干旱胁迫下草甘膦对抗草甘膦大豆幼苗保护酶活性及脂质过氧化作用的影响

【目的】为探明干旱胁迫(5d)及旱后复水条件下不同草甘膦剂量对抗草甘膦大豆(RR1)幼苗保护酶活性及脂质过氧化作用的影响。【方法】采用盆栽试验,在大豆的第三复叶期进行水分胁迫和草甘膦处理。【结果】(1)正常水分条件下,草甘膦增加了RR1的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性,以及丙二醛(MDA)含量和相对电导率(EL),且随剂量的增加和处理5d内时间的延长而升高;草甘膦处理17d后,各指标均有所下降。(2)干旱条件下,较低剂量的草甘膦处理使RR1的SOD、POD、CAT活性随胁迫时间的延长而升高,0.92kg·hm-2处理的各保护酶活性随胁迫时间的延长呈先增加后降低趋势;然而,各剂量处理的MDA含量和EL均在胁迫第5天上升到最大;各指标在复水12d后均有所下降。(3)干旱条件下草甘膦处理的SOD、POD、CAT活性以及MDA含量和EL均高于正常水分条件下草甘膦处理。【结论】正常水分条件下,草甘膦对RR1幼苗造成的伤害可以经过一段时间的生长发育有所缓解;而干旱胁迫加剧了草甘膦对RR1幼苗伤害的原因是活性氧代谢失衡,保护酶系的活性发生变化,质膜过氧化程度加大,短期干旱胁迫后复水可提高细胞膜的抗干旱能力或适应胁迫的能力。     

农业物联网系统在现代农业中的应用

在最新召开的党的十九大报告会上,党中央提出大力发展"乡村振兴"战略,该项战略的提出继承和发扬了党对"三农"问题关切、关怀、重视的立场与态度。农业是国民经济的基础,农业的根本出路在现代化,农业现代化的关键在于科技进步。农业物联网已经成为现代农业发展中一个极为热门的研究焦点,我国是农业大国,现如今对农业物联网的需求也越来越大,但是生活中仍有相当一部分人对农业物联网这一概念没有大致的认识,基于这样的现状农业物联网的普及成为难题;农业传感器的高额成本和研究瓶颈也使农业物联网的推广雪上加霜。农业物联网的普及是一个国家从传统农业向现代农业转变的重要标志,本文就农业物联网系统在现代农业中的一些应用展开说明。     

油菜素内酯对阔世玛胁迫下谷子叶片光合荧光特性及糖代谢的影响

【目的】探明油菜素内酯(brassinolide,BR)对阔世玛胁迫下谷子叶片的光合荧光特性及糖代谢的影响,为谷子田磺酰脲类除草剂阔世玛的安全应用及利用植物生长调节剂油菜素内酯缓解除草剂药害提供理论基础和技术途径。【方法】采用完全随机设计,重复3次,以杂交高产谷张杂5号和普通优质谷晋谷21号为材料,进行盆栽试验,待幼苗长至3—5叶期时,喷施7.5 mg·L~(-1)阔世玛,药后1 d,分别叶面喷施清水(对照)、0.05、0.1、0.2和0.4 mg·L~(-1)的油菜素内酯,7 d后对所有处理的谷子幼苗株高、叶面积、鲜重等农艺性状、叶片光合色素含量、气体交换参数、叶绿素荧光参数、糖含量及蔗糖代谢关键酶活性进行测定与分析。【结果】在7.5 mg·L~(-1)阔世玛胁迫下,谷子的株高、叶面积、鲜重、叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、叶绿素(a+b)、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、最大光化学产量(Fv/Fm)、表观光合电子传递速率(ETR)、非调节性能量耗散量子产量(Y(NO))、中性转化酶(NI)、蔗糖合成酶(SS)及蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性显著降低;而胞间CO2浓度(Ci)、调节性能量耗散量子产量(Y(NPQ))、还原性糖、蔗糖和淀粉含量显著升高。药后1 d喷施适宜浓度的BR能部分缓解阔世玛对谷子的药害,显著提高谷子的株高、叶面积、鲜重、光合色素含量、Pn、Tr、Gs、Fv/Fm、ETR、Y(NO)、NI、SS及SPS活性,并显著降低Ci、Y(NPQ)、还原性糖、蔗糖和淀粉含量;其中,0.05—0.1 mg·L~(-1) BR对缓解张杂5号阔世玛药害的效果较好,0.1—0.2 mg·L~(-1) BR对缓解晋谷21号阔世玛药害的效果较好。≥0.4 mg·L~(-1) BR不能缓解阔世玛药害。【结论】7.5 mg·L~(-1)的阔世玛对谷子产生显著药害的原因之一是降低了其光合色素含量,抑制了PSⅡ光化学活性,影响了糖代谢的正常运转。0.1 mg·L~(-1)的油菜素内酯通过提高光合色素含量、增加气孔导度、提高PSⅡ光化学活性、促进碳水化合物的卸出、维持蔗糖代谢平衡等来缓解阔世玛对谷子光合作用的抑制。     

