Land use change accounts for a large proportion of the carbon emissions produced each year, especially in highly developed traditional heavy industry and agriculture areas. In this study, we estimated the carbon emissions from land use in the Black Soil Region of Northeast China (BSRNC) from 1990 to 2020. We utilized seven periods of land use remote sensing image data spanning the years 1990, 1995, 2000, 2005, 2010, 2015, and 2020, with a 30-m grid resolution. Additionally, socio-economic data was incorporated into the analysis. The preprocessing of the remote sensing images involved several steps using ENVI 5.5, including radiometric correction, fusion, mosaic, and cropping. The land types were classified into six major categories: cropland, forest land, grassland, water area, construction land, and unused land, using the LUCC classification system. The IPCC coefficient method was used to calculate the trends in carbon emissions from land use, and the logarithmic mean Divisia index (LMDI) method was applied to analyze the influencing factors. The main conclusions are as follows: (1) From 1990 to 2020, the net carbon emissions from land use in the BSRNC increased from 11.91 × 104 t to 253.29 × 104 t, with an annual growth rate of 8.04%. (2) Spatially, land use carbon emissions exhibited an agglomeration pattern that gradually weakened and the regional emission differences gradually narrowed. (3) Income level was identified as the most important factor influencing land use carbon emissions in the BSRNC from 1990 to 2020. Land use efficiency had a inhibitory effect on net carbon emissions, reducing land use carbon emissions by 1730.63 × 104 t.
抗生素过度或不当使用导致细菌耐药性增强、环境生态恶化等问题日益严重.抗菌肽(Anti-microbial peptides,AMPs)因具有广谱抗菌活性及不易产生耐药性的膜溶解式抑菌机理被广泛研究.作为人体中唯一的Cathelicidins家族AMP,LL-37具有抗菌、抗病毒、抗生物被膜和免疫调节等功能,可帮助机体有效预防炎症、抵御病原体入侵,开发潜力巨大.通过综述LL-37表达和已发现的生物学功能,梳理其产业化进程中的阻碍和分子改造策略,以期为基于LL-37的新药临床、非营养性饲料添加剂创制和表面防腐剂研发提供新思路.
采用网络药理学和分子对接方法预测芒果叶活性成分及干预肌肉减少症的分子机制.芒果叶活性成分靶点来自中药系统药理学数据库和分析平台(TCMSP)数据库,肌肉减少症靶点来自GeneCards、DisGeNET数据库.蛋白相互作用(PPI)网络由Cytoscape生成,通过拓扑分析确定核心靶点.将核心靶点导入DAVID平台,用于GO和KEGG分析,应用Mcule在线平台进行分子对接.最终筛选出25个主要成分,确定7个核心靶点.关键通路涉及乙型肝炎、白细胞介素17等信号通路.分子对接结果表明芒果叶活性成分中槲皮素与丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶1、基质金属蛋白酶9、肿瘤抑制基因P53及小窝蛋白-1均具有较好结合能力.应用网络药理学和分子对接方法分析预测可知芒果叶具有通过调节细胞凋亡和抗炎来抑制肌减少的潜力,为进一步药理试验和药物开发明确方向.
蛋鸡龙骨骨折在各饲养系统中发生率普遍较高,影响蛋鸡行为反应和福利水平.为研究产蛋后期龙骨骨折蛋鸡与未骨折蛋鸡竞争行为中是否处于劣势,采用触诊和X光仪判定体重相近的单只饲养于传统笼65周龄林甸鸡的龙骨状况,将蛋鸡分为龙骨正常组(NK)和龙骨骨折组(FK),开展配对争斗试验.而后在每个富集试验笼中将三只骨折蛋鸡和三只正常蛋鸡重新组群,研究骨折蛋鸡和正常蛋鸡社会竞争等级指数(CBI),再经食物竞争试验后剖杀部分骨折和正常蛋鸡,检测血液和龙骨组织炎症细胞因子表达.配对争斗试验结果表明,骨折蛋鸡得分显著低于正常蛋鸡(P＜0.05).重组群蛋鸡社会竞争试验结果表明,骨折林甸鸡CBI显著低于正常蛋鸡(P＜0.05).但采食竞争试验中骨折与正常林甸鸡采食时间差异不显著(P＞0.05).骨折蛋鸡龙骨组织炎症细胞因子mRNA相对表达水平和血清炎症因子浓度均高于正常蛋鸡(P＜0.05).试验表明龙骨骨折降低蛋鸡争斗能力,使其在社会竞争中处于不利地位,龙骨骨折引发的慢性炎症状态可能是骨折蛋鸡社会竞争行为表达下降的原因.
