秋闲期秸秆覆盖与减氮优化根系分布提高冬小麦产量及水氮利用效率

【目的】冬春干旱频发和氮的过度施用限制了西南丘陵旱地雨养农业区小麦的产量与可持续发展,探讨秋闲期秸秆覆盖与氮肥减施对旱地小麦根系分布、产量及水氮吸收利用的影响,为优化四川旱地小麦耕作制度和绿色高质高效生产提供依据。【方法】试验于2016–2018年在四川省仁寿县四川农业大学试验基地进行,采用裂区设计,在夏玉米收获后,以秋闲期秸秆粉碎覆盖（SM）和不覆盖（NM）为主区,以不施氮（N₀：0）、减氮（RN：120 kg N·hm^-2）和常规施氮（CN：180 kg N·hm^-2）为裂区,研究分析土壤含水量、根长、根系分布、小麦产量、耗水量（ET）、水分利用效率（WUE）和氮素利用情况。【结果】与不覆盖相比,秋闲期秸秆覆盖显著提高播种至孕穗期0—10 cm和10—20 cm土层含水量及播种时与拔节期0―100cm土层土壤贮水量,秸秆覆盖的保墒效应可持续至孕穗开花阶段;覆盖显著促进小麦拔节期和开花期耕层根系生长,尤其是0—10 cm土层根系直径增加、根长密度显著提高;覆盖下小麦总耗水量、WUE、氮素吸收量、播种至拔节期氮素积累速率、拔节至开花期氮素积累速率、氮素籽粒生产效率（NUEg）、氮肥农学效率（AEN）和氮肥偏生产力（NPFP）两年均值较不覆盖分别提高11.4%、71.8%、73.1%、119.0%、100.0%、3.6%、264.7%和78.2%;覆盖下氮肥回收效率（REN）较不覆盖增加44.4个百分点。覆盖后冬小麦有效穗数、穗粒数和产量两年均值较不覆盖分别提高31.8%、44.4%和92.9%。秸秆覆盖效应大于施氮量效应。与常规施氮量相比,减氮处理未显著降低0—10 cm土层根长密度、耗水量、水分利用效率与籽粒产量;覆盖结合减氮显著提高群体氮素籽粒生产效率、氮肥农学效率、氮肥偏生产力和氮肥回收效率。【结论】秋闲期秸秆覆盖提高播种至拔节期土壤水分含量和储量,促进拔节期小麦根系在表层土壤中的生长,进而促进氮素吸收利用、提高冬小麦产量与水肥利用效率;秋闲期覆盖结合120 kg·hm^-2施氮量是适宜四川旱地冬小麦的减氮增效高产栽培技术模式。     

低蛋白饲料添加蛋氨酸和赖氨酸对大口黑鲈生长性能和抗氧化能力的影响

为研发优质的低蛋白饲料,以大口黑鲈（Micropterus salmoides）幼鱼为研究对象,设置46%（对照）、41%（LP1）和36%（LP2）3个饲料蛋白质梯度,在41%和36%蛋白饲料的基础上补充相应的晶体赖氨酸与蛋氨酸,使赖氨酸与蛋氨酸含量与对照组保持一致,分别记作LP1+AA组和LP2+AA组。进行周期为8周的饲养试验,试验结束后对大口黑鲈的生长性能和抗氧化能力进行测定。结果显示：LP1+AA组大口黑鲈的增重率、特定生长率、饲料系数和蛋白质保留率与对照组相比无显著性差异,其他各组与对照组相比发生显著性变化。随着蛋白水平降低,肌肉和全鱼中粗蛋白含量均显著降低,但LP1+AA组与对照组之间无显著性差异;粗脂肪和粗灰分含量均无显著性变化。低蛋白日粮组试验鱼的肝体比显著下降,但LP1+AA组与对照组无显著性差异。相比于对照组,LP2组和LP2+AA组试验鱼的肝脏活性氧水平和总抗氧化能力均发生显著性变化;LP1组试验鱼肝脏的总抗氧化能力显著性降低,但补充赖氨酸和蛋氨酸有明显的提高。降低大口黑鲈饲料中的蛋白水平（5%或10%）对肝脏中转氨酶的活性未产生显著影响;LP2组试验鱼血清中谷丙转氨酶活性发生显著变化,但在LP2试验组的基础上添加赖氨酸和蛋氨酸能起到改善作用,并且与对照组相比无显著性差异。结果表明,饲料粗蛋白含量从46%降低至41%并补充适量赖氨酸、蛋氨酸,对大口黑鲈幼鱼生长性能没有显著影响;但饲料粗蛋白含量降低至36%并补充赖氨酸和蛋氨酸,不能有效缓解饲料粗蛋白水平过低对生长性能造成的负面影响。     

