Enhancement of Rhodobacter sphaeroides growth and carotenoid production through biostimulation

Bacillus thuringiensis/cereus L2 was added as a biostimulant to enhance the biomass accumulation and carotenoid yield of Rhodobacter sphaeroides using wastewater as the culturing medium. Results showed that biostimulation could significantly enhance the R. sphaeroides biomass production and carotenoid yield. The optimal biostimulant proportion was 40 μL(about 6.4 × 105CFU). Through the use of biostimulation, chemical oxygen demand removal, R. sphaeroides biomass production, carotenoid concentration, and carotenoid yield were improved by 178%, 67%, 214%, and 70%, respectively. Theoretical analysis revealed that there were two possible reasons for such increases. One was that biostimulation enhanced the R. sphaeroides wastewater treatment efficiency. The other was that biostimulation significantly decreased the peroxidase activity in R. sphaeroides. The results showed that the highest peroxidase activity dropped by 87% and the induction ratio of the RSP_3419 gene was 3.1 with the addition of biostimulant. The enhanced carotenoid yield in R. sphaeroides could thus be explained by a decrease in peroxidase activity.     

县域粮食单产及其生产投入因素的空间异质性——以河南省为例

在当前耕地总量很难增加的总体形势下,粮食单产及其生产投入因素的关系研究对国家粮食安全具有重要意义。Moran’s I指数及散点图显示,粮食单产及其OLS(Ordinary Least Squares)估计的残差存在显著的空间自相关性,因而不满足经典线性回归分析的建模条件,而GWR(Geographically Weighted Regression)模型能够克服这一缺陷,并能进行参数的局部估计。河南省108个县的实践表明,GWR模型有效地降低了残差的空间自相关,各项检验指标均好于OLS估计。4个生产投入影响因素的空间分异规律存在显著差异。灌溉因素在OLS和GWR模型中均为正效应,单位播种面积机械动力、单位播种面积化肥施用量(折纯)、单位播种面积用电量3个变量的系数估计值在OLS模型中为负,而在GWR模型中则有正有负,说明存在空间异质性。黄河以北粮食高产区主要受机械动力、灌溉和用电量3个因素的正向影响,化肥投入的再增加反而引致单产降低。淮河沿岸和信阳的粮食高产区主要受化肥施用量和用电量的正向影响。为提高粮食单产,西部山地、丘陵县的粮食低产区应加强机械动力投入并提高用电效率,最西部的山地县还应适度增加化肥的用量。     

秸秆还田模式对农田土壤碳库特性及产量的影响

为探明南方稻麦两熟制农田秸秆还田模式对土壤总有机碳、活性有机碳、碳库管理指数和稻麦产量的影响,论文通过8 a的水稻-小麦轮作田间定位试验,设置了4个秸秆还田模式处理：秸秆不还田（CK）、秸秆稻麦季均还田（RW）、仅麦秸稻季还田（W）、仅稻秸麦季还田（R）。结果表明,与CK处理相比,秸秆还田显著提高了0~20 cm土壤的总有机碳、活性有机碳、稳定态有机碳（P<0.05）;不同秸秆还田模式处理之间的土壤总有机碳、稳定态有机碳差异均不显著（P>0.05）,RW处理的活性有机碳、碳库活度指数、碳库管理指数与R处理无显著差异性（P>0.05）,显著大于W处理（P<0.05）;RW与R处理的水稻产量均值无显著差异性（P>0.05）,显著大于W处理;活性有机碳、碳库管理指数与水稻产量均值呈极显著相关（P<0.01）,与小麦产量均值关系不密切（P>0.05）;上述结果表明,与稻麦两季还田模式相比,南方稻麦两熟制农田实施仅稻秆麦季还田模式,并不影响作物稳产性与土壤地力的提升。     

高强钢海洋环境应力腐蚀破裂敏感性的控制因素

首先在不同含碳量的CrMo系列钢上,就模拟海水中应力腐蚀抗力和破裂方式、屈服强度、晶界特性和晶内显微组织随含碳量和回火温度的变化关系进行综合测试分析,得出了碳化物分布尤其是原奥氏体晶界的碳化物微层对高强钢应力腐蚀破裂行为有控制作用的新观点。该观点在实用于装备的高强钢30Cr3SiNiMoV、37SiMnCrMoV和30CrMnSiA以及弹簧钢65Mn在各种环境的应力腐蚀和氢脆行为上得到了验证。     

