垄沟集雨覆盖对旱作马铃薯块茎淀粉合成关键酶活性、基因表达及淀粉累积的影响

为探讨垄沟集雨覆盖栽培对旱作马铃薯块茎形成过程中淀粉合成关键酶活性、基因表达及淀粉累积的影响,以马铃薯栽培品种青薯9号为材料,设置全膜双垄和地膜垄作覆盖栽培模式,以露地平播为对照,测定马铃薯块茎形成过程中淀粉合成关键酶活性、基因表达及淀粉累积指标.结果表明,从块茎发育全过程来看,全膜双垄和地膜垄作覆盖栽培马铃薯可溶性淀...     

氮素形态对马铃薯块茎形成的影响及机理

马铃薯的经济器官是块茎,其形成过程及生理调节机理一直是植物生理和农学领域的研究热点。本文就马铃薯块茎形成的机制的研究进展进行了归纳总结。研究发现,光周期、温度、p H、介质蔗糖浓度、土壤紧实度、氮素供应量等多种环境因素影响或诱导马铃薯块茎的形成,而且这些环境因素主要通过调节植物内源激素的代谢进而影响马铃薯块茎的形成。一些研究还发现氮素形态对马铃薯块茎形成也有影响,但其机制尚未明确,根据其他环境因素影响马铃薯块茎形成的研究进展,推测激素可能介导了氮素形态对块茎形成的调控作用。因此开展氮素形态对马铃薯块茎形成机制的研究非常必要,研究结果将为指导马铃薯的养分管理、专用肥的开发奠定理论基础。     

生物炭覆盖垄沟集雨种植对集雨垄径流、土壤水热和红豆草产量的影响

为探索半干旱黄土高原区垄沟集雨种植的可持续性,寻求垄沟集雨种植红豆草的适宜生物炭覆盖类型和最佳垄宽,采用随机区组大田试验,以传统平作为对照,研究不同集雨垄覆盖材料[土壤结皮(土垄)、玉米秸秆炭土壤结皮(玉米秸秆垄)和牛粪炭土壤结皮(牛粪炭垄)]和不同垄宽(30 cm、45 cm和60 cm,沟宽均为60cm)对径流系数、土壤水热、红豆草干草产量和水分利用效率的影响。结果表明:土垄、玉米秸秆炭垄和牛粪炭垄的平均径流系数分别为29.7%、26.2%和25.1%。垄沟集雨种植增加根系层土壤含水量和垄上表层土壤温度,缓和沟中表层土壤温度极值,尤其生物炭覆盖垄沟集雨种植。与传统平作相比,土垄、玉米秸秆炭垄和牛粪炭垄的土壤含水量分别增加25.1mm、24.7mm和19.4mm,垄上表层土壤温度分别增加1.4℃、2.0℃和2.0℃。同一覆盖材料下,集雨垄径流系数、土壤贮水量和表层土壤温度均随垄宽增加而增加。与传统平作相比,土垄显著降低实际干草产量,玉米秸秆炭垄和牛粪炭垄显著增加实际干草产量,垄宽30cm、45cm和60 cm土垄的干草产量分别减少6.5%、12.1%和13.8%,玉米秸秆炭垄的干草产量分别增加19.7%、24.4%和22.5%,牛粪炭垄的干草产量分别增加8.0%、8.9%和6.8%。玉米秸秆炭和牛粪炭覆盖种植显著提高水分利用效率。与传统平作相比,玉米秸秆炭垄和牛粪炭垄的水分利用效率分别提高6.8～9.7 kg·hm~(-2)·mm~(-1)和4.4～4.8kg·hm~(-2)·mm~(-1)。玉米秸秆炭垄的实际干草产量和水分利用效率显著高于牛粪炭垄;同一覆盖材料下,不同垄宽对实际干草产量和水分利用效率的影响不显著。线性回归分析表明,当玉米秸秆炭垄宽49 cm (沟宽为60cm)与牛粪炭垄宽为41 cm (沟宽为60 cm)时,红豆草的实际干草产量均达到最大值。因此,在半干旱地区,生物炭覆盖垄沟集雨种植红豆草具有较好的增产效益,尤其秸秆生物炭覆盖种植。     

