东北三省土壤风蚀天数时空变化及分区评述

基于东北三省1981−2017年气候资料,明确不同区域不同耕作阶段（全年、休耕期和播前1个月）不同等级日最大风速发生的变化规律;结合考虑降水影响下的起动风速指标,解析不同区域各阶段风蚀发生天数的时空规律,为各区域提出相适应的土壤保护耕作措施提供科学依据。结果表明：东北三省全年0−3级、4−6级和7级及以上日最大风速年均出现频率分别为48.5%、50.4%和1.1%,研究期内,全年、休耕期和播前1个月0−3级日最大风速出现频率均呈增加趋势,而4级及以上风速出现频率呈减少趋势。研究区域全年风蚀发生天数比例为35.0%,而播前一个月发生风蚀天数占该时期总天数的比例高于全年均值,达57.0%。大部分地区各个时期风蚀发生天数呈减少趋势。辽河平原区和三江平原区休耕期和播前1个月风蚀发生天数均较多,应重视风蚀对土壤的影响。松嫩平原区虽然休耕期土壤风蚀发生频率较低,但播前1个月风蚀发生较多,该区域应倡导免耕技术以降低土壤风蚀。     

二苯-α-吡喃酮类链格孢霉毒素和人血清白蛋白的相互作用及机理探究

为探究链格孢酚单甲醚(AME)和链格孢酚(AOH)这两种二苯-α-吡喃酮类链格孢霉毒素与人血清白蛋白(HSA)之间的分子相互作用及机理,本研究模拟血液生理pH值,采用稳态荧光光谱、同步荧光光谱、3D荧光光谱以及圆二色光谱等方法研究两者之间的相互作用。结果表明,AME和AOH与HSA相互作用均发生了静态猝灭,具有较高亲和力,以氢键和范德华力(ΔH<0,ΔS<0)结合形成1:1复合物,互作过程中这两种类毒素破坏了人血清白蛋白中稳定二级结构的氢键网络,使蛋白二级结构展开,且AME和AOH使人血清白蛋白中的α-螺旋结构含量从48.93%分别减少至39.41%和44.01%,并使色氨酸残基极性降低、疏水性增加,但酪氨酸残基极性变化不大,即结合位点可能位于色氨酸残基所在的空腔(即结合位点I);AME对HSA的猝灭程度、猝灭常数(K_sv)及结合常数(K_a)均大于AOH,结合距离也更小(r_AME=2.56 nmAOH=2.60 nm)。本研究结果为进一步探究二苯-α-吡喃酮类链格孢霉毒素的毒代动力学和药代动力学,完善丰富其毒理学相关资料,以及进行风险评估和在食品中限量标准的制定提供了参考依据。     

汾河流域下游不同土地利用方式下优先流区与基质流区土壤团聚体稳定性分析

优先流是水分和溶质在土壤中非均质性运移的普遍现象,但对其形成的优先流区和基质流区土壤团聚体稳定性的研究还较少。为了阐明土壤团聚体破碎机制的差异,研究以汾河流域下游农田、撂荒地和果园3种土地利用方式为对象,采用野外染色示踪法与Le Bissonnais(LB)法分析了土壤染色区分下优先流区与基质流区土壤团聚体稳定性特征。结果表明:土壤染色率主要分布在0—30 cm土层,在10—30 cm土层果园显著高于撂荒地。LB处理的>0.25 mm团聚体含量和平均重量直径(MWD)在不同土地利用方式下表现为果园>农田>撂荒地,相对消散指数(RSI)和相对机械破碎指数(RMI)则有相反的趋势。优先流区在10—20 cm土层比基质流区具有更强的团聚体稳定性以及抵抗消散作用和机械破坏能力。土壤染色率与快速湿润的MWD呈显著负相关,与RSI呈显著正相关。研究表明果园比农田和撂荒地具有更好的优先流特征和团聚体稳定性,并且优先流区抗团聚破碎能力比基质流区更强,这将有利于维持优先流途径稳定性。     