流式细胞术在农业研究领域中的应用

流式细胞术是一种对悬浮于流体中的微小颗粒进行计数和分选的生物学技术,基于流式细胞仪通 过检测散射或者偶联荧光信号快速、准确、客观、高通量获得悬浮微粒（通常是细胞、细菌等微小颗粒）一系 列重要的生物物理、生物化学相关特征参量,可以根据预选的参量范围对细胞、细菌等微小颗粒进行自动分析 和对特定群体进行分选。流式细胞术在许多科学领域特别是生物技术和医学领域应用广泛,虽然在农业研究中 的应用开始得比较晚,但目前已取得巨大进展。随着流式细胞仪性能的不断提高,标记方法和检测技术的不断 开发与完善,流式细胞术的应用前景将越来越广阔,在农业领域也将发挥越来越重要的作用。介绍了流式细胞 术的工作原理和流式细胞仪功能分类,综述了流式细胞术在农业研究领域中的应用,如对农作物基因组和原生 质体分析以及抗逆研究,对动物免疫、微量元素分析、精子质量和性别控制以及毒素毒性分析,对病原菌和病 毒分析研究等方面的应用和研究进展,展望该研究领域的发展前景,为流式细胞术在农业领域的潜在应用提供 新的思考方向。     

农村生活污水分散式处理现状与问题探讨

农村生活污水治理是改善农村人居环境、实施乡村振兴战略的重要举措和全面建成小康社会的内在要求。基于农村生活污水分散式处理工艺的现状与问题的分析,对广东省农村生活污水处理工艺模式进行了实地调研,选取广州市增城区某村的厌氧+人工湿地工艺、珠海市斗门区某村的土地渗滤工艺、中山市横栏镇某村的MBR工艺和佛山市顺德区某村的A~2O工艺,进行定点检测,分析4种工艺对生活污水COD、NH_4~+-N、TN和TP的处理情况,探讨4种工艺的运行效果及其成因。结果表明,4种工艺总体上污染指标进水浓度波动较大,存在明显的峰值特征,去除率日变化系数较大,大部分污染指标的日均去除率低于60%。4种工艺的COD处理效果基本达标,但是氮磷超标较多,A~2O工艺和厌氧+人工湿地工艺的出水NH_4~+-N、TN和TP浓度未达到国家一级B标准,MBR工艺出水TP浓度未达到国家一级B标准,其原因与C/N过低、处理设施运行维护不善等有关。研究表明,对农村生活污水处理工艺的选择应遵循因地制宜的原则;使用中应加强处理设施维护管理,提高生活污水氮磷处理效率和长期持效性。     

基于近红外光谱技术的杉木总酚含量模型构建与应用

【目的】木样总酚含量化学测定耗时长、过程复杂,建立杉木木样总酚含量的快速无损检测模型,对实现木材无损检测及木材腐朽预测具有重要意义。【方法】试验以114个杉木（Cunninghamia lanceolata）木样为研究对象,用福林酚法测定样品总酚含量,利用MPA傅立叶变换光谱仪对杉木木材进行漫反射光谱数据采集。将木样分为校正集和验证集,通过不同光谱预处理方法和建模方法建立总酚的定量模型,选择出最优模型并用验证集对其进行验证。【结果】测定的114个杉木木样中总酚含量变异幅度大,可用于构建近红外模型。对114个杉木木样进行近红外光谱扫描,得出建模光谱范围为9403.9~7498.4 cm-1、6102.1~5446.4 cm-1及4605.5~4242.9 cm-1。对杉木木样的近红外光谱进行预处理,得出最优组合:标准正态变量转换法（SNV）和一阶导数,采用偏最小二乘回归法（PLS）建立模型最优。校正集和交叉验证集的决定系数分别是0.8679和0.7549;校正均方根误差（RMSEE）和交叉验证均方根误差（RMSECV）分别为0.448和0.586,数值均较小且接近,说明模型具有很好稳定性;预测均方根误差（RMSEP）和相对标准偏差（RPD）分别为0.521和2.16,说明模型可进行定量分析。【结论】采用近红外光谱技术检测杉木总酚含量可行,能为木材化学成分快速测定提供一种有效、无损方法。受拟合规则影响,构建的模型虽然不能用于精确定量测定,仍可应用于日常科研和生产检测,在木材材质预测及良种选育等方面具有广阔应用前景。     

外源赤霉素对香蕉果皮解剖结构和化学组成的影响及果锈防治效应

【目的】研究外源赤霉素（GA）对香蕉果皮解剖结构和化学组成的影响及果锈防治效应,为香蕉生产栽培技术完善及香蕉产业可持续健康发展提供理论参考。【方法】以抗枯萎病香蕉品种宝岛蕉为试验材料,在散梳期均匀喷布100 mg/L GA₄₊₇于果实表面,以喷清水为对照（CK）,田间对比观察果锈的发生情况,通过光学显微镜、荧光显微镜及理化分析果皮组织结构、化学物质含量、相关酶活性和果实品质的差异。【结果】香蕉果锈发生时期是抽蕾后60 d,且随果实膨大程度而加重,外源GA₄₊₇处理采收期果锈指数较CK降低18.0%（绝对值）;果锈的产生与果皮组织结构及胞壁木质化强烈相关,GA₄₊₇处理采收期香蕉果皮角质层厚度较CK增加63.6%,表皮细胞大小和宽长比分别增加79.69 μm2和0.14,表皮细胞壁厚度降低28.4%; GA₄₊₇处理果皮苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性平均提高55.3%,多酚氧化酶（PPO）和过氧化物酶（POD）活性平均降低29.2%和18.0%,木质素含量与CK相比降低4.1%~41.3%,从而提高果皮细胞柔韧性,抑制果锈的发生。GA₄₊₇处理对果肉总糖、可溶性固形物、蛋白质和钾含量及可食率无显著影响（P>0.05）,可显著提高总酸和维生素C含量（P<0.05）,增幅分别为40.0%和11.8%。【结论】外源喷施100 mg/L GA₄₊₇可有效降低果锈发生程度,且对果实品质无不良影响,在高品质香蕉栽培生产上具有潜在使用价值。     

