郑单系列玉米品种对我国玉米育种和生产的推动效应分析

阐述了郑单958等4个对我国玉米产业发展有较大影响的郑单系列玉米品种选育的过程,分析了郑单系列玉米品种对我国玉米育种和生产的推动效应,并对今后郑单系列玉米品种的发展进行了探讨。     

甘肃农业大学干旱生境作物学重点实验室开放基金课题资助(GSCS-2021-04)；甘肃省自然科学基金重点项目(21JR7RA803)。

探究不同钙水平对娃娃菜生长发育和活性氧代谢的影响,为揭示娃娃菜的需钙特性、生态适应性和养分管理提供理论依据。以钙敏型‘秋玉黄’和钙耐受型‘华耐B1102’两个品种作为试材,采用基质（蛭石∶珍珠岩=3∶1）盆栽方法,共设置5个钙水平（0 mmol/L、2 mmol/L、4 mmol/L、6 mmol/L、8 mmol/L）,研究不同钙水平对两种娃娃菜生长、干物质积累、ROS含量、丙二醛(MDA)含量以及相关抗氧化酶活性的影响。两种娃娃菜对钙水平的响应程度不同,‘秋玉黄’的叶宽、根鲜质量、地上部鲜质量、结球率、单球质量、总根表面积和根系活力均在6 mmol/L的钙水平下达到最大,其中根鲜质量和地上部鲜质量较不施钙显著增加37.9% 和29.8%,与8 mmol/L的钙水平之间无显著差异。叶片中MDA、H₂O₂和O^-·₂含量在6 mmol/L的钙水平下最低,但是SOD、POD和CAT等抗氧化酶活性最高,说明缺钙和高钙均会对娃娃菜造成不同程度的胁迫。‘华耐B1102’的叶宽、根鲜质量、地上部鲜质量、结球率、单球质量、总根表面积和根系活力均在4 mmol/L 的钙水平下达到最大,地上部鲜质量显著增加,较无钙处理增加64.33%。叶片中MDA、H₂O₂和O^-·₂含量在4、6 mmol/L的钙水平下最低,但是SOD、POD和CAT等抗氧化酶活性最高,也说明缺钙和高钙均会对娃娃菜造成不同程度的胁迫。娃娃菜对钙的需求量高,缺钙会导致干烧心,无法结球。缺钙或供钙水平过高会降低娃娃菜细胞保护酶活性及根系活力,但对高钙具有一定的适应能力。不同品种对钙水平的适应性不同,6 mmol/L钙水平适宜敏感型品种‘秋玉黄’的生长,4 mmol/L钙水平适宜耐受型品种‘华耐B1102’的生长。     

复合重金属胁迫对玉米和高粱成苗过程的影响

通过室内土培试验，研究了不同浓度处理水平的Cd、Pb、Cu、Zn、As几种重金属对玉米Zea mays和高粱Sorghum vulgare成苗过程的影响。结果表明，在土壤环境质量二级标准上限值处，复合重金属对玉米、高粱的苗长和根长抑制均达到了极显著程度，当超过土壤环境质量三级标准后根长几乎被完全抑制。同时发现，玉米和高粱生理生化指标的变化与土壤重金属浓度之间存在一定的相关性。生长在铅锌尾矿和矿毒水污染土壤中的玉米和高粱受毒害作用也极其显著，高梁的抗性比玉米强。以酶活性为参考指标，可以将土壤环境质量二级标准上限值拟设定为土壤中5种重金属对玉米和高粱产生明显生理毒性效应的临界浓度值。     

