木薯种质资源淀粉特性分析与评价

为了评价和筛选出淀粉品质优良的木薯资源,对212份国内外栽培木薯种质块根淀粉产量性状及淀粉含量、直链淀粉含量、支链淀粉含量、粘度峰值和糊化温度5个重要淀粉特性指标进行研究。结果表明,不同木薯资源各淀粉特性差异较大,不同指标间有一定的相关性,利用概率分级法将8个淀粉产量及特性性状分为5级,即极低、低、中、高和极高,推荐极高品系可作为木薯淀粉品质育种利用的基础亲本材料,其中直链淀粉含量极高资源共17份;支链淀粉含量极高资源共18份。利用主成分分析得出前2个主成分反映木薯参试资源块根淀粉特性的83.79%信息,第1主成分主要包括淀粉率、直链淀粉含量和支链淀粉含量,隶属函数法综合评价得出,‘SM2300-1’等12份木薯资源淀粉综合特性最好,更适合木薯淀粉的深加工与利用。     

褪黑素诱导小豆抗锈病机理的初步研究

为明确外源褪黑素诱导小豆抗锈性的作用及机理,以感病小豆品种‘宝清红’为材料,采用叶面喷施不同浓度褪黑素激发处理小豆真叶,而后对真叶挑战接种锈菌夏孢子,结果表明,低浓度(11.61 mg/L)褪黑素可显著提升小豆对锈病的抗性。夏孢子萌发试验表明,褪黑素对夏孢子萌发及芽管生长无显著抑制作用,表明褪黑素无抑菌活性。进一步的基因表达分析发现,与对照相比,褪黑素激发诱导了水杨酸(SA)通路关键基因NPR1于接种后24 h显著上调表达,且病程相关蛋白PR1、几丁质酶(CHI)、β-1,3-葡聚糖酶(GLU)及PR5均于接种后24～120 h被显著诱导表达,说明褪黑素可能通过诱导NPR1表达,进而激活下游PR蛋白的高水平应答,使感锈病小豆品种获得对锈病的抗性。     

胰α-淀粉酶基因5''端调控序列与鱼类食性的关系

为了研究不同鱼类胰α-淀粉酶基因5'端调控序列转录因子差异与鱼类食性分化之间的关系。通过PCR克隆测序和查询NCBI数据库,获得32种鱼类胰α淀粉酶基因5'端824 bp序列,并对鱼类胰α淀粉酶基因5'端序列进行转录因子和系统发育分析。按不同的营养类型将鱼类分为杂食性、植食性和肉食性,通过百分比相似性分析不同食性鱼类的胰α淀粉酶基因转录因子的组成差异以及转录因子与鱼类食性的关系。结果显示:不同食性鱼类的胰α-淀粉酶基因5'端序列存在转录因子种类差异,植食性-肉食性鱼类差异主要体现在E47、C/EBPalpha、NF-Y和Pax-2,植食性-杂食性差异主要体现在deltaEF1、MyoD、NF-Y、AREB6和Pax-2,杂食性-肉食性差异主要体现在GATA-1、SRY、MyoD、HFH-8、AREB6、Pax-2、STAT5A和AP-1。系统发育结果与传统形态分类学大体相符,相同食性的鱼类并没有聚为一类。鱼类胰α-淀粉酶基因5'端调控序列中与食性分化相关的转录因子有E47、C/EBPalpha、NF-Y、Pax-2、deltaEF1、MyoD、AREB6、GATA-1、SRY、HFH-8、STAT5A和AP-1;胰α-淀粉酶基因5'端序列的转录因子与鱼类食性分化具有一定的关系。     

玉米秸秆基纤维素保水剂对土壤持水性能及冬小麦根系生长的影响

为探讨自制的玉米秸秆基纤维素保水剂(SAP)在农业生产上的应用潜力,利用扫描电镜表征了SAP吸水前后形貌变化,探究了SAP施用量对土壤持水性能和不同程度水分胁迫下冬小麦根系生长的影响。结果表明：SAP在土壤中吸水膨胀后降低了土壤容重,土壤最大水分含量较不施SAP显著提高19.1%~67.6%,同时降低了前3天土壤水分蒸发速率。轻度（60%~70%田间持水量）和中度（40%~50%田间持水量）水分胁迫下,施用0.4% w/w SAP处理冬小麦总根长提高15.9%和24.7%,根系活力提高29.6%和43.5%,但充足供水（75%~90%田间持水量）时施用SAP对冬小麦根系活力无显著影响。因此,玉米秸秆基纤维素保水剂施入土壤后能够改善土壤持水性能,从而缓解水分胁迫对冬小麦根系生长的抑制效应。     

Organic phosphorus mineralization characteristics in sediments from the coastal salt marshes of a Chinese delta under simulated tidal cycles

Journal of Soils and Sediments - Sediment organic phosphorus (OP) mineralization plays an important role in phosphorus cycling in coastal salt marshes. However, information on OP mineralization...     

