不同栽培模式及施氮方式对油菜产量和氮肥利用率的影响

【目的】在油菜种植主产区,研究不同栽培模式及施氮方式对油菜产量和氮肥利用率的影响,为油菜高产高效生产科学施肥提供理论依据。【方法】于2010—2011年度在湖北省和江西省开展移栽油菜和直播油菜氮肥施用田间试验,比较氮肥表施(表面撒施)、翻施(撒施后旋耕)和集中施用(移栽油菜穴施和直播油菜条施覆土)3种不同施氮方式对两种栽培模式(移栽和直播)油菜产量、干物质动态、氮素吸收和氮肥利用率的影响。【结果】相同条件下,移栽油菜产量水平显著高于直播油菜,两者的产量差达到299.1—544.2 kg·hm~(-2),从干物质动态结果可以看出,各个生育期移栽油菜地上部和地下部生物量显著高于直播油菜,此外,移栽油菜可以获得较高的氮素累积,相比直播油菜提高33.1%—54.8%,移栽油菜氮肥农学利用率和氮肥表观利用率显著高于直播油菜,其中氮肥农学利用率从6.5 kg·kg~(-1)增加到7.8 kg·kg~(-1),平均增幅为20.2%,氮肥表观利用率从27.6%提高到37.5%,平均增幅为37.5%。氮肥施用具有显著的增产效果,直播油菜施氮效果大于移栽油菜。在相同氮肥用量条件下,不同施氮方式对油菜产量、干物质动态、氮素吸收和氮肥利用率产生明显影响,总体表现为氮肥集中施用翻施表施的趋势。与表施处理相比,不同试验点移栽和直播油菜氮肥集中施用处理平均增产分别为18.2%和23.8%,氮素吸收量平均增幅分别为19.0%和37.0%。对于氮肥农学利用率而言,移栽油菜氮肥集中施用处理相比表施处理从6.9 kg·kg~(-1)增加到8.8 kg·kg~(-1),平均增幅为27.7%,直播油菜从5.7 kg·kg~(-1)增加到7.5 kg·kg~(-1),平均增幅为31.7%。而对于氮肥表观利用率而言,移栽油菜氮肥集中施用处理相比表施处理从33.3%提高到42.3%,平均增幅为27.2%;直播油菜从22.0%提高到27.4%,平均增幅为50.7%。相比于表施处理,移栽油菜氮肥集中施用花后地下部干物质增幅占整个生育期干物质增幅的61.8%,地上部为50.5%;直播油菜分别为78.5%和66.7%。【结论】直播油菜对氮肥施用方式的响应比移栽油菜更敏感,氮肥集中施用促进了植株花后地下部和地上部干物质同步累积。结合油菜栽培模式,实际生产中应该采取条施或穴施的氮肥集中施用技术。     

传染性法氏囊病病毒VP2基因在昆虫细胞中的表达

本研究将鸡传染性法氏囊病病毒超强毒(very virulent infectious bursal disease virus,vvIBDV)JM-1/10株VP2基因克隆至pcDNA-3.1(+)启动子CMV之后,随后将CMV-VP2基因序列一同克隆入杆状病毒表达系统的质粒 pFastBac^TM Daul中构建了pFast-CMV-VP2。将pFast-CMV-VP2转化Escherichia coli DH10Bac感受态细胞,筛选出重组质粒Bacmid-CMV-VP2。用 Bacmid-CMV-VP2转染Sf9昆虫细胞,获得了重组杆状病毒vBac-CMV-VP2。将该重组杆状病毒转导BHK-21细胞,48~72 h后经间接免疫荧光试验(IFA)检测到VP2蛋白具有特异性荧光;样品经Western blotting分析,结果显示目的蛋白得到表达。结果表明,本试验制备的重组 vBac-CMV-VP2 既能在昆虫细胞中表达,也可在哺乳动物细胞中表达。     

基于等位基因特异性PCR原理建立鸡白痢沙门氏菌PCR方法

根据鸡白痢沙门氏菌与鸡伤寒沙门氏菌的rfbS基因在第237和598位碱基的不同,设计和合成等位基因特异性PCR引物,建立快速检测鸡白痢沙门氏菌的PCR方法,并应用该法对鸡白痢沙门氏菌临床分离样品进行了PCR鉴定。结果显示,该PCR方法能特异性地鉴定鸡白痢沙门氏菌,检测灵敏度达18 pg/μL DNA,4.7×10⁴ CFU/mL菌液,表明建立的等位基因特异性PCR方法能准确而快速地鉴定鸡白痢沙门氏菌。     

