镉胁迫下水培杞柳生理特性及镉吸收转运

为探究镉胁迫对杞柳(Salix integra)生长生理及镉吸收转运的影响,进而明确杞柳应用于镉污染土壤修复的潜力。本研究以杞柳幼苗为试验材料,采用水培试验,研究了不同浓度镉胁迫(0、10、20、30、40 mg·L-1)下杞柳的生长、根系形态、根系和叶片抗氧化酶活性,以及杞柳对镉的吸收转运特性。结果表明,杞柳具有较强的耐镉性,吸收的镉主要集中于地上部,且以叶片含量最高,茎含量最低;转运系数随镉浓度升高而增加,但富集系数随镉浓度增加而逐渐下降;镉胁迫对杞柳根系构型具有一定的诱导作用,节点数与根尖数显著上升(P 0.05),而对根系生长的影响表现为"低促高抑",低浓度(10 mg·L-1)镉胁迫下杞柳根系总长度与地下部生物量显著上升(P 0.05),高浓度(40 mg·L-1)镉胁迫下杞柳根系生物量与根系生长指标均显著下降(P 0.05);镉胁迫诱导杞柳根系与叶片中产生的超氧阴离子活力单位与过氧化氢酶活性上升,显著抑制谷胱甘肽含量与谷胱甘肽还原酶活性(P 0.05),且抑制效果随镉浓度上升而逐渐增加。综上可知,杞柳具有较强的耐镉性和镉富集特性,且通过优化根系构型、激活抗氧化酶促系统缓解自身所受镉胁迫,具有较高的镉污染修复潜力。     

基于近红外光谱法的紫花苜蓿品质综合评价

探索近红外光谱法测定紫花苜蓿品质的可行性,采用近红外光谱法与常规方法对8个紫花苜蓿品种(系)的粗蛋白、粗脂肪、粗灰分、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维、钙、磷和干物质等8项指标进行测定。利用配对T检验、多重比较和回归分析等方法检验近红外光谱法测定结果的可行性,运用灰色关联度分析对苜蓿品质进行综合评价。结果表明,粗蛋白、粗灰分、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、磷和干物质等6项指标用近红外光谱法测定可信度较高。紫花苜蓿品质评价指标可简化为粗蛋白、粗灰分、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和干物质等5项。灰色关联度分析综合表现较好的苜蓿品种(系)有WL358、WL440HQ、WL656HQ和WL366HQ。     

山丘区人类活动因子对土壤类型数字制图模型精度的影响

【目的 】研究人类活动因子对随机森林模型建模精度的影响,对提升数字土壤制图精度有积极作用。【方法 】文章以招远市东北部山地丘陵区为研究区,通过在环境因子集中添加土地利用类型、距水系欧式距离和距道路欧式距离3种人类活动因子,分别在全区、分区和中心区3种范围生成训练样点集并构建随机森林模型,分析人类活动因子对模型及其制图精度的影响。【结果 】（1）在山地丘陵区,土地利用数据及其派生数据能有效提高随机森林建模精度,添加单一及3种人类活动因子,建模精度分别可提升2.39%和3.98%;(2)按照土地利用类型进行分区建模可以进一步提升随机森林模型的建模精度,分区建模比全区建模精度可提升0.55%;(3)随机森林模型构建时,所使用训练样点的质量越高,模型建模精度越高、分类效果越好,中心区建模精度比全区模型提高4.15%。【结论 】探明了人类活动因子参与随机森林模型构建的影响,显示了人类活动因子对山丘区土壤类型数字制图模型精度的提升作用。     

