华北落叶松针叶碳、氮、磷含量及化学计量比的季节变化

【目的】碳(C)、氮(N)和磷(P)在林木的生长发育中有着重要作用,三者的含量变化和元素比值控制着林木的营养和生长状况。本研究主要分析了秦岭山区同一树种不同林龄叶片的C、N、P含量及化学计量比随季节变化的规律,为林木施肥管理提供依据。【方法】在林木生长季的不同月份(2012年5月到10月每月中旬),对秦岭5年生(5a)、10年生(10 a)、20年生(20 a)3种林龄的华北落叶松针叶进行定期采集,并测定不同月份各林龄针叶的C、N、P含量和化学计量比值,对不同林龄不同生长季华北落叶松针叶的C、N、P及C∶N、C∶P、N∶P的动态变化进行分析,并对其C∶N与氮含量、C∶P与磷含量进行相关性分析。【结果】1)3种林龄针叶的碳含量从生长初期(5 6月)到生长旺盛期(7 8月)逐渐增加,生长末期(8 9月)逐渐降低,但到落叶期(10月)又小幅回升。2)3种林龄华北落叶松针叶的氮含量在整个生长季内(5 10月)均呈现先降低后升高再降低的趋势,各林龄针叶氮含量升高和降低的时间存在差异,5 a和20 a林龄的针叶N含量从6月到生长旺盛期(7月、8月)基本上保持上升趋势,而10 a林龄针叶的氮含量6 7月份先逐渐降低,7 9月份急剧升高,落叶前期到落叶(9 10月)这段时间3种林龄针叶的N含量均急剧下降为最低值。3)3种林龄针叶磷含量在整个生长季节内的变化趋势基本一致,均先降低后升高再降低最终维持稳定。4)5 a、10 a和20 a林龄的华北落叶松在生长季节内针叶的C∶N变化范围分别为21.83 56.42、18.4358.49和22.54 87.83,变异系数分别达到了37.74%、42.05%和68.42%,随着树龄的增长其变异系数逐渐增大。5)5 a、10 a、20 a林龄的华北落叶松在生长季节内针叶C∶P的变化范围分别为169.17 402.85、180.54 395.01和213.02 398.75,变异系数依次为31.35%、31.43%和22.88%。6)针叶的N∶P,5 a、10 a、20 a在生长季节内的变化范围分别为6.77 15.42、6.38 20.13和4.44 14.45,变异系数分别为39.65%、50.86%和33.03%。7)各林龄针叶的C、N、P平均含量以及各比值之间的差异均不显著(P0.05)。【结论】3种林龄的华北落叶松针叶的C∶N、C∶P均与相应的N、P含量呈显著负相关(P0.05),随着N、P含量的变化以对数方程的形式减小。同时发现,氮是秦岭地区幼、中林龄华北落叶松生长的主要限制性因子,土壤中的氮养分不足会制约林木的生长,因此对本研究区的土壤应及时补充氮肥以满足华北落叶松正常生长的营养需求。     

山地滴灌下矮化密植枣树氮磷钾施肥效应模式研究

采用氮、磷、钾三因素D饱和最优设计,研究了黄土高原山地滴灌下矮化密植枣树氮、磷、钾施肥肥效与优化施肥模式。结果表明,施肥明显促进了枣树地径的增加(单施钾肥除外),显著提高了红枣坐果率;施肥促进了新梢的生长,其中施氮和氮磷钾配施影响显著,而单施磷、单施钾影响不显著。施肥明显提高红枣产量,氮、磷、钾肥对红枣产量的影响为氮肥钾肥磷肥;氮肥与磷肥、氮肥与钾肥之间有正交互作用,磷肥与钾肥无明显交互作用。山地滴灌工程下矮化密植枣树(1 650株/hm2)目标产量为20 000~24 000kg/hm2的优化施肥方案为:N、P2O5、K2O施用量分别为271.36~374.88、128.36~217.94、124.44~228.58kg/hm2。     

不同氮磷施用量对丹参产量及有效成份的影响

采用氮、磷二因素五水平二次D-饱和最优设计,于2002年在陕西天士力商洛药用植物有限公司丹参基地进行了施肥对丹参产量及有效成分含量的影响田间试验。结果表明,氮、磷肥对丹参生长、产量和品质有明显影响,同时建立了氮、磷肥对丹参产量肥效反应数学模式,确定丹参的氮、磷肥最佳用量。提出丹参目标产量4500~5000kg/hm2之间的氮、磷用量是氮127.5~196.7kg/hm2;P2O5用量是66.55~153.68kg/hm2。明确了氮、磷肥与丹参有效成分含量动态变化的影响。单纯施用氮肥,会造成丹参素和丹参酮的降低,氮、磷肥合理配合施用,可使丹参高产,同时提高丹参品质。     

