当期目录

2023年 第25卷 第3期    刊出日期：2023-03-15

上一期   

农业创新论坛

我国生羊乳标准现状、问题及对策建议

申国辉, 韩娟, 古艳婷, 郭燕枝

2023, 25(3):  1-8.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2022.0712

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随着经济的快速发展及新冠肺炎疫情影响，羊乳及其制品越来越受到消费者的青睐，羊乳产业跃居成为我国第二大乳制品消费产业，但近年来我国羊乳产业发展面临着瓶颈。标准是产业健康发展的引领，生羊乳质量安全是羊乳产业的第一道关卡，其标准的缺失是目前我国羊乳产业发展面临瓶颈的主要原因。通过系统梳理我国生羊乳标准现状及国内外生乳及乳制品标准制定和执行监管机制，指出目前我国生羊乳标准存在着国标牛羊混用、标准制定社会参与度低、标龄过长、监管执行体系不健全等问题；并结合我国现阶段羊乳产业现状，从加快国家标准制定、完善标准制定执行监督体制机制等方面提出相应的对策建议。

人造肉研究开发现状分析及发展对策研究

刘辉, 徐小霞, 严建兵, 王平祥

2023, 25(3):  9-20.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2021.0921

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发展人造肉契合我国农业绿色低碳的重大战略需求，能保障日益增长的蛋白食品有效安全供给，有助于提升国民健康水平和公共卫生安全风险管控。国外人造肉研究和产业发展起步早、发展快，而我国目前处于起步阶段，特别是细胞培养肉的研究和开发还任重道远。人造肉发展面临的主要制约因素有基础研究薄弱、产业化成本过高、技术管理标准和法律法规不健全、公众接受程度低等。为推进我国人造肉发展，必须创新高效绿色低碳的蛋白质资源获取途径，加强人造肉相关“卡脖子”问题的基础研究，强化绿色低碳的全产业链融合创新，完善产业化发展的体制机制。

生物技术 生命科学

虾青素的生物合成与产业化应用

苗丽青, 马旭辉, 李素贞, 陈茹梅, 柳小庆

2023, 25(3):  21-29.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2022.1091

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虾青素属于类胡萝卜素，具有较强的抗氧化活性及多种生物活性，因此被广泛应用于食品、化工、医疗等领域。虾青素存在立体异构和几何异构等多种异构体形式，不同异构体的生物活性存在差异，在商业化应用上也有不同。目前，商业化应用的虾青素主要来源于化学合成和微生物与雨生红球藻的提取物，但二者均存在一定的限制性因素。近年来，为了开辟新的虾青素生物合成途径，越来越多的研究报道了利用基因工程技术在植物中重构虾青素合成代谢途径合成虾青素。同时，通过提高虾青素的稳定性来拓展其应用范围，增强应用效果。对虾青素的特性、主要的生物合成途径及应用现状进行了综述，总结了有关虾青素合成的植物基因工程研究和活性递送系统的发展，并对虾青素的产业化应用进行了展望。

基于SSR和SRAP标记小麦资源遗传多样性及农艺性状分析

许娜丽, 余慧霞, 姚明明, 王彦青, 李清峰, 刘彩霞, 孙刚, 陈佳静, 龙姣卉, 王掌军

2023, 25(3):  30-46.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2021.0962

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为研究宁夏小麦品种资源遗传多样性，对251份国内外小麦品种资源的农艺和品质性状进行鉴定，并利用47对SSR（simple sequence repeat）和25对SRAP（sequence-related amplified polymorphism）引物对其进行分子标记分析。结果表明，47对SSR引物共检测到234个等位变异，等位变异数和多态性信息量（polymorphism information content， PIC）的变幅分别为3～11和0.097～0.862，平均值分别为4.979和0.652；25对SRAP引物共检测到342个等位变异，等位变异数、PIC的变幅分别为6～21、0.651～0.932，平均值分别为13.680、0.826，表明251份小麦品种资源具有丰富的遗传多样性。2种分子标记的72对引物将251份小麦品种资源聚为4个类群，类群Ⅰ～Ⅳ分别包括100、39、81和31份材料，不同类群间存在明显差异，其中，类群Ⅰ的平均穗长、结实数、穗粒数、穗粒重、千粒重、出粉率、容重、硬度指数均最高，水分含量最低；类群Ⅳ的平均穗下茎长、小穗数、粗蛋白含量、湿面筋含量、吸水率、沉降值均最高，表明类群Ⅰ和类群Ⅳ分别为产量与蛋白质性状的优异类群，为宁夏小麦遗传改良及新品种选育提供了理论指导。

