Influences of sand cover on erosion processes of loess slopes based on rainfall simulation experiments

Aeolian-fluvial interplay erosion regions are subject to intense soil erosion and are of particular concern in loess areas of northwestern China.Understanding the composition,distribution,and transport processes of eroded sediments in these regions is of considerable scientific significance for controlling soil erosion.In this study,based on laboratory rainfall simulation experiments,we analyzed rainfall-induced erosion processes on sand-covered loess slopes(SS)with different sand cover patterns(including length and thickness)and uncovered loess slopes(LS)to investigate the influences of sand cover on erosion processes of loess slopes in case regions of aeolian-fluvial erosion.The grain-size curves of eroded sediments were fitted using the Weibull function.Compositions of eroded sediments under different sand cover patterns and rainfall intensities were analyzed to explore sediment transport modes of SS.The influences of sand cover amount and pattern on erosion processes of loess slopes were also discussed.The results show that sand cover on loess slopes influences the proportion of loess erosion and that the compositions of eroded sediments vary between SS and LS.Sand cover on loess slopes transforms silt erosion into sand erosion by reducing splash erosion and changing the rainfall-induced erosion processes.The percentage of eroded sand from SS in the early stage of runoff and sediment generation is always higher than that in the late stage.Sand cover on loess slopes aggravates loess erosion,not only by adding sand as additional eroded sediments but also by increasing the amount of eroded loess,compared with the loess slopes without sand cover.The influence of sand cover pattern on runoff yield and the amount of eroded sediments is larger than that of sand cover amount.Furthermore,given the same sand cover pattern,a thicker sand cover could increase sand erosion while a thinner sand cover could aggravate loess erosion.This difference explains the existence of intense erosion on slopes that are thinly covered with sand in regions where aeolian erosion and fluvial erosion interact.     

磷肥减量结合硫酸铵配施提高西北地区旱地春玉米磷素利用效率

  【目的】  西北旱地春玉米种植区磷肥过量施用，磷肥利用效率偏低。本研究旨在探究春玉米磷肥减施的可行性以及实现磷素高效利用的优化施肥方式，以期为该地区春玉米磷肥高效利用提供参考。  【方法】  在西北典型雨养农业区设置3年的定位田间试验，共设5个处理:对照 (CK，不施磷肥)、农户模式 (FP，磷用量P₂O₅ 120 kg/hm2，撒施)、减磷撒施 (RP，磷用量P₂O₅ 70 kg/hm2，撒施)、减磷条施 (BF，磷用量P₂O₅ 70 kg/hm2，条施)、硫酸铵模式 (SA，采用硫酸铵氮肥替代尿素氮肥，其他同减磷撒施处理)。在玉米四叶期、五叶期以及成熟期采集植物和土壤样品 (根际土和非根际土)，测定玉米根系、地上部生物量及其磷含量，土壤碱性磷酸酶活性、pH、有效磷、丛枝菌根侵染率，并采用WinRHIZO根系扫描系统测定根长、根表面积、根体积等指标。  【结果】  三年试验结果表明，RP、BF、SA处理玉米籽粒产量、生物量与FP处理无显著差异 (P > 0.05)，但磷肥偏生产力显著提高，平均增幅68.0%。RP、BF、SA处理成熟期玉米籽粒磷含量较FP处理降低7.1%～12.9%，磷累积量降低了8.8%～17.0%，其中RP和BF处理降低幅度达到显著水平，但SA处理籽粒磷含量和磷累积量与FP处理相当。与FP处理相比，RP和SA的磷肥回收利用率均有提高，其中SA处理显著提高7.2个百分点；RP、BF、SA处理均有促进春玉米苗期根系生长的趋势，其中SA处理根长、根表面积以及细根长 (直径小于0.50 mm) 分别提高13.9%～37.9%、8.6%～46.1%、12.2%～43.0%。此外，与FP处理相比，RP和SA处理提高了玉米苗期根系丛枝菌根侵染率，增幅在16.2%～21.7%；SA处理非根际土碱性酶活性有增加趋势，五叶期差异达显著水平，BF处理非根际土有效磷含量提高了18.8%～56.3%。  【结论】  在西北旱地春玉米种植区，磷肥施用量由现在的P₂O₅ 120 kg/hm2减少至70～75 kg/hm2仍可保证玉米稳产。在此基础上，用生理酸性肥料硫酸铵代替尿素可促进玉米根系生长以及丛枝菌根侵染，促进玉米对磷素的吸收利用。     

