河北省地下水压采政策下水价机制调控冬小麦灌水量研究

河北平原长期抽取地下水进行灌溉导致地下水严重超采,引发了一系列环境问题,利用水价机制压采地下水。【目的】研究冬小麦适宜灌水量的水价方案。【方法】依据2007—2016年中国科学院栾城农业生态实验站冬小麦不同灌水次数和灌水量的长期灌溉试验资料,建立了作物产量对耗水和灌水的响应关系,研究了不同降水年型下最优灌水量和灌溉效益随水价的变化,确定了不同灌溉策略下的水价优化方案。【结果】与目前灌溉制度相比,当冬小麦生育期不灌溉时,平均减产达27%,枯水年产量降低近50%,水价的临界值是2.79元/m3,高于这个水价灌水收益为负,低于这个水价,灌水收益为正。为保证农民净收入不变,应平均每季补贴3 678元/hm2。当小麦季地下水消耗不超过100 mm时,平均水价应定为1.37元/m3,平均产量损失8.2%,应给予农民的补贴为2 556元/hm2。当地下水消耗不超过200 mm时,平均水价应定为0.38元/m3,产量平均损失1.3%,应给予农民的补贴为942元/hm2。【结论】宜采用水价加补贴回补方式鼓励农民采取节水灌溉。     

利用荧光观测明确载球孢白僵菌松毛虫赤眼蜂对亚洲玉米螟的防控增效作用

载球孢白僵菌松毛虫赤眼蜂能够显著提高对亚洲玉米螟的防控效果，为了明确其对亚洲玉米螟卵期及幼虫期可持续防控的作用机理，采用松毛虫赤眼蜂吸附绿色荧光蛋白（GFP）标记的球孢白僵菌分生孢子，进行赤眼蜂载菌情况，以及亚洲玉米螟卵和幼虫的寄生、侵染过程观察。结果表明，赤眼蜂羽化后能够吸附柞蚕卵表面粘附的白僵菌分生孢子，并将其携带至亚洲玉米螟卵块表面，并吸附于未被赤眼蜂寄生的亚洲玉米螟卵孵化的幼虫体表，实现侵染并致死，幼虫带菌率达60.00%，网室内杀虫生物测定僵虫率达27.00%。本研究表明，载菌赤眼蜂在提高杀虫效率的同时实现害虫可持续防控，该方法为其他载菌天敌的应用提供了依据。     

松毛虫赤眼蜂携带球孢白僵菌防治亚洲玉米螟技术研究与应用

高效的载菌技术是提高载菌赤眼蜂防治效果的重要基础。本研究对比了不同吸附助剂对松毛虫赤眼蜂羽化时间、羽化量、存活时间及载菌量影响，证明了不同助剂及吸附球孢白僵菌分生孢子后对赤眼蜂无不利影响。试验结果表明，0.1%（w/v）淀粉溶液作为吸附助剂可显著提高赤眼蜂的载菌量，达3.6×10⁴孢子/蜂以上，并应用该助剂建立了赤眼蜂高效携带白僵菌方法。从被害株数、蛀孔数、活虫数和僵虫数4个方面测定了载菌赤眼蜂田间防治玉米螟效果。结果表明，载菌赤眼蜂较单一使用赤眼蜂防治效果显著提高，被害株数、蛀孔数和活虫数均显著降低，分别降低了28.1%、22.8%和24.5%，并且载菌赤眼蜂处理组中僵虫数量显著高于单独使用赤眼蜂处理组，说明载菌赤眼蜂对玉米螟具有协同防控作用。利用该方法进行玉米螟田间防治，能够降低防治成本，提高防治效率，节约劳动力，具有巨大的应用和推广价值。     

