能源作物柳枝稷栽培技术

介绍了能源作物柳枝稷栽培技术,包括选地整地、种子处理、播种、苗期管理、后期管理、收获与贮藏等内容,以期为柳枝稷种植者提供参考。     

美国能源草柳枝稷的研究进展

柳枝稷（Panicum virgatum）是美国本土植物,因为适应性广、耐贫瘠、产量高、多年生和易于管理等特性被美国能源部和农业部作为纤维素乙醇转化模式植物。在过去30余年里,美国在柳枝稷种质收集、遗传育种、栽培、管理、收获等方面进行了大量的研究,取得了不少成果,以提高产量为主要目标培育了数十个柳枝稷的品种,围绕提高产量和抗逆性的品种改良研究正在深入开展。柳枝稷具有较高的能量转化效率和经济效益,在环保效益表现尤为突出。通过继续提高柳枝稷的产量,科学规划组织生产,创新能源转化加工工艺,柳枝稷转化能源可以在不久的将来实现产业化生产。从遗传选育、栽培管理、转化效益和效率等方面综述了美国柳枝稷的研究进展。     

能源植物柳枝稷抗逆性研究进展

柳枝稷(Panicum virgatum L.)作为一种纤维素转化乙醇的模式能源植物,因其适应性强,生长速度快,生物量增长潜力大和对环境友好而受到国内外学者的重视,成为当前研究的热点.对国内外关于柳枝稷在盐胁迫、干旱胁迫、营养胁迫及高温胁迫等多种逆境条件下生理生化及分子方面响应的研究进行了概述,以期为今后更好地开发利用柳枝稷提供理论依据.     

能源植物柳枝稷功能基因改良研究进展

柳枝稷 Panicum virgatum被认为是一种具有巨大发展潜力的生物质能源作物,逐渐成为能源植物研究较为理想的模式植物,应用基因工程对柳枝稷进行基因改良,选育出适宜作为能源植物开发的品种是提高柳枝稷功能的重要技术手段。本文从改变植物形态、增加生物量,降低木质素含量、提高糖化效率以及提高生物胁迫耐受性等3个方面分析柳枝稷相关的基因功能研究,阐述可利用的相应基因工程手段,以期为更好地培育、开发能源植物柳枝稷新品种提供参考。     

盐胁迫对柳枝稷种子发芽特性的影响

[目的]为柳枝稷在滨海盐渍土上的种植提供试验依据。[方法]用不同浓度的单盐NaCl和混合盐溶液处理,研究柳枝稷种子在发芽阶段对盐胁迫的反应和胚根、胚芽比的变化。[结果]当单盐和混合盐盐浓度低于3 g/L时,柳枝稷种子的发芽率不受影响,相对盐害率为0;单盐与混合盐溶液对种子的胁迫随盐处理浓度增高,种子发芽率逐渐下降。盐浓度对种子的发芽进程有明显滞后的影响。柳枝稷胚芽在不同盐浓度胁迫下表现出的反应不同,高盐胁迫对抑制胚根生长的影响较大。[结论]该研究可以为柳枝稷种子发芽、苗期耐盐性鉴定提供参考数据。     

氮肥对库布齐沙地柳枝稷目标产量的影响

柳枝稷是一种生物量高、防风固沙效果好,具有良好发展前景的草本能源植物。为了将暖季型的柳枝稷引种到库布齐沙地,以柳枝稷品种“BL-1”为试验材料,研究了库布齐沙地柳枝稷目标产量(生物量、粗蛋白产量、中性洗涤纤维产量、酸性洗涤纤维产量)对施用尿素和硫酸铵两种氮肥的响应。硫酸铵和尿素各设置4个施氮水平0、75、150和225 kg/hm2,每个处理设置3个重复,分别于苗期、分蘖期和拔节期施入各试验小区,施入量分别为施氮量的1/5、2/5和2/5。在柳枝稷的拔节期、孕穗期、初花期分别测定其株高、茎粗、叶面积、地上生物量。结果表明:硫酸铵和尿素的施用均可以显著提高柳枝稷的产量,施用硫酸铵后,柳枝稷的产量随着施氮量的增加而呈现逐渐增加的趋势;施用尿素后,柳枝稷的产量随着施氮量的增加出现先升高后降低的动态趋势,且产量最高点出现在施氮量为150 kg/hm2时。在施氮量为75和150 kg/hm2时硫酸铵和尿素两种肥料对柳枝稷的产量的增加程度差异不显著;在施氮量为225 kg/hm2时,硫酸铵对柳枝稷的产量提高程度显著高于尿素。柳枝稷个体大小与叶面积是影响柳枝稷产量的重要因素,氮肥的施用对于柳枝稷生长的促进作用在拔节期最明显;对于柳枝稷叶面积的促进作用在孕穗期最明显;对于柳枝稷增产的促进作用在初花期最明显。硫酸铵相较于尿素更有利于促进柳枝稷的增产。      

