基于RUSLE模型的三江源高寒草地土壤侵蚀评价

探讨三江源区高寒草地生态系统土壤侵蚀问题在保障青藏高原乃至全球生态和生产功能方面具有重要意义。以¹³⁷Cs示踪法为基础,结合RUSLE (Revised Universal Soil Loss Equation)模型, 以GIS反演为手段,综合分析三江源区2001-2012年土壤侵蚀影响因子的特征和土壤侵蚀空间分布规律。结果表明,1)土壤侵蚀影响因子呈现空间异质性特征,降雨侵蚀力因子年际浮动变化较大,但总体呈上升态势;土壤可蚀性因子呈斑块化分布特征,较高可蚀性类占到总面积的95.66%;坡度坡长因子的空间分布规律受海拔显著影响;植被覆盖与管理因子在研究区自西北向东南呈现空间异质性特点,过度放牧是引起下垫面侵蚀现象严重的主要原因。2)对RUSLE模型的验证显示相关系数和平均均方根偏差分别为0.49和75.29%,RUSLE模型估算存在一定的高估,在没有形成三江源区高寒草地土壤侵蚀机理模型前,应用RUSLE模型仍然是较好的现实选择之一。3)利用RUSLE模型估算的三江源2001-2012年平均侵蚀量为3.1×10⁹ t/年,侵蚀强度分级重心转移分析表明中度侵蚀、强度和极强度侵蚀重心相对集中,侵蚀程度最高的3个地区为格尔木市唐古拉乡、治多县和兴海县。4)由土壤流失量结合市场价值法,估算出研究区2001-2012年平均有机质经济损失价值为114354元/km², 总年均经济损失达399亿元,整个研究区受土壤侵蚀现象所产生的经济损失数额巨大。因此,创新发展三江源区高寒草地“分类、分级、分段、分区”的土壤侵蚀防治措施已迫在眉睫。     

不同基因型玉米籽粒类胡萝卜素与花色苷色素积累规律

以黄色(特爆2号)、红色(西星赤糯1号)、紫色(紫糯香)和黑色(西星黑糯1号) 4种颜色的玉米为材料,通过徒手切片以及分光光度法,研究了玉米籽粒色素的组成、分布和积累规律。结果显示,西星赤糯1号玉米籽粒色素主要由花色苷和类胡萝卜素构成,花色苷主要存在于果种皮中,类胡萝卜素主要存在于胚与胚乳中;特爆2号玉米籽粒色素主要由类胡萝卜素构成,分布于胚与胚乳中;紫糯香及西星黑糯1号玉米籽粒色素主要由花色苷构成,主要存在于糊粉层中。除西星赤糯1号的花色苷积累首先出现于胚上方的花柱遗迹附近外,其余品种色素均首先在籽粒顶端出现,随后向四周延伸。玉米籽粒色素(除紫糯香)吸收峰随时间的变化先升高后降低。灌浆前期玉米果穗色素含量上部>中部 >下部,到灌浆后期,中部色素含量大于其他两部分色素含量。     

甜高粱分蘖去留与糖产量及氮素利用的比较分析

大田条件下采用人工去除分蘖的方法,研究了两种种植密度下甜高粱高产品种分蘖特性对糖产量及其干物质生产和氮素吸收利用特性的影响。结果表明, 常规种植密度(每公顷75 000株)下,保留分蘖较单茎秆植株对主茎和分蘖茎含糖量影响较小;在较低种植密度(每公顷37 500株)下,保留分蘖植株主茎含糖量明显下降,分蘖茎含糖量与单茎秆植株接近。在不同种植密度条件下,保留分蘖植株较单茎秆植株开花前和开花后茎秆、叶片和穗各器官干物质积累量均显著增加,保留分蘖显著提高了总生物量,达21.9%和81.6%,总糖产量分别增加了17.1%和63.8%。保留分蘖植株开花后氮素向茎秆分配比高,同时,保留分蘖植株叶片氮积累及分配比例明显提高,叶片干重占植株总干重比例显著增加,单位氮素糖生产效率下降,但未达显著水平。常规密度和较低密度下分蘖茎糖产量的补偿效应分别可达20%和62%以上,说明常规种植密度下保留分蘖利于增加甜高粱糖产量,并能够达到简化栽培管理和降低经济人力投入的目的。     

施氮对墨西哥玉米植株硝态氮累积及产量的影响

采用微区试验研究了2个施氮水平（中氮,300 kg/hm²;高氮,600 kg/hm²）下2种施肥方式（一次基施和平均3次分施）对墨西哥玉米（Euchlaena mexicana）植株硝态氮（NO₃^--N）累积及产量的影响。结果表明,墨西哥玉米叶片中NO₃^--N含量以新生叶较高,全展叶较低,老叶居中;茎鞘和根系的NO₃^--N含量在不同收获期表现为第一收获期低于叶片,第二期仅比新生叶低,第三期则高于叶片。随着收获次数增加,NO₃^--N含量在叶片中呈降低趋势,在茎鞘和根系中先降后升。高氮水平和分次施肥是造成同一类型叶片NO₃^--N累积的主要原因;高氮分次施肥处理（N_2-3）第二期收获的新生叶NO₃^--N含量最高,为92.66 μg/g,这一数值尚未达动物摄食的潜在致毒剂量。氮素用量增加,其生产效率降低,但高氮（600 kg/hm²）一次性基施处理的干物质产量和粗蛋白质产量均显著高于其他处理。综上所述,较高的氮肥用量一次性基施能够实现墨西哥玉米的高产且不会影响其产品安全性。     