沟覆盖材料对垄沟集雨种植土壤温度、作物产量和 水分利用效率的影响

为寻求半干旱地区垄沟集雨环保的沟覆盖材料,改善土壤水分和温度状况,提高降雨资源利用效率,采用完全随机设计大田试验,以玉米和高粱作为供试作物,以沟无覆盖作为对照,研究垄沟集雨不同沟覆盖方式(无覆盖、液体地膜覆盖、秸秆覆盖和生物可降解地膜覆盖)对土壤温度、土壤水分、作物产量、水分利用效率等的影响。结果表明,与沟无覆盖相比,液体地膜和生物可降解地膜覆盖种植玉米的沟中作物全生育期表层(0~25 cm)土壤温度分别提高0.2℃和1.0℃,种植高粱的沟中表层土壤温度分别提高0.2℃和1.1℃,秸秆覆盖种植玉米和高粱的沟中表层土壤温度分别降低1.1℃和1.3℃;液体地膜覆盖、秸秆覆盖和生物可降解地膜覆盖0~140 cm土壤贮水量种植玉米分别提高0.4 mm、21.5 mm和8.6 mm,种植高粱分别提高2.3 mm、21.0 mm和10.9 mm。液体地膜覆盖和生物可降解地膜覆盖玉米青贮产量分别提高增加0.4%和10.4%,玉米籽粒产量分别增加1.6%和11.3%,玉米地上生物量分别增加0.7%和7.3%;高粱青贮产量分别增加0.2%和10.9%,高粱籽粒产量分别增加1.1%和11.8%,高粱地上生物量分别增加1.6%和9.4%;秸秆覆盖的玉米青贮产量、玉米籽粒产量、玉米地上生物量、高粱青贮产量、高粱籽粒产量和高粱地上生物量分别减少2.9%、2.2%、1.9%、0.7%、1.4%和1.0%。液体地膜覆盖、秸秆覆盖和生物可降解地膜覆盖种植玉米的水分利用效率分别提高0.9 kg·hm~(-2)·mm-1、0.5 kg·hm~(-2)·mm-1和4.9 kg·hm~(-2)·mm-1,种植高粱分别提高0.3 kg·hm~(-2)·mm-1、0.4 kg·hm~(-2)·mm-1和2.7 kg·hm~(-2)·mm-1。综合分析表明,生物可降解地膜适宜作为半干旱黄土高原区垄沟集雨沟覆盖材料。     

氮素形态及其浓度供应影响马铃薯块茎形成的生理机制研究

为深入了解马铃薯(Solanum tuberosum L.)块茎形成机制,选用马铃薯‘克新1号’品种,在沙培条件下设置NO₃-N和NH₄-N两种氮素形态处理,每种氮素形态下又分别设置了10 mmol L^-1和20 mmol L^-1两个供氮水平,研究了不同氮素形态及其浓度对马铃薯块茎形成前后植株体内碳氮比(C/N)与非结构性碳水化合物(NSC)含量的影响,探讨其与马铃薯块茎形成的关系。结果表明:相同氮源条件下,马铃薯单株薯重、块茎中干物质分配比在10 mmol L^-1处理下显著高于20 mmol L^-1处理;块茎形成前后,马铃薯叶、根、茎、块茎等器官的C/N值与淀粉含量,茎、块茎中可溶性总糖含量同样表现出在10 mmol L^-1处理下显著高于20 mmol L^-1;但植株叶片、根中全氮含量在20 mmol L^-1处理下显著高于10 mmol L^-1处理,其蔗糖含量则在不同...     

密度对垄沟覆膜集雨冬小麦产量的影响

通过大田试验研究了垄沟覆膜集雨种植模式中,冬小麦种植密度对产量的影响。试验设有一种类型的垄沟覆膜集雨,其沟宽和垄宽均为60 cm,有高、中、低3种种植密度,高密度每沟种植4行,中密度每沟种植3行。结果表明:垄沟覆膜集雨具有促进冬小麦生长和增加产量的作用。垄沟覆膜集雨在低密度条件下的单株分蘖数、地上生物产量和产量都最高。垄沟覆膜集雨中密度和高密度条件下,种内竞争激烈,易导致中行小麦分蘖死亡较多,使中行的成穗率降低,这也是垄沟覆膜集雨中密度和高密度冬小麦产量较低的主要原因。     

