APSIM模型中胡麻干物质分配与器官生长模型构建及其精度检验

胡麻器官生长与干物质分配的准确模拟是预测胡麻产量的关键模型。利用2012-2013年定西和榆中试验站胡麻不同播种方式(残膜直播、覆盖新膜播种、揭残膜后直接播种),种植密度(3×106(D1)、4.5×106(D2)、6×106(D3)、7.5×106(D4)、9×106(D5)、1.05×107(D6)、1.2×107(D7)粒·hm-2)和氮磷水平的试验,采用关键遗传参数叶片生物量、蒴果生物量、收获指数增长率、最大收获指数、籽粒含油量、碳水化合物含油率、籽粒水分含量等确定各器官物质分配比例,基于农业生产系统模型(APSIM)构建胡麻干物质分配与器官生长模拟模型,2014-2015年试验数据用于模型验证。结果表明,定西试验区不同肥料、播种方式的地上部总干重模拟结果分别为:RMSE值平均1.7652 g·plant-1,R2平均0.8649,不同播种方式模拟RMSE值平均1.8928 g·plant-1,R2平均0.8453;不同种植密度、氮磷处理水平的地上部总干重平均RMSE值分别为1.5344 g·plant-1、1.9371 g·plant-1,平均R2分别为0.9135、0.8267,各器官干重茎、叶、果的平均RMSE值分别为1. 7751、2. 6371、1. 9785 g·plant-1,R2分别为0.9344、0.8077、0.9118。检验结果表明,模型可较好模拟胡麻地上部总干重和地上部各器官干重的变化动态。     

水资源管理增强下的塔里木河上中游碳储量动态评估

自2000年实施流域综合治理和2010年推行流域体制改革以来,塔里木河流域水资源管理能力不断增强。然而,水资源管理对流域生态系统固碳能力的提升效果如何,未曾开展评估。以胡杨林集中分布的塔里木河上中游为研究靶区,采用InVEST模型,基于2000年、2010年、2018年土地利用/覆被变化数据,分析了水资源管理增强下流域生态系统碳储量的变化特点。结果表明:(1)2000年、2010年、2018年塔里木河上中游的总碳储量分别为93.70 Tg、93.92 Tg、93.01 Tg,平均碳密度分别为67.63 t·hm~(-2)、67.78 t·hm~(-2)、67.12 t·hm~(-2),基本保持稳定。林地是塔里木河上中游的主要碳库、草地次之。(2)2000—2010年碳储量增加0.22 Tg,主要由于大量草地类型(69.35 t·hm~(-2))转化成耕地类型(73 t·hm~(-2))。自2000年塔里木河综合治理实施后,植被恢复使得地表生物量增多,林地、草地碳密度和碳储量增加;2010—2018年碳储量减少0.91 Tg,碳损失途径主要源于大量林地类型(73.77 t·hm~(-2))转化成耕地类型(73 t·hm~(-2)),造成草地总碳储量降低。(3)碳储量空间分布具有较强的空间异质性,其特点以塔里木河上中游为条带向四周波动递减。碳储量变化显著区域在空间分布上与土地利用变化区域基本一致。研究可为深入了解干旱区碳循环,提升流域生态系统固碳功能,优化水资源管理提供科学依据。     

