紫茎泽兰甲醇提取物对石膏样小孢子菌的抑制作用及其机制

通过硅胶柱层析、薄层层析和气相色谱-质谱联用方法,从紫茎泽兰(Ageratina adenophorais)甲醇提取物中分离、鉴定出3类化合物,分别为9-羰基-10,11-去氢泽兰酮(euptox A)、3-烯-2,7-二酮-杜松萜烯(CED)和烯烃类化合物。使用含毒介质法分别检测125、62.5、31.25、15.6、7.8、3.9、1.95和0.98 μg·mL^-1的euptox A和CED在48、72、96、120、144 h时对石膏样小孢子菌(Microsporidium gypsum)的抑制率。对euptox A处理过的石膏样小孢子菌开展碘化丙啶(PI)染色试验,并测定其细胞膜麦角固醇含量,以及细胞外液中总蛋白质和总磷的含量。结果显示,紫茎泽兰甲醇提取物中euptox A和CED具有一定的抗真菌活性,且以euptox A的效果更好。经euptox A作用后,石膏样小孢子菌的菌丝在荧光显微镜下呈现出强红色荧光,细胞外液中总蛋白质和总磷含量显著(P<0.05)增加,麦角固醇的含量显著(P<0.05)降低。据此推测, euptox A作用于石膏样小孢子菌后,可通过抑制其麦角固醇合成,使细胞膜完整性受到破坏,导致细胞内外物质交换紊乱,从而最终引起真菌细胞死亡。     

乡土野花组合在农业景观中的应用

乡土野花组合是筛选以乡土野花为主体的,并通过混合播种建立群落的一种景观植被建植模式,是欧美国家近年来较为流行的一种农业景观恢复与建设的技术措施。已有的研究发现乡土野花组合能够改善景观结构与生境质量,吸引传粉生物和自然天敌,从而起到增强农业景观的传粉及害虫控制功能,并改善农作物品质、提高农作物产量;与此同时,乡土野花组合也具有较好的文化功能。乡土野花组合的设计对建植效果具有重要作用,其物种筛选、配比、播种方式及布局是设计中需要主要解决的问题。本文在总结欧美国家乡土野花组合设计模式与生态监测结果的基础上,提出乡土野花组合物种筛选的3原则：乡土性、功能多样性与包含特定关键物种;并对其生长周期、物种数、播量、播种面积与空间布局等技术细节进行了讨论,以促进乡土野花组合的本土化、区域化发展。欧美国家提出了一系列推动产业发展及农户补贴的有关政策,其中美国主要以推动基础研究与产业发展政策为主,注重限制植物材料本土化;欧洲国家通过多项立法及农业环境管护政策为农户提供多样化的生态补贴,以促进农户充分参与乡土野花组合栽植过程。在我国,尚缺乏成熟的乡土野花组合应用案例。中国的乡土野花组合需充分发掘种质资源并进行生态、栽培与景观特性评估,以实现本土化的乡土野花组合。本文最后提出,通过多学科合作实现乡土野花组合的设计与推广,政府、产业、科研机构与农民共同参与乡土野花组合的设计过程,并提出市场化的生态补贴政策,以推动乡土野花组合在我国农业景观的应用,为改善我国农业生态环境做出应有贡献。     

氮肥施加条件下增温对硝化菌活性和丰度的影响

温度在多种生物地球化学过程中起到关键的调节作用,是影响土壤硝化作用和微生物分布的重要因素之一。硝化过程的第1个步骤由氨氧化细菌(AOB)和氨氧化古菌(AOA)催化,然而,不同施氮量下,增温对硝化菌活性和丰度的影响尚不清楚。本研究基于2008年10月起设立于太行山山前平原的长期增温试验平台(高于地表2m的红外加热器使土壤温度升高1.5℃),于2018年5月对不施氮(N0)和施氮[N1,240kg(N)·hm-2·a-1]下增温分别对0～10 cm和10～20 cm土壤硝化潜势(PNR)、AOA和AOB丰度的影响进行了研究。硝态氮(NO3--N和铵态氮(NH4+-N)含量用分光光度法测量,应用缓冲液培养法测定土壤PNR,提取土壤DNA后用实时荧光定量PCR技术测定功能基因AOA和AOB的丰度。结果表明:温度升高显著增加N1条件下PNR和NO3--N含量(P0.05),降低了N0条件下PNR和NO3--N含量,但差异不显著。N1条件下,增温土壤AOB丰度显著提高(P0.05); N0条件下,增温土壤AOA丰度显著降低(P0.05)。与N0相比, N1条件下的AOA/AOB比值明显降低,表明增温加氮肥处理对AOB的生长刺激更强烈。在增温加施氮条件下,细菌(AOB)表现显著的正反应,在增温不施氮条件下,古菌(AOA)和AOB表现显著的负反应。本研究结果可为全球增温背景下进一步了解硝化活性和氨氧化微生物对增温和氮有效性的响应提供科学依据。     