谷子茎秆水浸提液对其种子萌发及幼苗生长的自毒作用

为探明谷子连作障碍机理,采用完全随机设计开展发芽和盆栽试验,分析谷子茎秆水浸提液对其种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明:不同浓度谷子茎秆水浸提液对谷子种子的萌发表现为"低促高抑"。与对照相比,原液处理下的种子发芽率分别比对照降低73.2%和56.6%,根长、芽长、鲜重、干重也均显著低于对照,表明原液显著抑制谷子种子的萌发和根芽的生长;稀释10、50和100倍液处理下的谷子种子的化感综合效应指数均为正值,表明其对谷子种子的萌发和根芽的生长起到促进作用。谷子茎秆水浸提液原液处理下,谷子幼苗株高、叶面积、生物量、叶绿素含量、净光合速率和蒸腾速率均显著低于对照,且化感效应指数均为负值;稀释10倍液处理下的幼苗株高、叶面积、生物量均显著高于对照,且化感效应指数均为正值;不同浓度茎秆水浸提液处理下的幼苗叶片光合作用与对照相比均受到了抑制作用;谷子苗期叶片的SOD、POD活性经不同浓度谷子茎秆水浸提液处理,随着浓度的增加,分别表现为先增加后减少、先增加后减少再增加的趋势。谷子茎秆中的化感物质在高浓度(原液)下对谷子自身有较强的自毒作用,抑制了种子的萌发和幼苗的生长;在适当浓度(稀释10、50和100倍液)下,表现出促进作用,研究结果可为谷子高效生产提供理论参考。     

