干旱胁迫对三角梅生长及生理生化的影响

为研究干旱条件下三角梅的生长及生理生化响应,以一年生长势一致、健康无病虫害的‘同安红’三角梅为试验材料,采用自然干旱法,测定其在自然干旱条件下的地径、叶片含水量、光合参数、过氧化氢(H₂O₂)含量,超氧自由基( {\mathrm{O}}_2^{·}-)产生速率及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性。结果表明,随着干旱程度的增加,三角梅的地径增量、叶片含水量、净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)和蒸腾系数(T_r)不断降低,至停水35 d时,下降至最低;而H₂O₂含量、 {\mathrm{O}}_2^{·}-产生速率及SOD、CAT和APX含量则呈持续增加的趋势,在停水21 d(轻度)、28 d(中度)、35 d(重度)时,相比对照差异显著。因此,三角梅可以抵抗轻微程度的干旱,而在重度干旱条件下生长受到抑制。     

增氧水输入对壤土土壤氮的影响

【目的】研究不同溶解氧含量的增氧水对壤土土壤矿化作用和硝化作用的影响,分析增氧水输入提高土壤的供氮能力的作用机制。【方法】以壤土为供试土壤,采用室内土壤培养方法,选取常规水(RCK)、自然空气供氧曝气增氧(RD₁)、33％增氧供氧曝气增氧(RD₂)和90％增氧供氧曝气增氧(RD₃)4个不同浓度增氧水输入,测定不同培养时间下不同浓度增氧水输入下壤土土壤的 {\mathrm{NH}}_{\mathrm{４}}^{＋}-N和 {\mathrm{NO}}_{\mathrm{３}}^{-}-N含量,计算土壤净氮矿化量、净氮矿化速率、硝化率和硝化速率以及拟合各处理条件下土壤 {\mathrm{NH}}_{\mathrm{４}}^{＋}-N含量与培养时间t的回归公式以及模型特征值,分析不同处理的输入效果。【结果】与达到最大消耗速率所用时间的变化趋势相反,4个不同处理中初始消耗速率V₀和最大消耗速率V_max的趋势变化均为RCK123,初始消耗速率V₀的最大值(8.950 1 mg／(kg・d)),最大消耗速率V_max的最大值(13.019 8 mg／(kg・d))和达到最大消耗速率所用时间T_Vmax的最小值(1.502 1 d)均是RD₃处理;相同增氧浓度条件下,壤土土壤净氮矿化量和硝化率随时间的增加呈现上升趋势,而壤土土壤净氮矿化速率和净硝化速率随时间的增加呈现下降趋势;在同一培养时间时期下,壤土土壤净氮矿化量、净氮矿化速率、硝化率以及净硝化速率的变化趋势均呈RCK123处理的关系。【结论】增加输入水氧浓度会加速壤土氮素转化,增强土壤的矿化作用和硝化作用,改善土壤微生物的活动及矿物质的转化,提高土壤的供氮能力。     

不同有机物料对新垦低丘红壤酸度的动态影响

摘 要:为了解有机物料施用对新垦低丘红壤酸度的影响,选择水稻秸秆、鸡粪、菜籽饼、紫云英、沼渣和生物质炭等6种常用的有机物料,统一添加量为25 g·kg^-1,分别在湿润与淹水2种水分条件下(分别模拟旱地与水田2种利用方式),动态观察有机物料施用对土壤pH、NH4+-N、NO3--N和交换性酸的影响。结果表明,不同有机物料对新垦红壤酸度的影响不同。根据湿润培养条件下土壤pH、NH4+-N、NO3--N等的变化特征,可分为3类:(1)生物质炭,对酸化土壤具有明显和持续的降酸效果,培养过程中土壤NH4+-N、NO3--N的含量变化较缓;(2)鸡粪、菜籽饼、紫云英、沼渣,施用初期因有机氮分解产生NH4+-N引起土壤pH的明显上升,后期因NH4+-N向NO3--N转化释放氢离子导致土壤明显复酸;(3)水稻秸秆,施用初期因有机氮分解产生NH4+-N促进土壤明显降酸,但后期复酸现象不明显。整体来看,淹水培养条件下有机物料的降酸效果大于湿润培养条件。施用有机物料可降低土壤交换性酸含量,增强土壤对酸的缓冲作用。     

