土壤微生物对秸秆碳转化及碳积累特征的Meta分析

土壤有机碳是土壤的主要组成成分,其微小变化能够对陆地碳库和全球气候变化产生重大影响。利用Meta整合分析法分析微生物介导的秸秆碳转化和稳定机制,并阐明各类因素对土壤有机碳的影响。Meta分析结果显示,秸秆还田后土壤有机碳(SOC)、可溶性有机碳(DOC)和微生物量碳(MBC)含量分别增加了23.84%、10.94%和20.13%。土壤微生物能够显著影响秸秆还田下有机碳含量,真菌残体碳贡献率和细菌残体碳贡献率分别达到33.12%和14.80%。当还田秸秆类型为玉米秸秆,土壤类型为碱性土壤,气温高于25℃时,土壤有机碳累积效果最佳。土壤中的化学生物保护机制也可增加土壤有机碳含量,从而利于有机碳的固存,使土壤产生激发效应,刺激微生物生长代谢,从而形成微生物碳泵,令有机碳在土壤中处于动态平衡。对于农业生产来说,最重要的土壤功能是维持作物生产力、养分转化以及微生物丰度和活性的维持,应优先考虑这些功能,以维持土壤有机碳含量。

燃料电池与燃气轮机集成氢能发电技术研究

氢能在驱动全球能源转型与“双碳”目标的过程中发挥重要作用,氢能发电技术领域主要聚焦于燃料电池和基于氢气的燃气轮机2种技术。燃料电池具有高能量转换效率、低排放和模块化设计等优势,是氢能应用领域重要的组成部分,但是其耐久性差、成本高及启动时间长的问题是其广泛应用的主要障碍。氢燃气轮机利用氢气作为燃料,与传统的燃气轮机相比,具有更低的碳排放和更高的灵活性,但是氢燃气轮机在材料兼容性、燃烧稳定性及系统集成方面面临挑战。为此提出一种燃料电池与燃气轮机进行集成的耦合氢能发电技术,融合了燃料电池的高效低排特性与燃气轮机的强大功率输出和灵活性调峰能力,分析了该技术未来规模化应用需要克服的问题,为构建可持续能源体系提供参考。

我国绿色有机农业的发展思考及黑龙江省发展优势

随着各个国家绿色有机农业的不断发展与规范,以及国际市场快速对接,绿色有机农产品已经出现了快速增长的态势。面对国内、外绿色有机市场的变化,合理有效的政策、标准、保障措施将成为保障我国绿色有机农业健康、快速发展的基础。本文通过分析国内外绿色有机农业发展情况、农业投入品标准体系现状,总结了我国绿色有机农业发展建议,并进一步提出黑龙江省发展绿色有机农业的现状、自然优势及安全生产保障体系。

黑龙江省有机农业发展面临的问题及对策

为了巩固黑龙江省大粮仓的“绿色”基础,彰显“有机”本质,通过阐述有机农业的相关概念,深入分析了黑龙江省有机农业的发展现状,并对黑龙江省有机农业产业发展中土壤退化的生态环境问题以及企业、有机市场和技术质量等缺陷加以总结,针对上述问题提出了优化区域布局、提高企业知名度、保障有机产品品质安全、加大政府扶持力度、完善有机认证体系、加强技术创新的对策及建议。