水稻幼苗响应褐飞虱和稻瘿蚊的转录组分析

【目的】筛选出同时响应褐飞虱和稻瘿蚊取食的基因,揭示水稻幼苗应对2种害虫时基因表达层面的差异,为后续挖掘广谱抗虫基因和解析水稻抗虫机制打下理论基础。【方法】以水稻品种9311为供试植物,分别对15日龄的水稻幼苗进行褐飞虱和稻瘿蚊接虫处理,观测幼苗表型,并通过转录组测序技术分别对褐飞虱接入后24 h和稻瘿蚊接入后7 d的水稻幼苗进行转录组测序。以水稻日本晴基因组作为参考基因组进行对比,利用FPKM法计算基因表达量,设定参数（|log₂ FC|>1且P<0.05）筛选差异表达基因。结合基因差异表达分析和功能富集分析,研究水稻响应2种害虫的机制异同点。【结果】鉴定出响应褐飞虱取食的差异表达基因3963个,响应稻瘿蚊取食的差异表达基因1206个,有251个差异表达基因同时响应2种害虫,其中108个具有相同表达模式,143个具有相反表达模式。GO功能注释分析表明,褐飞虱取食显著影响植物体内细胞壁合成和缺水响应,而稻瘿蚊取食则对植物光合作用的影响更显著,具有相同表达模式的差异表达基因主要富集在光合作用、水杨酸合成、茉莉酸信号转导和伤害响应等生物学功能,而具有相反表达模式的差异表达基因仅富集在乙醛酸循环。KEGG信号通路富集分析表明,褐飞虱和稻瘿蚊取食均显著影响植物体内次生代谢物的合成,相同表达模式的差异表达基因富集到MAPK信号通路、植物激素信号转导通路及光合作用等6个通路,而相反表达模式的差异表达基因没有富集的通路。【结论】水稻应对褐飞虱和稻瘿蚊的基因表达调控存在相同点和不同之处,共响应2种害虫的调控通路可能在水稻抗虫过程中发挥重要作用。     

石墨烯对喹诺酮在饱和多孔介质中运移的影响

为研究石墨烯（Graphene,GN）对喹诺酮类抗生素在地下水中运移的影响,以环丙沙星（Ciprofloxacin,CIP）和诺氟沙星（Norfloxacin,NOR）作为两种典型的喹诺酮类抗生素污染物,通过批量吸附实验和砂柱实验研究GN对CIP和NOR在饱和多孔介质中运移的影响。吸附实验结果表明,GN对两种抗生素污染物均具有较好的吸附性能,GN对CIP和NOR的Langmuir最大吸附容量分别为270.68 mg·g^-1和178.36 mg·g^-1。砂柱实验结果表明：随着多孔介质中GN含量从10 mg增加到80 mg,CIP和NOR在一维砂柱中的迁移能力降低;随着流速和电解质浓度（Na⁺和Ca²⁺）的增大,回收率逐步升高,CIP和NOR的运移能力也逐步增强。根据BDST模型对不同条件下的CIP和NOR在一维砂柱中的运移过程进行了模拟和预测,模型对穿透时间的预测值与实验值接近,表明BDST模型能较好地预测多孔介质中GN对CIP和NOR迁移能力的影响。     

不同灌溉定额对膜下滴灌水稻耗水特征及水分生产效率的影响

【目的】研究膜下滴灌水稻不同水分处理对耗水特征和水分生产效率的影响。【方法】2017年设置5个灌溉定额,对比分析不同水分处理下水稻产量、各生育期耗水量。【结果】W₅处理(灌溉定额910.00 mm)的水稻产量比其他处理分别增加21.95%~458.43%。膜下滴灌水稻全生育期5个水分处理的耗水强度分别为3.75~7.14 mm/d。随着灌水量减少叶面积衰减指数逐渐增大,叶片表现出早衰特征,株高受到灌水量抑制。W₅处理与其他处理水分生产率相比分别提高7.61%~193.06%。生育阶段耗水强度变化规律为拔节孕穗期＞抽穗扬花期＞灌浆期＞分蘖期＞成熟期＞苗期。【结论】水稻全生育期适宜灌溉定额910.00 mm,在拔节孕穗期、分蘖期2个关键需水期,满足水稻水分需求。