黄河三角洲湿地不同植物群落土壤盐分分布特征

为研究黄河三角洲地区不同植物群落下土壤盐分含量的空间变化特征,以及盐分指标之间的关系,于2012年10月利用经典统计分析、变异分析等方法,开展了植物样地调查和土壤剖面采样分析。结果表明:研究区属于重盐土类型(含盐量>4.0 g·kg^-1)。水平方向沿柽柳群落-碱蓬群落-芦苇群落-棉花群落演替,土壤盐分含量呈逐渐降低之势。垂直方向上:柽柳群落和碱蓬群落土壤盐分随土壤深度的增加而减小,土壤盐分表现出明显的表层富集特征;芦苇群落和棉花群落土壤盐分表现为随土壤深度增加先增大后减小的趋势。盐分在不同植物群落类型中大多属于中等强度变异性,但是,柽柳群落中的SO42-、芦苇群落中的Mg²⁺和Cl^-在水平方向上表现出强烈的变异性,碱蓬群落中的CO32-在水平和垂直方向均表现出强烈的变异性,棉花群落中的CO32-在垂直方向上表现出强烈的变异性。在0~80 cm的土壤剖面土体中,K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Cl^-和HCO3-在前述4种植物群落中差异显著(P<0.05),而Mg²⁺、SO42-、CO32-则无明显差异。土壤中Cl^-含量与土壤全盐含量呈极显著相关(P<0.01)。因此,控制或减少Cl^-投入可能是一条减轻黄河三角洲地区土壤盐渍化程度的合适途径。     

干旱胁迫下水稻和水花生的抗旱生理学

水花生既可在水中生长又可在旱地生长,具有较强的抗逆性。本研究以水花生和水稻为材料,研究了干旱胁迫第0、3、6和9天,脯氨酸(Pro)、氧自由基(O2-)产生速率、过氧化氢酶(CAT)、丙二醛(MDA)含量和相对电导率等与胁迫相关的生理指标的变化规律,旨在比较二者在干旱胁迫下的生理代谢变化及其适应性,研究其抗旱机理。结果表明,干旱胁迫下,水稻叶中MDA含量和相对电导率随胁迫时间延长而大量积累,在水花生中积累的速度远低于水稻。干旱胁迫后水稻叶中积累的Pro含量持续增加,O2-产生速率在第9天明显升高,而水花生干旱胁迫期间Pro含量和O2-产生速率变化不大。水花生体内的CAT抗氧化酶活性增加更快,在第6天就到达最大值。综上可知,干旱条件胁迫下,水花生比水稻具有更强的抗旱性,可能与其可以有效调节抗氧化生理,减少膜质过氧化产物的积累有关。     

氯通道抑制剂缓解栽培大豆盐伤害的离子特征

为了从离子响应的视角探究氯通道抑制剂缓解栽培大豆幼苗盐伤害的作用机理,以大豆栽培品种绥农35为试验材料,采用大豆幼苗期盐胁迫外加氯通道抑制剂的方法,比较不同处理幼苗的相关生理指标、解剖结构和离子组的差异。结果显示:外加不同氯离子抑制剂对盐胁迫作用效果不同,分别表现为ZnCl₂能缓解栽培大豆幼苗的盐伤害作用,但尼氟灭酸(NFA)和蒽-9-羧酸(9-AC)则相反,加重了盐害作用;外加Zn²⁺,根部次生导管孔径回升,皮层细胞厚度减少,有利于降低根部总消耗,缩短水分和矿质离子横向运输的距离;外加Zn²⁺,叶部叶绿素含量、叶绿素荧光参数PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)值,N {\mathrm{O}}_3^{-}以及微量元素(Fe, Mn, Cu和Zn)含量均回升,而Cl^-含量回落介于对照组与盐处理组之间。综上表明,盐胁迫下外加Zn²⁺可重建幼苗叶部的离子稳态,降低叶部Cl^-毒害,提高幼苗抗氧化能力和光合能力,有效缓解大豆幼苗受到的伤害。     

基于高分三号卫星数据与Η/Α/α-分解特征参数的农作物分类研究

利用高分三号(GF-3)卫星的全极化C波段多极化合成孔径雷达数据,基于Η/Α/ \stackrel{-}{\alpha }极化分解提取香农熵(SE)及其强度分量(SE_I)和极化分量(SE_P)、单次反射特征值相对差异度(SERD)、二次反射特征值相对差异度(DERD)、极化比(PF)、基准高度(PH)、极化不对称性(PA)和雷达植被指数(RVI)共9个特征参数,将其应用于农作物分类研究中,以支持向量机(SVM)和随机森林(RF)算法为例,初步探索了基于Η/Α/ \stackrel{-}{\alpha }分解提取的这9个特征参数在GF-3数据支持下的农作物分类潜力。结果显示:单独将SERD、PH、PF、RVI和SE_P参数用于2种分类方法时,分类精度较高,在82%~92%;但单独运用PA、DERD、SE和SE_I的分类精度均低于80%。将分类精度较低的4个参数组合后,分类精度明显提高,在SVM和RF下的总体分类精度分别达到93.02%和92.05%,Kappa系数均大于0.8。结果表明,基于全极化GF-3数据和Η/Α/ \stackrel{-}{\alpha }极化分解方法提取的9个特征参数,能很好地表征农作物的散射特征,可用于农作物分类研究。     