不同温度下TMV侵染枯斑三生烟的LncRNA差异表达

【目的】 筛选不同温度下烟草花叶病毒（Tobacco mosaic virus,TMV）侵染后枯斑三生烟（Nicotiana tabacum var. Samsun NN）差异表达的长链非编码RNA（long non-coding RNA,lncRNA）,研究lncRNA在枯斑三生烟抗性反应中的作用。【方法】 N基因的温度敏感性使枯斑三生烟在25℃时具备对TMV的抗性、在31℃抗性丧失,在这两个温度条件下对枯斑三生烟接种TMV和磷酸盐缓冲盐水（phosphate buffered saline,PBS）,48 h后提取系统叶总RNA,构建链特异性文库后进行深度测序。对测序结果进行过滤后利用HTSeq将有效数据与近缘品种TN90（N. tabacum var. TN90）基因组比对,筛选得到lncRNA后利用FPKM法估计lncRNA的表达水平。通过edgeR筛选差异表达lncRNA（differentially expressed lncRNA,DElncRNA）,并利用qRT-PCR技术对这一结果进行验证。通过共定位及共表达分析预测DElncRNA的靶基因,通过参考基因组注释、GO和KEGG富集分析研究靶基因的功能。【结果】 4个处理共12个样本经lncRNA-seq各测得约8 000万条clean reads,共获得4 737条已知lncRNA、40 169条新lncRNA。其中64个lncRNA在不同温度条件下TMV侵染后存在差异表达,qRT-PCR测定结果显示这些lncRNA的测序正确率在80%左右,表明本研究所得测序数据具备较高的可信度。对DElncRNA进行靶基因预测,发现一些基因同时被25℃下调和31℃上调的DElncRNA靶向。靶基因注释功能丰富,主要参与植物抗病、激素和代谢等生理过程。部分可能与激素通路相关的lncRNA,在25℃下TMV侵染时呈现下调趋势,而在31℃下TMV侵染则呈现上调趋势。GO富集分析显示靶基因主要参与构成膜、囊泡等组分,具备钙、钾离子通道抑制剂活性等分子功能,使相应离子得以转运引发随后的反应,同时也参与发病、抗原加工和呈现、细胞分裂素代谢等生理过程。KEGG分析发现靶基因显著富集在植物激素信号转导通路,25℃下调和31℃上调的DElncRNA靶基因同时富集在激素信号传导、ABC运输蛋白、苯丙烷类生物合成等通路。【结论】 不同温度（25℃和31℃）条件下TMV侵染枯斑三生烟后,长链非编码RNA差异表达,DElncRNA通过作用于激素信号传导、物质转运等过程参与寄主系统获得性抗性反应。研究结果可为揭示植物系统获得性抗性中lncRNA的调控功能以及新型抗病毒技术开发提供依据。     

水分胁迫下转DREB3基因抗旱大豆的生理反应

采用田间试验方法,在苗期和初花期自然状态、水分胁迫以及充足灌水条件下,研究了转DREB3基因抗旱大豆叶片、茎、根中超氧化物歧化酶(SOD)活性,丙二醛(MDA)、脯氨酸和蔗糖含量的变化。结果表明,在自然状态下,苗期水分胁迫第5天时,转DREB3基因抗旱大豆叶片SOD活性显著高于受体大豆东农50,初花期无明显变化;苗期和初花期转DREB3基因抗旱大豆叶片、茎和根中丙二醛、脯氨酸含量与受体大豆东农50相比无明显差异;苗期转DREB3基因抗旱大豆叶片和根中蔗糖含量显著低于受体大豆东农50,初花期差异不显著。在水分胁迫条件下,转DREB3基因抗旱大豆SOD活性显著高于受体大豆东农50,丙二醛含量显著低于受体大豆东农50,初花期水分胁迫第10天时叶片和茎中脯氨酸含量显著高于受体大豆东农50,蔗糖含量显著低于受体大豆东农50。充足灌水管理下,转DREB3基因抗旱大豆与受体大豆东农50相比,苗期和初花期叶片、茎和根中SOD活性、丙二醛和脯氨酸含量无明显差异;苗期转DREB3基因抗旱大豆叶片中蔗糖含量显著低于受体大豆东农50,但在初花期水分胁迫10天时转DREB3基因抗旱大豆叶片中蔗糖含量显著高于受体大豆东农50,苗期和初花期茎和根中蔗糖含量无显著差异。     

