水肥一体化技术在生姜生产中的应用

为了解决生姜生产中存在的费水、过度施肥、营养失衡、人工投入大、生姜产量低和品质不高的突出问题,本研究把水肥一体化技术和生姜生产实践结合起来,从生姜地块的土壤理化性状检测、设备选择与设计、水源选择、肥料选择以及生姜各生育期的水肥投入方案等方面,阐述了水肥一体化技术在生姜生产中的应用技术要点,形成了具有普遍指导性的水肥一体化技术规范。该技术要点体现了水肥一体化的技术优势,可为各生姜产区的生姜生产、广大农技推广人员农技推广服务和农业领域科研工作者提供技术指导和参考。     

锡林郭勒盟生态系统格局演变及驱动因素分析

在自然因素和人类活动的共同作用下，生态系统格局和质量都发生变化，而生态系统格局和质量的变化直接影响生态系统服务和人类福祉。锡林郭勒盟位于内蒙古中部地区，是京津冀地区的重要生态安全屏障，也是主要的畜产品供应地，研究锡林郭勒盟生态格局演变及驱动因素对于构建内蒙古北方生态安全屏障有重要意义。本研究利用遥感影像，通过分析2000和2015年生态系统类型和质量的变化，探讨资源开发、城市化发展、政策实施等多重因素对生态系统格局演变的作用。研究结果表明： 2000-2015年间锡林郭勒盟生态系统质量整体好转，草地生态系统质量中东部地区提高最为明显；草地、灌丛、城镇、裸地、湿地、森林、矿区面积有所增加，农田、沙地、水域面积有所减少；锡林郭勒盟生态系统格局和质量受到人为和自然因素的共同影响，其中，与降水正相关，与温度负相关。GDP与采矿用地显著正相关，退耕还草政策促使农田向草原转移。     

马铃薯细菌多样性解析及促生高产 IAA菌株的筛选

采用 3种不同的培养基从马铃薯根际土壤和叶片中共分离出 78株细菌，优势菌属是 Pantoea，占菌株总数的 55.13%。马铃薯根际土采用 R2A培养基(27株优势菌，13个菌属)分离的细菌多样性相对较好，阿须贝培养基(31株优势菌，9个菌属)次之，土壤浸提液培养基(1株优势菌，1个菌属)最少；马铃薯叶片内生菌用阿须贝培养基(19株优势菌，3个菌属)分离的细菌多样性较差。采用 Salkowski比色液显色法定量测定菌株产 IAA能力，结果表明有 58株细菌具有分泌 IAA的能力，占测定菌株总数的 74.36%，从马铃薯根际土(42株优势菌，13个菌属)筛选的产 IAA菌数量及细菌多样性均高于马铃薯叶片内生菌(16株优势菌，2个菌属)。根据菌株产IAA能力强弱和分离部位及分离培养基的差异，选择 7株产 IAA菌进行促生特性和马铃薯盆栽幼苗促生能力等研究，结果显示:有 6株产 IAA菌具有 ACC脱氨酶能力，1株产 IAA菌具有溶解无机磷能力，2株产 IAA菌具有溶解有机磷能力；两轮温室促生实验结果显示，菌株 Pantoeasp.MLS-34-25对马铃薯幼苗具有明显的促生作用，是生产微生物肥料的潜在菌种。     

增施有机肥改善黑土物理特性与促进玉米根系生长的效果

为改善东北黑土区粘重耕层的土壤物理特性,通过玉米秸秆还田基础上增施有机肥试验,拟明确增施有机肥对黑土物理特性和根系生长的提升效果。利用2015～2018年吉林省公主岭市和黑龙江省克山县黑土区的定位试验,测定了玉米抽雄期3种秸秆还田处理及其增施有机肥(旋耕秸秆还田+有机肥RSM、深翻秸秆还田+有机肥DSM、深松秸秆还田+有机肥SSM)处理的土壤物理指标;并采用微根管法原位测定了根系生长指标,计算出增施有机肥后各土壤物理特性与根系生长指标的变化量。结果表明,相比秸秆还田处理,增施有机肥降低了土壤容重、土壤紧实度,提升了土壤含水量,同时根长密度、根尖数密度和根平均直径均显著增加,其中根长密度和根尖数密度各土层平均增加了0.18 cm/cm~2和34.9×10~(-3)个/cm~2。不同秸秆还田方式增施有机肥后对黑土物理特性和根系生长的改善效果不同,其中0～15 cm土层RSM处理改善效果最明显,15～45 cm土层SSM和DSM处理改善效果最明显。有机肥和秸秆还田方式互作对黑土物理特性和促进根系生长指标具有显著的正向互作效应。上述结果表明,深松秸秆还田和深翻秸秆还田基础上增施有机肥模式更有利于改善黑土物理特性和促进根系生长,是改善东北黑土区粘重耕层的技术选择。     