低醇溶蛋白转基因大麦氮素转移特征

陈军, 李静雯, 王立光, 朱天地, 陈琛, 包奇军, 欧巧明

2023, 25(3):  47-56.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2021.0693

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为探究氮肥施用量对低醇溶蛋白转基因大麦花后各营养器官氮素积累、分布及转运的影响，明确大麦花后至籽粒形成过程中氮素的变化规律，采用土培盆栽试验，利用前期筛选出已稳定遗传的低醇溶蛋白转基因大麦为试验材料，以其受体为对照，分析二者分别在不施氮、低氮（160 mg N·kg^-1土）、正常氮（230 mg N·kg^-1土）和高氮（300 mg N·kg^-1土）4 个氮素处理下的籽粒产量、生物量及花后营养器官氮素积累及转运特性。结果表明，相同施氮量下，转基因大麦的籽粒产量和地上部生物量高于对照，而株高和千粒重较对照显著降低，有效穗数和每穗粒数较对照显著增加；即与受体相比，转基因大麦通过增加分蘖数和有效穗数补偿产量配给，实现增产。转基因大麦籽粒的蛋白含量显著低于对照，较对照降低0.58%~2.40%；且随着施氮量增加，籽粒蛋白含量逐渐增加。转基因大麦各营养器官的氮素含量表现为穗>叶>茎秆，且在穗中氮素含量在扬花期最高。不同时期植株地上部的氮素积累量表现为扬花期>灌浆期>成熟期，说明扬花期是影响大麦氮素再利用的关键时期，且转基因大麦的籽粒产量与扬花期穗氮素含量呈显著正相关。以上结果为大麦氮素转运的生理机制及生产施肥实践奠定了理论基础。

海岛棉类受体胞质激酶基因GbRLCK10在抗病中的作用

赵曾强, 张国丽, 马盼盼, 李有忠, 王志军, 谢宗铭, 孙国清

2023, 25(3):  57-65.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2021.0809

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GbRLCK10为海岛棉响应黄萎病菌和激素胁迫基因。为研究该基因在烟草中的功能，利用农杆菌介导法将其导入烟草。对获得的阳性植株通过室内接种法进行抗病性鉴定，并利用qRT-PCR技术分析水杨酸途径关键基因NtPR1、NtNPR1和乙烯途径关键基因NtEIN4、NtNTHK2及茉莉酸途径关键基因NtJAZ1、NtAOS 的表达特征。结果表明，接种前，转基因植株中NtPR1、NtNPR1、NtJAZ1基因的表达量显著高于野生型植株；而野生型植株中NtEIN4、NtNTHK2、NtAOS基因表达量显著高于转基因植株。接种黄萎病菌后，转基因植株的病情指数显著高于野生型；野生型植株感病后，NtPR1、NtNPR1、NtAOS基因的表达量显著高于发病前，而NtJAZ1、NtEIN4、NtNTHK2基因的表达量显著低于发病前；转基因植株感病后，NtPR1、NtNPR1、NtEIN4、NtAOS基因的表达量均显著高于发病前，而NtJAZ1、NtNTHK2基因的表达量均显著低于发病前；与野生型相比，转基因植株NtPR1、NtAOS基因的表达量显著降低，而NtNPR1、NtEIN4、NtJAZ1、NtNTHK2基因的表达量显著提高。综上所述，GbRLCK10基因通过调控激素途径中关键基因的表达水平影响烟草黄萎病抗性，为进一步揭示GbRLCK10基因对棉花黄萎病响应机制的功能研究提供了重要依据。

