水稻生育后期根系氮代谢生理活性变化的研究

以"两优培九"及其父本"9311"和"汕优63"为材料,测定不同水稻品种花后根系氮代谢相关酶[谷氨酰胺合成酶(GS)、谷-丙转氨酶(GPT)、谷草转氨酶(GOT)和谷氨酸脱氢酶(GDH)]及蛋白水解酶活性、蛋白质和游离氨基酸含量、根系伤流液量以及伤流液游离氨基酸及糖含量.结果表明,"9311"的GPT和GDH活性高峰出现在开花前,GS和GOT峰值分别出现在花后第1、2周;"两优培九"除GS高峰在开花前,其余3种酶活性高峰均出现在花后1周;"汕优63"的4种酶活性高峰均出现在花后第2周."9311"和"两优培九"根系可溶性蛋白、游离氨基酸含量高峰出现在花后1周左右,"汕优63"的两峰值滞后于前两品种,分别推至花后第2周和第3周,这与3品种根系酶活性的变化趋势基本一致."两优培九"根系伤流液量的最大值出现在花后两周,早于"9311"和"汕优63"1周.伤流液的高峰和根系中游离氨基酸峰值相差1周,且滞后时间在品种间有所差别,"两优培九"相差1周,"9311"相差两周,而"汕优63"二者基本一致.3品种伤流液中"汕优63"糖含量显著高于其他两品种(P<0.01),而"9311"的氨基酸含量显著高于其他两品种(P<0.05).本试验结果表明,"两优培九"根系的氮代谢高峰早于其他两个品种,而峰值低于其他两品种,说明生育后期"两优培九"根系生理活性衰退早于其他两个品种;品种间根系的代谢高峰具有明显的强度和时间性差异;根系组织代谢高峰和伤流液峰值具有时间差,其差值因品种而异.     

抗病性不同大豆品种根面及根际微生物区系的变化 Ⅱ.连作大豆(重茬)根面及根际微生物区系的变化

采用平板计数法测定了两个抗根腐病连作大豆品种生育期间根面和根际微生物区系动态变化。结果表明,两个品种大豆根面细菌随生育期增加呈递减趋势,品种间无差异。合丰25(H25)的根际细菌数量随生育期呈递减趋势,绥农10号(S10)根际细菌数量从三叶期到鼓粒初期不断增加,到成熟期又急剧减少。感病品种H25根瘤重明显低于抗病品种S10。H25根面真菌和镰孢霉总数在三叶期和成熟期均高于S10,苗期是根腐病的主要发病期。总之,在连作条件下,无论抗病品种还是感病品种大豆成熟期其根面和根际细菌减少,真菌和主要病原菌(镰孢霉Fusarium)都会大量富集,表明根系分泌物对根面和根际的微生物种群有选择性地促进或抑制作用。     

空气整根营养钵育苗及移栽系统技术的研究开发

营养钵育苗移栽比苗床育苗裸根苗移栽具有明显的增产效果,而空气整根营养钵育苗移栽又比普通营养钵育苗移栽具有明显的增产效果。本文对空气整根营养钵育苗的机理和优点做了分析。作者在美国北卡州立大学黄国彦教授的8项专利的基础上,在中国研制了商品化的空气整根营养钵育苗及移栽系统。本文对所研制的空气整根营养钵育苗秧盘,压缩草炭饼,机械式秧盘精密播种装置和全自动移栽机做了详细的介绍。     

浙江安吉主要植被类型根系分布特征研究

采用土柱法对黄浦江源区—浙江省安吉县主要植被类型林木细根分布特征进行了研究,结果表明：不同植被类型细根分布有较大差异,茶园、毛竹林、灌木林的根长、根表面积都要明显高于其他几种植被类型,而落阔林的根体积最大,常阔林的根重最大;细根随土层深度的增加而减少,林地细根主要分布在0-40cm土层。草地主要分布在0-30cm土层,这对抵抗径流侵蚀、保持水土资源具有重要意义;各样地根长均以〈0．5mm径级的根长含量最高,0．5-1mm径级次之,而2-5mm径级的最少。根系体积和根重具有相同的分布趋势。大小顺序均为：2—5mm〉1—2mm〉0．5-1mm〉0．5mm,与根长的分布状况正好相反。不同径级根表面积分布差异较大。     

