基于扩散理论的华北春玉米生理成熟后籽粒脱水过程分析

玉米机收籽粒可以显著提高玉米的生产效率,是玉米生产的发展方向。生理成熟后的籽粒含水率是决定机收质量的关键,受品种、密度和气候等多种因素影响。准确估算生理成熟后玉米籽粒含水率,进而分析其主要影响因素,最终确定玉米收获时间和筛选适宜机收的品种,对玉米主产区华北的春玉米籽粒机收发展具有重要意义。因此,于2017年和2018年在河北省泊头、南大港、玉田和山西榆次进行了两年田间春玉米试验,每年设置7个共性品种,每个品种3个密度,对生理成熟后籽粒含水率、品种性状、气象和管理要素进行了监测,并利用基于扩散理论考虑空气温湿度的脱水模型对籽粒含水率进行了模拟,进而计算脱水曲线下的面积(AUDDC),用以筛选脱水优异的玉米品种。结果表明,基于扩散理论的籽粒脱水模型对玉米生理成熟后籽粒含水率的模拟效果较好;年份、地点和品种对生理成熟时籽粒含水率(M_0)和水分扩散速率(k)具有显著影响,密度对脱水参数影响不显著。逐步线性回归分析得到灌浆期参考作物蒸发蒸腾量(ET_0)、最高气温和灌水量对M_0具有显著的正效应,生理成熟后30 d内ET0和灌浆中后期降雨对k具有显著的正效应,全生育期降雨对k具有显著的负效应。品种性状中对M_0影响最大的为苞叶层数(正效应),对k影响最大的为叶片数(负效应)。通过模型计算得到,生理成熟后10d华北地区春玉米籽粒含水率可以下降到28%,籽粒含水率下降到25%的概率为50%。由模型计算得到各品种生理成熟后10 d内的AUDDC,与AUDDC平均值比较发现‘京农科728’‘张1453’‘华农887’‘广德5’和‘金科玉3306’为脱水表现优异的品种。     

安徽省作物养分供需分析及化肥减施潜力研究

有机-无机相结合的农田养分管理模式是现阶段中国发展绿色农业的必由之路,因而开展有机、无机养分和作物养分需求的比较研究对促进养分资源的合理分配和施用具有重要的参考价值。本文采用文献调查和统计分析的方法,评估了安徽省16市2010—2016年主要有机肥(包括秸秆、粪便、绿肥和饼肥)的养分资源,明晰了安徽省农业生产中有机、无机养分投入现状,并根据农业种植结构开展了有机、无机养分和作物养分需求的差异和关系研究,最后探索了安徽省的化肥减施潜力。结果表明:安徽省2010—2016年平均有机肥养分资源为287.70万t,N、P_2O_5和K_2O分别为104.49万t、39.60万t和143.61万t,可基本满足作物的养分需求;但有机肥的当季利用率低,N、P_2O_5和K_2O的当季利用率分别为21.44%、19.91%和52.61%,有机肥N、P_2O_5和K_2O实际还田量仅占作物养分需求的20.74%、25.38%和63.61%,占农田养分总投入的比重分别为11.87%、10.27%和51.35%。全省N、P_2O_5、K_2O养分实际投入量(包括有机肥和化肥)是作物养分需求的1.75倍、2.47倍和1.24倍,有7个市的N和13个市的P_2O_5养分施用量超过作物需求的2倍,存在较高的环境污染风险。通过控制农业总养分输入,安徽省的化肥减施潜力为35.12%,N、P_2O和K_2O的减施潜力分别为21.28%、23.97%和78.61%。提高有机肥的当季利用率和发展冬季绿肥资源可进一步促进化肥减施。本研究可为安徽省化肥零增长和农牧业的绿色可持续发展提供数据参考。     