高通量技术分析‘砂蜜豆’甜樱桃不同组织内生细菌多样性

赵柏霞, 闫建芳

2023, 25(3):  66-77.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2021.0647

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为探明甜樱桃内生细菌种群结构及多样性，以‘砂蜜豆’甜樱桃根、主干树皮和枝条3个组织的内生细菌为研究对象，对其16S rRNA V3~V4区进行高通量测序。结果表明，‘砂蜜豆’甜樱桃不同组织内生细菌群落多样性及功能存在较大差异。不同组织中共获得有效序列9 665 813条，聚类为1 386个OTU（operational taxonomic units），隶属于20个门、43个纲、79个目、162个科和346个属。在门水平，变形菌门（Proteobacteria）在各组织中的丰度均最高，是最优势菌门。在属水平，根部内生细菌的优势菌属为链霉菌属（Streptomyces）、类固醇杆菌属（Steroidobacter）和乳酸杆菌属（Lactobacillus）；枝条内生细菌中鞘氨醇单胞菌（Sphingomonas）的相对丰度较高；主干树皮内生细菌的优势菌属为拟杆菌属（Bacteroides）。PICRUSt （phylogenetic investigation of communities by reconstruction of unobserved states）基因预测表明，内生细菌功能主要涉及多糖、萜类和酮类、酶及维生素等次生代谢产物的生物合成。综上所述，甜樱桃内生细菌具有丰富的种群多样性，为今后开发利用甜樱桃内生细菌资源奠定了基础。

不同光环境集胞藻循环电子传递与类梅勒反应

张叶, 张昊, 张芃芃

2023, 25(3):  78-95.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2021.0368

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光是光合作用不可或缺的底物。然而过量的光照会对光合生物造成氧化胁迫和严重的损害。为了应对持续变化的光环境，蓝藻演化形成了灵活的电子传递网络。围绕光系统I（photosystem I，PSI）的循环电子传递（cyclic electron transport，CET）将电子从铁氧还蛋白Fd回流到质体醌（plastoquinone，PQ）库，产生ATP且不积累NADPH。在蓝藻和高等植物中发现了2种不同的CET途径，即NDH依赖途径和PGR5依赖途径。蓝藻中黄素二铁蛋白Flv1/Flv3参与了类梅勒（Mehler-like）反应，从PSI接受电子直接将氧气还原为水，且没有活性氧的形成。以集胞藻为试验材料，通过分析不同的CET和Flv突变株在不同光照条件下的生理特征以及其P700氧化/还原动力学，进而研究CET途径和类梅勒反应在集胞藻中的功能。结果表明NDH-1复合体对CET的贡献率超过90%，维持细胞能在持续高光环境下生长，而迅速应激的类梅勒反应在缓解瞬时高光胁迫时发挥了重要作用。因此我们认为在集胞藻中NDH-1介导的循环电子途径是稳固支持其适应高光逆境的主要机制，而类梅勒反应则是在现有主要途径严重不足时的1个备用途径。响应迅速的FLV路径是野生型和NDH-1突变株的补足。

智慧农业 农机装备

揉碎玉米秸秆螺旋输送仿真离散元模型参数标定

王洪波, 樊志鹏, 乌兰图雅, 王春光, 马哲

2023, 25(3):  96-106.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2022.0725

