为解决桑树种质资源表型与营养品质综合评价不足、优质种质筛选缺乏依据的问题,以重庆市万州区重庆三峡农科院桑树种质资源圃42份桑树种质为材料,测定18项表型定性形态、9项表型定量形态及6项叶片品质特性等指标,进行遗传多样性、聚类、主成分和相关性分析。结果表明:(1)表型性状中,叶面、叶基、冬芽颜色等定性性状多样性丰富,叶长、叶宽、叶形指数和叶肉厚度定量性状变异显著(变异系数7.68%~37.61%)。(2)营养品质差异明显,粗蛋白含量最高达256.91 mg/g(‘保坎61’),粗纤维含量14.81%(‘孟简5号’)。(3)聚类分析将42份桑树种质分为7个类群,B、C、E类聚集的种质资源最多。(4)主成分分析提取6个主成分,前5个主成分特征值大于1,6个成分特征值累计贡献率达到81.96%,叶长、叶片大小、粗蛋白、粗脂肪为核心影响指标。(5)表型性状之间相关性显著,叶片表型和营养品质指标相关性较弱。综上,42份桑树种质资源的表型、叶片营养品质表现出丰富的性状差异。后续可扩大种质样本量,补充果实品质、抗逆性等指标,完善综合评价体系,为桑树育种与产业应用提供更全面支撑。
中国南方地区土壤Cd、As复合污染普遍存在,种植非食用性经济作物是重金属污染土壤安全利用和持续生产的重要策略。工业辣椒是一种新兴经济作物,工业辣椒对Cd、As的富集、转运规律及生长响应机制仍需深入研究。本研究通过盆栽试验,探究工业辣椒对Cd、As复合污染土壤中的吸收积累规律、器官分布特征及生长响应。结果表明,Cd、As复合污染显著抑制了工业辣椒的生长,且工业辣椒不同器官对Cd、As的富集特征不同,Cd含量表现为根>叶>茎,As含量则表现为根>茎>叶。各部位富集系数和转运系数均显示Cd>As,表明Cd在工业辣椒体内的富集和转运能力显著强于As。土壤有效态Cd、As受pH和对应元素总量影响显著,且有效Cd与有机质显著相关。最小二乘模型揭示,工业辣椒体内Cd、As含量受土壤中有效态Cd、As驱动,并间接受pH、有机质和总量调控,这些因素最终直接影响植物养分吸收与生长。
为给赖草的实践应用和新品种培育提供科学参考,综述了赖草的耐旱性研究及其在生态修复中的应用。采用文献查阅,并结合对典型干旱区(如毛乌素沙地、三江源高寒草地等)生态修复工程中赖草应用案例的分析,以及相关专利成果的解读,从生理的适应性变化与组织结构的形态调整2个层面阐释赖草的抗旱机理。研究认为,赖草对极端生态环境具有高度适应性,能够在沙地、黑土滩等恶劣环境下有效提高植被盖度10%以上,并显著改善土壤理化性质,如增加土壤含水量和有机质含量,从而达到改善生态环境的效果;其根茎在固土保水、养分循环等方面亦具有重要作用。然而,目前赖草的低结实率严重限制了其在生态治理中的大规模应用。未来育种方向应侧重于结合分子标记辅助选择等现代育种技术,选育种子结实率高、遗传性状一致且产量稳定的新品种,同时培育有性繁殖能力强的赖草新品系,以推动其在生态治理的规模化应用,为沙漠治理、盐碱地恢复、退化生态修复及极端环境下的植被恢复提供种子实物保障和科技支撑。
