雨养和灌溉条件下施氮量对小麦干物质积累和产量的影响

为给冀东地区小麦高产栽培提供技术参考,以高蛋白质品种京冬8号和低蛋白质品种宝麦38为材料,设置0、120、240和360kg·hm-2三个施氮水平,研究了在灌溉和雨养条件下氮素营养对冬小麦干物质积累和产量形成的调控效应。结果表明,适量施氮提高了小麦干物质积累量、结实小穗数和穗粒数,促进了叶片、茎和鞘的花前贮存干物质在花后向籽粒中的转移,但过量施氮则抑制灌溉条件下营养器官花前贮存干物质在花后向籽粒的转移。施氮量对千粒重的影响因基因型和土壤水分状况不同而差异。随施氮量的增加,在雨养和灌溉条件下京冬8号千粒重分别呈降低和增加趋势,宝麦38千粒重均呈下降趋势。适当施氮可促进分蘖和分蘖成穗。与雨养栽培相比,灌溉可促进小麦干物质积累,增加穗数和延长灌浆时间,提高籽粒产量。随着施氮量的增加,两品种的氮肥生产效率和氮肥农学效率均降低。宝麦38和京冬8号籽粒产量达到最高的施氮量在雨养条件下均为120kg·hm-2,在灌溉条件下分别为120和240kg·hm-2。从产量和氮肥利用效率综合来看,宝麦38的适宜施氮量为120kg·hm-2,京冬8号的适宜施氮量为120~240kg·hm-2。     

中国部分稻种资源的化感控制杂草潜力评价

采用人工气候箱结合田间小区试验,从我国部分水稻种质资源中筛选获得了2份具有化感潜力的水稻品种（系）,其中我国台湾品种蚁公包幼苗对无芒稗根长影响因子RRL为0.43,其叶片水浸提液对无芒稗和莴苣根长抑制率分别达到45%和85%,在田间对无芒稗茎数和植株鲜质量的控制效果分别为22.0%和26.1%。云南品种地谷幼苗对无芒稗的植株高度影响因子RSH和植株干质量影响因子RPDW分别为0.62和0.58, 叶片水浸提液对无芒稗和莴苣根长抑制率分别达到53%和65%,在田间对无芒稗茎数和植株鲜质量的控制效果分别达到51.5%和46.1%。 蚁公包对莴苣的控制效果和地谷对无芒稗的控制效果均显著高于美国化感潜力品种PI312777。蚁公包和地谷是我国宝贵的化感潜力品种资源。     

酸雨胁迫下镧对水稻种子萌发及呼吸作用的影响

采用胁迫强度为pH 2.0,2.5,3.0,3.5,4.0,4.5,5.0的模拟酸雨和具显效剂量的稀土镧[La(Ⅲ)]复合处理水稻种子,置于常温下萌发,测定镧对不同酸雨胁迫强度下种子萌发和呼吸指标的影响.结果表明,1.0 mg/L的La(Ⅲ)溶液浸种对水稻种子萌发有稳定促进作用,被确定为显效剂量.在高强度酸雨(pH 2.0～2.5)胁迫下,水稻种子的各项萌发指标均为0,低强度酸雨(pH 3.0～5.0)对种子萌发影响较小,当胁强为pH 2.0时,La(Ⅲ)浸种无明显效果,胁强为pH 2.5时,La(Ⅲ)浸种能促进部分水稻种子萌发,胁强为pH 4.0时,La(Ⅲ)浸种处理的各项萌发指标接近或超过对照,促进作用较明显.进一步测定La(Ⅲ)对特定剂量酸雨胁迫下呼吸作用的影响表明,经La(Ⅲ)浸种后种子呼吸速率显著增强,呼吸商更接近1.由此可见,La(Ⅲ)对种子萌发的促进作用可能与La(Ⅲ)浸种能提高种子呼吸速率,增加糖类呼吸基质等有关.     