雄安新区上游农业种植结构及需水时空演变

本文利用作物模型模拟小麦、玉米灌溉需水量,结合蒸发皿法估算蔬菜、果树等其他作物需水量,回溯雄安新区上游1986-2015年农业种植结构及农业需水的时空演变趋势,摸清不同作物的需水量比例及时间变化,并推算了消除降水年际波动的1970-2015年农作物灌溉需水量,探讨单纯人类活动下的农业需水量变化趋势。结果表明,1986-2015年,研究区作物播种总面积总体呈上升趋势,耕地面积多年平均84.9万hm²,有效灌溉面积平均71.3万hm²,占总耕地面积的84%。其中小麦播种面积稍有下降,玉米、蔬菜播种面积显著增加,果树种植比例在山区增加、平原区减少。研究区多年平均灌溉需水量22.52×10⁸ m³,小麦、玉米、蔬菜、果树和其他作物分别占灌溉需水总量的58.6%、12.6%、5.8%、16.3%和6.7%,受播种面积增加影响,1970-2015年,蔬菜和果树需水显著上升。从空间上来看,灌溉需水总量在上游山区上升显著,而在平原区表现为下降;排除降水的年际波动后,研究区作物需水自1970年以来一直呈上升趋势,进入20世纪80年代中期,虽然整体上升减缓,但随农业播种总面积增加和蔬菜、水果需水增加影响,需水量整体呈缓慢上升趋势。因此,控制上游农业用水,种植低耗水作物、减少耗水作物的种植面积,是恢复雄安新区清水产流的关键。     

琯溪蜜柚园土壤肥力和叶片营养随树龄的变化

对福建省平和县板仔、文峰、霞寨、小溪、五寨、国强6个乡镇选择有代表性的26个不同树龄(4～10、10～20和20年以上)琯溪蜜柚园采集土壤及叶片样品,分析琯溪蜜柚园土壤肥力及叶片营养随树龄的变化。结果表明,26个琯溪蜜柚园土壤pH值为3.51～5.77,平均为4.26,处于极酸性;土壤碱解氮、速效钾、交换性钙和交换性镁含量均处于缺乏至极缺水平,土壤有效磷、有效铁和有效铜含量处于高量至过量水平,土壤有机质、交换性钙、交换性镁、有效锰含量随树龄增大而显著降低,土壤有效硼含量整体处于缺乏水平且随树龄增大而显著升高。26个柚园叶片钾、钙和镁含量适宜,磷、锰、铜和硼含量偏高至过量,幼龄树(4～10年)叶片氮、铁含量偏高,而低龄(4～10)、成龄(10～20年)树叶片锌含量偏低。由此说明,琯溪蜜柚园土壤肥力随树龄变化明显,其中土壤有机质及有效钙、镁、锰含量随树龄增加显著下降;柚树叶片养分含量随树龄变化不明显,其中磷、硼、锰、铜含量普遍偏高或过量而锌偏低。因此,必须重视投产以及老果园土壤管理,改良酸性,增施有机质,补充钙、镁营养,以保障树体营养平衡和果实品质。     

连续秸秆还田替代钾肥对作物产量及土壤钾素平衡的影响

为了探索油菜-水稻轮作体系中连续秸秆还田替代钾肥效果,试验研究了连续秸秆还田配施钾肥对油菜-水稻轮作体系中油菜和水稻产量、地上部钾素累积量、钾肥利用率、土壤钾素含量的影响,探讨了秸秆还田可替代化学钾肥的用量。结果表明:1)油菜季秸秆还田可以替代1/3～2/3的化学钾肥而油菜不减产,水稻季随着试验年限的增加,秸秆还田能够替代化学钾肥的量呈减少趋势。轮作周期上,秸秆还田可以替代1/3的化学钾肥而油菜和水稻的总产量不减少。2)与单施钾肥(NPK)处理相比,油菜季,秸秆替代钾肥(NP+1/3K+S、NP+2/3K+S)处理均显著提高了钾肥吸收利用率和偏生产力;水稻季,NP+2/3K+S处理显著提高了钾肥吸收利用率和偏生产力,同时NP+1/3K+S处理也显著提高了钾肥偏生产力。3)在3个轮作周期中,不施钾肥(NP)、单施钾肥(NPK)始终处于亏缺状态,而秸秆替代钾肥处理(NP+S、NP+1/3K+S、NP+2/3K+S)的土壤钾素虽然在第1个轮作周期时均处于亏缺状态,但随着秸秆还田年限增加,亏缺量逐渐减少,至第3个轮作周期时,土壤钾素均处于盈余状态。4)秸秆还田配施钾肥均不同程度增加了耕层土壤速效钾含量,减缓了耕层土壤缓效钾含量的下降。上述结果表明:油菜-水稻轮作区秸秆还田减施钾肥有利于弥补土壤钾素亏缺,对维持土壤钾素平衡有重要意义。     

