集水工程、沼气池与新型日光温室联体构筑的研究

通过集水工程、沼气池与新型日光温室联体构筑提高水的利用率,探讨半干旱地区集水农业发展的新途径,在年降水量250－550mm的半干旱地区将雨水富集、存贮与节水措施相结合,可以有效解决水资源短制的问题,将集水工程与日光温室、沼气池联体构筑,进行光、温、水、热的重组,发展高附加值的经济作物,提高水的利用率,使该地区发展高产优质高效农业成为可能,对日光温室中生态因子的优化,节水50％－70％,提高了地温与液间的温度,降低了湿度,不仅提高温室生产力,还有效地降低了病虫害的发生;沼气池供给CO2及部分能量;阴棚把单屋面日光温室背面的遮阴区转化为生产区,种植耐阴作用与食用菌,实现阴、阳棚之间热量、CO2气体的交流,该模式可作为集水型生态农业的发展模式。     

甘南草原高原鼢鼠年龄划分及其组成分析

建立高原鼢鼠(Eospalax baileyi)种群年龄鉴定划分标准,可为对其的监测及防控提供科学依据。研究于2015年5月、10月分别在甘南草原碌曲县采用夹捕法捕捉高原鼢鼠469只(雄鼠209只,雌鼠260只),在对样本进行逐个解剖和数据记录之后,参考其体重、体长、胴体重及毛色等,对高原鼢鼠的年龄划分标准进行研究。依据胴体重将高原鼢鼠分为6组:亚成年组(雄144 g,雌106 g),成年Ⅰ组(雄144~210 g,雌106~148 g)、成年Ⅱ组(雄211~276 g,雌149~190 g)、成年Ⅲ组(雄277~342 g,雌191~232 g)、成年Ⅳ组(雄343~408 g,雌233~274 g)和老年组(雄409 g,雌275 g)。年龄结构表显示,不同的季节和不同地理区域高原鼢鼠的种群年龄结构类型均为增长型。     

黄土高原苜蓿-冬小麦轮作系统土壤水分时空动态及产量响应

2 0 0 1～ 2 0 0 3年在甘肃庆阳黄土高原连续 3 a研究了紫花苜蓿 -冬小麦轮作系统中土壤 0～ 3 0 0 cm剖面水分动态特征 ,作物产量及其含 N量。处理包括 4龄苜蓿草地 (L C)、4龄苜蓿草地后茬持续休闲 (L F)、4龄苜蓿草地休闲 4个月后种植冬小麦(L Fl W) ,和 4龄苜蓿草地休闲 1个月后种植冬小麦 (L Fs W)。结果表明 ,种植 4a苜蓿后春季翻挖实施休闲至冬小麦播种(L Fl W)的 4个月期间 ,降雨的入渗深度为 150 cm,而苜蓿秋季翻挖休闲至小麦播种 (L Fs W)的一个月间 ,降雨在土壤内的入渗深度为 90 cm,不同休闲长度对头茬冬小麦土壤 0～ 90 cm水分贮存量无显著影响 ,亦不影响头茬冬小麦的出苗和出苗数。苜蓿后茬完全休闲 (L F)一个生长季后 ,60～ 90 cm土壤水分含量达田间最大重力持水量 (Drainage U pper L imit DU L )的 93 % ,0～ 3 0 0cm剖面土壤贮水量达 670 mm ,是剖面田间最大重力持水量 (DUL )的 78% ;L Fl W和 L Fs W处理下头茬小麦籽粒产量之间差异显著 (P<0 .0 5) ,收获指数和千粒重等指数无显著差异 ;L Fl W和 L Fs W处理中获得的二茬小麦产量无显著差异 ;连续种植苜蓿与种植小麦有接近的生物量 ,但苜蓿地植物总 N的输出量较小麦田高 2～ 3倍。由于黄土高原降雨变率大 ,因此预测土壤含水量动态有     

不同施肥水平下小麦籽粒中部分微量元素含量的研究

在不同肥力水平和结构下对不同肥量籽粒中部分微量元素含量变化进行研究,结果表明：施肥量大小和肥料构成对小麦籽粒中微量元素含量有明显的影响,在低肥水平下籽粒中Mn、Zn和Fe含量增加,其中Zn的增幅超过1倍,Cu和Al含量降低;在中肥水平下微肥用量增加1倍,籽粒中Mn含量高11．2％,Al和Zn含量分别降低50％和30．1％,Fe和Cu元素含量变化不大,调节其它肥料量和结构,籽粒中Mn、Zn、Cu含量降低;在高肥水平下增加钾肥,有利于籽粒中Mn、Zn、Fe、Al含量积累,分别高23．2％、16．2％、33．9％和58．6％,而Cu含量变化不大。在中肥投入水平下调节氮肥籽粒中微量元素含量随着肥力水平提高而降低,在高肥投入水平下减少氮肥用量有利于籽粒中Fe、Al和Zn的积累,Fe含量变化最大,增加2．14～2．63倍,Al含量高63．7％～65．7％,锌含量高13．3％～17．5％,铜的含量变化不大。锰含量随着磷肥用量的增加而增加。     