消除水分因素影响的野外原状土壤盐分高光谱建模估测

土壤水分被确定为土壤属性(有机碳、盐分等)光谱预测准确性下降的一个主要原因,该文通过两种方法的对比旨在探索去除土壤水分影响、提高盐分高光谱定量估测精度的方法和技术路线。首先以山东省东营市垦利区为研究区,采用地物光谱仪测定了96个样本的野外原状土和室内风干土光谱,并进行一阶导数变换;接着,对比分析盐分光谱特征及水分的影响;然后分别采用外部参数正交化(external parameter orthogonalization,EPO)和非负矩阵分解(non-negative matrix factorizing,NMF)方法校正和融合野外原状土光谱,去除土壤水分因素的影响,形成野外原状土光谱的校正和融合光谱;最后基于野外原状土光谱、校正和融合光谱,分别采用多元逐步线性回归(multiple step linear regression,MSLR)和偏最小二乘回归(partial least squares regression,PLSR)构建土壤盐分含量的估测模型,并进行验证和比较,分析预测精度变化。结果显示:土壤水分对野外原状土光谱及盐分光谱特征影响较大,需要研究去除;EPO和NMF均可提高土壤盐分野外原位光谱估测精度,比较而言,NMF效果更为显著;EPO结合PLSR或NMF结合MSLR可作为去除水分影响的土壤盐分校准模型的技术路线。     

氨基酸发酵尾液可促进樱桃番茄对水溶肥料氮素的吸收利用

【目的】 氨基酸发酵尾液因富含多种有机营养成分,近年来被作为增效材料在肥料生产领域广泛应用。本文利用15N标记技术,研究了氨基酸发酵尾液对水溶肥料氮素利用效果的影响。 【方法】 以樱桃番茄为供试作物进行盆栽试验。试验共设置8个肥料处理,分别为:焦磷酸钾和氯化钾为材料配制水溶肥料 (F,N–P₂O₅–K₂O比例为0–14–24);15N尿素 (15N丰度为10.46%)、焦磷酸钾和氯化钾为材料配制水溶肥料 (P,N–P₂O₅–K₂O比例为18–14–24);在两个肥料基础上分别添加谷氨酸发酵尾液 (H)、赖氨酸和苏氨酸混合尾液 (B) 和聚合谷氨酸尾液 (S) 配制水溶肥料FH、FB、FS、PH、PB和PS(发酵尾液添加量为200 g/L)。每个处理重复6次,随机区组排列。供试肥料于番茄定植、坐果、膨果、初果和盛果五个时期等量施入,其中,肥料P、PH、PB和PS按等尿素氮量施入,每次施入量为纯氮60 mg/kg风干土,肥料F、FH、FB和FS保持相同施入量。植株保留三穗果实打顶,收获后测量番茄株高、茎粗、生物量和产量,并对植株各部和收获后土壤中全氮含量和15N丰度进行测定。 【结果】 1) 水溶肥料添加氨基酸发酵尾液可以明显优化肥料氮素在促生、增产方面的作用效果。与P处理相比,PH、PB和PS处理的番茄株高、茎粗、地上部干重、根干重和果实产量分别平均增加17.7%、3.8%、8.5%、12.5%和4.8%。2) 水溶肥料添加氨基酸发酵尾液可以显著提高植株对肥料氮素的吸收量,增加叶片、果实等主要功能部位的肥料氮累积量,提高氮素利用率。较P处理,施用水溶肥料PH、PB和PS处理的番茄植株总氮吸收量、肥料氮吸收量分别平均增加8.1%和9.9%,叶片、果实等主要功能部位肥料氮累积量分别平均增加18.2%和8.0%,肥料氮素利用率平均提高9.9%。 【结论】 水溶肥料中添加氨基酸发酵尾液,可以显著促进作物生长,增加作物产量,促进作物对肥料氮的吸收累积,从而有效地提高作物对水溶肥料中氮素的吸收利用。      