不同寄主植物对小菜蛾生长发育和繁殖的影响

小菜蛾(Plutella xylostella L.)是世界范围内十字花科植物的头号害虫,试验在26℃、光照明暗比为16L∶8D、湿度为70%的条件下,以甘蓝(Brassica oleracea L.)(‘秦甘70’‘秦甘80’‘绿球66’)、小青菜(Brassica chinensis L.)(‘上海四月慢’)、花椰菜(Brassica oleracea L.var.botrytis)(‘荷兰83号’)和油菜(Brassica napus L.)(‘青杂7号’)6个不同品种4类十字花科蔬菜为食料,观察小菜蛾一个完整世代的不同生命参数,并分析取食不同十字花科寄主的小菜蛾生长发育状况及繁殖差异。结果表明:在6个不同品种4类十字花科中,取食‘荷兰83号’花椰菜的小菜蛾试验组幼虫历期、蛹历期、蛹质量、卵历期及全世代历期最短,其全世代存活率最高;取食‘上海4月慢’小青菜的小菜蛾试验组幼虫存活率、化蛹率、蛹羽化率、卵孵化率及全世代存活率最低,其成虫历期、卵历期及全世代历期为最长。在4类十字花科寄主中,小菜蛾的最适寄主植物为‘荷兰83号’花椰菜,最不适宜小菜蛾生长发育及繁殖的为‘上海四月慢’小青菜。     

增施有机肥和微生物菌剂对春季杨凌设施番茄产量和品质的影响

为探究增施有机肥和微生物菌剂对春季设施栽培番茄光合作用、产量、品质及土壤肥料利用率的影响,以‘巴宝丽’番茄品种为试材,共设5个处理(不施肥,CK;施有机肥,T1;有机肥+复合肥,T2;增施30%有机肥+复合肥,T3;增施30%有机肥+复合肥+微生物菌剂,T4),分析不同处理对番茄植株光合、产量、品质及肥料利用率的影响。结果表明,与有机肥+复合肥处理相比,增施30%有机肥+复合肥处理使番茄增产21.69%,且显著提高番茄果实的可溶性蛋白和维生素C质量分数,土壤氮、磷和钾肥利用效率分别增加17.12%、11.82%和50.57%;增施30%有机肥+复合肥+微生物菌剂使番茄增产29.03%,果实可溶性总糖、维生素C、还原糖质量分数分别提高62.50%、21.30%和97.31%,土壤氮、磷和钾肥利用效率分别增加24.56%、18.73%和63.12%。研究认为增施有机肥(30%)和微生物菌剂可以增强土壤肥料利用率,促进番茄光合作用及干物质积累,最终提高果实产量和品质,建议在杨凌地区春季设施番茄的生产中使用。     

100份番茄种质资源表型性状的遗传多样性分析

番茄种质资源遗传多样性的研究是番茄育种的重要基础。本研究对收集的100份番茄种质资源材料进行遗传多样性分析、主成分分析和聚类分析。结果表明,不同性状在不同材料之间表现出不同程度的多样性。其中,质量性状中遗传多样性指数(H′)的变化范围为0.34～1.52,花序类型的H′最高,为1.52,数量性状中H′最高的是果梗洼大小和单果种子数,均为2.06;提取的9个主成分累计贡献率达到67.72%,第一、二主成分主要反映植株的生长状态和果实的外观形态,第三、四主成分分别反映果实因子和植株长势,第五、六主成分主要与果实熟性和品质有关。通过聚类分析将供试材料在欧氏距离为0.91处聚为Ⅴ类,其中第Ⅰ、Ⅱ类群可以作为培育高品质番茄的种质材料,第Ⅲ类群遗传改良潜力较大,第Ⅳ类群可以为今后选育不同利用价值的番茄品种提供宝贵材料,第Ⅴ类群是优良的种质资源。     

超级早稻氮磷钾养分需求特征研究

为高效提高超级早稻产量、肥料利用效率,以及指导相应缓/控释肥等新型肥料的研发,研究氮钾养分不同优化运筹条件下超级早稻的吸肥特性和土壤供肥特征,比较其产量与氮、磷、钾利用效率的差异。结果表明:与T2(氮钾肥基追比为基∶蘖=3∶2)相比,氮钾优化运筹处理(T3和T4)能有效提高早稻稻谷产量、干物质累积量及氮、磷、钾吸收利用效率及农学利用效率。其中,T4(氮肥基追比为基∶蘖∶穗=6∶2∶2,钾肥基追比为基∶蘖∶穗=5∶3∶2)稻谷产量和氮、磷、钾吸收利用效率及农学利用效率最高,其稻谷产量、干物质累积量较T3(氮肥基追比为基∶蘖∶穗=6∶2∶2,钾肥基追比为基∶蘖∶穗=6∶2∶2)分别提高3.2%、8.8%;氮肥、磷肥和钾肥吸收利用效率较T3分别提高16.6%、63.5%和15.7%。T4水稻氮、磷、钾养分累积及相应土壤养分供应特征更吻合超级早稻的养分需求特征。