贵州最高气温预报方法研究

最高气温预报一直以来是贵州最为棘手的问题,近年来在国家气象局预报质量通报中,成绩较为靠后。为改变这一现象,笔者基于各预报中心常规气温预报资料及地面观测资料,在贵州境内展开最高气温的多模式集合预报研究。结果表明,多模式集合预报技术有效地改进了预报的准确率,在对2013年1月1日—2014年4月30日120 h的逐24 h预报中,各预报中心的多模式集合预报结果明显降低了预报的均方根误差,效果远优于最好的单个预报中心(ECMWF)和多模式的集合平均,不仅很好地改善了贵州最高气温的预报效果,还给当地预报及决策气象服务提供更有效的参考。     

厌氧诱导木葡聚糖转葡糖苷酶(XET )基因在芝麻和小麦根中的表达

木葡聚糖转葡糖苷酶(xyloglucan endotransglycosylase，XET)是一个新的细胞壁代谢关键酶。根据玉米(Zeamays)、大豆(Glycinemax)和番茄(Lycopersicon esculentum)XET基因保守区序列设计简并引物，采用RT-PCR从水稻(Oryzasativa)和厌氧处理的芝麻(Sesamum indicum)、小麦(Triticum aestivum)根中均获得494bp的cDNA片段，分别命名为OsXET、SiXET和TaXET。经同源分析，三者之间的相似性高达98．6％～99．2％，与基因库中玉米和拟南芥(Arabidopsis thaliana)的相似性在40．3％～54．9％。Southern杂交结果表明，芝麻和小麦中XET基因为单拷贝或低拷贝数。差异表达PCR分析表明，XET在强耐渍的野生芝麻和水稻根中为组成型表达，在耐渍的芝麻品种和马卡小麦根中随厌氧处理时间进程表达量增强，而在非耐渍芝麻根中无表达或者表达量很低。结合前期有关根结构和生理研究表明，XET在芝麻和小麦根中受厌氧诱导表达，与根中内源乙烯增生以及根皮层通气组织形成具有同步性，为新的与结构适应相关的耐渍基因。     

促根剂对太湖地区水稻生长、产量及氮素利用的影响

为研究一种促根剂对太湖地区水稻生长及氮肥利用的影响,设置添加促根剂和不添加促根剂两种处理,在5个施氮水平下分别测定水稻的生物量、产量和氮素利用率。结果表明:在相同施氮水平下促根剂可以增加水稻生物量,其中在施氮量150、200、250 kg/hm~2施肥水平下,抽穗期和灌浆期地上部生物量的增加幅度分别为17.95%、8.63%、11.09%和2.16%、12 13%、11.47%,存在显著性差异;促根剂明显增加了拔节期水稻根系干重,由低到高各施氮水平下的增幅依次为27.40%、8.52%、26.12%、6.85%、7.21%。促根剂有一定的增产效果,并且在氮肥用量大时效果更为明显。在250 kg/hm~2施肥水平,促根剂处理比不添加促根剂的处理增产5.79%,达到显著性差异水平。促根剂在一定程度上提高了水稻吸氮量、氮素农学利用率、氮素吸收利用率,高氮肥施用水平下表现明显,250 kg/hm~2下分别高出不添加促根剂的处理7.14%、33.26%、10.91%。     

