用宏基因组学方法研究绿肥对水稻根际微生物磷循环功能基因的影响

  【目的】  绿肥对土壤微生物磷循环的影响受到研究者们的广泛关注，但绿肥影响土壤磷循环的微生物机理尚不明确。利用宏基因组学方法剖析长期绿肥还田对土壤磷循环功能微生物的影响，旨在阐明绿肥对土壤磷循环影响的微生物机理，为绿肥的科学利用提供依据。  【方法】  以中国湖南祁阳绿肥及稻草还田定位试验的水稻根际土为材料，利用宏基因组学方法，对土壤微生物DNA进行PE150 (双端读长150 bp) 宏基因组测序，使用MetaWRAP软件中的read_qc模块进行质控，用assembly模块megahit方法进行组装；基于组装的较长序列 (> 1000 bp) 使用Diamond软件的BLASTX和UniProtKB/SWISS-PROT数据库进行序列比对，根据磷活化 (磷酸酯矿化、膦酸酯矿化、无机磷溶解)、磷吸收 (膦酸酯运输、磷酸酯运输和无机磷酸盐运输) 和缺磷诱导响应调控三大类主要磷循环功能相关基因 (重点关注的64个磷循环功能基因) 进行筛选；再利用R语言进一步分析水稻根际土壤中磷循环功能基因相对丰度及其与土壤理化指标之间的关系，阐述绿肥对土壤磷循环功能微生物的影响。  【结果】  土壤pH等9个常规指标在有、无绿肥处理之间均无显著差异。无稻草还田时，绿肥处理对64个磷循环功能基因中的11个相对丰度影响显著，这11个基因广泛分布在除磷酸酯运输及无机磷溶解外的5个功能组中，其中phnA、phnN、phnV等3个基因相对丰度上升，phnI、phnL、glpB、glpO、pitA、phoA、phoP、phoU等8个基因相对丰度下降。而在稻草还田时，绿肥处理仅phnPP基因相对丰度显著降低。相关性分析显示，土壤pH与磷酸酶活性、无机磷溶解基因pqqB、pqqC 、pqqCD、pqq E、pqqF相对丰度呈显著负相关 (P < 0.05)；无机磷溶解pqqB、pqqC 、pqqCD、pqq E等4个基因相对丰度分别与有效磷含量、磷酸酶活性以及有机氮含量呈显著正相关 (P < 0.05)。冗余分析 (RDA) 结果表明，绿肥处理通过pH、AP以及磷酸酶活性影响磷循环功能基因。  【结论】  绿肥翻压下水稻根际微生物磷功能基因相对丰度深受稻草还田的影响。与单绿肥或单稻草还田相比，绿肥翻压基础上增加稻草还田对磷循环功能基因影响效果不明显，秸秆甚至减弱了绿肥对磷循环功能基因的影响，其原因可能是绿肥和稻草还田下不同微生物及不同磷循环功能基因之间存在激烈竞争。     

3种杀菌剂对茭白主要病害的防治效果

试验比较了苯甲·丙环唑、咪鲜胺、代森锰锌3种杀菌剂对茭白锈病、胡麻斑病的防治效果。结果表明,30%苯甲·丙环唑乳油2 000倍液防治3次对胡麻斑病、锈病防治效果较好,防效在70%以上。450 g·L^-1咪鲜胺乳油1 500倍液对胡麻斑病防治效果较好,防治2次以上防效在65%以上,但是对锈病防治效果较差。70%代森锰锌可湿性粉剂1 000倍液对茭白锈病、胡麻斑病防效均不佳,不建议在生产上推广使用。另外大田试验表明,连续使用苯甲·丙环唑、咪鲜胺3次以上会造成茭白植株矮缩与茭白上市时间推迟。生产上建议不同种杀菌剂轮换使用,以延缓病害产生耐药性。     

育苗基质对漂浮育秧机插水稻南粳9108秧苗素质的影响

为探索不同育秧基质对漂浮育秧机插水稻秧苗素质的影响,以粳稻品种南粳9108为试验材料,选取5种市场上常见的水稻机插秧育苗基质为研究对象,以土壤为对照,研究不同处理间的秧苗素质差异。结果表明,淮安市中诺农业科技发展有限公司生产的中诺牌水稻育苗基质培育出的秧苗和对照在各项指标上最为接近,但存在一定程度的超高问题;淮安市农业科技实业总公司生产的淮三农牌水稻育苗基质和淮安市柴米河农业科技发展有限公司生产的柴米河牌水稻育苗基质整体表现较为优秀,适栽期较长,秧苗健壮;淮安市清浦区长农有机基质肥厂生产的长农牌水稻育苗基质和淮安市绿禾有机基质厂生产的绿禾牌水稻育苗基质也基本满足机插秧育苗需求。     

缓释肥对水稻甬优1540产量、土壤地力与肥料利用率的影响

为了检验缓释肥养分利用率,探索缓释肥使用方法及对水稻产量和地力的影响,2019年在龙泉市小梅镇和查田镇两地进行了施用缓释肥试验。结果表明,施用万里神农缓释肥比测土配方肥在小梅、查田两地氮肥利用率分别提高了7.8、10.9百分点,在等量养分投入下667 m²增产1.8和33.3 kg,增幅为0.3%和4.1%。施用缓释肥对土壤有效养分变化差异较小,土壤有机质、养分趋向稳定。     