稻草覆盖还田对直播冬油菜生长及养分积累的影响

[目的]冬油菜产量常受限于季节性干旱、冬季低温以及土壤肥力较低等因素。考虑到秸秆还田有培肥土壤的优势以及长江中下游地区稻草过剩的现实,通过田间试验研究稻油轮作区稻草覆盖还田对直播冬油菜生长的影响,探讨稻草整株覆盖还田对直播油菜生育期内密度、株高、根茎粗的变化特征及其对油菜产量和养分吸收量的影响。[方法]试验于2014 2015和2015 2016年在湖北省武汉市华中农业大学试验场进行,共设置4个处理,分别为:1)对照,不施肥稻草不还田(CK);2)不施肥稻草覆盖还田(S);3)单施化肥(NPK);4)稻草覆盖还田配施化肥(NPK+S)。施肥处理(NPK、NPK+S)肥料用量为N 180 kg/hm^2、P2O5 60 kg/hm^2、K2O75 kg/hm^2、硼砂15 kg/hm^2。分别于油菜苗期、蕾薹期、花期、角果期和成熟期取样,测定油菜地上部生物量,氮磷钾含量和积累量,并在田间监测油菜生育期内密度、株高和根茎粗。[结果]稻草覆盖还田提高土壤最低温度0.6~1.2℃(播后95天),降低土壤最高温度0.8~1.8℃(播后184天),缩小土壤温度变幅2.3℃(播后95~184天),提高土壤平均含水量8.0%~8.9%(播后48~184天)。与稻草不覆盖相比,稻草覆盖还田减少冬油菜80%以上的出苗密度;与出苗密度相比,成熟期CK、S、NPK和NPK+S处理的密度分别降低71.3%、40.3%、69.5%和32.1%,稻草还田处理的油菜生育期内密度降低幅度小于稻草不还田处理。油菜成熟期S处理的根茎粗和株高分别比CK显著提高了22.7%和8.3%,NPK+S和NPK处理株高和根茎粗无明显差异。两年结果表明,S处理的最大生物量较CK平均增加了88.6%,与NPK处理相比,NPK+S处理的地上部苗期生物量降低3.7%~27.9%,角果期生物量平均增加28.1%。CK和S处理氮、磷和钾素积累量均在蕾薹期花期差异较大,成熟期S处理的氮、磷积累量分别较CK高28.6%~268.2%、93.3%~253.1%,两年增产率分别为218.8%和28.5%;施肥处理(NPK、NPK+S)冬油菜氮、磷和钾积累量随生育期持续增加,均在角果期达到最大值,与NPK相比,NPK+S处理分别提高成熟期油菜氮、磷和钾积累量18.1%~19.1%、23.7%~36.9%和28.3%~56.9%,两年分别增产1811和1032 kg/hm^2,增产率分别达到25.6%和20.3%。[结论]稻草覆盖还田能缓解气温骤变对土壤温度的影响,保持土壤含水量,缓解土壤干旱。稻草覆盖还田前期抑制直播冬油菜的出苗密度,后期可维持冬油菜密度的稳定,同时对冬油菜的生长、生物量、产量和养分吸收量有促进作用。     

口蹄疫病毒实时TaqMan荧光定量RT-PCR检测方法的建立

基于口蹄疫病毒聚合酶3D蛋白基因的序列分析,设计合成了特异的引物和探针,通过反应条件的优化,建立了实时TaqMan荧光定量RT-PCR检测方法.试验表明,实时TaqMan荧光定量RT-PCR能特异性检测A、O、Asia Ⅰ 3种血清型的口蹄疫病毒,对猪水泡病、猪瘟、蓝耳病等猪常见病原检测结果均为阴性.对比检测试验表明,实时TaqMan荧光定量RT-PCR的检测敏感性比常规的多重RT-PCR提高达105倍,对口蹄疫病毒细胞增殖病毒液的检测灵敏度可达0.063个TCID50·对临床样品的检测试验证实,该方法可以有效检测临床样品中的猪水泡皮、组织、血清及O-P液中的口蹄疫病毒.     