耕层土层交换对土壤氮素关键转化过程和玉米氮素利用的影响

翻耕会使耕层土壤发生显著位置交换。耕层土壤位置交换会通过影响土壤物理、化学和生物性状,改变氮素转化过程。本文研究了土层交换对黄淮海平原南端砂姜黑土硝化、反硝化过程和玉米生长及氮素利用的影响,为该区域选择合理的耕作方式、减少氮素损失及提高氮素利用效率提供理论依据。试验在人工气候室条件下,以土壤(0～35 cm)田间原位分层作为常规土层处理(CK),以原位0～10 cm和10～20 cm土层交换后作为土层交换处理(SE),并用20μm的尼龙网区分非根际和根际土壤。于玉米小喇叭口期利用荧光定量PCR技术测定土壤氨氧化微生物和反硝化菌群丰度,并结合非根际和根际土壤的硝化潜势、土壤呼吸、反硝化能力、反硝化潜势、土壤理化性质和玉米总氮含量及根系形态的测定,探讨土层交换对土壤氮素转化和玉米生长及氮素利用的影响。结果显示,SE处理的玉米植株氮吸收量比CK处理显著降低8.9%(P0.05)。土层交换显著影响根际而不是非根际土壤的硝化潜势,使其显著降低13.5%(P0.05);并使非根际和根际土壤的反硝化能力分别提高36.6%(P0.05)和8.4%(P0.05)。土层交换使非根际和根际土壤的可溶性有机碳含量分别提高11.7%(P0.05)和5.2%。相关分析显示硝化潜势与氨氧化细菌(AOB)丰度呈显著正相关(r=0.91**),与氨氧化古菌(AOA)丰度无显著相关关系;反硝化能力与土壤可溶性有机碳和呼吸速率呈显著正相关(r=0.89**和0.93**),与nirK、nirS拷贝数无显著相关性;玉米植株氮吸收量与根际土壤的硝化潜势、根表面积×AOB拷贝数都呈显著正相关(r=0.83*和0.86*),而与反硝化能力呈显著负相关(r=?0.88**)。以上结果表明砂姜黑土土壤硝化速率的降低和反硝化速率的增强,是土层交换后玉米氮素利用效率低的重要原因。AOB是硝化速率的主要驱动微生物。土层交换后土壤可溶性有机碳是反硝化能力的关键主导因子。在翻耕条件下,有效调节土壤可溶性有机碳含量是提高作物氮肥利用效率的关键。     

青藏高原东北部黄土区灌木柠条锦鸡儿根—土界面剪切特性

[目的]分析不同因素对根—土界面抗剪强度指标和抗剪强度的影响,为深入探讨青藏高原东北部黄土区灌木根系固土护坡机制提供理论依据。[方法]以区内优势灌木植物柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii)为研究对象,通过根—土界面直剪试验,分析根径级别为2.20±1.00～32.00±1.80 mm以及土体含水量、干密度和含盐量分别为6.00%～22.00%,1.20～1.60 g/cm³,0.59%～2.50%的条件下,各因素对柠条锦鸡儿根—土界面抗剪强度指标和抗剪强度的影响规律。[结果]在其他影响因素恒定的情况下,根径对根—土界面抗剪强度指标和抗剪强度无显著影响(p>0.05)。随着土体含水量由6.00%增大到22.00%,根—土界面黏聚力呈先增大后减小的趋势,当土体含水量达到14.00%时黏聚力达到峰值6.74 kPa;根—土界面摩擦角由21.40°降低至15.75°,呈线性函数降低趋势;根—土界面抗剪强度呈线性函数降低趋势。随着土体干密度由1.20 g/cm³增长至1.60 g/cm³,根—土界面黏聚力由...     

不同钾肥对再生水灌溉条件下土壤-作物系统Cd的影响

为了探明再生水灌溉条件下不同施钾肥处理对土壤-作物系统Cd的影响及差异性,通过田间微区试验研究了不同施钾肥处理对再生水灌溉番茄植株、果实以及根际土与非根际土Cd含量的影响。结果表明:再生水灌溉条件下,施钾肥处理可提高番茄果实产量,施加KCl较K2SO4增产效果明显,分别较不施肥处理可增产6.10%～24.00%和1.36%～13.16%;不施钾肥较不施肥处理番茄果实Cd含量降低,但降低幅度小于施加钾肥处理,施加KCl较K2SO4处理番茄果实Cd含量较低,Cd含量分别较不施钾肥处理分别减少58.33%和8.33%,且各处理均未超0.05mg/kg的限值标准;不施钾肥处理较不施肥处理土壤pH、Cd含量有所降低,降低幅度小于施钾肥处理,有效态Cd有所增加,施加KCl和K2SO4较不施肥处理有效态Cd降低,施加KCl和K2SO4较不施钾肥处理根际土和非根际土pH、Cd含量和有效态Cd含量均有所降低,其中施加KCl根际土和非根际土Cd含量分别降低2.96%～3.11%和5.75%～14.22%,施加K2SO4分别降低4.14%～5.90%和8.10%～8.29%;施加KCl根际土和非根际土有效态Cd含量分别降低10.75%～16.19%和13.98%～28.74%,施加K2SO4分别降低15.97%～20.55%和19.91%～24.70%。因此,再生水灌溉条件下,可通过选择施加适宜的钾肥种类,调控重金属Cd在土壤-作物系统的分布及其生物有效性,施加K2SO4较KCl相比,可一定程度降低土壤Cd全量及有效态Cd含量。