拉萨河谷喷灌双季饲草作物系数与土壤蒸发研究

【目的】探究作物指标与作物系数、土壤蒸发之间的关系,为提高拉萨河谷喷灌蒸散发计算精度,制定适时适量的双季饲草灌溉制度提供理论支撑。【方法】通过微型蒸渗仪实测蒸散量与PM法计算参考作物的比值实测作物系数对PM法修正的单作物系数进行评价,分析误差水平及原因;基于自制株间土壤蒸发仪,获得株间土壤蒸发(E)与蒸散量(ET)的分摊比例(E/ET),建立实测Kc及E/ET与LAI、SPAD之间的关系。【结果】采用FAO-56推荐单作物系数修正法,对拉萨河谷小黑麦、燕麦单作物系数进行修正,小黑麦和燕麦初始生长期、生长中期和生长后期的作物系数分别为0.45和0.94,1.22和1.16,0.49和0.31。小黑麦全生育期土壤蒸发占蒸散量的44.8%,苗期-越冬期、越冬-返青期、返青-拔节期、拔节-抽穗期、抽穗-刈割期土壤蒸发占蒸散量比例分别为93.4%、94.8%、61.8%、22.2%和13.8%;燕麦苗期-分蘖期、分蘖-拔节期、拔节-抽穗期、抽穗-刈割期土壤蒸发占蒸散量比例分别为98.9%、79.1%、31.7%和16.8%。土壤蒸发在双季饲草种植过程中占蒸散量比例超过44%,减少土壤蒸发以提高水分利用效率的潜力较大。【结论】双季饲草实测作物系数、土壤蒸发占蒸散量比例与叶面积指数、叶绿素显著相关且呈线性或非线性函数关系。在单作物系数法基础上增加作物指标可以修正双季饲草蒸散的计算精度,通过构建数学模型使作物指标能直接模拟该地区作物土壤蒸发、间接模拟蒸散发全过程。

一种旁路施肥机在喷灌水肥一体化的应用试验

针对现有水肥一体化系统施肥机安装管路复杂,自动化程度低、肥料利用效率低等问题,本研究通过解析旁路式施肥机工作原理,对水肥配比管路、电气控制元件布置结构以及动态显示界面进行设计,得到一种旁路施肥机。该旁路施肥机自动化程度较高,可实现水、肥精量调节。同时结合2015年、2016年在内蒙古通辽市的田间试验结果对该施肥机实际应用效果进行验证,应用该旁路施肥机施肥比压差式施肥罐和雨养施肥,2015年分别增产12%与69%;2016年分别增产9%与47%,且两年内应用该旁路施肥机施肥玉米水分生产率均最高,分别为1.87和1.81 kg/m3,经济效益显著。在现代农业高效节水灌溉领域该旁路施肥机具有一定的推广应用意义。

拉萨河谷喷灌不同灌溉量对小黑麦生物量与品质的影响分析

为了解拉萨河谷喷灌不同灌溉量对小黑麦生物量与品质的影响,以拉萨市小黑麦为研究对象,设置6个灌水处理,分析不同处理生长、生物量和品质指标的显著性;并基于熵值赋权法改进的灰色关联理论模型对各指标进行综合分析。刈割后各处理与充分灌溉对比分析,苗期—越冬期缺水小黑麦的根长、SPAD和越冬率分别显著减少10.5%、12.9%和5.5%;返青—拔节期缺水小黑麦的SPAD显著减小14.9%,粗蛋白显著减小13.8%;拔节—抽穗期缺水小黑麦的株高、LAI、SPAD和生物量分别显著减少23.5%、44.0%、13.2%和22.4%;抽穗—刈割期缺水小黑麦的LAI、SPAD和生物量分别显著减小24.0%、4.5%和23.8%。拔节—抽穗期为小黑麦的需水关键期,该时期缺水对生物量和品质影响最大,应充足水分灌溉;拔节期前缺水对其生物量和品质影响较小;抽穗—刈割期虽正值拉萨河谷雨季,但应适量补灌有利于确保小黑麦高产稳产。充足水分灌溉会造成水资源浪费导致水分利用效率较低,而中等水分灌溉性价比最高。各灌水处理综合分析,灰色关联度从高到低排序为:中等水分>充足水分>抽穗—刈割期缺水>苗期—越冬期缺水>返青—拔节期缺水>拔节—抽穗期缺水。拉萨河谷小黑麦,以75%田间持水量为下限,100%田间持水量为上限,进行15次喷水灌溉,灌溉量352 mm,生物量最高;以65%田间持水率为下限,100%田间持水量为上限,进行10次喷水灌溉,灌溉量319 mm,综合品质最高。