多效唑对杂交中稻不同密肥群体产量和抗倒伏性的影响

为探究高产稻田中防止倒伏发生的早期诊断技术,2015-2016年,以大面积推广的杂交中稻高产新品种蓉18优1015为试验材料,设计3因素完全因子试验,研究不同密肥群体下喷施多效唑对稻谷产量和抗倒伏性的影响。结果表明,随着施氮量和移栽密度的增加,稻谷产量提高,植株抗倒力下降,以施氮量150 kg·hm^-2和移栽密度18.75 万穴·hm^-2的产量较高。不同密肥群体下施用多效唑对产量和植株抗倒伏性有显著影响,施用多效唑后植株抗倒力增强,但产量因穗粒数下降而减少。不同密肥处理下施用多效唑对产量影响各异。于水稻最高苗期施用多效唑使植株重心高度、弯曲力矩、倒伏指数显著降低,折断弯矩则明显提高,穗粒数平均减少5.24~7.87粒。多效唑对产量的影响表现为低施氮量下因穗粒数减少而减产;中施氮量下产量差异不显著;高施氮量下植株未倒伏、籽粒灌浆结实正常,因结实率和千粒重高而增产。综上所述,肥力水平和施氮量高的稻田于最高苗期施用多效唑有利于水稻产量提高和控制后期倒伏。本研究为指导大面积水稻高产稳产提供了科学依据。     

Application of urease inhibitor improves protein composition and bread‐baking quality of urea fertilized winter wheat

Background: Nitrogen losses is an economic problem for wheat production and a high risk to the environment. Therefore, improved N fertilizer management is a key to increasing the N efficiency and minimizing N losses. To increase N efficiency, enhanced fertilizers such as urea combined with urease inhibitor can be used. Aims: The aim of present study was to evaluate the effects of different N forms on grain storage protein subunits in winter wheat and to examine whether the observed changes correlate with parameters of baking quality. Methods: The investigation was performed over two consecutive years at two locations in Germany. Protein subunits were analyzed by SDS‐PAGE. Results: Protein concentrations were similarly increased after fertilization with ammonium nitrate and urea + urease inhibitor. Analysis of the individual storage protein fractions indicated that both fertilizers specifically enhanced ω‐gliadins and HMW glutenins, but the effect was more pronounced in the ammonium nitrate treatment. Application of urea + urease inhibitor had greater influence on the protein composition and resulted in higher specific baking volume as well as the best fresh keeping ability, in comparison with urea treatment. Conclusion: Considering that the urea + urease inhibitor treatment resulted in almost comparable improvements of NUE and baking quality, with the additional benefit of reduced N losses in combination with easy handling, urea + urease inhibitor can be recommended as a viable alternative to both urea alone and ammonium nitrate treatments. This opens up an opportunity for the reduction of N loss in wheat production when use of urea is preferred.     

单一及复合绿色螯合剂对苋菜镉、砷的富集影响研究

[目的]通过小区试验探究绿色螯合剂的复合施用在植物修复过程中的作用效果,以期为实际田间植物修复Cd、As污染土壤提供依据。[方法]在镉(Cd)、砷(As)污染菜地土壤中施加单一绿色螯合剂：3种小分子有机酸草酸(Oxalic acid, OA)、酒石酸(Tartaric acid, TA)、苹果酸(Malic acid, MA),2种氨基酸基螯合剂亚氨基二琥珀酸(Iminodisuccinic acid sodium salt, IDS)、聚天冬氨酸(Polyaspartic acid,PASP),并将小分子有机酸分别于与氨基酸基螯合剂进行复配,探究不同处理对田间苋菜(Amaranthus mangostanus L.)生长、重金属富集的影响。[结果]结果表明：PASP-MA、PASP-TA处理组产量显著高于对照组,其中PASP-MA处理组苋菜产量最高,为4.53 kg/m_²；苋菜不同组织的重金属累积差异显著,地下部分Cd、As积累量均高于地上部分(P＜0.05),但富集系数均低于1,未达到超富集植物特征；从苋菜对Cd、As的富集系数来看,仅有IDS-MA处理组对两种重金属的植物修复同时起到强化作用；7个复配处理组均能提高苋菜Cd转运系数,最高达到0.90,超出对照组51.3%；复配处理中IDS-OA、IDS-PASP处理组的苋菜As转运系数显著高于对照组,分别比对照组高出1.88、0.11倍。[结论]苋菜生物量大,生长周期短,添加IDS-MA可以同时提高苋菜对Cd、As两种重金属的富集量,可为广东Cd、As污染菜地植物修复提供理论依据。     