添加玉米秸秆和根茬对不同肥力黑土微生物残体碳氮的影响

【目的】作物秸秆和根茬是农田土壤有机质的重要来源之一,经微生物作用以微生物残体形式累积在土壤中,是稳定土壤有机质的重要组成部分。明确不同肥力土壤作物秸秆和根茬还田后微生物残体在土壤中的累积及其对土壤有机碳(SOC)和全氮(TN)的贡献,以期为增加土壤碳氮的库容和稳定性提供依据。【方法】基于黑土长期定位试验站不同肥力水平土壤,利用13C15N双标记方法和氨基糖生物标识物技术,土壤中分别添加玉米秸秆和根茬后进行室内培养,在培养第30天和第180天采样,分析土壤中外源碳(秸秆碳和根茬碳)的残留率、外源氮(秸秆氮和根茬氮)的残留率、微生物残体碳氮的含量及其对土壤有机碳(SOC)和土壤全氮(TN)的贡献率。【结果】培养第180天,秸秆碳和根茬碳在土壤中的平均残留率分别为36.3%和31.7%,秸秆氮和根茬氮的残留率平均分别为95.8%和79.3%。添加秸秆和根茬处理SOC中外源碳含量与TN中外源氮含量的比值(13C-SOC/15N-TN)在培养第180天平均分别为17.6和28.5,与培养第30天相比平均分别下降了47.9%和28.2%。培养期间,高肥土壤真菌残体碳氮含量是低肥土壤的1.17倍左右,细菌残体碳氮含量是低肥土壤的1.31倍。第180天,添加秸秆处理土壤微生物残体(真菌和细菌)碳和氮含量平均比添加根茬处理增加了8.5%左右。培养结束后(第180天),真菌残体碳对高肥和低肥土壤SOC的贡献率平均分别为37.0%和33.8%,细菌残体碳的贡献率平均分别为11.2%和9.2%;添加秸秆和根茬的处理真菌残体碳对SOC的贡献率平均分别为36.0%和34.7%,细菌残体碳的贡献率平均分别为10.8%和9.6%。第30天,真菌残体氮和细菌残体氮对TN的贡献率平均分别为55.2%和16.3%;培养第180天,真菌残体氮对低肥和高肥土壤TN的贡献率平均分别为63.5%和60.5%,细菌残体氮的贡献率平均分别为16.4%和17.5%。培养180天与初始土壤相比,细菌残体碳和氮对高肥土壤SOC和TN的贡献率平均分别增加了4.8%和7.4%,对低肥土壤平均分别增加了20.3%和32.5%。【结论】真菌残体对土壤有机碳库的稳定和氮库的扩容起着重要的作用。添加玉米秸秆较根茬更有利于微生物残体碳氮在土壤中的累积。低肥土壤添加秸秆和根茬有利于细菌残体碳和氮向土壤有机碳库和氮库的转化。

黑土地利用现状、存在问题及保护策略

黑土是我国粮食生产的“稳压器”和“压舱石”,为保障国家粮食安全提供了重要支撑。为科学保护黑土地、提升黑土耕地质量,促进农业可持续发展,本文聚焦黑土地保护利用,明确黑土资源利用特征,分析了东北黑土“变薄、变瘦、变硬”的质量退化现状,从科学规划黑土地保护利用、实施黑土地保护工程、稳步推进黑土地保护立法工作3个方面梳理了黑土保护的政策方案和保护条例,从强化政府统筹和管理职能,强化资金和政策支持,强化科技支撑,强化宣传引导等方面提出建议。

有机肥替代不同比例化肥对土壤有机碳组分的影响

东北黑土是我国宝贵的耕地资源,是重要的商品粮基地。为了明确东北春麦区有机肥替代化肥的最佳用量,提升土壤质量,在田间开展了有机肥替代部分化学氮肥研究,试验共设不施肥(CK)、有机肥替代100%化学氮肥(M)、有机肥替代50%化学氮肥(M_(1)N_(1))、有机肥替代25%化学氮肥(M_(2)N_(2))和全化学氮肥处理(N)5个处理,分析了不同化肥处理对小麦收获期耕层土壤(0~20cm)有机碳组分的影响。结果表明,土壤总有机碳含量以M处理最高,为24.30g·kg^(-1);N处理下土壤全氮含量显著高于其他处理,为2.70 g·kg^(-1);施用有机肥能够增加土壤C/N比例。有机无机配施能显著增加土壤活性有机碳组分含量,土壤ROC和MBC含量均以M_(2)N_(2)处理含量最高,分别为4.69g·kg^(-1)及317.40 mg·kg^(-1);土壤DOC含量以M处理最高,为325.97mg·kg^(-1),M_(2)N_(2)处理次之,为307.83mg·kg^(-1);土壤POC含量以M_(1)N_(1)处理最高,为1.38g·kg^(-1)。分析土壤有机碳组分对施肥的敏感性指数得出,各活性碳SI值均高于SOC,以M_(2)N_(2)处理下MBC的敏感性最高。经相关性分析,ROC、MBC、POC之间存在极显著相关关系(P<0.01)。在东北春小麦种植区域,采用有机肥替代25%~50%化肥能够增加土壤有机碳组分含量,提高C/N。MBC对施肥反应最为敏感,可作为指示该地区土壤有机物早期变化的指示物。

