Cultivation effects on soil texture and fertility in an arid desert region of northwestern China

In arid desert regions of northwestern China, reclamation and subsequent irrigated cultivation have become effective ways to prevent desertification, expand arable croplands, and develop sustainable agricultural production. Improvement in soil texture and fertility is crucial to high soil quality and stable crop yield. However, knowledge on the long-term effects of the conversion of desert lands into arable croplands is very limited. To address this problem, we conducted this study in an arid desert region of northwestern China to understand the changes in soil physical-chemical properties after 0, 2, 5, 10, 17, and 24 years of cultivation. Our results showed that silt and clay contents at the 17-year-old sites increased 17.5 and 152.3 folds, respectively, compared with that at the 0-year-old sites. The soil aggregate size fraction and its stability exhibited an exponential growth trend with increasing cultivation ages, but no significant change was found for the proportion of soil macroaggregates (>5.00 mm) during the 17 years of cultivation. The soil organic carbon (SOC) content at the 24-year-old sites was 6.86 g/kg and increased 8.8 folds compared with that at the 0-year-old sites. The total (or available) nitrogen, phosphorus, and potassium contents showed significant increasing trends and reached higher values after 17 (or 24) years of cultivation. Changes in soil physical-chemical properties successively experienced slow, rapid, and stable development stages, but some key properties (such as soil aggregate stability and SOC) were still too low to meet the sustainable agricultural production. The results of this long-term study indicated that reasonable agricultural management, such as expanding no-tillage land area, returning straw to the fields, applying organic fertilizer, reducing chemical fertilizer application, and carrying out soil testing for formula fertilization, is urgently needed in arid desert regions.     

海南红肉与白肉火龙果营养成分含量分析

测定海南地区栽培的红肉火龙果和白肉火龙果中营养成分含量,比较两个品种间的差异。结果表明,红肉火龙果的糖酸比、碳水化合物、磷、钠、钙、锌、铜含量高于白肉火龙果,蛋白质、膳食纤维、灰分、脂肪、铁、镁、硒含量低于白肉火龙果;钙含量在两种火龙果中差异显著(P0.05),脂肪、镁含量在两种火龙果中差异极显著(P0.01)。     

灌水对强筋小麦籽粒产量及营养品质的影响

为明确水地强筋冬小麦高产、优质、高效的灌溉技术，试验设3个灌水时期8个灌溉处理［越冬期灌1水（W₁），拔节期灌1水（W₂），孕穗期灌1水（W₃），越冬期和拔节期灌2水（W₁₂），越冬期和孕穗期灌2水（W₁₃），拔节期和孕穗期灌2水（W₂₃），越冬期、拔节期和孕穗期灌3水（W₁₂3），全生育期不灌水处理（CK）］,于小麦成熟期测定籽粒产量、总蛋白及其组分含量和淀粉含量。结果表明，与不灌水的CK比较，所有灌水处理的籽粒产量、有效穗数、穗粒数、千粒重、蛋白质产量以及籽粒淀粉含量均显著增加，但籽粒的总蛋白及其组分含量均呈不同程度降低（W₁处理除外）。越冬期灌水对有效穗数、籽粒产量、总蛋白及其组分含量、淀粉含量的提升作用较大；拔节期灌水对穗粒数的提升作用较大，但对淀粉含量的提升作用较小，对总蛋白及其组分含量的降低作用较大；孕穗期灌水对千粒重的提升作用较大，对蛋白质产量的提升作用较小。随着灌水次数增加，小麦籽粒产量显著提高，淀粉含量先显著提高后基本不变，而籽粒总蛋白及其组分含量降低。W₁₂3处理籽粒产量最高，其次是W₁₃处理；W₁处理籽粒蛋白质及其组分含量最高，其次是W₁₂及W₁₃处理；W₂₃处理淀粉含量最高，其次是W₁₂或W₁₃处理。综合各项指标，最好的灌水组合是越冬期和孕穗期灌2水（W₁₃）。     

