基于灰色关联度分析的辽西地区典型种植模式评价

不同种植模式评价是当今种植制度研究中的热点之一,针对辽西地区自然特点和种植模式混杂多样的现状,在多年试验研究和专家问卷调查的基础上,采用灰色关联度分析方法对辽西地区6种典型种植模式进行了评价。结果表明:无论是在等权关联度下还是在侧重生态环境指标或经济指标的变权重下,南果梨+南瓜种植模式与参考模式的关联度均为最大,分别为0.867、0.920和0.841,南果梨+花生种植模式次之,说明南果梨+南瓜‖花生的林粮间作模式的生态和经济效益最好,是辽西地区发展种植业的最佳模式,玉米/大豆间作模式的关联度最小,分别为0.848、0.901和0.821,这种模式的生态和经济效益最差。该研究结果对保护辽西地区生态环境,发展多熟立体农业,推动该区域的社会经济与环境的协调发展提供了理论依据。     

玉米种植模式对褐土微生物特性的影响

土壤微生物群落组成及其酶活性是表明土壤肥力的重要敏感指标。本研究以辽西北褐土区设置的玉米等行距(对照)、二比空、三比空和大垄双行4种种植模式为对象,调查了玉米不同种植模式对褐土微生物特性的影响。结果表明:在4种种植模式的微生物群落组成中,细菌为优势类群,其中三比空、大垄双行磷脂脂肪酸总量、细菌、丛枝菌根真菌、革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌丰度均显著高于等行距和二比空模式;大垄双行种植模式土壤β-1,4-葡糖苷酶活性、腐生真菌丰度、微生物生物量碳和碱解氮含量均显著高于等行距种植模式,而酸性磷酸酶含量则显著低于等行距种植模式。相关分析表明:碱解氮含量与腐生真菌丰度呈极显著正相关(P0.01),与酸性磷酸酶活性呈显著负相关(P0.05)。大垄双行种植模式较高的腐生真菌丰度有利于分泌更多的β-1,4-葡糖苷酶,提高微生物生物量碳和碱解氮含量,进而促进碳氮循环过程,有利于玉米的生长。     

不同秸秆还田量和氮肥配施对玉米田土壤CO2排放的影响

探讨不同秸秆还田量和氮肥量配施对辽西北半干旱区玉米田土壤CO₂排放的影响,可为固碳减排和黑土地保护计划的实施提供理论支撑。本试验主区设置3个秸秆还田水平,分别为3000(S₁)、6000(S₂)和9000 kg·hm^-2(S₃,秸秆全量还田);副区设置3个氮肥施用水平,分别为105(N₁)、210(N₂,常规施氮量)和420 kg N·hm^-2(N₃),另设置不施氮肥不添加秸秆的对照处理(CK),共10个处理。采集定位试验4年后玉米田间土壤,通过培养试验,探究不同处理对玉米田土壤CO₂排放的影响及CO₂排放与土壤溶解性有机碳(DOC)和微生物生物量碳(MBC)的关系。结果表明: 秸秆还田和氮肥施用均会促进玉米田土壤CO₂排放,并随秸秆还田量和施氮量的增加而显著增加,其中氮肥施用是促进玉米田土壤CO₂排放的最主要因素;秸秆还田与氮肥配施通过促进微生物生物量增加并加剧DOC消耗来促进玉米田土壤CO₂排放;MBC和DOC含量显著刺激玉米田土壤CO₂排放,且主要受两者培养前期含量的影响。从保障秸秆还田培肥地力同时减少CO₂排放的角度考虑,210 kg N·hm^-2常规施氮量与6000 kg·hm^-2秸秆还田配合施用(N₂S₂)是本试验条件下辽西北半干旱区最有潜力的田间施肥模式。     

基于雷达图分析的耕层构造效应综合评价

改善耕层构造是解决旱作农田耕层存在"浅"、"实"、"少"问题的重要技术措施之一,对北方旱作农田合理耕层构建和土壤健康发展具有重要意义。为了探明旱作农田耕层构造的综合效应,在国家农业环境阜新科学观测实验站长期定位试验,设置了上虚下实耕层(up loose and down compaction plough layer,ULDC)、虚实并存耕层(furrow loose and ridge compaction plough layer,FLRC)、全虚耕层(all loose plough layer,AL)、全实耕层(all compaction plough layer,AC) 4种耕层构造,利用2015—2016年2年的产量、水分利用效率、群体生物产量、叶面积指数、光合速率、土壤容重、土壤三相结构距离、根重密度、根表面积密度9个指标,进行基于雷达图分析的耕层构造效应综合评价。根据向量综合评价函数,虚实并存耕层构造、全虚耕层构造、全实耕层构造、上虚下实耕层构造的综合评价值分别为0.8222、0.7174、0.6903、0.6455,验证了虚实并存耕层构造在辽西地区的优越性。综合分析认为,虚实并存耕层是北方旱作农田的最优耕层结构,为区域建立科学的土壤耕作制度和土壤可持续发展提供了理论和技术参考。     