追施磷肥对大豆产量及养分富集特性的影响

采用大田试验与室内分析相结合的方法,研究了不同追施磷肥量(0~150.0 kg/hm~2)对大豆品种齐黄34产量、农艺性状、养分富集特性及磷肥利用率的影响。结果表明:追施适量磷肥可以提高大豆的产量及产量结构,改善其农艺性状,以追施磷112.5 kg/hm~2的效果最为显著,其单株荚数较对照提高了4.70%,单株产量提高了41.08%,产量提高了24.92%;追施磷肥还可以促进大豆对氮磷钾的吸收及向籽粒中的转移,当追施磷肥量为112.5 kg/hm~2时,氮、磷在籽粒中的比例最高,钾在籽粒中的比例也较高;追施磷肥能提高大豆对磷肥的利用率,当追施磷量为112.5 kg/hm~2时磷肥利用率最高(农学利用率为44.38 kg/kg,表观利用率为26.65%)。     

苜蓿萌发期耐盐性综合评价与耐盐种质筛选

为探明苜蓿（Medicago L.）萌发期耐盐性评价方法并筛选耐盐种质,采用加权隶属函数法对120个苜蓿种质进行综合评价并划分为不同的耐盐级别。试验以150 mmol·L^-1 NaCl溶液进行盐胁迫,以发芽势等13个性状来鉴定苜蓿对盐胁迫的反应,以耐盐系数为评价依据。结果表明：150 mmol·L^-1的盐溶液对苜蓿种子萌发和幼苗生长均有一定的抑制作用,发芽势、发芽率、萌发指数比幼苗生长受抑制的程度更大;盐胁迫对根的抑制程度大于苗。相关分析表明,加权隶属函数法可以综合评价苜蓿萌发期耐盐性。根据加权隶属函数值和聚类分析,可将120个种质分为耐盐性不同的5个级别：11个种质高耐盐（1级）、24个种质耐盐（2级）、38个种质中等（3级）、36个种质敏盐（4级）、11个种质高敏盐（5级）。     

根皮苷和串珠镰孢菌加重苹果连作土壤环境及其对平邑甜茶生长的抑制

以平邑甜茶幼苗（Malus hupehensis Rehd.）为试材,在盆栽条件下研究了串珠镰孢菌和根皮苷对幼苗生长及连作土壤微生物的影响,为阐明连作障碍的发生机理提供理论依据。结果表明：8月份串珠镰孢菌、根皮苷、串珠镰孢菌 + 根皮苷处理均不同程度降低了连作条件下‘平邑甜茶’幼苗的生物量,其中串珠镰孢菌 + 根皮苷处理的株高、地径、鲜质量、干质量降低最显著,分别为连作土对照的70.6%、77.4%、52.3%和43.7%;9月份各处理的生长量趋势与8月份一致。在8月和9月,不同处理对幼苗根系呼吸速率的抑制作用表现为：串珠镰孢菌 + 根皮苷 > 串珠镰孢菌 > 根皮苷 > 连作土对照。3个处理均不同程度地抑制了连作土壤中细菌的生长,促进了真菌的生长,改变了土壤真菌的群落结构。3个处理均不同程度地降低了连作土壤中脲酶、中性磷酸酶、蔗糖酶和过氧化氢酶的活性;在8月,根皮苷、串珠镰孢菌、串珠镰孢菌 + 根皮苷处理后对土壤脲酶活性的抑制作用较显著,分别比对照降低14.8%、29.1%和53.4%。综上,串珠镰孢菌和根皮苷单独或组合处理均显著抑制了‘平邑甜茶’幼苗的生长,其中串珠镰孢菌 + 根皮苷处理最为显著,说明根皮苷和串珠镰孢菌共同作用加重了苹果连作障碍现象。     