设施蔬菜冻害原因及防控措施

作物冻害是指气温降至冰点以下,作物因细胞间隙结冰引起的伤害。属于非侵染性病害,它是由于气候因素引起的生理性病害。1冻害发生原因当温度过低时,植物细胞内的原生质就会结冰,冰晶会刺穿细胞膜造成细胞被破坏,融化后植物细胞内的原生质流出,细胞失去活性,再加上冬季冰的升华和液态水的蒸发,最后导致植物细胞脱水。     

基于迁移学习和改进残差神经网络的黄瓜叶部病害识别方法

针对在黄瓜叶部病害识别过程中使用传统卷积神经网络存在模型训练时间长、识别准确率低等问题，提出一种迁移学习和改进残差神经网络相结合的方法对黄瓜叶部病害进行识别。首先对数据集图像进行预处理，将数据集划分为训练集和测试集；然后对传统残差神经网络进行改进；最后使用迁移学习的方式对网络模型进行训练。利用该研究方法对不同的黄瓜叶部病害进行识别试验，结果表明该方法具有较高的识别准确率，可为其他作物的识别方法研究提供参考。      

基于振动的土壤挖掘阻力与耗能特性试验研究

为了研究振动频率、振动方向等参数对振动式土壤挖掘降阻特性和耗能特性的影响，设计开发了振动式土壤挖掘阻力试验台。经理论分析、计算确定了振动挖掘机构运动参数。在土壤平均相对湿度为27%、平均土壤坚实度为2.2MPa条件的室内土槽系统中，在挖掘深度150mm、前进速度0.15~1.00m/s、振动频率2~20Hz的因素条件下，利用该试验台开展了土壤振动挖掘阻力和耗能特性试验研究。结果表明，振动式土壤挖掘能够有效降低工作阻力，其降阻率先随着振动频率增大而增大，在2~20Hz频率段，前后方向振动和垂向振动振幅分别为13mm和10mm时，其最大降阻率分别可达到21%和25%。降阻率在10~14Hz后增长速度变缓，表明该区间处于土壤的自振频率区间。前后方向振动下土壤挖掘降阻率和振动速度与前进速度的比值有关，当振动速度小于前进速度时，降阻率比较小，随着振动频率增加而缓慢增大；当振动速度大于前进速度后，在对应的频率点其降阻率会迅速上升，之后增长速度逐渐变缓。由于需要额外激振能量输入，两种振动方向的强迫振动式土壤挖掘综合耗能并不减少，在振动频率低于10Hz下，耗能比范围在1~1.07，但超过10Hz后，耗能比会随着振动频率增大以较快速度增加。振幅的增大能够使土壤挖掘阻力获得一定的降低，但同时振动挖掘耗能有较大的增加。     

饱和度及干密度对弱膨胀土土水特征曲线影响

采用滤纸法测量不同干密度下试样的总吸力与基质吸力,并绘制相应的土水特征曲线,分析饱和度与干密度对土水特征曲线的影响.实验结果表明:在饱和度一定时,总吸力与基质吸力均随干密度的增大而增大;随饱和度增大,不同干密度的总吸力差值和基质吸力差值逐渐减小;另外,试样的排水速率随饱和度的增大而减小,且干密度越大,排水速率越慢.在较低含水率时,试样的总吸力和基质吸力随干密度的增大而增大,随含水率的增大,干密度对总吸力和基质吸力的影响逐渐弱化.     

黄土高原陡坡土坎植被根-土复合体抗剪强度研究

以黄土高原陡坡土坎6种典型植物群落类型为研究对象，在分析植被根系密度指标的基础上，通过直剪试验，探讨不同植物群落的根-土复合体抗剪强度以及根系对提高抗剪强度的作用。结果表明:1）6种群落的根系密度指标值均具有显著性差异，白刺花-铁杆蒿群落的根重密度、根长密度和根表面积密度在所有群落类型中均为最高，分别为2 757.07 g/m³、17 886.22 m/m³和16.96 m²/m³；2）6种群落之间的根-土复合体的抗剪强度均显著高于素土抗剪强度，其中白刺花-铁杆蒿群落相对于素土的抗剪强度增加值最大，为32.98 kPa，且抗剪强度增加值随土层深度增加而降低；3）根-土复合体抗剪强度相对于素土抗剪强度的增加值与根系密度指标值呈对数函数关系，随根系含量增加而升高。     

常规水稻氮磷钾养分测土配方施肥肥料效应研究

应用"3414"最优回归设计原理,设置常规水稻种植区常规稻氮磷钾测土配方施肥肥料效应研究试验。结果表明,氮肥利用率提高9.47%,磷肥利用率提高11.09%,钾肥利用率提高22.00%,得出肥料效应方程;由此数学模型得出,常规水稻种植区最佳施肥指标为纯N 331.20 kg/hm~2、P_2O_5103.50 kg/hm~2、K_2O 113.10 kg/hm~2,最佳产量为10 605.15 kg/hm~2,利润为16 814.40元/hm~2,产投比为7.94。