN(P<0.05)；P添加显著降低了土壤C/N、C/P、N/P、C/AP、AN/AP，显著增加了土壤C/AN(P<0.05)。（3）土壤C/N和C/AN呈显著负相关关系(P<0.05)，C/P和C/AP、N/P和AN/AP呈显著正相关关系。综上，黄土高原地区农田土壤速效养分和速效生态化学计量能够更加灵敏地响应N、P养分添加。
为筛选适合应用于杂草控制及莴苣生长最适叶渣覆盖量，以富含化感物质的艳山姜修剪茎叶为材料，根据覆盖栽培理论和化感作用控草原理，通过在莴苣田行间覆盖不同量艳山姜茎叶渣，评价田间杂草、莴苣生长及土壤理化性质变化。结果显示，随着艳山姜茎叶渣覆盖量的增加，其对莴苣田杂草的抑制效果增强。其中，与对照组相比，用1200 g/m2艳山姜茎叶渣覆盖处理后，莴苣田间杂草的种类、数量和多样性降低，杂草生物量（鲜重、干重）分别降低了87.93%、90.54%。同时，莴苣叶片叶绿素含量和单株平均鲜重最高，品质最优。此外，土壤有机质、全氮、速效氮和速效磷含量增高。当覆盖量大于1600 g/m2时，土壤理化性状呈现不同变化趋势，莴苣生长受到抑制，但品质总体有提升。总体而言，在四川宜宾地区冬春莴苣生产中，使用1200 g/m2的艳山姜茎叶渣覆盖处理能够最有效地抑制田间杂草生长、改善土壤环境并促进莴苣生长发育。
为探索不同移栽期对贵州辣椒产量、品质及光合特性的影响，以贵州主栽品种‘辣研一号’、‘遵义朝天椒’、‘线椒269’为试材，设置7个移栽期，比较不同移栽期辣椒产量结构差异，并分析温度和降水与辣椒生育期进程、光合特性指标、产量构成和品质指标等的关系。在贵州地区，辣椒生长阶段平均气温对产量影响最大，各生育阶段持续天数与气象因子有关。适时早播能延长辣椒的生育天数，增加辣椒开花后的日较差，提升净光合速率，温度和降水主要通过影响辣椒植株的株高、茎粗、维生素C、辣椒素、二氢辣椒素等指标影响产量和品质。辣椒产量随着移栽期推迟表现出先增加后逐渐减少的趋势，适时的早播有利于辣椒增产。
研究有机肥对烤烟产量和品质的影响，可为陕西渭北旱塬烤烟产区有机肥替代部分化肥应用提供理论依据。通过田间试验、室内化学分析及感官评价相结合的方法，研究有机肥部分替代化肥对烤烟生长发育、产量、化学成分、感官评吸质量及经济效益的影响。结果表明：有机肥替代20%~40%的化肥有利于烤烟提早成熟，在烤烟成熟期，可使烤烟倒四叶叶片的SPAD值降低5.63%~6.83%，有机肥替代20%~40%的化肥处理与常规施肥相比，中上等烟叶的占比率提升19.94%~29.76%，总产值和净产值分别提升4.70%~6.96%和8.12%~20.26%，其评吸综合分值显著高于常规施肥和有机肥替代10%的化肥处理。利用主成分分析对代表烤烟产质量的11项指标进行综合评价，有机肥替代30%的化肥处理综合得分最高，其次是有机肥替代20%的化肥处理，再次是有机肥替代40%的化肥处理。在陕西渭北旱塬烟区，有机肥替代20%~40%的化肥有利于烟叶化学成分内在的协调性，能显著促进烟叶成熟，增加烤烟中上等烟叶的占比率，提高烤烟的经济效益。
为研究玉米群体干物质、产量、养分吸收转运对钾素的响应。于2018—2019年在宁夏银川平吉堡开展田间试验，设6个钾肥用量，依次为0、60、120、180、240、300 kg/hm2。结果表明：施钾显著提高了玉米干物质积累、钾素吸收转运及利用效率，以施钾量为180 kg/hm2条件下最好，成熟期干物质积累量较对照提高了3.04%~13.80%，穗钾素积累量较对照提高32.17%~42.57%。施钾处理下钾素转运量提高了20.28%~68.73%，钾转运率提高了10.16%~30.37%，转运养分对籽粒贡献率提高了20.40%~67.71%。180 kg/hm2较其他施钾处理，钾素吸收利用效率提高了20.09%~247.97%，钾素农学利用率提高了37.47%~221.27%，产量提高了6.99%~18.14%。综合考虑玉米产量、养分积累与转运及肥料利用等因素，本试验条件下以施钾量为180 kg/hm2较为适宜。
针对黄河三角洲盐碱稻田土壤磷素有效性低、淋失严重的问题。采用田间定位试验，探究了生物炭及改性生物炭添加对土壤磷有效性和磷素淋失风险的影响。试验设4个处理：（1）空白对照，CK；（2）常规施肥，NPK；（3）常规施肥+秸秆源生物炭8000 kg/hm2；（4）常规施肥+秸秆源铁改性生物炭8000 kg/hm2。结果表明：相比于NPK处理，生物炭及改性生物炭处理后表层土壤速效磷、全磷含量显著增加，其中速效磷含量增加41%以上。土壤全磷含量随土壤深度增加而降低，在60~80 cm土层中改性生物炭处理土壤全磷含量最低。土壤金属氧化物、有机碳及可溶性有机碳与土壤全磷、速效磷及水溶性磷存在显著正相关关系，表明土壤磷、金属氧化物和有机质可能存在共迁移；改性生物炭添加后土壤磷素饱和度显著降低。综上所述，改性生物炭添加降低土壤磷素淋失风险。
