Effects of buckwheat growth on variation of aluminum and major metals in root‐zone soil solutions

The variation in and relationships between aluminum and other major metals including Ca, Mg, Mn, and K in root‐zone soil solutions were studied by growing buckwheat (Fagopyrum esculentum Moench. cv. Jiangxi), an Al accumulator, in pots filled with an acid soil amended with CaCO₃ and unamended controls with a preinstalled nondestructive soil‐solution sampler. Soil solutions were collected every 7 d with a syringe connected to the sampler. The results showed that pH of the soil solution was not the only factor controlling the concentration of Al. Significant positive linear correlations were found between Al and Ca as well as between Al and Mg in soil solutions from the controls. The ratio of base cations (BC, Ca+Mg) to Al might partly explain the high Al resistance of buckwheat. Oxalate secretion from roots significantly activated Al in acid soils, which may be important for changes of Al in soil solutions, but it also caused decreased concentrations of Ca, Mg, and Mn. It is concluded that the variation of metal concentrations including Al, Ca, Mg, and Mn is a holistic effect involving competition for exchange sites among Ca, Mg, H, and Al, the chelation by oxalate secreted from roots, and metal uptake by buckwheat.     

Performance of common buckwheat (Fagopyrum esculentum M.) in response to row spacing under ridge and furrow cropping systems in a semiarid region of China

Ridge and furrow systems as well as the wide-narrow row spacing are recognized as good management practices in crop production. To obtain some available information concerning the suitable agricultural practices for buckwheat cultivation in arid and semi-arid area, a two-year field study was conducted to investigate the performance of common buckwheat grown under six cropping patterns: conventional flat single/double row planting (NS/ND); furrow single/double row planting (FS/FD); ridge single/double row planting (RS/RD); single row planting with equal row spacing and double row planting with wide-narrow row spacing practice. Plants grown under the FD system exhibited higher water use efficiency (WUE) and rainfall use efficiency (RUE) than plants cultivated with the NS system, increases with 13.7% and 21.9%, respectively, in 2014, while 9.8% and 14.0%, respectively, in 2015. Plants of the FD system also displayed the greatest leaf area index and canopy openness at growth stage of 40, 60, and 80 days after sowing, maximum biomass production (13.96 t ha^?1) and grain yield (3486.2 kg ha^?1) in 2014, and the least pronounced soil nitrate consumption as compared to plants from other tillage systems. We conclude that FD is the optimum planting pattern for common buckwheat cultivation in semi-arid and arid environments.     

西南区域水稻关键生育期界限温度起始期的预测研究

保证作物安全生产是种植制度的根本要求,也是作物稳产、高产的基础。本文基于西南水稻种植区317个气象台站1961-2015年的日平均气温和最高气温资料,分析了近55年来该区域不同保证率下水稻安全播种期、水稻开花期高温热害和低温冷害的最早发生期,并建立了西南区域水稻各关键生育期界限温度起始期预测模型。预测结果表明：80%~95%保证率下,云南南部的水稻育秧安全播种期最早,平均在2月20日左右;云南北部、四川攀西南部和盆地中部、重庆大部和贵州部分地区在3月10日-4月10日;而其余大部地区在4月10日-5月20日。80%~95%保证率下中稻开花期高温热害主要发生在四川盆地、重庆、贵州北部和东南部,大部地区最早出现在7月15日-8月20日。80%~95%保证率下再生稻或晚稻开花期低温冷害最早出现在云南和贵州大部、四川攀西地区,平均在6月20日-7月15日;四川盆地西部、贵州东北部平均为8月1-20日;其余大部地区在8月20日-9月20日。基于纬度、经度和海拔高度建立的西南区域水稻各关键生育期界限温度起始期预测模型,简单实用,可为西南水稻安全生产、防灾减灾等提供理论依据。     

