提高营养液镁浓度可缓解黄瓜幼苗亚低温胁迫

【目的】我国北方地区冬春季栽培黄瓜经常遭受亚低温 (15℃/8℃) 胁迫,用标准营养液育苗常会造成黄瓜植株矮小、叶片发黄等问题。研究调整营养液中镁和钾离子浓度,以便达到缓解亚低温对黄瓜幼苗伤害作用的目的。【方法】选用‘博耐 3000'黄瓜幼苗为试材,利用人工气候箱,以常温 (25℃/18℃) 下黄瓜山崎标准营养液配方 (K+ 6 mmol/L、Mg2+ 2 mmol/L) 为对照,在标准营养液其他元素保持不变的基础上,设置两个钾离子水平 (K+ 6、12 mmol/L),4 个镁离子水平 (Mg2+ 2、4、6、8 mmol/L),在亚低温 (15℃/8℃) 下栽培黄瓜幼苗,于处理后幼苗生长的 0、7、14、21 d 调查了不同镁钾水平营养液栽培的黄瓜幼苗的根系形态、干物质积累和分配以及对钾和镁元素吸收。【结果】1) 亚低温下适当增加营养液中的 Mg2+ 浓度,能显著提高黄瓜幼苗的壮苗指数,当营养液中 Mg2+ 和 K+ 均为 6 mmol/L 时,壮苗指数达到最大值 0.17;2) 镁和钾对根系形态影响不同,K+ 浓度与根长和根系总表面积成正相关,且主要影响直径范围为 0～0.5 mm 的根系,Mg2+ 与根系平均直径正相关且主要影响 > 1.0 mm 的根系;较高的 K/Mg 比例有利于黄瓜 0～0.5 mm 根系的生长,根系总长和总体积的增加,但显著抑制了 0.5～1.0 mm 和 > 1.0 mm 根系的生长。3) 亚低温下,茎叶中干物质量降低而根中升高,在 K1 (6 mmol/L) 水平时,随 Mg2+ 浓度升高,根和茎中干物质量升高,叶中干物质表现为先升高后下降,且营养液中高浓度的 Mg2+ 有利于干物质向叶中分配。4) 营养液中镁离子浓度小于 6 mmol/L 时,一定程度地提高 Mg2+ 浓度能促进对 K 的吸收,营养液中的 Mg2+ 和 K+ 在镁钾吸收上表现为协同作用,当 Mg2+ 大于 6 mmol/L 时,镁和钾表现为显著的拮抗作用;亚低温下,根茎叶的镁吸收量相比 CK 分别下降 25%、72% 和 58%,而营养液中 K+ 和 Mg2+ 均为 6 mmol/L 时,有利于缓解这一阻碍效果。【结论】冬春季黄瓜育苗时,山崎黄瓜配方营养液中的 Mg2+ 和 K+ 均为 6 mmol/L 而其他元素浓度保持不变时,黄瓜幼苗的壮苗指数、根系形态、干物质积累和钾镁元素综合效应表现较好,能有效地抵御亚低温对黄瓜幼苗的伤害。     

硅对盐胁迫下黄瓜幼苗生长和矿质元素吸收的影响

采用幼苗水培实验,研究外源硅对盐胁迫下黄瓜幼苗生长过程中吸收某些矿质元素的影响。对植株地上部和地下部各元素的分析表明,盐胁迫条件下,外源硅有效调节了黄瓜根系对Na+、Ca2+、K+的吸收以及向地上部的转运。适量的硅降低了黄瓜根系从介质中吸收Na+量,并减少其向地上部的运输,而增加了植株体对K+、Ca2+的吸收和转运量,有效缓解了Na+对黄瓜植株体造成的盐胁迫伤害,保证了黄瓜幼苗的正常生长。在相同的处理条件下,盐分敏感品种的Na+在根系和地上部累积量都要比耐盐品种高,而K+的积累量却正好相反,这可能是耐盐品种减轻盐害的主要方式。对其它营养元素的研究表明,施硅抑制了对N素的吸收,对P素的吸收则影响不大。     

西藏川滇高山栎净光合速率对环境因子的响应

使用便携式光合系统仪LI-6400测定西藏川滇高山栎净光合速率的日变化及其对环境因子的响应。结果表明:川滇高山栎的净光合速率在11:00点左右达到最大值,然后逐渐下降,到20:00左右净光合速率降到0以下,转入暗呼吸。从川滇高山栎的日进程可以看出,叶片出现明显的“午睡”现象。在温度（15.5±2）℃,大气CO₂浓度386.5 μmol/mol和相对湿度48%±5%的条件下,光补偿点为22 μmol/（m²·s）左右,光饱和点在1 029 μmol/（m²·s）左右。在大气CO₂浓度为381.5 μmol/mol,相对湿度为48%±5%,光强800 μmol/（m²·s）的情况下,15~30℃川滇高山栎的净光合速率都是比较高的。     