研究通过构建H9c2大鼠(Rattus norregicus)心肌细胞体外低氧模型,检测H9c2大鼠心肌细胞活性、细胞周期以及增殖相关因子CCNT2、CDK9和FOXP1的mRNA和蛋白表达,探究黑果枸杞花青素(Lycium ruthenicum Murry anthocyanins,AC)对H9c2大鼠心肌细胞增殖作用的影响.结果表明,25和50 μg·mL-1黑果枸杞花青素诱导24、36和48 h在常氧和低氧条件下均显著提高H9c2大鼠心肌细胞活性(P＜0.05),50μg·mL-1添加效果最佳.低氧组中,处于G0/G1期细胞数量显著增加(P＜0.05),S期和G2/M期细胞数量显著降低(P＜0.05),添加黑果枸杞花青素后G0/G1期细胞数量显著降低(P＜0.05),S期和G2/M期细胞数量显著升高(P＜0.05).低氧条件下CCNT2、CDK9和FOXP1的mRNA和蛋白表达均极显著下调(P＜0.01),添加黑果枸杞花青素可显著上调CCNT2、CDK9和FOXF1的mRNA和蛋白表达(P＜0.05).可知,黑果枸杞花青素促进CCNT2、CDK9和FOXP1相关因子表达,对低氧下H9c2大鼠心肌细胞增殖活性发挥保护作用,促进H9c2大鼠心肌细胞周期进程,为开发高原动物低氧生产模式下饲料添加剂,提高动物低氧适应性奠定基础.
中国北方寒区水资源紧缺、干旱事件频发,研究一种准确高效干旱监测方法尤为重要.研究利用GRACE及GRACE-FO重力卫星数据计算得到一种标准化水储量赤字指数(GRACE-DSI),据此对北方寒区2002～2022年干旱事件进行量化,探究其干旱变化特征.结果表明,2002～2022年研究区内共发生8次干旱事件,其中2007年7月至2009年12月干旱事件历时最长、旱情最为严重且波及面积最广.GRACE-DSI监测结果与现有记载吻合程度高,可准确监测干旱事件发生节点、持续时间与严重程度,与PDSI、SPI、SPEI等传统干旱指数相比具有良好一致性.因此,GRACE-DSI对于推动北方寒区干旱监测研究进展意义重大,在跨流域尺度干旱监测方面优势显著,同时为水资源优化配置、农业生产水量调配、生态水环境治理提供科学依据.
以叶经济谱理论为切入点,选取6种城市公园常见植物,研究其叶功能性状对热环境梯度的响应机制,以期为植物配置提供定量分析.结合地表温度反演图和环境实测数据,将苏州市区划分为高温区(High-temperature region,HTR)、中温区(Middle-temperature region,MTR)和低温区(Low-temperature region,CTR)3种不同梯度,并在不同梯度区内公园中选取6种常见树种为研究对象,包括木樨(Osmanhus fragrans)、樟(Camphora officinarum)、石楠(Photinia serratifolia)、银杏(Ginkgo biloba)、鸡爪槭(Acer palmatum)和山樱桃(Prunus serrulata),测定其叶功能性状指标,利用统计学方法,分析性状指标对不同热环境梯度响应机制.结果表明,①高温区公园植物高叶干物质含量(LDMC)、低比叶面积(SLA)、低叶绿素值(SPAD)、低光合速率(Pn)、单位质量叶氮含量(Nmass)降低,有更高的气孔密度、较低气孔面积和气孔开度;②不同热环境梯度植物叶功能性状间存在一致相关性,叶干物质含量与比叶面积呈负相关性,与气孔密度(SD)和气孔面积(SS)呈显著正相关,比叶面积与单位质量叶氮含量呈显著正相关,气孔导度(Gs)与光合速率、蒸腾速率(Tr)呈正相关;③冗余分析表明,气孔密度、气孔导度、光合速率与地表温度呈正相关;比叶面积、叶干物质含量、叶鲜重、气孔开度(SA)、气孔面积、单位质量叶氮、叶碳(Cmass)含量、光合速率与土壤含水量呈正相关;④模糊隶属函数分析可知,樟和木樨在热胁迫环境中适应力良好,鸡爪槭、山樱桃、银杏表现较弱.