为探明秸秆炭化还田对泥砂田土壤碳固存、养分有效性及结构稳定性的影响机制,通过田间定位试验,结合有机碳测定,设置对照、秸秆直接还田、低量秸秆炭化还田、高量秸秆炭化还田4组处理,系统研究秸秆炭化还田对稻田土壤有机碳稳定性的影响机制。结果表明,水稻秸秆直接还田和炭化还田均能有效提升稻田土壤pH、有机碳、有效磷、速效钾、碱解氮以及微生物生物量碳含量。3个秸秆还田处理的有机碳增幅在1.9%~12.8%之间,其中高量秸秆炭化还田处理最显著;微生物生物量碳增幅在18.0%~27.3%之间,其中以秸秆直接还田处理最显著。秸秆炭化还田后,低活性有机碳和惰性有机碳的比例增加了2.02~7.46个百分点,尤其是采用高量秸秆炭化还田,与对照比较,高活性有机碳的比例降低了5.8个百分点,惰性有机碳比例增加了4.3个百分点。采用3种秸秆还田处理,土壤大于0.25 mm水稳定性团聚体含量和大于2 mm水稳定性团聚体含量均有一定的增加,其中大于0.25 mm水稳定性团聚体含量增加了6.21%~9.25%;大于2 mm水稳定性团聚体含量增加了14.53%~18.32%。研究表明,秸秆炭化还田可以显著改善土壤酸化状况,提高土壤有机碳含量和稳定性,及速效养分含量和团聚体比例,从而提升土壤固碳能力,尤其以高量秸秆炭化还田处理效果最佳。本研究揭示了秸秆炭化还田在提升泥砂田土壤质量和碳汇潜力方面的作用,为相关农业实践提供了理论依据。
尾菜沼液资源化利用不充分,尾菜沼液灌溉对食叶草产量、品质及土壤质量影响不明。为筛选最优沼液灌溉量,以食叶草为材料,设置清水对照(CK)和4个沼液灌溉量梯度T1(8 L/m2)、T2(10 L/m2)、T3(12 L/m2)、T4(14 L/m2)处理,开展盆栽种植试验,测定食叶草的产量、品质及土壤理化性质和酶活性等指标。结果表明:(1)适量沼液施用可显著提升食叶草产量与品质,与CK相比,各处理下食叶草鲜重提高134%~233%,叶绿素、维生素C、总糖、还原糖及蛋白质含量分别提高13.7%~30.8%、28.27%~148.9%、14.18%~36.28%、44.70%~97.42%和34.86%~44.53% ,T3处理产量和品质提升效果最为显著。(2)沼液施用改善土壤理化性质,T3处理下土壤有机质、速效钾和总氮含量分别提高17.09%、170.7%和40%,pH增加15.56%~21.3%,有效缓解了酸性土壤问题。(3)土壤脲酶、β-葡萄糖苷酶活性随沼液施用量增加而增强,T3处理酶活性峰值显著高于其他处理。(4)过量沼液T4导致还原糖含量下降,养分利用效率降低。研究表明,尾菜沼液灌溉食叶草的最佳施用量为12 L/m2,可协同提升作物产量品质与土壤肥力。未来可开展田间试验验证,检测沼液及土壤重金属累积风险,优化施用时期与频次,为尾菜沼液规模化农用提供技术支撑。
针对传统葡萄园土壤管理问题,聚焦葡萄园土壤有机覆盖这一关键措施,综述了其对土壤微生物群落和土壤代谢的影响。研究发现,有机覆盖通过驱动多阶段腐解过程,显著提升土壤细菌多样性,并富集木质素降解等关键真菌功能类群。更重要的是,有机覆盖增加了碳水化合物、有机酸和脂质等代谢产物的积累,激活核心代谢通路,从而优化养分循环效率。微生物与代谢产物之间形成的协同互作网络,进一步强化了葡萄园土壤生态系统的功能稳定性。本研究为葡萄园土壤管理和可持续农业提供了理论依据,并对该领域的未来研究方向进行了展望。
