基于氮平衡的盐城市畜禽养殖环境承载力分析

滨海地区为海陆交互地带, 具有明显的过渡性与环境的脆弱性。江苏省滨海是江苏省畜禽养殖最为集中的区域, 其巨大的环境风险给区域生态环境造成巨大压力。种养平衡是约束区域养殖规模, 缓解其环境风险的主要策略之一。现以盐城市为例, 借助Truog的养分平衡法, 以种养平衡为前提, 结合政府统计资料和实地调研踏勘与采样数据分析盐城市种植业生产农作物氮养分年消耗总量和耕地土壤氮养分供给量, 对盐城市亭湖区和盐都区各镇的畜禽养殖环境承载力进行分析, 结果表明: (1)研究区土壤氮养分含量较为紧缺, 农作物氮需求总量为1.44×104 t, 土壤氮养分供给量仅为0.97×104 t; (2)研究区合理承载规模为7.20×104头猪当量, 基于氮的畜禽环境承载力均值为氮5.77头猪当量·hm-2, 在区域内处于较低水平, 承载潜力较大, 并未对环境造成威胁, 各乡镇畜禽养殖发展存在显著差异; (3)畜禽养殖空间分布错位, 局部地区污染严重。当前研究区畜禽养殖规模总体较为合理, 研究结果可为滨海地区畜禽养殖的种养结合、畜禽产业结构调整、实现畜禽养殖业现代化提供支持。     

畜禽粪便和粪水厌氧消化技术分析与展望

随着我国畜禽养殖集约化程度的不断提高,畜禽粪污导致的环境污染已成为畜禽养殖业发展面临的重要制约因素。粪污通过厌氧消化可回收能源、生产沼肥和消灭病原菌,避免对环境产生危害,是畜禽粪污处理和资源利用技术链条的核心环节。根据原料性质的差异,将粪污区分为畜禽粪便与养殖废水,分别探讨了这两种处理对象厌氧消化处理的不同技术难点和发展方向。针对畜禽粪便,重点探讨了高含氮粪便厌氧消化过程中存在的氨抑制问题及解除氨抑制的方法;针对养殖废水,介绍了废水处理与回用标准,比较分析了升流式厌氧污泥床、厌氧膜生物反应器、厌氧折流板反应器和自搅拌厌氧折流板反应器等几种代表性的和新型的废水厌氧处理工艺,并展望了技术的创新发展,旨在为畜禽粪便和养殖废水的厌氧消化及废水回用技术的发展提供参考。     

稻渔综合种养的科学范式

21世纪是渔业的世纪。中国和世界水产业历经数十年的发展为人类应对食品危机做出了巨大贡献。然而,我国传统的水产业对产量的片面追求导致养殖环境日趋恶化,养殖生态系统不断退化,养殖业的可持续发展受到限制。传统稻田其氮素的流失亦是导致农业面源污染的主要原因之一。我国当前的环境问题源于复合生态系统演化进程的缺陷,解决当前的环境问题,必须从优化复合生态系统演化进程着眼。采用优化的生态循环水产养殖模式,如综合水产养殖则可以大大提高氮、磷等养分物质的利用率。稻渔综合种养是一种科学的复合生态模式,可以概括为三种模式,一种是在我国传统稻田养鱼的基础上,逐步发展起来的一种稻渔共生模式,可采取稻鱼、稻蟹、稻虾等多种共作形式;二是稻田作为湿地用于处理水产养殖尾水的模式,属于异位处理形式;三是将稻渔共生和水产养殖相耦合的模式,尤其是与多种水产养殖形式结合或与复合水产养殖系统相结合,甚至是与农牧系统相结合。这第三种稻渔共作模式又称为陆基生态渔场,具有高产、高品质、高生态可持续性等特点,应加强对该创新养殖模式中有机碳、氮、磷等营养收支平衡和循环利用的相关机制以及复合生态系统对外源营养输入的整体响应机制开展研究。概括而...     