半干旱黄土丘陵沟壑区引种能源植物柳枝稷生态适宜性分析

为进一步认识半干旱黄土丘陵淘壑区引种能源植物柳枝稷生态效益的实现和生物质生产的可持续性,通过多尺度、多因素的土壤养分和水分供求关系格局识别,对引种柳枝稷的生态适宜性进行了初步分析。研究发现,山地柳枝稷自然维持状态下,无论生产还是生态效益的发挥,都处于一种极其低效的水平。柳枝稷水土保持机制主要体现在土体固持和地表径流拦蓄方面,但是对表土的直接保护能力较差。相对于当地主要植被类型,山地柳枝稷并未体现出土壤水分和养分供给与利用上的引种生物特殊性,景现物理性因素主导着当前山地植被-水土关系过程。土壤表层速效氮含量可能是制约山地柳枝稷生产和生态效益发挥的关键因素。通过生长节律的适应,白羊草在山地表现出更为安全、高效的生物质生产属性。立足水土保持效益的充分发挥,通过种植制度和利用方式的优化,保证限制性资源的利用和储蓄平衡,稳定复合生产群体布局,有可能实现柳枝稷生态和生产效益的兼顾。     

西北盐碱地区不同柳枝稷品种光合特性与产量比较

为选择光合性能强、生物质产量高的柳枝稷品种,在宁夏银北盐碱地区,以11个能源作物柳枝稷(Panicum virgatum)品种为材料,利用灰色关联度分析法对它们开花期的蒸腾速率、气孔导度、净光合速率、胞间CO₂浓度、水分利用效率5个光合指标和产量进行研究。结果表明:在盐碱地条件下,不同柳枝稷品种开花期的光合特性与产量差异显著,综合表现为:Cave-in-Rock>Alamo>Kanlow>Forestberg>Ansai>Pathfinder>Nebraska 28>Japan>Trailblazer>NewYork>Black Well。其中,Cave-in-Rock加权关联度与理想品种的关联度最大,产量较高,综合表现最优; Alamo和Kanlow加权关联度分别为0.711、0.654,且生物质产量高,分别为20.47、17.93 t·hm^-2。经综合评价,Cave-in-Rock、Alamo、Kanlow在西北盐碱地区具有较高的产量潜力。Black Well、NewYork、Trailblazer、Japan、Nebraska 28综合表现较差,其他品种综合表现为中等水平。     

水氮耦合对盐碱地柳枝稷光合生理及生物质产量的影响

通过设置750 m3/hm2(W1)、1 500 m3/hm2(W2)、3 000 m3/hm2(W3)3个灌水及施氮0 kg/hm2(F0)、60 kg/hm2(F1)、120 kg/hm2(F2)、240 kg/hm2(F3)4个水平,研究水氮对盐碱地柳枝稷光合生理特性及生物质产量的影响.结果表明:施氮和灌水对盐碱...     

半干旱黄土丘陵沟壑区引种能源植物柳枝稷生态适宜性分析

为进一步认识半干旱黄土丘陵沟壑区引种能源植物柳枝稷生态效益的实现和生物质生产的可持续性,通过多尺度、多因素的土壤养分和水分供求关系格局识别,对引种柳枝稷的生态适宜性进行了初步分析,研究发现,山地柳枝稷自然维持状态下,无论生产还是生态效益的发挥,都处于一种极其低效的水平,柳枝稷水土保持机制主要体现在土体固持和地表径流拦蓄方面,但是对表土的直接保护能力较差.相对于当地主要植被类型,山地柳枝稷并未体现出土壤水分和养分供给与利用上的引种生物特殊性,景观物理性因素主导着当前山地植被-水土关系过程.土壤表层速效氮含量可能是制约山地柳枝稷生产和生态效益发挥的关键因素.通过生长节律的适应,白羊草在山地表现出更为安全、高效的生物质生产属性,立足水土保持效益的充分发挥,通过种植制度和利用方式的优化,保证限制性资源的利用和储蓄平衡,稳定复合生产群体布局,有可能实现柳枝稷生态和生产效益的兼顾.     