城市绿地土壤微生物多样性作为生态系统健康性的重要指标备受关注。本研究以深圳市凤凰山人才林公园草坪区为研究对象,系统评估人为踩踏对土壤微生物群落的生态影响。通过高通量测序技术,系统分析踩踏扰动前后土壤微生物多样性、物种组成和菌群功能的变化特征,揭示踩踏对土壤微生物的负面影响机制。结果表明,踩踏可显著降低土壤微生物多样性,其中真菌物种丰富度下降23%,细菌Shannon多样性指数下降5%。主坐标分析(PCoA)和非度量多维尺度分析(NMDS)表明,踩踏显著改变草坪土壤微生物菌群结构,导致真菌和细菌操作分类单元(OTUs)数量减少。物种组成分析发现,拟酸杆菌门的相对丰度在踩踏后显著增加。功能分析显示,植物病原真菌的相对丰度在踩踏后显著增加,表明土壤健康风险增加。本研究量化了踩踏对城市绿地土壤微生物群落的负面影响,可为公园绿地的可持续管理及土壤修复提供科学依据。
为破解云南西双版纳热区农业发展中化肥施用强度与利用效率的矛盾、助力农业绿色转型,分析了西双版纳热区(含景洪市、勐腊县和勐海县)化肥施用现状,揭示了盲目施肥、监管薄弱等问题。针对性地提出了推广测土配方施肥、建设低碳生态热区、构建标准化评估体系、加强技术培训等对策。研究强调构建“环境承载-作物需求-养分循环”三位一体的精准调控体系,为该区域实现化肥减量增效、促进农业可持续发展和乡村振兴战略提供参考,并为其他热带地区的农业绿色转型提供借鉴。
以资阳市2015—2023年农业统计数据为基础,分析了该市化肥总量、单位面积施肥量、化肥品种、养分投入比例变化的变化特征,旨在为资阳市农业绿色高质量发展提供参考。本文在分析化肥施用现状的基础上,结合当地农业生产实际,提出了以优化养分结构为核心的化肥管理对策建议。结果表明:(1)2015—2023年资阳市化肥施用总量呈现显著下降趋势,2023年降至4.4万t,年均降幅为4.85%。(2)资阳市2023年单位面积施肥量显著低于全国和四川省平均水平,也低于原生态环境部提出的相关标准。(3)氮肥和复合肥是资阳市主要施肥品种,磷肥和钾肥的施用量相对偏少。(4)氮、磷、钾投入比例不均衡,钾肥投入比例明显偏低,但近年来有所改善。综上所述,2015—2023年期间,资阳市在化肥减量方面取得一定进展,但化肥产品结构和养分投入仍需优化。建议推广有机肥替代化肥、水肥一体化和农业机械化施肥等技术,优化氮磷钾配比,以促进资阳市农业绿色高质量发展。
为优化盐碱地大豆的种植,本研究在新疆石河子开展田间试验,探究种植密度与施氮量对大豆生长、产量和土壤养分的协同调控效应。试验设置3个种植密度(17万、22万、27万株/hm2,以D1、D2、D3表示)和4个施氮水平(0、75、150、225 kg/hm2,以N0、N1、N2、N3表示)。结果表明:大豆产量随施氮水平增加呈先升后降趋势,D2N2(22万株/hm2+150 kg/hm2)处理效果最佳,不仅显著提升土壤养分(碱解氮含量较D2N0处理提升147.21%~221.02%),且促进籽粒干重积累(0.34 g/d)。,最终实现显著增产(5188.65 kg/hm2)。D2N2通过平衡群体结构与氮素供应,协同提升产量和土壤养分。本研究为盐碱地大豆“以密增产、以氮促效”的栽培策略提供了理论依据。