冬小麦雪腐病苗期抗病性鉴定方法及抗病种质资源筛选

为了筛选冬小麦雪腐病人工接种抗病性鉴定方法及抗病种质资源,采用正交试验设计,比较了喷雾法、涂抹法和灌根法对冬小麦雪腐病苗期抗病性的鉴定效果以及不同材料的抗病性.结果表明,三种方法比较,采用喷雾法,于冬小麦1叶期,以浓度为105个孢子·mL-1进行接种,为冬小麦雪腐病苗期抗病性鉴定最适宜的方法.利用该鉴定方法以及9株雪腐病菌对8份冬小麦材料进行了抗病性鉴定,发现供试材料间以及同一材料对不同菌株间的抗病性均存在差异.8份冬小麦材料中,冬麦1号抗病性最强,对菌株Gn-rh2免疫,对其他8个菌株均表现为抗病;抗病性最弱的为东农冬麦377;其他品系的抗病性介于两者之间.9个菌株的致病力也存在差异,菌株Gn-rh4毒力最强,Gn-rh2毒力最弱.     

水土流失防治措施对马尾松林土壤微生物群落分子生态网络的影响

水土流失防治措施可以提高侵蚀退化林地的土壤质量。为了探究典型水土流失防治措施对土壤微生物分子生态网络的影响,在南方红壤区马尾松林下建立了水土流失防治措施小区,设置3种不同处理,分别为挖设鱼鳞坑加种植草本,挖设鱼鳞坑加种植草本与灌木,以及对坡面土壤不设置任何措施的对照。利用16S rRNA和18S rRNA基因 Illumina MiSeq 高通量测序技术,测定3种处理下的土壤微生物群落组成,基于随机矩阵的方法构建微生物网络。结果表明,措施实施后,绿弯菌门相对丰度显著降低,变形菌门与酸杆菌门的相对丰度显著升高（P < 0.05）。2种措施处理下微生物网络总节点数、总连接数、平均连通度以及模块性均较高,微生物网络的规模增大,微生物间互相作用更复杂。3个微生物网络均以负互相作用（60.59%～67.49%）为主,措施实施后物种间竞争作用进一步加强。绿弯菌门、放线菌门和变形菌门中的部分菌群在本研究区的微生物网络中起着重要的连接作用,此外,3个微生物网络的部分关键节点所属的菌群相对丰度较低（< 1%）,对于构建微生物网络也具有关键作用。2种措施处理下微生物网络平均路径距离较长,微生物作用的响应速度慢,群落结构稳定性提高,其中挖设鱼鳞坑并种植草本与灌木的措施较挖设鱼鳞坑并只种植草本的措施效果更优。冗余分析表明,土壤容重（R2 = 0.465,P < 0.05）、pH（R2 = 0.377,P < 0.05）、有机质（R2 = 0.383,P < 0.05）、全氮（R2 = 0.545,P < 0.01）、对细菌群落结构有显著影响,土壤含水量（R2 = 0.485,P < 0.05）对真菌群落结构有显著影响。上述研究结果表明,水土流失防治措施实施后土壤微生物群落结构发生明显变化,网络规模增大、物种间互作强度以及微生物群落结构的稳定性提高。     