黄土高原土壤紧实度对蚕豆生长的影响

通过盆栽试验、连续 2年的田间小区试验和农户生产试验 ,研究了土壤紧实状况对蚕豆 (Viciafa ba)生长的影响 ,讨论了当地土壤容重较高的原因 ,并提出了改进措施 .结果表明 ,随着 0～ 7cm土层土壤容重的增加 ,蚕豆植株每株的茎与根干重降低 ,根腐病 (Fusariumspp .)引起的死亡率增加 ,种子产量减少 .田间试验条件下 ,与生长于容重为 1.5 5和 1.6 4 g·cm-3 小区内的植株相比 ,生长于容重 1.84 g·cm-3 小区内的植株每株茎与根干重可分别减少 2 7.9%和 30 .8% ,植株累计死亡率增加 2 1.0 %～ 4 8.7% ,种子产量每公顷减少 19.8% .在 8户蚕豆田中进行的多点生产试验表明 ,春季土壤容重与蚕豆幼苗的根与茎干重、秋季土壤容重与种子产量均呈显著负相关     

siRNA沉默HIF-1α对胎肝基质细胞SDF-1α表达的影响

为了研究低氧诱导因子(hypoxia inducible factor-1alpha,HIF-1α)在干细胞增殖分化过程中的作用机制,构建了2个HIF-1α慢病毒siRNA干涉载体,并转染人胎儿肝脏基质细胞(fetal liver stromal cell,FLSC).根据绿色荧光蛋白的表达评估转染效率后进行流式细胞分选,获得高表达慢病毒干涉载体的细胞.实时荧光定量PCR和蛋白质印迹检测了转染细胞中HIF-1α基因的干涉效率,结果显示,与对照组相比,常氧下培养的细胞HIF-1α基因表达量仅为其相对表达量的18.8%和25.5%,干涉效率分别为81.2%和74.5%,低氧处理后的细胞HIF-1α相对表达量分别为对照组的21.2%和29.3%,干涉效率分别为78.8%和70.7%,均具有显著差异.蛋白质印迹结果显示,在蛋白质水平表达也明显受抑制,且重组干涉质粒pSicoR-HIF-1α1的干涉效应较强.RT-PCR、免疫荧光和ELISA法检测了沉默HIF-1α后胎肝基质细胞衍生因子1α(SDF-1α)在RNA和蛋白质水平的表达变化,干涉后细胞SDF-1α的表达明显减低.低氧条件下SDF-1α基因的调控作用有可能是通过低氧激活HIF-1α而诱导产生的,HIF-1α在干细胞增殖分化的分子调控机制中具重要作用.     

用慢病毒转染RNAi技术沉默胆固醇7α羟化酶的基因表达，降低肝细胞中胆汁酸的分泌

为了降低生物人工肝(bioartificial liver system)中肝细胞胆汁酸的分泌,构建了胆固醇7α羟化酶慢病毒RNA干涉载体,并转染人肝脏细胞(L-02).根据绿色荧光蛋白的表达评估转染效率后进行流式分选,获得高表达慢病毒干涉载体的细胞,并以野生型L-02细胞和仅转染pSicoR空载体的L-02细胞作对照,观察肝细胞胆固醇7α羟化酶的表达以及培养上清中总胆汁酸含量.利用半定量PCR、实时荧光定量PCR及Western-blot等实验方法检测了转染细胞中基因的干涉效果,结果显示:与对照组相比,在mRNA水平,转染慢病毒siRNA载体的L-02细胞,其胆固醇7α羟化酶基因的表达量仅为野生型L-02细胞表达量的31.2%,为转染pSicoR空载体的L-02细胞的34.1%,干涉效率分别为68.8%和65.9%,均具有显著差异(P＜0.05);Western-blot结果显示胆固醇7α羟化酶在蛋白质水平表达也明显受到抑制,表明转染慢病毒siRNA下调了肝细胞中胆固醇7α羟化酶基因的表达,减少了胆汁酸的分泌.以上研究结果表明,利用RNAi技术可以获得低表达胆固醇7α羟化酶基因的肝细胞,并有效降低肝细胞中胆汁酸的分泌,为临床上生物人工肝的构建及应用奠定基础.     