基于可见/近红外光谱的黄河口区土壤盐分及其主要离子的定量分析

【目的】定量、准确地监测盐渍土,对其防治和农业可持续发展至关重要,论文旨在明确黄河口区土壤盐分及其主要离子的特征光谱,建立适用于该区域的土壤盐渍化定量分析模型,提高其定量分析的精度和稳定性。【方法】首先以山东省垦利县为研究区,于2014年10月5—9日野外采集代表性土样96个,对土样风干后,采用土壤化学分析方法室内分析盐分及其主要离子(Cl~-、Na~+、Ca~(2+))含量,并采用美国ASD Fieldspec 3光谱仪测定土样可见/近红外高光谱数据,对光谱反射率进行去噪、一阶导数变换等预处理;然后基于盐分及其主要离子不同含量的样本光谱分析盐分及其主要离子的光谱响应,在此基础上,对样本的土壤盐分及其主要离子含量与反射率的一阶导数光谱进行逐波段的相关分析,按照相关系数高且显著的原则,选取各自的敏感波段,再根据敏感波段的交叉情况选取集中波段为特征波段,进而选取特征波段中具有极值相关系数的波段作为显著特征波段,综合确定表征土壤盐分及其主要离子(Cl~-、Na~+、Ca~(2+))的特征光谱;最后分别采用多元线性回归(multiple linear regression,MLR)、支持向量机(support vector machine,SVM)和随机森林(random forest,RF)方法构建土壤盐分及其主要离子的定量高光谱分析模型。【结果】研究区土壤盐分及其主要离子(Cl~-、Na~+、Ca~(2+))含量的光谱曲线形状和走势整体一致;土壤盐分及其主要离子(Cl~-、Na~+、Ca~(2+))的光谱响应谱区为1 320—1 495、1 790—1 920、2 120—2 290 nm;基于相关分析的土壤盐分及其主要离子的敏感谱区为1 490—1 520、1 890—1 930nm;最后综合光谱响应及相关分析确定土壤盐分及其主要离子的特征波段为1 493、1 801、1 911和2 289 nm,显著特征波段为1 493和1 911 nm。模型结果显示基于2个显著特征波段反射率一阶导数的模型精度均与4个特征波段的模型精度相当,表明显著特征光谱作为盐分及其主要离子的特征光谱进行其定量分析的有效性。比较3种建模方法,RF模型的预测效果最好,SVM模型次之,而MLR模型精度最低;对于盐分、Cl~-和Na~+,3种方法构建的模型均可有效地用于其定量分析,精度较高且稳定,然而Ca~(2+)预测精度还有待提高。通过综合比较分析,基于显著特征波段(1 493和1 911 nm)反射率一阶导数构建的随机森林(RF)模型对盐分、Cl~-和Na~+均具有较好的估测精度和稳定性,也可用于Ca~(2+)的定量估测。【结论】基于光谱响应及相关分析综合确定盐分及其主要离子的显著特征光谱(1 493和1 911 nm反射率一阶导数),进而采用随机森林方法构建盐分及其主要离子的定量估测模型,适用于黄河口区土壤盐渍化信息的有效提取。     

多层包膜控释掺混肥基施对大蒜产量及土壤养分的影响

为明确多层包膜控释掺混肥在农业生产中的应用效果,通过田间试验研究了其对大蒜鳞茎、蒜薹产量,不同器官养分吸收及土壤速效养分状况的影响。在总养分减量10%的条件下,多层包膜控释掺混肥处理较当地常规处理的蒜薹和鳞茎产量分别提高了32.74%和10.61%,较单层包膜控释掺混肥处理蒜薹产量提高了23.22%,同时能够提高土壤速效氮含量,收获期土壤硝态氮、铵态氮含量较单层包膜控释掺混肥处理分别提高23.79%和5.79%。在总养分减量30%条件下,多层包膜控释掺混肥处理大蒜鳞茎中氮含量较单层包膜控释掺混肥处理提高了6.67%,差异显著,并促进了鳞茎中磷素积累,减轻了养分胁迫状态下养分向地上部积累的效应。经济效益分析表明,在总养分减量10%条件下,施用多层包膜控释掺混肥的净收益较单层包膜控释掺混肥提高6.83%,因此,多层包膜控释掺混肥在农业生产中具有广阔的应用前景。