不同吸附特性的稻草生物炭对稻田氨挥发和水稻产量的影响

秸秆生物炭具有改善土壤生态环境、土壤蓄水保肥和减少温室气体排放等正效应,但其石灰效应会加大稻田氨挥发损失。为充分发挥生物炭吸铵特性,降低其石灰效应的不利影响,对不同热解温度(300、500、700℃)和酸化水平(pH值=5、7、9)稻草生物炭处理下的田面水NH_4~+-N浓度、氨挥发和水稻产量进行了研究。结果表明:偏酸性(pH值=5)、中性(p H值=7)生物炭处理在基肥期和分蘖肥期均能显著降低田面水NH_4~+-N峰值浓度(P0.05),降幅达16.90%～35.60%。全生育期稻田氨挥发损失占施氮量的15.14%～26.05%(2019年)、15.10%～19.00%(2020年)。稻田增施热解温度为700℃、酸化水平为5(p H值=5)的生物炭(C700P5)降氨效果最好,两年氨挥发分别显著降低22.93%、12.61%(P0.05)。高温热解配合偏酸性、中性生物炭(C700P5、C700P7)增产效果显著,增产率达9.92%～13.50%,结构方程模型表明,其增产原因是生物炭酸化处理降低了稻草生物炭的石灰效应,而热解温度调整提高了生物炭阳离子交换量(CationExchange Capacity,CEC),进而降低了田面水NH_4~+-N浓度和氨挥发损失,最终提高了水稻地上部氮素积累和水稻产量。研究可揭示不同热解温度和酸化水平制备的生物炭在稻田中的应用潜力,并为稻田合理施用生物炭和减少化肥施用量提供理论依据。     

高粱光敏色素A基因的克隆、蛋白结构与长短日照诱导表达模式

光敏色素是一类红光/远红光受体,对植物光形态建成、外部形态和生理功能等方面起着重要的调节作用。为明晰光敏色素A在调控高粱光形态建成发育过程中的作用,本研究比较分析光温敏感程度不同的高粱品种Btx623、Rio、Tx430和LH645的PhyA基因序列和PHYA蛋白的保守结构域,利用qRT-PCR明确长短日照条件处理下PhyA基因的表达模式。结果表明,Btx623、Rio和Tx430之间PhyA基因序列存在非同义突变,LH645在PhyA基因的第7个外显子上插入了5 bp碱基序列;高粱PhyA蛋白中含有1个PAS-2结构域、1个GAF结构域、1个Phytochrome结构域、2个PAS结构域、1个组氨酸激酶A结构域和1个类似组氨酸激酶的ATP激酶结构;遗传进化树分析表明,单子叶和双子叶植物PhyA蛋白明显聚为2大类,高粱PhyA、谷子PhyA和玉米PhyA1、PhyA2聚为一个亚类,相互间亲缘关系较近,与水稻PhyA同源性相对较远;在短日照(SD)条件下各时期PhyA基因转录水平变化显著,Rio PhyA基因转录水平较Btx623和Tx430变化明显,LH645 PhyA基因转录变化不显著,在长日照(LD)条件下Rio PhyA基因转录水平低于Btx623和Tx430,LH645 PhyA基因转录水平变化不显著。以上结果表明,PhyA受光周期诱导,推测其在高粱光形态建成中起重要调控作用。本研究为进一步解析PhyA基因功能及其在调控高粱光形态建成发育过程中的作用提供理论基础。     

基于分数阶导数的天气和气候要素时间序列关系分析

天气和气候要素时间序列特征及关系的研究,对于提高极端天气和极端气候事件影响的认识,以及提高模拟及预报预测极端天气气候事件,都会起到积极的作用。利用沈阳市1951~2010年的日平均气温资料,经处理后得到不同时间尺度(日、月和年)的平均气温距平时间序列,分别代表着平均气温距平的时间序列和气候序列,运用自相关函数和归一化概率密度函数分析了上述时间序列的自相关性和概率密度函数的长尾特征,在此基础上,利用二阶结构函数建立了月、年平均气温距平与日平均气温距平的分数阶导数关系,即气候时间序列和天气时间序列之间的分数阶导数关系。研究结果表明:沈阳日、月、年平均气温距平时间序列分别呈现出无记忆性、短期记忆性和长期记忆性的特征;相比日、月平均气温距平序列,年平均气温距平序列的归一化概率密度函数呈现出明显的长尾特征,意味着气候极端事件发生的概率要大于天气极端事件发生的概率。这些结果表明,月、年平均气温距平序列(气候要素时间序列)与日平均气温距平序列(天气要素时间序列)之间存在着分数阶导数关系,计算出相应的导数阶数分别为0.524和0.83。     