不同耕作方式与有机物料配施后对土壤主要特性的影响

为了揭示东北黑土区不同耕作措施对玉米农田土壤主要特性的早期影响,在2016-2017年设免耕(No tillage(NT))、浅翻(Shallow tillage(ST))、深翻(Deep tillage(DT))3种耕作措施,分别施用不同有机物料(单施化肥处理(CK)、施用有机肥(Manure(M))和秸秆还田(Straw(S)),调查玉米出苗率、土壤温度,分析了玉米拔节期土壤有关特性。结果显示:从3种耕作措施来看,玉米苗期土壤温度随着土层深度的加深而降低,ST处理显著提高了10 cm土层的土壤温度,而DT将20 cm深度的土壤温度提高了16%,在25 cm层次无明显差异。NT处理的出苗率仅为40%,ST和DT达到了70%左右。玉米拔节期,无论0~20 cm还是20~40 cm土层,施用有机肥和秸秆均能明显提高DT处理土壤有效磷含量,DTM和DTS分别提高了30.3%~40.9%,58.9%~86.1%,碱解氮和速效钾含量变化不明显。耕作措施对于短期内提高土壤有机碳的效果不明显,施入有机肥和秸秆还田均显著提高了土壤中0~20 cm、20~40 cm土层游离态轻组有机碳的含量。3种耕作措施对土壤微生物量碳、氮的影响较小,但是施入秸秆和有机肥影响微生物量碳和氮的含量,影响程度分别介于-3.9%~288.6%和-30.3%~124.4%,其中20~40 cm土层提升效果优于0~20cm土层。不同处理显著提高了0~20 cm和20~40 cm土层有效磷、土壤有机碳和游离体态轻组的含量,同时秸秆还田对于提升土壤游离态轻组、微生物量碳和氮的效果显著,这些敏感指标受到有机物料与耕作方式的交互作用影响明显。

生物化学课程思政实践探索

青年学生是我国未来社会主义建设的重要生力军,在大学期间对青年学生的正确思想引导对于青年学生自身的成长和国家的发展均具有举足轻重的作用。专业课在对学生的思想引导方面具有特殊的优势,体现在言之有物、与专业和社会高度贴合,既教书,又育人。生物化学是生命科学相关专业的专业基础课程,教学团队通过在课程教学中讲好“中国故事”、融入科学精神和科学素养、倡导并践行“健康中国”等方式创新专业课课程思政的新路径;不仅使相对枯燥艰深的专业知识生动有趣,而且在润物无声之中育人,完成专业课内容与思政元素的有机结合。

外源施硒对土壤酶活性、大豆籽粒硒及氨基酸含量的影响

通过外源施硒,研究了大豆不同时期叶面施硒和硒拌种方式对土壤酶活性、大豆籽粒硒及氨基酸含量的影响。结果表明,不同时期叶面施硒对大豆根际土壤酶的活性影响不同,而硒拌种处理则提高了大豆根际土壤酶的活性;叶面施硒及硒拌种可以提高大豆籽粒硒含量,叶面喷施硒肥处理的大豆籽粒硒含量范围是0.12~0.67mg/kg,其中开花期喷无机硒为大豆富硒的最佳方式和时期;硒拌种处理的大豆籽粒硒含量范围为0.68~0.82mg/kg,硒拌种处理的大豆籽粒富硒效果要好于叶面施硒;不同大豆品种中以贺豆1号的聚硒能力最强,其生物富集系数为0.4,其次为金源55号,表明不同大豆品种对硒的聚集能力具有差异性;叶面施硒与硒拌种处理均在一定程度上促进了大豆多种氨基酸和总氨基酸含量的增加,提高了大豆的产量,其增产幅度为2.4%~15.0%,拌种用量60g/hm^(2)处理的大豆产量增产效果最为明显,其产量为2768.1kg/hm^(2)。