连云港口岸国际航行船舶截获植物有害生物情况分析与建议

为强化对国际航行船舶的检疫监管,降低植物有害生物传入风险,本文对"十二五"期间连云港口岸国际航行船舶截获植物有害生物的情况进行了统计,掌握了截获有害生物的种类,分析了影响截获的主要因素,并提出相应的检疫对策。     

基于Solidworks的复合式小麦匀播机的结构设计

根据小麦播种的特点,提出一种复合式小麦匀播的新型结构机械。对匀播机进行了虚拟设计,应用Solidworks对匀播机进行模块化虚拟建模,包括悬挂机构、旋耕机构、施肥机构、播种机构、匀播机构、镇压机构和松土装置;通过虚拟样机的设计,使得样机的研发节省了时间,降低了成本。样机的田间试验结果表明:该设备具有结构简单、工作可靠、维护方便的特点。     

不同叶面肥对狐臭柴叶片生物量和主要生化指标的影响

以三年生狐臭柴为实验材料,设置自然光和遮光两种光照条件,用三种叶面肥进行喷施,分析不同肥料对狐臭柴叶片生物量和主要生化指标的影响。结果表明:喷施氮肥能显著提高狐臭柴叶片生物量,自然光及遮光下分别增加37.30%和15.02%,但果胶的积累减少,分别降低19.78%和17.35%;磷肥能显著提升叶片果胶的含量,分别增加158.08%和239.96%,但叶片生物量显著低于对照,分别降低55.83%和47.40%;复合肥对叶片生物量无明显影响,果胶含量轻微降低。各肥料均使可溶性糖含量降低,且在遮光条件下使叶片内可溶性蛋白含量增加,自然光下使可溶性蛋白含量降低。     

通过转化脂肪酸去饱和酶基因AcoFAD2提高菠萝植株的抗寒能力

为培育抗寒菠萝新品种,本研究通过比较菠萝脂肪酸去饱和酶基因序列和拟南芥脂肪酸去饱和酶基因序列,筛选获得目标基因AcoFAD2;通过农杆菌转化菠萝'台农17'获得过表达AcoFAD2转基因植株TN17FAD2-3;转基因植株和对照在低温条件下进行培养,鉴定转基因植株和对照的不饱和脂肪酸含量及抗寒能力.结果 发现组培苗在7℃条件下处理5d然后转入26℃生长一周,TN17FAD2-3第四片叶坏死比例为(5±1)％,只转化空载体的对照TN17-EV第四片叶坏死比例为(97±2)％.组培苗在7℃条件下生长5d,然后转入26℃生长15d.TN17FAD2-3第二片叶叶面积为(2.15±0.2) cm2,TN17-EV第二片叶叶面积为(0.06±0.01) cm2.TN17FAD2-3的叶片不饱和脂肪酸含量(16∶3+18∶3)为(77.5±0.7)％,对照TN17-EV叶片不饱和脂肪酸(16∶3+18∶3)含量为(58.6±0.8)％.TN17FAD2-3的叶片不饱和脂肪酸含量高于只转化空载体的对照TN17-EV.低温条件下,TN17FAD2-3比TN17-EV生长快,TN17FAD2-3株系比TN17-EV具有更高的抗寒性,载体UBI-pCAMBIA1301不能提高菠萝植株的抗寒能力,通过转化脂肪酸去饱和酶基因AcoFAD2能够提高菠萝植株的抗寒性能,本研究为快速培育抗寒菠萝新品种提供理论基础.