系统论、信息论和控制论与我国农业生态学的发展

我国构建农业生态学的学科体系中,不仅把生态系统生态学作为其学科基础,而且把系统论、信息论和控制论同样作为其重要的学科基础。因此,在我国的农业生态学的学科体系中不仅像国外的农业生态学学科体系那样重视包括物种、种群、群落、生态系统和景观层次的农业生态系统的能流物流结构和相互关系;而且还十分重视系统的信息流和资金流,包括自然信息流,以及人们主动收集、传输和利用的人工信息流,劳动所体现的价值流,及其以货币形式反映出来的资金流。我国的农业生态学不仅像国际上农业生态学体系那样很重视包括生产者、消费者和分解者在内的农业生态系统的能流和物流转换结构,而且十分重视农业生态系统的调节与控制机制,包括自然调控机制和人为调控机制,其中人为调控机制又包括了如农业经营者在种植业与养殖业中各种操作所代表的人为直接调控,也包括如市场需求、政府政策、国家法律、社会习俗、教育宣传、信息传播等能够影响农业经营者行为的人为间接调控。在系统论、信息论和控制论基础上构建的农业生态学体系有利于更好地深入剖析我国优秀的传统农业实践,启迪农业生态学相关的基础研究和应用研究,开拓信息时代农业生态转型的创新途径。     

丛枝菌根真菌诱导玉米根系形态变化及其机理

以高油115和正大619为实验材料,分别通过盆栽和田间试验研究接种摩西球囊霉和地表球囊霉对玉米根系形态和根系内源生长素含量的影响。结果表明,玉米形成菌根后根系形态明显改变,根条数显著多于对照,并且接种处理与对照间的差异随菌根侵染率的上升而加大,差异极显著。生长60 d时,有菌根的玉米单株总根长度为788.61 cm,根系重量达8.26 g,均显著高于无菌根的对照。根系生长素含量随菌根侵染率上升而增加,并且显著高于不接种的对照。丛枝菌根真菌侵染可以促使玉米根内生长素含量上升,根条数增多,增加吸收面积,促进玉米生长。     

番茄植株中几种化学成分的化感效应

从番茄植物的几种有机成分中,选出了５种成分进行单一和２种成分混合的生物活性测定试验。它们分别为：Ａ．邻苯二甲酸二异辛酯,Ｂ．邻苯二甲酸二丁酯,Ｃ．水杨酸甲酯,Ｄ．水杨酸,Ｅ．鞣酸。选用生菜、白菜和萝卜作为受体。结果表明,Ｄ、Ｅ的抑制作用的临界浓度为５×１０＾－４ｍｏｌ／Ｌ,Ａ、Ｂ、Ｃ的抑制作用的临界浓度为２．５×１０＾－２ｍｏｌ／Ｌ;酸与酯之间存在不同程度的协同作用或拮抗作用;混合物的组分、组分物     

