化肥减施下有机替代对小麦产量和养分吸收利用的影响

  【目的】  探讨化肥减施和氮肥有机替代对小麦产量、养分积累、运转和吸收利用的影响，为国家化肥零增长战略提供理论依据。  【方法】  于2017—2019年，定位研究了常规施肥 (CF)、等氮量有机替代 (有机替代30%N， CF+M)、化肥减施 (N、P₂O₅、K₂O分别减施25%、30%和16.7%，CFR)、减施替代 (有机替代30%N，CFR+M) 和单施有机肥 (M) 对小麦产量及其构成、生物量、不同生育期植株氮磷钾积累量、花前植株养分运转及花后养分积累、养分吸收利用的影响。  【结果】  与CF相比，CFR和CF+M处理小麦产量、成穗数和穗粒数均没有显著变化，千粒重有增加趋势；CFR提高了小麦拔节—开花阶段氮、磷、钾吸收量及其比例，CF+M与CF处理间各生育阶段尤其是拔节期后吸氮、钾量差异均不显著，而CFR处理开花—成熟期的氮磷吸收量显著降低，CF+M处理降低了花前茎叶氮运转量及花后氮磷积累量，CF+M、CFR和CF 3个处理间氮积累量差异不显著；CF+M提高了花前茎叶氮磷运转量对籽粒氮磷贡献率及花后氮积累量对籽粒氮的贡献率。籽粒氮素积累与各生育阶段氮素积累量、花前期茎叶氮素运转量及花后氮素积累量间呈显著或极显著正相关，籽粒磷素积累量仅与花后磷素积累量显著正相关，籽粒钾素积累量与返青—拔节阶段钾素积累量显著正相关，与花前颖壳+穗轴钾素运转量显著负相关。CFR和CF+M较CF提高了氮吸收、利用效率和氮肥偏生产力，CF+M较CF提高了钾素利用效率，降低了钾素吸收和钾素偏生产力。  【结论】  本试验的两年间，不同程度地减少氮磷钾化肥投入量，或不减少总氮量投入 (以30%有机氮替代化肥氮) 有利于花前期营养器官积累的养分向籽粒运转及籽粒对氮养分的吸收利用，都可以维持小麦产量。在减施氮肥量25%的前提下，用30%或者100%的鸡粪替代化肥则降低小麦各生育期干物质和氮磷钾养分的积累和运转，最终降低小麦的产量。因此，进行有机替代需要进一步研究适宜的氮肥减施比例。     

青花菜肉桂酰辅酶A还原酶基因的克隆与表达特征分析

为研究肉桂酰辅酶A还原酶在青花菜生长发育中的作用,采用RT-PCR技术克隆青花菜Bo CCR基因全长c DNA序列,并利用q RT-PCR检测其在不同器官中的表达模式。结果表明:Bo CCR基因开放阅读框为987 bp,推导编码328个氨基酸。预测蛋白分子量为36.86 ku,PI值为6.04。该蛋白亲水性氨基酸多于疏水性氨基酸,为亲水性蛋白。高级结构预测表明青花菜Bo CCR蛋白具有完整的二级结构,三级结构的α-螺旋主要位于外部,β-折叠位于内部。分子进化分析显示CCR蛋白在植物进化过程中,各属形成单独的分枝,可以区分其亲缘关系。荧光定量技术检测到青花菜的Bo CCR基因在花蕾发育早期表达最高,推测该基因可能与青花菜花粉发育相关。     

不同类型高粱茎秆蜡粉含量变化规律研究

为了探讨不同类型高粱茎秆蜡粉含量变化规律,根据物理学的色差原理,首次采用色差法,对高粱蜡粉进行测定。结果表明,不同类型高粱之间茎秆的蜡粉含量有明显的差异,同一类型不同基因型间也不同;饲草高粱茎秆自上而下各节段的蜡粉含量呈现出高-低-高的变化趋势,中间茎节的蜡粉含量与全株混合蜡粉含量总平均值最接近,可代表全株的蜡粉含量;不同类型高粱进入各生育期的时间和持续天数不同,同一生育期内蜡粉累积量也不同,饲草高粱为抽穗期开花期乳熟期蜡熟期完熟期,甜高粱为乳熟期抽穗期开花期蜡熟期完熟期,开花期与整个生育期平均蜡粉含量最接近,可代表整个生育期的蜡粉含量;不同类型高粱在同一个生育期内蜡粉日变化呈单峰曲线,蜡粉含量的峰值出现在13:00时;高粱蜡粉与茎秆糖锤度部分呈极显著负相关。研究表明,遗传因素导致不同类型高粱茎秆蜡粉含量存在显著差异并且含量变化具有规律性,为选育高蜡粉含量品种从而提升高粱抗逆性提供科学参考。     

滴灌条件下秸秆覆盖和土壤含水量对冬小麦灌浆特性的影响

为阐明滴灌条件下秸秆覆盖和土壤含水量以及两因素交互作用对冬小麦籽粒灌浆、产量形成的影响,以冬小麦矮抗58为试验材料,设计了秸秆处理(覆盖T、不覆盖T0)与土壤相对含水量(40%(W1)、50%(W2)、60%(W3)、70%(W4)4个水平)两因素裂区试验。结果表明:Richards方程拟合秸秆覆盖和水分调控下冬小麦籽粒灌浆过程的决定系数在0.977 5~0.999 6,达到极显著水平。秸秆覆盖和水分调控间的交互作用对除最大灌浆速率和平均灌浆速率(V)外其他冬小麦籽粒灌浆特征参数的影响达到显著或极显著水平。其中,秸秆覆盖下土壤相对含水量60%(TW3)处理组合具有最长的灌浆持续期T(51.91 d),最长的灌浆中期持续期T_2(15.230 d)和灌浆后期持续期T_3(26.556 d),最大的灌浆中期灌浆速率R_2(0.897 mg/d)和灌浆后期灌浆速率R_3(1.365 mg/d)。产量、水分利用效率和耗水量的二次曲线关系表明,在耗水量240~270 mm可达到产量与水分利用效率双高的效果。本试验中以秸秆覆盖与土壤相对含水量60%(TW3)处理组合水分利用效率最高(29.02 kg/(mm·hm~2)),较秸秆覆盖下土壤相对含水量的70%(TW4)提高了5.30%;产量为7 097.7 kg/hm~2,与TW4处理组合差异不显著。     