减氮增密对西南丘陵区旱地直播油菜根系发育及水分利用的影响

以氮肥施用量N1(108 kg·hm~(-2))、N2(144 kg·hm~(-2))、N3(180 kg·hm~(-2))及种植密度D1(15×10~4株·hm~(-2))、D2(22.5×10~4株·hm~(-2))、D3(30×10~4株·hm~(-2))、D4(37.5×10~4株·hm~(-2))设置12个处理,以当地传统种植方式(N3D1)为对照,在生态脆弱、水土流失严重的西南丘陵区研究了油菜不同生育期根冠比(R/T)、根系形态、土壤蓄水量以及经济产量、水分利用效率、经济收益对不同氮肥施用量及种植密度的响应。结果表明:施氮量极显著影响油菜蕾薹期、角果期及成熟期的R/T与角果期的总根长和根系总表面积,同时显著影响蕾薹期的总根长和根系总体积;种植密度极显著影响蕾薹期R/T及角果期根系总体积,同时显著影响蕾薹期的根系总表面积和根系总根体积。角果期为地上部生物量积累速率最大时期,根冠比相较蕾薹期减小55.5%,而苗期的根冠比与经济产量呈显著负相关(r=-0.673~*)。氮肥减施可以有效增加土壤蓄水量和生育期总耗水量,且氮肥减施40%后更为显著,前者表现为N1N2N3,后者则为N3N2N1;相较N3,N1和N2下的各处理平均总耗水量分别减少5.03%和3.24%。在N2下,经济产量和水分利用效率则随着种植密度的增加而显著增加;经济收益与水分经济收益也表现出显著增长的变化趋势,其中,N2D3、N2D4处理较对照每公顷经济收益增加290.73元和503.37元,水分经济收益提高2.72%和9.93%。N2D3或N2D4处理能促进油菜产量、土壤蓄水量及经济收益的增长,并显著提升水分利用效率及水分经济收益,可作为西南丘陵区直播油菜减肥增效优化种植方式。     

阿尔泰山小东沟乔木生物量空间分布规律

以中国境内阿尔泰山小东沟林区ETM+遥感影像数据和林分乔木生物量抽样调查数据为基础,选取比值植被指数、归一化差异植被指数、土壤调节植被指数、差值植被指数和近红外光百分比植被指数,分析了该林区植被指数与乔木地上生物量之间的相关性,并对生物量相关性最高的植被指数建立了植被指数与乔木地上生物量的线性回归预测模型。以预测模型为基础,利用ArcGIS 9.1软件的空间分析功能生成了小东沟林区乔木地上生物量空间分布图。生物量残差图中较强、中等和较低预测面积分别为66.60%、30.31%和3.09%,表明小东沟林区生物量空间分布的预测效果较好。将生物量空间分布预测图分别与坡度、坡向和海拔图叠加分析表明:小东沟林区乔木地上部分的生物量以斜陡坡(15°~35°)的最高(200~250 t·hm~(-2)),平缓坡(0°~15°)次之(150~200 t·hm~(-2)),急险坡(35°)的最低(100~150 t·hm~(-2))。东南、南坡向的生物量较低,而其余坡向的生物量较高。较低海拔(1 042~1 400 m)的生物量最低(100~150 t·hm~(-2)),中海拔(1 400~1 900 m)的最高(200~250 t·hm~(-2)),高海拔(1 900 m)生物量居中(150~200 t·hm~(-2))。说明利用遥感影像提取的植被指数可以很好地预测小东沟林区乔木的地上生物量,生物量的空间变化与地形因子有着密切的关系。     

基于年轮信息的单株胡杨(Populus euphratica)树干年新增生物量估算方法

胡杨作为塔里木河荒漠河岸林的关键树种,对水土保持、抑制沙漠化等发挥着重要的生态作用。胡杨生物量是研究荒漠河岸林生态系统的功能与服务的重要指标。胡杨是国家二级保护树种,也是扎根沙漠的唯一乔木树种,十分珍贵,难以大规模使用破坏性方法进行测量,因此针对胡杨的生物量计算一直是个难题。通过对胡杨破坏性较低的采样方法,提取不同树干高度下的胡杨树轮信息,实验结果表明:(1)不同高度的树轮生长量之间存在显著的相关性,平均相关性系数为0.878;在树干0~0.5 m、0.5~1 m、1~1.5 m、1.5~2 m和2~2.5 m高度,树干密度分别为500.2 kg·m~(-3)、475.6 kg·m~(-3)、502.2 kg·m~(-3)、477.2 kg·m~(-3)和420.194 kg·m~(-3),平均密度为471.4kg·m~(-3),标准差为32.7;(2)在获得树干不同高度下的树轮信息和树干密度基础上,可以准确计算出1株胡杨树干年生物量,在实验中1株胡杨树干的0.5~1.5 m高度处,长为1 m的树干在1997—2013年的年新增生物量为0.61~1.54 kg,年平均新增生物量为0.92 kg,在2002—2003年生物量增幅明显,年平均新增生物量为1.54 kg。笔者使用的树干生物量计算方法对林木破坏性小且可操作性强,能计算出树干新增生物量,对研究胡杨新增生物量和生态价值的变化具有重要意义。     

