分形理论在土壤肥力研究中的应用与前景

分形理论的提出对于定量描述复杂的、高度不规则的系统特征与机理提供了方法.本文从土壤腐殖质、土壤微生物、土壤团聚体等方面回顾了分形理论在土壤肥力研究中的主要结果:土壤腐殖质胶体在不同条件下形成不同分形特征的聚合物;同一种微生物可能形成具有不同分形特征的结构;土壤中的有机无机胶体在不同条件下凝聚成不同的团聚体,从而形成不同的土壤结构并对其肥力功能产生影响.我们认为分形理论在探索土壤的形成过程和肥力功能上将具有重要的应用前景:如团粒结构体的形成可能是由土壤胶体分形凝聚而成;土壤中的活性有机质有逐渐老化的现象,可能和腐殖质胶体由结构疏松的分形结构向普通团聚体过渡的过程有关;土壤微生物在不同微环境下具有不同的分形特征,可以推测在各种土壤过程(包括物理、化学以及生物化学过程)中它们的功能也可能是不一样的.此外,土壤结构的开放程度决定孔隙、水分以及空气的分布,从而决定了微生物的生存空间.所以土壤结构体对微生物空间分布的影响也是将来该领域值得研究的内容之一.     

不同pH下两种可变电荷土壤中Cu(II)、Pb(II)和Cd(II)吸附与解吸的比较研究

对两种可变电荷土壤的研宄表明,土壤对Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附量均随pH的增加而增加,但Cu(Ⅱ)与Pb(Ⅱ)吸附量之间的差值随pH增加而减小,Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)与Cd(Ⅱ)吸附量之间的差值随pH增大呈增大趋势.土壤吸附的Cd(Ⅱ)的解吸量随吸附平衡液pH的增加而增加;但Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的解吸量先随pH增加而增加,在某一pH时达最大,随后再逐渐减小.3种重金属离子在可变电荷土壤中吸附和解吸行为的不同特征是pH导致的土壤表面电荷的变化和离子水解程度的变化共同作用的结果.本文的研究结果对可变电荷土壤中重金属的控制和污染土壤的修复具有一定的指导意义.     

亚麻萌发期耐盐鉴定体系优化及150份种质耐盐性综合评价

【目的】 优化亚麻萌发期耐盐鉴定体系并综合评价种质资源耐盐性,为亚麻种质资源耐盐性评价及耐盐品种培育奠定基础。【方法】 选用芽长、根长和发芽率作为亚麻萌发期耐盐性鉴定的表型性状。利用13个NaCl浓度梯度胁迫处理30份亚麻种质,分析不同指标变化确定胁迫浓度。用确定的浓度对150份亚麻种质进行胁迫,分别统计相对芽长、相对根长和相对发芽率,利用隶属函数法对供试亚麻萌发期耐盐性进行综合评价,结合聚类分析划分耐盐等级。【结果】 以相对芽长或相对根长为指标时适宜的NaCl胁迫浓度为100 mmol/L,以相对发芽率为指标时适宜的NaCl胁迫浓度为220 mmol/L;150份亚麻种质分划为5个耐盐等级:高耐3份、耐盐36份、中耐67份、敏感33份、高敏11份;油用亚麻亚群中各指标均显著高于纤维亚麻和兼用亚麻。【结论】 不同耐盐指标的最适筛选浓度不同。筛选出的3份高耐亚麻种质可用于亚麻耐盐育种及后续研究。油用亚麻相比兼用和纤用亚麻更耐盐。     

西南地区9种乡土杨树的秋季光合特性比较

季节是影响植物光合特性的重要因素之一,而树木秋季光合作用为次年生长储备营养物质,也是林木育种的重要指标。为了解西南地区9种乡土杨树在秋季生长期对光能的利用效率,以收集于西南地区不同海拔的滇杨、大叶杨、藏川杨、德钦杨、昌都杨、康定杨、乡城杨、西南杨和三脉青杨为研究对象,在10月初采用LI-6400便携式光合测定仪对其光合参数进行测定。结果表明:1）滇杨和藏川杨的生长量优于其他树种。2）乡城杨净光合速率（P_n）日变化呈现为不对称的双峰曲线,其他8种杨树均为单峰曲线,但峰值出现的时间不同;而9种杨树的蒸腾速率（T_r）日变化均为单峰曲线,大叶杨Tr峰值出现在12:00,其他8种杨树均在14:00;9种杨树的气孔导度（G_s）、胞间CO₂浓度（C_i）和水分利用率（WUE）日均值均存在极显著差异,昌都杨G_s日均值最大（0.37 mmol·m^-2·s^-1）,康定杨C_i日均值最小（284.222 4 μmol·mol^-1）,且水分利用率（WUE）最高（4.996 6 μmol·mmol^-1）。3）综合4个光合参数,西南杨和康定杨具有较大的后续生长潜力,且康定杨耐旱性较强,而昌都杨和大叶杨耐旱能力较弱。因此,在今后推广应用及经营管理中,需要考虑不同树种对水分需求的差异。     

倒株栽培对网室木瓜生长特性的影响研究

木瓜网室栽培是目前防止木瓜轮点毒素病最有效的方法。广东雷州半岛气温较高,网室因日照通风不良,且温度高于网外,导致植株易徒长、茎细、结果部位高。为探讨网室木瓜倒株栽培利弊,评估找出倒株适期及最佳倒株方法,开展本项技术研究。结果表明,冬植网室木瓜倒株适期为定植后2个月平均株高39.50 cm效果最好,株高及结果部位降低约20 cm,茎增粗0.37 cm,但结果数减少34个/株,采收期延迟18.5 d,开张度、叶片数、单果质量、肉质、糖度及肉色则与对照相比无显著差异;倒株方法以用塑胶绳固定拉倒法效果最好。秋植网室木瓜倒株适期为定植后1个月平均株高36.03 cm效果最好;倒株方法利弊与冬植相同,亦以塑胶绳固定拉倒法为佳。     

