紫花苜蓿形态和生理指标响应干旱胁迫的品种特异性

为研究紫花苜蓿在叶片和根系水平上响应干旱胁迫的形态和生理的品种特异性规律,在温室内分析了干旱胁迫下WL363HQ和巨能7紫花苜蓿株高、分枝数、生物量及叶片和根系中丙二醛（MDA）、脯氨酸、抗氧化酶类物质、C、N含量、C/N、稳定性C同位素（δ¹³C）和稳定性N同位素（δ¹⁵N）。结果表明：干旱胁迫显著降低了供试品种地上部分和根系的干重及分枝数（P<0.05）。干旱胁迫显著降低了巨能7的株高（P<0.05）,但增加了巨能7的根冠比,而WL363HQ的结果与之相反,这说明干旱胁迫下供试品种的株高和根冠比具有品种特异性的规律。干旱胁迫增加了WL363HQ和巨能7叶片和根系中MDA和脯氨酸的含量及抗氧化酶物质的活性,且在器官水平也具有品种特异性规律。干旱胁迫下巨能7叶片的MDA含量显著增加（P<0.05）,而在WL363HQ根系中的MDA含量也显著增加（P<0.05）。干旱胁迫下WL363HQ叶片脯氨酸含量、POD和SOD活性,及根系SOD的活性均显著增加（P<0.05）,而巨能7仅叶片SOD活性,根系脯氨酸含量、POD活性显著升高（P<0.05）。尽管干旱胁迫对供试品种叶片和根系C、N含量无显著影响（P>0.05）,但干旱胁迫显著提高了WL363HQ和巨能7紫花苜蓿根系的δ¹³C（P<0.05）,且WL363HQ叶片的δ¹⁵N均显著高于巨能7（P<0.05）。此外,干旱胁迫均显著提高了巨能7叶片和根系的C/N（P<0.05）。干旱胁迫下供试品种C、N代谢参数并没有在叶片和根系中表现出较为明显的品种特异性规律,深层次的机制还有待进一步研究。本研究结果将为进一步掌握紫花苜蓿叶片和根系协同抗旱机制及抗旱丰产紫花苜蓿新品种的选育提供理论依据。     

Soil aggregate formation and stability induced by starch and cellulose

Soil aggregate (SA) can be formed and stabilized when soil organic matter (SOM) is decomposed in the soil. However, the relationships between the SA dynamics and SOM with different decomposition rates have not been clarified. Therefore, this study examined the effects of the addition of polysaccharides to soil on SA formation and stability. A Japanese tropical soil was incubated for 99 d at 30 °C in a dark environment following the addition of 0.5% (w/w) starch or cellulose. The decomposition rates of the amendments, and SA formation and stability were evaluated by measuring soil respiration rates, and distribution fractions of soil aggregate sizes and mean weight diameter (MWD) of SA, respectively. The cumulative soil respirations with all treatments rapidly increased until Day 12 of the incubation. The initial slope of the cumulative soil respiration in the soil with starch was significantly higher than that in the soil with cellulose. In either soil with starch or cellulose, the fractions of macro-aggregates (>1000 μm in diameter) significantly increased, respectively, compared with control soil. However, the fractions of meso-aggregates (250–1000 μm) and nano-aggregate (<20 μm) in the soil with starch significantly decreased, while those fractions in the soil with cellulose fluctuated until Day 6. The MWDs reached the maximum on Day 6, indicating the SA formation in the soils with starch or cellulose. The increasing rate of the SA formation in the starch-amended soil was greatly higher than that in the cellulose-amended soil. After Day 6, the MWDs in the soils with either polysaccharide decreased with similar trends with no significant differences between treatments, indicating similar stability of the SA in both treatments. This study showed that the different decomposability of the organic amendments might influence the SA formation differently, but not the SA stability.     