种植密度与施氮量对旱地地膜玉米产量、水分利用效率和品质的影响

试验以旱地地膜玉米‘先玉335’为材料,采用二因素随机区组设计,种植密度设3个水平,分别为:4.5×10~4株·hm~(-2)(低密度:D4.5)、6.0×10~4株·hm~(-2)(中密度:D6.0)和7.5×10~4株·hm~(-2)(高密度:D7.5);施氮量(缓释氮肥)设4个水平:0 kg·hm~(-2)(N0)、150 kg·hm~(-2)(N150)、300 kg·hm~(-2)(N300)和450 kg·hm~(-2)(N450),于2017年(伏旱年)和2018年(丰水年)测定了不同处理的叶绿素相对含量(SPAD值)、叶面积指数(LAI)、产量和主要品质指标,以及播前和收获0～2 m土层土壤贮水量,结合玉米籽粒产量分析其水分利用效率(WUE)。结果表明,增施氮肥对玉米的SPAD值、LAI、百粒重、穗粒数、产量、WUE、蛋白质和容重总体表现为正向调控作用,N450处理平均分别为55.1、2.57、34.7 g、649.9粒、12 652.7 kg·hm~(-2)、25.5 kg·hm~(-2)·mm~(-1)、10.11%和740.1 g·L~(-1),较N0依次提高18.5%、24.5%、13.4%、14.0%、31.2%、20.9%、29.3%和7.4 g·L~(-1);对脂肪和淀粉的积累表现为负向调控,对收获指数(HI)影响不显著(P0.05)。增加种植密度对LAI、产量、WUE、淀粉和脂肪的积累总体表现为正向调控作用,D7.5处理分别为2.70、13 022.5 kg·hm~(-2)、26.4 kg·hm~(-2)·mm~(-1)、73.6%和3.66%,较D4.5分别提高33.7%、25.8%、18.9%、1.4%和3.1%,对SPAD值、穗粒数、百粒重、蛋白质含量和容重总体表现为负向调控作用,不同密度间HI变化因降水年型而异。同时,不管降水年型如何,种植密度与施氮量互作对玉米SPAD值、LAI、穗粒数、百粒重等群体质量指标和产量与WUE影响达显著水平(P0.05)。可见,旱作区玉米产量、WUE和品质等受自然降水、种植密度、施氮量及其互作效应等多种因素的共同制约。在本试验实施区域(年降水量500 mm左右),种植密度为7.5×10~4株·hm~(-2)和施氮量(纯氮)150～300 kg·hm~(-2)组合下,可使玉米产量、水分利用效率和品质同步提高。     

土壤速效磷浓度对立架甜瓜生物量和磷素累积特征的影响

以喀什地区立架伽师瓜为研究材料,试验设置6个水平(0、150、225、300、375和450 kg·hm-2)施磷量的田间试验,研究土壤速效磷(Olsen_P)浓度对立架甜瓜生物量和磷素累积特征的影响。结果表明,施磷条件下立架甜瓜田间土壤Olsen_P浓度的动态变化可用三次函数方程模拟,立架甜瓜生物量、磷素累积动态遵循Logistic曲线;土壤Olsen_P浓度快速下降期的平均速率、持续时间分别与立架甜瓜生物量、磷素快速累积期的最大相对累积速率、持续时间存在显著或极显著的相关性;在150~225 kg·hm~(-2)施磷量条件下,土壤Olsen_P浓度快速下降期的平均速率(0.078~0.108 mg·d~(-1))和持续时间(36.1~52.0 d)最佳,立架甜瓜生物量和磷素快速累积期的累积特征值,生物量、磷素累积特征值、产量以及品质均最优,其中生物量和磷素累积理论最大值以及产量分别达515.8~529.2 g·株~(-1),1 791.4~1 895.2 mg·株~(-1)和68 972.0~71 037.6 kg·hm~(-2)。高施磷量(450 kg·hm~(-2))和不施磷(0 kg·hm~(-2))均不利于立架甜瓜生物量和磷素的累积。土壤Olsen_P浓度的动态变化能响应立架甜瓜生物量和磷素的累积状况,尤其是合理施用磷肥(150~225 kg·hm~(-2))可调节立架甜瓜田间土壤Olsen_P浓度的动态变化,优化立架甜瓜生物量和磷素的累积以及提高其产量和品质。     

