Leaf carbohydrates assimilation and metabolism affect seed yield of rapeseed with different waterlogging tolerance under the interactive effects of nitrogen and waterlogging

Waterlogging is a main factor causing rapeseed (Brassica napus L.) yield loss, and reasonable nitrogen (N) applications can compensate for this loss. To investigate the effects of N rates on seed yield of waterlogged rapeseed, the waterlogging-tolerant rapeseed variety ZS 9 and sensitive variety GH01 were waterlogged for 0 and 10 days with five leaves at the seedling stage under four N rates (0, 90, 180 and 270 kg/ha). Waterlogging significantly decreased seed yield, while N application can alleviate the yield loss. The yield decrease rate of waterlogged GH01 was greater than that of ZS 9 under the same N rate. During the seedling and bolting stage, the leaf photosynthetic rate (Pn) and ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase (Rubisco) activity increased, while activities of adenosine diphosphate glucose pyrophosphorylase (AGPase), sucrose synthase (SuSy) and sucrose phosphate synthase (SPS) decreased with more N under the same watering conditions. Compared to the plants without waterlogging, the leaf Pn and Rubisco activity, starch and sucrose contents of waterlogged rapeseed decreased at the two stages; activities of AGPase, SuSy and SPS of waterlogged rapeseed decreased at the seedling while increased at the bolting stage for both the two varieties. At the flowering stage, the Pn, the activities of Rubisco, AGPase, SuSy, SPS and contents of sucrose, starch increased with more N application for both ZS 9 and GH01. Compared to the plants without waterlogging, the Pn and Rubisco activity for waterlogged plants of the two varieties increased; the waterlogged plants of tolerant variety had higher activities of AGPase, SuSy and SPS, while those of sensitive variety was significantly lower. However, the decreased starch and sucrose content were found in both tolerant and sensitive varieties. The activities of AGPase, SuSy and SPS at flowering were highly positively correlated with yield under the interactive effects of N and waterlogging. These results suggested that the flowering stage is the most important stage that N had the positive regulation on waterlogged rapeseed growth. The carbohydrates translocation from leaves to seeds of the tolerant variety were enhanced after waterlogging, while that of the sensitive variety was still inhibited. This was the main reason for the difference in yield between the two waterlogged varieties.     

西番莲粉喷雾干燥工艺研究

采用酶解西番莲汁为原料,以麦芽糊精为助干剂,通过喷雾干燥法制备了西番莲粉,研究麦芽糊精添加量、进风温度、进料流量和进料浓度对西番莲粉产率、VC含量和含水率的影响。在单因素试验的基础上,采用正交试验优化了西番莲粉喷雾干燥工艺参数。结果表明,西番莲粉喷雾干燥的最佳工艺参数为:麦芽糊精添加量60%(按照喷雾干燥前料液总固形物含量计算),进风温度170℃,进料流量9 mL/min,进料浓度30%,此条件下西番莲粉的产率50.47%,VC含量58.88 mg/100 g,含水率4.8%。制得的产品具有西番莲特有的果香,研究为西番莲的产品多样化提供新的方法和思路。     

葡萄籽原花青素的提取工艺优化及其抗氧化活性研究

以新疆地产赤霞珠葡萄籽为原料，采用响应面法对微波辅助提取葡萄籽原花青素的工艺进行优化，并对其体外抗氧化活性进行评价。结果表明，最优提取工艺条件为：液料比25∶1（mL/g），乙醇浓度60%，微波功率427 W，微波时间3 min，在该条件下葡萄籽原花青素得率为8.66%±0.25%；抗氧化试验结果表明：葡萄籽原花青素具有较强的清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）、羟基及2,2-联氮-双(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐（ABTS）自由基的能力，其在三种体系中的IC50值分别为3.71、4.05和3.78 μg/mL，是一种极具开发潜力的天然抗氧化剂。     

绿色超级稻品种的农艺与生理性状分析

探明绿色超级稻的农艺与生理性状,对于培育和选用绿色超级稻品种有重要意义。本研究以4个绿色超级稻品种为材料,1个超级稻品种和1个非超级稻品种为对照,观察了绿色超级稻的农艺与生理表现。结果表明,与对照品种相比,绿色超级稻品种具有较高的产量和氮素利用效率。绿色超级稻品种较高的产量得益于总颖花数和结实率的同步提高,较高的氮素利用率主要在于较高的植株氮素籽粒生产效率(氮素内部利用效率)。绿色超级稻具有较高的茎蘖成穗率和粒叶比,抽穗期较高的糖花比,灌浆期较高的作物生长速率、净同化率、根系氧化力和茎中同化物向籽粒的运转率和成熟期较高的收获指数。这些性状与产量及植株氮素籽粒生产效率均呈极显著的正相关。建议将上述性状作为培育和选用绿色超级稻品种的参考指标。     