黑膜覆盖对旱地马铃薯块茎淀粉积累和关键酶活性的影响

为探明宁南半干旱雨养农业区马铃薯块茎中淀粉和关键酶活性对黑色地覆盖膜的响应机理,在2016年和2017年以宁南山区马铃薯主栽品种青薯9号为材料,通过两年大田试验,研究了黑膜覆盖(BF)、白膜覆盖(WF)和不覆膜(NF)对马铃薯块茎中淀粉及其组分积累、淀粉合成关键酶活性的影响。结果表明,与WF和NF相比,BF的直链淀粉、支链淀粉、总淀粉含量分别增加11.37%~35.68%、8.56%~27.05%、8.33%~27.60%,淀粉积累速率提高13.80%~37.90%;BF、WF、NF条件下块茎ADPG焦磷酸化酶(AGPase)、UDPG焦磷酸化酶(UGPase)、淀粉分支酶(SBE)、可溶性淀粉合酶(SSS)、束缚态淀粉合酶(GBSS)活性均呈单峰曲线变化,BF的淀粉合成关键酶活性明显高于WF和NF。与WF和NF相比,BF的AGPase活性分别增加12.81%和40.24%;UGPase活性分别增加15.34%和36.52%、SBE活性分别增加16.64%和44.17%、SSS活性分别增加13.69%和34.76%、GBSS活性分别增加15.75%和45.44%。BF产量较WF和NF分别提高14.54%和57.23%。相关分析表明,马铃薯块茎中直链淀粉、支链淀粉和总淀粉含量与AGPase、UGPase、SBE、SSS、GBSS活性在多数测定时期呈正相关(P<0.01)。因此,在干旱半干旱地区采用黑色地膜覆盖栽培能够通过影响淀粉合成关键酶,进而提高马铃薯块茎中的淀粉及其组分含量,最终影响马铃薯的产量。     

垄沟覆膜集雨系统垄宽和密度效应对玉米产量的影响

通过大田试验研究了垄沟覆膜集雨系统中,垄宽和密度效应对玉米产量和水分利用效率的影响。垄沟覆膜集雨系统有30、60 cm 2种垄宽,低、中、高3种玉米种植密度。结果表明,垄沟覆膜集雨能提高土壤含水率和土壤微生物量碳质量分数。随着玉米密度的增加,同一垄宽的垄沟集雨系统中,玉米株高和单株生物量逐渐下降,玉米单位面积生物量逐渐增加。降雨量较少的情况下,60 cm垄宽的垄沟覆膜集雨能显著提高玉米的叶绿素质量分数,但其在高密度条件下却显著降低玉米叶绿素质量分数。高密度条件下,30 cm垄宽的垄沟覆膜集雨处理,由于玉米种内竞争较激烈而导致有机物质向籽粒输入减少,从而引起产量降低。在所有的处理中,高密度、60 cm垄宽的垄沟覆膜集雨种植的玉米产量和水分利用效率最高。     

水分调控对两种筋力型小麦品种籽粒淀粉糊化特性的影响

在池栽、防雨条件下，研究了不同灌水对两种筋力型小麦品种淀粉糊化特性的影响。结果表明，两种筋力型品种间淀粉粘度参数差异达0．01显著水平，强筋型品种豫麦34稀懈值、糊化温度低于弱筋型品种豫麦50，而最终粘度、反弹值、高峰粘度和低谷粘度大于豫麦50。水分调控对两种筋力型品种淀粉糊化特性有显著的影响，豫麦50主要粘度参数以灌4水处理和抽穗期灌1水处理较好，灌拔节1水处理较差；而豫麦34以灌1水处理较好，灌4水处理较差，其中拔节期灌1水与抽穗期灌1水差异不显著。分析两品种粘度参数之间的关系，豫麦50主要粘度参数间达显著相关水平，而豫麦34多数粘度参数间相关不显著，在栽培措施上豫麦50比豫麦34具有同步提高淀粉品质的可能性。     

马铃薯糊化过程中介电特性和热特性的分析(简报)

该文采用介电特性测定仪(DES100)和示差扫描量热仪(DSC120)对马铃薯片(含水率80.7%,淀粉含量16.5%)介电特性和热特性进行了比较研究,以确定马铃薯淀粉糊化过程中各特征参数值之间的关系。由介电特性曲线得出:在1～100kHz频率范围内的,65～80℃温度范围内,介电常数e′随温度的升高出现跃变型变化,67℃时变化速率最大,之后逐渐下降;由热吸收曲线得出热焓值的变化与e′变化规律相同,其糊化的3个特征温度(糊化起始、峰值、结束)分别是65、67和80℃,从两曲线得到的各特征值基本一致,说明利用马铃薯的介电特性和热特性的综合分析可以更准确地掌握其糊化过程,为进一步利用和控制马铃薯的糊化作用提供参考。     