钙水平对马铃薯试管薯产量、质量和生理病害的影响

利用MS培养液研究了不同浓度氯化钙对马铃薯试管薯的产量、 质量、 薯内钙含量及生理病害的影响。结果表明,MS培养液中不添加钙时,试管薯的结薯数量、 薯重及大薯率大幅度降低,没有＞100 mg 的试管薯,薯表面出现明显的黄褐色粗糙斑块,个别薯块现水浸状腐烂,腐烂率2.21%。薯内干物质、 淀粉、 可溶性糖和蛋白质含量也较正常钙用量下分别降低了36.8%、 41.39%、 10.7%.和.39.43%,丙二醛含量上升。4℃下贮藏6个月,薯皮失水皱缩严重,平均病害率达53.77%;室温下放置3周,发芽率25.53%,芽生长缓慢;MS 培养液中添加不同浓度的氯化钙,茎段结薯数和薯重随钙浓度的增加呈先增加后降低的变化趋势,大薯率和薯皮表面光泽度呈上升趋势,与正常钙水平相比,薯重增加了2.7%~47.86%、 结薯数增加了-11.49%~22.64%、 大薯率14.43%~26.08%。薯内干物质、 淀粉、 可溶性糖和蛋白质含量的变化均随钙浓度的增加呈先上升后下降的趋势,并较正常钙用量下增加了4.43%~8.62%（干物质）、 6.79%~16.49%（淀粉）、 3.89%~6.31%（可溶性糖）和 4.63%~8.29%（蛋白质）。薯内钙含量大幅度上升,平均值为177~267 g/g（最高值为9 mmol/L处理）,薯皮光滑无水浸状腐烂。4℃下贮藏6个月,薯皮正常,生理病害率随薯内钙含量升高呈下降趋势,病害率为1%~8.9%,决定系数R2=0.3812,且试管薯芽的萌发和生长能力正常。确定MS培养液中添加 9 mmol/L CaCl2是新大坪品种试管薯数量和质量的最优处理。     

盐碱胁迫对滴灌加工番茄生理生长和干物质积累的影响

为探讨盐碱胁迫对加工番茄生理生长和和干物质积累的影响,采用桶栽试验方法,人工配制不同盐碱程度的土壤(CK:1.5g/kg,S1:4g/kg,S2:7g/kg,S3:10g/kg),研究滴灌条件盐碱胁迫下加工番茄生长指标、生理指标、干物质积累和产量的变化规律。结果表明:S1处理对加工番茄的生长指标、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、叶片水分利用效率及叶绿素含量均有一定程度的促进作用,但与CK处理无显著性差异(P0.05);S2与S3处理对以上指标均有一定的抑制性,最小值均出现在S3处理,但在生育后期,S2与S3这2个高盐碱处理下,加工番茄的气孔限制值降低,普遍低于S1与CK处理(P0.01),说明在生育后期高盐碱胁迫下加工番茄光合能力的下降主要是由高盐碱胁迫导致叶片气孔关闭的非气孔限制因素造成的;S1处理使加工番茄增产2.1%,而S2与S3处理因抑制加工番茄生长,使其分别减产18.7%和65.4%;果实膨大一期是加工番茄生长发育的一个非常重要时期,此时,加工番茄长势迅速,干物质积累加快,达到全生育期的最大值。研究结果为新疆盐碱地加工番茄栽培管理技术提供理论依据。     

不同有机肥处理对紫色土油茶林土壤微生物碳源利用的影响

微生物群落碳代谢功能多样性对土壤管理具有重要指示作用,以福建省宁化县紫色土水土侵蚀区油茶人工林不同坡位土壤为研究对象,采用Biolog技术对天然有机物料有机肥(T1)、有机无机复合肥(T2)、禽畜粪便有机(T3)共3种有机肥处理以及不施肥处理(CK)下的土壤微生物碳源利用能力进行了研究。研究结果显示:T1、T2、T3处理下不同坡位土壤的吸光值平均颜色变化率(AWCD)相比于施肥前都有所增加,而CK处理土壤AWCD值无显著变化,不同处理下土壤AWCD值提高的大小顺序表现为T2T1T3CK;Shannon多样性指数、Simpson优势度指数以及McIntosh优势度指数大小顺序均表现为T2T1T3CK;相同处理下不同坡位土壤AWCD值、Shannon多样性指数、Simpson优势度指数以及McIntosh均匀度指数大小顺序总体呈现下坡中坡上坡;Shannon指数与土壤容重和自然含水率呈极显著或显著负相关,与pH值、全碳和全氮含量呈极显著或显著正相关;McIntosh指数与土壤容重、自然含水率、pH值、全碳和全氮含量呈极显著或显著正相关;氨基酸类是各处理后土壤微生物利用的主要碳源类型,主成分分析表明T1、T2、T3处理下土壤微生物对6类碳源利用能力相比于对照具有较大差异,T1和T3处理对于6类碳源的利用具有相似性,T2处理与T3处理之间对于6类碳源利用差异主要在于碳水化合物类碳源。综上,有机无机复合肥的施入更有利于紫色土丘陵区油茶人工林土壤微生物碳源利用能力的提高,以上结论可为制定紫色土丘陵区合理施肥制度的设置、农业优化管理措施提供依据。     