硅介导稻瘟病抗性的生理机理

【目的】稻瘟病是水稻生产主要的病害之一,每年造成严重的产量损失。研究表明,施用硅肥作为一种环境友好型病害防治措施,在增强植物抗病性中起重要作用,但其作用机理还不完全清楚。本文旨在探讨硅处理对水稻稻瘟病的抗性效应及生理作用机理,为稻瘟病的有效防治提供理论依据和实践指导。【方法】选用稻瘟病广谱感病品系CO39（不含已知抗稻瘟病基因）及其近等基因系C101LAC(Pi-1)（抗病品系）为试验材料,设置（1）不加硅不接种（Si-M-）、（2）加硅不接种（Si+M-）、（3）不加硅接种（Si-M+）和（4）加硅接种（Si+M+）等4个处理,通过光照培养箱控制生长条件,用Hoagland营养液进行水培试验,研究施硅对稻瘟病的控制效果,以及对水稻根系和叶片中硅、酚类物质、水杨酸、乙烯及H2O2含量的影响。【结果】施硅显著降低两个水稻品系的稻瘟病的发病率和病情指数。抗病品系C101LAC(Pi-1)的稻瘟病的发病率和病情指数明显低于感病品系CO39。施硅后,两个水稻品系的根、茎、叶中的硅含量都显著增加,地上部的硅含量明显高于根部。稻瘟病菌侵染条件下,加硅显著降低两个材料叶片中的总酚含量,对根系中的总酚含量没有显著影响。不接种稻瘟病菌情况下,加硅对第3天叶片中总酚含量没有显著影响,而显著降低了第7天叶片中的总酚含量,两个水稻品系表现一致。对两个品系水稻品种来说,根系中的总酚含量明显低于叶片中的总酚含量。稻瘟病菌侵染条件下,加硅显著降低两个材料叶片中的木质素含量,对根系中的木质素含量没有显著影响。不接种稻瘟病菌情况下,加硅显著增高了CO39叶片中的水杨酸含量,而对于C101LAC(Pi-1),加硅只在第3天显著增高了叶片中的水杨酸含量。接种稻瘟病菌后,施硅使CO39在第3天叶片中的水杨酸含量显著增高,而对C101LAC(Pi-1)没有显著影响。在两个品系的根系中都没有检测到水杨酸。接种稻瘟病菌后,施硅显著降低了两个水稻材料叶片和根系中的乙烯含量。不接种稻瘟病菌情况下,叶片中乙烯含量极低,加硅显著降低了CO39第3天根系中乙烯含量,而对于C101LAC(Pi-1),加硅后,第3天和第7天根系中乙烯含量都显著降低。加硅显著降低两个材料叶片中H2O2的含量,而显著增加了根系中H2O2含量。对两个品系水稻品种来说,根系中的H2O2含量明显低于叶片中的。【结论】施硅能显著增加水稻对稻瘟病的抗性,改变植株体内的生理代谢状况,调节植物体内酚类物质的含量,并通过诱导信号物质如水杨酸、乙烯、H2O2等的变化来提高水稻植株对稻瘟病的抗性。     

茉莉酸在玉米地上部与地下部系统性诱导防御反应中的作用

 【目的】研究外源茉莉酸处理玉米地上部（或地下部）是否会系统性地影响到地下部（或地上部）的防御作用,探讨对玉米防御反应的影响是否与玉米的茉莉酸信号途径相关。【方法】以“高油115”玉米为材料,采用化学物质分析和基因表达分析方法,通过茉莉酸合成途径抑制剂水杨苷异羟肟酸（salicylhydroxamic acid, SHAM）预处理的对比实验,研究茉莉酸在玉米地上部与地下部诱导防御反应中的作用。【结果】外源茉莉酸处理玉米地上部能系统地影响到地下部防御物质的含量及防御相关基因的表达,处理地下部也能系统性地影响地上部。茉莉酸处理地上部以及茉莉酸处理地下部对玉米叶片防御反应的诱导均强于根系,而茉莉酸处理地上部对玉米同一部位的诱导作用强于茉莉酸处理地下部。茉莉酸处理地上部是通过激活茉莉酸自身合成来诱导叶片Bx1、Bx9、PAL、PR-1、MPI、FPS和TPS基因的表达、增加叶片丁布含量及降低咖啡酸含量的,同时系统诱导根系Bx6、Bx9、PAL和PR-2a基因表达、增加香豆酸和咖啡酸含量以及降低丁香酸含量则与激活地上部茉莉酸自身合成相关。茉莉酸处理玉米地下部对根系Bx6、PR-2a和MPI基因表达的诱导以及总酚含量的降低也是通过激活茉莉酸自身合成来实现的,对地上部（叶片）防御相关基因Bx6、Bx9、PAL、FPS和TPS表达的间接诱导作用以及丁布、香豆酸、咖啡酸和丁香酸的增加作用则与激活地下部茉莉酸自身合成相关。【结论】外源茉莉酸处理地上部能系统影响到地下部的防御反应,反之亦然;茉莉酸对玉米的诱导防御以叶片为主;茉莉酸处理地上部对玉米的诱导作用强于地下部处理;茉莉酸处理玉米的地上部或地下部,对处理部位防御作用的影响主要是通过激活玉米体内茉莉酸自身合成起作用的;茉莉酸处理玉米对非处理部位防御作用的影响则与激活处理部位茉莉酸自身合成相关。     

茶树的自毒作用研究

研究了茶树的叶、枝条、果皮水抽提液及根系分泌液作供试液对茶子的萌发和茶幼苗生长的影响，结果表明，所测的供试液对茶子的萌发，茶幼苗根系及地上部的生长均有明显的抑制作用；茶园土壤中能积累茶树自毒物质，并在一定程度上对自体起毒害作用，本研宄还进一步证实多酚类、咖啡碱是茶树自毒作用的主要物质。     