硝酸活化对风化煤腐植酸的影响

以内蒙古风化煤为研究对象,以硝酸为活化剂,运用容量分析方法研究了低酸用量(煤酸比为1 g∶1 m L)条件下,硝酸质量分数、活化温度、活化时间对风化煤腐植酸活化的影响。结果表明,低酸用量条件下,硝酸质量分数对风化煤腐植酸活化的影响最为明显,活化温度次之,活化时间的影响最小;硝酸活化风化煤腐植酸的最适条件为硝酸质量分数19.5%、活化时间20 min、活化温度60℃;在此条件下,风化煤中水溶性腐植酸含量可由0.5%提高到3.9%,游离腐植酸含量可由14.0%提高到38.7%,相对活化率分别达到680%和176%,说明低用量硝酸处理风化煤提高活性腐植酸含量是可行的。     

水杨酸引发对红麻幼苗耐盐性的影响

【目的】研究水杨酸（SA）引发对盐胁迫下红麻生长及生理响应,并揭示SA引发对红麻中逆境相关基因的诱导模式,为红麻耐盐性研究提供理论依据。【方法】以2个不同耐盐性红麻品种（盐抗性材料为CP018,盐感性材料为CP047）为研究对象,将种子引发处理后进行水培试验,分析SA引发对红麻种子萌发及150 mmol·L^-1 NaCl胁迫下幼苗农艺性状及生理方面的影响,并通过qRT-PCR技术分析SA引发逆境相关基因的表达模式。【结果】盐抗性品种CP018经过0.2 mmol·L^-1 SA引发后,能显著提升种子发芽率、发芽势和发芽指数,分别提高34.78%、31.30%和58.07%;盐感性材料CP047也有一定的提高,分别提高7.50%、10.56%和6.23%,但是未达到显著水平。在盐胁迫条件下,经SA引发（S1）与未引发（N1）相比,株高抑制率在盐抗性和盐感性品种中分别显著降低4.07%（CP018）和3.91%（CP047）,干重抑制率在2个品种中分别显著降低15.50%（CP018）和15.68%（CP047）;鲜重抑制率在盐感性品种CP047中显著降低4.46%,但在盐抗性品种CP018中未达到显著水平。根系扫描分析表明,根长抑制率在盐抗性和盐感性材料中分别显著下降10.74%（CP018）和10.77%（CP047）;根表面积抑制率在盐抗性和盐感性品种中分别下降5.09%（CP018）和2.95%（CP047）,仅在盐抗性品种CP018中达到显著水平;而根系活力抑制率在盐感性品种CP047中降低46.21%,在盐抗性品种CP018中降低6.56%,仅在盐感性品种CP047中达到显著水平。灰色关联度分析发现根系活力是对影响植株干重最重要的因素。SA引发能降低盐胁迫下红麻叶片的MDA含量,提高POD和SOD酶活性。对12个逆境相关基因的表达量分析结果表明,ACCD、APX2、SOS1、ARR2、PAL、ERF.C3、CHIT和TIFY11表达水平在SA引发处理下均显著上调,而ERF9、ERS1、MYC2和XTH22在2个材料中的表达模式存在差异,其中,XTH22在CP047中显著上调,在盐抗性品种CP018中无显著变化,ERS1和MYC2在盐抗性品种CP018中显著上调,在盐感性品种CP047中却显著下降,而ERF9在2个品种中的趋势则与此相反。【结论】适宜浓度的SA引发可以显著缓解红麻在盐胁迫下的生长,且对不同红麻种质资源的影响程度和方式存在差异,SA可能通过影响生理过程如抗氧化酶系统,并通过诱导特异基因的表达调节红麻植株对非生物胁迫的响应。     

外源水杨酸对番茄耐盐性的影响

[目的]探讨外源水杨酸（SA）对番茄耐盐性的影响,为SA在番茄生产中的应用提供理论依据。[方法]在盐胁迫条件下,对番茄喷施不同浓度（1、2、5mmol/L）的SA,测定其叶片叶绿素含量、可溶性糖含量、过氧化物酶（POD）活性、相对电导率及根系活力,研究外源SA处理对番茄幼苗耐盐性的影响。[结果]外源SA能不同程度地提高番茄叶片叶绿素含量、可溶性糖含量、POD活性和根系活力,而降低叶片相对电导率。其中浓度2mmol/LSA对叶绿素含量、POD活性和相对电导率的影响最佳,而浓度5mmol/LSA对可溶性糖和根系活力的影响较大。[结论]外源SA能够提高番茄幼苗的耐盐性,但适宜施用浓度和施用周期尚需进一步研究。     