花粒期光照对夏玉米产量和籽粒灌浆特性的影响

【目的】针对近年来黄淮海夏玉米区太阳辐射不断减少的生产问题,探讨花粒期光照对夏玉米产量及籽粒灌浆特性的影响。【方法】以登海605（DH605）为试验材料,大田条件下设置花粒期遮阴（S）、花粒期增光（L）两个处理,遮光度为60%,阴天下增光的光照强度能达到80 000—100 000 lx,以自然光为对照（CK）,研究花粒期光照对夏玉米产量和籽粒灌浆特性的影响。【结果】遮阴后夏玉米的产量、干物质积累量、最大灌浆速率均有不同程度的降低,而增光增加了夏玉米产量、干物质积累量和最大灌浆速率。连续两年遮阴处理的产量较对照分别降低了59.39%、79.03%,而增光则较对照分别增加了16.29%、12.93%。干物质积累量表现为L>CK>S,生育后期不同处理DH605的籽粒占干物质总量的比例差异显著,S、CK和L平均分别为22.92%、48.49%和51.80%。与CK相比,遮阴后籽粒最大灌浆速率减小,同时达到最大灌浆速率时的天数相对增加;增光则使籽粒最大灌浆速率提高,达到最大灌浆速率时的生长量增加。【结论】花粒期遮阴通过降低夏玉米的干物质积累量、籽粒最大灌浆速率,显著降低夏玉米产量;花粒期增光则通过增加夏玉米的干物质积累量、籽粒最大灌浆速率,显著提高夏玉米产量。     

超高产夏玉米花粒期不同部位叶片衰老与抗氧化酶特性

为探讨超高产玉米叶源衰老特征, 揭示其抗氧化关键酶及膜脂过氧化特性, 为玉米衰老调控和高产栽培提供依据, 本研究在大田条件下, 以我国创高产纪录的夏玉米为例, 从单株水平上对高产纪录试验(EHYR)和普通生产田(MCFF)玉米叶片衰老及抗氧化酶特性比较表明, EHYR产量达19 349 kg hm^-2, 是MCFF的2.28倍。MCFF和EHYR叶片分别在开花后30 d和50 d进入速衰期, MCFF叶片衰老比EHYR提前20 d;速衰期EHYR叶面积降幅比MCFF低5.7%。EHYR在籽粒灌浆后期, 中上部叶片净光合速率较高, 可溶性蛋白含量明显高于MCFF, 而MDA含量则维持较低水平。在叶片衰老过程中, 自开花后20 d开始, EHYR上部和中部叶片SOD活性较高, 下部叶片则以SOD、POD和CAT三者活性较高;MCFF仅中部叶片POD和CAT活性较高。EHYR叶片衰老程度与CAT活性极显著负相关, MCFF叶片衰老与SOD和POD活性显著负相关, 且二者叶片衰老进程中SOD、POD、CAT的直接作用大于间接作用。与MCFF相比, EHYR叶片除具较高SOD和POD活性外, 在籽粒灌浆后期同时保持较高CAT活性和可溶性蛋白含量是降低膜脂过氧化程度, 延缓叶片衰老的重要原因。开花后20 d是EHYR与MCFF叶片衰老出现差异的生理临界点, 因而在此时期之前调控更有利于延缓衰老。     

不同熟期夏玉米品种籽粒灌浆与脱水特性及其密度效应

研究不同熟期夏玉米品种籽粒灌浆与脱水特性及种植密度的调控作用, 以期为黄淮海地区夏玉米籽粒机收提供科学依据。2016—2017年在山东农业大学玉米科技创新园, 种植早熟玉米品种登海518 (DH518)、衡早8号(HZ8)和中晚熟玉米品种郑单958 (ZD958)、登海605 (DH605), 设60 000、75 000、90 000株 hm ^-23个种植密度。结果表明, 早熟品种DH518、HZ8较中晚熟品种ZD958、DH605灌浆期短, 产量低。4个品种生理成熟时的籽粒含水率与其生育期相关性不显著, 早熟品种籽粒后期脱水速率快, DH518和HZ8从籽粒达最大含水量到生理成熟的脱水速率均值较ZD958和DH605两年分别高0.015% °C ^-1和0.014% °C ^-1。相关性分析显示, 籽粒脱水速率与灌浆速率相关性不显著, 生育后期籽粒含水率与茎鞘、叶片含水率呈显著正相关, 与苞叶、穗轴含水率呈极显著正相关。随种植密度的增加, 不同品种籽粒灌浆期缩短, 平均灌浆速率降低, 籽粒生理成熟时的含水率降低。合理增加种植密度能够显著提高不同熟期夏玉米品种的产量。     

