水氮耦合下小桐子的生长特性及其根区土壤的水氮迁移

采用3个滴灌灌水水平(10、20、30 mm,分别记为W1、W2、W3)和3个施氮水平(尿素)(0、90、180 g/株,分别记为N0、N1、N2)的耦合方式对1年生小桐子进行灌溉和施肥处理,研究小桐子的生理生长特性,并探索小桐子根区土壤的水氮迁移规律。结果表明：水氮耦合对小桐子的株高、茎粗和生物量具有显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)的影响,且二者间存在着一定的互作效应;在W1低水处理下,施加适量的氮肥可促进小桐子的生长和干物质积累;当灌水水平相同时,N1处理的小桐子的茎粗、株高和所测生物量指标值均较大;当施氮水平相同时,W2处理的小桐子的茎粗、株高和所测生物量指标值均较大;纵向上,2016年6、9月根系所在中层(>20~40 cm)土壤含水率均值最高,深层(>40~60 cm)的其次,浅层(0~20 cm)的最小,2017年6、9月各土层深度水分分布比较均匀,在施氮处理(N1、N2)下,2016年6月深层土壤的硝态氮质量分数随着灌水水平的增加而提高,W3处理对比W1和W2处理更容易导致硝态氮的淋失;横向上,距树干10 cm测量点的硝态氮质量分数始终低于距树干30 cm测量点的,2016年6、9月水分的横向分布保持与硝态氮的分布规律一致,处理1年后由于小桐子须根生长,受导流作用影响,使得2017年6、9月水分在中层土壤中横向分布发生改变。在本研究条件下,施尿素90 g和滴灌20 mm灌水水平的处理为有利于小桐子生长的最优水氮耦合处理。     

金柑UDP–鼠李糖合成酶基因的克隆与功能解析

以‘浏阳金柑’为研究材料,克隆到2个UDP–鼠李糖合成酶（UDP-Rhamnose synthase,RHM）基因FcRHM1和FcRHM2的全长。FcRHM1的开放阅读框（ORF）长度为2 007 bp,编码668个氨基酸,分子量为75.3 kD;FcRHM2的ORF长度为2 031 bp,编码676个氨基酸,分子量为76.2 kD。多序列比对显示,FcRHM与其他植物的RHM蛋白序列高度相似。亚细胞定位显示FcRHM1和FcRHM2定位于细胞质和细胞核。原核表达及体外酶促反应结果显示,FcRHM1和FcRHM2均可将UDP–葡萄糖转化为UDP–鼠李糖。组织特异性表达显示,FcRHM1和FcRHM2在不同组织中表达量存在一定的差异。结合UDP–鼠李糖的积累模式,认为FcRHM1和FcRHM2可能都参与了UDP–鼠李糖的合成,但FcRHM1对于花和果实中UDP–鼠李糖的合成更为关键,而FcRHM2则主要负责叶片及芽的UDP–鼠李糖的合成。     

滴灌模式和NaCl处理对苹果幼树水流阻力与水分利用的影响

为了探讨滴灌模式和NaCl处理对苹果幼树水流阻力与水分利用的影响,该文采用了3种滴灌模式(交替滴灌ADI、固定滴灌FDI和常规滴灌CDI)和4个NaCl浓度梯度(0(CK)、0.2%(S1)、0.3%(S2)、0.4%(S3))。结果表明:叶水流阻力(Rl+p)与叶水分利用效率(WUEl)、总水流阻力(Rt)与灌溉水利用效率(WUEi)间均呈对数相关关系。在相同的盐分处理下,与CDI处理相比,ADI处理节水达50%,平均根系干物质质量和根水流阻力(Rr)仅分别下降了8.7%和0.53%,而WUEl、WUEi、Rl+p、冠层水流阻力和Rt分别提高了7.6%、16.96%、74.85%、35.33%和15.22%;在高盐分S2和S3处理下,ADI处理的Rl+p和WUEi分别提高了50.5%和78.07%、14.99%和23.65%,但ADI处理的Rr反而降低了1.34%和9.96%。可见,采用ADI处理进行灌溉具有促进根系生长和提高Rl+p及降低Rr的作用,是引起水分利用效率提高的重要原因,不仅提高了调控植物体内水分平衡的能力,而且也增强了抗盐分胁迫能力。     