京郊典型集约化"农田-畜牧"生产系统氮素流动特征

城郊畜牧业的集约化发展在满足人们日益增长的肉蛋奶等动物性产品需求的同时,也带来了巨大的环境压力。本文利用养分流动和模型分析的方法,分析北京市郊区某村三种不同类型"农田-畜牧"生产系统(大型集约化种猪场、种养结合小规模生态养殖园和集约化单一种植区)的氮素流动特征。结果表明:饲料是集约化种猪场和生态养殖园氮素输入的主要来源,饲料投入氮量分别为12469.0和9268.5 kg.hm-.2a-1);集约化种猪场农牧体系间生产脱节,致使农田氮素输入主要依赖于化肥投入,化肥氮输入量(435.0 kg.hm-.2a-1)占农田氮素输入量的82.7%。相反,生态养殖园农牧体系结合紧密,猪粪尿氮还田比例达28.6%,这使得园区化肥氮输入量仅为135.0 kg.hm-.2a-1,因此畜禽粪尿的合理循环利用可作为减少化肥投入的有效途径;集约化种猪场、生态养殖园和单一种植区农牧生产系统氮素利用效率分别为18.8%、20.6%和17.3%,均处于较低水平;集约化种猪场猪粪尿在猪舍和储藏处理过程的氮素损失率为15.8%和25.4%,分别低于小规模生态养殖园相应损失率约8.7和4.8个百分点;生态养殖园粪肥氮还田量高,导致农田氮素盈余量高达1962.8 kg.hm-.2a-1,未能实现生态型养殖的理想效果,优化氮素管理、确定合理的消纳畜禽粪尿的农田面积和调整畜禽养殖密度是解决该问题的关键。     

山地-绿洲“共轭型”生态牧场理念源起、概念框架与发展模式——以祁连山牧区为例

区域协调发展空间布局及耦合效应是国土空间治理现代化、区域生态保护和高质量发展绕不开的重要命题。本研究利用146户牧户访谈和21次管理部门调研资料,结合卫星遥感数据和文献资料,从“三生”(生产、生活、生态)视角爬梳祁连山草地畜牧业、河西走廊饲草种植业、牧户生计路径策略的历史源起和发展历程。在生态系统服务流理论指导下深入刻画了祁连山与河西走廊农牧耦合系统的空间联系,诠释了祁连山-河西走廊“共轭型”生态牧场概念框架与发展模式。研究认为：(1)2011年“草原生态奖补政策”实施以来祁连山地区植被覆盖度增加显著(P<0.05);传统牧业户、生态移民户的生计多样化指数分别是2.22和2.69,生计能力脆弱;外购草料、舍饲养殖、人工种草、异地借牧(秸秆补饲)、流转草原等是牧户落实草畜动态平衡的基础性生计策略,实现了祁连山草地畜牧业由超载过牧到“超载不过牧”的跨越式转型;(2)祁连山山地系统将生态系统服务(淡水资源供给)外溢至河西走廊绿洲系统以支撑饲草种植业发展,河西走廊饲草种植业提供优质饲草“反哺”祁连山草地畜牧业发展,二者构成了山地-绿洲“共轭空间”;借助外界物质能量输入路径的“虚拟草场”模...     

牲畜粪便氨气挥发相关研究进展

近年来随着规模化养殖业的快速发展, 未经处理的牲畜粪便在堆放后易产生大量氨气, 大气中氨气浓度增加导致空气中N 含量超过极限浓度, 引发酸雨的形成, 对农作物和建筑物造成极大的危害, 并进一步促进高浓度大气颗粒物--PM2.5的形成, 引发人体呼吸道炎症等疾病, 故对各大型养殖基地牲畜粪便污染控制与资源化利用提出了新的挑战。据此文章对牲畜粪便的污染来源及污染现状做了详细阐述, 并针对牲畜粪便引起的环境污染、生态破坏及影响生产生活等问题进行了详细剖析。同时介绍了国内外就减少牲畜粪便中氨挥发方面的研究进展, 且针对氨挥发造成的一系列环境问题, 提出采取物理方法、化学方法、生物方法和日粮调控等降低牲畜粪便氨排放的措施。在对众多方法进行比较研究后发现, ZnSO₄ 处理法和微生态制剂EM 处理法效果最佳, 同时文章进一步探讨该领域未来的研究热点, 寻求适用于牲畜粪便无害化处理的综合性方法。     