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为进一步揭示揉碎玉米秸秆饲料在螺旋输送器中的输送机理，提高揉碎玉米秸秆螺旋输送过程中离散元仿真研究所用参数的准确度，将揉碎玉米秸秆分为秸秆穰、秸秆叶、秸秆皮，采用物理试验和仿真优化设计相结合的方法对离散元仿真参数进行标定。首先，通过物理试验得到穰、叶、皮各项本征参数和接触参数的平均值和范围，将范围相对较大的接触参数通过Plackett-Burman试验利用其显著性进行筛选。结果表明，对仿真堆积角影响显著的因素有穰-叶滚动摩擦系数、皮-叶滚动摩擦系数、叶-叶静摩擦系数。对这3个显著性参数进行最陡爬坡试验，将其取值范围进行优化缩小，通过Box-Behnken试验建立堆积角与显著性参数的二阶回归模型，堆积角的目标值设置为物理试验测得的30.4°，寻优得到最佳的显著性参数的取值：叶-穰滚动摩擦系数为0.325，皮-叶滚动摩擦系数为0.377，叶-叶静摩擦系数为0.411，在此组合下仿真堆积角为30.77°。为进一步检验参数取值的准确性，通过t检验得到P>0.05，表明仿真与物理试验堆积角的值无明显差异，验证了最佳参数取值的可靠性。由此表明，应用上述各物理试验和优化试验来测定及标定离散元仿真参数是可行的，同时标定的参数为揉碎玉米秸秆的其他仿真试验提供了参考。

北方番茄日光温室温度传感器布设位置研究

于玉婷, 柳平增, 王秀丽, 张艳, 王珅, 宋成宝, 马峰

2023, 25(3):  107-118.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2021.0929

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为提高温室环境监测的精准性，降低环境感知成本，设计了多点环境监测系统。针对秋冬季温室温度管理难度大导致的番茄病害率增加等现象，对山东省番茄温室内的温度进行持续监测，依据实测数据选用高斯函数对温室温度的日变化曲线进行最小二乘多峰拟合，将离散的数据点转化为连续的高斯函数，通过积分比较得到番茄各生长周期的最佳监测位置。结果表明，以高斯函数为目标对温室温度进行多峰拟合分析，效果较显著，最小决定系数为0.919；番茄苗期与开花坐果期，监测点N₁₅、N₁₀与温室平均温度之间温度曲线积分面积的绝对差最小，因此该生长时期的最佳监测点为N₁₅和N₁₀；番茄结果期，N₁₀和N₃监测点所在位置最接近温室整体平均变化水平，为该周期的最佳监测位置。综上，在番茄不同生长周期中，温室中部监测点N₁₀更能代表温室整体水平，该方法为温室环境精准监测奠定了基础。

动植物健康

微生物菌肥对川党参连作障碍及紫纹羽病的防控效果

李小玲, 周武先, 蒋小刚, 李大荣, 黄大野, 张美德

2023, 25(3):  119-131.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2022.0284

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为研究微生物菌肥对川党参连作障碍及紫纹羽病的防控效果，以川党参为研究对象，探索重茬灵和新特锐菌对连作川党参生长及土壤酶活性的影响。结果表明，在施用重茬灵和新特锐菌2年后，与对照（CK）相比，川党参的种苗存活率分别提高了42.3%和38.4%，紫纹羽病发病率由大到小依次为CK（13.4%）>施用新特锐菌（3.4%）>施用重茬灵（0%）。2种微生物菌肥均可有效防控川党参紫纹羽病，且重茬灵的防控效果更佳。与CK相比，重茬灵处理的单株鲜重提高了20.3%，产量提高了71.4%；新特锐菌处理的单株鲜重提高了34.6%，产量提高了85.7%。此外，重茬灵和新特锐菌处理均显著提升了川党参叶片叶绿素a含量，增幅分别为4.9%和2.6%；并显著提升了总叶绿素含量，增幅分别为5.3%和3.0%。与CK相比，重茬灵处理下川党参叶片的过氧化氢酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶活性及丙二醛和超氧阴离子自由基含量显著下降，而可溶性糖和可溶性蛋白含量则显著升高；新特锐菌处理下仅可溶性蛋白含量显著升高。重茬灵处理显著提高了川党参根茎总蛋白含量，增幅为15.6%~16.5%，新特锐菌处理则显著提高了其炔苷含量，增幅为10.1%~15.3%。土壤酶活性对施用2种微生物菌肥的响应规律一致，与CK相比，重茬灵和新特锐菌处理均显著提高了连作土壤的脲酶、碱性磷酸酶及蔗糖酶活性，显著降低了过氧化氢酶活性。综上所述，微生物菌肥能够通过影响川党参植株的光合代谢、抗氧化能力以及土壤酶活性来改善其生长，从而有效防控川党参连作障碍和紫纹羽病害。