pH-dependent distribution of soil ammonia oxidizers across a large geographical scale as revealed by high-throughput pyrosequencing

Purpose

Ammonia-oxidizing archaea (AOA) and bacteria (AOB) are ubiquitous and important for nitrogen transformations in terrestrial ecosystems. However, the distribution patterns of these microorganisms as affected by the terrestrial environments across a large geographical scale are not well understood. This study was designed to gain insights into the ecological characteristics of AOA and AOB in 65 soils, collected from a wide range of soil and ecosystem types.

Materials and methods

Barcoded pyrosequencing in combination with quantitative PCR was employed to characterize the relative abundance, diversity, and community composition of archaeal 16S rRNA gene, and AOA and AOB amoA genes in 65 soil samples.

Results and discussion

The operational taxonomic unit richness and Shannon diversity of Thaumarchaeota, AOA, and AOB were highly variable among different soils, but their variations were best explained by soil pH. Soil pH was strongly correlated with the overall community composition of ammonia oxidizers, as measured by the pairwise Bray–Curtis dissimilarity across all sites. These findings were further corroborated by the evident pH-dependent distribution patterns of four thaumarchaeal groups (I.1a-associated, I.1b, I.1c, and I.1c-associated) and four AOB clusters (2, 3a.1, 10, and 12). The ratios of AOA to AOB amoA gene copy numbers significantly decreased with increasing pH, suggesting a competitive advantage of AOA over AOB in acidic soils.

Conclusions

These results suggest that the distribution of ammonia oxidizers across large-scale biogeographical settings can be largely predicted along the soil pH gradient, thus providing important indications for the ecological characteristics of AOA and AOB in different soils.     

气候变化对非洲水资源和农业的影响

尽管非洲是世界上温室气体排放总量或人均排放量最少的地区,但在承受气候变化造成的恶劣影响方面首当其冲。气候变化已经给非洲的水资源、农业、生物多样性、人类健康和国家安全等带来诸多严重影响,粮食生产和水资源一直是非洲长期面临的两大难题,也是深受气候变化影响的两大领域还较欠缺,需要在未来的研究中进一步加强,以探寻减缓气候变化对非洲水资源和农业不利影响的有效途径。本文系统梳理了气候变化对非洲水资源系统和农业生产影响的研究成果和不足,以期为非洲气候变化影响评估工作提供一定参考和借鉴。已有的观测结果表明,气候变化导致非洲许多山脉冰川面积正在大范围缩减、大部分地区降水量有所减少,降雨的年际间分布也更为不稳定,通过水文模型的模拟预测,未来气候变化将进一步影响降水量和非洲部分地区河流的径流量,导致非洲水资源供给压力加大。同样,气候变化也给非洲农业生产带来了巨大的挑战,无论是观测结果分析,还是统计模型和作物模型等对不同气候情景和时间尺度下非洲农业的模拟研究,都显示气候变化对非洲农业以负面影响为主,导致非洲干旱加剧、生长季改变和粮食产量下降,并可能危及非洲的粮食安全。然而,现有研究结果还存在较多不确定性,其主要集中在未来气候情景数据、研究方法、数据的质量和数量等方面。与世界其它地区相比,非洲气候变化影响研究无论是研究的深度和广度都