外源硒对铅污染下荞麦生长及生理特性的影响

以荞麦‘右玉26’为材料,在防雨棚下进行盆栽试验,研究外源硒对土壤铅污染下荞麦幼苗的农艺性状及生理特性、成熟期各器官铅累积和产量的影响,旨在探讨硒对土壤铅胁迫下荞麦的生长发育、产量及铅在荞麦体内富集量的影响,为发现硒缓解重金属铅对植物的毒害作用提供理论依据,以期为农业区铅污染治理及荞麦生产提供有价值的思路和方法。试验采用2因素完全随机设计,设置3个土壤铅浓度(0 mg·L-1、500 mg·L-1、1 000 mg·L-1)、5个硒浓度(0 mg·kg-1、1 mg·kg-1、2.5 mg·kg-1、5 mg·kg-1和10 mg·kg-1)。研究结果表明:1)随铅浓度增加,荞麦的株高、总根长、干重、根系总面积、根系活力、叶绿素含量、叶绿素荧光参数、经济产量(千粒重、株粒数)均呈降低趋势。2)低浓度硒(1~2.5 mg·L-1)可缓解铅对荞麦的毒害,高浓度硒(5~10 mg·L-1)和铅为协同作用,加剧了对荞麦的毒害。3)硒浓度为2.5 mg·L-1时,缓解铅对荞麦毒害的效果最为明显,显著降低了铅胁迫下荞麦幼苗SOD和POD活性;降低成熟期荞麦各器官铅含量,各处理下荞麦各器官铅含量均表现为根茎叶种子;产量达到最大值。由此可见,外源硒可通过抑制荞麦对铅的吸收和转运,促进荞麦幼苗叶片的光合作用、提高叶片叶绿素含量和根系活力等途径来增强荞麦对铅胁迫的耐性。对本研究所用的5种浓度来说,缓解效果最佳的硒浓度为2.5 mg·L-1。     

哺乳动物卵泡生长发育的调控

综述卵泡经原始卵泡、腔前卵泡和有腔卵泡发育至成熟卵泡的生长发育动态过程模式,着重阐述卵泡生长发育过程中的调控机制,为进一步研究卵泡的生长、发育和排卵机制提供了理论基础。     

低温弱光对番茄植株生长发育及生理功能的影响

低温弱光(60μmol/m～2·s、10℃/10℃和5℃/5℃)胁迫下番茄植株生长势、根系活力、叶片净光合作用完全被抑制,株高、叶片数增长受阻,与低温弱光处理前相比,植株地上部干物质量下降,但根系干物质量并未下降。在恢复过程中10℃处理植株根系活力、光合作用及生长发育迅速得到恢复,而5℃处理植株除成熟叶光合作用可迅速恢复外其他指标恢复均较缓慢。     

金莲花生长发育需水模糊评判模型研究

根据机器视觉技术对金莲花需水特征所提取的数据红色分量R、绿色分量G、蓝色分量B,以及r分量、b分量,利用模糊数学方法建立了金莲花生长发育健康需水多参数模糊评判模型,以减少单参数对其需水判定缺陷,并通过试验数据对模糊评判模型进行了验证.试验表明,该模糊评判模型能够对金莲花的生长发育需水状态进行评判,能够确定其缺水时间长短.通过该模糊评判模型,为金莲花的灌溉策略的制定打下基础.     

播种方式对稻茬小麦生长发育及产量建成的影响

目前稻茬麦机播面积不断扩大,为研究播种方式转变对小麦播种出苗、生长发育与产量建成的影响,2009-2012年,在成都平原稻茬麦区开展撒播(免耕+人工撒种+人工覆盖稻草)与机播(免耕+稻草粉碎覆盖+2BMFDC-6型播种机播种)比较试验。结果表明,机播处理的播种效率、出苗率、麦苗均匀度,以及中前期的个体与群体质量均显著高于撒播处理。但到了生育后期,机播小麦的个体与群体质量反而不及撒播小麦,进而影响穗部性状。机播小麦开花期干物质积累量和叶面积指数的年均值较撒播小麦低1.8%、8.9%,成熟期单穗结实小穗数和穗粒数较撒播处理低4.2%、3.5%,但千粒质量较撒播高4.9%,籽粒产量则基本相当。机播小麦开花期耕层土壤的速效氮含量较撒播处理低7.8%,植株全氮含量低19.4%。增施氮肥后,机播小麦个体和群体质量得到改善,增产趋势明显。表明,2BMFDC-6型机播有利于提高稻茬小麦播种效率和质量,但需要适当提高施氮水平以提高中后期个体与群体质量,进而实现高产。研究结果可为稻茬小麦高产高效栽培技术的熟化完善提供理论和技术依据。     