山丘河谷平原潜水氮素浓度变化及其与土地利用的相关性

为分析山丘河谷平原地带农业集约化发展条件下地下潜水氮素情况,对浙江长乐江流域河谷平原地带地下潜水以月为单位连续采样分析,研究该地区地下潜水中氮素浓度的季节性动态变化和空间分布情况,并以各个采样点为圆心,分别提取每个样点周围8种半径(50、100、250、500、750、1 0000、1 250、 1 500 m)的圆形区域中各类土地利用类型面积,分析不同土地利用类型面积占比与地下潜水中氮素浓度的关系。结果表明,地下潜水中硝态氮(NO3--N)浓度总体平均值为(1.326±0.618) mg·L^-1,总氮(TN)浓度总体平均值为(2.717±1.614) mg·L^-1,地下潜水中TN与NO3--N浓度的时空变化呈现出高度的一致性,时间分布上两者浓度均在丰水期大于枯水期,空间分布上则从以园地(蔬菜、苗木)和耕地(水稻、油菜)为主要土地利用类型的区域向周边递减。各土地利用类型中,以园地对NO3--N和TN浓度值贡献最大。地下潜水中的氨氮(NH₃-N)浓度总体平均值为(0.434±0.158)mg·L^-1,占TN的16%。各监测点丰水期的NH₃-N浓度普遍低于枯水期,并呈现靠近水域的监测点氨氮浓度偏高的趋势。     

杭州地区芹菜茎基腐病病情消长规律与动态模型

近年来,随着绿叶芹菜种植面积扩大及无休耕期栽培,芹菜茎基腐病呈逐年加重趋势。2018—2019年采用定社定田不定时系统调查方法和气象要素相关筛选建模办法,对杭州市水良蔬菜专业合作社蔬菜基地的芹菜茎基腐病病情消长情况进行跟踪监测研究。结果显示,芹菜茎基腐病病情季节性消长变化表现为m形波状轨迹,首波为6月中旬苗期,Ⅱ波为9上中旬叶丛生长期,Ⅲ波为尾波,11月上旬心叶肥大采收期;其波值(发病率)存在随波由强减弱趋势。影响因素主要有品种、连作强度、农作组合模式以及气温、雨量、日照等气象要素。通过病情与其前第1、2、3旬平均气温(T_n)、雨量(R_n)、日照(S_n)逐步回归筛选分析,建立数学模型为M_n=77.151 175 9-0.156 041 637 56 {T_n}_{-3} +2.015 985 432 7 {R_n}_{-3} -1.259 746 529 8 {S_n}_{-3} (n=11,P=0.000 3,r=0.920 9 ^**),表明其病情变化与前第3旬气象3要素复合影响存在极显著相关关系,可应用此模型提前3旬作出发病趋势预报,这对提高芹菜茎基腐病监测预警水平,有效控制芹菜茎基腐病发生具有重要指导意义。     

盐渍化与酸化对设施栽培土壤镉活化的叠加作用

为深入了解同时发生盐渍化和酸化对设施栽培土壤镉活性的影响,采用模拟试验方法研究不同pH、盐分种类和盐分积累程度下土壤中水溶性镉及蔬菜对镉吸收的变化。结果表明,土壤中水溶性镉含量和蔬菜地上部分镉积累量均随土壤酸化与盐渍化程度的提高而增加。当土壤pH值为5.00~5.50时,土壤水溶性镉含量随盐渍化增加的变化最为明显。当土壤镉含量为0.55 mg·kg^-1、盐分积累量为2.50 g·kg^-1时,在土壤pH值分别为6.15、5.50和5.00的条件下,土壤水溶性镉含量分别较对照(未盐化)增加10.53%、44.00%和51.06%,蔬菜镉含量分别较对照(未盐化)增加20.00%、16.85%和36.36%,当土壤pH值由6.15降低至4.00后,土壤水溶性镉和蔬菜地上部分镉含量分别提高了近4倍和8倍。土壤镉活化因盐分离子种类不同而异:阳离子的影响程度为Ca²⁺、Mg²⁺>K⁺>NH4+,阴离子的影响程度为Cl^->SO42->NO3-。土壤中水溶性镉和蔬菜对镉的吸收同时随酸化和盐渍化增强而增加的结果表明,土壤盐渍化和酸化对镉的活化具有叠加作用。     

