水肥一体化对山岭旱薄地鲜食型甘薯产量及品质的影响

鲁西南山岭薄地土质偏沙性,土层浅,保肥保水能力差,基本无水浇条件,农作物浇水基本“靠天吃饭”,常年仅能种植甘薯、花生等耐旱耐瘠作物[1],如遇春、夏高温干旱,易造成黑斑病等病害发生较重,产量不高,品质下降等问题。水肥一体化技术将对土地施用水肥转变为对作物植株根系直接施用,具有节水、节肥、高效等特点[2]。将水肥一体化技术应用于山岭地鲜食型甘薯栽培,研究其对山岭旱薄地鲜食型甘薯产量及商品性的影响,以指导甘薯生产实现绿色、经济、高效目标。     

利用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除水稻NRR基因促进根系生长的研究

水稻营养应答和根生长基因NRR(Nutrition response and root growth)是一个多效基因,负调控水稻根系生长并参与调控营养组织淀粉合成。利用CRISPR/Cas9基因编辑技术对水稻品种空育131的NRR基因进行编辑,获得2个NRR基因敲除的非转基因纯合突变体。突变体植株在各种营养条件下(有氮磷钾、无氮、无磷、无钾、无氮磷以及无氮磷钾)其幼苗主根长度、单株根数和根鲜重都显著高于野生型,这说明敲除NRR基因能够显著改良水稻的根系生长,为利用CRISPR/Cas9基因编辑技术快速改良水稻品种的根系生长提供了一种有效策略。     

兜兰花粉活力及柱头可授性探究

本研究以‘绿肉饼’兜兰为试验材料,用扫描电子显微镜对其花粉块进行研究分析。结果显示,花粉块可分为两半,表面光滑呈现紧密网状结构。为获得‘绿肉饼’人工授粉最佳时间,采用TTC (氯化三苯基四氮唑)染色和联苯胺-过氧化氢法进行花粉活力及柱头可授性的研究。TTC染色法结果表明,‘绿肉饼’的花粉活力呈现从弱到强再到弱的趋势,其中开花15~20 d的花粉活力最大,授粉率较高;联苯胺-过氧化氢法结果表明,‘绿肉饼’的柱头可授性随开花时间先弱后强再变弱,其中开花10~20 d的柱头可授性最高。     

旱作区双免耕覆盖下冬小麦旗叶光合特性、根系分布及产量研究

为了解旱作区双免耕覆盖下冬小麦旗叶光合特性及根系分布特征，通过试验测定和分析了双免耕覆盖冬小麦旗叶叶绿素相对含量、光合有效辐射、光合速率、胞间CO₂浓度、蒸腾速率等光合参数，以及根长密度和根干重密度与传统耕作（对照）的差异。结果表明，与对照相比，双免耕覆盖下冬小麦旗叶叶绿素相对含量、光合有效辐射、净光合速率分别增加了11.2%、20.5%、31.7%，胞间CO₂浓度降低12.68%，蒸腾速率、叶片瞬时水分利用效率、气孔限制值分别平均提高13.1%、16%和30.7%。双免耕覆盖下冬小麦开花期和灌浆期根长密度在行内平均较对照分别提高47.13%和14.43%，在行间平均分别提高38.18%和 33.61%；两个时期的根干重密度在行内平均分别增加21.44%和14.42%，在行间平均分别提高19.96%和 12.56%。双免耕覆盖下冬小麦产量为4 872.0 kg·hm^-2，较对照增产18.4%，差异达极显著水平。由此说明双免耕覆盖可促进旱作冬小麦光合作用及根系生长发育，有利于其高产。     

玉米根系分泌物缓解连作花生土壤酚酸类物质的 化感抑制作用

为探讨玉米//花生间作系统中玉米根系分泌物对连作花生土壤中酚酸类物质化感作用的影响机制，采用二氯甲烷提取了玉米抽雄期根系分泌物，添加到含有不同浓度的连作花生根系分泌物中主要的三种酚酸类物质（肉桂酸、邻苯二甲酸和对羟基苯甲酸）混合物的土壤中，研究了土壤微生态环境变化情况。结果表明，酚酸类物质对土壤微生物量、微生物活性、酶活性及养分含量均存在化感抑制作用，且浓度越高，抑制作用越强（P＜0.05）。整个培养时期，添加玉米根系分泌物均增加了酚酸类物质处理土壤呼吸强度、酶活性、微生物量及养分含量，以低浓度处理增幅较大，分别平均增加7.58%、6.73%、7.72%和4.90%；降低了酚酸类物质对土壤各指标的化感指数，其中低浓度酚酸类物质处理土壤微生物量碳氮、微生物活性、酶活性和养分含量的化感指数分别降低21.57%、21.19%、 26.32%和20.95%。3次取样，酚酸类物质的化感作用呈先增强后降低的趋势，各处理在第10d达到最强；而玉米根系分泌物对酚酸类物质化感作用的影响以处理第5d最强，随后呈减弱趋势。玉米根系分泌物可在一定程度上缓解酚酸类物质对土壤微生态环境的化感作用，为玉米//花生间作缓解花生连作障碍技术提供了理论依据。     

生物有机肥对马铃薯根际土壤生物活性 及根系活力的影响

针对大量化肥长期施用对马铃薯田土壤造成的生物活性降低等问题，利用根际益生菌（PGPR）制成生物有机肥，通过盆栽试验，研究了不施肥（对照，CK）以及分别施化肥（CF）、普通有机肥（OF）和5种生物有机肥（BOF1，BOF2，BOF3，BOF4和BOF5）对马铃薯根际土壤生物活性和根系活力的影响。结果表明，在马铃薯的成熟期，5种生物有机肥处理的可培养细菌数量平均比CF及OF高52%和37%，微生物量碳比CF和OF处理平均增加了30%，其中以BOF3效果最明显,比其它生物有机肥处理的可培养细菌数量和微生物量碳增加达3%～7%和2%～7%；且土壤脲酶、蔗糖酶和磷酸酶活性显著提高(P<0.05)，相比CF和OF，5种生物有机肥处理土壤酶活性的增幅为11%～114%；根系活力分别增加了265%和224%，块茎产量分别增加了16%和21%，根系活力和块茎产量的提高也以BOF3效果最明显，其根系活力比BOF5高出166%，其块茎产量比其它生物有机肥处理的增幅为5%～9%。说明生物有机肥有助于提高土壤的生物活性，改善马铃薯的根际环境，进而提高了马铃薯的根系活力，增加了马铃薯的块茎产量。     

日光温室冬季基质加温效果及对番茄生长和品质的影响

采用控温电伴热加热系统对根系直接进行加温，设置基质加热温度分别为22、28、34 ℃，研究不同加热温度下根系温度场的分布以及对无土栽培番茄生长和品质的影响。结果表明，当使用椰糠作基质时，22、28、34 ℃的加热温度可在夜间使基质内中心位置平均温度分别提高到22.4、29.8、35.2 ℃； 与不加温对照相比，22 ℃和28 ℃加温处理能显著提高番茄单株产量，株高、茎粗、叶片数、根系干质量和鲜质量以及可溶性糖、可溶性固形物、可溶性蛋白、可滴定酸等品质指标显著提高；22 ℃加温处理中番茄植株的单株能耗为11.33 kWh，明显低于28 ℃处理的14.86 kWh，节能效果最优。