微生物菌剂对青椒生长、品质和土壤养分状况的影响

以"圣鼎一号"青椒为试验材料,采用田间试验的方法,研究了增施微生物菌剂对青椒生长、品质和土壤养分状况的影响,以期为青椒合理的增施微生物菌剂提供参考依据.结果表明:增施含有侧孢短芽孢杆菌的微生物菌剂A能更有效地促进青椒生长,提高青椒的果实品质产量和土壤养分;与其它处理相比,减量施肥+微生物菌剂A处理促进青椒生长,提高果实品质产量的效果最明显.与其它增施微生物菌剂的处理相比,青椒的株高、茎粗和叶绿素均有不同程度的提高,使青椒维生素C含量、可溶性蛋白质、可溶性固形物和总产量分别提高了 3.3％～15.1％、14.2％～25.2％、6.2％～8.8％和23.3％～36.2％,硝酸盐含量降低了 9.1％～11.8％;与其它处理相比,常规施肥+微生物菌剂A处理使土壤养分含量增加的效果最明显.与其它增施微生物菌剂的处理相比,使土壤的硝态氮、有效磷和速效钾含量分别提高了 3.5～9.4％、4.8～14.0％和3.5～9.6％.增施含有侧孢短芽孢杆菌的微生物菌剂A可以作为一种促进青椒生长、增加果实品质产量和提高土壤养分的方法.     

青贮玉米品质性状遗传变异及主成分分析

为了鉴定青贮玉米品质性状间的相关和依附关系,对14份青贮玉米材料的22个品质性状检测分析,并进行一般描述统计、遗传变异、相关性及主成分分析。结果表明,参试青贮玉米各品质性状中,脂肪、钾、木质素、淀粉含量的变异系数较大,分别为0.20、0.19、0.17和0.16,表明这些性状在品种遗传选育进程中有较大的改良空间;消化率及能量品质相关性状的变异系数介于0.03~0.08,表明这部分性状难以得到遗传改良;青贮玉米品质性状间相关性较大,适宜采用主成分分析保留品质性状的最重要方面。对测试的22个品质性状进行主成分提取,前3个主成分的累积贡献率达到91.29%,分别代表了青贮玉米的饲用价值、微量元素及粗蛋白成分。     

Temporal disease dynamics and relative importance of sexual and asexual reproduction of grape downy mildew (Plasmopara viticola) in an isolated vineyard in the North Georgia Mountains,USA

The North Georgia Mountains are the southernmost region along the United States East Coast where European wine grapes (Vitis vinifera) are grown commercially. Epidemics of downy mildew, caused by Plasmopara viticola, are frequent and severe, but little is known about the epidemiology and population biology of the pathogen in this region. Disease monitoring in an experimental vineyard from 2015 to 2017 indicated that times of disease onset and progress rates were highly variable across years and cultivars. Oospores were observed microscopically, and simulation with a process-based model indicated presence of conditions favourable for oospore germination in the spring and early summer each year. A total of 409 P. viticola isolates collected over three  years were genotyped with seven microsatellite markers, revealing very high genotypic diversity, which when combined with the observation of oospores is indicative of a sexually reproducing population. Among the 409 isolates, 225 multilocus genotypes (MLGs) were identified, of which 164 were detected only once and 61 were repeated (clonal). Eight MLGs (represented by 28 isolates) were detected across years, suggesting the possibility of asexual overwintering of P. viticola in this region. Across sampling dates, the percentage of isolates belonging to nonrepeated (unique) MLGs ranged from 27.3% to 63.2%. Even towards the end of the annual epidemic, the percentage of isolates in nonrepeated MLGs was still relatively high, around 30%. These MLGs may have originated from oospores germinating late during the growing season, although incomplete sampling at earlier dates and contribution by immigration cannot be fully excluded.     