Biochar addition mitigates nitrogen loss induced by straw incorporation and nitrogen fertilizer application

Biochar has been shown to be potentially beneficial for enhancing yields and soil properties, and diminishing nitrogen (N) losses. However, it remains unclear how biochar regulates soil carbon (C) and N to mitigate N losses induced by straw mixing with N fertilizer in dryland soils. Therefore, we investigated the effects of straw mixing (S₁), S₁ with biochar (SB) and no straw inputs (S₀), and routine urea application rates (N₁) and 70% of routine rates (N_0.7) on yields and N losses, and identify the relationship between N losses and soil C and N compounds. Results showed that N_0.7 and N₁ were suitable for the maize and wheat seasons, respectively, contributing to mitigating N losses without reducing crop yields. Moreover, in the maize season, N_0.7-SB significantly mitigated the straw-induced NH₃-N and N₂O-N emissions by 106% and 81%, respectively. In the wheat season, N₁-SB reduced the straw-induced NH₃-N and N₂O-N emissions by 35% and 66%, respectively. In addition, N_0.7-SB sharply reduced soil inorganic N (SIN) storage in the maize season. Furthermore, the NH₃-N and N₂O-N emission rates were negatively correlated with dissolved organic carbon/SIN content (0–20 cm) (DOC/SIN_0-20). N losses (N₂O-N and NH₃-N emissions and SIN storage) were positively correlated with SIN_0-20, but negatively correlated with soil organic carbon / SIN_0-20 (SOC/ SIN_0-20). This study provides further evidence that biochar with an appropriate N application rate decreased SIN_0-20 and increased DOC/SIN_0-20, thus reducing SIN storage and the straw-induced gaseous N emissions without decreasing crop yields.     

硝化抑制剂对枸杞园土壤的作用效果研究

通过室内恒温培养试验，筛选出效果最佳的硝化抑制剂剂型及剂量并应用于枸杞园土壤，研究其对枸杞产量及品质的影响。室内恒温培养试验供试硝化抑制剂为2-氯-6-三氯甲基吡啶(Nitrapyrin)、双氰胺(DCD)和3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)，共设17个处理：未添加硝化抑制剂(CK)，添加Nitrapyrin(纯氮量的0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%)，添加DMPP(纯氮量的0.5%、1.0%、1.5%和2.0%)，添加DCD(纯氮量的1.0%、2.0%、3.0%、3.5%、4.0%和5.0%)。结果表明：在砂土的培养中，三者硝化抑制效果表现为DMPP≥Nitrapyrin＞DCD；DMPP和Nitrapyrin的硝化抑制率分别为71.90%~75.17%和4.83%~77.28%。但由于DMPP的价格(240~360元·kg^-1)及用量均高于Nitrapyrin(155元·kg^-1)，故选择纯氮量0.5%的Nitrapyrin应用于大田试验。田间试验设置4个处理：农民习惯施肥为SF100，SFN100、SFN80及SFN60处理是在SF100处理基础上分别减少0%、40%、60%的枸杞专用肥同时添加纯氮量为0.5%浓度的Nitrapyrin。结果表明：田间试验中施用Nitrapyrin处理的产量较SF100处理分别提高了6.67%，5.80%及3.52%，同时与SF100处理相比，SFN100处理的多糖及蛋白质含量分别提高了16.22%及8.67%。综合经济效益及生态效益，浓度为纯氮量0.5%的Nitrapyrin为最佳处理。在大田试验中施用Nitrapyrin同时减少枸杞专用肥的用量，枸杞产量及效益均有所提高，且蛋白质及多糖含量有显著增加。因此，可初步认为硝化抑制剂的施用对枸杞的种植有“减肥增效”的作用。     