低磷胁迫下加硅对玉米苗期硅、磷营养及叶绿素荧光参数的影响

为研究硅对低磷胁迫下玉米苗期硅、磷吸收积累和叶绿素荧光参数的影响,采用砂培方式模拟低磷胁迫环境,以玉米品种正红2号和正红115为供试材料,设置3个磷浓度:重度低磷胁迫P1(0.01mmol/L)、中度低磷胁迫P2(0.1 mmol/L)和正常磷浓度P3(1 mmol/L),设置3个硅浓度:Si1(0 mmol/L)、Si2(0.75mmol/L)和Si3(1.5mmol/L),定苗培养28d,测定植株顶部往下第1全展叶叶绿素荧光参数、植株干物质重、硅和磷素含量和积累量。结果表明:(1)磷浓度从P3降低至P2和P1,2个玉米品种平均,单株干物质积累量、硅积累量、磷积累量分别下降34.73%,39.26%,29.10%,33.01%,81.81%,87.63%;同时降低叶片PSⅡ反应中心开放程度、减弱光能捕获和光能转换能力、降低电子传递效率,导致植株叶片热耗散能力明显增强。(2)硅浓度从Si1增加至Si2和Si3,2个玉米品种平均,单株干物质积累量、硅积累量、磷积累量分别提高21.54%,36.05%,120.08%,236.65%,39.81%,69.17%;同时增加叶片PSⅡ反应中心开放程度,提高光能捕获和光能转换效率,增加电子传递效率,加速利用过剩激发能。(3)玉米植株硅积累量和磷积累量呈显著正相关,并且Fv/Fm(XE)、Fv′/Fm′(XE′)、Fq′/Fm′(φPSⅡ)、ETR与植株硅积累量和磷积累量也呈显著正相关。(4)在P3和P2处理中,与Si1相比,Si2和Si3能明显提高正红2号和正红115植株硅、磷素积累量,提高叶片对光能的捕获、转化和传递效率,提高植株的干物质积累量;在重度低磷胁迫P1处理中施硅对玉米幼苗硅、磷营养和叶绿素荧光参数的改善作用十分微弱。综上所述,在非严重低磷胁迫条件下,外源加硅可以增强玉米对硅、磷的吸收和积累,提高叶片光合物质生产能力,加速消耗过剩的激发能,减轻光抑制。     

硅促进盐胁迫下黄瓜NHX1基因表达及Na+在液泡中的区隔化效应

  【目的】   硅可提高植物的耐盐性，但不同植物中硅提高耐盐性的机理并不相同。探究硅对盐胁迫下黄瓜幼苗的氧化损伤、Na+积累和激素水平的影响，以阐明硅提高黄瓜耐盐性的机制。   【方法】   以基因型为Mch-4的黄瓜幼苗为试材，进行水培试验。营养液中NaCl的胁迫浓度为65 mmol/L，施硅水平为Na₂SiO₃·9H₂O 0.3 mmol/L。在处理10天后，测定黄瓜幼苗生物量、Na+含量与分配、Na+转运相关基因表达水平及激素含量。   【结果】   施硅可改善盐胁迫下黄瓜幼苗的生长，减轻植株的氧化损伤。硅对盐胁迫下黄瓜根系和叶片Na+含量无明显影响，可显著降低根和叶中质膜Na+/H+反向转运蛋白基因SOS1的表达量，对高亲和力钾转运蛋白基因HKT1的表达均影响不大，但促进了液泡膜Na+/H+反向转运蛋白基因NHX1的表达。对盐胁迫下黄瓜叶片Na+的亚细胞定位发现，硅处理使叶绿体中Na+含量下降，而液泡中Na+含量升高。硅处理提高了盐胁迫植株根和叶片中赤霉素、生长素和细胞分裂素的水平。   【结论】   施硅可提高液泡膜Na+/H+反向转运蛋白基因NHX1的表达，将Na+区隔化于液泡中，进而降低叶绿体中的Na+含量，缓解盐胁迫下黄瓜幼苗的氧化损伤；硅还诱导产生了较多的赤霉素、生长素和细胞分裂素，其调控Na+积累和黄瓜幼苗的氧化损伤的机理还需进一步研究。     