针对中低产土壤养分亏缺制约玉米生长的问题,为明确根际促生细菌(PGPR)的缓解效应及机制,以玉米品种‘郑单958’为试材,设置对照、接种培养基、接种灭活菌剂、接种菌剂等4个处理,通过盆栽试验,试剂盒法测定叶片抗氧化酶活性、非酶抗氧化物质、渗透调节物质及内源激素含量等指标,分析PGPR对玉米生理特性的影响。结果表明,与对照相比,接种菌剂处理能显著提高玉米叶片的过氧化物酶(POD)、谷胱甘肽还原酶(GR)活性和非酶抗氧化物质、促进类激素含量,以及IAA/ABA、GA/ABA、ZT/ABA、(IAA+GA+ZT)/ABA比值,显著降低叶片可溶性糖、脯氨酸和脱落酸(ABA)含量,其中POD和GR活性分别较对照显著高出59.46%和56.91%,可溶性糖和ABA含量分别较对照显著降低40.32%和23.87%。此外,与接种菌剂处理相比,接种培养基和灭活菌剂处理对玉米叶片生理特性影响较小。综合分析可知,在玉米根部接种PGPR菌剂,能够通过调节玉米叶片抗氧化系统、渗透调节物质和内源激素含量以及内源激素平衡,进而增强玉米植株在中低产土壤中的适应能力。未来可明确PGPR接种浓度优化方案,开展多点田间试验,结合产量与品质指标,为中低产田玉米提质增效提供更全面的技术支撑。
本研究旨在提升苜蓿返青期识别效率及产量估算的准确性,同时降低人工调查的成本。本研究以内蒙古土默特左旗台阁牧苜蓿种植基地为研究区,利用欧洲航天局哨兵二号卫星数据,结合人工观测数据,评估了卫星遥感技术在苜蓿返青识别及产量估算中的可用性和准确性。采用归一化植被指数(NDVI)差值加和法进行返青识别提取,利用NDVI幂函数模型进行苜蓿产量估算。结果表明:在2024年研究区5次返青期(含苗期)的遥感识别结果均符合农业气象观测规范中普遍返青期的标准,实现了准确预测;在4次刈割的产量估算中,遥感模型均能有效预测产量,且对全年总产的预测准确率显著高于单次刈割的预测值,高达88.4%。该研究证实,所提出的返青期识别和产量估算方法能够有效地应用于与试验区环境条件类似的人工种植苜蓿地块中,从而提高调查工作效率,更好地服务于相关企业与农户,并为政府部门及相关单位提供科学的决策依据。
本研究旨在揭示气候变化背景下宜春市双季稻种植气候条件的演变规律。基于该市10个国家气象站1961—2020年的气象资料,选取与双季稻生长密切相关的7项关键气候指标(日平均气温稳定通过10℃初日至日平均气温稳定通过20℃终日期间≥10℃积温、日平均气温稳定通过10℃初日至日平均气温稳定通过20℃终日期间日数、日平均气温稳定通过10℃初日、日平均气温稳定通过20℃终日、主汛期降水量、夏季日最高气温≥35℃日数、秋季降水量),对比分析1961—1990与1991—2020年的变化特征。结果表明:宜春市热量条件显著优化,1961—2020年≥10℃积温与适宜生长期日数均呈递增趋势,空间上均表现为“东南高(多)、西北低(少)”,1991—2020年高值区范围扩大、低值区缩小;日平均气温稳定通过10℃初日提前5~10 d,日平均气温稳定通过20℃终日延后,热量利用时间拓宽。降水条件区域分化明显,主汛期一半区域降水量减少、一半区域递增,1991—2020年高值区范围扩大;秋季70%区域降水量递增、30%区域递减,1991—2020年高/低值区范围缩小、次高/次低值区扩大,降水分布趋均。夏季高温风险上升,90%区域日最高气温≥35℃日数递增,1991—2020年高值区向北部延伸且范围扩大。这些变化对双季稻种植结构调整、抗逆品种选育及灾害风险管理提出了差异化挑战与适应性机遇。