大蜡螟幼虫肠道微生物聚乙烯降解酶基因的表达及性质分析

柳春雨, 门丽娜, 连雅琴, 张宇宏, 张志伟, 张伟

2023, 25(3):  132-139.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2022.0880

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聚乙烯（polyethylene， PE）塑料结构稳定，难以自然降解，对环境造成严重污染。大蜡螟（Galleria mellonella L.）幼虫取食聚乙烯后，排泄物出现羰基（C-O）和羟基（R-OH）官能团，能够使PE膜长链结构发生解聚。为研究其原理，基于免培养技术，对大蜡螟幼虫肠道内容物进行宏基因组和宏蛋白质组分析，挖掘得到2个潜在新PE降解酶基因POD8747和AhpC5341，并在大肠杆菌表达系统中进行了异源表达、纯化和初步性质分析。结果表明，重组POD8747和AhpC5341的最适温度均为50 ℃，最适pH均为8.0。经POD8747和AhpC5341处理后的PE膜亲水性增加，且其接触角从100?分别降低到（90.07±3.45）和（91.73±1.70）?。以上结果表明，POD8747和AhpC5341在PE降解中能够发挥表面氧化能力，从而促进其他酶进一步降解PE。

生物制造 资源生态

烟杆炭配施氮肥对玉米苗期生长及土壤特性的影响

姚佳, 刘加欣, 苏焱, 苏小娟

2023, 25(3):  140-151.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2021.0698

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为了实现农业秸秆废弃物资源化利用，探讨烟杆炭与氮肥对玉米苗期生长、养分吸收、土壤肥力及酶活性的影响，通过盆栽试验，以不施烟杆炭和氮肥为对照（CK），设置2个生物炭水平BC1（22.5 t·hm^-2，低炭）和BC2 （67.5 t·hm^-2，高炭），2个氮肥水平N1（180 kg·hm^-2，低氮）和N2 （270 kg·hm^-2，高氮），在玉米生长60 d后，分析玉米生长及养分吸收、土壤养分含量和酶活性变化。结果表明，与CK相比，烟杆炭、氮肥单独及二者配施均可显著提高玉米生长、养分吸收量及土壤养分含量。其中，土壤pH、全氮和阳离子交换量以N1+BC2处理增加效果最显著，分别为对照的1.29、2.12和1.34倍；土壤有机质、速效氮、速效磷和速效钾含量以N2+BC2处理最高，分别为对照的3.4、7.0、1.5和2.5倍。此外，N2+BC1处理的脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性最高，分别为74.74、7.92和1.14 mL·100 g^-1土。生物炭和氮肥施用均显著提高了土壤蔗糖酶和过氧化氢酶活性，与对照相比，提高幅度分别为63%~88%和24%~79%；烟杆炭与氮肥配施对3种土壤酶的影响表现为低炭促进，高炭抑制。相关性分析表明，速效氮含量与蔗糖酶和过氧化氢酶活性呈极显著正相关，与脲酶活性相关不显著；各酶活性之间呈极显著相关。结果可为烟杆循环利用提供科学参考，同时为农业生产中减肥增效提供新思路。

不同施肥措施对饲用燕麦土壤细菌群落多样性的影响

靳建刚, 田再芳, 郑敏娜, 康佳惠

2023, 25(3):  152-160.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2022.0512