旱作农田沟垄微型集雨结合覆盖玉米种植试验研究

田间沟垄微型集雨结合覆盖技术有效地利用了膜垄的集水和沟覆盖的蓄水保墒功能,改变了降雨的时空分布,使降雨集中富集在种植沟中,显著地提高了降水的利用效率,特别是小雨的利用率。研究结果表明:土垄的平均集水效率为7% ,而垄上覆膜后集水效率为87% ,膜垄能产生径流的最小降雨量为0 8mm。田间沟垄微型集雨结合覆盖技术能提高土壤贮水量,增加玉米的产量。垄上覆膜结合沟覆盖处理玉米产量比平地增加2 339～5 2 97kg/hm2 (44 %～14 3% ) ,水分利用效率基本都在2kg/m3 以上。     

压热-冻融循环处理对甘薯淀粉结构及物化特性的影响

为了探索压热冻融循环处理对甘薯淀粉结构及物化性质的影响,以甘薯淀粉为原料,并在不同淀粉乳浓度(5%、10%、20%,w/w)条件下进行重复的压热-冻融循环处理。结果表明,与甘薯原淀粉相比,经重复的压热-冻融处理后,甘薯淀粉颗粒形态消失,破裂熔融,最终呈不规则形状;甘薯淀粉衍射吸收峰强度减弱,晶型由A型向B型转化。随着淀粉乳浓度以及压热-冻融循环次数的增加,甘薯淀粉的膨胀势和溶解度均有所降低。在淀粉乳浓度为10%、压热-冻融循环1次处理后,甘薯淀粉中缓慢消化淀粉与抗性淀粉含量达到最高,分别为29.83%和39.82%。本研究为甘薯缓慢消化及抗性淀粉的制备提供了科学依据,为其在功能性食品领域中的应用提供了基础数据。     

紫薯全粉添加量对甘薯淀粉物化特性及粉条性质的影响

在粉条中添加紫薯全粉以提高其营养价值对于改善居民膳食营养、丰富淀粉制品种类具有重要意义。采用AOAC相关方法、扫描电子显微镜、差式热量扫描、膨胀势、溶解度、回生速率等评估紫薯全粉添加量(0%、5%、8%、10%、12%、15%)对甘薯淀粉物化特性的影响,并对紫薯粉条的质构及烹煮性质等进行了测定。随着紫薯全粉添加量的增加,甘薯淀粉膨胀势、溶解度、回生特性和a*值显著提高,凝胶强度、黏度和亮度显著降低,热特性发生显著改变。甘薯粉条的亮度、质构性质、烹煮性质都随紫薯全粉添加量的增加而显著降低(p0.05)。紫薯全粉添加量对甘薯淀粉物化特性及粉条性质影响显著,且在紫薯全粉添加量为12%时甘薯粉条品质较好。本研究为甘薯营养粉条的研究与开发提供基础数据。     

全覆膜垄作种植对旱作马铃薯生长和土壤特性的影响

针对内蒙古长城沿线丘陵区土壤保水保肥性差,春旱严重及马铃薯产量和降雨利用率低的问题,采用地膜覆盖和垄作种植相结合的技术手段,通过连续2年的田间试验,研究了露地平作(CK)、全膜垄作(全膜双垄垄上播(A1)、全膜单垄垄上播(A2)、全膜单垄垄上微沟播(A3))和全覆膜平作(A4)5种栽培方式对旱作农田土壤酶活性与相应土层土壤含水量、温度、pH及马铃薯生长的影响。结果表明:整个生育期内,全覆膜和垄作提高了土壤增温保墒能力,A1、A2、A3和A4处理,与CK相比,土壤含水量分别提高了32.76%,23.60%,42.92%,17.58%,土壤温度分别提高11.51%,9.41%,6.87%,4.83%,同时显著降低0—20cm土层土壤pH,提高了相应土层土壤过氧化氢酶和脲酶活性,进而增加芽鲜重、根鲜重和芽粗,提高了根系活力,降低了丙二醛含量。与CK相比,产量分别提高48.62%,34.22%,52.85%,21.70%,显著增加了降雨利用率和肥料偏生产力。可见,全膜垄作种植可改善土壤质量,提高作物产量和降雨利用率,且以A1和A3效果最优,更适合作为内蒙古长城沿线丘陵区节水高产栽培模式。     