基于USLE模型的长株潭城市群生态绿心区水土流失研究

[目的]研究2018年长株潭(长沙市—株州市—湘潭市)城市群生态绿心区最佳植被覆盖和水土流失状况,为区域综合治理提供理论依据。[方法]运用GIS和RS技术,以长株潭区域降雨、土壤、地形、土地利用等数据为基础,采用归一化植被指数(NDVI)模型和USLE国际通用土壤流失方程为优选模型。[结果]长株潭绿心区总面积为52 287 hm~2,整体植被状况较好,高覆盖度(75%～100%)面积最大,占绿心区总面积一半以上,为26 598.40 hm~2;中低覆盖度(30%～40%)面积最小,占区域总面积的8.61%,为4 501.91 hm~2。长株潭城市群生态绿心区总侵蚀(不含微度)面积为3 654.24 hm~2,占总面积的6.99%。湘潭市侵蚀比重最高,为8.51%,长沙市次之,为6.67%,株洲市侵蚀总比例最小,为5.68%。工程建设用地在禁止开发区、限制开发区和控制建设区的侵蚀面积分别为963.92,310.74,735.11 hm~2。[结论]受人为因素、城市建设、产业分布等影响,长株潭城市群生态绿心区覆盖度空间呈现西部低,中东部高的格局,工程建设是造成绿心区土壤侵蚀的主要原因。     

绿色经济体系下饲料企业经济模式转变研究

近年来,绿色经济成为席卷全球的潮流。绿色经济带给经济社会的改变将是全面而深刻的,饲料行业也不会例外。绿色经济既会给饲料行业带来落后产能淘汰、产业结构升级的机遇,也会带来利润下降、承包上升的短期阵痛。饲料企业想要抓住机遇、迎接挑战,就必须尽快转变当前的经济模式,建立绿色企业文化,加大研发投入,调整生产模式,加强上下游产业链的选择和配合,如果遇到资金困难,可以利用绿色金融进行融资。     

典型喀斯特洼地植被恢复过程中土壤碳氮储量动态及其对极端内涝灾害的响应

西南喀斯特地区是我国主要的生态脆弱区之一,石漠化严重,旱涝灾害频发。植被恢复是提升脆弱生态系统土壤碳氮固持的有效方式,但该区不同植被恢复方式土壤碳氮动态监测的研究还很缺乏。本研究以典型喀斯特峰丛洼地为对象,选取人工林、牧草地、人工林+牧草地、撂荒地自然恢复4种最主要的植被恢复方式为研究对象,以耕地作为对照,对比分析退耕前(2004年)、退耕10年(2014年)和13年后(2017年)土壤碳氮储量动态变化特征。其中2004—2014年研究区未发生极端内涝灾害, 2014—2017年连续发生2次极端内涝灾害事件。研究结果表明,退耕10年后, 4种恢复方式下土壤有机碳(SOC)储量均显著增加,但退耕13年后,除撂荒地SOC持续增加外,其他3种恢复方式下SOC表现出下降趋势。植被恢复后土壤全氮(TN)储量提升相对缓慢,退耕10年仅牧草地显著增加,退耕13年后人工林+牧草和撂荒地TN增加,且撂荒地在退耕后呈持续增加趋势。相关性分析结果表明,土壤交换性Ca~(2+)与SOC、TN均呈显著正相关关系,且与2014年相比, 2017年不同植物恢复方式下土壤交换性Ca~(2+)均显著下降,这可能与研究区2015年和2016年连续内涝灾害有关。以上结果说明,不同恢复方式均能显著提升喀斯特地区土壤碳氮固持,并以自然恢复最佳,其生态系统能有效抵御极端气候灾害带来的负面影响。     