利用SOM聚类分析及主成分分析方法鉴定小麦品种萌发期耐盐性

为了研究不同小麦品种萌发期的耐盐性,为小麦萌发期耐盐性鉴定提供快速、准确的鉴定方法和理论依据。本研究以40个冬小麦品种为试验材料,通过主成分分析法(PCA)与神经网络自组织映射(SOM)聚类分析法,研究盐胁迫对40个小麦品种萌发期各项形态指标的影响。主成分分析法结果表明,发芽势、发芽率、最长根长、第一片叶长及胚芽鞘长在PCA下载荷量最大;根据SOM聚类分析结果,‘德抗961’等4个小麦品种属于高度耐盐品种,‘济麦22’等14个小麦品种属于耐盐性品种,‘济麦20’等16个品种属于中等耐盐性品种,‘鲁麦21’等6个小麦品种属于盐敏感性品种。发芽势、发芽率、最长根长、第一片叶长、胚芽鞘长能够作为萌发期小麦耐盐性筛选的主要评价指标,并且结合主成分、SOM聚类分析方法进行小麦萌发期耐盐性鉴定更为科学、方便。     

Kernel vitreousness and protein content: Relationship,interaction and synergistic effects on durum wheat quality

Four sets of durum samples were used in this study to further understand the interrelationships among hard vitreous kernels (HVK), protein content, and pigment concentration, with a focus on the interaction and synergistic effects of protein content and vitreousness on durum quality. HVK level increases with higher protein content in the range of 9.5–12.5%, but this relationship is less evident in durum samples with high protein content (12.5–14.5%). Both protein content and kernel vitreousness can significantly affect durum milling quality. White starchy kernels (WSK) in low protein durum have a very detrimental impact on milling and pasta processing quality, but high protein content can mitigate the adverse impact of WSK on durum quality. Although protein content plays a dominant role, higher HVK might contribute positively to pasta firmness. There was no significant difference in yellow pigment content between HVK and WSK. However, pigment loss from semolina to dough was higher for WSK than HVK. Despite the difference in protein content, HVK and WSK have little difference in gluten strength. The monomeric protein was preferentially accumulated in HVK. The glutenin proteins of HVK and WSK were similar in the ratios of 1Bx/1By and HMW/LMW-GS.     

基于主成分分析和Copula函数的灌溉水利用系数影响因素研究

以新疆生产建设兵团第十二师中型灌区为研究对象，采用首尾法测算2018年和2019年4个样点灌区的灌溉水利用系数，在采用主成分分析法对指标体系降维处理的基础上，用Copula函数构建PCA-Copula评价分析方法，对灌溉水利用系数各影响因素的影响程度和影响规律进行计算分析。结果表明：两年测算数据表明，4个样点灌区灌溉水利用系数都在0.63以上，且最大值达到0.668，分别高于同期全疆、全国平均水平5.05%、10.15%；主成分分析得出，渠道衬砌率（0.944）、滴灌灌溉面积比（0.746）、作物需水量（0.635）、实际灌溉面积（0.734）等都具有超过60%的正贡献率，而葡萄种植比（-0.586）和灌区毛灌溉用水量（-0.645）等具有超过58%的负贡献率。利用PCA-Copula分析评估方法得出，作物种植比例和节水灌溉工程状况对十二师中型灌区灌溉水有效利用系数影响显著（P<0.05），其中葡萄净灌溉定额和灌区毛灌溉用水量对灌溉水有效利用系数的影响极其显著（P<0.01），相关系数分别为0.875、0.742，同时利用Spearman等级相关系数检验法和线型回归来检验PCA-Copula评价法与熵值法的密切程度，检验结果其相关系数分别为 0.87（P＜0.05）和0. 52（P＜0.001），表明PCA-Copula评价方法适用于研究灌溉水利用系数影响因素。     

东北三省大豆种质品质性状鉴评与综合分析

根据目标性状有的放矢的选配杂交亲本是提高优异品质组成品种的选择效率的基本前提。本研究对东北三省102份大豆种质资源的蛋白、氨基酸组分、油份及脂肪酸组分进行测定,通过遗传多样性、主成分和聚类分析,对其进行表型鉴定及基因型分类以综合评价种质品质特性。结果表明:东北三省大豆种质油份及脂肪酸组分变异较丰富,遗传多样性程度较高。根据主成分分析筛选到9个主成分进行聚类分析,通过聚类分析将供试种质资源分为5类。第I类群蛋白含量较高、油份含量偏低,第II类群蛋白、油份含量均居中,第III类群油份含量较高、蛋白含量偏低,第IV类群高油,第V类群高蛋白,类群间的氨基酸、脂肪酸组分各有差异。需根据育种目标在群体间选配亲本,以提高品质育种的效率。     