冻融循环过程是高纬度寒区一种典型特殊现象,冻融循环作用使土壤结构发生改变.以东北典型地区耕地黑土为研究对象,通过室内模拟冻融试验,设置20％、24％、28％(W1、W2、W3)3个土壤初始质量含水率,0、30、60和90 mm(L0、L1、L2、L3)4个积雪深度,共计12组试验.整体采用-16～4℃,-12～8℃,-8～12℃,-4～16℃梯度冻融循环温度,每个冻融温度循环2次,共8次冻融过程.分别测定不同处理下冻融循环对土壤结构影响.结果表明,①土壤孔径分布在冻融作用下发生改变,而土壤初始含水率的增加使冻融后土壤大孔径含量增加与极微孔径含量减少受抑制,同时冻融后土壤极微孔径随积雪深度增加而增加,大孔径随积雪深度增加而减少,其余孔径波动小.②冻融作用减小土壤粒径,土壤初始含水率增加抑制冻融作用下微团聚体向黏粉粒转变,而初始含水率继续增加则使土壤粒径整体向微团聚体转变.③冻融作用改变土壤稳定性,其中平均质量直径(Mean weight diameter,MWD)、几何平均直径(Geometric mean diameter,GMD)、＞0.25 mm 水稳性团聚体含量(WR＞0.25)及土壤可蚀性K值均下降,团聚体破坏率(PAD)和分形维数D增加,通过对土壤稳定性与土壤粒径相关性分析发现,土壤稳定性主要受大团聚体(＞2 mm)、小团聚体(0.25～2 mm)和黏粉粒(＜0.106 mm)含量的影响.④经多因素方差分析,冻融次数是土壤结构变化主要驱动因素,土壤初始含水率对土壤结构影响其次,积雪深度变化对土壤结构影响较小.
试验以早熟品种'尤金'为供试材料,2021～2022年在黑龙江省绥化市北林区开展田间试验,设置CaO用量为0(CK)、20(Ca20)、40(Ca40)、60(Ca60)、80(Ca80)kg·hm-25个处理,分别测定各处理块茎产量和贮藏前后块茎品质并综合评价其耐贮性.结果表明,与CK处理相比,当CaO用量在40～60kg·hn-2时,两年商品薯率提高3.51％～4.81％(P＜0.05),平均薯重增加21.14％～26.98％(P＜0.05).贮藏90 d后,Ca60处理较CK处理块茎水分损失率、重量损失率、重量腐烂率和数量腐烂率分别降低19.57％、50.32％、95.66％和83.71％(P＜0.05).与CK处理相比,Ca60处理块茎贮藏前后淀粉、维生素C(VC)和可溶性蛋白含量显著提高(P＜0.05),块茎还原糖、硝酸盐和丙二醛(MDA)含量显著降低,延缓贮藏期块茎品质显著降低(P＜0.05).施钙后马铃薯块茎硬度和薯皮厚度均提高,Ca60处理块茎硬度较CK处理分别增加7.66％～16.91％(P＜0.05),薯皮厚度增加47.55％～72.27％(P＜0.05).综合钙对马铃薯块茎产量、品质及耐贮性的影响,若以产量为主要目标,CaO建议施用量为38～42kg·hm-2;若以提升块茎品质和耐贮性为主要目标,CaO建议施用量为50～70kg·hm-2.研究结果为减少马铃薯块茎贮藏期品质下降和块茎损失及马铃薯钙肥合理施用提供理论依据.