引发处理对丹参种子萌发及幼苗抗旱性的影响

用H2O、200 g.L-1PEG-6000、2.5 g.L-1KNO3、100 mg.L-1GA3、12.5 mg.L-16-BA引发处理丹参种子,研究不同处理对种子萌发及幼苗抗旱性的影响。结果表明,各处理提高发芽势、发芽率的顺序为12.5 mg.L-16-BA100 mg.L-1GA32.5 mg.L-1KNO3200 g.L-1PEG-6000H2OCK;简化活力指数顺序为2.5 mg.L-1KNO3100 mg.L-1GA3≈200 g.L-1PEG-6000H2O12.5 mg.L-16-BACK。幼苗的抗旱性顺序为H2O200 g.L-1PEG-60002.5 mg.L-1KNO312.5 mg.L-16-BACK100 mg.L-1GA3。最终得出用200 g.L-1PEG-6000或2.5 mg.L-1KNO3作为引发剂处理丹参种子,可有效促进种子萌发和提高幼苗抗旱性。     

渭北旱地夏播谷子水肥耦合模型研究

在旱棚控制条件下研究了渭北西部旱塬肥料和水分（模拟降水）对谷子生长发育的影响，根据研究结果建立了谷子生物学产量，籽粒产量和根系发育的水肥耦合模型，表明在渭北西部旱塬条件下肥料的作用比水分大，渭北旱塬谷子生长发育和产量形成的限制因素是肥料，其次是水分。肥料和水分为正交互作用。     

不同保墒耕作方法在旱地上的保墒效果及增产效应

采用田间试验研究了留茬少耕秸秆全程覆盖、免耕补充灌溉和传统保墒耕作3种方法对旱地土壤水分及小麦产量的影响。结果表明,留茬少耕秸秆覆盖增加了夏闲期农田的蓄水量,为旱地小麦播种出苗提供了水分保证。小麦收获时的土壤水分含量,0～60cm的土壤有效蓄水量传统保墒方法为6.4mm,免耕补充灌水的为6.7mm,留茬少耕秸秆全程覆盖方法为15.3mm,留茬少耕秸秆全程覆盖方法的蓄水量多;60～100cm的土壤有效蓄水量传统保墒方法为30.9mm,免耕补充灌水为20.3mm,留茬少耕秸秆全程覆盖方法为33.5mm,也是留茬少耕秸秆全程覆盖方法的蓄水量多。留茬少耕秸秆全程覆盖比传统耕作保墒技术增产6.7%～54.8%。留茬少耕秸秆覆盖技术,提高了小麦播种时的底墒、灌浆时的土壤水含量,是一种有效的蓄水保墒、提高旱地小麦产量的方法。     

不同小麦品种籽粒氨基酸组成及其营养品质评价

对１７个蛋白质含量不同的小麦品种籽粒氨基酸分析表明，小麦籽粒氨基酸含量（以种子干重为基础）是籽粒蛋白质含量的函数，不同种类氨基酸与籽粒蛋白的回归关系不同，小麦籽粒氨基酸以及谷氨酸，脯氨酸含量最高，亮氨酸和天冬氨酸次之，必需氨基酸中的赖氨酸和含硫氨基酸（蛋氨酸和胱氨酸）含量最低，小麦籽粒蛋白质的化学评分值为５０％左右，高蛋白品种以赖氨酸为第一限制性氨基酸，低蛋白品种以含硫氨基酸为第一限制性氨基酸。     