丛枝菌根真菌缓解对羟基苯甲酸抑制草莓生长的作用

以草莓为试材,采用接种丛枝菌根(AM)真菌和添加对羟基苯甲酸(PHBA)的方法,研究了根内球囊霉和摩西球囊霉对草莓自毒物质对羟基苯甲酸胁迫的缓解作用,即对草莓光合作用、根系结构和抗氧化物酶活性的影响。结果表明:0.5mmol·L~(-1) PHBA浓度时,接种根内球囊霉显著提高了草莓净光合速率、气孔导度、胞间CO_2浓度和蒸腾速率;摩西球囊霉显著提高了草莓的净光合速率、胞间CO_2浓度和瞬时水分利用效率;根内球囊霉明显提高了草莓实际光化学效率(Ф_(PSII))、荧光淬灭系数(qP)、电子传递速率(ETR);摩西球囊霉提高了Ф_(PSII)和ETR。0.5mmol·L~(-1) PHBA浓度时,根内球囊霉明显增加了草莓根长、根投影面积、根表面积、根体积、根尖数、根分叉数,摩西球囊霉显著增加了根长和根尖数。0.5mmol·L~(-1) PHBA胁迫下,2株AM真菌均明显提高了草莓根部超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性。2株AM真菌通过增强草莓光合能力、根系发育和提高抗氧化物酶活性缓解了PHBA对草莓的毒害作用,根内球囊霉改善根系结构和提高抗氧化物酶活性的效果较摩西球囊霉明显,可能与菌根侵染率相关。     

放牧对中国北方草地生态系统水分利用效率的影响

解析草地生态系统植物水分利用效率对不同放牧强度的响应特征,对于提升草地生产和生态屏障功能具有重要意义.收集中国北方草地开展的38个放牧试验中关于放牧对植物水分利用效率影响的试验数据进行Meta分析.结果 表明:放牧对中国北方草地植物水分利用效率影响的平均效应值为--0.18±0.04(95％置信区间:-0.27～-0.10),放牧极显著降低草地生态系统植物水分利用效率(P＜0.01).不同类型草地平均效应值降低幅度从高到低依次为典型草原＞高寒草地＞草甸草原＞温性草原＞荒漠草原.放牧对典型草原与高寒草地、草甸草原平均效应值具有极显著和显著影响,对荒漠草原与温性草原无显著影响.植物水分利用效率对放牧强度的响应顺序从高到低依次为重度、轻度和中度放牧,重度放牧极显著降低植物水分利用效率(P＜0.001),中度放牧可以提高植物水分利用效率,轻度放牧对于植物水分利用效率影响不显著.土壤C/N、海拔和年均气温分别可以解释60.88％、11.81％和6.45％效应值变异.基于优化放牧制度以及对重度退化草地恢复的治理,提高草地土壤有机碳含量,将会提升草地生态系统植物水分利用效率.     

论粮食的政治学属性

文章试以政治学为平台,探究粮食同政治之间的关系,即粮食所具有的政治学属性,为今后政治学研究提供一个全新的视角。     

紫花苜蓿根际丛枝菌根真菌与土壤理化性质的相关性研究

为调查山西省大同矿区紫花苜蓿草地中丛枝菌根真菌(AMF)与根际土壤性质之间的相关性,于2014年10月采集浑源县、南郊区、大同县、矿区4块样地中不同深度的紫花苜蓿根茎和根际土壤,并分析了紫花苜蓿的菌根侵染率以及土壤的理化性质。结果表明:4块样地中紫花苜蓿根部菌根侵染率均在70%以上;除大同县规律不明显以外,其它3块样地中菌根侵染率与孢子密度均表现出随着土层深度增加而降低的规律。分析总相关性得知,菌根侵染率与有机质、硝态氮、速效磷、易提取球囊霉素(EEG)和总球囊霉素(TEG)呈显著正相关性(P0.05);TEG和EEG均与菌根侵染率、有机质、硝态氮和速效磷呈极显著正相关(P0.01)。分析同土层各因素的相关性则发现,只有在20~30cm土层,菌根侵染率和孢子密度与硝态氮、速效磷、速效钾和EEG有显著相关性(P0.05)。以上结果说明,大同地区丛枝菌根真菌与紫花苜蓿可以形成良好的共生关系,菌根真菌对土壤营养成分具有重要的作用,尤其在20~30cm土层更有效。     

景天属植物耐非生物胁迫研究进展

景天属植物作为园林绿化的重要植物材料已被广泛应用。了解其对非生物胁迫逆境的适应性,对在生态园林城市的建设和环境修复中景天品种的选择和利用具有重大意义。现综述了近年来我国在景天属植物耐高温、低温、干旱、涝、酸、盐、光和重金属等非生物胁迫研究方面的进展,对存在的问题及今后的发展方向提出了一些建议。