地榆皂苷Ⅰ对脓毒症大鼠急性肺损伤的保护作用及机制研究

目的基于网络药理学方法探讨地榆皂苷Ⅰ对脓毒症大鼠急性肺损伤的保护作用及机制,并通过实验进行验证。方法使用网络药理学方法预测地榆皂苷Ⅰ治疗脓毒症急性肺损伤的潜在靶点。采用盲肠结扎穿孔术复制大鼠脓毒症模型进行实验验证。将192只SD大鼠按随机数字表法分为假手术组(Sham组)、脓毒症组(Sep组)、常规治疗组(CT组)和地榆皂苷Ⅰ治疗组(ZgⅠ组)。Sham组、Sep组给予无菌生理盐水,CT组和ZgⅠ组大鼠给予相应剂量的林格氏液和地榆皂苷Ⅰ。观察各组大鼠动脉血气、血清炎症因子、肺湿/干质量比、肺组织病理变化、肺血管通透性、肺静脉紧密连接蛋白1(ZO-1)和血管内皮钙黏蛋白(VEcadherin)蛋白表达、72 h存活情况。结果网络药理学结果显示,地榆皂苷Ⅰ治疗脓毒症的潜在靶点有47个,基因本体功能富集分析和京都基因与基因组百科全书通路富集分析结果显示,其机制可能与活性氧族代谢正向调控(positive regulation of reactive oxygen species metabolic process)、损伤修复(would healing)、内皮细胞增殖调控(regulation to endothelial cell proliferation)、细胞激活(cell activation)、血管发生(blood vessel development)、氧化应激反应(response to oxidative stress)等生物学过程和细胞凋亡(apoptosis)、紧密连接(tight junction)、缺氧诱导因子1信号通路(HIF-1αsignaling pathway)等信号通路有关。实验验证结果显示,与Sham组比较,Sep组大鼠动脉氢离子浓度指数、动脉血氧分压水平显著降低(P<0.05),二氧化碳分压水平、血清肿瘤坏死因子α、白细胞介素6水平显著升高(P<0.05);肺湿/干质量比显著升高(P<0.05);肺静脉ZO-1、VE-cadherin蛋白表达水平显著降低(P<0.05);72 h存活率明显降低,存活时间显著缩短(P<0.05);肺组织病理观察结果显示,大鼠肺泡出现大范围破裂,肺泡壁增厚并伴有水肿,有明显炎性细胞浸润;肺血管通透性观察结果显示,大鼠肺表面颜色暗淡,有大量伊文思蓝渗出,左下肺呈明显深蓝色。与Sep组比较,CT组和ZgⅠ组以上指标水平大部分显著逆转(P<0.05),肺组织病理和肺血管通透性均明显改善,其中ZgⅠ组恢复程度大于CT组,接近Sham组结果。结论地榆皂苷Ⅰ可显著减轻脓毒症大鼠炎症反应及急性肺损伤,其机制与血管功能和紧密连接信号通路有关。

喷灌与畦灌对拉萨河谷农田小气候和蒸散量的影响分析

蒸散量是制定灌溉制度和反映作物生理生长状态的重要指标,为了解拉萨河谷喷灌与畦灌对农田小气候与蒸散量的影响,以拉萨市燕麦为研究对象,分别以大气温度、气压、风速、相对湿度、总辐射、反辐射、净辐射为比较序列、蒸散量为参考序列,应用灰色关联度分析法,对燕麦蒸散量与气象指标进行关联度分析;并基于回归分析量化喷灌对农田小气候和蒸散量的改变量。结果表明,畦灌条件下蒸散量与气象指标的关联度排序为:大气温度>气压>风速>相对湿度>总辐射>反辐射>净辐射;喷灌条件下排序为:气压>大气温度>反辐射>相对湿度>总辐射>净辐射>风速,综合分析气象指标的关联度排序,大气温度、气压和相对湿度为影响喷灌与畦灌蒸散量的主要指标。喷灌对比畦灌使温度降低2~4°C,相对湿度提升11%~21%,导致日间蒸散量降低0.03~0.38 mm/h。蒸散量的降低改善燕麦生长环境的同时减少耗水量、降低灌溉量,该研究结论为拉萨河谷制定喷灌灌溉制度和发展高效节水灌溉技术提供理论支撑。