设施菜田土壤根结线虫综合防治技术的应用效果

本试验在日光温室生产条件下,通过基质添加AM真菌和生物有机肥育苗、定植时穴施烟草残渣和生物有机肥、套种茼蒿/万寿菊及用植物材料提取液(无线美、海绿素)配施阿维菌素灌根等系列技术,全生育期改善蔬菜的根际环境,提高植株抗病性,抑制线虫侵染。试验结果表明,该综合配套技术能够明显降低根层土壤线虫数量,最多可减少75.6%,根系根结指数最大降低63.6%,而作物产量增加4.6%～16.1%。     

基于光谱指数优选的土壤盐分定量光谱估测

[目的]探索基于光谱指数的盐渍土盐分估测的最佳技术路线,为研究区土壤盐分定量、快速遥感监测提供理论基础和技术参考。[方法]以山东省垦利县为研究区,野外采样,获取盐分及其主要离子(Cl-,Na+,Ca2+)含量及高光谱数据;然后采用2种思路:(1)先选取敏感波段,进而构建常见的5种光谱指数;(2)先任意两波段组合构建光谱指数,进而筛选敏感光谱指数。最后皆采用随机森林方法(random forest,RF)构建土壤盐分及其主要离子的光谱模型。[结果]基于筛选的敏感亮度指数(1 750,1 620nm)的RF模型精度最高,作为研究区土壤盐分的最佳估测模型,亮度指数作为最佳光谱指数;思路(2)明确的特征光谱范围涵盖思路(1)筛选的敏感波段,更有利于光谱特征分析;思路(2)建模的结果明显优于思路(1);确定最佳技术路线为:任意波段两两组合构建光谱指数后,利用相关分析筛选土壤盐分及其主要离子的敏感光谱指数,进而构建其RF模型。[结论]该技术路线适用于黄河三角洲地区土壤盐渍化信息的有效提取。     

应用~(15)N示踪技术研究控释尿素在稻田中的去向及利用率

【目的】在氮、磷、钾肥合理供应下,比较控释尿素和普通尿素中氮素在土壤-植物系统中的转化特点,挖掘控释尿素氮肥利用潜力和减少氮素损失的作用,定量研究控释尿素在稻田的去向和利用率,为高效施用控释肥料提供依据。【方法】通过田间微区试验,设置不施氮肥(CK)、~(15)N标记的粉末状普通尿素(U)和控释尿素(CRU)3个处理,研究不同生育时期水稻对肥料氮的吸收、分配和转运及肥料氮在稻田的去向和利用率。【结果】随生育期的推进,水稻植株茎和鞘的干物质量及~(15)N积累量逐渐增加,开花期达到最大值。开花期,与U处理相比,CRU处理水稻植株茎的干物质量提高13.8%,鞘的干物质量无明显变化,茎和鞘的~(15)N积累量分别提高62.5%和25.5%,随后由于营养器官干物质和~(15)N向籽粒的不断转移而降低。随着叶片的衰老脱落,叶的干物质量及~(15)N积累量从抽穗期开始逐渐下降,成熟期达到最小值。而穗的干物质量及~(15)N积累量从孕穗期开始不断增加,到成熟期达到最大值。成熟期,与U处理相比,CRU处理水稻茎、鞘、穗和地上部的干物质量及~(15)N积累量分别增加17.3%、13.2%、3.5%、3.7%和25.0%、20.0%、15.8%、13.3%,叶的干物质量及~(15)N积累量分别降低14.6%和15.2%。开花期到成熟期,CRU处理的水稻干物质及~(15)N转运量、转运率、对籽粒的贡献率分别为286.78 g·m~(-2)、32.3%、30.8%和2.69 g·m~(-2)、67.2%、83.8%,与U处理相比略有增加,但统计上差异不显著。但灌浆期到成熟期,CRU处理养分供应充足,促进了水稻籽粒的灌浆速率,促进了籽粒中干物质的积累及氮素的同化和营养器官中养分向籽粒的迅速转运。等氮量下,与U处理相比,CRU处理水稻产量和植株吸氮量略有增加,但差异不显著;施用CRU提高水稻植株~(15)N吸收量13.3%,提高水稻~(15)N利用率3.2个百分点,增加水稻植株氮素来自~(15)N肥料的百分比(Ndff)2.9个百分点,增加~(15)N土壤残留率0.9个百分点,提高~(15)N总回收率4.0个百分点,减少~(15)N损失率4.0个百分点。无论施用控释尿素还是普通尿素,土壤氮素均是水稻生长发育所需氮素的主要来源,水稻生育期吸收氮素来自土壤的氮素约占70%以上。肥料氮在土壤中的残留量随土层深度的增加而显著下降,水稻收获后,肥料~(15)N主要残留在0—20 cm土层中,约占总残留量的78%。其次是20—40 cm和40—60 cm土层,这两层土壤中肥料~(15)N残留量相近,约占总残留量的19%左右。而在60 cm土层以下,仍有微量的肥料~(15)N残留,占总残留量的4%以下。【结论】施用控释尿素可以增加水稻各生育期的干物质量和氮素吸收量,增加花后(尤其是灌浆期到成熟期)干物质和氮素的转运,在稳产的情况下,既提高了肥料氮利用率,也减少了肥料氮的损失。     