纵横刀组协同式马铃薯种薯切块装置设计与试验

针对马铃薯种薯切块机械化程度低的问题,设计了一种纵横刀组协同式马铃薯种薯切块装置,对其关键部件进行设计,通过对马铃薯种薯切割过程的力学分析、运动学分析和能量学分析,建立了切种能量的数学模型,确定了影响马铃薯切种效果的主要因素。以切种效率、切种合格率为评价指标,以圆盘刀半径、输送辊与圆盘刀垂直中心距、圆盘刀轴转速和夹持辊轴转速为试验因素,进行了四因素四水平正交试验。对正交试验结果进行方差和极差分析,结果表明:当圆盘刀半径为180 mm、输送辊与圆盘刀垂直中心距为190 mm、圆盘刀轴转速为115 r/min、夹持辊轴转速为56 r/min时,切种效率为74.5 kg/min,切种合格率为98.8%,满足马铃薯切种作业要求。     

施肥对春青稞干物质积累、分配及产量的影响

为研究施肥对青稞干物质积累、分配及产量的调节作用,以‘藏青27’、‘QTB13’和‘QTB25’为试验材料,比较分析不同施肥处理下干物质积累、分配及产量的变化规律。结果表明：增加施肥量促进青稞分蘖期—成熟期的干物质积累及开花期和成熟期干物质向营养器官和籽粒的分配,提高了花前营养器官贮藏同化物转运量及对籽粒贡献率,降低了花后同化物输入籽粒量对籽粒贡献率。‘QTB13’和‘QTB25’在F₂条件下,更有利于干物质积累及向营养器官和穗部的分配,花后同化物输入籽粒量最大,产量也最大。‘藏青27’在F₃条件下,更有利于干物质积累及向营养器官和穗部的分配,花后同化物输入籽粒量和对籽粒贡献率最大,产量也最大。说明合理施肥有利于青稞干物质积累分配及产量提高。     

水稻OsUBA基因的表达及其在促进种子萌发和开花中的功能

自噬是将功能异常或不需要的胞内组分降解的细胞学过程,广泛参与真核生物的生长发育过程、对营养缺乏的响应及生物/非生物胁迫反应。NBR1 (Next to BRCA1 gene 1, NBR1)是在植物中发现的最重要的自噬受体,但有关植物NBR1类自噬受体的研究较少,水稻中此类蛋白的研究还是空白。本文通过RT-PCR方法,从水稻日本晴幼苗的cDNA中克隆到一个含有泛素相关结构域(Ubiquitinassociated,UBA)的基因,将其命名为OsUBA。OsUBA的开放阅读框长2538 bp,编码845个氨基酸残基。OsUBA属于水稻中的NBR1类蛋白。OsUBA的启动子区有多个与光、逆境胁迫及激素反应相关的元件; OsUBA基因在水稻花药、正在萌发的种子以及根中的表达量较高,在茎和叶中也有表达; 200μmol L~(–1) ABA处理显著抑制OsUBA的表达,100μmol L~(–1) GA处理后OsUBA的表达略有升高。对OsUBA过表达水稻株系的研究表明,转基因水稻种子的萌发比野生型更快, ABA (3μmol L~(–1))处理显著抑制OsUBA过表达水稻株系种子的萌发, GA (100μmol L~(–1))处理对OsUBA过表达水稻株系种子的萌发略有促进;OsUBA过表达水稻株系的开花时间较野生型明显提前。这些结果表明,水稻NBR1蛋白基因OsUBA的表达和功能可能与对开花时间和种子萌发的调控以及生物/非生物胁迫反应有关。     

有机肥对土壤特性及农产品产量和品质影响研究进展

施用有机肥是农业生产的重要措施,对绿色农业发展起到积极作用,而且越来越广泛施用。本文介绍了目前有机肥基本概况,重点综述了有机肥对提高土壤肥力、提高作物产量和品质、促进养分利用以及对病虫害发生影响等方面研究的最新进展,分析了当前有机肥施用对耕地质量和农产品安全风险、施肥效率低、以及有机肥品种研发不足、相关质量标准滞后等问题,并对当前有机肥推广应用的形势和发展前景进行了分析和展望。     

冬小麦–夏玉米高产模式周年气候资源分配与利用特征研究

探明周年产量20,000kghm–2以上冬小麦–夏玉米种植模式周年气候资源分配与利用特征,并建立资源优化配置定量指标,为进一步提升黄淮海该模式周年产量潜力和气候资源利用效率提供理论依据,具有重要意义。本研究利用2006—2010年黄淮海区9个高产点共45个田间试验的数据,定量分析了冬小麦–夏玉米模式高产形成与季节间光温水资源分配的关系。结果表明,三省9个试验点冬小麦–夏玉米均实现了周年20,000kghm–2以上高产,但区域间差异较大,河南和山东小麦产量最高,山东夏玉米产量最高,河南和山东周年产量分别高于河北16.9%和21.5%。产量的变化主要由光温水分配差异造成,河南和山东小麦季积温量在1924.2～2608.0°C和降雨量小于201.1mm范围时产量均高于河北,山东玉米季辐射量在2168.5～2953.8 MJ m–2、积温量小于2990.7°C和降水量小于591.3 mm范围时产量均高于河南和河北。然而省份间冬小麦–夏玉米模式季节间热量资源分配率和分配比值相对固定,即小麦季和玉米季积温分配率分别为43%和57%,两季间积温比值为0.7,这是该区当前生产和生态条件下冬小麦–夏玉米模式季节间资源合理配置的定量标准。在不增加任何投入的前提下依据该定量指标来指导黄淮海不同生态区冬小麦–夏玉米种植模式的资源优化配置,对促进黄淮海该种植模式可持续发展具有重要意义。