茄子果实相关农艺性状全基因组关联分析研究进展与展望

茄子是重要的园艺作物,也是茄科植物中种植最广泛的蔬菜之一。茄子果实相关农艺性状是一种复杂的数量性状,传统育种选育效率低、周期长。高通量测序技术与生物信息学技术的快速发展,使得全基因组关联分析(genome-wide association study, GWAS)在解析茄子果实相关复杂农艺性状的遗传规律方面展现出巨大的应用前景。本文对全基因组关联分析在茄子的果形、果色等果实相关农艺性状中的研究进展进行了综述;针对茄子数量性状遗传研究中普遍存在的“丢失遗传力”(missing heritability)问题,从4个GWAS策略在茄子果实相关农艺性状研究中的应用热点出发,提出了未来茄子GWAS的发展对策;并结合当前茄子遗传改良的实践需求,展望了GWAS策略在茄子分子育种领域的广阔应用前景。本文为今后利用GWAS解析各种茄子果实相关性状的遗传基础以及选育符合消费者需求的果实材料提供了理论依据和参考。     

基于“策略—反馈”的琶洲中东区韧性城市设计

珠江三角洲（简称“珠三角”）城市普遍受到气候变化和城市扩张的干扰，广州琶洲中东区作为珠三角的微观城市组团，是珠三角韧性演进表达的载体，以其为例探索整合城市与生态环境的韧性设计机制。首先辨析了城市韧性的分析方法、策略及评价体系，对珠三角的脆弱性进行背景研究；然后通过对琶洲中东区的脆弱性分析和灾害模拟，提出3 个层次的韧性整合策略，包括连接现有破碎的蓝绿系统的结构性策略，构建基于公共交通为导向（TODs）、垂直水岸的步行可达空间的连接方式以及分散式雨水存储系统与多用堤岸模式的节点处理；最后利用GIS、Fragstats 和Depthmap 等软件平台和数据分析手段，对韧性策略和设计方案进行评估并给予反馈，从而构建起微观城市组团层面全过程的“分析—策略—方案—反馈”的韧性城设计框架。结果表明：运用基于“策略—反馈”机制的方案设计有助于提升景观连接度、空间集成度，有效适应洪涝干扰，更好地落实城市韧性。     

可视化分析在病原体核酸现场快速检测中的研究进展

核酸检测因灵敏度高、特异性强而被广泛应用于病原体筛查与检测。随着检测需求的增加和扩增技术的发展，核酸检测方法逐渐向简单、快速、低成本方向发展。作为核酸检测“金标准”的实时荧光定量PCR法依赖昂贵的荧光读取设备和专业的操作人员，并不适用于病原体的现场快速检测。可视化检测方法无需依赖激发光源或复杂的设备，将可视化检测方法与快速、高效的扩增技术结合，能够以更直观、便携的方式呈现检测结果，具有即时检测(point-of-care testing,POCT)的潜力。本文对与扩增技术、CRISPR/Cas技术结合的可视化分析在病原体核酸快速检测中的应用及优缺点展开综述，以期为基于病原体核酸的POCT策略提供参考。     

中欧组织间合作研究项目MIX-UP助力实现“碳中和”