基于GIS的宁夏土壤侵蚀敏感性与景观生态风险评价

为了探究宁夏土壤侵蚀的空间差异,识别土壤侵蚀敏感性区域,利用气象、植被、DEM、土壤、土地利用等数据,结合GIS技术和Fragstats 4.2软件,构建土壤侵蚀敏感性和景观生态风险的综合评价模型,对研究区进行了土壤侵蚀和景观的综合生态风险评价与分析。结果表明:(1)在综合风险评价中,宁夏由低到高5个风险等级的面积占比依次为34.97%,33.56%,15.03%,11.57%,4.88%。(2)从县域尺度上看,高风险区集中分布在西吉、彭阳、隆德部分地区; 较高风险区分布在南部山区及盐池最南部; 中等风险区主要分布在海原、同心等地,较低等级以下风险区在各县(区)均有分布。(3)宁夏耕地、草地面积占比最大,共计占比达69.7%,在不同土地利用类型中,各风险等级占比不同。由此可知,宁夏土壤侵蚀敏感性空间分布差异显著,低、较低风险等级区域分布范围广泛。     

氮钾配施对冬油菜角果皮光合作用及光合器官氮分配的影响

  【目的】  角果皮作为典型的非叶器官,其光合作用不仅是油菜(Brassica napus L.)光合作用的重要补充,更是生育后期产量建成的重要碳源。我们研究了氮、钾营养及氮钾配施对冬油菜角果形态、角果皮光合特性、光合器官氮分配的影响及光合氮利用效率(PNUE)差异机制。  【方法】  采用双因素田间试验,设4个施氮量(N 0、90、180、270 kg/hm2,分别以 N₀、N₉₀、N₁₈₀、N₂₇₀表示),两个钾用量(K₂O 0、120 kg/hm2,分别以K₀、K₁₂₀表示),试验共计8个处理:N₀K₀、N₀K₁₂₀、N₉₀K₀、N₉₀K₁₂₀、N₁₈₀K₀、N₁₈₀K₁₂₀、N₂₇₀K₀、N₂₇₀K₁₂₀,每个处理3次重复。在角果期测定角果形态参数、净光合速率(A_n)、角果皮氮钾养分含量、光合氮利用效率（PNUE）以及最大羧化速率(V_cmax)等相关光合、生理参数,并计算角果皮氮素在光合器官(羧化系统、电子传递系统和捕光系统)的分配比例。  【结果】  与N₀K₀处理相比,氮钾配施处理单株角果数增加了1.7～3.0倍,角果长和角果面积分别提高了12.1%～30.2%和9.9%～43.8%。在不同氮肥施用量下,施钾后角果皮氮含量平均降低了19.5%;在不同施钾量下,氮肥施用后角果皮钾含量平均降低了20.9%。氮钾配施处理角果皮气孔导度(g_s)、叶肉导度(g_m)、V_cmax及A_n较N₀K₀处理平均提高了11.1%、158.8%、88.2%和115.0%。与N₀处理相比,施氮后角果皮光合系统氮库平均增加了51.1%,但羧化系统(N_cb)和电子传递系统(N_et)中氮分配比例分别下降了8.4和2.5个百分点,PNUE降低了21.1%;相反,施钾后角果皮光合氮库和分配比例分别较K₀处理提高了28.7%和15.6个百分点,其中N_cb和N_et氮库分别提高了35.9%和31.4%,PNUE增幅高达65.7%。与N₀K₀处理相比,尽管氮钾配施对角果皮光合系统氮分配比例的提升作用较小,但光合系统氮库容量增加了90.7%,远高于单施氮肥或钾肥对角果皮光合氮库的提升幅度。PNUE与角果皮钾含量和光合系统中各组分氮分配比例呈极显著正相关关系,而与角果皮氮含量及氮钾比呈显著负相关。  【结论】  氮钾配施一方面提高了角果皮光合面积、协调氮钾营养平衡、降低CO₂传输阻力,另一方面增加了角果皮光合氮库、改善了光合系统中氮分配比例,从而提高了角果光合能力、优化了PNUE。因此,在实际生产中氮钾肥要合理配施,最大化个体光合潜能,进而提高群体生产力达到增产增效的目的。     