本研究通过开展广西双季稻产量灾损风险区划,为水稻生产的防灾减灾和区域发展规划提供重要科学支撑。利用2005—2021年广西98个县区双季稻的统计产量数据,采用趋势产量分离方法得到相对气象产量,以平均减产率、减产率变异系数和不同减产率的风险概率作为评价因子,构建产量灾损风险指数,进行广西双季稻产量灾损风险区划。研究发现:(1)早稻:桂林南部县区、柳州融安和南部县区、百色田林、崇左宁明和凭祥等地多为中风险区,崇左龙州、桂林永福和荔浦处于高风险区,其余地区处于低风险区;(2)晚稻:河池南部、百色东部、崇左、南宁北部、钦州、北海、贵港东部、梧州、玉林和桂林恭城处于中风险区,崇左龙州、百色平果、南宁上林、钦州港南区和玉林北流处于高风险区,其余地区处于低风险区。在研究时段内,桂北地区早稻高、中产量灾损风险主要与春季低温阴雨和洪涝相关,桂西南早稻高、中产量灾损风险主要与高温热害和干旱相关,桂西部分地区晚稻高、中产量灾损风险主要与秋季阴雨寡照相关。受气候变暖影响,寒露风与晚稻产量灾损的相关性在研究时段内并不显著。针对双季稻产量灾损的中、高风险区,应重点关注主要致灾气象因子,并采取相应的灾害防御措施。研究结果可为广西双季稻的防灾减灾、农业保险开展以及相关科学研究提供科学参考。
农业高纤维废弃物的大量产生构成了重大的环境与资源挑战,其高效资源化利用亟需突破。本研究系统综述了农业高纤维废弃物的来源、性质及其生物与非生物降解技术的国内外研究进展,重点分析了微生物降解技术的作用机制、应用效果及面临的瓶颈。研究表明,生物降解技术因具有环境友好性和经济潜力,被广泛认为是最具前景的主流路径。分子生物学与合成生物学的结合(如基因编辑和工程菌构建),显著提升了降解酶的效能和产物转化率。当前仍面临预处理成本高昂、酶解效率波动性大以及工程菌规模化应用安全风险等关键瓶颈。未来研究应聚焦于研发低能耗的预处理联合技术,强化多学科交叉融合,并建立健全基因工程菌的生物安全评估体系,推动农业高纤维废弃物资源化利用的高效、安全与可持续发展。
本研究聚焦于碳酸盐岩地区土壤形成过程中重金属的积累特点,以杭州市为例,依据母岩岩性将碳酸盐岩划分为3类,即纯碳酸盐岩(灰岩、白云质灰岩)、碳质碳酸盐岩(碳质灰岩、灰岩与碳质泥页岩互层岩)和含其他杂质碳酸盐岩(泥质灰岩、硅质灰岩和灰岩与泥质页岩互层岩)。通过采集土壤与对应的母岩样品,测定砷、镉、汞等元素的含量。结果表明,土壤中砷、镉、汞含量受母岩岩性显著影响,由高至低依次为纯碳酸盐岩发育土壤>碳质灰岩发育土壤>泥质灰岩发育土壤。其中,纯碳酸盐岩发育土壤中砷、镉、汞含量显著高于母岩,平均富集系数分别为7.72、10.05、6.17,且富集系数与母岩中氧化钙、氧化镁总含量和土壤pH呈正相关。碳质碳酸盐岩发育土壤中砷、镉、汞含量接近或略低于其母岩(平均富集系数分别为1.01、0.91、0.92),受母岩中氧化钙和氧化镁总含量影响较小。含其他杂质碳酸盐岩发育土壤中砷、镉、汞含量略高于对应的母岩,富集程度较低(平均富集系数分别为1.20、1.64、1.29),与母岩中氧化钙和氧化镁总含量呈不显著正相关。此外,不同母岩发育土壤中的镉化学形态组成存在一定差异。研究表明,纯碳酸盐岩成土过程伴随明显的重金属富集;碳质碳酸盐岩发育土壤中重金属含量具有继承性,成土过程中存在重金属的轻微淋失;含其他杂质碳酸盐岩发育土壤重金属兼具继承性与低程度富集性特征。