周细胞对脓毒症大鼠血管反应性的保护作用

目的观察周细胞(pericyte, PC)对脓毒症大鼠血管舒缩反应性的保护作用。方法采用盲肠结扎穿孔诱导大鼠脓毒症模型,将SD大鼠(12~14周龄,雌雄各半,体质量180~220 g)按随机单位设计方法分为4组(n=16):正常对照组、脓毒症组、常规治疗组(乳酸林格液体复苏+血管活性药多巴胺+头孢呋辛钠)、PC治疗组(PC 106/只+常规治疗),观察不同处理组大鼠肠系膜微动脉舒缩反应性、肠系膜微血管动静脉流速、肝肾血流量及肠系膜上动脉p-MLC20表达的变化。结果与正常对照组相比,脓毒症大鼠血管反应性明显降低(P<0.01);常规治疗可轻微改善脓毒症血管反应性;PC治疗后,脓毒症大鼠微动脉的舒缩反应性、组织器官的灌注量明显改善(P<0.01),肠系膜微动脉的收缩和舒张反应性分别增加至81.5%和86.9%。机制研究发现PC对脓毒症大鼠血管反应性的保护作用与血管p-MLC20有关(P<0.01)。结论 PC通过改善脓毒症大鼠血管收缩和舒张反应性从而实现了对整体器官的保护作用。

白藜芦醇对脓毒症血管舒张功能的保护作用及机制

目的探讨白藜芦醇(Res)对脓毒症血管舒张反应性的保护作用及与eNOS和iNOS的关系。方法采用盲肠结扎穿孔复制脓毒症模型,将32只SD大鼠随机分为4组:正常对照组、脓毒症组、常规治疗组(乳酸林格液体复苏+血管活性药多巴胺+头孢呋辛钠)、Res治疗组(Res+常规治疗),每组8只。Res治疗组在模型后尾静脉给予白藜芦醇,12 h后行常规复苏并二次给药,观察4组大鼠肠系膜上动脉(SMA)的舒张反应性、肠系膜微血管动静脉流速、血流动力学、肝肾血流量、肠系膜上动脉eNOS和iNOS的表达及存活率和存活时间的变化。结果与正常对照组相比,脓毒症组大鼠血管舒张反应性明显降低;常规复苏可轻微改善脓毒症大鼠血管舒张反应性;Res可以明显改善脓毒症大鼠肠系膜血管舒张反应性,进一步研究发现,Res通过保护脓毒症大鼠的血管舒张反应性来改善血流动力学和组织器官的灌注量,提高了脓毒症大鼠的存活率和存活时间,机制研究发现Res对脓毒症大鼠血管舒张反应性的保护作用与血管eNOS和iNOS有关。结论白藜芦醇通过改善脓毒症大鼠的血管舒张反应性,从而实现了对整体器官的保护作用。

西藏燕麦主要种植区灌溉定额空间分布及影响因素

燕麦为西藏自治区典型牧草之一,由于种植区地域辽阔,灌溉试验结果受限,西藏燕麦主要种植区的灌溉定额尚不明确。本文在西藏燕麦主要种植区内选取28个典型站点进行资料收集,遵循农业气候相似原则进行区域划分,基于水量平衡法揭示了西藏燕麦主要种植区灌溉定额的空间分布特征,并根据统计学原理分析了其影响因素。研究表明:燕麦主要种植区的灌溉定额呈由西藏中部至东部呈现先递增后递减的趋势,50%水文年下的燕麦灌溉定额在56~265mm之间变化。降雨量是影响研究区内燕麦灌溉定额的主要因素(R^(2)为0.515),ET0次之(R^(2)为0.152);其它气象因素中,日照时数对研究区燕麦灌溉定额影响较大(R^(2)为0.462),且呈正相关关系;相对湿度对燕麦灌溉定额影响较小。西藏燕麦主要种植区的灌溉定额及其空间分布可为西藏自治区灌溉用水管理提供支撑。