胡麻脂肪酸去饱和酶基因(fads)差异表达分析

为了了解fad基因在胡麻蒴果发育过程中对不饱和脂肪酸的调控,对高、中、低三个不同亚麻酸(C18:3)含量的胡麻品种(’CDC Gold’,‘内亚7号’,’Linola’)进行了不同时期的品质测定,以及脂肪酸去饱和酶2a基因(fad2a)、脂肪酸去饱和酶2b基因(fad2b)、脂肪酸去饱和酶2c基因(fad2c)、脂肪酸去饱和酶3a基因(fad3a)、脂肪酸去饱和酶3b基因(fad3b)的qRT-PCR定量分析。结果表明,随着蒴果成熟,可溶性糖含量呈降低趋势,粗脂肪与粗蛋白不断积累,且差异显著(p<0.05)。fad2a基因、fad3a基因以及fad3b基因在各个时期中的表达符合正态分布。以0 d的蒴果为对照,在胡麻种子形成过程中,‘内亚7号’的三个基因在5 d和15 d的表达量迅速增加,到30 d时急剧减少,15 d的fad2a基因表达量为5.23倍,fad3a基因表达量是fad2a基因表达量的14.52倍,fad3b基因的表达量是fad2a基因表达量的16.14倍,表明这三个基因参与不饱和脂肪酸积累过程。在低亚麻酸含量品种‘Linola’30 d中,fad3a基因是fad2a基因表达量的52.71倍,fad3b呈下调趋势;在高亚麻酸含量品种‘CDCGold’30d中,fad3a基因与fad2a基因的表达量均呈下调趋势,fad3b的表达量为3.92倍;在中等亚麻酸含量品种‘内亚7号’中,fad2a基因表达量降低了0.31倍,fad3a基因是fad3b基因表达量的1.87倍。fad2b基因、fad2c基因熔解曲线不稳定,峰值低,可以在后续试验中继续探索。     

栀子和玉兰花提取物对烤烟主要化学成分及致香物质含量影响

以湘烟5号为材料,通过盆栽试验,探讨不同浓度植物提取物对烤烟主要化学成分及致香物质含量的影响。结果表明,喷施栀子花和玉兰花汁液提取物有利于烟叶原料主要化学成分含量的改善,与对照相比,喷施处理的上部橘黄二级（B2F）和中部橘黄三级（C3F）烟叶还原糖含量分别高15.0%~21.1%和14.3%~17.7%,钾含量分别高5.7%~13.9%和7.4%~14.0%;与对照相比,喷施处理的烟叶的石油醚提取物、类胡萝卜素降解物、降解产物、茄酮、非酶棕色化反应产物、芳香族氨基酸裂解产物、新植二烯和中性致香物质总量,上部橘黄二级（B2F）烟叶分别高10.0%~20.9%、11.2%~20.9%、9.6%~20.2%、9.8%~21.1%、10.8%~22.5%、11.2%~23.0%、14.9%~24.7%和11.9%~22.1%,中部橘黄三级（C3F）烟叶分别高13.5%~24.1%、11.3%~21.0%、11.4%~20.0%、10.8%~18.7%、13.1%~21.2%、10.1%~19.1%、17.5%~27.0%和18.1%~27.6%;烟叶感官质量评价权重得分高于对照。栀子花和玉兰花汁液提取物对烟叶主要化学成分及致香物质含量的作用效果以施用量3.5~5.0g/株的处理最佳。     

不同生态条件下小麦子粒中戊聚糖含量的研究

采用统一供种，统一试验方案，对河南省有代表性的生态地点的8个小麦品种的戊聚糖含量、蛋白质含量，吉粒重和产量进行了分析，初步认为生态因素是影响小麦子粒戊聚糖含量，蛋白质含是，千粒重和产量的重要因素，品种遗传因素对小麦品种的影响有着不可忽视的作用。综合戊聚糖含量、蛋白质含量产量来看，以豫麦34号为最好。