理论风浪谱修正方法及数值验证

为了研究特定海域范围内海浪的内部能量相对于频率的分布规律,本文以目标岛屿处"波浪骑士"式浮标提供的实际观测资料为依据,提出了一种基于实测资料的风浪数据筛选和理论风浪谱修正方法。通过讨论实测频谱与理论频谱的谱峰位置关系筛选出研究针对的风浪数据点,将实测风浪频谱与理论频谱进行对比分析,进而提出理论风浪谱的修正方法,并以增加参数的JONSWAP谱为靶谱对实测风浪数据进行拟合,得到了可以表达目标岛屿处风浪内部能量的理论谱形式,并进行了对比验证。研究结果表明:所提出的理论风浪谱修正方法,能够有效地筛选出实测数据集中的风浪数据,并完成对特定海域处风浪频谱的描述表达。

河南省鲁山县茶树栽培的适宜范围研究

通过分析茶树生长的气候、地形地貌、土壤、母岩条件及河南省鲁山县在这些方面优劣势,发现:(1)鲁山县气候上能够满足茶树生长,但应选择耐寒耐旱茶种;(2)中低山区和丘陵区理论上适宜种茶,但陡峭的地形、脆弱的生态环境、严重的水土流失和高海拔均不利于种茶;(3)酸性母岩和发育其上的酸性土利于种茶,非酸性母岩及发育其上的碱性土均不利于种茶;(4)网格状布点调查表明土壤厚度空间变化非常复杂,沟谷地区、平原地区、坡度较小地区和人为活动较弱地区的土层通常较厚,其他情况下土层通常较薄.在上述分析基础上,获得了鲁山县气候、地形地貌、土壤、母岩的宜茶区,通过叠加分析,得到鲁山县44.61%的中低山区和76.57%的丘陵区适宜栽培茶树,它们主要分布于中低山区和丘陵区中坡度较缓的坡面中下部和沟谷地带;平原区不适宜种茶.

土壤中不同含量Cd^(2+)对大麻、大豆幼苗生育的影响

探究大麻耐重金属能力,为今后植物修复重金属污染土壤提供数据支持。以‘龙大麻5号’和‘黑农84’为试验材料,通过盆栽试验,研究土壤中喷施不同含量Cd^(2+)对大麻、大豆幼苗生长发育的影响。结果表明,低含量的Cd^(2+)(≤0.6 mg/kg)对大麻和大豆的根系活力及干物质积累略有促进作用,差异不显著。当土壤中20.0 mg/kg≥Cd^(2+)≥2.0 mg/kg时,2种作物的生长均受到抑制,与对照处理相比,大麻出苗率降低6.3%~100%,根系活力下降5.8%~77.8%,干物质积累降低6.6%~40.2%;与对照处理相比,大豆出苗率降低21.6%~100%,根系活力下降8.9%~100%,干物质积累降低27.4%~50.1%。当土壤中Cd^(2+)含量≥100 mg/kg时,大麻、大豆的出苗率均为零。对相同含量的Cd大麻耐受能力要强于大豆;对于重金属污染严重的地块,建议大麻优先于大豆种植。

有机肥替代对土壤理化性状及产量的综合评价

为研究有机肥替代氮肥对土壤理化性状及产量的变化,以黑土为试验对象进行大田试验,设置不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、单施有机肥(OM)、有机肥+化肥(OM100)、有机肥+氮肥减施30%(OM70)、有机肥+氮肥减施50%(OM50)6个处理,于2018年取样,应用常规试验方法系统分析不同处理条件下土壤理化性状及玉米产量的变化,结果表明:在一定范围内,有机肥替代可显著降低土壤容重,显著提高土壤田间持水量,提高土壤毛管孔隙度。单施有机肥和有机肥替代能显著提高气相比例,降低土壤液相;对比单施化肥,短时间施用有机肥替代,土壤有机质提升不明显,外源有机物进入土壤对土壤物理性状有显著或极显著影响。适度有机肥替代,能够改善土壤理化性状,维持作物产量。

大豆养分管理研究进展与趋势展望

当前我国大豆自给率较低,提升大豆单产是增强我国大豆自给率的重要途径。在生产实践中提升大豆单产需要加强田间养分管理,采用科学施肥技术。文中对国内外大豆养分管理的现状与技术进行了分析,旨在为增强我国大豆养分管理水平提供理论依据。