拔节后补灌对不同穗型冬小麦耗水和籽粒产量的影响

为探究拔节期和开花期不同补灌方案对不同穗型冬小麦耗水特性、籽粒产量和水分利用效率的影响，于2017-2019年在山东省泰安市以大穗型品种山农23和中多穗型品种山农29为试验材料，以拔节后无灌水(T1)为对照，设置拔节期补灌目标为0~20 cm土层相对含水率达100%田间持水率(T2)、拔节期和开花期补灌目标为0~20 cm土层相对含水率达100%田间持水率(T3)和拔节期补灌目标为0~40 cm土层相对含水率达100%田间持水率(T4) 3种补灌方案。结果表明，拔节后不同补灌方案对大穗型和多穗型小麦品种影响基本一致。与T1处理相比，T4处理显著提高了0~100 cm土层土壤相对含水率，使60~100 cm土层土壤相对含水率在开花期仍保持较高水平；T3处理显著提高了拔节期0～60 cm和开花期0~40 cm土层土壤相对含水率。与T3处理相比，T4处理的拔节至开花阶段耗水量增加了28.9%，其中对上层土壤总供水的表观消耗量增加了66.4%；T4处理在开花至成熟阶段对深层土壤总供水的表观消耗量增加了68.0%，对上层土壤总供水的表观消耗量降低了37.4%。在开花至成熟期降水较多(121.2 mm)的年份，T4处理的开花至成熟阶段耗水量、开花后旗叶净光合速率和籽粒产量相对于T3处理均无显著变化，但总耗水量较高，水分利用效率显著降低；在开花至成熟期降水较少(45.2 mm)的年份，T4处理的开花至成熟期的阶段耗水量、开花后旗叶净光合速率、籽粒产量和水分利用效率较T3处理均显著降低。因此，在小麦全生育期降水量为111.6~220.2 mm、开花后降水量为45.2~121.2 mm的条件下，大穗型和中多穗型小麦品种均以在拔节期和开花期将0~20 cm土层补灌至100%田间持水率的补灌方案最优，可同时实现高产和高水分利用效率。     

施磷量对柴达木枸杞产量与品质及土壤酶活性的影响

以树龄8 a的‘宁杞7号’为试验材料，通过施用不同量的磷肥（P₂O₅）［0 kg/hm(P₀)、133 kg/hm(P₁₃₃)、267 kg/hm(P₂₆₇)、400 kg/hm(P₄₀₀)、534 kg/hm(P₅₃₄)和667 kg/hm(P₆₆₇)］研究施肥量对枸杞产量与品质及土壤酶活性的影响，以期筛选出柴达木地区枸杞栽培的适宜施磷量。结果表明P₅₃₄处理枸杞的产量最高，为8 320 kg/hm，与P₆₆₇处理无显著差异。P₅₃₄处理枸杞总糖含量较P₀增加42.86%。P₅₃₄处理 0~100 cm土层土壤速效磷平均含量为28.9 mg/kg，较P₆₆₇处理提高5.63%， 0~40 cm土层速效磷平均含量较P₆₆₇处理增加14.26%。随施磷量的增加，土壤速效磷累积量呈先升后降趋势。0~20 cm及20~40 cm土壤磷酸酶活性最高为P₅₃₄处理，较P₆₆₇处理分别显著增加8.11%和11.65%。枸杞产量与0~20 cm土壤磷酸酶活性呈显著正相关，且与枸杞果实磷素累积量呈极显著正相关性。与农民习惯施磷量(667 kg/hm²)相比，P₅₃₄处理(减少20%的磷肥用量)能提高枸杞的产量、总糖、果实磷素累积量及0~40 cm土壤过氧化氢酶和磷酸酶的活性。综合评价，在柴达木地区高磷量枸杞园以施磷肥（P₂O₅）534 kg/hm² 为适宜施磷量。     

不同磷水平柱花草磷效率及根构型研究

为研究不同磷水平下柱花草磷效率的基因型差异及其与根构型的关系，利用盆栽试验，以磷低效、磷高效、磷敏感3种基因型柱花草品种为材料，研究0、0020、0035、0050、0075、0100、0200 g·kg-1共7个磷水平下，不同基因型柱花草的磷营养特性；并进一步比较两个代表性基因型（磷低效、磷高效）柱花草在对照(0 g·kg-1)、缺磷(0010 g·kg-1)、正常磷（0025 g·kg-1）处理下苗期根系生长状况，从而确定根构型与磷效率的关系。结果表明：不同基因型植株的磷含量、吸磷量随磷浓度的增加而增加，磷利用效率对磷浓度的反应趋势则相反。在不同磷处理下，磷高效基因型的磷利用效率均较高，且随着磷浓度的增加不同基因型品种磷利用效率的变化趋势度表现为：磷高效＜磷低效＜磷敏感。随着磷胁迫的加重，磷高效和磷低效基因型的侧根数、主根长、根体积、根表面积和根活跃吸收面积均增加，根直径减小。磷高效基因型柱花草根体积显著高于磷低效基因型，且在其他根构型指标上优于磷低效基因型。磷高效基因型品种较耐低磷，柱花草根系形态的改变是其适应低磷胁迫的重要机制。研究为柱花草的优质栽培提供理论依据。