新疆石灰性土壤锌有效性及其影响因素

为探讨新疆石灰性土壤锌的组分分布特征及锌有效性的影响因素,对南北疆3种最主要土壤类型农田土壤锌及其组分含量进行研究。结果表明:新疆石灰性土壤有效锌平均含量为潮土(0.69mg/kg)>棕漠土(0.57mg/kg)>灰漠土(0.51mg/kg),变异系数为灰漠土>潮土>棕漠土。在土壤锌组分中,松结有机态锌(WBO)、碳酸盐结合态锌(CARB)、氧化锰结合态锌(OxMn)、紧结有机态锌(SBO)、无定形铁结合态锌(AOFe)平均含量均为潮土>棕壤土>灰漠土。南北疆土壤锌背景值不同,南疆土壤全锌含量高于北疆土壤,而北疆土壤全锌变异较大。土壤碳酸钙含量和物理性粘粒含量与松结有机态、碳酸盐结合态、紧结有机态锌分配率高度相关。松结有机态锌、碳酸盐结合态锌及松结有机态锌分配率与土壤物理性粘粒含量呈(极)显著正相关。交换态锌与松结有机态锌呈显著正相关。松结有机态锌与碳酸盐结合态锌呈显著正相关。石灰性土壤有效锌含量与松结有机态锌、碳酸盐结合态锌含量呈显著正相关,可用方程Y=0.306+0.123WBO+0.116CARB(F=20.095,r2=0.801**)预测。     

PEG胁迫下玉米基因表达谱分析

为了解PEG胁迫下玉米基因表达情况,采用数字化基因表达谱（DGE）技术,检测了20%PEG胁迫下玉米植株中基因表达谱,同时利用实时荧光定量PCR技术对部分基因表达特点进行了验证。结果表明玉米植株在20%PEG胁迫下48h时,共检测到31829个基因表达量发生了改变,其中表达量差异达到2倍以上的基因共1438个,其中801个表达量呈现上调,637个表达量呈现下调。这些差异表达基因功能主要涉及到结合、催化、转录、抗氧化剂活性,参与代谢过程、细胞过程、定位、生物调节、定位建立以及刺激反应等。实时荧光定量PCR分析表明7个随机选择的基因在胁迫前后的表达特点与表达谱测序结果一致。本研究表明玉米对PEG胁迫反应是一个多基因参与、多个生物过程协同调控的过程,基因表达量的变化可能是调控的主要方式,此外候选了与玉米耐PEG胁迫相关的应答关键基因,为揭示与玉米耐旱机理以及克隆与玉米耐旱性相关关键基因奠定了基础。     

水肥一体化条件下施氮量对密植春玉米茎秆抗倒伏性状的影响

在滴灌水肥一体化及分次施氮条件下,设置9个施氮水平,研究施氮量对密植玉米茎秆抗倒伏能力的影响。结果表明,在一定施氮量范围内,随着施氮量增加,玉米茎秆抗折断力、基部节间穿刺强度(RPS)和单位长度干重(DWUL)逐渐增加;当施氮量达到一定量时,茎秆抗折断力、RPS和DWUL不再增加。玉米株高、穗位高和穗位系数随施氮量增加而上升。茎秆抗折断力与株高、穗位高和穗位系数呈显著负相关,与RPS和DWUL呈显著正相关。滴灌水肥一体化及分次施氮条件下,增加施氮量通过提高玉米茎秆中干物质积累量来改善机械强度,从而提高茎秆的抗倒伏能力。     

加工番茄地上部干物质分配与产量预测模拟模型

为了探究加工番茄在滴灌栽培条件下地上部干物质分配动态和产量形成过程,该文通过定量分析加工番茄的生长发育特征,设置不同品种的播期试验,构建了基于分配指数(partitioning index,PI)和收获指数(harvest index,HI)的加工番茄地上部干物质分配与产量预测的模拟模型。利用与建模数据相独立的试验资料对模型进行了初步检验,结果表明,模型对不同播期、品种的加工番茄各生育期（出苗至开花、开花至坐果、坐果至红熟、红熟至拉秧期）干物质量,全生育期总干物质量、地上部茎、叶、果干质量的预测结果与1:1直线间的R2分别为0.9754、0.9936、0.9840、0.9713;0.9856;0.9595、0.9798、0.9671;RMSE和RE分别为0.029 t/hm2、11.43%;0.074 t/hm2、5.09%;0.250 t/hm2、6.83%;0.102 t/hm2、5.71%;0.504 t/hm2,8.06%;0.332 t/hm2,14.62%;0.200 t/hm2,10.84%;0.549 t/hm2,18.30%。模型对加工番茄产量的预测结果与1:1直线间的R2为0.9658,RMSE和RE分别为5.806 t/hm2、8.07%。该模型对于不同播期、品种的加工番茄干物质分配与产量的预测值与模拟值之间符合度较高,表明模型具有较好的预测性和适用性。该研究可为滴灌加工番茄精准栽培提供理论参考。     