不同生态条件下氮高效水稻品种干物质积累和产量特性

  【目的】  研究生态条件和施氮水平及其互作对氮高效水稻品种干物质积累、物质转运和产量的影响,为不同稻区不同施氮水平下选择适宜的水稻品种提供科学依据。  【方法】  本试验于2019年在四川省大邑县(弱光寡照)和云南省永胜县(光温充足)两个生态点进行,以西南地区大范围种植的10个水稻品种为供试材料,采用两因素裂区设计,主区为不施氮(N0)、低氮120 kg/hm2 (N120)和高氮180 kg/hm2 (N180) 3个施氮水平,副区为10个品种。分别于拔节期、抽穗期和成熟期测定干物重,计算不同时期干物质积累和转运量,于收获后测定水稻产量。  【结果】  水稻产量和干物质生产特性为生态条件、施氮水平、品种及其互作效应共同作用的结果。大邑生态点宜香优1108在N120下的产量比N180提高4.68%,永胜点德优4923在N120施氮水平下的产量比N180提高113.4 kg/hm2,结合产量和GGE模型分析,大邑生态点宜香优1108为低氮高效型,晶两优534和F优498为高氮高效型;永胜点德优4923为低氮高效型,中优295和丰优香占为高氮高效型。氮高效水稻干物质积累和转运特征因生态条件和施氮量的变化而变化。大邑低氮高效型品种产量主要来自拔节前干物质的积累和抽穗前光合产物的转化,产量优势在于足量的单位面积有效穗数,移栽至拔节期的群体生长率与产量(r=0.70**)和有效穗数(r=0.41*)呈显著正相关;大邑生态点高氮高效型品种抽穗至成熟期群体生长率和穗后干物质积累量对籽粒的贡献率明显高于其它品种,产量与抽穗至成熟期群体生长率(r=0.56**)和穗后干物质积累量对籽粒的贡献率(r=0.37*)呈显著正相关关系;永胜低氮高效型品种干物质积累特征在于拔节至抽穗期群体生长率和穗前干物质转化对籽粒的贡献率较高,千粒重较同处理平均值提高13.61%;永胜高氮高效型品种具有拔节至抽穗期高群体生长率的物质生产特性,产量优势在于较高的每穗颖花数,该点拔节至抽穗期群体生长率与产量(r = 0.60**)和每穗颖花数(r = 0.68**)均呈极显著正相关关系。  【结论】  在大邑等弱光寡照地区,低氮高效型品种应保证前期较高的生长速率和穗前干物质转化对籽粒的贡献率;高氮高效型品种应保持抽穗后高群体生长率并增加穗后光合产物的积累。在永胜等光温充足地区,拔节至抽穗期较高的群体生长率是低氮高效型和高氮高效型品种共同的物质生产特征。     

缓释肥处理下麦田土壤细菌和真菌群落对气候变化的响应

采用控制系统来模拟未来大气CO₂浓度和气温升高的气候变化情景,借助基于半导体芯片技术的IonS5TMXL测序平台并结合相关生物信息学方法对气候变化背景下缓释肥处理的麦田土壤进行16S rRNA细菌V4区和18S rRNA真菌ITS区测序分析,探究了缓释肥处理下麦田土壤细菌和真菌对气候变化的响应。结果显示,所有样品测序后获得细菌和真菌平均有效序列数分别是80543和64303个,平均OTUs分别是3149和1161个。Alpha多样性分析显示,大气CO₂浓度升高小麦土壤细菌的Shannon和Chao1指数均降低,而土壤真菌在各气候环境下均无显著差异。主成分分析显示,各处理下土壤细菌群落结构差异不明显,真菌群落结构在气温升高时差异明显。缓释肥处理与普通肥相比,土壤细菌和真菌的Alpha多样性及群落结构在不同气候条件下均没有差异。菌群分类学表明,小麦土壤的优势细菌门为变形菌门、放线菌门、拟杆菌门和酸杆菌门,主要的优势细菌属有9种;优势真菌门为子囊菌门、被孢菌门和担子菌门,主要的优势真菌属有7种。大气CO₂浓度升高条件下,施用普通尿素使变形菌门和鞘氨醇单胞菌属的相对丰度分别增加10.34%和46.27%。在对照温度对照CO₂浓度条件下,缓释肥处理比普通肥处理使子囊菌门和毛壳菌属相对丰度分别显著增加39.85%和295.33%;在升高温度对照CO₂浓度条件下,缓释肥处理比普通肥处理使子囊菌门和毛壳菌属分别增加33.16%和154.49%。CO₂对变形菌门、鞘氨醇单胞菌属和毛壳菌属的影响达显著水平。在各气候变化环境下,各土壤理化性质均有所改善;与普通氮肥相比,缓释氮肥处理在各气候环境下土壤有机质、碱解氮和全氮含量降低,土壤有效磷和总磷含量升高。冗余分析表明,土壤细菌群落结构主要受土壤全氮和盐分含量的影响,而真菌群落结构主要受土壤pH和有效磷含量的影响。研究结果表明,未来气候环境变化对土壤微生物群落的影响大于缓释肥处理。该结果加深了缓释肥对土壤微生物群落结构和多样性影响的认识,为未来气候环境变化下缓释肥推广使用提供理论依据。     