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为探讨不同施肥处理下燕麦根际土壤细菌群落多样性的差异，设置不施肥（CK）、仅施用商用化肥（T2）和商用化肥与有机肥分别按照9∶1（T3）、8∶2（T4）、7∶3（T5）、6∶4（T6）和5∶5（T7）的比例配施共7个处理，研究不同处理对土壤养分状况和细菌群落多样性的影响。结果表明，与CK相比，无机-有机肥料配施时，土壤有效钾和有效磷含量明显提高，可溶解性盐含量显著降低，其中T4处理的燕麦生物量最高。在门水平上，7个处理的土壤细菌样品共获得28个类群，使用线性判别分析效应大小对各处理进行比较，发现T4、T5处理中的优势菌群更有利于土壤正向演替和植物生长。不同环境因素变化对不同微生物菌群的影响不同，冗余分析（redundancy analysis，RDA）表明土壤全氮、有效磷、有机碳和有机钾含量对细菌群落有显著影响。综合分析表明，T4处理的土壤化学特性和优势菌群更有利于土壤和植物可持续生产。

几种改良剂对煤矸石基质水分特征及狗尾草萌发的影响

申海玉, 张浩, 吴子龙, 韩超, 宋炜, 马晓斐

2023, 25(3):  161-168.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2022.0520

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煤矸石基质保水性差是影响植物定居的主要障碍因子，为提高煤矸石基质的保水性，以土壤（土矸比）、保水剂、生物炭和生物菌肥为改良剂，采用四因素三水平L（3⁴）正交试验，研究4者不同配比对煤矸石基质水分特征及狗尾草萌发和早期生长的影响。结果表明，土壤、保水剂、生物炭的施用极显著地降低了煤矸石基质的容重和累积入渗速率（P<0.01），而生物菌肥对二者的影响不显著，4种改良剂的处理效果依次为土矸比>保水剂>生物炭>生物菌肥；土壤、保水剂、生物炭和生物菌肥显著提高了煤矸石基质的田间持水量（P<0.05），处理效果表现为土矸比>保水剂>生物炭>生物菌肥；施用改良剂后，狗尾草萌发数量差异不明显，但狗尾草的萌发开始时间由14 d提前到7～12 d，且狗尾草的干重积累显著增长（P<0.05），对照组的狗尾草干重仅为19.7 mg·盆^-1，施用改良剂后狗尾草干重在28.3～71.2 mg·盆^-1，最高增加2.61倍。正交试验统计分析结果表明，适宜的改良剂配合比例为土矸比2∶1+保水剂0.1%+生物炭1%+生物菌肥1%，该比例可显著提高煤矸石基质的保水性，促进狗尾草萌发与早期生长，结果可为煤矸石基质改良提供理论参考。

3类朝天椒重金属健康风险评价与镉吸收累积差异

柴冠群, 王丽, 刘桂华, 罗沐欣键, 蒋亚, 梁红, 范成五

2023, 25(3):  169-177.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2022.0541

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为探究遵义市朝天椒的健康风险及其吸收累积风险元素镉（Cd）的差异，采用目标危害系数法评价了3类朝天椒（按形状分为指型、锥型与圆型）果实重金属镉（Cd）、砷（As）、铅（Pb）、铜（Cu）、锌（Zn）的健康风险，并通过盆栽试验探究3类朝天椒对Cd的吸收累积差异的机制。结果表明，研究区3类朝天椒仅存在Cd超标现象，指型朝天椒、锥型朝天椒与圆型朝天椒的果实对土壤Cd的富集系数（biological enrichment factor，BCF）分别为0.35、0.25、0.15。食用圆型朝天椒危害指数最低，食用指型朝天椒危害指数最高，健康风险主要来源于Cd。盆栽试验的3类朝天椒果实Cd含量表现为：指型朝天椒>锥型朝天椒>圆型朝天椒，前两者果实Cd含量超标（>0.1 mg·kg^-1），而圆型朝天椒果实Cd含量未超标；圆型朝天椒对土壤Cd的富集系数及其茎向果实的Cd转运系数（transport factor， TF） TF_果/茎和叶向果实的Cd转运系数（TF_果/叶）均显著低于指型朝天椒。指型朝天椒与圆型朝天椒的根向地上部转运Cd的能力（TF_{地上部/根}）差异不显著；相关性分析显示，辣椒果实Cd含量与BCF呈显著正相关，与TF_果/茎和TF_果/叶呈极显著正相关，与TF_{地上部/根}相关性不显著。可见，圆型朝天椒对土壤Cd的低富集能力和其地上部营养器官（茎叶）对Cd的再分配能力较弱是其低Cd风险的原因。综上，建议研究区居民种植与食用圆型朝天椒，并采取阻控措施降低辣椒Cd超标风险。