白色污染对棉花根系生长发育的影响

研究了土壤中地膜残留对土壤物理性状、棉花根系生长发育及产量的影响.结果表明,(1)土壤含水量和孔隙度随残留地膜的增加而减小,而土壤容重和比重随之增加.(2)在0～40 cm土壤中,残膜能够刺激棉花根系的生长,当残膜量为900 kg/hm2 以下时,棉花根表面积、根长密度和根重都大量增加;在40～100 cm土壤中,残膜阻碍根系生长,使根系生物量下降.(3)随着残膜数量增加,棉花干物质重和冠/根均随着残膜量的增加而减小,棉花地下部地上部生长不协调,产量降低.因此,一定数量的残膜刺激根系生长的现象是棉花植株的适应性反应,而残膜对棉花的生物学产量和经济学产量均有负面影响,残膜数量越大,减产作用越明显.     

小麦高抗性淀粉含量相关分子标记的筛选与验证

为给高抗性淀粉含量小麦品种的选育和遗传研究提供依据,选择抗性淀粉含量差异显著的两个春小麦品种作为杂交亲本构建遗传群体,利用BSA法找到1个与高抗性淀粉含量密切相关的SSR标记Xbarc 59.利用Xbarc 59从F2群体中筛选出高抗性淀粉含量、杂合及低抗性淀粉含量三种基因型,且不同基因型间抗性淀粉含量差异达1%显著水平.根据Xbarc 59引物标记带型分组的高、低抗性淀粉含量的平均值分别为1.44%、0.99%,二者差异达极显著水平,证明Xbarc 59可作为筛选小麦育种材料高抗性淀粉含量的分子标记.     

有机替代下麦后复种绿肥的土壤培肥效应

明确夏休闲期种植并翻压不同绿肥对不同施肥处理麦田土壤主要肥力性状的影响,为提高滴灌麦田土壤质量提供理论及数据支持。通过两年的田间定位试验,在3种施肥方式(CK:不施肥、CF:常规施用氮磷肥、OF:有机肥替代20%化肥,均已连续3年)下设置两个绿肥处理(DD:大豆,YK:油葵)及休闲对照(XX),分别在绿肥生育期20、40、60 d测定绿肥植株干物质、养分积累及土壤理化性质。结果表明,2020年和2021年不同施肥处理的绿肥产量均为OF最高,两种绿肥生物量均表现为YK>DD;绿肥翻压第二年,OF-YK生物量为68213.9 kg·hm-2,其地上部N、P、K积累量分别为200.6、64.5、340.9 kg·hm-2;OF-DD收获期土壤碱解氮增加了15.1%,OF-YK收获期土壤速效钾含量增加了6.5%。不同绿肥处理土壤含水量2年均表现为绿肥>休闲;不同施肥处理土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)含量均表现为OF>CF>CK,不同绿肥处理SOC表现为YK>DD>XX,TN表现为DD>YK>XX。2021年与2020年相比,XX处理SOC减少了2.6%,TN减少了6.9%;OF处理2021年与2020年相比,YK的SOC增加了5.9%,DD的TN增加了1.22%。综上,大豆、油葵填闲并还田能够有效改善土壤水分条件,提高土壤TN、SOC、碱解氮、速效钾含量;具有培肥土壤、提高土壤SOC含量的作用;大豆绿肥填闲具有结合减量施用氮肥进而改善农田生态的潜能,有机替代20 %化肥结合油葵绿肥能够增碳培肥土壤。     