为发展绿色农业,国家提倡减施化肥农药,蚯蚓粪肥作为新型生物有机肥被广泛施用.通过梳理近年来国内外相关研究文献,系统总结蚯蚓粪肥特性及其对土壤环境及作物生长的影响.分析发现,蚯蚓粪肥可有效改良土壤,促进作物生长和产量品质提升,一定程度上提高作物抗旱、抗病能力,也可作为良好的育苗和栽培基质.目前采用的配方施肥方法难以满足不同地区、不同作物品种需要.建议建立多环境因素耦合模拟条件下的数学模型,阐明蚯蚓粪肥对土壤和作物的影响机制,优化蚯蚓粪肥施用方法;在现实农业环境中开展蚯蚓粪肥长期定位试验,可更好指导生产实践.将蚯蚓粪肥重点施用于经济作物和设施农业,蚯蚓堆肥茶和纳米蚯蚓粪具有深入研究价值.
研究甘油酯水解酶(Glycerol hydrolase,GH)和大豆溶血磷脂(Soybean lysophospholipid,SL)对肉鸡生长性能、肠道消化酶活性和脂肪代谢关键酶基因表达的影响,选取1日龄Ross-308白羽肉鸡288羽,随机分为四组.对照组饲喂基础日粮,试验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组分别在基础日粮上添加200mg·kg-1SL、200mg·kg-1GH和200mg·kg-1 SL+200mg·kg-1GH,开展为期42d试验.结果表明,①与对照组比,各试验组料重比均显著降低(P＜0.05);②与对照组比,各试验组血清中甘油三酯含量均显著降低(P＜0.05),试验Ⅰ、Ⅲ组低密度脂蛋白胆固醇含量显著降低(P＜0.05),试验Ⅲ组肝脏载脂蛋白A和载脂蛋白B含量显著升高(P＜0.05),各试验组肝脏游离脂肪酸含量显著升高(P＜0.05);③与对照组比,试验Ⅰ、Ⅲ组十二指肠淀粉酶活性显著升高(P＜0.05),各试验组肝脏中脂肪酸合成酶、苹果酸酶、硬脂酰辅酶A去饱和酶基因mRNA相对表达量均显著升高(P＜0.05),其中试验Ⅲ组三者相对表达量显著高于其余各组(P＜0.05).可知,白羽肉鸡日粮中添加GH和SL比单独添加GH或SL,有效提高白羽肉鸡生长性能、肠道消化酶活性、脂肪代谢、合成关键酶基因表达.
利用脂多糖(LPS)诱导奶牛乳腺上皮细胞(Bovine mammary epithelial cells,BMECs)建立炎症细胞模型,采用RT-qPCR检测BMECs中炎症因子及AKT1 mRNA表达变化;采用BSP(Bisulfite sequencing PCR)检测AKT1基因启动子区域甲基化水平;采用组织细胞甘油三酯(Triglyceride,TG)含量酶法测定试剂盒检测细胞中甘油三酯含量;采用Bovine lactose ELISA KIT检测细胞中乳糖含量;采用Western blot技术检测β-casein、AKT1、P-AKT1、DNA甲基转移酶DNMT1和DNMT3A蛋白表达情况.试验结果表明,LPS诱导后奶牛乳腺上皮细胞中甘油三酯、乳糖和β-酪蛋白合成减少,AKT1表达量减少,P-AKT1蛋白表达量也减少,同时DNMT1和DNMT3A蛋白表达量增加,AKT1基因启动子甲基化水平升高,表明DNA甲基化参与乳腺炎条件下奶牛泌乳调控,LPS也通过促进DNA甲基转移酶表达提高AKT1基因甲基化水平而抑制AKT1表达,抑制乳脂、乳糖和乳蛋白合成.