播量与灌水方式对拉萨河谷燕麦与箭筈豌豆混播产量的影响分析

为提出拉萨河谷饲草数量性短缺的解决方案,采用多元统计分析法对不同播量、不同灌水方式燕麦、箭筈豌豆混播的干重数据进行对比分析,研究播量与灌水方式对饲草产量的影响。结果表明,在燕麦、箭筈豌豆混播播量一致的情况下,喷灌产量大于畦灌产量;畦灌条件下,燕麦、箭筈豌豆混播225+90 kg/hm^(2)的组合方式产量最高,比传统混播模式增产13.4%;喷灌条件下,燕麦、箭筈豌豆混播255+75 kg/hm^(2)的组合方式产量最高,比传统混播模式增产21.1%。该研究结论可为缓解拉萨河谷饲草数量性短缺提供解决方案,并为高产、稳产的人工饲草发展提供技术支撑。

抑制周细胞铁死亡对脓毒症大鼠肺血管屏障功能的保护作用

目的探讨周细胞铁死亡在脓毒症大鼠肺血管屏障功能损伤中的作用及铁死亡抑制剂(ferrostatin-1,Fer-1)对脓毒症大鼠肺血管屏障功能的保护作用。方法采用盲肠结扎穿孔术(cecal ligation and puncture,CLP)构建大鼠脓毒症模型。①将156只SD大鼠按随机数表法分为假手术组(Sham组)、盲肠结扎穿孔术组(CLP组)和铁死亡抑制剂组(Fer-1组);Fer-1组在CLP术前1 h经腹腔注射Fer-1(10 mg/kg),流式细胞学实验取假手术组大鼠肺单细胞悬液增设空白未染色组(Blank组)。取肺微小静脉观察不同处理组大鼠肺血管周细胞数量变化,观察各组大鼠肺血管通透性、肺湿干质量比以及肺病理结构变化;观察各组大鼠肺血管周细胞脂质过氧化物蓄积以及肺微小静脉脂质过氧化物(lipid peroxidation,LPO)含量和铁死亡标志性蛋白表达变化。②提取原代周细胞分为正常对照组(Normal组)、脂多糖刺激组(lipopolysaccharide,LPS组)和Fer-1组,Fer-1组用2μmol/L Fer-1预处理周细胞12 h后,再用10μg/mL LPS处理周细胞12 h。观察各组周细胞内ROS、Lipid ROS和Fe^(2+)含量以及各组细胞铁死亡标志性蛋白GPX4、COX2表达。结果动物实验:肺血管周细胞内脂质过氧化物蓄积,周细胞大量丢失,肺血管发生严重渗漏,伊文思蓝大量外渗,肺结构严重破坏伴随大量炎性细胞浸润,肺湿干质量比显著上升,Fer-1可减轻肺血管周细胞铁死亡,减少肺血管周细胞丢失,减轻肺血管渗漏,改善肺病理结构,显著降低肺微小静脉周细胞内脂质过氧化物含量,减轻铁死亡。细胞实验:LPS显著降低周细胞活性,诱导周细胞内ROS、Lipid ROS和Fe^(2+)大量蓄积,周细胞GPX4表达明显降低,COX2表达明显升高;Fer-1预处理可显著恢复周细胞活性,降低细胞内ROS、Lipid ROS和Fe^(2+)水平,恢复周细胞GPX4表达以及降低COX2表达。结论脓毒症可引起肺血管周细胞铁死亡和丢失,导致肺血管平屏障功能受损,铁死亡抑制剂Fer-1可拮抗脓毒症后周细胞铁死亡,对脓毒症后肺血管屏障功能有重要保护作用。

血红蛋白α、β亚基在大鼠不同类型血管组织中的表达

目的阐明大鼠血管组织是否表达血红蛋白(hemoglobin,Hb)α、β亚基,以及不同类型血管组织中的表达是否具有规律性。方法通过RT-PCR、DNA测序和Western blot分析SD大鼠颈总动脉、颈外静脉、胸主动脉、肠系膜上动脉、肠系膜上静脉、股动脉、股静脉等血管组织是否表达Hbα、β亚基,采用探针qPCR分析其表达差异,激光共聚焦荧光显微技术分析表达Hbα、β亚基的细胞类型。结果从上述血管组织中都扩增出与GenBank收录的大鼠Hbα、β亚基mRNA序列一致的DNA片段,同时通过Western blot检测到特异的Hbα、β亚基蛋白条带。qPCR结果显示不同血管组织中Hbα、β亚基的相对表达量存在差异,均在股静脉中表达最高(Hbα=7.23,Hbβ=4.73),胸主动脉表达最低(Hbα=0.12,Hbβ=0.11),且与其他血管比较差异有统计学意义(P<0.01)。免疫荧光分析显示Hbα、β亚基由血管内皮细胞表达。结论Hbα、β亚基共同在大鼠传导、阻力、容量等不同类型血管组织中表达,其规律为相对表达量在阻力、容量血管中较高,而在传导血管中较低。