移栽期与施氮量对烟叶产质量的影响

为探究适宜陕西洛南烟区的烤烟移栽期和施氮量,试验以云烟99为供试材料,对比不同移栽期(4月25日、5月1日、5月6日)和施氮量(112.5 kg/hm~2、120 kg/hm~2、127.5 kg/hm~2)对烤烟主要生育期、农艺性状、病害发生、经济性状等的影响。结果表明,在洛南以5月1日移栽、施氮量为120 kg/hm~2时,烟叶品质最优。     

南京市溧水区石臼湖省级湿地公园植物组成调查

[目的]掌握湿地公园的植物组成情况。[方法]通过现场路线调查、标准样地调查等方法,对江苏溧水石臼湖省级湿地公园植物组成进行调查。[结果]石臼湖周边共调查到维管植物71科132属142种,其中蕨类植物4科4属4种,裸子植物4科6属6种,单子叶植物9科25属25种,双子叶植物54科97属107种。[结论]调查发现石臼湖省级湿地公园的植物种类还有待于进一步提升,建议增加优良耐水湿植物种类。     

水稻叶褐条斑病病原菌的分离鉴定与接种技术研究

在黑龙江稻区采集病样、分离病原菌的基础上,获得形态差异明显的20株水稻叶褐条斑病菌,利用ITS序列鉴定其均为Nigrospora oryzae,由此推断Nigrospora oryzae为当地主要的水稻黑孢菌种群。此外,依据水稻叶褐条斑病的生物学特征,摸索了人工接种鉴定技术。该研究结果为抗水稻叶褐条斑病的遗传育种研究奠定基础。     

体外筛选中药胆碱酯酶抑制剂

[目的]从中药中发现新颖的胆碱酯酶抑制剂（ChEI）。[方法]采用4种溶媒从14种中药中提取了56种粗提物,并对14种中药的56种中药提取物进行乙酰胆碱酯酶（AChE）和丁酰胆碱酯酶（BuChE）抑制活性筛选。[结果]虎杖乙酸乙酯提取物和云木香石油醚提取物表现出AChE和BuChE双重抑制作用,这2种提取物为阿尔兹海默氏症的治疗提供了巨大的潜力。大多数中药乙酸乙酯提取物均显示出较强的BuChE抑制活性。提取物抑制AChE和BuChE的IC₅₀分别为16.00～42.03和11.29～41.92μg/mL。[结论]中药可以作为胆碱酯酶抑制剂的潜在来源。     

芝麻产量相关性状的多位点全基因组关联分析及候选基因预测

【目的】通过对芝麻产量相关性状的全基因组关联分析,挖掘与产量性状关联的SNP位点及预测候选基因,为通过分子标记辅助选择育种等方式提高芝麻产量提供技术基础。【方法】以363份不同遗传背景和地理来源的芝麻种质资源构成的自然群体为研究对象,调查2年2点4环境下8个产量相关性状（单株产量、单株蒴数、蒴粒数、千粒重、株高、主茎果轴长、始蒴高度和表观收获指数）的表型值,借助覆盖全基因组的42 781个SNP标记,利用多位点SNP随机效应混合线性模型（multi-locus random-SNP-effect mixed linear model,mrMLM）对8个产量相关性状进行全基因组关联分析,检测与产量相关性状显著关联的SNP位点,并预测候选基因。【结果】在4个不同环境下,8个产量相关性状表现出广泛的表型变异,变异系数为6.51%—33.57%;相关性分析表明单株产量与单株蒴数、株高、主茎果轴长、表观收获指数呈极显著正相关;方差分析表明产量相关性状的基因型效应、环境效应、基因型与环境互作效应均达到了极显著水平。通过多位点全基因组关联分析共检测到210个与产量相关性状显著关联的SNP,在2018年南阳环境下检测到47个SNP,解释表型变异的1.63%—17.29%;在2019年南阳环境下检测到35个SNP,解释表型变异的1.94%—11.90%;在2018年平舆环境下检测到35个SNP,解释表型变异的2.15%—15.90%;在2019年平舆环境下检测到53个SNP,解释表型变异的1.25%—11.13%;在4个环境的综合BLUP条件下检测到75个SNP,解释表型变异的1.44%—13.58%。上述210个SNP涉及到175个位点,其中10个位点在3个及以上环境中被重复检测到。在这10个位点基因组区域内,共鉴定到214个候选基因,其中156个候选基因具有功能注释,主要涉及植物代谢、生物调控、生长发育等生物学过程。根据功能注释筛选出4个可能与芝麻产量相关的候选基因,其中SIN_1006338编码1-氨基环丙烷-1-羧酸合酶3（1-aminocyclopropane-1-carboxylate synthase 3-like）,参与乙烯的生物合成;SIN_1024330编码碱性螺旋-环-螺旋（basic helix-loop-helix）转录因子,负向调控植物细胞和器官的伸长;SIN_1014512编码吲哚-3-乙酸-酰胺合成酶GH3.6（indole-3-acetic acid-amido synthetase GH3.6）,参与调控茎和下胚轴细胞的伸长生长;SIN_1011473编码泛素受体蛋白DA1（protein DA1-like）,参与调节植物细胞增殖周期。【结论】通过多位点SNP随机效应混合线性模型的全基因组关联分析,检测到175个与产量相关性状显著关联的位点,筛选出4个可能与产量相关的重要候选基因。