环境因素对植物导水率影响的研究综述

植物的导水率表示单位压力梯度植物传导水分的通量, 是根系吸收及传导水分能力大小的一个重要生理生态指标。植物导水率受内在和外在因素的影响而发生明显变化。本文重点概述了包括根区土壤水分、养分、盐分、温度和灌溉方式等外在因素对植物导水率影响的研究进展。深入阐明不同环境因素下的植物导水率, 不仅可充实SPAC 系统水分传输理论, 而且有助于明确植物对环境的适应机制和高效用水的潜力。     

追施沼液对红富士苹果品质及叶片生理效应的影响

以厌氧发酵残余物沼液、化肥及沼液 化肥3种肥料作为根施追肥,辅之以不同叶面喷施沼液次数,研究不同施肥种类,肥料量及叶面喷施次数的不同水平组合对红富士苹果品质及叶片生理效应的影响。结果表明,叶面喷施次数达到6次时,叶绿素相对含量最高,平均达到55.59,高出对照3.319%。当单施沼液时,光合速率平均值达到16.622μmol.cm-2.s-1,高出对照26.029%。在高水平肥料量条件下,硬度平均达到7.504 kg.cm-2,高出对照22.454%;在中水平施肥条件下,还原糖18.175 mg.g-1,高出对照3.905%。     

基于不同滴灌方式的苹果幼树根系生长的三维可视化模拟

为研究不同滴灌方式下大田苹果幼树的根系生长行为,提出一种用Otsu方法对根系图像进行分割后统计分析根系空间分布的方法,利用图像处理库通过Python语言编程实现了获取空间分布统计矩阵,以Lynch的根构型模型为结构原型,结合功能模型建立不同滴灌方式下的大田苹果幼树根系生长行为结构功能模型,最后利用OpenAlea对该模型进行三维可视化模拟。以大田苹果幼树为试验对象进行验证,同时依据形态特征的相似度以及仿真数据与实测数据的相关性两个参考指标将模拟结果与实物进行对比,验证了所采用算法的有效性。结果表明,Otsu算法可有效分割苹果幼树根系图像数据,结合常规功能结构参数和空间分布统计矩阵建立的大田苹果幼树根系结构功能模型可科学地模拟不同滴灌方式对苹果幼树根系空间拓扑的影响,大田苹果幼树根系结构功能模型模拟可以可视化不同滴灌方式下的根系生长空间变化行为。可视化模拟结果表明,分根区交替灌溉的苹果幼树根系在根区两侧分布比较均匀,根密度较大,有利于提高根系对水肥的吸收利用效率。研究结果可为分根区交替灌溉在果园的应用提供参考。     

不同二倍体和四倍体小麦成熟胚再生体系研究

为了研究不同基因型和培养条件对小麦成熟胚愈伤组织诱导和分化的影响,以硬粒小麦、墨西里卡、野生一粒麦Tu和野生一粒麦Tb为实验材料,对其成熟胚在不同激素配比下愈伤组织的诱导和植株分化进行研究。结果表明,不同基因型小麦成熟胚愈伤组织诱导、分化及再生均存在很大差异。其中硬粒小麦的成熟胚培养效果最佳,其愈伤组织在不同2,4-D浓度（1.0~4.0 mg/L）下诱导率均在93%以上。不同激素配比对成熟胚愈伤组织绿点率、再生率均有显著影响。硬粒小麦、墨西里卡、野生一粒麦Tb在激素配比为KT 1.5 mg/L+NAA 0.5 mg/L的分化培养基中培养效果最好,其绿点率分别为85.22%,61.67%,8.50%,成苗率分别为40.40%,32.06%,1.72%;而野生一粒麦Tu的最适分化培养基激素配比为KT 1.0 mg/L +NAA 1.0 mg/L,其绿点率和再生率分别为18.64%和8.47%。研究表明,基因型是影响二倍体和四倍体小麦成熟胚培养的主要因素,愈伤组织的诱导和植株的再生是相互独立的。     