膨润土对燕麦苗期土壤水分及生物学性状的影响

为明确膨润土对黄土高原旱作土壤保水改土效果,设计试验:施用量0 kg·hm~(-2)(CK)、6 000 kg·hm~(-2)(D1)、12 000 kg·hm~(-2)(D2)、18 000 kg·hm~(-2)(D3)、24 000 kg·hm~(-2)(D4)、30 000 kg·hm~(-2)(D5);2011年一次性施入,2012—2015年研究其对燕麦苗期土壤含水量、微生物量碳、氮和土壤酶活性的影响。结果表明,膨润土各施用量均能提高燕麦出苗率,2012年D2、D3处理最佳,较对照提高了11.41%、8.93%;2013年D3、D4处理表现较好,较对照提高了8.39%、5.56%;2014年表现为D4、D5处理较对照提高了10.25%、8.32%;2015年表现为D4、D5处理较对照提高了8.71%、7.48%。同时,发现施用膨润土可提高苗期0~100 cm土层土壤含水量,尤以10~20 cm土层变化最显著,较对照提高1.21%~40.76%。施用膨润土能显著增加2012—2015年0~10 cm土层土壤微生物生物量碳、氮含量、土壤过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶活性,可分别较CK增加2.92%~31.42%、5.05%~47.15%、4.75%~45.89%、2.73%~49.91%、6.67%~70.00%。可见,膨润土能够显著改善耕层土壤的保水性和持水性、改善土壤生物性学性状,且其效果具有一定的长效性,随着施用年限增加,高施用量处理效果最显著。     

宁南旱区种植业结构分析与评价

以宁南旱区种植业系统为研究对象,对该区2007—2012年系统生产力与种植业结构和效益进行了动态分析与评价。研究结果表明:粮食作物种植面积稳定在6.19×105~6.29×105hm~(-2)之间;蔬菜面积逐年增加,最大增幅达1.20倍;瓜果类作物面积有所减少,种植业结构由以粮食为主的一元结构逐渐转变为以粮食、油料、蔬菜、其它经济作物为主的多元结构(2012年粮∶经∶饲比例为1∶0.31∶0.12),种植业用地结构渐趋合理。种植业系统生产力明显提高,其中蔬菜产品生产力和经济生产力最高,分别为3.94×104kg·hm~(-2)和1.26×105元·hm~(-2);种植业总产值逐年增加,截止2012年种植业总产值达1.07×1010元,较2007年增加了2.11倍,其中蔬菜产值最高(0.49×1010元),粮食次之(0.34×1010元),油料和瓜果产值较低(0.12×1010元和0.07×1010元),产值结构趋于平衡。总之,宁南旱区经过近年来种植结构的不断优化调整,在调查年度内系统稳定性有所增强,生产效益明显提高。     

榆林市还林还草后土壤保持功能和经济价值评价

为了定量评估退耕还林还草工程在黄土高原核心区的土壤保持能力和经济价值,以榆林市12个县市为研究对象,利用USLE土壤侵蚀模型结合RS、GIS技术,估算了2000—2013年榆林市土壤侵蚀模数,在此基础上评估了土壤保持能力的变化,利用市场价值法、机会成本法和影子工程法估算了其经济价值。结果表明:14 a来榆林市土壤侵蚀强度呈现降低趋势,2013年比2002年平均侵蚀模数减少784.82 t·km-2·a-1,土壤流失总量减少4.20×107t。土壤保持能力明显提高,但空间差异明显,南部丘陵沟壑区较西北部风沙区土壤保持能力明显提高。2013年土壤保持能力从大到小依次是林地41 540.00 t·km-2·a-1、草地34 852.71 t·km-2·a-1、耕地29 679.39t·km-2·a-1、未利用土地7 973.03 t·km-2·a-1。2013年土壤保持能力为33 685.89 t·km-2·a-1、潜在侵蚀总量为1.61×109t,土壤保持总量约为1.43×109t。为了消除年际降雨侵蚀力不同对土壤侵蚀造成的影响,利用模拟降雨法,模拟了2013年在2002年降雨条件下的土壤保持能力为37 303.64 t·km-2·a-1,比2002年增加1 423.54 t·km-2·a-1。土壤总保持量为1.58×109t,比2002年多出7.20×107t,N、P、K元素共增加了8.24×104t。2013年和2002年土壤保持总价值分别为1.49×1010元和1.51×1010元,增加了5.90×108元。退耕还林还草工程在榆林市取得了显著的生态经济价值,该研究结果可以为该地区土壤保持能力与生态管理提供一定的参考。     