鸡粪的施用对薄皮甜瓜果实糖积累及糖代谢相关酶活性的影响

为了探讨鸡粪以及鸡粪与尿素配施对薄皮甜瓜果实糖积累及糖代谢相关酶活性的影响,本试验以薄皮甜瓜DX108为试验材料,以尿素为氮源的处理为对照(CK),研究了相同施氮量条件下,鸡粪与尿素配施(A)以及鸡粪(B)对甜瓜果实葡萄糖、果糖和蔗糖含量的影响,分析了蔗糖磷酸合成酶(SPS)、蔗糖合成酶(SS,蔗糖合成与分解方向)、酸性转化酶(AI)和中性转化酶(NI)的活性。结果表明,与CK相比,B、A明显促进了果实中果糖、蔗糖及葡萄糖积累,尤其是显著增加了成熟果实中这3种糖的含量。相关性分析表明,CK的甜瓜果实蔗糖积累与AI活性呈显著负相关,葡萄糖与SPS和SS(蔗糖合成酶)合成方向酶活性呈显著正相关;A和B果实中蔗糖、葡萄糖和果糖积累(除B中葡萄糖积累)与SPS、NI活性呈显著或极显著正相关,与SS分解方向酶活性呈极显著负相关,而A果实中葡萄糖积累与SPS和NI活性呈极显著正相关。综上所述,A和B提高了果实中SPS、NI活性,降低了SS分解方向酶活性,进而促进了糖的积累。本研究结果为有机肥替代化学氮肥在甜瓜生产上的应用提供了理论依据。     

制约戈壁温室甜瓜优质高效生产的因素及解决对策

在河西走廊戈壁温室甜瓜生产中,围绕制约甜瓜实现高效生产的因素,从选择品种、培育壮苗、合理密植、加强植株与果实营养管理、温室环境调控、病虫害防控和适时采收等方面,提出了实现温室甜瓜高产高效生产的途径,旨在为本区戈壁温室甜瓜实现高产优质化生产提供技术支撑。     

辽河平原玉米田不同施肥下的土壤氨挥发特征

【目的】通过不同施肥措施对氨气排放贡献的研究,获得辽河平原化肥施用本地化的氨排放因子,为大气环境和生态等领域的相关研究提供参考借鉴。【方法】于2018年5—10月在沈阳农业大学试验基地开展不同施肥措施下的氨气排放的大田试验,以基肥施树脂包衣缓释化肥、拔节期追施尿素为常规施肥方式,设置无氮处理（T0）、常规施肥减半（T1）、常规施肥+生物炭（T2）、常规施肥一次性施入（T3）、常规施肥（T4）5个处理。采用通气法在玉米全生育期内定时收集氨气,利用流动分析仪检测计算氨排放通量,同时测定土壤铵态氮含量。【结果】施基肥后氨挥发速率呈现双峰趋势,各处理分别于施基肥后第1—2天或第5—7天达到氨挥发速率最大值,施基肥后各处理氨挥发速率最大值表现为：常规施肥减半（T1）>常规施肥+生物炭（T2）>常规施肥一次性施入（T3）>常规施肥（T4）>无氮处理（T0）;施追肥后各处理均于第1—2天达到氨挥发速率最大值,追肥后各处理氨挥发速率最大值表现为：常规施肥（T4）>常规施肥+生物炭（T2）>常规施肥减半（T1）>常规施肥一次性施入（T3）>无氮处理（T0）。氨挥发损失累积量表现为常规施肥+生物炭（T2)>常规施肥（T4）>常规施肥一次性施入（T3）>常规施肥减半（T1）>无氮处理（T0）。各时期各处理间的土壤铵态氮含量差异并不显著,但土壤铵态氮含量和同时期土壤氨挥发速率呈现出相似的变化趋势,施追肥后两者的变化趋势比施基肥后更加相似。由于T1、T2、T4追肥期施尿素,尿素释放铵态氮比缓释化肥更加迅速,同时氨挥发也相对较快。整体来看,减少50%施氮量,氨挥发损失累积量只减少20%。各处理间生长季内氨挥发损失累积量差异显著,常规施肥+生物炭（T2）的氨挥发损失累积量最多,在施氮量相同的情况下,加施生物炭氨挥发损失累积量增加22%。全生长季施氮量相同的情况下,一次性施入缓释化肥而不采取尿素追肥的措施比以尿素作为追肥的措施的氨挥发累积量减少12%。【结论】氨挥发随着施氮量增加呈现边际递减效应。生物炭促进了农田氨挥发,玉米秸秆生物炭呈碱性,导致了氨挥发累积量的增加,但其具有孔隙度和比表面积大、吸附效果强的特点,可改良土壤和减少其他温室气体。一次性施入缓释化肥而不采取尿素追肥显著降低了氨挥发。     