沼渣生物质炭对西南喀斯特山区沼液灌溉土壤氮淋溶和白菜产量的影响

为探讨沼渣生物质炭施用对黄壤和石灰土氮淋溶和白菜产量的影响,于温室大棚开展沼渣生物质炭施用比例分别为0(CK)、1%(BC1)、2%(BC2)、4%(BC4)、6%(BC6)的模拟沼液灌溉的盆栽试验。结果表明,施用沼渣生物质炭对黄壤氮素淋溶和白菜氮素吸收量无显著影响,但施用6%的沼渣生物质炭可显著降低石灰土氮素淋溶量,总氮、铵态氮、硝态氮和亚硝态氮的淋溶量分别降低12.06、11.82、1.14、0.103 kg·hm^-2,降幅分别达35.89%、52.99%、25.53%、23.25%。在石灰土上施用沼渣生物质炭处理的白菜氮素吸收量增加9.25~19.13 kg·hm^-2,且以BC6处理的白菜氮素吸收量最高,达到60.15 kg·hm^-2。另外,在黄壤和石灰土上施用沼渣生物质炭均对白菜有增产效果,增幅分别在29.82%~68.78%、23.58%~79.07%,分别在BC4和BC6处理下获得最大产量(13.81 t·hm^-2和9.01 t·hm^-2)。     

不同形态氮素吸收利用及其对植物生理代谢影响的综述

对不同形态氮素的吸收利用过程及其对植株生长、抗逆性、品质和安全性的影响，以及外界环境条件对其作用效果的影响进行了综述，发现硝态氮(NO₃^--N)可促进植株根系伸长及植株对阳离子的吸收；铵态氮(NH₄⁺-N)可缓解盐胁迫及活性氧对植株的伤害，还能提高植株对病害的抵抗能力，但单一施NH+4-N易造成NH+4毒害，如细胞酸度增加、活性氧伤害、细胞壁木质化等。此外，对今后的研究方向进行了展望，以期为农业氮肥的合理施用提供理论依据。     

黄鳝肠道假单胞杆菌铁蛋白基因的克隆及融合表达

细菌铁蛋白(bacterioferritin,Bfr)在细菌铁代谢过程中具重要作用。为分析黄鳝肠道假单胞杆菌铁蛋白基因Bfr的功能,以该菌基因组DNA为模板,PCR扩增Bfr基因后将其克隆到pGEX-4T-1表达载体中。序列测定后转化大肠埃希菌BL21(DE3),经IPTG诱导、GST-resin纯化柱分离纯化获得Bfr蛋白。用SDS-PAGE电泳及Western blot检测融合蛋白;用比色法检测融合蛋白的铁离子螯合能力,用液体培养法分析重组蛋白对假单胞杆菌生长的影响。实验结果表明:成功获得黄鳝肠道假单胞杆菌Bfr基因,并实现了Bfr基因的融合表达;带有融合标签的GST-Bfr蛋白与Fe³⁺和Fe²⁺均不能结合,而Bfr蛋白则可以结合Fe³⁺但不能结合Fe²⁺;在外源添加Fe³⁺情况下,重组Bfr蛋白可促进假单胞杆菌的营养生长。该研究为进一步深入了解假单胞杆菌铁蛋白基因的功能提供了参考资料。     

密度、氮肥及硼肥对紫色辣椒凤紫运1号的产量效应分析

采用三因素五水平二次回归正交旋转组合设计的方法,研究不同密度(x₁)、氮肥(x₂)及硼肥(x₃)对凤紫运1号紫色辣椒产量的影响,结果表明,三个因素线性项对辣椒产量影响为正向极显著,效应大小顺序是x₂>x₃>x₁,二次项影响为负向极显著,顺序是x12>x32>x22,x₁x₃互作效应正向极显著,x₁的边际效应最大。当定植密度4 123株·667m^-2,氮肥40.020 kg·667m^-2,硼肥1.000 kg·667m^-2时产量最高,为3 206.678 kg·667m^-2。综合因子频数分析表明,95%置信度下凤紫运1号产量高于2 500 kg·667m^-2的高产栽培的因子优化组合为:密度3 903~4 172株·667m^-2,氮肥施量31.186~36.081 kg·667m^-2,硼肥施量0.724~0.880 kg·667m^-2。