高原生态条件下23份大葱资源的农艺性状与产量形成

为了探究高原生态条件下大葱植株的农艺性状及其与产量之间的关系,以青海省引进的23份大葱资源为试验材料,统计测定其根系强弱、叶片挺直度、叶姿等13项质量性状和产量、株高、株幅等9项数量性状,并进行相关分析、主成分分析、通径分析、回归分析等多重分析。结果表明：大葱资源的13个质量性状的遗传多样性丰富,其多样性指数在0.18～1.03之间;9个数量性状变异丰富,其变异系数范围为9.07%～260.09%。相关性分析表明,大葱产量与单株叶数极显著负相关,与株高、假茎长、叶横径、株幅正相关。主成分分析提取3个主成分,主成分1为低产型品种形态因子（单株叶数、叶片长和分蘖数）,主成分2为高产型假茎因子（假茎横径和假茎长）,主成分3为高产控制因子（产量和株高）。通径分析表明,单株叶数对产量产生负向直接影响,株高对产量产生正向直接影响,分蘖数通过影响其他性状对产量产生负向间接影响。结合回归方程,确定单株叶数和株高为影响大葱产量的主要因子,可以作为青海高原大葱高产育种的重要指标。     

基于低功耗的发射功率自适应水稻田WSN监测系统

针对农田环境信息监测存在能量有限、节点通信距离各异等特点,设计了一种基于接收信号强度和丢包率的发射功率自适应水稻田监测系统,并搭建了一个长期、稳定且可靠的低功耗无线传感网络。硬件方面,为扩大网络的覆盖范围和提高系统的稳定性,采用频率异构的方式对节点分簇,为不同类型的节点配置不同类型的天线。软件方面,为提高CPU利用率,各类节点程序设计采用基于小型嵌入式实时操作系统FreeRTOS;为降低功耗,采取定时休眠唤醒、传感器掉电控制的工作模式和基于感知数据差的低功耗自适应机制。试验结果表明,在150 m通信距离内,系统可以根据当前的通信质量,将节点的发射功率自适应地调整到实现当前通信可靠性所要求(丢包率小于1.3%)的最小发射功率上;对比10 d Bm固定发射功率,当发射功率自适应算法调整为8、6、3 d Bm时,节点续航能力分别提升了11.9%、21.4%和33.3%。通讯性能对比表明,本设计节点的通讯性能明显优于其他3种基于不同发射功率自适应算法的节点,从而验证了本系统的可靠性与实用性。     

DNA指纹图谱在玉米杂交种真伪及纯度鉴定中的应用

讨论了玉米DNA指纹图谱的不一致性和外部性状表现之间的对等性或等价性,并对DNA分子标记技术信息的稳定性与真实性进行了分析。认为大多数玉米SSR标记并非基因内标记,同时玉米的基因组序列极其庞大,因此,个别SSR引物多态性并不能辨别被测自交系或单交种;目前,生产上改良品种较多,改良品种与被改良品种之间极为相近,这就难以利用SSR标记将其区分。提出在构建玉米杂交种与亲本的DNA指纹图谱、筛选SSR引物时,尽量选择重要农艺性状的基因内标记或与其紧密连锁的标记,从而增加杂交种纯度及真伪辨别的准确性和有效性,经多次反复摸索建立了最佳技术体系。     

Cd、Pb、Cu、Zn、As复合污染对龙须草生长的影响

本文研究了不同处理水平下Cd、Pb、Cu、Zn、As复合污染对龙须草生长的影响。结果表明,龙须草地下部对重金属的抗性大于地上部。在接近土壤环境质量二级标准上限值时,龙须草生长正常,减产幅度<10%;在含Cd5mgkg-1、Pb600mgkg-1、Cu125mgkg-1、Zn300mgkg-1、As50mgkg-1的复合污染土壤上,龙须草地下部干重与对照相比较差异性不显著(α=0.01);在含矿毒水河水污染土壤和尾矿砂污染水稻土壤上,龙须草地下部干重与对照相当,且地上部干重分别为对照的61.58%和40.64%。这些说明龙须草在土壤重金属复合污染修复中具有良好的应用前景。     