大蒜根腐病病原菌Alternaria embellisia DS55-6F的分离鉴定及其生长特性研究

大蒜是药食两用的百合科葱属作物,虽然具有抗肿瘤、抑菌等作用,但是连续种植后,常出现根部腐烂的现象。从山东省济宁市金乡县大蒜腐烂根样品中分离获得菌株DS55-6F,通过ITS、EF-1和gpd多基因分子生物学鉴定和形态学鉴定,明确该菌株为艾氏链格孢Alternaria embellisia;温室条件下,将该菌株回接大蒜幼苗,40 d后大蒜发生严重根部腐烂,通过重新分离和鉴定获得DS55-6F,符合柯赫氏验证试验,说明菌株艾氏链格孢Alternaria embellisia DS55-6F是大蒜根腐病病原菌。通过不同温度、不同pH、不同碳源、不同氮源4项指标对其生长特性进行评价,发现该菌株在28℃、pH 6、唯一碳源为麦芽糖、唯一氮源为牛肉浸粉或硝酸钾时菌丝生长较好,唯一碳源为乳糖、唯一氮源为硫酸铵或氯化铵时菌丝生长缓慢。     

苯肽胺酸对低温胁迫下玉米幼苗抗氧化系统和氮代谢的影响

以玉米品种郑单958为试材,设常温下喷施清水（CK）、常温下喷施苯肽胺酸（PA）、低温下喷施清水（LT）和低温下喷施苯肽胺酸（LT+PA）4个不同处理,低温处理7 d后将玉米幼苗移入常温环境下恢复3 d,测定各处理幼苗生长情况、细胞质膜透性、活性氧（ROS）、抗氧化酶活性和氮代谢相关指标。结果表明,低温胁迫下,幼苗叶片活性氧和丙二醛（MDA）含量显著增加,膜透性增大,胁迫前期会诱导酶促抗氧化防御系统活性增强,随胁迫时间延长,抗氧化酶活性均呈下降趋势;氮素吸收量逐步减少,氮代谢相关酶活性呈明显降低趋势,玉米幼苗生长受到严重抑制。叶面喷施苯肽胺酸可显著减少膜损伤来促进根系对NO₃^-的吸收和提高抗氧化酶活性,同时氮代谢关键酶活性的上升和GS/GOGAT代谢途径的正常运行在氮代谢中发挥积极作用。     

硬粒小麦白粉病成株抗性QTL的遗传分析

小麦白粉病是世界范围内广泛流行的小麦叶部真菌病害,显著影响小麦的产量和品质。由于现有品种的白粉病抗性不断丧失,使得进一步挖掘新的白粉病抗源及抗病基因十分重要。本研究以硬粒小麦品种UC1113和Kofa构建的包含93个株系的F₈代RIL群体为材料,利用235个多态性标记构建遗传图谱,并结合白粉病成株抗性表型数据,对4个环境下的白粉病成株抗性进行QTL定位。结果表明,在RIL群体中共定位到4个与白粉病成株抗性相关的QTL,分别位于1AL、4AL（2）和5AL染色体上。其中,来自UC1113的3个QTL（ QPm.hnau-1AL 、 QPm.hnau-4AL.1 和 QPm.hnau-4AL.2 ）为新的白粉病成株抗性QTL。本研究为小麦白粉病抗性基因挖掘和抗病育种提供了重要信息。