不同品种谷子愈伤组织对拿捕净胁迫的生理响应

【目的】研究除草剂拿捕净胁迫对不同抗性谷子品种愈伤组织生理特性的影响,分析不同品种谷子对拿扑净胁迫的生理响应差异,从细胞水平探讨谷子抗除草剂的生理机理,为深入了解谷子除草剂抗性机制和品种改良提供理论参考。【方法】采用植物组织培养法,以敏感品种晋谷21和抗拿捕净品种豫谷35、冀谷42愈伤组织为试验材料,以不同浓度拿捕净附加入培养基中进行胁迫处理后,分别测定3种谷子愈伤组织丙二醛（malondialdehyde,MDA）、膜透性（membrane permeability,MP）、超氧阴离子（superoxide anion,O₂ ^-）、脯氨酸（proline,Pro）、可溶性蛋白（soluble protein,SP）、可溶性糖（soluble sugar,SS）含量,超氧化歧化酶（superoxide dismutase,SOD）、过氧化物酶（peroxidase,POD）和过氧化氢酶（catalase,CAT）活性,分析比较拿捕净胁迫下3个谷子品种间生理响应机理的差异。【结果】提高拿捕净胁迫浓度对3个品种谷子愈伤组织的生长影响不同,且对晋谷21的影响要明显大于豫谷35和冀谷42。不同浓度拿捕净胁迫对3个品种谷子愈伤组织各项生理生化指标均有显著影响,但影响趋势和程度也不同。随拿捕净处理浓度提高,尤其在较高浓度时,豫谷35和冀谷42愈伤组织MDA含量、细胞膜相对透性和O₂ ^-含量显著低于晋谷21号,而SOD、POD活性则显著高于晋谷21。SP、SS、Pro含量则在不断变化。相关分析结果显示,不同品种拿捕净抗性与膜脂过氧化伤害物质（MDA和O₂ ^-）含量呈负相关,与部分渗透调节物质和保护酶活性呈正相关。【结论】在拿捕净胁迫下,3个品种谷子愈伤组织所测定的相关生理生化指标变化趋势不尽相同,响应差异较大。细胞保护酶系及渗透调节物质参与了除草剂抗性的调节,且其变化趋势在2个抗性品种之间也不完全相同,因此,谷子除草剂抗性是多方面综合防御的结果。     

膜间喷施芽前除草剂对谷子安全性及对杂草防效的影响

筛选对谷子安全且杀草效果较好的谷田芽前除草剂品种及施用剂量。以张杂谷10号为材料,针对覆膜穴播谷子膜间杂草危害问题,在前期试验的基础上选择乙草胺和异丙甲草胺两种芽前除草剂,设置不同剂量（乙草胺：2.25、4.50、6.75、9.00L/hm ²;异丙甲草胺：3.00、6.00、9.00、12.00L/hm ²）,于谷子播后苗前进行土壤处理,从出苗率、形态指标、产量考察除草剂对谷子的安全性,从杂草株数、鲜重考察除草剂的防效。结果表明：2.25L/hm ²剂量的乙草胺和3.00、6.00L/hm ²剂量的异丙甲草胺处理对谷子较安全,出苗率、株高、叶面积等形态指标与对照均无显著差异,可使谷子不同程度地增产;4.50~9.00L/hm ²剂量的乙草胺和9.00~12.00L/hm ²剂量的异丙甲草胺对禾本科杂草防效较好,最高可达99%以上,对阔叶杂草防效最高可达90%以上,但显著抑制谷子出苗、株高和叶面积,对产量也有一定影响。因此,覆膜穴播谷田应用乙草胺推荐2.25L/hm ²,异丙甲草胺推荐6.00L/hm ²,对谷子安全且能有效控制谷田杂草。     

草甘膦对抗草甘膦大豆光合特性日变化的影响

在大田条件下,采用随机区组设计,研究了不同用量草甘膦对抗草甘膦大豆(RR1)光合特性日变化的影响。结果表明:(1)在未喷施草甘膦情况下,抗草甘膦大豆(RR1)的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)日变化均呈单峰曲线,峰值分别出现在10∶00、12∶00和10∶00。RR1叶片叶绿素含量指数(CCI)的日变化呈先降低后升高趋势,14∶00左右最低。水分利用效率(WUE)和胞间CO2浓度(Ci)随着时间的推移均呈波浪式变化,WUE在6∶00、10∶00和16∶00有3个小峰,而Ci在6∶00最高。(2)喷施草甘膦后,RR1光合特性的日变化趋势总体与未喷药前相似。Pn和CCI随草甘膦用量的增加呈降低趋势;但当草甘膦用量大于4.48 L.hm-2时,CCI和Pn显著下降。12∶00以前(包含12∶00),除低用量(1.12 L.hm-2)的草甘膦促进RR1的Gs外,各用量抑制了RR1的Tr和Gs;而12∶00以后,草甘膦却促进了RR1的Tr和Gs。草甘膦增加了RR1的Ci,而大于2.24 L.hm-2的草甘膦却降低了RR1的WUE。表明光强和草甘膦会影响大豆的光合特性和叶绿素含量。     