不同铵硝配比下不同硅效应水稻的硅吸收动力学特征

将水稻移植到0.2 mmol/L Ca SO4溶液中饥饿2 d,采用改进耗竭法研究了3种铵硝配比条件下3个不同硅效应水稻(耐低硅的硅高效水稻特优998和不耐低硅的硅高效水稻特优248以及硅不敏感水稻博Ⅱ优15)硅吸收动力学特征。结果表明:作图法和双倒数法动力学方程准确性高,达到极显著水平;不同铵硝配比条件水稻硅吸收动力学曲线均符合Michaelis-Menten酶动力学模型的描述;铵硝配比对不同的硅效应水稻的硅载体数量影响不显著,显著影响水稻对硅的亲和力。本实验条件下铵硝配比50/50有利于水稻特优248对硅的吸收,铵硝比75/25时吸收速率最低;特优998对硅有较高的亲和力,可能是其耐低硅高效的遗传性差别。     

外源ABA缓解黄瓜幼苗中低温诱导的氧化损伤

摘要：脱落酸作为胁迫激素可提高植物对胁迫的抵抗能力,但亚适温下合理应用脱落酸提高植物抗性的研究较少。该文研究了脱落酸(ABA)预处理对亚低温环境下津研4号（低温敏感型品种）和中农27号（耐低温品种）的影响。于黄瓜三叶期分别喷施200 μmol/L ABA或清水,预处理12 h后分为2组,放入温度分别为25/18℃（昼/夜）和10/10℃（昼/夜）2个人工气候室培养7 d。测定电导率、组织含水量、叶绿素含量,抗氧化酶活性以及相关酶的基因表达变化。结果表明,低温处理后,2黄瓜品种幼苗的电导率增加,组织含水量和叶绿素含量下降,过氧化物酶（POD）和超氧化物歧化酶（SOD）的活性增加,而过氧化氢酶（CAT）活性降低。与清水对照相比,ABA预处理有效的缓解了上述生理指标在低温下的变化。此外,低温处理后CAT基因表达量下调,SOD基因的表达量上调,而喷施ABA同样缓解了低温下CAT的下调表达和SOD的上调表达。说明ABA通过平衡活性氧的产生和清除来减轻低温对黄瓜幼苗的伤害,为外源ABA应用于植物抗低温生产提供理论依据。     

根系高效铵吸收系统是玉米获取氮素的重要补充机制

【目的】本研究旨在通过对植株根系铵吸收特征研究,揭示旱地玉米的氮素营养特征,研究结果为玉米补充氮素营养提供了一定的理论依据。 【方法】以玉米高产品种“郑单 958”为供试材料,采用水培试验模拟了玉米植株生长中的氮素营养环境,研究了玉米幼苗生长对不同氮素形态的反应;采用非损伤微测技术 (NMT),重点研究了不同供氮状况下玉米根系对 NH₄+ 的吸收特征,并与其吸收硝态氮的规律进行了比较;利用实时定量 PCR 技术,初步揭示了玉米根系中的铵吸收蛋白 (AMT) 基因对铵的响应特征。 【结果】单一供应铵态氮条件下,玉米地上部鲜重、全株干重及根系含氮量与纯硝态氮条件下相近,表明铵态氮也可作为玉米的有效氮源。非损伤微测研究结果表明,玉米幼苗根系铵吸收过程呈典型的高亲和吸收特征 (表观 Km 值约为 60 μmol/L),推测这一过程是由高亲和的转运体蛋白介导。氮饥饿预处理使根系的铵吸收速率 Vmax 和 Km 值分别降低了约 3 倍和 1 倍。这一现象与水稻等作物不同,暗示玉米的铵吸收过程可能不存在反馈抑制现象。另外,介质中硝态氮的存在对根系的铵吸收具有显著抑制作用 (抑制效果 > 20%);在供试微摩尔浓度范围内,根系对 NO₃– (100 μmol/L) 的吸收速率显著低于对相同浓度 NH₄+ 的吸收。进一步对主要在玉米根系中表达的铵吸收蛋白基因 ZmAMT1;1a 和 ZmAMT1;3 的定量 PCR 分析表明,上述基因在维持供铵状态下的表达量较缺氮处理均有显著提高,与铵吸收测定结果相符。 【结论】玉米根系中保留着高效铵吸收系统,在低硝态氮浓度下,该系统对铵态氮的高效吸收可作为其获取足够氮源的一个重要的机制。高硝态氮则抑制玉米根系对铵态氮的吸收,以避免氮素吸收利用系统在功能上的冗余。     