田间条件下黑垆土基础呼吸的季节和年际变化特征

明确土壤基础呼吸的季节和年际变化及其影响因素,对了解土壤有机碳的变化机理具有重要的意义。在长武农田生态系统国家野外科学观测研究站,本研究依托其长期（始于1984年）的裸地处理,于2009—2011年,利用Li—8100系统（Li—COR, Lincoln, NE, USA）监测了土壤呼吸、土壤水分和土壤温度,研究田间条件下土壤基础呼吸的年际和季节间变化及其与环境变量之间的关系。裸地土壤呼吸具有显著地季节和年际变异特性。2009年土壤呼吸速率波动于0.62—1.83mol?m-2?s-1,平均为1.16 mol?m-2?s-1;2010年土壤呼吸的变化范围为0.30—1.46 mol?m-2?s-1,均值为0.92 mol?m-2?s-1;2011年则为0.06—1.68 mol?m-2?s-1和0.88 mol?m-2?s-1。2009到2011的三年期间裸地土壤呼吸的年累积量依次为282、234和230 g CO2—C m-2。裸地土壤呼吸与土壤温度呈显著指数关系,而与土壤水分呈显著一元二次方程关系。土壤温度和土壤水分共同控制土壤呼吸的变化。试验期间,土壤呼吸累积量与试验期间降水总量相反,但与年均气温无关。在裸地处理上,因土壤呼吸年流失有机碳达到2.5 Mg CO2—C ha-1。     

水土流失治理措施对小流域土壤有机碳和全氮的影响

明确综合治理条件下小流域土壤有机碳(Soil organic carbon,SOC)和全氮(Total nitrogen,TN)的空间分布特征及其影响因素,对科学评价水土流失区土壤固碳潜力具有重要意义。以黄土高原丘陵沟壑区典型小流域(砖窑沟流域)为对象,基于流域内3种典型地貌类型(梁峁坡、沟坡、沟谷)和3种典型水土流失治理措施(水平梯田、林地和草地措施,坡耕地为对照),采集土壤样品737个,研究地貌类型和水土流失治理措施对小流域SOC和TN变化的影响。结果表明,同一地貌类型上,水平梯田、林地和草地措施的SOC和TN(0—10 cm土层)含量均显著高于坡耕地(P<0.1)。梁峁坡上,水平梯田、林地和草地措施条件下的SOC和TN含量较坡耕地依次提高了18%和24%、70%和59%、25%和21%;沟坡上,林地和草地措施的SOC和TN较坡耕地依次提高了76%和54%、25%和27%。同一治理措施在不同地貌类型间对0—10 cm土层SOC和TN的影响存在显著差异(P<0.1)。水平梯田条件下,沟谷的SOC和TN含量比峁坡提高了46%和43%;林地措施条件下,沟坡的SOC和TN含量比峁坡提高了18%和6%;草地措施条件下,沟坡的SOC和TN含量比峁坡提高了14%和18%。0—100 cm土层的SOC或TN在不同地貌类型或不同治理措施间的差异与土壤水分含量(Soil moisture,SM)的变化趋势基本一致,并且SOC或TN与SM呈指数关系y=aebx(y为SOC或TN,x为SM)。     

荒漠植物红砂与西北针茅种群的空间格局及其关联性

植物种群的空间分布格局及关联性是研究种群扩散、群落演替及生物与环境因子相互作用的重要手段。该研究以甘肃省皋兰县老虎台干旱荒漠区的主要物种——红砂(Reaumuria songarica)和西北针茅(Stipa sareptana var. krylovii)为对象,采用Ripley K 函数分析了不同坡向红砂和西北针茅种群的点格局特征及其关联性,以揭示干旱荒漠区植物演替过程中优势种群之间的竞争关系和生存繁衍策略。结果表明：(1)红砂和西北针茅在4个坡向上的分布格局具有显著差异性,随着坡向由西北坡向南坡的转变,红砂种群的株数、盖度及重要值先增加后降低,西北针茅种群则不断增加;西北坡向上,红砂种群的空间格局在0~2.1 m尺度上呈聚集分布,随着尺度的增加聚集强度减弱并趋向于随机分布,而西北针茅种群在整个尺度内均呈聚集分布;西坡坡向上,在整个研究尺度内,红砂种群表现为随机分布,而西北针茅种群表现为聚集分布;西南坡向上,红砂种群在0~3.7 m尺度上表现为聚集分布,3.7~5 m的尺度上表现为随机分布,西北针茅种群在0~1 m及4.2~5 m尺度上表现为随机分布,1~4.2 m尺度上表现为聚集分布;南坡坡向上,在整个研究尺度内,红砂种群表现为聚集分布,西北针茅种群表现为随机分布。(2)在西北坡与西坡坡向上,红砂和西北针茅种群的空间关联性在小尺度上均表现为负相关关系,随着研究尺度的增大,种间关联度均趋向于不相关;在西南坡与南坡坡向上,两物种在整个尺度范围内均表现为无关联性。