氮素营养对甜椒果实生长发育的影响

采用营养液培养试验,研究了氮素营养对甜椒果实生长发育的影响。结果表明,氮素营养过高,门椒难以座果,首次商品果实的上市时间推迟7d以上。氮素营养对甜椒前期商品果产量及产量性状的综合影响看出,中氮营养处理可获得最高的商品果产量,主要是各层位果实的高收果数,而与单果鲜重差异不明显;氮素营养过高或过低均导致商品果产量降低,因单株平均收果数降低,且单果重下降。高氮营养有利于提高后期幼果座果率。试验还发现,甜椒的结果习性在很大程度上取决于其植物学特性,氮素营养对果实发育进程的促进或延缓作用在某种程度上可能大于对结果数量的影响。中氮营养条件下,二分侧枝整枝方式对甜椒的结果数量和产量的影响符合等比数列Y=2(n-1)的理论模型。     

Yield and chemical composition of five common grassland species in response to nitrogen fertiliser application and phenological growth stage

Abstract

The interaction of grassland management factors such as plant species, rate of nitrogen (N) fertiliser application and stage of maturity at harvest, will determine the optimal balance of herbage yield, nutritive quality and ensilability for ruminant nutrition and/or industrial applications. This study investigated the effects of N fertiliser input and harvest date on the yield and chemical composition of five common grass species, and made comparisons with red clover. Perennial ryegrass (PRG), Italian ryegrass (IRG), tall fescue, cocksfoot, timothy and red clover were grown under two inorganic N fertiliser inputs (0 kg N ha^?1 and 125 kg N ha^?1; except red clover) and harvested at five dates (fortnightly from 12 May to 7 July) in the primary growth. Regression analysis of these data allowed comparison of the yield and chemical composition of each grass species at common growth stages, without the confounding effects of variation in maturity between grass species at common harvest dates. Of the grass species investigated, timothy was most productive in terms of dry matter (DM) yield and thus has the potential to provide a cheaper feed per unit DM. However, the most digestible grass species was PRG, with timothy being the lowest, and this could impact on both animal and bioenergy production potential. The most suitable grass species for ensiling was IRG (particularly when grown without fertiliser N) due to its higher water soluble carbohydrate (WSC) concentration and lower buffering capacity (BC) compared to all other grass species. In comparison to the grasses receiving inorganic N fertiliser, red clover had a numerically lower DM yield, but a higher mean DM digestibility and crude protein concentration. The lower WSC concentration and higher BC of the red clover may result in a greater preservation challenge during ensiling.     

不同施肥水平对日光温室番茄生长发育的影响

根据目前设施蔬菜生产中的施肥状况设计了不施肥(CK)、只施有机肥(SOF)、理论施肥(TF)、习惯施肥(CF)和超量施肥(OF) 5个施肥水平，研究不同施肥水平对日光温室番茄生长发育的影响，结果表明：随着施肥水平的提高，番茄的株高、茎粗、叶片数、叶面积都逐渐增加；但对番茄比叶面积、叶面积比、平均节间距和单果重却没有明显的影响。番茄第一花序花数和生物学产量依次为不施肥＜只施有机肥＜理论施肥＜经验施肥＜超量施肥,其中理论施肥和超量施肥的经济系数较高。随着施肥量的增加，番茄果实中抗坏血酸、有机酸、游离氨基酸、硝酸盐含量增加，可溶性糖含量减小，糖酸比降低，果实的风味变差。目前温室生产中大量施用氮肥可以暂时提高番茄产量，但有悖于设施蔬菜土壤可持续利用。     

不同施肥水平对日光温室番茄生长发育的影响

根据目前设施蔬菜生产中的施肥状况设计了不施肥(CK)、只施有机肥(SOF)、理论施肥(TF)、习惯施肥(CF)和超量施肥(OF) 5个施肥水平,研究不同施肥水平对日光温室番茄生长发育的影响,结果表明随着施肥水平的提高,番茄的株高、茎粗、叶片数、叶面积都逐渐增加;但对番茄比叶面积、叶面积比、平均节间距和单果重却没有明显的影响.番茄第一花序花数和生物学产量依次为不施肥＜只施有机肥＜理论施肥＜经验施肥＜超量施肥,其中理论施肥和超量施肥的经济系数较高.随着施肥量的增加,番茄果实中抗坏血酸、有机酸、游离氨基酸、硝酸盐含量增加,可溶性糖含量减小,糖酸比降低,果实的风味变差.目前温室生产中大量施用氮肥可以暂时提高番茄产量,但有悖于设施蔬菜土壤可持续利用.     