Localization of metabolic sites of action of herbicides

Time- and concentration-course studies were conducted to determine the effect of thirteen herbicides on photosynthesis, respiration, RNA synthesis, protein synthesis, and lipid synthesis using isolated single leaf cells. Each herbicide was from a different chemical class. Appropriate ¹⁴C-substrates and product purification procedures were used for each process prior to liquid scintillation counting. The most sensitive metabolic site of inhibition was photosynthesis for atrazine, bromacil, dichlobenil, monuron, and paraquat; RNA synthesis for dalapon and dinoseb; protein synthesis for chlorpropham; and lipid synthesis for CDAA, chloramben, 2,4-D, EPTC, and trifluralin. However, with several herbicides, one or more process was almost as sensitive as the one mentioned above. All herbicides inhibited more than one process, and the most sensitive site of inhibition may not be the same process that was inhibited the greatest at the maximum concentration and maximum exposure time used. Therefore, a concept of metabolic sites of action, rather than a primary site of action, appears to be more meaningful for herbicides.     

福寿螺配偶个体大小选择性初步观察

通过野外观察与实验研究,掌握了福寿螺的婚配体制及其配偶选择性规律。福寿螺与多数低等动物一样,其婚配属于乱交制,无固定配偶;雌螺对与其交配的雄螺个体大小没有选择性,而雄螺对雌螺的个体大小有选择性,倾向于与较大个的雌螺交配。     

青稞种子带菌检测及杀菌剂消毒处理效果

为了研究青稞种子外部和内部携带真菌情况,比较不同杀菌剂对青稞种子的带菌消毒效果和对幼苗生长的影响,为青稞种子播前包衣处理和种传真菌病害防控提供依据,采用离体平皿法对云南迪庆‘云青1号’、‘云青2号’和‘短白青稞’3个主栽品种进行带菌检测,并对种子进行拌种或浸种处理测定6种杀菌剂对种子消毒效果,分析杀菌剂对种子发芽和幼苗生长的影响。结果表明:供试青稞种子表面携带的优势菌群为青霉(Penicilliumspp.)、镰刀菌(Fusariumspp.);种子内部寄藏的真菌主要为镰刀菌、核腔菌(Pyrenophoraspp.)、附球菌(Epicoccumspp.)、丝核菌(Rhizoctoniaspp.)、链格孢(Alternariaspp.)和木霉(Trichoderma spp.)。青稞不同品种的种子表面及内部携带的真菌种类差异较大。致病性测定表明,镰刀菌对种子萌发和幼苗生长影响最大,后期出现幼苗坏死现象。45%咪鲜胺EW、75%百菌清WP、50%福美双WP对青稞种子携带真菌均有显著抑制作用和消毒效果,50%福美双WP消毒效果最优,达100%;45%咪鲜胺EW、75%百菌清WP、50%福美双WP处理对青稞种子发芽和幼苗生长均无显著影响。     

厚朴病虫害种类的初步调查

采用标准地法和线路调查法,对湖北恩施市新塘乡双河厚朴基地的厚朴病虫害进行了系统调查,记录主要虫害13种,其中叶部害虫9种,枝干害虫2种,根部害虫2种。厚朴主要病害5种。藤壶蚧、厚朴枝角叶蜂和厚朴新丽斑蚜为湖北省首次报道,小绿叶蝉为厚朴新寄主记录种。同时记录了藤壶蚧的天敌6种,其中寄生小蜂2种,瓢虫4种;厚朴新丽斑蚜的天敌昆虫8种。对藤壶蚧、厚朴枝角叶蜂和厚朴苗木根腐病等重要病虫害的发生规律进行了初步调查,同时提出了防治建议。     

Effects of timing and method of application of Penicillium oxalicum on efficacy and duration of control of Fusarium wilt of tomato

The effects of timing and method of application of Penicillium oxalicum on the control of fusarium wilt of tomato were investigated. Application of P. oxalicum to tomato seedlings in seedbeds reduced disease caused by Fusarium oxysporum f.sp. lycopersici in a growth chamber by 45–49% and in glasshouse experiments by 22–69%. Disease suppression was maintained for 60–100 days after inoculation with the pathogen in the glasshouse. No disease reduction was observed in tomato plants where P. oxalicum was applied to seeds. Treatment with P. oxalicum did not affect the population of F. oxysporum f.sp. lycopersici in the rhizosphere.     