螯合剂HIDS对亚适温下西葫芦幼苗的影响

以西葫芦品种‘农园1号’为实验材料,设置7个处理：适温处理（昼/夜25℃/16℃）,浇灌1/3倍山崎黄瓜配方营养液（CK）;亚适温处理（昼/夜16℃/8℃）,浇灌1/3倍山崎黄瓜配方营养液（TCK）;亚适温条件下分别用1/3倍山崎黄瓜配方营养液配成HIDS浓度为100、400、700、1000、1300mg·L−1的营养液浇灌（分别为T1、T2、T3、T4和T5处理）,西葫芦幼苗在人工气候室内培养18d后,分析添加HIDS对西葫芦幼苗生长指标,叶片渗透调节物质、MDA、抗氧化酶活性、光合特性及荧光参数的影响。结果表明：TCK处理西葫芦幼苗生长状况、抗氧化酶活性以及光合能力均比CK处理差。亚适温下不同浓度HIDS处理均可缓解亚适温对西葫芦幼苗生长的抑制,最适浓度为700mg·L−1（T3）,其单株叶面积、全株鲜重、干重、可溶性蛋白、脯氨酸含量、POD、SOD、CAT活性比TCK处理显著提高,MDA含量显著降低;叶绿素总量以及净光合速率、蒸腾速率、胞间二氧化碳浓度和气孔导度显著提高;叶片Fv/Fm、ΦPSⅡ、Fv'/Fm'、ETR、qP升高,NPQ降低,可缓解亚适温对西葫芦光合器官造成的伤害。因此,添加适宜浓度的HIDS可通过促进西葫芦幼苗生物量积累及叶片中渗透调节物质的积累,减轻细胞膜脂过氧化程度,提高抗氧化酶活性和光合能力,以此提高西葫芦幼苗对亚适温的适应能力,以HIDS浓度为700mg·L−1时各指标最接近CK处理,缓解效果最好。     

CO2浓度倍增、增温和轻度干旱对冬小麦根系生长和氮素吸收的影响

  【目的】  根系是作物氮素吸收的主要器官,研究CO₂浓度倍增和增温对根系生长和氮素吸收的影响,为应对气候变化提供科学的养分管理策略。  【方法】  以冬小麦(Triticum aestivum L.)为材料,在人工气候室内进行盆栽试验。设置对照(大气CO₂浓度400 μmol/mol+正常环境温度,CK)、CO₂浓度倍增(CO₂浓度800 μmol/mol+正常环境温度,ECO₂)、增温4℃ (CO₂浓度400 μmol/mol+增温4℃,ETem)和CO₂浓度倍增+增温4℃ (CO₂浓度800 μmol/mol+增温4℃,ECO₂+ETem) 4种气候情景,每种气候情景设置充分供水(80%田间持水量)和轻度干旱(60%田间持水量) 两个水分条件。调查了冬小麦根系生长(根生物量、根冠比、总根长、根总表面积和根总体积)和氮素吸收的情况,分析冬小麦氮素吸收与根系生长的关系。  【结果】  1) CO₂浓度倍增对冬小麦各生育期根系生长均无显著影响,而增温4℃和轻度干旱显著抑制了开花和灌浆期的根系生长。2) CO₂浓度倍增、增温、轻度干旱共同作用均显著抑制了冬小麦根系生长,其中增温和轻度干旱对根系生长具有协同抑制作用。3) CO₂浓度倍增显著降低了冬小麦灌浆期根氮含量,而对地上部氮含量无显著影响;增温4℃显著增加了冬小麦各生育期根氮含量和地上部氮含量;轻度干旱增加了根氮含量和地上部氮含量,且仅对地上部氮含量有显著影响;CO₂浓度倍增与增温交互作用仅对根氮含量增加有显著促进作用;增温与轻度干旱交互作用对根氮含量和地上部氮含量增加均有显著促进作用;CO₂浓度倍增与轻度干旱交互作用,以及CO₂浓度倍增、增温和轻度干旱三者交互作用对根氮含量和地上部氮含量增加均无显著影响。4)根氮积累量及地上部氮积累量均与根系形态指标对CO₂浓度倍增、增温、轻度干旱及其交互作用的响应具有相同变化特征,且根氮积累量和地上部氮积累量与各生育期根系形态指标有显著正相关关系。  【结论】  在本试验条件下增温和轻度干旱对冬小麦根系生长具有较强的抑制作用,且二者对根系生长具有协同抑制作用;CO₂浓度倍增对冬小麦各生育期根部和地上部氮素吸收的影响总体不显著,而增温和轻度干旱对根部和地上部氮含量增加均有一定的促进作用,对根部和地上部氮积累量增加均有抑制作用,增温是影响氮素吸收的主导因子。     