血管内皮细胞条件性敲除Cx43杂合子小鼠模型建立及其血管功能变化的研究

目的建立血管内皮细胞连接蛋白43(connexin 43,Cx43)条件性敲除小鼠模型,并对其血管舒张/收缩功能进行检测。方法将8只Cx43^(flox/flox)小鼠与C57BL/6品系野生型(wild type,WT)小鼠交配,子代小鼠继续与C57BL/6小鼠回交9代进行基因背景转换;再将Cx43^(flox/+)小鼠与血管内皮细胞特异性表达Tie2-Cre重组酶小鼠(以下简称Cre小鼠)交配,获得Tie2-Cre/Cx43^(flox/+)小鼠。利用鼠尾PCR试剂盒进行基因型鉴定,Western Blot法和免疫荧光法检测小鼠肠系膜上动脉(superior mesenteric artery,SMA)中Cx43表达。利用离体张力测定技术检测SMA血管舒张/收缩功能,包括去甲肾上腺素诱导的收缩反应性和乙酰胆碱诱导的舒张反应性。结果PCR电泳和血管蛋白表达检测结果证实Tie2-Cre/Cx43^(flox/+)小鼠成功构建,肠系膜上动脉中Cx43蛋白表达与野生型小鼠相比明显降低(P<0.01)。与WT小鼠相比,部分敲除血管内皮细胞Cx43后使乙酰胆碱诱导的内皮依赖的血管舒张反应性显著降低(P<0.01)。结论采用Cx43^(flox/flox)小鼠与血管内皮细胞特异性表达Tie2-Cre重组酶小鼠成功构建血管内皮细胞条件性敲除Cx43杂合子小鼠,该小鼠的肠系膜上动脉中Cx43表达降低,且舒张反应性明显降低,预期可为研究Cx43及其相关结构在血管功能调节中的作用提供动物模型。

高温条件下失血性休克大鼠的病理生理特点

目的探讨高温条件下失血性休克大鼠的病理生理特点。方法128只SD大鼠按随机数字表法分高温组（34℃）和常温组（25℃），每组64只。高温组在34℃环境下预处理12h，常温组一直置于25℃环境下。经股动脉按大鼠全身血量的40％放血，建立失血性休克模型，观察两组大鼠失血性休克后血液电解质（Na＋、K＋）和血浆渗透压变化，检测肝肾功能[谷草转氨酶（AST）、谷丙转氨酶（ALT）、肌酐（CREA）]、动脉血气[pH、氧分压（PO2）、二氧化碳分压（PCO2）]、心脏功能[心率（HR）、心输出量（CO）、心脏指数（CI）、氧供（DO：）]等指标，观察大鼠存活时间和存活率。结果与常温组比较，高温组休克前Na＋浓度、血浆渗透压、HR、CO、CI升高[（142．3±2．2）mmol／L：（139．1±1．5）mmol／L、（304．8±4．7）mmol／L：（300．0±1．9）mmol／L、（462±30）次／min：（402±44）次／min、（0．892±0．190）L／min：（0．713±0．090）L／min、（0．0030±0．0006）L·min^-1·cm^-2（0．0023±0．0002）L·min^-1·cm^-2]（P〈0．05）。失血性休克后，与常温组比较，高温组Na＋、K＋浓度进一步升高（P〈0．05）；AST、A坍、CREA显著升高（P〈0．05）；与休克前比较，高温组CO、CI、DO2降低幅度均大于常温组。与常温组比较，失血性休克后高温组大鼠存活率明显降低、存活时间明显缩短（P〈0．05）。结论高温环境中失血性休克大鼠病理生理变化主要表现为心脏功能受损明显，Na＋、K＋浓度显著升高，大鼠存活时间明显缩短。