紫花苜蓿根腐新病原-厚垣镰孢菌生物学特性研究

针对紫花苜蓿根腐致病菌厚垣镰孢菌(Fusarium chlamydosporum)在不同温度、光照、p H和多种碳氮源条件下的生物学特性,采用菌饼法进行了测定,并对不同碳氮源下菌落产色素情况进行了连续观察。结果表明:该病原菌在5~40℃均可生长,最适温度为25℃;当p H 4.0~12.0时均能生长,最适宜p H为7.0;全黑暗条件有利于菌丝生长,菌丝生长最适碳源、氮源分别为山梨醇和蛋白胨,碳源氯醛糖及除蛋白胨以外8种氮源均不利于菌丝的生长。含不同碳氮源培养基可诱导菌丝产生不同色素,且颜色变化差异大,在不同的生长阶段,色素颜色也会发生变化。     

滴灌施肥周期和毛管布设方式对苹果树细根直径时空分布的影响

为探明不同滴灌施肥策略对苹果树细根直径的调控效应,于2019—2021年开展二因素二水平完全组合设计田间试验,毛管布设方式设置一行一管和一行两管,施肥周期设置15 d和30 d,采用微根管原位监测技术,分苹果树正南、正西及东北3个方位和0～19、19～38、38～57、57～76 cm不同深度土层,持续观测苹果树活跃生长期内细根直径的动态变化,分析了苹果树细根直径对毛管布设方式和施肥周期的响应。结果表明：细根直径主要集中在0.5～1.5 mm范围内,约占90%,0～0.5 mm和1.5～2.0 mm直径的细根占比很少。在夏季之前,直径≤1.0 mm的细根增多;夏季之后,细根直径加粗,直径>1.0 mm的细根迅速增加。相较于施肥周期15 d,施肥周期30 d在2020年6—11月和2021年4—7月均能增加细根直径;在大部分土层中,施肥周期30 d会增加细根直径,施肥周期15 d会减小细根直径;在2020年正南和东北方向上,施肥周期15 d会减小细根直径,施肥周期30 d会增加细根直径。一行一管较一行两管在2020年和2021年8月均能增加细根直径;在浅中层土壤(0～38 cm土层...     

作物根系研究室的设计

根据作物根系研究的需要,设计和建造了华南农业大学作物根系研究室。为此,从根室的采光、通风、保温等几方面阐述了作物根室的设计思想,并结合科学家对根系的研究特性,着重介绍了两种种植槽的结构及设计特点。     

无压灌溉埋管深度的机理性研究及大田试验

通过室内试验和大田试验,研究了无压灌溉方式下埋管深度对水分运移和作物生长的影响机理。结果表明,在不同埋深时湿润体形状均为球冠,但球冠高度不同;湿润体内含水率均在埋管深度附近达到最大值,并以灌水器所在平面为对称面对称分布;埋管深度对番茄根系的生长分布、早期生物量的积累和后期干物质在果实和茎叶中的分配比例都有影响;埋深10 cm时,番茄的水分利用效率、产量和品质最大,是温室番茄的最佳埋深。     

苗期调亏处理对玉米根系生长影响的试验研究

以玉米为试验材料 ,利用盆栽试验研究了调亏灌溉对苗期根系形态、活力和干物质累积的影响。试验结果表明 :调亏灌溉减少根系干物质累积 ,根冠比、平均根长和根系活力 ( TTC还原量 )提高 ;单株根系条数下降 ;根系活力在复水后仍保持较高水平。表明调亏在量上抑制根系生长 ,但在形态和吸收功能上表现出一定的补偿效应。     

根系生长与土壤物理性状之间的关系

根系生长在土壤之中,土壤物理条件的改变会对根系生长产生直接或间接的影响.为此,通过分析土壤主要物理条件,对土壤物理环境与作物生长之间的关系进行了评述,并对目前研究中存在的不足及今后需深入的研究领域提出了建议.     

秸秆还田机鞭式刀具原理及运动特性分析

针对现有秸秆还田机刀具性能的不足,研制了鞭式刀具.同时,在阐述鞭式刀具的结构与工作特点的基础上,着重对该刀具破茬瞬时的加速性能进行了计算分析.计算和田间试验结果表明,该刀具作用于根茬时刀头速度大,采用该刀具的还田机既可切碎秸秆,又可以同时入土破茬,并实现了碎茬与土壤的均匀混拌.     

采用区域生长法分割根系CT图像的改进算法

提出了一种基于阈值分析和区域生长相结合的用于植物根系CT序列图像分割的算法。首先通过直方图分析,初步确定根系区域的分割阈值,再利用经过改进的区域生长法分割得到目标区域。实验结果表明,该分割算法计算量小,分割精度高,在提取目标的同时,能够有效地分离介质(背景)像素;而且对于背景复杂、噪声较大、目标像素灰度不均匀的CT图像也能取得较好的分割效果。