随着全球塑料循环体系的变革升级,提高塑料的回收利用不仅可以减少塑料在生命周期中的碳排放,还可以解决废塑料潜在的生态环境危害。文中介绍了2019年国家自然科学基金组织间国际 (地区) 合作研究项目“废塑料资源高效生物降解转化的关键科学问题与技术 (MIXed plastics biodegradation and UPcycling using microbial communities,MIX-UP)”。该项目聚焦“塑料污染”这一全球化的问题,围绕中欧双方确定的“塑料生物降解菌群”研究领域,联合中欧双方14家优势科研单位,开展实质性的重大前沿合作研究。针对废塑料生物降解中存在的解聚与重塑两个难题,项目以难降解石油基塑料 (PP、PE、PUR、PET和PS) 以及生物可降解塑料 (PLA和PHA) 的混合废塑料作为研究对象,从塑料微生物降解途径解析及关键元件的挖掘与改造、塑料高效降解混菌/多酶体系的构建与功能调控、塑料降解物的高值化炼制途径设计与利用策略3个方面展开研究。本项目将突破废塑料生物降解转化中高效降解元件挖掘、塑料降解物高值化利用的关键科学问题与技术,探索一条废塑料资源化、高值化、循环化、低碳化的新塑料循环路线,建立以“降塑再造”为核心理念的废塑料生物炼制体系,丰富我国固废资源化生物技术利用平台。项目的实施不仅有助于提升我国塑料 (生物) 循环经济的理论基础和关键技术水平,还可以推动我国与国际科研院所的多边交流与合作,促进我国在生物技术领域的创新发展,助力我国碳中和目标的实现。     

一株新分离的肠杆菌噬菌体的快速遗传鉴定及其宿主识别基因的快速克隆

以大肠杆菌8099为宿主自医院污水中分离出一株肠杆菌噬菌体IME08,其遗传物质经RNA酶、DNA酶处理证实其为DNA,用限制性内切酶处理该DNA证实其为双链DNA。利用随机引物PCR技术扩增并克隆该噬菌体基因组的随机片段,经测序后同源比对,判断该噬菌体是一株新的T4-like噬菌体。根据4株T4-like噬菌体 (T4,JS98,T2及K3) 宿主识别基因 (g37) 5'端的高度保守序列,采用随机PCR与巢式PCR结合的“基因组跳跃”策略快速克隆出了该噬菌体的宿主识别基因g37和g38。     

视觉皮层下通路与拓扑知觉

研究表明，视觉通路除了经典的视觉皮层通路外，还有一条“古老的”、快速的皮层下通路负责在有意识和无意识状态下快速处理与情绪相关的信息。皮层下视觉通路由上丘、枕核和杏仁核组成，而且不经过初级视觉皮层。我们前期研究表明，初级视觉皮层与拓扑知觉信息加工没有关系，而皮层下视觉通路负责处理视觉拓扑信息。基于这些发现，我们认为，在早期视觉中，大脑检测涉及生命攸关的信号，这些信号告诉大脑：环境中有物体出现或消失，使大脑进入警戒状态，这对物种的生存至关重要。因此，在早期视觉中，需要检测的要素只是物体的“出现”和“消失”，而不是“纹理”、“形状”等。“出现”和“消失”都是拓扑特征的变化。拓扑感知和皮层下视觉通路的存在可能是早期预警的神经基础。在灵长类动物中，视网膜外周区域主要由视杆细胞构成，该区域接收的视觉信息主要通过皮层下视觉通路进行处理；视网膜中心区域（即中央凹）主要由视锥细胞构成，视觉空间分辨率变得非常高，该区域视觉信息处理主要是由视觉皮层负责。研究表明，由视杆细胞构成的视网膜是个“古老”结构，在1亿多年前就出现了；而视锥细胞构成的视网膜类型较为“年轻”，在5 000万年前才出现。所以，我们的视网膜从“古老”结构演化到“年轻”结构至少用了5 000万年的时间，它是由一个古老结构和一个年轻结构共同组成的“嵌合体”。当我们讨论皮层下通路存在的意义时，我们也应该结合皮层通路的功能来统一考虑。     