不同施氮量和移栽密度对水稻产量及灌浆特性的影响

为明确不同移栽密度条件下施氮水平对水稻籽粒产量及灌浆特性的影响,设计裂区试验,主处理为氮肥量,副处理为移栽密度,用Richards方程拟合水稻强、弱势粒的灌浆过程,从不同粒位籽粒灌浆特性间的差异认识群体产量构成,以期为进一步提高水稻生产潜力提供理论依据。结果表明:1低密度(15万株/hm~2、21万株/hm~2)条件下,与不施氮处理相比,施氮分别平均增产36.6%、34.6%,且随施氮水平的提高呈增加趋势。高密度条件下(27万株/hm~2、33万株/hm~2),施氮分别平均增产30.8%、18.8%,结实率分别平均降低了2.0%和1.6%,且产量随施氮水平的提高呈先增加后降低趋势。2灌浆特性结果显示,施氮提高了强势粒的最大灌浆速率(GRmax),与不施氮处理(N0)相比平均增加了3.5%,且随施氮水平的提高呈先增加后降低趋势。移栽密度对强势粒平均灌浆速率(GRmean)有明显影响,在低密度(15万株/hm~2、21万株/hm~2)条件下施氮处理强势粒GRmean与不施氮处理相比分别平均降低了2.1%、3.1%,而在高密度(27万株/hm~2、33万株/hm~2)条件下则分别平均增加了1.0%、3.7%;施氮显著提高了弱势粒的GRmax和GRmean,与不施氮处理相比分别平均增加了14.3%、14.4%,且随施氮水平的提高呈先增加后降低趋势。3灌浆阶段性特征显示,灌浆中期强、弱势粒物质积累对籽粒形成的贡献率均最大,分别为58.6%、57.3%。随着施氮水平的提高,中期和后期籽粒的平均灌浆速率(MGR)呈先增加后降低趋势。灌浆持续天数和灌浆贡献率均随着移栽密度的提升而增加。千粒重与弱势粒的GRmax和GRmean呈极显著正相关,与籽粒的起始势(R0)及弱势粒的灌浆活跃期(D)呈显著负相关。结实率与弱势粒GRmean呈显著负相关,与弱势粒的R0呈极显著正相关关系。通过合理密植,同时适当提高施氮水平(27万株/hm~2,165 kg/hm~2),在增加单位面积穗数的同时也提高了水稻个体灌浆速率、增加了有效灌浆持续天数,最终籽粒灌浆充实度好,形成高产。     

刈割后氮肥施用对饲料油菜地上部产量及品质的影响

为进一步在湖北地区冬闲田推广饲料油菜(Brassica campestris)的种植,以饲料油菜1315为试验材料,在湖北省冬闲田研究刈割后氮肥施用对饲料油菜地上部产量及品质的影响。结果表明,第1次刈割后,施用氮肥能显著增加饲料油菜地上部产量(P0.05),与不施氮肥处理(N_0)相比,施用17.25kg·hm~(-2)(N_1)和34.5kg·hm~(-2)(N_2)饲料油菜干草产量分别增加了50.0%和75.0%,粗灰分产量分别提高了45.7%和53.2%,粗纤维产量分别提高了50.7%和90.4%,粗蛋白产量分别提高了84.5%和159.3%,粗脂肪产量分别提高了53.9%和83.8%,可溶性糖产量分别提高了64.7%和68.5%,提升了饲料油菜的生产水平。综合考虑,在湖北地区冬闲田种植饲料油菜,为了提高油菜产量和品质,建议在第1次刈割后追施30kg·hm~(-2)。