黄淮海区域现代夏玉米品种产量与养分吸收规律

为玉米合理施肥,实现高产高效提供理论依据,2016年在济南商河国家农作物新品种展示示范中心和山东农业大学作物生物学国家重点实验室进行试验,于玉米完熟期进行植株取样,测定产量、产量构成因素和植株矿质元素含量,探究黄淮海区域现代夏玉米品种的产量与养分吸收规律。探测分析和正态分布检测结果表明单株生产力、单株生物产量、千粒重和籽粒产量分别符合正态分布N (167.0, 22.722)、N (285.0, 33.472)、N (318.0, 35.752)和N (10.9,1.502),其变化范围为141.55～246.99 g株–1、197.68～389.92 g株–1、226.58～413.76 g和5.84～13.41 t hm~(–2)。每生产100kg籽粒氮素需求量平均为1.95 kg,单位籽粒氮素需求量随籽粒产量提高呈降低趋势。当产量水平由7.0 t hm~(–2)增加到8.0～9.0 t hm~(–2)时,每生产100 kg籽粒氮素需求量从2.15 kg降低到1.96 kg,主要是收获指数升高和籽粒氮浓度降低造成的;当产量水平由8.0～9.0 t hm~(–2)增加到10.0～11.0 t hm~(–2)时,每生产100 kg籽粒氮素需求量从1.96 kg降低到1.84 kg,主要是籽粒氮浓度降低造成的;当产量水平由10.0～11.0 t hm~(–2)增加到11.0 t hm~(–2)时,单位籽粒氮素需求量基本不再变化。生产100kg玉米籽粒的磷素需求量平均为0.97kg,其与籽粒产量呈显著负相关,从产量水平7.0t hm~(–2)的1.07 kg下降到产量水平11.0 t hm~(–2)的0.92 kg,这是由收获指数升高和籽粒磷浓度降低造成的。生产100 kg玉米籽粒钾素需求量平均为1.89 kg,其与籽粒产量呈显著负相关,从产量水平7.0 t hm~(–2)的2.14 kg下降到产量水平11.0 t hm~(–2)的1.74 kg,这是由收获指数升高、茎秆钾浓度增加和叶片钾浓度降低造成的。当前黄淮海区域现代玉米品种籽粒产量为(8.91±1.23)thm~(–2),生产100kg籽粒的氮素、磷素和钾素需求量的变化范围分别为(1.95±0.24)、(0.97±0.11)和(1.89±0.28)kg。氮磷钾需求量随产量的提高而增加,但每生产100kg籽粒产量的氮素、磷素和钾素需求量随着产量升高而下降。     

Use of phages for identifying the citrus canker bacterium Xanthomonas campestris pv. citri in Taiwan

Phages CP115 and CP122, which were isolated from canker lesions on grapefruit and Liucheng sweet orange, respectively, showed a high degree of specificity with respect to lysis of test bacterial strains. When used jointly, they lysed 135 (97·8%) out of 138 Xanthomonas campestris pv. citri strains isolated from the canker lesions on leaves, twigs, and fruits of various citrus species, cultivars, and hybrids grown throughout Taiwan, but they did not lyse other X. campestris pathovars and other phytopathogenic bacteria, nor other bacteria isolated from soil, clinical or environmental samples. Of 252 CP115/CP122-sensitive and 78 CP115/CP122-resistant bacterial strains with colony characteristics typical of or similar to those of X. campestris pv. citri , isolated from canker lesions of various citrus plants in diverse growing regions in Taiwan, 250 (99·2%) and 76 (97·4%) strains were pathogenic and non-pathogenic, respectively, when inoculated into Liucheng sweet orange or Mexican lime. Thus, phages CP115 and CP122, when used jointly, appear to be applicable for identifying X. campestris pv. citri in Taiwan.     

高粱、苏丹草及高粱-苏丹草杂交种产量和饲用品质的比较

在大田条件下,比较研究了高粱-苏丹草杂交种（皖草2号、京科草1号）与高粱、苏丹草的生物产量和饲用品质。结果表明,与高粱和苏丹草相比,高粱-苏丹草杂交种的生物产量高,其中,皖草2号的鲜、干物质产量比苏丹草722选分别高83.8%和121.9%,京科草1号的鲜、干物质产量比722选分别高98.6%和139.9%;杂交种的粗蛋白、粗脂肪含量高,无氮浸出物含量低;粗蛋白、粗脂肪和粗纤维的产量及总能量均最高,高粱次之,苏丹草最低,杂交种饲用品质的改善主要是粗蛋白和粗脂肪的显著提高;从物质分配和能量形成的角度分析,茎秆和叶鞘是鲜物质产量的主要组成部分,而在干物质产量和能量的形成过程中,茎秆、叶鞘和叶片具有同等重要的作用。