田菁茎瘤固氮根瘤菌在小麦体内的定殖及营养元素相关miRNA的表达

【目的】随着化肥过度使用引起的环境问题的出现,无公害农业的推广,以及新型肥料研究领域不断拓宽,微生物肥料,尤其是植物根际促生菌的研究成为近年来的热点。然而微生物肥料的增产机理还基本停留在作物农学性状的表观调查上,没有从分子水平进行研究。因此,本文用田菁茎瘤固氮根瘤菌（Azorhizobium caulinodans ORS571）侵染小麦,探索GFP-A.caulinodans在小麦幼苗组织中的分布与定殖规律以及营养元素相关miRNAs在小麦与A.caulinodans互作中的作用机制。【方法】使用A.caulinodans侵染小麦种子（品种为小偃22）,将接菌6 d后的小麦幼苗的根和接菌12 d后的叶制作玻片,利用激光共聚焦显微镜对样品进行逐层扫描,检测GFP-A.caulinodans在幼苗不同组织中的分布与定殖情况。同时,采集接菌后0 h、 6 h、 12 h、 24 h、 48 h、 72 h、 96 h的小麦幼根取样,用Trizol法提取总RNA。利用试剂盒进行加尾和反转录反应,将样品总RNA中的miRNA合成为cDNA,使用-tubulin作为内参基因,进行实时定量PCR反应,使用2-CT方法计算相对表达量。利用psRNATarget 在线软件,采用默认参数,对miRNA的靶基因进行预测。【结果】 1）激光共聚焦结果显示,GFP-A.caulinodans可定殖于根的表皮细胞、 细胞间隙、 根尖破损处和根毛,在根维管组织和叶片气孔部位,也发现有GFP-A.caulinodans存在。2）实时定量PCR分析结果表明,6条与营养元素代谢有关的miRNA表达发生变化,其中miR164、 miR167和miR827相对表达量呈现出先上调后下调的趋势,miR169 和miR398相对表达量也基本呈现出这一趋势。miR164、 miR167、 miR169和miR398的相对表达量在接菌12 h时上调至最高点,分别为对照的4.13、 2.84、 2.46和3.99倍; miR827相对表达量在接菌24 h时达到最高点,为对照的2.17倍。miR399相对表达量呈现出先下调后上调的趋势,在接菌24 h时降至最低点,为对照的0~21倍。3）通过靶基因预测,6条miRNA的靶基因分别编码了NAC1转录因子、 生长素响应因子、 HAP转录因子、 Cu/Zn 超氧化物歧化酶、 蛋白缀合酶PHO2和SPX-MFS亚家族蛋白。【结论】GFP-A.caulinodans能够从根毛和根尖破损处等部位进入小麦幼苗根部定殖,并可通过向上迁移到达叶片,在气孔处定殖。接种A.caulinodans可不同程度增加小麦根中响应氮素、 磷素、 微量元素的miRNAs相对表达量,增强小麦幼苗对营养元素的吸收和利用,促进小麦根的形态建成。     

氮磷钾对黄芩生长与有效成分累积的影响

探讨氮磷钾营养对黄芩生长动态、产量和有效成分累积的影响,为黄芩的合理施肥提供依据。通过大田试验,采用氮磷钾三因素二次饱和-D最优设计方案(310),定期采样,测定植株的生长指标、根中黄酮和黄芩苷的含量,计算产量,得到合理施肥量。结果表明:单施氮肥最有利于黄芩株高的生长;施磷肥可以促进黄芩根直径、根干重和产量的增加;磷钾配施可以显著提高根冠比和经济系数;单施磷肥最有利于黄芩根中黄酮和黄芩苷的累积。综合考虑各因素,氮磷钾配施优于单施和两两配施,N1P3K3(N 53.13 kg/hm2、P2O5224.89kg/hm2、K2O 224.89 kg/hm2)和N3P3K1(N 149.93 kg/hm2、P2O5224.89 kg/hm2、K2O 79.70 kg/hm2)为较优的两个施肥处理。     

基于温光和土壤湿度的丹参根生长发育预测模型

【目的】研究丹参根生长发育与温度、光辐射和土壤湿度的关系，建立丹参根生长发育预测模型。【方法】以紫花丹参为试材，通过小区试验测定其主根长、主根最大直径（主根粗）、根鲜质量、根干质量、根粗>3 mm分根数及根含水量；测定丹参生长环境的温度、光辐射和土壤湿度，求出环境影响因子积，分别绘制丹参主根长、主根粗、根鲜质量、根干质量、分根数及根含水量与环境影响因子积的关系曲线，模拟其方程，建立丹参主根长、主根粗、根鲜质量、根干质量、根粗>3 mm分根数及根含水量的预测模型，采用回归估计标准误差(RMSE)对所建模型的预测效果进行检验。【结果】丹参主根长、主根粗、根鲜质量、根干质量、根粗>3 mm分根数及根含水量与环境影响因子积分别呈对数函数、二次多项式函数、二次多项式函数、二次多项式函数、幂函数及对数函数关系，其预测值与实测值之间的RMSE分别为0.778 2 cm，0.510 9 mm，3.925 4 g，2.588 6 g，0.685 0和1.097 0%。【结论】成功建立了基于温光和土壤湿度的丹参根生长发育预测模型，该模型的RMSE较小，预测效果较好，可以较为准确地预测丹参根的生长发育进程。