水稻胚乳糖质突变体Sug-11的淀粉粒结构和粒径分布及相关理化特性

本试验以水稻胚乳糖质突变体Sug-11与其野生型对照中花11为材料,利用扫描电镜、激光散射粒度分析仪、差示扫描量热分析仪和X-射线衍射图谱等方法,对两者稻米淀粉粒的形态结构、粒径分布、晶体结构和酶解抗性及其糊化过程中的热力学参数变化进行比较分析,揭示胚乳糖质稻米淀粉的理化特征,为稻米品质改良和功能稻米的开发提供理论依据.结果表明,胚乳糖质突变体Sug-11的稻米淀粉粒径分布呈单峰状正态分布,与野生型对照相比其稻米淀粉平均粒径值(6.48 μm)显著降低,大型淀粉粒(粒径大于8μm)比例(21.63％)显著减少,而小型和中型淀粉粒比例则明显增多,扫描电镜下Sug-11的淀粉粒结构更接近于籽粒灌浆过程胚乳尚未完全充实时的淀粉粒形态结构特点;突变体Sug-11的淀粉粒酶解抗性与野生对照相比显著下降,其抗性淀粉含量的下降幅度接近50％,同时,Sug-11除具有相对较低的淀粉糊化温度外,其淀粉粒糊化过程的热焓值(△H)也显著降低.Sug-11糖质突变体的淀粉晶体类型与野生对照相同(A型淀粉晶体),其淀粉粒的相对结晶度(35.3％)略低于对照,两者间的差异主要表现在诸尖峰的相对强度比值和相对结晶度上,而20°2θ/18°2θ的尖峰相对强度比值则高于其野生对照;糖质突变对稻米淀粉的化学组分(成)、膨胀势和溶解度也产生了十分显著的影响,突变体Sug-11的淀粉溶解度显著高于野生对照,而淀粉膨胀势和表观直链淀粉含量则显著低于野生对照材料.     

施氮量对宁夏旱区马铃薯块茎淀粉形成和产量的影响

为探索不同施氮量对宁夏旱区马铃薯块茎淀粉形成和产量的影响机理,分别于2017年(平水年)和2019年(丰水年)在宁夏南部山区开展大田试验,以马铃薯栽培品种青薯9号为材料,采用单因素随机区组试验设计,以不施氮肥(N0)为对照,研究施纯氮量75(N1)、150(N2)、225 kg·hm-2(N3)对马铃薯淀粉含量、淀粉形...     

坡地打结垄沟集雨对水土流失、紫花苜蓿干草产量和水分利用效率的影响

为寻求半干旱区控制水土流失和提高降水资源利用率的最佳坡地垄沟集雨种植方式,以传统平作为对照,在坡度5°和10°的坡地布置大田试验,研究打结方式(无打结垄和打结垄)对土壤贮水量、小区径流效率、径流量、泥沙流失量、紫花苜蓿干草产量和水分利用效率(WUE)的影响。结果表明:在坡度5°时,与平作相比,无打结垄和打结垄的紫花苜蓿全生育期土壤贮水量分别增加9.3,15.0mm,紫花苜蓿实际干草产量分别提高20.4%,8.9%,WUE分别提高4.78,4.58kg/(hm2·mm),而径流量分别降低21.9%,41.2%,泥沙流失量分别降低80.8%,83.3%。在坡度10°时,与平作相比,无打结垄和打结垄的紫花苜蓿全生育期土壤贮水量分别增加11.2,16.2mm,紫花苜蓿实际干草产量分别提高22.4%,9.0%,WUE分别提高4.89,4.06kg/(hm2·mm),而径流量分别降低24.8%,36.4%,泥沙流失量分别降低74.5%,82.0%。采用平均径流法,坡度5°时,平作、无打结垄和打结垄的小区径流效率分别为11.6%,9.2%,6.7%;坡度10°时,平作、无打结垄和打结垄的小区径流效率分别为14.1%,10.0%,7.8%。就紫花苜蓿全生育期平均值而言,坡度5°的平均土壤贮水量比坡度10°增加4.3mm,坡度5°的净干草产量、实际干草产量和WUE与坡度10°相差不明显。坡度10°的径流量、泥沙流失量和小区径流效率均是坡度5°的1.2倍。无打结垄和打结垄集雨种植具有较好水土保持和增产效果,其中无打结垄增产效果最为明显,打结垄水土保持效果最为明显。