不同生育期水分胁迫对水稻根系活力、叶片水势和保护酶活性的影响

以丰华占为研究材料,通过盆栽试验,在水稻生长的不同生育时期分别进行水分胁迫处理,研究其对水稻根系活力、叶片水势和保护酶活性的影响.结果表明,不同生育期干旱胁迫后叶片水势均显著下降,解除干旱后回复到对照水平;分蘖期、穗分化期、抽穗期、结实期干旱处理后根系活力分别比对照上升 181.38%、27.32%、94.86%和 93.47%,其中穗分化期、抽穗期干旱处理在解除干旱后均仍然显著高于对照.不同生育期干旱胁迫均造成叶片和根系的超氧化物歧化酶(SOD)活性显著提高,其中抽穗期控水后SOD活性提高幅度最大,叶片和根部SOD活性分别比对照提高44.30%和105.18%,且解除干旱后仍然高于对照.根系和叶片的过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性在不同生育期干旱处理后均显著上升,解除干旱后可回复到与对照接近的水平.研究还表明,无论干旱与否,叶片的SOD、POD和CAT活性均远远高于根部.     

Bt玉米抗虫蛋白表达的时空动态及其土壤降解研究

 采用ELISA定量法对比研究了美国和中国 4种Bt玉米品种 (34B2 4、NK5 8 D1、R× 6 0 1RR/YG和农大 6 1)不同器官Bt蛋白表达的季节动态 ;应用室内 2 5℃恒温模拟分解试验对比了 4个Bt玉米品种秸秆分解释放的Bt蛋白的土壤降解规律。结果表明 ,4种Bt玉米不同器官不同生育期Bt蛋白含量表现出较大的差异 ,总体趋势为随生育期的延长Bt蛋白的表达量降低 ,农大 6 1后期表达量衰退不明显。室内模拟分解试验显示 ,4种Bt玉米秸秆中的Bt蛋白在水中的降解过程呈现初期大量释放 ,前期大量快速降解和后期极低量稳定 3个阶段 ,农大 6 1、34B2 4、NK5 8 D1分解 7d时含量达到最大 ,但R× 6 0 1RR/YG分解 14d达最大。 4种Bt玉米秸秆中的Bt蛋白在室内 2 5℃恒温条件下均能在土壤中快速降解 ,降解过程均呈现前期负指数大量快速降解和中后期极少量稳定两个阶段 ,其DT50 依次为NK5 8 D1(2 .0 9d) 相似文献   

温度影响下的稻纵卷叶螟实验种群动态的系统动力学模拟

温度是影响稻纵卷叶螟（Cnaphalocrocis medinalis Guenee）发育、存活和繁殖的关键生态因子之一。研究温度与稻纵卷叶螟种群数量变动的关系,可为害虫种群的控制提供科学依据。本文根据稻纵卷叶螟在不同温度处理下（19.0℃,22.0℃,25.0℃,28.0℃,31.0℃）的实验种群生命表,利用系统动力学的相关理论和方法构建仿真模型,对稻纵卷叶螟实验种群的数量动态进行了模拟,在此基础上预测成虫的产卵量,并通过敏感性分析确定了成虫产卵的最适温度。结果显示,在初始卵量均为100标准粒的情况下,温度过高（〉25.0℃）不利于稻纵卷叶螟实验种群低龄幼虫的生存和发育,温度过低或过高均不利于实验种群后期的发育和繁殖;随着温度的上升,稻纵卷叶螟的存活率和生殖力迅速提高,温度为25.0℃时世代存活率、次代产卵量达到最高值,分别为19.67%和1488.4头;稻纵卷叶螟成虫的最高产卵量出现在24.9℃。研究表明了系统动力学模型在害虫种群发育动态及预测方面有着良好的应用潜力。     

赤红壤坡地果园间种不同牧草的适应性及其持续利用研究

通过果园间作6种不同牧草对比试验，筛选出4种适宜于赤红壤坡地种植的牧草。同时开展了利用刈割后的牧草覆盖野生蔬菜地和覆盖、填埋果树周围（树冠滴水线以外）土壤的试验，结果表明，利用刈割牧草覆盖填埋处理来改良土壤，可明显增加土壤水分，提高土壤肥力，进而促进果树生长。这种方式是解决牧草持续利用的一种好的途径。