利用1961～2020 年湖南省6个代表站点9月份逐日气象数据,采用距平分析、Manner-Kendall(MK)检验与Morlet小波分析法,研究湖南省气温与寒露风天气的时空变化特征.研究发现,对于时间序列,湖南省60年来9月份月平均气温、月平均最低气温与月最低气温升高幅度分别为0.134、0.206与0.326℃·10 a-1;寒露风在60年间强度呈高低交替循环趋势,强度演变主周期为13年,以1997年为界限,1997年后各周期内寒露风强度变化更剧烈;在经历最后一次突变后,寒露风强度自1987年开始呈下降趋势,但在1997～2020年仍发生多次重度寒露风.对于空间序列,6个地区月平均气温、月平均最低气温与月最低气温在60年间均呈上升趋势,寒露风强度呈下降趋势;寒露风发生频率从湘北-湘中-湘南地区呈降低趋势,同时6个地区寒露风不同强度发生频率与总日数均为轻度>重度>中度.60年来湖南省9月份存在气温升高、寒露风发生强度降低趋势,但并不能认为寒露风造成的危害正在降低.受极端气候事件频发影响,1997年后晚稻遭遇重度寒露风侵袭强度更大,对晚稻生产造成更严重威胁.研究可为湖南省晚稻防御寒露风及生产上防灾减灾提供依据.
畜禽养殖是我国重要农业产业支柱.生猪养殖在畜禽养殖中体量较大,在其高速发展的同时产生大量养猪废水.研究表明,养猪废水作为一种农业废弃污染物,尽管蕴含大量资源类和能源类物质,但资源化和能源化过程中畜禽废水,无论是物理化学方法,还是生物处理方法均对环境存在负面影响.其经济成本及整体效益与环境负面影响之间的权衡是这些方法能否进行大规模应用的限制条件.研究以养猪废水为例,综合分析其资源化和能源化利用主要途径、利用效率和优缺点,并对技术的优化提出展望.
为探讨复方中药水提液通过RhoA/ROCK通路对肉鸡腹水综合征(AS)肝纤维化的影响作用,将100羽7日龄罗斯肉鸡,随机平均分成空白组(K组),AS模型组(M组),复方中药水提液高、低剂量组(G、D组)以及L-精氨酸组(L-Arg组)5组.观察整体状态并记录15、25、35日龄肉鸡体重及35日龄腹水心脏指数(AHI);于35日龄剖检,取肝脏部分用于Masson染色观察胶原纤维变化,部分用于实时荧光定量PCR检测MYPT1 mRNA相对表达量和ELISA检测RhoA、ROCK、MLCP、P-MLC蛋白含量.与K组相比,M组AS肉鸡精神萎靡,腹部着地,腹腔内有大量腹水,Masson染色可观察到胶原纤维堆积,发生纤维化,15、25、35日龄M组肉鸡体重极显著降低(P<0.01),35日龄,M组肉鸡AHI和RhoA、ROCK、P-MLC蛋白含量极显著升高(P<0.01),MYPT1 mRNA表达显著升高(P<0.05),(Myosin light chain phosphatase,MLCP)蛋白活性极显著降低(P<0.01).与M组相比,G、D组和L-Arg组肉鸡以上症状及各指标均有不同程度减轻,且G组作用效果明显.复方中药水提液和L-Arg可通过RhoA/ROCK通路,抑制肝纤维化,有效防治AS.
灰斑病、锈病和大斑病给玉米产业造成巨大经济损失,精准诊断可降低其对农业发展的不良影响.文章基于深度迁移学习理论提出一种两阶段迁移学习的EfficientNet模型,解决识别复杂背景玉米叶部病害过程中出现的域迁移和小样本问题.经ImageNet至Plant Village及Plant Village至本地数据集(Localdataset)的两阶段迁移学习后,微调的EfficientNet模型与先进的深度网络模型在预留的玉米病叶数据集上进行预测.两阶段迁移学习试验表明,EfficientNet B4模型性能最优.第一阶段和第二阶段B4模型准确率分别达到98.61％和99.10％,F1分数达到0.9840和0.9908,此外B4模型参数量比先进深层卷积神经网络少.B0模型参数量对标轻量级卷积神经网络,识别效果优于两种经典MobileNet结构,更适合移动端搭载.此外,训练过程中应用Mish激活函数可提升模型性能.经两阶段迁移学习的EfficientNet有效解决训练不充分和域迁移等问题,为田间复杂背景下玉米叶部病害识别提供应用实例,为智慧农业移动设备开发提供理论基础.