温室蔬菜生长发育模型研究进展

作物模型是进行作物生产精确管理的有力工具,对设施作物生产优化管理具有重要理论指导意义和应用价值.该文对国内外温室蔬菜生长发育模型的研究成果从功能模型、结构模型两个方面进行了阐述.对功能模型分别从叶面积、冠层辐射传输、光合作用、呼吸作用、干物质分配、产量形成的模拟以及生育期预测等方面进行了总结和评述.对结构模型,重点评述了从结构模型发展到结构-功能模型所取得的成果.最后讨论了研究中存在的薄弱环节以及今后的主要研究方向.     

黄淮海北部地区夏玉米稳产高产的播期优选

全球气候变暖背景下,农业气象灾害的加剧已经严重威胁农业稳产高产。科学地调整播期是农业生产趋利避害的主要措施。该研究分析了黄淮海北部地区主栽夏玉米品种郑单958和登海605不同播期（6月5日、6月10日、6月15日、6月20日和6月25日）下生育期气候资源、主要农业气象灾害及产量的变化特征。结果表明：1）随播期推迟,夏玉米生育期内总活动积温和总辐射呈减少趋势,花期降水逐渐增多;降水分布受播期和年型的影响变化显著。2）播期6月15日时主要农业气象灾害（花期高温热害和花期连阴雨）发生频率最低。3）夏玉米产量在播期6月10日和15日时较高,且与花后≥15 ℃活动积温呈显著的二次相关关系（P<0.05）。试验结果表明,6月15日是黄淮海北部地区夏玉米的适宜播期。研究结果为作物应对气候变化的播期调整提供了方法借鉴,也为黄淮海北部地区夏玉米稳产高产提供了播期依据。     

甘蔗节间蛋白质含量与生长发育关系的研究

选用8个不同基因型的甘蔗，即粤糖86-368、新台糖16号、农林8号、拔地拉、割手密和从甘蔗杂交后代F1中选出的3株种茎的无性系(单株)。在甘蔗伸长初期，测定其 2节间至 8节间的长度、茎径，同时取 3、 5、 8节间，测定其可溶性蛋白质、细胞壁离子型结合蛋白质、细胞壁共价型结合蛋白质及可溶性总糖的含量。结果表明：从 2节间到 8节间，不同基因型的节间长度的变化极为相似，除割手密外，其它基因型甘蔗的节间长度都在 6节达到最长；但其茎径在 6节间以后仍保持稍微的增粗。从 3节间到 5、 8节间，所有基因型的三类蛋白质含量都逐渐下降，而可溶性总糖含量都逐渐提高。其中，三个节间较粗的基因型即拔地拉、粤糖86—368和无性系3号，其三类蛋白质含量相对较高，而可溶性总糖含量相对较低。     

水分胁迫对日光温室葡萄叶片生理变化及果实发育的影响

为探究鲜食日光温室葡萄高效节水生产的水分管理方式,选取日光温室6a生葡萄‘红地球’为试验材料,以充分灌溉为对照[CK,土壤含水率为75%～100%的田间持水率(θf)],分别在萌芽期、新梢生长期、开花坐果期、果实膨大期、着色成熟期设置土壤含水率为55%θf(其他4个生育期为75%～100%θf)的5个水分胁迫处理,调查叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性及膜质过氧化物丙二醛(MDA)和脯氨酸(Pro)含量、果实纵横径、果实硬度、单粒重量和产量,研究日光温室葡萄叶片生理和果实产量对水分胁迫的响应机制。结果表明,在果实膨大期、着色成熟期施加水分胁迫均会显著降低葡萄叶片SOD活性和Pro含量,导致MDA含量大量积累,对叶片产生不利影响。在萌芽期、新梢生长期、开花坐果期进行水分胁迫对葡萄叶片SOD活性、Pro含量影响不大,但对叶片MDA含量的影响具有滞后效应。果实膨大期水分胁迫葡萄产量仅为14 830kg·hm–2,较CK和萌芽期、新梢生长期水分胁迫显著减产20%以上。因此,水分胁迫显著降低果实膨大期SOD活性及渗透调节物质含量,增加膜质过氧化物含量,并导致产量降低,该时期不宜进行亏水处理;生长前期的水分胁迫对葡萄叶片的生理和果实的影响不显著。     