生物炭在农业增产和污染治理中的应用

生物炭(biochar)作为重要的碳汇、土壤重要的改良剂以及污染物有效地吸附剂受到了国内外研究人员的普遍关注。在阅读近几年国内外关于生物炭在农业增产和污染方面文献的基础上,作者总结了生物炭应用规律并提出一些未来研究的展望。表述如下:生物炭具有多孔性和巨大的表面积,它能够增加土壤的持水量、增加对营养元素的吸附以减少其流失并改善土壤的结构,此外生物炭本身含有丰富的营养元素并能够缓慢释放以供作物吸收,因此生物炭能改善土壤肥力并增加农作物产量。同时,生物炭巨大的吸附功能可以降低重金属和有机污染物在土壤及污水中的活性,起到降低污染物浓度的作用。因此生物炭在农业增产和减少污染方面有巨大的潜力。但是,到目前为止,对于生物炭很多的作用机制还未搞清楚,对不同种类生物炭性状、生物质在高温热解过程中内部化学成分和结构的变化、长期定位实验以及危害方面还应加强研究。对此,研究人员应该结合当地情况,尽多的用当地主要的动植物废料来生产生物炭以达到当地农业增产和治理污染的目的;其次,增加长期定位试验,找到适合当地的生物炭种类及其生产条件;另外还应增加对我国新疆、西藏等土壤贫瘠的偏远地区的研究,使当地的土壤更大程度的被利用以改善当地人民的生活;最后,当地政府及相关部门应该加大对生物炭研究的支持,使生物炭早日被普遍运用,造福百姓。     

长春南湖富营养化进程中鱼类群落的变化

长春南湖原有鱼类20种。随着富营养化程度的加重,鱼类种类数减少,一些种类绝迹。1992年实施生态工程治理后,鱼类组成以人工放养种类为主。鱼产量波动幅度较大,自20世纪60年代以来呈下降趋势,80年代末达到最低点,90年代有所回升。目前以养殖鱼类为主体,产量较为稳定。鱼类以II龄和III龄个体所占比例最大,I龄和高龄个体较少。     

BIOMONITORING OF AIR POLLUTION IN A SEASONALLY DRY TROPICAL SUBURBAN AREA USING WHEAT TRANSPLANTS

Air pollution has been identified as a serious problem throughout the world which causes tremendous loss to the crops by affecting plant growth and yield. Earlier, air pollution was restricted to urban and industrial regions. Over the last few decades, however, it has become evident that pollutants can be transported over long distances and hence their impact may be felt widely over rural areas. The present study was conducted to evaluate the impact of urban air pollution on suburban agriculture with respect to the changes in photosynthetic rate, stomatal conductance, water-use efficiency, plant height, numbers of tillers, leaves, ears and seeds, chlorophyll, carotenoid, protein, phenol, ascorbic acid, nitrogen and sulphate-sulphur contents and seed weight of pot-grown wheat plants (Triticum aestivum var. HUW 468) kept at different sites around Varanasi city receiving varying levels of pollution load. Mean concentrations of were monitored. The study clearly showed that plants are negatively affected by the ambient levels of air pollutants. Reduction in various parameters directly corresponded with the air pollution levels at different sites.     

缓释肥侧条施肥技术对水稻产量和氮素利用效率的影响

利用田间小区试验,系统研究了基于缓释肥料的侧条施肥技术对水稻产量和氮素利用效率的影响。试验结果表明：与农民常规施肥处理（FP）比较,侧条施肥技术高缓释肥处理（HF）水稻氮素投入比农民常规施肥处理（FP）降低约40%,水稻产量没有显著降低,穗粒数比农民常规施肥处理增加了8.36%。侧条施肥技术显著提高了水稻地上部吸氮量和氮肥偏生产力,降低了氮素的表观损失量。侧条施肥各处理氮肥偏生产力在39.1～67.8之间,显著高于FP处理的23.7。FP处理氮素表观损失量高达174.2 kg＆#183;hm-2,侧条施肥各处理表观损失量在23.2～61.9 kg＆#183;hm-2之间。综合考虑水稻产量和环境因素,基于缓释肥料的侧条施肥技术是一种资源节约和环境友好的施肥技术。     

辽宁省境内老哈河流域产沙特征及泥沙供给模式研究

在对辽宁省境内老哈河流域土壤侵蚀研究的基础上,通过计算泥沙迁移时间确定了该流域基于栅格尺度的泥沙输移比的空间分布,最终获得该流域的产沙量,结果表明北部的老官地、哈拉道口、烧锅营子等地以及中南部河流两侧是流域内主要产沙源;选用坡度、植被盖度、土地利用类型、土壤可蚀性、距河流距离、基岩岩性等因子,建立了老哈河流域泥沙供给的数学模型,结果表明流域产沙主要与坡度、距河流距离、土地利用类型和植被盖度密切相关。因此,改变土地利用类型、提高植被盖度是防治流域致灾泥沙的关键因素。本研究对今后老哈河流域土地利用规划及泥沙治理具有一定的指导意义。