围栏封育对蒿类荒漠植物-土壤碳氮磷化学计量特征的影响

聂婷婷, 董乙强, 杨合龙, 阿斯太肯·居力海提, 周时杰, 安沙舟

2023, 25(3):  178-187.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2022.0474

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为明确蒿类荒漠植物茎、叶、根和土壤碳（C）、氮（N）、磷（P）含量及其化学计量特征对围栏封育的响应规律，对封育区（2年）和放牧区荒漠草地植被及其土壤C、N、P含量进行测定分析。结果表明，与放牧区相比，短期封育对蒿类荒漠植物群落茎、叶和根系C、N和P含量影响不显著，而植物群落茎氮磷比（N∶P）显著降低14.27%。封育区20—30 cm土层中的根系C含量、碳氮比（C∶N）、碳磷比（C∶P）相较于放牧区显著增加45.00%、 80.72%、41.58%；而30—50 cm根系的N含量、N∶P显著降低 21.81%、37.56%， 但P含量显著增加22.22%；50—70 cm根系C∶N也显著增加64.53%。与放牧区相比，短期封育后0—5 cm土壤N显著降低36.76%；5—10 cm土壤N和P含量分别显著降低37.34%和25.35%；50—70 cm土壤P含量显著降低12.5%。此外，封育区20—30 cm土壤C∶P和10—20 cm土壤N∶P显著降低36.93%和23.45%。因此，短期封育没有达到植被、土壤恢复的效果，应加长封育年限，采取添加磷肥等综合措施促进退化草地的恢复。

新型复合水凝胶对镉胁迫烟草幼苗的缓解效应

刘云飞, 韦凤杰, 夏茂林, 于兆锦, 夏昊, 衣春宇, 常剑波, 姬小明

2023, 25(3):  188-197.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2021.0748

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为研究新型复合水凝胶对镉（Cd）胁迫烟草幼苗的缓解作用及其对Cd的吸附机理，以合成的新型生物炭复合水凝胶（PVA/AA/B）和改性生物炭复合水凝胶（PVA/AA/MB）为材料，开展Cd吸附试验和烟草盆栽试验。结果表明，2种复合水凝胶对Cd的吸附方式均以多分子层吸附为主，PVA/AA/B和PVA/AA/MB对Cd的最大吸附量分别为314.17和371.83 mg·g^-1；与CK相比，PVA/AA/B和PVA/AA/MB处理的植株鲜重分别显著增加172.94%和231.32%，干重分别显著增加135.29%和188.24%，土壤有效态Cd含量分别显著降低36.27%和65.18%，植株Cd含量分别显著降低54.47%和63.23%，叶片的SPAD值及抗氧化酶活性显著提高。2种合成的新型材料均能有效缓解Cd胁迫对烟草幼苗的毒害，促进Cd胁迫下烟草幼苗的生长，减少烟草中Cd积累，其中PVA/AA/MB效果更好，可为缓解烟草Cd胁迫提供理论依据。

秸秆高值利用合成中链脂肪酸研究进展

安柯萌, 赵立欣, 姚宗路, 于佳动, 李再兴, 黄亚丽, 梁依, 申瑞霞

2023, 25(3):  198-211.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2022.0757