不同年代大丽轮枝菌菌株的生物学特性和ISSR分析

 为了探究不同年代的大丽轮枝菌(Verticillium dahliae Kleb.)菌株生物学特性和遗传多样性方面的差异,本文以我国黄河流域和长江流域主产棉区6个省的不同年代大丽轮枝菌菌株为研究对象,观察培养性状,测定致病类型(致病力、落叶型),同时采用ISSR指纹图谱分析其遗传多样性。结果显示,不同年代大丽轮枝菌之间菌丝生长速率无显著差异,但菌核型菌株所占比例有减少趋势;2007~2009年和2017年的菌株全部为落叶型菌株,而1983~2000年的菌株中落叶型菌株仅占28.6%,表明随着年代的推移,黄河流域和长江流域的落叶型菌株所占比例呈上升趋势;不同年代菌株之间致病力存在显著差异,1983~2000年、2007~2009年和2017年的菌株中强致病力类型菌株分别占21.4%、25.0%和38.9%,仅有的5株弱致病力类型菌株均为1983~2000年的菌株;与2000年后的菌株相比,1983~2000年的菌株,Nei′s基因多样性指数为0.205 1,Shannon信息指数为0.299 0,表现出更丰富的多样性,利用NTSYS软件和Structure软件对ISSR指纹图谱进行聚类分析,两种方法均将所有供试菌株分为4个类群,且聚类结果与致病力和不同年代之间均具有一定的相关性,与地理来源无明显相关性。本研究结果表明,过去30年间我国黄河流域和长江流域棉田黄萎病菌落叶型和强致病力类型菌株所占比例逐渐升高,且不同年代和不同致病力的菌株在遗传上有差异,为进一步探究大丽轮枝菌的遗传与进化奠定了基础。     

Maize harvest index and water use efficiency can be improved by inhibition of gibberellin biosynthesis

Possibilities to improve maize harvest index and nutrient utilization efficiency by application of plant growth regulators were investigated. In container experiments, the effects of different growth regulators on the development of the maize (Zea mays L.) cultivars Pioneer 3906 and Fabregas were tested. Paclobutrazol (PAC) and chlorocholine chloride (CCC), two inhibitors of gibberellin biosynthesis, as well as gibberellic acid (GA₃) were applied at growth stage V5. Three weeks after application of PAC, shoot growth of both maize cultivars was strongly affected with a significant decrease in plant height in the PAC treatment by 44% and 36% for Pioneer 3906 and Fabregas, respectively. The growth‐retarded plants had higher leaf areas and reduced transpiration rates. The higher shoot growth after GA₃ application was accompanied by a reduction in leaf area and an increase in transpiration rate during 1 week before anthesis. CCC treatment showed no significant effects on plant height, leaf area and transpiration rate. The PAC‐treated cultivar Pioneer 3906 produced several cobs per plant, which were mainly barren at maturity. However, PAC application to Fabregas resulted in just one cob per plant with good kernel development and a grain yield, which was not significantly reduced in comparison with the control. With this similar grain yield in combination with a straw yield decrease of 32%, the harvest index was significantly improved by 12%. In addition, with PAC‐treated Fabregas plants, a 19% increased water use efficiency of the grain (WUE_grain) during the critical period of kernel setting was achieved. In this maize cultivar, CCC application also improved harvest index by 5%, but no effect on WUE_grain occurred. GA₃ treatment decreased harvest index of both maize cultivars, and it either reduced WUE_grain (Pioneer 3906) or showed no effect (Fabregas). Utilization efficiencies of N, P and K were not increased with growth regulator application, even in the PAC‐treated Fabregas plants with a significantly improved allocation of assimilates to the grain, mirrored by the higher harvest index. The results indicate that fertilizer applications must be adjusted to the reduced demand of growth‐retarded plants, most likely leading to higher nutrient utilization efficiencies.