基于无人机高光谱融合连续投影算法估算棉花地上部生物量

【目的】地上部生物量是表征植物生命活动的重要参数。探索不同的光谱预处理方法和建模方法,实现对棉花地上部生物量快速、无损、准确的估算,对棉花长势监测和大田精准管理具有重要意义。【方法】以新陆早53号、新陆早45号为研究对象,设置不同施氮处理,于出苗后不同阶段获取棉花地上部生物量和无人机高光谱数据,通过连续投影算法(Successive projections algorithm,SPA)筛选不同预处理[一阶导数、二阶导数、Savitzky-Golay(SG平滑)、多元散射校正]后的特征波长,基于筛选出的不同波长组合使用偏最小二乘法回归(Partial least square regression,PLSR)和随机森林回归(Random forest regression,RFR)分别构建棉花地上部生物量估算模型,比较不同预处理后建立模型的精度,确定最优估算模型。【结果】(1)利用SPA算法对不同预处理后的光谱信息筛选出特征波长9～26个,可实现光谱信息降维。(2)基于SG平滑-SPA处理及PLSR方法建立的模型最佳,R~2达到了0.63,均方根误差(Root mean square error,RMSE)为0.42,验证集的R~2为0.67,RMSE为0.44。(3)一阶导数-SPA处理后,采用RFR构建的模型最佳,R~2达到0.87,RMSE为0.45,验证集R~2为0.81,RMSE为0.37。【结论】采用一阶导数预处理结合SPA筛选特征波长,经RFR构建的估算模型结果和验证效果均最佳,可用于棉花地上部生物量定量估算。     

油菜素内酯浸根对水稻水卷苗机插植伤的修复效应

目的 探究油菜素内酯(Brassinolide, BR)浸根对机插水卷苗栽后本田生长及产量的影响。方法 以宁粳8号为试验材料,分析不同浓度BR(T1、T10、T20,分别表示水培营养液中BR浓度为1 mg/L、10 mg/L、20 mg/L)浸根对水卷苗机插本田后返青活棵及产量的影响,以正常水培营养液处理为对照(CK)。结果 BR浸根(T1、T10、T20)能够促进水稻地上部生长,栽插本田21d后株高较CK分别增加11.68%、8.12%和7.61%;BR浸根对水卷苗栽后根系的促生作用更为明显,不同浓度BR浸根对水卷苗栽后根长、根表面积、根尖数、根体积、根直径、根质量和根冠比均产生了显著影响,其中根尖数以低浓度BR处理效果更优,而其他根系指标均以高浓度BR处理效果更优。与CK相比,不同浓度BR浸根降低了叶片过氧化氢浓度(至移栽后12 d,分别降低12.50%、23.25%和22.25%),增强了叶片抗氧化酶活性;与移栽当天相比,移栽后第2天BR浸根处理叶片中玉米素(ZT)浓度迅速增加(分别为197.27%、153.11%和243.78%),而CK增加缓慢(2.94%),根系表现一致,且根系中生长素(IAA)浓度显著高于CK;同时BR处理在栽后一周内赤霉素(GA₃)浓度均明显高于对照。与CK相比,T10处理显著提高了每穗粒数和结实率(分别为15.04%和6.62%),T20处理显著提高了结实率(6.17%),但BR处理千粒重均显著下降,最终产量T10和T20处理较CK分别提高5.11%和7.99%。结论 适当浓度的BR(T10~T20)浸根能减轻水卷苗机插植伤,提高抗氧化酶活性,降低H₂O₂含量,提高ZT、GA₃和IAA浓度,高效地促进根系生长,提高了每穗粒数和结实率。本研究可为减轻机插植伤,促进机插水稻高产稳产提供理论依据和技术参考。     

灌溉量对玉米生育后期脱水阶段子粒水分的影响

以玉米品种先玉335、九圣禾2468为试验材料,测定不同灌溉量处理的玉米生理成熟至田间收获期间子粒含水率的变化。结果表明,生育期等量灌溉和分配灌溉量试验,在9.0×10~4株/hm^2、12.0×10~4株/hm^2种植密度下,灌溉量增加使子粒含水量呈增加趋势,且脱水速率减慢。灌溉量从3 600 m^3/hm^2增至7 200 m^3/hm^2,子粒含水率分别增加0.94~2.87个百分点,差异达显著水平。灌溉量与种植密度双因素辅助试验,在种植密度6.0×10~4株/hm^2至13.5×10~4株/hm^2时,灌溉量从3 000 m^3/hm^2增至6 000 m^3/hm^2,子粒含水率分别增加1.60~5.00个百分点;在灌溉量3 000 m^3/hm^2和6 000 m^3/hm^2条件下,种植密度从6.0×10~4株/hm^2增至13.5×10~4株/hm^2,子粒含水率有差异,无明显增加或降低趋势;4 500 m3/hm^2灌溉量下各种植密度处理间的子粒含水率未表现出显著差异。