球孢白僵菌-玉米共生体对亚洲玉米螟取食行为的影响

为明确球孢白僵菌-玉米共生体对亚洲玉米螟幼虫取食行为及取食选择性的影响，本文通过室内控制试验，采用培养皿叶盘法，研究了共生体对亚洲玉米螟初孵幼虫和3龄幼虫的选择、非选择性取食的影响。结果表明，在48 h非选择性试验中，亚洲玉米螟初孵幼虫在球孢白僵菌-玉米共生体叶片组织（处理组）上的取食率显著低于未接种球孢白僵菌玉米叶片（对照组），第48 h时在共生体和对照玉米上的幼虫取食率分别为35.7%和62.5%，差异极显著；3龄幼虫在共生体茎秆组织上的取食率与对照组玉米差异不显著。在48 h选择性试验中，初孵幼虫在共生体玉米叶片组织上的取食率显著低于对照组，共生体玉米叶片组织上的幼虫取食率随时间的增加呈下降趋势，第48 h时在共生体和对照玉米上的幼虫取食率分别为6.3%和20.6%，差异极显著；3龄幼虫在共生体和对照组玉米茎秆组织上的幼虫取食率随时间的增加呈上升趋势，其中对照组幼虫取食率显著高于处理组，第48 h时在处理组和对照组玉米上的幼虫取食率分别为33.1%和45.6%，差异极显著。本研究初步表明，球孢白僵菌-玉米共生体对亚洲玉米螟幼虫的取食行为有显著的抑制和忌避作用。     

植物保护与农业绿色发展

植物保护对保障国家粮食安全和重要农产品有效供给发挥了重要作用,但长期过量施用化学农药不仅增加了生产成本,还影响到农产品质量和农田生态环境.文章综述了农作物病虫害绿色防控技术路径,回顾总结了吉林省病虫害绿色防控历史与成效,展望了新时期下吉林省病虫害绿色防控新思考、新实践,为推动吉林省农业可持续绿色发展并取得新成效提出了建议.     

金龟子绿僵菌黏着蛋白MAD1原核表达及其抗体的制备

Mad1基因存在于金龟子绿僵菌(Metarhizium anisopliae),在侵染昆虫表皮时起到了吸附性作用。为获得高纯度MAD1蛋白,制备多克隆抗体,以便深入了解其功能,本研究从金龟子绿僵菌中克隆出Mad1基因并连接到原核表达载体对其进行表达形式分析,经IPTG诱导及金属螯合层析纯化免疫家兔制备抗体,最后利用Western印记检测抗体特异性。经Western印记检测表明抗体特异性极高,诱导表达及纯化制备出高纯度MAD1蛋白产物,并获得效价为1∶12 800的多克隆抗体,为Mad1基因功能验证及分子检测提供良好的实验材料。     

水分调控降低盐分对夏玉米的影响

环渤海低平原冬小麦夏玉米一年两作种植系统中,冬小麦季微咸水灌溉造成土壤含盐量增加,影响下茬玉米正常出苗。通过水分调控消减根层土壤盐分是有效可行的途径,并利于冬小麦夏玉米一年两作的微咸水安全利用。该研究通过盆栽与田间试验相结合的方法,研究玉米出苗对土壤水盐阈值的响应以及玉米播后灌水对出苗、生长、根层水盐和产量的影响。盆栽试验结果表明:1)玉米在低土壤盐分含量(全盐含量0.8g·kg–1)下,60%田间持水量即可达到正常出苗;2)在高土壤盐分含量(全盐含量3.5 g·kg–1)下,出苗时间延长,出苗率降低;3)土壤盐分对出苗的影响,随着土壤含水量降低而越趋严重。因此在较高的盐分条件下,维持出苗期间一定土壤含水量,更利于缓解土壤盐分对玉米出苗的影响。大田试验中灌溉水盐分梯度为淡水(对照)、3g·L–1、4 g·L–1和5 g·L–1。田间试验结果表明:1)随着灌溉水盐分浓度增加冬小麦收获时0~20 cm土壤盐分含量明显增加;2)淡水、3 g·L–1、4 g·L–1和5 g·L–1灌溉冬小麦,收获期0~20 cm土壤盐分含量分别为1.0 g·kg–1、1.3g·kg–1、1.6 g·kg–1、2.0 g·kg–1;3)夏玉米播种后立即灌溉一次75 mm淡水,玉米出苗期耕层土壤含水量维持在田间持水量的70%以上,土壤含盐量下降到1.0 g·kg–1左右,夏玉米生长进程和产量不受影响。2年(2015年和2016年)淡水、3 g·L–1、4 g·L–1和5 g·L–1微咸水拔节期灌溉冬小麦,下茬夏玉米产量分别为9 510.4 kg·hm–2、9 913.6 kg·hm–2、9 910.6 kg·hm–2、9 986.0 kg·hm–2和9 621.8 kg·hm–2、9 455.3 kg·hm–2、9 460.2 kg·hm–2、9 221.4kg·hm–2,产量差异不显著。考虑该地区降水的时间分布,与玉米生长同期的充足夏季降水的淋洗作用,微咸水灌溉小麦的积盐可得到很好淋洗。因此,该地区在冬小麦生长季实施不超过5 g·L–1微咸水灌溉,利用冬小麦夏玉米关键生育期水分调控,可消减微咸水灌溉土壤盐分积累对玉米出苗影响,结合夏玉米出苗水管理和雨季淋盐,实现周年稳产和水盐平衡,根层土壤不积盐。     