喷施外源硒对番茄和西瓜果实硒含量及品质的影响

以"普罗旺斯"番茄、"绿宝石"西瓜为试材,研究了喷施外源硒对番茄和西瓜果实中硒含量和品质的影响,以期为提高番茄和西瓜果实硒含量和果实品质提供参考依据。结果表明:随着硒浓度的增加,番茄和西瓜果实中硒含量明显增加。喷施较低浓度的无机硒可以有效提高番茄果实的可溶性固形物含量;喷施生物硒能有效提高西瓜果实的可溶性固形物含量。喷施无机硒可增加番茄果实中的可溶性糖和维生素C含量。

基于势流理论的内孤立波追赶数值模拟

针对内孤立波相互作用中的追赶问题,本文在2层流体系统中,采用多域边界元法和KdV方程Fourier谱方法离散求解分别对其进行了数值模拟,分析了2种方法下不同初始波幅比内孤立波追赶过程波形演化特征。在多域边界元法中,通过考虑自由表面效应,揭示了内孤立波追赶时自由表面波的表现形态。研究发现:依据2内孤立波是否融合成一个类孤立波波形以及是否发生相互作用等演化特征,根据初始波幅之比内孤立波追赶可以分为3类,其分类标准与表面孤立波追赶波形演化分类一致;2种方法所得幅值变化曲线存在诸多差异,但作用中心波幅最小值均位于2内孤立波波形是否发生相互作用分界点附近;内孤立波追赶过程中所诱导的自由表面波与内孤立波的波形演化过程在形态和时间上几乎保持一致。

施硒浓度及硒锌配施对水稻硒含量及品质的影响

通过对水稻叶面喷施硒肥,探讨了不同浓度的硒以及硒锌配施对增加稻米硒含量、提高产量及改善品质的效果。结果表明:不同浓度的硒能显著提高稻米硒含量,增加幅度为133.3%~508.3%,随着浓度的升高呈先增高再降低的趋势,以Se_(3)浓度(1.8g/L)稻米硒的增加最高为508.3%,硒锌配施(Se_(2)+Zn)比单施同浓度的硒(Se_(2))增加了11.5%,锌硒之间的协同能够促进稻米硒的累积;施硒、锌能够不同程度增加水稻的产量,增产幅度最高可达22.7%,其中以Se_(2)+Zn增产幅度最高,适量的硒对水稻有增产的作用;叶面喷施不同浓度的硒、锌能够促进稻米中粗蛋白和粗脂肪含量的增加,粗蛋白质含量增幅最高可达24.4%,粗脂肪含量增加121%~320%,对粗淀粉没有显著影响;同时,氨基酸总量随着施硒浓度的增加而增加,4种必需氨基酸(苯丙氨酸、苏氨酸、亮氨酸、赖氨酸)和5种非必需氨基酸(天门冬氨酸、丝氨酸、谷氨酸、丙氨酸、精氨酸)都有不同程度的提升。可见,低浓度的硒与锌的配合,可达到水稻富硒、增产和改善品质的目的。

中医辨证施护在临床教学中的应用

目的探讨中医辨证施护在临床中医护理教学中的应用效果。方法选取2017年12月—2019年12月在中国医科大学附属盛京医院实习的80名中医护理实习生作为研究对象,随机分为对照组与观察组,每组40名。对照组进行传统教学,观察组进行辨证施护教学。比较2组的中医辨证施护能力评分。结果观察组的掌握四诊内容、诊断患者证候、分析患者证候、提出中医护理诊断、提出正确治法、中医技能应用及进行健康教育的中医辨证施护能力评分高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论在临床中医护理中应用辨证施护对中医护理实习生进行教学,具有较高的应用价值,可提高中医护理实习生的中医辨证施护能力,值得推广。

Culture medium optimization for pigment production with RSM method

Response surface methodology was used to optimize a medium for a red-pigmented marine bacterium S-9801 strain （Flavobocterium sp.）. In the first optimization step the influence of yeast extract, peptone, glucose and sodium chloride on pigment production was evaluated using a fractional factorial design. Pigment production was positively influenced by glucose and sodium chloride while other components had no significant effect. In the second step the path of steepest ascent was used to approach the optimal region of the medium composition. In the third step the optimal concentration of glucose and sodium chloride was determined by a central composite design and response analysis. The optimized medium allowed pigment production （A 535-650） to be increased from 0.137 to 0.559, being 320% higher than the original medium.