Azospirillum brasilense mitigates water stress imposed by a vascular disease by increasing xylem vessel area and stem hydraulic conductivity in tomato

Water stress, with its negative consequences on plant growth and survival, can be mitigated by Azospirillum brasilense inoculation. In tomato, A. brasilense delays wilting caused by a vascular pathogen, Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis, by yet unknown mechanisms. We studied morphological, anatomical and physiological changes induced by A. brasilense in tomato that relate to water stress tolerance, which could explain the deferral in symptom expression. For this purpose, tomato seeds were treated or not with A. brasilense BNM65, and 5 weeks later plants were challenged with C. michiganensis subsp. michiganensis or mock inoculated with water. There was a large growth promotion associated to Azospirillum: treated plants had higher total biomass and leaf area. In relation to water stress tolerance, Azospirillum treated plants had larger xylem vessel area, higher stem specific hydraulic conductivity, thicker stems, and lower shoot/root dry matter and specific leaf area. These changes were opposite to those induced by C. michiganensis subsp. michiganensis. We conclude that A. brasilense favoured a better adjustment of plant-water relations by several mechanisms, and thus, transitorily alleviated symptoms expression of a vascular disease.     

蔬菜高效水肥一体化灌溉技术的实践与发展建议

水肥管理是直接影响蔬菜稳产高产和品质提升的关键因素。总结了我国蔬菜高效灌溉的4种主要模式,介绍了不同种类蔬菜的高效灌溉模式,分析了我国蔬菜高效水肥一体化灌溉技术存在的问题,并提出了发展建议。     

调亏度及调亏历时对苜蓿生物量分配与水分利用效率的影响

本研究的目的在于探讨紫花苜蓿营养生长期调亏滴灌对其节水效果的影响,增加其产量的作用。在北京对分枝期苜蓿品种"皇冠"进行调亏程度和调亏历时对其生长的研究。结果发现,秋播苜蓿进行调亏灌溉应把握适当的调亏度,在调亏度达60%FC、调亏历时为14d时,土壤水分对苜蓿形成干旱胁迫;在调亏度达80%FC时,光合同化物更多向苜蓿地上部分配,同时适当增加调亏历时改变苜蓿根系形态可塑性,有利于其根系伸长生长,提高其水分利用效率。适当的将调亏度与调亏持续时间分别维持在80%FC左右和14~21d,更能实现北京地区苜蓿节水促生长的目的。     

涝渍对Bt棉棉蕾杀虫蛋白表达含量及氮代谢影响

以Bt棉常规种泗抗1号和杂交种泗抗3号为材料,于盛蕾期设计不同程度涝渍(土壤持水量为最大持水量的90%、100%,渍水2 cm)胁迫4 d以及土壤持水量为最大持水量90%逆境下持续胁迫24~120 h的试验,探讨棉蕾中Bt杀虫蛋白表达量变化及相关氮代谢生理机制。结果表明,土壤不同涝渍程度影响棉蕾Bt蛋白含量。土壤持水量为最大持水量的90%、100%和渍水2 cm处理胁迫后,常规种泗抗1号棉蕾中Bt蛋白含量分别下降36.5%、42.1%和51.4%,杂交种泗抗3号分别下降19.2%、57.2%和64.5%。90%的土壤持水量持续胁迫96 h使棉蕾Bt蛋白含量开始显著下降,泗抗1号和泗抗3号分别下降20.8%和17.6%。随着胁迫时间延长下降幅度增大。不同涝渍程度或水渍持续胁迫条件下,棉蕾中可溶性蛋白含量,硝酸还原酶(NR)、谷氨酸草酰乙酸转氨酶(GOT)、谷氨酸丙酮酸转氨酶(GPT)、谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸合成酶(GOGAT)活性下降,游离性氨基酸含量,肽酶、蛋白酶活性增加。说明涝渍逆境下,棉蕾中蛋白质合成能力下降、分解能力增强,引起可溶性蛋白包括Bt杀虫蛋白含量下降,导致棉蕾抗虫性下降。     

蕹菜芽苗菜对LED 光强和光质的生长响应

以阔叶空心菜为试材，研究蕹菜芽苗菜对LED 光强和光质的生长响应。结果表明：绿化阶段结束时处理L₇₀₀₀RBW4∶1∶1（光强7 000 lx，红光∶蓝光∶白光为4∶1∶1）的脱壳率显著高于其他处理；光强为7 000 lx 时，3 种光质处理的蕹菜芽苗菜可食部分干质量均显著高于白光对照；光照强度过高显著影响叶绿素的累积，高光强（L₁₁₀₀₀）下的叶绿素a、叶绿素b 含量及叶绿素总量随红光比例的增加而降低，同时子叶白化现象越发明显；不同光强条件下，3 种光质处理的抗坏 血酸含量均随着红光比例的增加而降低，而可溶性糖含量处理间差异不显著；主成分分析结果表明，L₇₀₀₀RBW4∶1∶1 在本试验条件下表现最佳，是较适宜蕹菜芽苗菜工厂化生产的LED 光源配方。     