适量通风显著降低鸡粪好氧堆肥过程中氮素损失

【目的】研究不同通风量对鸡粪好氧堆肥过程中温度、含水率、种子发芽指数 (GI) 及氮素形态转化的影响，以期在达到鸡粪无害化要求的前提下，为减少鸡粪好氧堆肥过程中的氮素损失、提高堆肥成品品质、优化通风曝气工艺参数和节省能耗提供参考。【方法】试验在山东某有机肥厂好氧堆肥车间开展，以鸡粪和稻壳为原料，按照1∶1(质量比) 混合均匀之后作为堆肥初始物料。在间歇性强制通风和翻抛条件下，设置低、中、高3个通风水平，即通风量依次为0.1、0.2和0.3 m3/(m3·min)，好氧堆肥周期为28 天。通过现场定期采样，测定温度、全氮、NH₄+-N、NO₃–-N、pH、含水率和发芽指数等指标，研究不同堆肥阶段各指标的变化和氮素形态的转化。【结果】在整个好氧堆肥周期内，堆体温度呈现先升高后降低的趋势，低、中和高通风量的最高温度分别达到68.3℃、71.8℃和68.6℃，高温 (≥ 50℃) 持续时间均超过12 天，达到了畜禽粪便无害化卫生要求；含水率逐渐下降，各通风量处理分别由最初的63.2%、62.1%和64.5%降低到32.4%、30.1%和29.2%；pH先升高后降低，至好氧堆肥结束时，各通风处理的pH均处于7.5～8.0 之间；种子发芽指数 (GI) 均大于80%，说明经过28 天的好氧堆肥后，三个通风处理条件下的鸡粪堆肥成品均达到了腐熟度要求。NH₄+-N含量均呈现先增长后逐渐降低的趋势；NO₃–-N含量呈现明显的增加趋势；总氮 (TN) 含量在整个好氧堆肥周期内整体上呈现先降低后增加的趋势；经过28 天的好氧堆肥结束之后，低、中、高通风处理的氮素损失率分别为19.8%、20.2%和29.6%，低通风量与中通风量之间差异不显著，高通风量显著高于低通风量和中通风量 (P ≤ 0.05)。【结论】在鸡粪进行好氧堆肥过程中，通风量为0.1、0.2和0.3 m3/(m3·min) 下，堆肥成品均能达到腐熟度和无害化要求，其中采用中通风量0.2 m3/(m3·min) 时的氮素损失较少，且种子发芽指数较高。综合以上指标及实际工厂化运行过程的影响因素，在鸡粪好氧堆肥过程中建议采用的通风量为0.2 m3/(m3·min)。     

小分子有机酸钾对水稻种子萌发和幼苗生长的影响

【目的】施用小分子有机酸钾是促进水稻生长和提高水稻产量的重要措施之一。本试验研究了3种小分子有机酸钾在不同浓度下对水稻种子萌发和幼苗生长的影响,为促进水稻增产及研发新型肥料增效剂提供理论依据。【方法】以水稻种子‘临稻21’为试验材料进行了种子萌发试验和水培试验。以不含钾盐处理为空白对照 (CK),供试钾盐包括硫酸钾 (IOS)、甲酸钾 (OSA)、乙酸钾 (OSB) 和丙酸钾 (OSC),设两个K+浓度分别为0.25和0.50 mmol/L。将种子置于25℃培养箱中,培养至两叶一心时,转入含有不同浓度钾盐的营养液中进行12 h光照/12 h黑暗、25℃恒温处理,至水稻幼苗长到四叶一心时,测定幼苗生长、根系形态和光合特性。【结果】1) 小分子有机酸钾促进了水稻种子提早萌发,培养48 h后,当K+浓度为0.25 mmol/L时,OSA-1和OSB-1较IOS-1水稻发芽率显著提高35.6%和37.8%;当K+浓度为0.50 mmol/L时,OSA-2和OSB-2较IOS-2水稻发芽率显著提高34.0%和27.7%;2) 与IOS相比,OSA-1、OSA-2和OSB-1显著促进了水稻幼苗叶片的宽度和鲜重的提高,并使水稻幼苗根重、总根长、根表面积和根体积显著提升;3) 与IOS处理相比,OSC处理提高了水稻幼苗叶片叶绿素含量,OSA和OSB处理显著提高了水稻幼苗叶片净光合效率、气孔导度和蒸腾速率;4) 施用小分子有机酸钾能够提高水稻幼苗根系活力,进而促进了水稻幼苗对钾素的吸收,OSA-2和OSB-2处理幼苗全钾含量较IOS-2显著提高19.6%和28.3%。【结论】与硫酸钾相比,甲酸钾、乙酸钾和丙酸钾3种小分子有机酸钾处理可促进水稻种子提前萌发,促进水稻幼苗的生长、光合效率的提高以及对钾素的吸收,以0.25 mmol/L甲酸钾 (OSA) 的促生效果最好。     