光谱信息与作物生长模型数据同化中的时间尺度优化

光谱信息与作物生长模型同化的效率提升是同化方法区域应用研究的一个重要方面。该文通过设置不同步长的光谱观测值同化时相,开展针对光谱信息与作物生长模型WOFOST(world food studies)同化的时间尺度优化研究,以提高同化效率。基于长春地区水稻生长周期,该文设置了4个等距时间尺度(步长分别为5,10,20和30 d)和一个关键时相时间尺度(同化时相对应水稻生长关键时期),在不同时间尺度下利用光谱信息计算的修正叶绿素吸收比值指数MCARI1(modified chlorophyll absorption ratio index)同化WOFOST模型,通过比较不同时间尺度下的同化精度和效率,优化同化时间尺度。结果表明:随着同化时间尺度增大,同化效率逐渐提高,而同化精度逐渐降低。在平衡精度和效率的前提下,选择步长介于10~20 d的时间尺度或关键时相尺度作为光谱信息与作物生长模型的同化时间尺度是合理的。该文提出的优化同化时间尺度方法为提高光谱信息与作物生长模型同化的区域应用效果提供了参考。     

外源磷对西瓜生长发育过程中的几个生理生化指标的影响

利用砂培试验研究西瓜在低磷、 磷适量和磷过量情况下不同生长时期几个重要的生理生化指标的变化,以便为磷肥的合理施用提供理论依据。结果表明,营养生长期过多的磷素的供应,反映叶绿素含量的SPAD值降低,进而影响作物的光合作用; 缺磷症状在苗期开始表现。西瓜开花期磷缺乏,叶片中核酸含量下降,说明此时如果磷的供应不充足,将会减少植物体内核酸的合成,从而影响和抑制作物的生长发育,导致生育期延长和植株瘦弱; 过量磷会降低茎杆的纤维素含量,使抗逆性减弱; 不同生育期,外源磷对果胶含量的影响趋势不同。     

基因型和播期对优质小麦生长发育及产量的影响

全球温度升高的气候条件下,针对不同基因型小麦研究其适宜播期,对优质小麦高产具有重要的现实意义.本试验采取田间试验,研究了基因型和播期对3种基因型优质小麦生长发育和籽粒产量的影响.结果表明:播期对不同基因型优质小麦各生育期持续时间有明显影响,但抽穗期最多相差2d,成熟期不超过1d,适期播种,有利于优质小麦分蘖的发生、穗分化发育、干物质积累及安全越冬;在同一产量水平,2个可控因素对优质小麦产量影响的作用力为播期>基因型,适期播种能够较好地协调不同基因型优质小麦的个体特征、群体质量,达到成穗数、穗粒数、千粒重结构合理,实现高产.     

不同氮浓度对温室番茄生长发育和叶片光谱特性的影响

营养液培养法研究不同氮浓度对温室番茄的生长发育及叶片光谱特性的影响。结果表明,在01~5 mmol/L范围内,随着营养液中氮浓度的增加,番茄的叶面积指数、株高、叶片数、花穗数、产量和叶片的吸光度都增大,但是超过一定的范围,植株的生长和发育均会受到抑制,说明适宜的氮素促进了植株的生长和发育。其中,处理N15的叶面积指数达到了3.0,叶片数和花穗数分别是26.7和7.0,均高于其它处理。不同处理间番茄产量均存在极显著的关系,以N15处理最高,N5的最低。从叶片的光谱图中可提取出与叶绿素有关的特征波段。在本试验条件下,番茄水培时营养液适宜的氮浓度为15 mmol/L。