钙诱导黄瓜幼苗耐盐性效应

试验以黄瓜为试材,研究了在100mmol/L NaC1胁迫下,添加外源钙对黄瓜幼苗耐盐性的影响.结果显示,盐胁迫下黄瓜幼苗生物量显著下降,叶绿素含量和保护酶活性显著降低,同时脂质过氧化指标MDA含量显著增加,幼苗生长受抑制;添加外源钙能在一定程度上缓解盐害,表现为植株生物量增加,叶绿素含量、SOD和POD活性显著提高,MDA含量显著下降,同时游离脯氨酸含量显著上升,渗透调节能力增强,不同钙处理水平,效果有差异,以40mmol/L CaC12处理效果最好,说明外源钙可缓解盐害对黄瓜幼苗生长的抑制作用,诱导其耐盐性的提高.     

mtlD的表达对花生幼苗抗盐性的影响

[目的]研究转甘露醇-1-磷酸脱氢酶基因（mtlD）花生幼苗的抗盐性。[方法]通过根癌农杆菌介导将外源mtlD导入花生,通过检测植株的鲜重、高度等指标来判断转基因花生的抗盐性。[结果]PCR Northern杂交显示,mtlD已成功整合到染色体上;转基因植株的鲜重、高度、甘露醇-1-磷酸脱氢酶的活性都明显高于对照植株。[结论]mtlD基因在花生中的表达增强了转基因花生的抗盐性。     

腐植酸及其复合盐在畜牧生产中的应用

腐植酸[R（COOH）4]是自然界中广泛存在的大分子有机物质，在土壤、湿地、煤炭和页岩中都有分布，是一种数量巨大的尚未被充分注意和开发利用的资源。1960年以来，人们试图把腐植酸直接用于饲料或开发含有较多腐植酸的饲料资源。我国腐植酸的研究是在20世纪70年代中期以后，而在畜牧业上的研究和应用还是近年来国内才开始探讨的新课题。把腐植酸添加到畜禽饲料中，能起抑制氧化和促进饲料中脂肪分散的作用，同时可作为饲料中金属离子的螯合剂，防止维生素等添加剂的失活，使饲料易于畜禽的消化和吸收。     

煤质腐植酸在农业生产中的作用

煤质腐植酸粗略分为腐植酸（ＨＡ）和黄腐酸（ＦＡ）两大类，是芳香稠环缩合程度不同、取代度不同的多取代芳香羧酸混合体，不可能用单一的化学结构表示。煤质腐植酸在农业上有广阔的应用前景，在改良盐碱地上有明显效应，能够促进土壤微生物活动，增加土壤酶活性；应用于化肥可作为缓释剂、包衣剂，可增加肥效，减少挥发，提高化肥利用率；有促进植物呼吸和新陈代谢功能，用来生产各种植物生长调节剂和增糖剂、抗旱剂、抗寒剂等；与农药配合使用有缓释和增效作用；在养殖业中可配制各种饲料添加剂。     

腐殖酸水溶肥喷施量对番茄的影响

采用单因素随机区组试验设计,在河西灌区试验观察了喷施腐殖酸水溶肥对番茄生长的效果。结果表明,喷施腐殖酸水溶肥能有效改善番茄植株农艺性状和商品性能,可显著促进番茄增产,最佳施用量为每次喷施1 000倍水溶液750 kg/hm^2,从番茄开花期开始喷施,每隔10 d喷1次,连喷4次。     

外源肌醇对玉米耐盐性的影响

为探究玉米的抗逆性,以玉米品种龙作2号为材料,采用生理指标检测的方法,通过比较叶绿素、丙二醛和脯氨酸等指标的变化,研究外源肌醇对盐胁迫下玉米幼苗耐盐性的影响。结果表明:盐胁迫24、48h时,T3组(NaCl+肌醇)的叶绿素含量与T2组(NaCl)的相比分别上升了10.32%、29.29%,差异达到显著水平(P0.05);盐胁迫48、72h时,T3组的丙二醛含量与T2组相比分别下降了21.21%、38.84%,差异达到显著水平(P0.05);盐胁迫24、48、72h时,T3组的脯氨酸含量与T2组相比分别下降了25.00%、47.46%、35.10%,差异均达到显著水平(P0.05)。说明:施加外源肌醇能够提高玉米幼苗叶绿素含量,降低丙二醛、脯氨酸含量,增强幼苗对盐渍环境的抵抗能力,缓解盐害。