重金属污染土壤清洗导致几种营养元素流失的研究

通过HCl、柠檬酸、EDTA这3种提取剂对Pb、Cd、Cu、Zn污染土壤的漫提试验，研究了土壤清洗洗脱重金属的效果，并探讨了土壤清洗导致K、Ca、Mg、Fe、Mn这几种营养元素的流失和有效性的改变。试验结果表明，土壤清洗能有效地洗脱土壤中的Ph、Cd、Cu、Zn，伺时也造成了土壤中K、Ca、Mg、Fe、Mn的流失，降低了其中部分营养元素的有效性。EDTA对重金属的洗脱能力大于HCl和柠檬酸。HCl漫提造成的K、Ca、Mg的流失量大于柠檬酸和EDTA，柠檬酸浸提造成的Fe流失量大于HCl和EDTA，EDTA漫提造成的Mn流失量大于HCl和柠檬酸。HCl和柠檬酸浸提降低了土壤K、Ca、Mg的有效性EDTA浸提提高了土壤K的有效性。降低了土壤Ca的有效性。在高浓度时（50mmol／L），EDTA显著地降低了土壤Mg的有效性。HCl漫提导致土壤K的有效性下降比柠檬酸严重，高浓度的EDTA浸提导致土壤Ca的有效性下降比HCl和柠檬酸严重。HCl、柠檬酸、EDTA浸提都能提高土壤中Fe的有效性．且EDTA的效应大于其它2种萃取剂；在低浓度时，3种提取剂都能提高土壤中Mn的有效性，且以柠檬酸的作用最为明显，当提取剂浓度增加时，Mn的有效性有所回落。     

降雨和微肥在油菜环境下对重金属淋失的影响

通过室外油菜盆栽试验研究2种微肥(硅肥与硒肥)在不同自然降雨条件下对土壤重金属淋失的影响。从油菜苗期至角果发育成熟期,连续收集了6次自然降雨事件的淋溶液,监测了淋失液中溶解态Pb、Zn、Cu、Cd、As 5种重金属的浓度,并计算其迁移总量。结果表明,在油菜常规种植密度下,淋溶水样体积与降雨量成正比;在典型自然酸雨(pH为4.56～4.73)淋洗下,土壤中各种重金属呈现出不同的淋溶趋势:淋溶液中Zn、Cd的最高浓度出现在第1次降雨,随着降雨次数的增加,浓度都呈整体下降趋势;与之相反,淋溶液中Pb的最高浓度出现在最后1次降雨,且随着降雨次数的增加,浓度呈逐渐上升趋势;Cu的最高浓度出现在雨强最大的暴雨(110.1mm)期间,其余降雨情况下,Cu的溶出浓度基本趋于稳定;而As的淋失浓度较低,且随降雨次数的增加,有一个缓慢的下降趋势。相比CK和Si处理,基施硒肥的措施能显著降低土壤淋溶液中5种重金属的淋失总量,而基施硅肥能使淋溶液中Cd、As的淋失总量有一定程度的降低;在油菜环境下,5种重金属的淋失水溶性大小为Zn>Cd>Cu>As>Pb。     

污泥与施污土壤重金属生物活性及生态风险评价

将城市污泥以不同质量比施于土壤中构成污泥混合土壤,研究各污泥配比土壤中重金属的生物活性,并采用三种重金属评价方法(地累积指数法、潜在生态风险指数法、综合毒性指数模型)和黑麦草对重金属的吸收富集效果来对施污土壤中重金属具有的生态风险性进行评价。结果表明:污泥的添加使土壤中生物活性态Cd、Cu和Zn含量显著增加,对三种重金属具有活化作用,但对Pb却起到钝化作用。生态风险评价结果表明:污泥的添加使土壤中Pb呈现无污染和低生态风险;Cu和Zn呈现中度污染和低生态风险;Cd达到强度污染和重度生态风险,重金属潜在生态风险(RI)总体处于强度生态风险水平。当污泥添加比例大于6:10(污泥S3处理)时,施污土壤中重金属的综合毒性指数高于土壤对照。黑麦草对Cd、Pb、Cu和Zn的富集浓度与施污土壤中对应重金属的生物活性态含量存在显著正幂指数关系,同时黑麦草对施污土壤中Cd、Cu和Pb的富集能力大小与地累积指数法和潜在生态风险指数法对三种重金属具有的生态风险性的评价结果具有一致性。