农田土壤活性氮损失现状和生物炭调控途径研究进展

农田N₂O排放与NO^-3-N淋失是土壤活性氮损失的主要途径,是全球活性氮污染的重要来源,对全球气候变化和水质安全构成严重威胁。农田活性氮的产生途径与土壤硝化和反硝化作用密切相关,不同种植体系下土壤硝化和反硝化过程存在很大差异,尤其是我国甘蔗等经济作物连作农田长期大量施肥导致大面积土壤加速酸化、土壤硝化程度不断加强,直接影响到农业源活性氮库的变化趋势和控制策略。近年来,生物炭作为一种被广泛关注的多功能化炭基土壤调理剂,在农田活性氮转化调控、土壤改良、农作物稳产增产中具有重要的应用潜力。综述了农田活性氮的损失现状、主要影响因素及其关键微生物过程,指出了生物炭在农田活性氮转化和氮素循环利用中的潜在调控途径,并展望其未来研究发展方向,为我国农田活性氮污染控制、氮肥高效利用以及农业高效绿色与可持续发展研究提供新思路。     

再生季稻与同期抽穗主季稻干物质分配特性及机制研究

研究再生稻干物质积累与转运特性对深入理解再生稻产量形成的生理机制及进一步挖掘增产潜力有重要的理论与实际意义。本研究以华东南稻区推广的常规籼稻佳辐占和籼粳杂交稻甬优2640两个再生稻品种作为供试材料,在确保2个供试水稻品种的再生季稻和主季稻在籽粒灌浆阶段处于同一晚秋气温条件下抽穗成熟,比较再生季稻及其同期抽穗的主季晚稻的光合生理、激素含量、干物质生产、非结构性碳水化合物(NSC)、¹³C同化物在植株地上部和地下部的干物质积累与分配差异。结果表明,相比同期抽穗的同基因型主季晚稻,2个供试品种的再生季稻生育期缩短50%,但有效穗数和收获指数分别增加50%和10%,最终产量可达到对照产量的55%～65%;再生季稻在籽粒灌浆前期叶片光合速率和SPAD值均明显增高,但齐穗后20 d至成熟期其光合速率和SPAD值则明显降低;再生季稻株体内的ZR、IAA含量在齐穗期较高,之后相比较低,再生季稻株内的ABA含量在齐穗期至齐穗后10 d或20 d较高,达到10%～20%,而其GA₃含量普遍较低;再生季稻稻桩、叶片和茎鞘的NSC转运率高达67%～78%、59%～6...     

不同太子参品种对连作胁迫差异响应及种内间作效应分析

探索药用植物环境友好型的连作障碍消减技术是促进中药农业可持续发展的重要路径。本研究首先应用ISSR分子标记技术分析了8个引自我国不同道地产区的栽培品种的遗传多态性,以明确供试品种的遗传差异。2017—2019年,以上述鉴定具有明显差异的不同来源8个太子参品种为供试材料,应用高效气相色谱(HPLC)、高通量测序(HTS)、实时荧光定量PCR (qRT-PCR)和作物生理学等研究方法,探索其在福建柘荣太子参主要产区的环境适应性及其对连作栽培的响应。在此基础上,选用其中有代表性的2个主栽品种进行种内间作栽培,研究种内间作对重茬太子参生长的影响及其根际微生态变化机制。研究结果表明,供试的8个不同来源太子参品种在福建柘荣太子参主产区的生长表现各异。在头茬条件下,柘参1号、抗病1号和黔太子参1号产量表现最高,江苏句容和宣参1号2个品种产量表现最低。与头茬太子参相比,连作导致苗期和收获期太子参株高降低、根长和最大根围变小、块根缩短以及地上(地下)部鲜重明显下降,最终使单一块根重减小而减产。就药用品质而言,与头茬太子参相比,连作引起太子参主要药用成分的总多糖和环肽B含量均显著下降,而总皂苷的含量显著上...     

不同施肥水平下丛枝菌根真菌对甘蔗生长及养分相关基因共表达网络的影响

甘蔗是我国重要的糖料作物之一。丛枝菌根(arbuscular mycorrhizas, AM)真菌在自然界中分布广泛,研究表明AM真菌侵染植物根系能够促进植物的养分吸收和生长发育。本研究利用盆栽试验设置常规施肥(N)和减量施肥(R)2个施肥水平,并分别进行接种(AM)和未接种(CK)AM真菌处理,共计4组,每组设置4个重复。结果表明,接种AM真菌不仅可以显著提高甘蔗地上及地下部生物量的积累,而且还显著影响甘蔗根际土壤pH值、碱解氮、有效磷的含量。同时,接种AM真菌在减量施肥水平下对甘蔗生物量的提高作用明显高于常规施肥水平。通过加权基因共表达网络分析(weighted gene co-expression network analysis, WGCNA)筛选到与氮、磷等养分表型存在高度特异性的turquoise模块和darkgreen模块。以KME值大于0.7为阈值筛选模块的核心基因,分别筛选到408个和21个核心基因。通过GO富集分析发现,这些核心基因主要参与养分转运、代谢以及催化活性等通路。根据基因的注释信息以及基因间的连通性,在筛选出的核心基因中寻找到28个与氮、磷等养分吸收与转运...