金属离子及CTAB对酵母细胞介电行为的影响——相互作用的模型化解析

利用介电谱方法详细研究了Cu2＋、Zn2＋、Cd2＋、Pb2＋、Al3＋、Ni2＋等金属离子以及阳离子表面活性剂CTAB：十六烷基三甲基溴化铵）对典型的真核细胞——酵母细胞介电性质的影响。在时间变化和浓度变化的情况下,对上述体系在40HZ～110MHz宽频范围进行了介电测量,Cole-Cole拟合确定了介电参数,定性讨论了不同试剂的时间和浓度的各种作用效果。通过无作用的对照细胞和有离子作用的作用组细胞10小时内的介电谱图比较发现,Cu2＋、Pb2＋及CTAB对酵母细胞介电行为的影响是以孵化时间依赖的方式发生;对有时间作用的三者选用不同的浓度进行作用,结果发现Cu2＋及CTAB对酵母细胞的作用同样是以浓度依赖的方式进行,而不同浓度的Pb”的作用效果接近。进一步,根据酵母细胞的结构特点采用双壳介电模型,理论计算了相参数,并结合细胞生理学知识对细胞受金属离子或特殊试剂作用后的相参数变化原因给予了解释;给出了金属离子,特别是Cu2＋以及CTAB与酵母细胞作用的可能机制。此外,模拟了实验条件下细胞悬浮液中各组成相参数对介电谱的依存关系,给出了一些有益的暗示：介电增量主要受细胞膜介电常数和细胞体积分数影响;特征频率尼与液泡膜介电常数以及细胞质的电导率等物理参数有关;而液泡内电导率支配高频的弛豫行为。这些模拟将对酵母细胞介电实时监测技术的实现提供基础参考。     

杜仲叶片干旱胁迫响应相关差异蛋白的筛选与鉴定

为研究干旱胁迫下杜仲幼苗生理生化及分子响应机制,利用盆栽试验,通过持续（3、6、9、12、15 d）干旱胁迫处理和复水处理,研究杜仲幼苗的生理响应特性。同时,通过研究对照与处理15 d后的杜仲幼苗差异蛋白质组,分析杜仲幼苗对干旱胁迫的分子响应机制。结果表明,随着干旱处理时间的延长,杜仲叶片的水分饱和亏逐渐增加;光合速率、蒸腾速率、胞间二氧化碳浓度、气孔导度均逐渐减小;SOD、POD、CAT活性呈先上升后降低的趋势;丙二醛含量则呈现先上升,然后下降,最后又上升的变化特点;脯氨酸和可溶性糖含量的变化趋势与SOD等活性变化一致,前期上升,后期下降。在复水后,杜仲叶片的所有指标均有所恢复,但未达到干旱处理之前的水平。表明干旱胁迫影响了杜仲叶片的正常生长代谢。通过对干旱处理15 d后杜仲叶片总蛋白进行双向电泳分离和MALDI-TOF-TOF生物质谱鉴定,成功鉴定出36个差异表达蛋白,其中22个上调表达,14个下调表达。对36个差异蛋白进行功能分析发现,这些差异蛋白主要涉及信号传导、光合作用、碳代谢、能量代谢、次级代谢物合成、抗氧化保护酶、氨基酸代谢和蛋白质代谢。推测杜仲为适应干旱胁迫,首先是感应干旱胁迫信号,并传导至细胞内,影响杜仲叶片中光合作用、次级代谢物合成和蛋白质的生物合成;同时,通过过氧化物保护酶的作用,将过多活性氧加以清除;另一方面,则是通过增强糖酵解,磷酸戊糖途径,产生能量供杜仲正常生长所需。从生理机制来看,杜仲叶片同过增加胞内脯氨酸、可溶性糖含量,降低胞内渗透势,减少叶片中水分损失,与氨基酸合成和糖代谢相关蛋白的表达量上升的结果一致。