圆柏对几种农田杂草及作物的化感潜力分析

为探究圆柏（Sabina chinensis）的化感作用，本研究采用培养皿滤纸法研究圆柏叶片浸提液对地肤（Kochia scoparia）、稗草（Echinochloa crusgalli）、藜（Chenopodium album）、反枝苋（Amaranthus retroflexus）、马齿苋（Portulaca oleracea）5种杂草种子和向日葵（Helianthus annuus）、燕麦（Avena sativa）、油菜（Brassica campestris）、荞麦（Fagopyrum esculentum）4种作物萌发和生长的影响，并用圆柏叶片、树枝、树皮粉末和浸提液进行盆栽抑草效果检测。结果表明：圆柏叶片浸提液对5种杂草种子萌发和幼苗生长具有显著的抑制作用，对地肤、藜、反枝苋萌发及生长的化感效应指数均在-0.98以上；盆栽抑草结果表明，圆柏不同部位对5种杂草种子萌发和稗草及反枝苋株高生长均有较好的抑制作用，叶片化感强度大于树皮和树枝，叶片粉末拌土处理抑草效果好于浸提液叶面喷施；对作物的化感作用结果表明，圆柏叶片浸提液稀释1.5倍时，抑制荞麦种子萌发但不影响其株高及根生长，不影响燕麦种子萌发但降低其株高和根长生长，抑制油菜的发芽势和发芽指数但不影响其种子萌发率，促进油菜株高及根长生长，不影响向日葵种子萌发和生长。综上所述，圆柏具有良好的抑草活性，对作物影响较小。     

绿洲灌区玉米产量及水分利用对绿肥还田方式的响应

针对绿洲灌区小麦-玉米长期连作,麦后休闲期长、光热水资源利用效率不高等问题,研究麦后复种绿肥对轮作玉米产量及水分利用效率的影响有重要意义。在石羊河流域,于2017—2019年度通过田间试验研究了麦后复种绿肥的不同还田利用方式(全量翻压、地表覆盖免耕、地上部收获后根茬翻压、地上部收获后免耕和不复种绿肥传统翻耕对照)对后茬玉米产量形成和水分利用特征的影响。两年试验结果表明,绿肥地表覆盖免耕和全量翻压处理玉米籽粒产量平均达14 274.9kg·hm~(-2)和14 687.5kg·hm~(-2),较不复种绿肥翻耕处理(对照)显著提高18.2%和20.4%(P0.05)。绿肥地表覆盖免耕条件下,玉米穗数、穗粒数、百粒重分别较不复种绿肥翻耕处理(对照)平均高5.4%、9.6%、20.8%(P0.05),且较根茬还田处理(翻压、免耕)增幅显著。与此同时,绿肥地表覆盖免耕和全量翻压显著增加玉米叶面积指数、干物质累积量和平均净同化率。绿肥地表覆盖免耕处理水分利用效率平均达24.4kg·hm~(-2)·mm~(-1),较不复种绿肥翻耕处理(对照)显著提高29.9%(P0.05),该处理较不复种绿肥翻耕处理(对照)显著提高玉米播前土壤贮水量26.9%(P0.05),平均达280.7mm,且该条件下玉米全生育期耗水量显著低于其他绿肥还田处理。绿肥根茬还田处理(翻压、免耕)下,玉米平均水分利用效率分别较不复种绿肥翻耕处理显著高16.7%、16.0%(P0.05)。因此,在干旱绿洲灌区,麦后复种绿肥地表覆盖免耕获得玉米高产的同时,实现了水资源的高效利用。     

冀北地区近50 a马铃薯需水量及水分盈亏时空变化特征

为高效利用水资源,提高农业生产效益,根据联合国粮农组织(FAO)推荐的参考作物蒸散计算方法和相关作物系数法,利用河北省马铃薯主要种植区域(冀北地区)23个地面气象站的资料,计算了冀北地区近50a(1969—2018年)马铃薯生育期内的需水量和缺水量,并分析了马铃薯生育期内降水量、有效降水量、需水量、缺水量变化趋势,以及不同区域不同生育期马铃薯需水量、缺水量的变化特征。结果表明:1)近50 a冀北地区马铃薯生育期内降水量、有效降水量年际变化可分为2个阶段:1969—2003年呈减少趋势,气候倾向率分别为–15.68 mm·(10a)~(–1)、–6.61 mm·(10a)~(–1);而2004—2018年呈显著增加趋势,气候倾向率分别为60.07 mm·(10a)~(–1)、9.68 mm·(10a)~(–1)。近50 a平均降水量、有效降水量分别为356.5 mm和148.6 mm;空间上均呈自西向东逐渐递减的带状特征。2)近50a马铃薯生育期需水量和缺水量年际变化也表现出1969—2003年减少、2004—2018年增多的趋势,且需水量多的年份缺水量也多,近50 a平均需水量和缺水量分别为497.8 mm、349.1 mm;空间分布上均呈自坝上高原向坝下山地增多特点,且需水量大的地区缺水量也多。3)马铃薯块茎膨大期需水量最多,期间也是缺水量最多的时期。研究结果显示1969—2018年冀北地区马铃薯生育期内水资源一直处于严重亏缺状态,在生产中需充分考虑马铃薯需水量对气象要素变化的响应,加强水分管理,确保水资源高效利用。     

高校非常规水资源优化利用

为推进节水型校园的建设,以河海大学文天学院为例,对高校非常规水资源优化利用情况进行了调查。结果表明:高校水资源利用存在较大弊端,用水管理模式不完善等是导致高校水资源不合理利用的原因。结合高校现有水资源利用现状提出了高效节水的合理建议。     

集雨灌溉工程研究综述

集雨灌溉工程是对降雨进行收集、汇流,存储和进行节水灌溉的微型水利工程,主要解决农业生产缺水性问题.通过国内外集雨灌溉利用的研究和实践,较详细地阐述了集雨灌溉工程的主要研究内容:集水工程集雨面防渗材料的研究、蓄水工程中蓄水设施的防渗,水分蒸发处理,喷灌、滴灌、渗灌等灌溉技术.文章分析了目前集雨灌溉工程研究存在的问题并提出了发展研究方向.