黄瓜连作土壤高温处理对根结线虫和枯萎病的影响

[目的]设施黄瓜连作导致根结线虫和枯萎病发生普遍且严重,利用夏季温室休闲期高温闷棚是解决上述土传病害安全而有效的途径之一。本试验模拟高温闷棚,研究不同温度处理连作土壤根结线虫和枯萎病的变化,旨在为利用太阳光进行温室高温消毒提供理论支撑。[方法]本试验以连作1~19茬‘津优30’黄瓜品种的土壤为试材,首先探明不同连作茬次黄瓜的根结线虫和枯萎病发生程度以及土壤中二者病原物种群数量的动态变化,然后对发病较重的第17茬连作土壤分别进行45℃、50℃、55℃和60℃的高温处理,最后测定比较不同温度处理后的土壤中病原物数量变化,并对高温处理后的土壤进行栽培试验,测量和比较两种病害的发生程度及植株各项生长指标。[结果]随着黄瓜连作茬次的增加,土壤中根结线虫和枯萎病菌的种群数量均增加,两种病害也逐茬加重,至第17茬两种病害的发病程度及其对应病原物的数量均达最高(或次高)水平;对第17茬黄瓜连作土壤进行45℃~60℃的高温处理,随着温度的升高,土壤中的根结线虫和枯萎病菌的数量均减少,当处理温度达55℃时可完全杀灭土壤中根结线虫,达60℃时可同时杀灭枯萎病菌;用高温处理的连作土壤栽培黄瓜秧苗,其根结线虫病和枯萎病的发生程度均随着处理温度的升高而减轻,当处理土壤的温度达到50℃和60℃以上时,根结线虫病和枯萎病分别被完全控制;另外,用60℃处理的连作土壤定植黄瓜,其后期植株生长指标和壮苗指数也显著优于对照。[结论]土传病害随连作茬次增加而加重主要是缘于土壤中病原物积累,定植前对土壤55℃以上的高温处理,可有效减少乃至完全杀灭土壤中根结线虫和枯萎病菌,从而减轻或杜绝两种病害的发生。     

高温高湿胁迫对黄瓜产量形成的影响机理

以黄瓜品种‘津优101’（Jinyou101）为试材,于2020年5-9月在南京信息工程大学人工气候室开展人工环境控制实验,以探明高温高湿复合灾害对设施黄瓜产量形成的影响机理。利用温度、湿度、持续时间三因素进行正交试验设计,昼温/夜温设置32℃/22℃、35/25℃、38℃/28℃和41℃/31℃共4个水平,空气相对湿度设置50%、70%和90%共3个水平（湿度变化范围控制在±5个百分点）,持续时间设计3、6、9和12d。以昼温28℃/夜温18℃、空气相对湿度50%±5个百分点处理为对照（CK）。测定叶片光合参数、叶绿素含量、顶芽内源激素含量,观测各个节位的花性分化情况及最终产量。结果表明：（1）黄瓜叶片的叶绿素总量随着处理温度的升高和胁迫时间的延长,下降幅度逐渐加大。胁迫12d后叶片叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量达到最低值,分别较CK下降31.51%、22.62%、37.10%;（2）黄瓜叶片的Pmax（最大净光合速率）、LSP（光饱和点）、AQE（表观量子效率）值均随着高温高湿胁迫程度的加深显著降低,41℃高温处理后黄瓜叶片的LSP、AQE、Pmax值达到最低,分别较CK降低48.78%、40.00%、43.04%,日最高温度32～41℃范围内,70%空气相对湿度处理下黄瓜叶片的Pmax值高于其它湿度处理,与CK差异较小;（3）在植株花芽分化进程中,黄瓜顶芽中的ZT（反玉米素）、ABA（脱落酸）和GA3（赤霉素）含量均呈现出先升高后降低的趋势,IAA含量则随着黄瓜植株的生长逐渐减小。黄瓜顶芽中的ZT、IAA、GA3含量均随着温度、胁迫天数的增加而逐渐降低,ABA含量呈反向变化。41℃高温处理结束当日,黄瓜顶芽中ZT、IAA、GA3含量分别较CK降低47.37%、26.38%、83.65%,ABA含量则较CK提高27.27%;胁迫12d后黄瓜顶芽中ZT、IAA、GA3含量达到同时期内的最低值,分别为0.07、1.11、0.75µg·g⁻¹,而ABA含量则达到同时期内最高值,为1.89µg·g⁻¹;（4）高温高湿胁迫提高了黄瓜各雌花产生节位,而雌花节率和雌雄花花芽数量则降低;70%空气相对湿度处理下雌花产生的节位有所降低,雌花节率和雌花花芽数量有所提高;（5）高温高湿胁迫导致黄瓜产量显著降低,41℃处理后黄瓜产量较CK降低38.50%。研究发现高温通过抑制黄瓜叶片的光合作用,扰乱顶芽中的内源激素平衡,使雌花分化数量减少,从而导致最终产量降低。     