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秸秆是我国主要农业废弃物之一，经资源化处理可生产沼气、有机肥、饲料等，但产品附加值不高。近年来，一种基于碳链延长（chain elongation，CE）的厌氧发酵技术可生产中链脂肪酸（medium-chain fatty acids，MCFAs），显著提高了产品附加值，为秸秆综合利用提供了新思路。秸秆通过生物和热化学转化途径为CE合成MCFAs提供适宜底物，通过工艺调控实现MCFAs定向生产，目前基于生物和热化学转化过程发酵液中的己酸含量约10 和2 g·L^-1·d^-1，同步提取可达到57.4 g·L^-1·d^-1。以秸秆高效转化合成MCFAs为视角，分析了其典型转化路径及功能微生物代谢特征，总结了电子供体和电子受体调控特性、影响CE效率的重要因素和强化手段，归纳了可行性应用工艺，并对应用及提高秸秆转化产品附加值提出建议，为实现秸秆高值利用提供技术支撑。

接种根瘤菌对甘草主要活性成分含量的影响及多元统计分析

丁晓霞, 马生军, 陈文峰, 张澳港, 于宏超, 依里汗木江·加帕尔

2023, 25(3):  212-220.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2022.0301

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为研究接种根瘤菌对甘草主要活性成分的影响，提高甘草质量与产量及开发优质菌剂，以无处理甘草为对照，将3种根瘤菌（Rhizobium mongolense subsp.loessense strain CCBAU 7190B、Agrobacterium tumefaciens IAM 13129、Agrobacterium tumefaciens strain CCBAU 65237）菌液按照10 mL·株^-1（675×10^-6 CFU·mL^-1）接种于乌拉尔甘草、光果甘草、胀果甘草的地下部分，采用高效液相色谱法（high performance liquid chromatography，HPLC）测定不同处理下甘草的甘草酸、甘草苷、甘草素、异甘草苷及异甘草素含量。结果表明，在3种菌株处理后，乌拉尔甘草、光果甘草和胀果甘草中5种活性成分含量均显著高于对照组（P<0.05）。由此表明，根瘤菌与甘草共生可以显著提高甘草酸、甘草苷、甘草素、异甘草苷、异甘草素含量的积累，为提高甘草质量与产量提供参考。

生物炭和滴灌量对陕北榆林沙土性质和马铃薯生长的影响

杨玲, 张富仓, 孙鑫, 张少辉, 王海东, ABDELGHANY Ahmed Elsayed, 陈占飞, 方玉川

2023, 25(3):  221-233.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2021.0792

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生物炭具有改良土壤和节水保肥增产的效应，针对榆林沙土地持水保肥能力低的问题，将滴灌施肥与生物炭相结合，探究生物炭施用量和滴灌量对土壤理化性质和马铃薯生长的影响。大田试验设置2个滴灌量水平80% ET_c （W1）和100% ET_c （W2），5个生物炭水平0（B0）、10（B10）、20（B20）、30（B30）和50 t·hm^-2（B50） ，共10个处理，生育期内对土壤容重、孔隙度、有机碳、土壤水分、速效钾、硝态氮、干物质累积量及产量等进行观测。结果表明，随着生物炭施用量的增加，0—20 cm土层土壤容重显著降低，土壤孔隙度、土壤有机碳含量和土壤速效钾含量显著增加，土壤硝态氮含量和含水量先增加后减小。随着滴灌量增加，0—20 cm土层土壤容重降低，土壤孔隙度和含水量增大。生物炭的施用仅对生长后期马铃薯干物质累积量促进效果显著，表现为随着生物炭施用量的增加先增加后减少。马铃薯块茎产量和水分利用效率随着施炭量的增加先增加后减小，马铃薯块茎产量随着滴灌量的增大而增大，W2B30处理下最高，为58 263.89 kg·hm^-2，但与W1B20、W1B30、W2B20处理无显著差异，而水分利用效率最大值出现在W1B20处理，所以从产量、水分利用效率以及经济的角度考虑，W1B20可作为本试验条件下较适宜的水炭组合。