球孢白僵菌生物学性状与对玉米螟毒力相关性分析

球孢白僵菌的生物学性状与对靶标害虫的毒力具有显著相关性,对球孢白僵菌高毒力菌株的初步筛选具有重要意义。鉴定随机分离自亚洲玉米螟幼虫僵虫的10个球孢白僵菌菌株,对其进行产孢量、孢子萌发率、菌落生长速度以及对亚洲玉米螟幼虫的毒力测定。结果表明,不同菌株的生物学特性和毒力均呈现显著差异。在此基础上,分别进行不同菌株生物学性状与毒力的相关性分析。结果表明,球孢白僵菌菌落生长速度与其毒力呈正相关,孢子萌发率与其毒力无相关性。因此,可以将白僵菌菌落生长速度作为白僵菌高毒力菌株筛选的初步评价指标。     

苏云金芽胞杆菌一新菌株的鉴定及其杀虫活性

为分离并鉴定对亚洲玉米螟具有高毒力的苏云金芽胞杆菌菌种,通过棋盘式采集法从吉林省农业科学院试验田土壤中分离获得野生菌株,进行了形态、生化特性、伴孢晶体观察及基因型鉴定,并测定了其对3种鳞翅目害虫的室内生物活性。结果显示:该菌株在LB培养基上为圆形、暗白色菌落,边缘不整齐,革兰氏染色阳性,产生的伴孢晶体形状多为不规则形。16S r DNA序列与苏云金芽胞杆菌属的NBRC 13865同源性达99%;该菌株为cry2+cry9复合基因型,编码氨基酸序列与Cry2Ab和Cry9Ea蛋白同源性分别为94%和99%,鉴定为苏云金芽胞杆菌,命名为JN001。该菌株对亚洲玉米螟具有较高毒性,以1.0×109个/m L菌体浓度接种3龄幼虫72 h后,其校正死亡率为95.06%,致死中浓度(LC50)为4.12×103个/m L菌体,而对斜纹夜蛾和粘虫毒性较弱,接种72 h后校正死亡率分别为12.88%和7.34%。表明该菌株是1株对亚洲玉米螟具有较强毒力的苏云金芽胞杆菌新菌株,具有较好的开发利用潜力。     

种子引发对小麦抗盐及抗旱特性影响综述

小麦是我国北方重要粮食作物,在农业生产中经常受到干旱和盐分胁迫影响,造成减产。种子引发是在种子萌发前用天然或人工合成试剂对种子进行处理,从而提高植物抗逆性的一种简单而有效的方法。在干旱或高盐条件下,利用引发剂对小麦种子引发后,种子萌发提前,幼苗生长发育代谢增强,抗逆境相关生理指标提升,作物抗旱耐盐能力增强,最终产量及质量得到提高。本文阐述了水、有机物、植物激素、生物活性物质、生物、氧化物、无机信号物质等不同种类引发剂对小麦种子引发的作用机理和效果。并总结了种子引发的主要作用机制,如:减少植株对Na~+的吸收,增加对K~+、Ca~(2+)的吸收,减少盐分对生长造成的阻碍;促进可溶性蛋白和可溶性糖等渗透调节物质的合成和积累,细胞内维持高渗透压,有利于根系吸水;诱使胁迫条件下细胞内超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶、抗坏血酸过氧化物酶等抗氧化酶的合成增多、活性增强,有效清除活性氧,维持细胞内氧平衡;调节植物内源激素合成与运输从而使激素水平处于更加适应胁迫条件的平衡状态等。并讨论了引发剂与植物逆境生理研究之间相互补充、相互促进的关系,展望了种子引发在农业方面的发展及应用前景。