冬小麦叶片光合特性对除草剂世玛的响应及其机理

为了探明冬小麦对除草剂世玛的光合响应及其机理,在不同浓度世玛处理下,测定小麦叶片净光合速率（Pn）、初始荧光(Fo)、最大荧光(Fm)、PSⅡ最大光化学效率（Fv/Fm）和PSⅡ潜在活性（Fv/Fo）等光合、叶绿素荧光参数的日变化,并对其差异进行比较。结果表明,（1）冬小麦净光合速率的日变化均呈双峰曲线,有明显的光合“午休”现象,随着世玛浓度的升高,Pn显著下降。（2）Fo、Fm 、Fv/Fm及Fv/Fo日变化均呈高低高的变化趋势,其中对照的Fo以13∶00时最低;而世玛处理后的Fo最低点均推后到17∶00;各处理的Fm以13∶00～15∶00最低;与PAR呈正相关（r=0.730,P<0.05）;Fv/Fm和Fv/Fo值随着世玛浓度的升高而下降,11∶00时最低。（3）失活的PS Ⅱ反应中心数量(Fi-Fo) 随世玛浓度的升高显著下降,QA的还原速率显著升高。拔节后,4.5 mL·hm_-2浓度的世玛处理对冬小麦的安全性较高;大于4.5 mL·hm_-2浓度处理下,冬小麦倒二叶光合作用PS Ⅱ电子传递受阻,PS Ⅱ反应中心的失活降低了光合作用速率,导致植株生长受到抑制。     

草甘膦对大豆光合特性日变化的影响

为探明草甘膦对普通大豆光合特性日变化的影响,在大田条件下,采用随机区组设计,研究了不同剂量草甘膦对晋大75净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)、气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci)日变化的影响。结果表明:(1)在未喷施草甘膦情况下,晋大75的Pn和Gs日变化呈双峰曲线,峰值分别出现在10:00时、16:00时和10:00时、14:00时左右;Tr呈单峰曲线,峰值出现在14:00时左右;WUE在上午和傍晚较高,14:00时左右最低。(2)喷施草甘膦后,晋大75光合特性的日变化趋势总体与未喷药前相似。Pn随草甘膦剂量的增加呈降低趋势,当剂量达到0.92 kg.hm-2时严重抑制Pn。0.46 kg.hm-2的草甘膦促使Tr的峰值提前到12:00时出现,而0.92kg.hm-2处理却使Tr日变化呈双峰曲线。12:00时以前(包含12:00时),除低剂量(0.46 kg.hm-2)的草甘膦可提高晋大75的Tr和Gs外,其他各剂量在一天中均降低了其Tr和Gs。草甘膦增加了晋大75的Ci,而0.92 kg.hm-2的草甘膦却降低了其WUE。     

播距和播量对张杂谷10号生长特性及产量的影响

为提高丘陵山地谷子机械化播种水平,明确机械精量播种模式下播距和播量对张杂谷10号生长特性及产量的影响,通过自走式多功能小粒种子播种机JAS-502B播种,研究不同播种参数对张杂谷10号生长发育和产量的影响。结果表明,随着播距减小和播量增大,谷子株高、叶绿素b含量、胞间CO₂浓度、最大光化学量子产量和结穗数明显升高,茎粗、叶面积、干重、叶绿素a含量、类胡萝卜素含量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、表观光合电子传递速率、硝酸还原酶活性、可溶性蛋白含量和穗粒重明显降低,叶绿素（a+b）含量、非光化学猝灭系数和光化学猝灭系数无显著差异。在本试验条件下,使用F轮和X轮播种均可提高张杂谷10号产量,使用YJ轮播种谷子产量较低。不同播距条件下谷子产量差异不显著,张杂谷10号是通过分蘖数来调节穗数,实现低密度条件下的增产。