气候变暖将显著降低引黄灌区春小麦产量和氮磷钾养分吸收

【目的】探索宁夏引黄灌区春小麦不同生育时期氮（N）、磷（P）、钾（K）养分吸收利用对气候变暖的响应机制,为预测气候变暖对干旱半干旱区春小麦生长的影响提供依据。【方法】试验于2018年3月在宁夏银北引黄灌区宁夏大学试验站进行。供试春小麦品种为‘宁春50号’,供试肥料为磷酸二铵和尿素。采用自动控制红外线辐射器进行野外增温,每个小区内分别设置一组红外灯管作为增温装置、一套自动控温电子设备与一组可移动温度传感器作为控温装置,增温装置直接连接控温装置以使增温梯度达到预设水平,增温时间为昼夜不间断增温。以春小麦冠层自然温度为对照温度 (增温0℃,CK),设置4个增温梯度 (0.5℃、1℃、1.5℃、2.0℃) 处理。于苗期、拔节、抽穗、灌浆、灌浆后10天、成熟期采集植株样品,测定叶、茎、穗的N、P、K养分含量,计算地上部各器官的养分累积吸收量、养分分配率和地上部植株养分累积量,并测定春小麦植株地上部干物重和产量。【结果】增温0.5℃,春小麦植株苗期干物重、拔节期地上部各器官N、P、K养分含量及养分累积吸收量均显著高于CK。增温1.0℃,苗期植株N、K含量和N素吸收量以及拔节期叶片的N、P、K含量显著高于CK,较对照提高3.2%～23.7%。增温1.5℃,仅苗期植株K含量显著高于CK,较对照提高22.2%。增温2.0℃,从苗期开始各项指标均显著低于CK。拔节期以后,除增温0.5℃春小麦K素含量与CK差异不显著外,其余指标均显著低于CK,春小麦成熟期小穗数、穗粒数、千粒重、产量均随温度的升高呈下降的趋势,增温2.0℃,分别较对照降低53.7%、24.1%、13.4%、21.7%。增温梯度越大,各指标下降的幅度越大。【结论】春小麦苗期温度升高0.5℃～1.0℃尚有利于拔节期前春小麦对N、P、K养分的吸收,但拔节期后增温超过1.0℃以上都会对N、P、K养分吸收产生显著负作用,导致使生育后期干物质的累积量减少,千粒重、穗粒数等降低,并最终导致产量和品质的下降。     

低温寡照条件下黄瓜叶片光合作用减弱的机理分析

以黄瓜品种‘津优101’（Jinyou101）为试材,于2020−2021年在南京信息工程大学利用人工气候箱开展低温寡照双因素环境控制试验。昼/夜温设置13℃/3℃、16℃/6℃、19℃/9℃、22℃/12℃共4个水平,光合有效辐射（PAR）设置200和400μmol·m−2·s−1两个水平,各处理均分别持续3、6、9、12d,以28℃/18℃和800μmol·m−2·s−1的光温设置为对照（CK）。测定不同处理下幼苗期黄瓜叶片的叶绿体色素含量、光合参数和快速叶绿素荧光诱导动力学参数,以探究低温寡照条件下黄瓜幼苗叶片光合作用减弱的机理。结果表明：（1）不同处理下黄瓜叶片的各叶绿体色素含量均随温度和PAR降低而降低,随处理时间延长而降低。（2）不同处理下叶片最大光合速率（Pmax）、光饱和点（LSP）、气孔导度（Gs）和蒸腾速率（Tr）均随胁迫程度和时间的增加呈降低趋势,光补偿点（LCP）随胁迫程度和时间的增加呈上升趋势,说明低温寡照胁迫程度越深、胁迫时间越长,黄瓜叶片光合作用越弱。（3）随着胁迫程度加深和时间延长,黄瓜叶片快速荧光诱导动力学曲线（OJIP曲线）的JIP相逐渐下降;能量分配比率参数（φPo、ψEo和φEo）均逐渐减小;单位活性反应中心所吸收（ABS/RC）和捕获（TRo/RC）的光能逐渐增加,但用于电子传递的光能（ETo/RC）仍逐渐减少。本研究证实,低温寡照处理使黄瓜叶片气孔导度下降,气体交换受阻;天线色素含量降低,叶片吸收和捕获的光能减少;PSII性能降低,用于光化学反应的能量减少,因而叶片光合作用减弱。     