微藻生物固碳技术在“双碳”目标中的应用前景

微藻生长速度快、CO₂固定效率高,每生产1 t微藻生物质可固定1.83 t CO₂。同时,微藻还可将固定的CO₂转化为油脂、蛋白质、多糖、色素和不饱和脂肪酸等物质,能够实现CO₂的高值化利用。因此,微藻生物固碳技术在CO₂捕集和利用方面具有极大的发展潜能。本文首先阐述了高效固定CO₂藻株的选育、提高微藻生物固定CO₂的培养策略、微藻处理烟道气化合物技术、微藻高效培养光生物反应器的开发及新兴技术助力微藻碳减排等内容,再结合现阶段微藻生物固碳技术所面临的挑战,展望了微藻生物固定CO₂在“双碳”目标中的应用前景,以期为利用微藻高效固定CO₂、高值化利用CO₂提供参考,从而加速“双碳”目标的实现。     

山东省县级公立医院医保支付方式改革实施现状研究

目的 分析县级公立医院医保支付方式改革实施现状，发现问题并提出对策。方法 通过邮寄问卷与实地调研的方法收集数据，采用SPSS19.0对数据进行运算处理与分析。结果 参与山东省第一、二批县级公立医院改革的医疗机构中160家（92.5%）进行了医保支付方式改革，但支付方式仍较单一；开展按病种限价付费与按病种定额付费的医院中，病种数量超过50种的分别占26.2%、11.4%；63.8%的医疗机构考核结果与医保支付挂钩等。结论 应推行复合型付费方式，增加按病种付费的病种数量，克服医保支付方式改革推行过程中来自“医、保、患”三方的阻力，发挥支付方式对医疗机构的正向引导作用。     

通过荧光标记的凝胶阻滞技术分析Opaque2蛋白与ZmGRAS11启动子的结合位点

凝胶阻滞实验（electrophoretic mobility shift assay，EMSA）是研究蛋白质与核酸结合的一种关键实验技术。EMSA技术兴起以来，使用放射性同位素、生物素标记核酸探针的手段已经非常成熟，但这两种传统的标记技术分别具有放射性探针稳定性差和生物素检测步骤复杂等缺点。近年来，尽管荧光标记探针逐渐被应用于EMSA中，但是对于利用荧光标记探针的EMSA仍缺乏系统的报道。对荧光标记的EMSA技术流程进行了优化和系统总结；利用6-羧基荧光素（6-carboxy-fluoroscine，FAM）标记ZmGRAS11启动子探针，通过EMSA检测其与Opaque2蛋白的结合，明确了蛋白和探针的适宜比例为8∶1。对GCN4 motif序列碱基进行突变并利用EMSA分析Opaque2与ZmGRAS11启动子之间的结合位点，结果表明GCN4 motif的“TGAC”核心基序在ZmGRAS11启动子与Opaque2蛋白的结合中可能起到了关键作用。研究结果为进一步探究Opaque2-ZmGRAS11转录调控模块在玉米籽粒发育中的作用机理提供了数据支撑。     

高效检测分析玫瑰黄链霉菌Men-myco-93-63线性质粒

【目的】建立一种高效检测和分析玫瑰黄链霉菌Men-myco-93-63内源质粒的方法。【方法】根据“链霉菌线性质粒5′末端都结合有共价蛋白”这一性质,通过改进琼脂糖包埋块制作方法,发明了一项快速高效检测链霉菌质粒种类、构型及大小的技术,称为“包埋块二次处理法”,该方法还能从正反两方面表明共价蛋白的存在与否。【结果】利用此方法高效检测出了玫瑰黄链霉菌Men-myco-93-63中存在两种线性质粒,双向电泳验证了该方法的正确性,推测质粒大小分别约为 47 kb和53 kb。【结论】利用本研究发明的方法首次成功地检测了玫瑰黄链霉菌Men-myco-93-63中的内源线性质粒。     

信息素在文物害虫防治中的应用与展望

文物害虫会对文物古建筑造成不可逆的破坏,因此害虫防治是文物保护的重要工作。随着博物馆引入有害生物综合防治(Integrated Pest Management, IPM)策略,博物馆的害虫防治也开始遵循“预防为主,防治结合”理念。昆虫体外信息素是IPM中重要的技术手段。该技术可对害虫进行监测与诱杀,有利于对害虫发生规律的研究与数量控制。且信息素具有用量少,不接触文物等优点。本文概述信息素的发展、种类与功能,整理了文物害虫信息素及其应用中的遇到的问题,并展望信息素的应用前景。     