Mode of action of etoxazole

The mode of action of the 2,4-diphenyl-1,3-oxazoline acaricide/insecticide etoxazole has been argued to be moulting inhibition, but experimental results supporting this hypothesis are lacking. This study investigated the effect of etoxazole on chitin biosynthesis in the fall armyworm, Spodoptera frugiperda (Smith) (Lepidoptera: Noctuidae). Etoxazole induced moulting defects in fall armyworm larvae similar, if not identical, to those caused by benzoylphenylureas, a well-known class of insecticidal chitin biosynthesis inhibitors. Furthermore, in contrast to untreated larvae, the chitin content in the integuments of larvae several days after treatment did not differ from that in freshly ecdysed individuals, thus suggesting strong chitin biosynthesis inhibition in vivo. A more detailed investigation of the inhibitory potential by incubating cultured integument pieces from larvae of S. frugiperda with [14C]N-acetyl-D-glucosamine, a radiolabelled chitin precursor, revealed I50 values of 2.95 and 0.071 microM for etoxazole and triflumuron respectively. The incorporation of radiolabel into potassium hydroxide-resistant material was inhibited by etoxazole in a dose-dependent manner. Based on these results, it is concluded that the acaricidal and insecticidal mode of action of etoxazole is chitin biosynthesis inhibition.     

Mode of action of meturine

The effect of meturine on the light processes of photosynthesis was studied.Meturine is a herbicide for weed control in potato and cotton crops. It is a N-phenyl—N-hydroxy—N′-methylurea.The experiments were carried out on isolated pea and spinach chloroplasts.When examining photosystem I, reduced DPIP was used as an electron donor, whereas methyl-viologen served as an electron acceptor. When examining photosystem II, DPIP represented the electron acceptor.The obtained experimental results have pointed to the absence of the effect of meturine upon the photoreaction I.Unlike N-phenyl—N′, N′-dimethylureas (CMU, DCMU) meturine has been a very weak inhibitor of photoreaction II.The authors explain the photoreaction II inhibition of chloroplasts from plants treated with herbicidal doses of meturine by conversion of N-phenyl—N-hydroxy—N′-methylurea into Hill reaction inhibitor(s). N-Phenyl—N′-methylurea can be one of such meturine metabolites.Meturine herbicidal action is accounted for by meturine transformation into Hill reaction inhibitor(s) in the plant tissues.     

甲基硫菌灵标样的制备

本文介绍了用进口甲基硫菌灵样品，采用溶剂萃取，高速离心，重结晶，高效液相色谱，红外光谱等分析方法进行系统分离与鉴定，得到其标样的方法。     

Measures of durability of resistance

ABSTRACT Conventional models for the durability of resistant cultivars focus on the dynamics of the frequency of resistance genes. This leads to a definition of the durability of resistance as the time from introduction of the cultivar to the time when the frequency of the virulence gene reaches a preset threshold. It is questionable whether this is the most appropriate way to measure durability. Here we use a simple epidemiological model to link population dynamics and population genetics to compare three measures of durability: (i) the expected time until invasion of the virulent genotype, by mutation or immigration, and subsequent establishment of a population (T(invasion)); (ii) the virulence frequency related measure of the time for the virulent genotype to take-over the pathogen population ( T(take-over)); and (iii) the additional yield, measured by the additional number of uninfected host growth days (T(additional)). Specifically, we show how the measures of durability are affected by deployment and epidemiological parameters. We use a combination of numerical solution and analytical approximation of a model for the population dynamics of avirulent and virulent genotypes of a pathogen growing in dynamically changing populations of resistant and susceptible cultivars. The three measures of durability are compared. Some consequences of the results for durable resistance in multilines and mixtures and the regional deployment of resistant cultivars are discussed.