鱼类组蛋白核苷酸的多态性及其在杀鱼爱德华氏菌感染中的作用

组蛋白是染色体核小体的重要组分,在调控染色质结构、基因转录、个体发育等不同生物学过程中起着重要作用。为了研究鱼类组蛋白基因是否存在核苷酸的多态性以及组蛋白核苷酸多态性是否会影响鱼类的抗病力,本实验以斑马鱼和草鱼为研究对象,通过PCR扩增克隆了组蛋白H2A的全长开放阅读框;利用过表达技术、菌落平板计数、感染存活分析以及荧光定量PCR技术,研究了斑马鱼和草鱼组蛋白H2A核苷酸多态性不同变异体在杀鱼爱德华氏菌感染中的作用。在本研究中,实验发现鱼类组蛋白H2A存在着丰富的核苷酸多态性。序列分析结果显示斑马鱼和草鱼组蛋白H2A核苷酸多态性的变异体核苷酸序列相似性为90%～100%;而两两H2A核苷酸多态性变异体氨基酸序列之间最多只有3个位点存在差异。通过体内和体外抗菌实验可知,斑马鱼和草鱼组蛋白H2A核苷酸的多态性显著影响H2A的抗菌活性。此外,筛选出的抗菌组蛋白H2A核苷酸多态性的变异体在斑马鱼体内的过表达,不仅具有免疫增强的作用,还能显著增强斑马鱼对杀鱼爱德华氏菌感染的抗病力。本研究为筛选具有抗病作用的组蛋白H2A免疫保护原奠定了重要基础。     

水分胁迫对花生不同器官非结构性碳水化合物含量的影响

为探讨不同生育时期水分胁迫对花生不同器官非结构性碳水化合物(NSC)“库—源—流”间的变化动态,以‘花育20号’和‘花育27号’花生品种为试材,采用控制条件下的防雨棚池栽方法,研究了花生生长发育过程中不同生育时期水分胁迫下,非结构性碳水化合物(NSC)在花生叶片、茎、根和荚果等器官中的动态变化。结果表明,全生育期干旱胁迫使花生叶片、茎和根中可溶性总糖含量和淀粉均明显升高,但荚果中可溶性糖含量却明显降低。无论何生育时期受到干旱胁迫均使得叶片中可溶性糖含量峰值提前15天左右出现,“源”物质输出提前但输出量降低,叶片提前衰老。生育前期干旱胁迫使滞留在荚果中的NSC含量增加,结荚期后干旱胁迫反而利于荚果中NSC的转化。全生育期水分适宜处理叶片中NSC含量相对较低且变化较小。由此表明,干旱胁迫降低了NSC由源至库的运输和转化,使荚果“库”容量降低。     

基于高光谱和参数优化支持向量机的水稻施氮水平分类研究

为探索水稻氮素营养的快速、无损诊断方法以及构建基于高光谱技术的水稻氮素营养状况分类识别模型。本研究以 4种不同施氮水平的“中嘉早 17”水稻分蘖期顶部第三完全展开叶叶片(简称顶三叶)为研究对象，测定各叶片的可见光到近红外波段(350～ 2500 nm)内的光谱数据，对所获取的光谱数据进行平滑处理和归一化处理，以消除噪声及量纲的影响，并采用主成分分析(PCA)的方法进行数据降维至 22维，同时分别选用基于网格搜索算法、粒子群算法和遗传算法优化参数的支持向量机进行水稻氮素营养状况分类识别模型的建立。研究结果表明:1)不同施氮水平下的水稻叶片光谱反射率曲线走势大致相同，但不同施氮水平下 780～ 1 300、1 400～ 1 850及 1 900～ 2500 nm波段光谱反射率存在一定的差别；2)优化参数后的 SVM模型与默认参数下的 SVM模型相比，其训练集与测试集分类识别效果都要优于默认参数下的 SVM模型。其中，以遗传算法优化参数的 SVM模型识别分类效果最佳，训练集和测试集识别准确率分别为 99.375%、98.750%，测试集的4种施氮水平(施氮量从低到高)识别准确率分别为 100%、95%、100%和 100%。结果表明利用高光谱技术能够很好地进行水稻氮素营养状况的定性诊断研究。为快速水稻氮素营养诊断提供了一种新途径，为精确施氮提供了技术支撑和理论依据。