土壤水分库容量与旱地农田土壤地力密切相关,研究秸秆源有机物料还田条件下土壤水分动态特征,有助于揭示秸秆源有机物料还田保水核心与土壤地力提升的效应关系.基于长期玉米田间定位试验,以无秸秆添加为对照(CK),设置玉米秸秆炭化还田(BC)和玉米秸秆粉碎直接还田(SD)处理,采用土壤温湿度记录仪连续定位监测不同秸秆源有机物料还田方式下玉米土壤湿度,分析土壤湿度与土壤孔隙结构等土壤理化因子之间的关系.结果表明:与CK相比,BC和SD处理条件下玉米全生育期内平均土壤湿度分别提高了 19.8％(P＜0.05)和9.7％;5月土壤持续干旱数日发生降水后,BC处理土壤湿度快速上升且增幅高于SD;7-9月伴随较大降水事件土壤湿度急剧上升达到峰值后,BC 土壤湿度比SD处理下降缓慢.与CK相比,BC和SD处理的土壤总孔隙度分别增加18.9％和7.0％,土壤孔隙含水率分别增加8.2％和2.5％.BC处理土壤水分与土壤有效磷、全磷含量等指标密切相关(P＜0.05),SD处理土壤孔隙结构与碱解氮含量等指标密切相关(P＜0.05).上述研究结果可为秸秆资源肥料化利用提供科学依据.

为探明辽西半干旱区青贮作物的营养品质和养分需求特征,本研究在辽宁阜新蒙古族自治县设置青贮玉米、甜高粱和高丹草种植试验,对其产量、营养品质、饲用价值、矿质养分进行比较分析.结果表明:(1)同等栽培管理条件下,高丹草鲜产和干产都显著高于青贮玉米和甜高粱,干物质产量达到34.22 t·hm-2.(2)青贮发酵能够提高青贮作物的粗蛋白、粗脂肪,降低粗纤维、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、木质素含量;相较于甜高粱和高丹草,青贮玉米的营养品质更好.(3)青贮发酵提高了青贮作物的饲用价值,青贮玉米的消化性干物质、干物质采食量、相对饲用价值显著高于甜高粱和高丹草.(4)3种青贮作物植株的氮(N)、磷(P)、钾(K)含量无显著差异,3种青贮作物的N、P、K需求大约在200～300、60～90、320～580 kg·hm-2,高丹草的N、P、K吸收量显著高于青贮玉米和甜高粱,对K的需求量大.综合分析表明,青贮发酵能有效改善青贮作物的营养品质,青贮玉米是当地较为适宜种植的青贮作物类型,研究结果为辽西地区青贮作物的高产栽培和推广应用提供了重要支撑.

目的:调查山西省洪洞县3个乡镇成年居民的慢性呼吸系统症状及肺功能情况，并探讨其影响因素。方法:洪洞县成年居民慢性呼吸系统症状及肺功能现状调查是以洪洞县全县全员区域性人群为基线，由临汾市科技厅立项，洪洞县政府协调，于2021年4至11月选择山西省临汾市洪洞县3个乡镇进行调查：通过调查问卷，收集研究对象的人口学特征、呼吸系统症状、吸烟粉尘暴露等个人史；此外还对每个调查个体进行体格检查、血常规化验及肺功能检查。利用SPSS 22.0 软件进行 t检验、 χ 2 检验和方差分析或Kruskal-Wallis 检验对所收集信息进行统计学分析。 结果:10 945名研究对象纳入分析，年龄范围18~102岁，其中男性3 754人（34.3%），有1 222人（11.2%）具有粉尘暴露史，7 164人（65.5%）曾使用秸秆及柴草作为烹饪燃料，3 296人（30.1%）有吸烟史。纳入研究对象中分别有394人（3.6%）、339人（3.1%）、1 543人（14.1%）存在慢性咳嗽、咳痰、呼吸困难等呼吸系统症状。统计发现具有慢性呼吸系统症状的人群高龄、有吸烟史的人群占比更高，且吸烟量大于40包年者慢性呼吸系统症状发生率更高（均 P<0.05）。男性、有粉尘暴露史者更容易患有慢性咳嗽、咳痰，而消瘦、生物燃料使用史超过40年者更易出现慢性咳痰和呼吸困难（均 P<0.05）。被调查者肺功能1秒用力呼气容积（FEV1）、用力肺活量（FVC）、FEV1/FVC中位数分别为2.19 L/s、3.24 L、69.16%，其中5 801名（53.0%）被调查者肺功能较预计值下降；随着年龄增长，FEV1/FVC中位数逐渐下降；40岁以上人群中有吸烟史者的FEV1/FVC较低，肺功能下降人群中有粉尘暴露史者较肺功能正常人群更多，且慢性咳痰、呼吸困难在肺功能下降人群中发生率较高（均 P<0.05）。而在60岁以上通气功能下降的人群中嗜酸性粒细胞绝对值和比值较通气功能正常者显著增高，但身体质量指数（BMI）水平较低（均 P<0.05）。 结论:山西省洪洞县基层居民就医意识差，肺功能检查率低下，慢性呼吸系统症状和肺功能下降均有较多危险因素，基层医疗机构需要根据实际情况制定预防策略并开展肺功能检测，重点监测并随访高危人群。