耕地粮食生产能力隐性损失测算方法研究

对于耕地的粮食生产能力研究国内外多集中于评价其刚性损失,而缺乏对于其隐性损失的评价方法。本项研究利用经济计量分析方法及Arc GIS空间分析技术,以2008年北京市大兴区农户调研样点数据进行实例验证,分析粮食生产能力的隐性损失。结果表明:农户的耕地利用比较效益可导致耕地利用方式的变化和耕地利用强度的降低。其中耕地利用方式的变化可通过粮食播种面积的变化计算,耕地利用强度的变化可通过粮食作物的单产差异计算。同时在大兴区的实例研究中发现,测算样点潜力值呈现出区域分布规律:经济越发达的区域,耕地隐性生产能力损失越大,其粮食生产潜力也越大。     

不同遮光和施氮水平对小粒咖啡生长和光合特性的影响

【目的】探明小粒咖啡Coffea arabica幼树最佳的光照和施氮耦合模式。【方法】试验设置3个遮光水平:不遮光(S0,自然光照)、轻度遮光(S1,65%自然光照)、重度遮光(S2,30%自然光照), 3个施氮水平:无氮(N0,0 g·kg-1)、中氮(N1,0.20 g·kg-1)、高氮(N2,0.40 g·kg-1),研究不同遮光和施氮水平对小粒咖啡生长、日均光合特性和生物量累积的影响。【结果】随遮光度的增加叶绿素总量呈上升趋势。与S0处理相比,S1处理小粒咖啡叶片净光合速率、气孔导度、表观光能利用效率和总生物量分别提高13.54%、18.54%、127.77%和12.41%;S2处理总生物量减少11.55%。与N0处理相比,N1处理叶片净光合速率、气孔导度、表观光能利用效率和总生物量分别增加27.25%、20.77%、10.80%和18.47%,N2处理的上述性状分别增加14.85%、25.99%、41.65%和21.02%。与S0N0相比,随遮光度和施氮量的增加叶片蒸腾速率和表观光能利用效率增大,叶片水分利用效率呈先增后减趋势。【结论】小粒咖啡最优的遮光和施氮耦合模式为轻度遮光下高氮组合(S1N2),该组合有利于获得较高的叶片水光利用效率和生物量。     

基于卡尔曼滤波的降雨起止时间手机远程监测装置研制

为解决设施农业的降雨监测系统难以精准检测降雨起止信号的问题,研制了一种降雨起止时间远程监测装置。该装置主要由雨水感应模块、雨水检测电路、单片机、通用分组无线电系统数据传输单元模块(General Packet Radio System Data Transmission Unit,GPRS DTU)、串口通信电路和手机端APP组成。通过自行设计的雨水感应模块检测降雨过程,利用卡尔曼滤波器降低雨水检测信号的电阻热噪声干扰,根据滤波后的信号差值建立降雨起止信号判别模型,判定的降雨起止信号经通用分组无线电系统(General Packet Radio System,GPRS)远程无线传输至云服务器,并以云服务器的同步时间作为基准时间,实现了手机远程监测降雨起止时间。开展装置性能测试试验,研究其稳定性、准确性与可靠性,结果表明:1)降雨起止信号判别模型的判别周期取10 s最优;2)室内测试时的降雨起止信号错报率为1.2%,手机接收成功率为100%;3)雨水感应模块的导线末端间距为2 mm、基板间夹角为120°是能检测小雨及以上等级的最优参数组合。将装置安装于开阔的楼顶天台开展实测验证试验,结果表明:装置对降雨开始与停止时间的检测误差范围分别为7~34、9~29 s,室外仅出现1次错报,信号错报率为5.9%,符合对自然降雨过程的检测要求。该装置能远程监测降雨起止时间,可为今后进一步研究农业智能感雨监测系统提供技术支持和理论依据。