生物炭和有机肥施用提高了华北平原滨海盐土微生物量

【目的】研究施加不同量生物炭和有机肥对山东滨州滨海盐地土壤微生物量碳、氮 (MBC、MBN) 含量的影响,为改善盐地土壤环境质量和盐地的可持续利用提供科学依据。【方法】试验共设置6个处理:CK (无机肥)、C1[生物炭5 t/(hm2·a)]、C2[生物炭10 t/(hm2·a)]、C3[生物炭20 t/(hm2·a)]、M1[有机肥7.5 t/(hm2·a)]、M2[有机肥10 t/(hm2·a)]。各处理均施加等量的N[200 kg/(hm2·a)]和P₂O₅[120 kg/(hm2·a)],生物炭和有机肥处理不足部分由尿素和磷酸二铵补充。生物炭、有机肥和基肥均分为玉米、小麦两季人工施入,每个处理3次重复,小区随机排列。在玉米和小麦的不同生育期,取0—20 cm和20—40 cm土样,测定土壤MBC和MBN、土壤pH、土壤含水量、硝态氮和铵态氮含量。【结果】施加生物炭和有机肥均可增加土壤MBC和MBN。施用基肥5天后,生物炭和有机肥显著增加了土壤MBC和MBN含量,而追肥对土壤MBC和MBN的影响并不显著。生物炭处理土壤MBC变化范围在64.1～570.0 μg/g,有机肥处理变化范围在90.6～451.3 μg/g之间。C3、M1、M2处理均显著增加了0—40 cm土壤MBC (增幅在40.9%～118.4%之间) ,而C1、C2仅显著增加20—40 cm土层的MBC含量 (增幅分别为47.7%、60.0%) 。生物炭处理MBN含量在5.3～92.5 μg/g之间,与CK相比差异不显著;有机肥处理变化范围为4.2～163.9 μg/g,M1和M2显著增加了土壤MBN含量,增加幅度达56.4%～162.3%。生物炭和有机肥的施加对土壤pH影响显著,生物炭显著降低了20—40 cm的土壤pH,而有机肥显著降低了0—40 cm的土壤pH。相关分析表明,土壤pH与土壤MBC和MBN均呈极显著的负相关关系。土壤MBC和MBN均与土壤矿质氮表现出显著正相关关系。除M1处理玉米产量显著降低外,生物炭和有机肥的施加对玉米和小麦产量均没有产生显著影响。玉米季前期以细菌为主,后期则以真菌为主。小麦季MBC/MBN波动较大。【结论】施加生物炭和有机肥对土壤MBC和MBN含量影响显著,对盐地土壤MBC和MBN均具促进作用。土壤MBC和MBN与土壤pH具有显著的负相关关系,与土壤矿质氮呈显著正相关关系,说明生物炭和有机肥的施加能够降低盐地土壤pH,增加土壤矿质氮,有利于盐地土壤环境质量的改善。     

番茄穴盘苗组织NO_3~--N阈值的初步研究

【目的】NO-3-N阈值是氮营养状况的评价标准,是蔬菜苗期养分精准管理的重要依据,受品种、施肥、温度、光照等因素的影响。因此,研究不同品种、施肥和外界环境条件下番茄(Lycopersicon esculentum Mill.)幼苗的组织NO-3-N含量的变化程度,以明确番茄幼苗组织NO-3-N阈值,为快速准确诊断幼苗养分状况提供依据。【方法】首先采用穴盘育苗试验,以番茄17个主栽品种为试材,采用水杨酸-硫酸比色法测定了不同组织NO-3-N含量。在该试验基础上,选其中两个品种(‘佳红4号’和‘中杂105号’)继续进行穴盘育苗试验。设施N(26、210、840mg/L),P(4、31、248 mg/L),K(29、234、1875 mg/L),温度(32℃/22℃、28℃/18℃、20℃/10℃),光照(不遮荫、50%遮荫),灌水时间(灌水后2 h取样、灌水后10 h取样、灌水后24 h取样)6因素多水平试验,测定处理后番茄幼苗不同组织中的NO-3-N含量。【结果】番茄幼苗同一品种不同组织NO-3-N含量变化范围为0.79 4.42 g/L,同一组织不同品种间NO-3-N含量变化范围为2.84 4.42 g/L,均达到差异极显著水平;与正常对照相比,氮盈余供应可使组织NO-3-N含量提高1.86倍,而亏缺供应使组织NO-3-N含量降低了97.3%;磷、钾亏缺供应、低温、弱光条件下番茄幼苗组织NO-3-N含量呈降低趋势,最大降低幅度达49.6%,磷、钾盈余供应、高温、灌水时间则因组织NO-3-N含量表现出不同的变化趋势。【结论】番茄幼苗组织NO-3-N含量在多元因素的影响下波动变化。以番茄17个品种不同组织NO-3-N含量为基础值,以环境条件作用最大增幅和最大减幅进行校正,获得番茄幼苗组织NO-3-N含量阈值,即下胚轴1.75 2.72 g/L、茎2.07 4.04 g/L、第1叶位叶柄2.18 4.83 g/L、第1叶位叶片0.62 1.52 g/L、第2叶位叶柄2.31 5.10 g/L、第2叶位叶片0.73 1.50 g/L、第3叶位叶柄2.79 4.09g/L、第3叶位叶片0.40 1.53 g/L、第4叶位叶柄2.44 4.20 g/L、第4叶位叶片0.40 2.13 g/L。