秸秆还田对稻田土壤NH3挥发可产生影响,但相关排放变化规律和调控机制有待系统研究.以南粳46水稻品种为材料,太湖地区典型单季稻田原状土为研究对象,利用连续气流封闭法监测三种秸秆(水稻秸秆:RS;小麦秸秆:WS;玉米秸秆:MS)两种添加量(W秸秆:W土=0.5％、0.8％)下水稻各生长期NH3挥发通量、土壤理化因子及水稻产量;进而结合分子生物学技术,将环境因子与氮循环相关的功能微生物丰度进行耦合,揭示NH3挥发对不同种类秸秆和不同添加量的响应机制并解析关键因子,从而筛选出稻田生态系统氨减排效果最佳的秸秆还田种类及施用量.试验结果表明,秸秆种类及秸秆种类与其施用量交互作用对稻田土壤NH3挥发均产生显著影响,总体来看,与CK相比,施加秸秆处理NH3挥发变化幅度为-33.2％-27.3％.不同秸秆种类对稻田土壤NH3挥发影响不同,低添加量下,与CK相比,RS与WS施用对NH3挥发量均无显著影响,而MS施用显著增加NH3挥发量21.1％;高添加量下,RS施用显著降低NH3挥发量33.2％.不同秸秆施加量对稻田土壤NH3挥发影响亦不同,RS和MS处理下稻田NH3挥发量随施用量的增加分别降低31.2％和32.8％,而WS处理则呈现相反规律;不同秸秆种类及不同施加量交互作用下RS-0.8处理显著降低稻田土壤NH3挥发33.2％.田面水pH、总氮(TN)浓度、土壤微生物量碳含量(MBC)、土壤氨氧化古菌(AOA)和氨氧化细菌(AOB)群落丰度是导致不同秸秆种类和用量下稻田土壤NH3挥发产生差异的主要影响因素;RS-0.8处理相较于其他处理显著增加土壤AOA、AOB群落丰度并显著降低田面水TN含量,综合效应下显著减少稻田NH3挥发量33.2％,并显著增加水稻产量22.9％.因此,综合稻田NH3挥发总量和水稻产量,秸秆施用水稻种植体系中水稻(RS)秸秆以0.8％施用量模式下减排增产效果最佳.

稻田甲烷排放是农业源甲烷排放的主要来源.东北黑土地区是我国最大的粮食生产基地,农业温室气体减排是实现黑土地永续利用的关键议题之一.运用稻田甲烷排放模型(CH4MOD)核算并分析了 2009-2018年东北黑土地区稻田甲烷排放的时空演变特征,结合GOSAT卫星遥感数据探究了水稻生产与区域甲烷排放的时空动态联系,进一步量化了稻田甲烷对区域甲烷排放的贡献程度及不同情景下的排放潜力.结果表明,受水稻生产面积扩张和排放强度提高的影响,东北黑土地区稻田甲烷排放总量从2009年的39.05万t增加到2018年的79.53万t.东北黑土地区区域甲烷排放在季节变化和栅格单元上表现出与稻田甲烷排放较为一致的时空动态,大规模的稻田耕作可能会增加水稻生产与区域甲烷排放直接相关的可能性.随着水稻持续扩种稳产,2018年东北黑土地区水稻生产贡献了区域甲烷排放总量的15.04％,其中黑龙江省的贡献率高达31.06％.在基准发展情景下,预计2035年东北黑土地区稻田CH4排放量较2018年增加19.5％;在粮食供给保障情景下,维持当前稻田耕作面积,水稻生产集约化程度提高,预计其稻田CH4排放量较2018年减少0.88％;在此基础上,采取促进秸秆还田、增施有机肥、实施节水间歇灌溉等稻田管理措施将使稻田CH4排放量增加17.8％-63.6％.以满足膳食需求和供给保障为导向,优化水稻种植结构、控制稻田耕作面积,推动技术进步、品种改良以提升单产水平,采取化肥和有机肥搭配施用、节水间歇灌溉等途径能够缓解稻田甲烷排放.研究综合运用自上而下的遥感数据和自下而上的模型运算,刻画了水稻生产与区域甲烷排放的时空联系,进一步评估了稻田甲烷的排放潜力及减排措施的减排效果,为促进东北黑土地区农业甲烷减排和生产布局优化提供了理论依据和决策参考.