RAPD和SSR两种标记构建的中国对虾遗传连锁图谱

利用RAPD和SSR分子标记结合拟测交策略，对中国对虾(Fenneropenaeus chinensis)“黄海1号”雌虾与野生雄虾作为亲本进行单对杂交产生的F1代，采用RAPD和SSR 两种分子标记技术初步构建了中国对虾雌、雄遗传连锁图谱。对460个RAPD引物和44对SSR引物进行筛选，共选出61个RAPD引物和20对SSR引物，用于对父母本和82个F1个体进行遗传分析。共得到母本分离标记146个(RAPD标记128个，微卫星标记18个)和父本分离标记127个(RAPD标记109个，微卫星标记18个)。雌性图谱包括8个连锁群、9个三联体和14个连锁对，标记间平均间隔为11.28 cM，图谱共覆盖1 173 cM，覆盖率为59.36%；雄性图谱包括10个连锁群、12个三联体和7个连锁对，标记间平均间隔为12.05 cM，图谱共覆盖1 144.6 cM，覆盖率为62.01%。中国对虾遗传图谱的构建为其分子标记辅助育种、比较基因组作图及数量性状位点的定位与克隆奠定了基础。     

中国生物化学课程教学改革的历程(1985~2021)与成绩——基于NVivo 11 Plus软件的系统分析

课程是人才培养的核心要素,是学生从大学里受益最直接、最核心和最显效的途径。生物化学是生命科学中重要的核心课程。梳理我国生物化学课程教学改革的变迁对促进全国生物化学教育事业的发展具有实践意义。本文收集了自1985年以来,生物化学教学改革研究的文献5 871篇。按照国家主要教育方针政策和策略转变文件,将文献按其年份划分为1985~2006,2007~2012,2013~2016和2017~2021四个阶段。运用软件NVivo 11 Plus对文献题录文本和关键词进行相似性分析表明,生物化学课程教学研究与国家教育发展策略相适应,具有鲜明的时代特征。依据扎根理论,通过编码处理和客观分析,将生物化学教学研究划分为“教学策略”、“教学方向”、“教学对象”和“教学评价”四个范畴。详细阐述了“以学生为中心”的生物化学教学改革研究取得的成效:整合包括结构性思维、问题导向、团队合作、翻转课堂和线上线下混合的多种教学方法;结合包括多媒体、虚拟仿真和互联网的先进教学技术;发掘思政元素并将思政教育贯穿到生物化学教学全过程。从强化学生学习能力,关注学习效果和促进学生发展的多元角度促进我国生物化学教学事业的全面发展。     

混合菌剂施用对加工番茄生长及根际功能性微生物群落的影响

【背景】加工番茄为新疆种植红色产业重要的作物之一，加工番茄生产中存在传统配料过度施用的问题，“生物肥”逐渐受到人们关注。【目的】探究混合菌剂对加工番茄生长的影响，激发根际土壤功能性微生物种群的变化，为未来微生物菌剂的开发利用提供理论和实践基础。【方法】加工番茄根际施加微生物混合菌剂，测定加工番茄生长发育期间的农艺性状，探究混合菌剂对加工番茄生长的影响，利用16S rRNA基因扩增子分析技术，探究混合菌剂对根际微生物的群落组成及群落结构的影响。【结果】经过混合菌剂处理后，加工番茄的一些生长状况指标、果实重量、单株结果数及果实含糖量等性状得到改良，影响了果实的品质；施加混合菌剂激发土壤微生物的种群数量、群落组成和群落结构的改变，其中放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)相对丰度提高，相关性分析表明对加工番茄生长产生了影响。【结论】加工番茄根际施用特基拉芽孢杆菌C-9与鞘氨醇杆菌A1制备的水分散混合菌剂，对加工番茄根际功能性微生物群落结构产生影响，一些功能性微生物的相对丰度提高，混合菌剂施加促进了根际微生物与植...