为明确提高蓝靛果品质和产量的有机叶面肥配方及浓度,设置27组有机叶面肥喷施组合/浓度梯度,对主栽品种'蓝精灵'进行总计4次、间隔7d喷施处理,并测量营养生长和果实品质性状.结果表明,组合喷施较单独喷施增产、提质效果更明显."方塘1号"+"方塘2号"(1:200+1:450)提高单株产量75.38％,达399.00 g·株-1·次-1;"方塘1号"+"糖醋肽钙镁硼"(1:200+1:400)提高果实硬度100.05％,达2.05 kg·cm-2;"方塘2号"+"糖醋肽钙镁硼"(1:450+1:400)提高平均单果重90.07％,达1.64 g.研究为蓝靛果轻简、绿色、高产、高质栽培技术的开发,提供可行的叶面肥施用基础方案,并为蓝靛果专用速效叶面肥的开发提供技术支持.
以四季秋海棠'超级奥林匹克'叶片为外植体,探索愈伤组织对卡那霉素筛选浓度;将外源基因表达载体通过农杆菌介导进行遗传转化,探索优化预培养、侵染液浓度(OD600)、侵染时间和共培养时间.结果表明,卡那霉素最适浓度为25 mg·L-1.将四季秋海棠BsRbohD外源目的基因导入愈伤组织,经转基因植株分子鉴定,共获得两组不同遗传转化条件阳性植株共12株,分别为:预培养2d、侵染液浓度OD600=0.7、侵染时间10 min、共培养4d,阳性率为11.1％;预培养1d、侵染液浓度OD600=0.7、侵染时间8 min、共培养4d,阳性率为58.8％.研究初步建立农杆菌介导四季秋海棠稳定遗传转化体系,为深入开展分子设计育种与基因组学研究提供技术支持.
为减少沙棘叶茶加工生产线茶毫粉尘扩散,改善生产人员作业环境并提高沙棘叶茶感官品质,设计一种除毫装置,其吸风量为4177.96 m3·h-1、总阻力为1761.52 Pa.采用计算流体力学离散颗粒模型(CFD-DPM)分析集毫罩进口直径、出口直径及肩高3个结构参数对除毫率影响,基于正交试验对集毫罩结构参数进行优化,通过验证试验,校验仿真模型可靠性.仿真结果表明,集毫罩出口直径对除毫率影响最大,进口直径次之,肩高最小.获得最优结构参数组合:进口直径为525 mm,出口直径为110 mm,肩高为200 mm.优化前后除毫率分别为81.472％、94.604％,除毫率提高13.132％.生产试验表明,该除毫装置除毫效果显著,可有效控制茶毫粉尘扩散.集毫罩优化前、后除毫率分别为76.367％、86.613％,除毫率提高10.246％,生产试验结果与仿真结果相吻合,证明该优化方法合理.
磷是植物生长所必需营养元素,但磷元素利用效率较低,在盐碱土中表现更为突出.施用耐盐解磷微生物是提高盐碱地中磷利用率的有效方式.从黑龙江省齐齐哈尔市盐碱土壤中筛选耐盐碱解磷细菌,利用蒙金娜(PVK)培养基和溶菌肉汤(LB)培养基稀释涂布法,经多次分离纯化获得53株细菌,结合化学测定,最终获得一株解磷能力较强菌株P-W13,经透射电镜和分子生物学鉴定确定解磷细菌P-W13为肠杆菌属(Enterobactersp.).该菌株在培养144 h时解磷能力最强,为89.86 mg·L-1;该菌株可产生富马酸、丁二酸和丙酸,其中丙酸含量最高,其解磷能力与发酵液pH及菌株生长量之间存在极显著相关性,菌株P-W13在10％NaCl盐分浓度和pH为10时仍表现较强解磷能力;菌株P-W13产生吲哚乙酸(IAA)和胞外多糖含量分别为42.10和72.55 mg·L-1;此外,菌株P-W13发酵液处理的种子发芽率、芽长、根长相比对照分别提高5.68％、68.35％、94.10％.研究筛选得到的肠杆菌属P-W13菌株具有较强解磷能力、耐盐碱性和植物促生作用,研究为盐碱地改良提供微生物菌种资源.