水稻灌浆期穗颈瘟发生对产量及茎节代谢产物的影响

【目的】检测自然条件下稻瘟病感病品种茎节的代谢产物,从代谢物角度解析水稻品种感病和产量降低的原因,为粳稻品种感病机理研究和生态防控提供理论依据。【方法】以稻瘟病感病品种辽星1号和粳型恢复系C418为材料,灌浆期调查穗颈瘟发病率,同时采用气相色谱-质谱（GC-MS）非靶向代谢组学方法检测感病茎节和正常茎节的代谢产物,利用主成分分析（PCA）感病茎节与正常茎节之间代谢物组成,利用偏最小二乘法判别分析（PLS-DA）的变量权重值（VIP>1.0）进行两者之间差异代谢产物种类的筛选,比较两者糖类物质和氨基酸类物质的差异,从代谢物角度解析水稻品种产量降低的原因。成熟期进行结实率、千粒重、粒长、糙米率等产量和品质性状测定。【结果】辽星1号和C418穗颈瘟发病率分别为57.23%和82.94%。穗颈瘟显著降低一次枝梗整精米率、二次枝梗的结实率、千粒重、长宽比和整精米率,其他性状无显著差异。辽星1号和C418的茎节GC-MS检测均定性到358种代谢产物,感病茎节上调了73.46%和67.88%的代谢产物。PCA和PLS-DA分析可以将感病茎节和正常茎节的代谢产物清楚分开,辽星1号和C418的感病茎节和正常茎节之间具有明显不同的代谢产物表型,与正常茎节相比,辽星1号感病茎节诱导61种代谢产物相对含量显著变化,C418感病茎节诱导47种代谢产物相对含量显著变化,两个品种共有显著变化的代谢产物30种。其中,次生代谢产物香草酸、α-生育酚、脱氢抗坏血酸、三十烷醇、大豆苷元和N-乙酰-d-甘露糖胺的相对含量显著下调,辽星1号分别下调了87.03%、96.29%、77.95%、74.56%、86.48%和82.68%,C418分别下调了99.92%、99.68%、97.26%、86.67%、94.96%和76.74%。正常茎节中辽星1号这6种次生代谢产物的相对含量分别是C418的2.64、2.39、2.39、2.27、3.09和2.56倍;感病茎节上调了63.33%的糖类物质和68.42%的氨基酸类物质,糖类物质上调了1.02—17.92倍,氨基酸类物质上调了1.05—13.12倍,其中C418糖类物质上调的幅度更大。【结论】穗颈瘟发生显著改变了感病品种辽星1号和C418的茎节代谢产物组成,感病品种可能通过香草酸、α-生育酚、脱氢抗坏血酸、三十烷醇、大豆苷元和N-乙酰-d-甘露糖胺相对含量的变化调控茎节对稻瘟病的防御反应。感病茎节通过积累大量的糖类物质和氨基酸类物质,降低其向籽粒转运,抑制了产量形成。     

杂交高粱出苗率低的原因及对策

阐述了杂交高粱出苗率低的原因,并提出合理密植、充分晾晒、入库管理、适时播种、查苗补种、防治地下害虫等防治对策,以供种植户参考。     

腐植酸浸种对盐碱胁迫下小麦根系抗氧化系统的影响

采用中性盐( NaCl)和碱性盐(NaHCO3)混合模拟不同浓度盐碱胁迫条件,对龙麦26和克旱16两种同基因型春小麦进行腐植酸浸种处理.分别测定根系氧离子自由基、丙二醛和谷胱甘肽含量,以及过氧化物酶超氧化物歧化酶活性,以探讨腐植酸对盐碱两种胁迫下小麦根系抗氧化系统的调控效应.结果表明:随着盐碱迫浓度的提高,小麦幼苗根系...