目的 探讨不同供氧浓度对生物质固废好氧堆肥化处理过程的影响机制,以掌握适用于未来地外星球基地受控生态生保系统(CELSS)固废资源化处理的供氧参数,提高氧气利用率.方法 利用自研的固废生物反应器试验系统,以小麦秸秆和模拟粪便为处理对象,开展10%、15%和21%三种供氧浓度的好氧堆肥化处理实验,定期采样并分析处理过程中的气体组分(O2、NH3、CH4和N2O)及物料腐熟度(含水率、溶解性有机碳、NH4+-N和种子发芽指数).结果 15%O2处理组耗氧量最大,NH3和N2O排放量最小,溶解性有机碳含量降解效果最好,NH4+-N含量较高;3个处理组中CH4排放均处于较低水平.堆肥结束时,10%O2和15%O2处理组的产品含水率均大于74%,保水性最好,各处理组的种子发芽指数分别达到86.64%、123.81%和97.98%.结论 与10%和21%供氧浓度相比,15%供氧浓度有效减少了NH3和N2O的排放,且拥有良好的保氮、保水和溶解有机碳降解效果,腐熟度更高.

综述回顾我国农业碳排放的主要特征及类型,并指出农田利用、畜禽养殖、农业废弃物处置和土地利用管理等 4 方面的农业碳减排潜力.合理的农艺管理和经济政策措施可以减少农田利用碳排放;源头农业碳减排、过程控制和末端处理等措施可以降低畜禽养殖碳排放;优化粪便管理模式和农业秸秆利用可以减少农业废弃物处置碳排放;优化土地资源利用结构、实现土地集约利用和建设高标准农田是土地利用管理碳减排的重要举措.综述可为提升我国农业碳减排潜力提供参考.

秸秆还田、高效肥料、节水减氮是我国农业绿色发展主推技术,高产低排放品种是减少稻田CH4排放重要方向.为明确秸秆还田下氮肥减量及节水灌溉集成技术对不同品种水稻田CH4排放的影响,本研究以双季稻为对象,采用随机区组的裂区试验设计,设置施用尿素+间歇灌溉(U)、尿素减量20％+秸秆还田+间歇灌溉(US+S)、控释尿素减量20％+秸秆还田+间歇灌溉(CRUS+S)、尿素减量20％+秸秆还田+节水灌溉(US+S+SWD)共4个主区因素,常规稻和杂交稻作为2个副区因素,利用静态箱-气相色谱法监测双季稻生育期内CH4排放规律及减排效果.结果表明,碳投入、氮投入、灌溉量和分蘖数是影响双季稻CH4排放的主要因素.秸秆还田可补充氮肥20％减量的养分,并显著促进常规稻和杂交稻CH4的排放,其中常规稻增排60.0％～107.8％,杂交稻增排99.8％～107.8％,这主要归结于秸秆还田带来大量碳源.秸秆还田搭配控释尿素并不能减少CH4排放,较US+S增排1.8％～9.7％(除常规晚稻外).节水灌溉能显著控制秸秆还田下CH4排放的大量增长,相比US+S,US+S+SWD处理显著降低了CH4排放15.9％～23.1％.各处理间产量无显著差异,表明秸秆还田下氮肥减量及节水灌溉可以达到稳产作用.杂交稻CH4排放量及产量略高于常规稻,但不存在显著差异.总体而言,秸秆还田显著提高CH4排放量,控释尿素和减量施氮无明显减排效果,节水灌溉能有效降低秸秆还田下单位产量的CH4排放强度.未来随着稻田秸秆还田比例增加,优化水分管理以促进秸秆好氧分解将成为CH4减排的关键.

有机残体混合分解对陆地生态系统物质循环至关重要,但关于农田生态系统中混合秸秆分解过程的研究仍较缺乏.该研究在玉米(Zea mays)单作、马铃薯(Solanum tuberosum)单作和玉米马铃薯间作小区实验中,设置了为期6个月的玉米秸秆、马铃薯秸秆和玉米马铃薯混合秸秆分解袋填埋实验,通过Biolog-Eco微平板法分析秸秆类型和分解环境对秸秆微生物碳代谢活性的影响.结果表明,马铃薯秸秆和玉米秸秆混合对分解过程产生了协同效应,混合秸秆的分解率和微生物代谢活性高于单一秸秆,增加了微生物对碳水化合物和羧酸类底物的利用.这种协同效应随时间延长而削弱.随机森林模型和结构方程模型分析表明,土壤中溶解性有机碳、硝态氮、铵态氮含量以及秸秆碳氮比是驱动秸秆分解的重要因素.总之,秸秆混合促进秸秆分解.

2023年广东省初中学业水平考试生物学试题中初现"合成生物学"一词.其作为新兴交叉学科,是当今世界各国科技竞争中前沿技术和安全领域的焦点,为人类健康、能源环境、粮食生产等研究做出重要贡献并展现出广阔的应用前景.1原题呈现合成生物学是当前生物学领域的研究热点之一,我国科学家利用经基因改造的酵母菌,以玉米秸秆(主要成分是纤维素)为原料合成淀粉和蛋白质.