铵态氮素促进甘薯块根形成的解剖特征及其IbEXP1基因的表达

探讨铵态氮素对甘薯块根形成的调控效应及其作用机制,本研究利用单株结薯数差异显著的甘薯品种商薯19(S19)和济徐23(J23)为材料,于2014-2015年进行大田试验和盆栽辅助试验,设置60 kg hm^–2低氮(LN60)和180 kg hm^–2高氮(HN180)2个氮素水平,酰胺态(XN)和铵态(AN)2种氮素形态,进行甘薯幼根向块根分化关键时期的发育解剖观察和IbEXP1基因的表达分析。结果表明,单株有效结薯数较高的商薯19块根产量显著高于济徐23,生长前期甘薯块根的分化建成相较于块根的膨大生长更利于最终块根产量的形成。同时,2个甘薯品种60 kg hm^–2铵态氮素处理在茎叶封垄期建成更多根径介于0.5~5.0 cm的薯块,显著提高了收获期的单株有效薯块数目,块根产量最高。其中,60 kg hm^–2铵态氮素处理2个品种甘薯幼根在前形成层时期原生木质部束的导管数目及中柱薄壁组织木质化薄壁细胞数目最多;初生形成层发育时期IbEXP1基因高水平表达,幼根直径、中柱直径大,原生、次生木质部束数目多;次生形成层活动初期IbEXP1基因的相对表达和中柱薄壁细胞的木质化程度介于不施氮和高氮素处理之间,但幼根直径、中柱直径和中柱占横截面比均显著最高,在块根分化建成中建立了中柱薄壁细胞木质化活动和分裂活动的平衡。     

小型蔬菜穴盘精密播种机的设计与试验

目前,国内温室大棚蔬菜穴盘人工播种费时费力、生产效率低,现有机型对蔬菜穴盘播种适应性差,不能满足中小蔬菜种植户的轻简、低成本要求。为此,设计了一种小型蔬菜穴盘精密播种机,整机采用全气力驱动和气针播种,能连续实现自动进盘、打穴与单粒播种,通过更换播种针头的数量和型号,可适应不同形态蔬菜种子及穴盘规格。为提高样机开发速度和质量,降低生产成本,基于Solid Works软件对关键部件进行了数字化设计与三维建模,建立了小型蔬菜穴盘精密播种机虚拟样机,进而自动生成平面二维工程图进行样机的生产加工。最后,对番茄等蔬菜种子进行播种试验,结果表明:小型蔬菜穴盘精密播种机的单粒率水平在91%以上,满足了蔬菜穴盘精播育苗的要求。     

钾肥基施利于甘薯块根产量的形成

【目的】 研究不同施钾方法对甘薯块根产量形成的影响,可为甘薯高产稳产寻找合理的钾肥施用方法,并阐明其增产机理。【方法】 选取典型的食用型甘薯品种红香蕉和北京553为试材,于2013~2014年两个生长季在山东农业大学农学试验站进行田间试验。设4个施钾处理:不施钾肥（CK）、全部钾肥基施（JS）、全部钾肥封垄期追施（FS）、基施钾肥和封垄期追施钾肥各占50%（1/₂ JS+1/₂ FS）。在主茎第4、5片展开叶上标记13CO₂,24、48和96 h后取样,用质谱仪（Isoprime 100）测定不同部位的13C含量。从甘薯栽秧后50 d开始,每隔20 d取样直到收获。按根、茎、叶、柄四部分分别称重,将主茎自功能叶所在位置至基部等分为三段,取上、下两端用于测定蔗糖含量。收获期测定生物产量和块根产量,计算经济系数。【结果】 甘薯施用钾肥能显著提高生物产量、经济系数和块根产量,增产21.33%~34.38%。各施钾处理之间比较,生物产量差异不显著,经济系数和块根产量差异显著,其中基施钾肥处理的经济系数和块根产量最高。栽秧后50 d,基施钾肥处理植株干物质积累量和功能叶光合产物在块根中的分配率都显著高于其他施钾处理。栽秧后50 d和110 d,基施钾肥处理光合产物源端装载和库端卸载的效率显著高于其他处理,栽秧后150 d,所有施钾肥处理趋于一致。栽秧后50 d,基施钾肥处理光合产物转运效率显著高于其他施钾处理,栽秧后100 d和150 d,施钾肥处理间效果趋于一致。在栽秧后50~130 d,基施钾肥处理的块根膨大速率一直高于其他施钾处理。【结论】 在相同供试土壤和气候条件下,钾肥施用时间越早,越有利于甘薯早发、快长,促进块根早形成、快膨大;光合产物由叶片向块根运转效率的高值持续期越长,越有利于提高光合产物在块根中的分配。因此,全部钾肥基施甘薯经济系数和块根产量最高,是最经济有效的施肥方法。     

干旱胁迫下钾肥对甘薯产量形成及钾素分配利用的影响

旨在研究干旱胁迫下钾肥对甘薯不同时期生长发育、产量和钾素分配利用的影响,以食用型甘薯品种‘泰中6号’为材料,以硫酸钾(K2SO4)为供试肥料,水分处理设正常灌水(W1)和干旱处理(W0),分别为土壤最大持水量的60%~70%和30%~40%;钾肥(K2O)施用量分别为0g/m~2(K0)、12g/m~2(K1)、24g/m~2(K2)和36g/m~2(K3)4个水平,测定茎叶生长指标、光合势、块根膨大速率、干物质质量分数、产量和钾素质量分数等。结果表明,施钾可以促进甘薯茎叶生长和产量提高,随着施钾量的增加,正常灌水下,甘薯茎叶生长指标、结薯数和产量在K2和K3处理均高于K1;而干旱胁迫下K2和K1处理均高于K3。正常灌水下甘薯光合势和块根膨大速率随施钾量的增加而增大,最大为K3处理,干旱胁迫下最大为K2处理。干旱胁迫下甘薯植株地上部器官中钾质量分数均高于正常灌水,块根中相反,且甘薯钾肥利用率显著低于正常灌水。干旱胁迫下施钾有利于甘薯茎叶生长,增强单株光合势,同时,植株茎叶钾素质量分数增大,渗透调节能力增强,从而提高甘薯的抗旱性;施钾增大干物质向块根的分配,提高块根产量,而且干旱胁迫下甘薯的适宜施钾量低于正常灌水。     

腐植酸钾对食用甘薯品种钾吸收、利用和块根产量的影响

甘薯属于喜钾作物,增施钾肥是提高甘薯块根产量的重要措施之一;而腐植酸具有促进作物生长、提高肥料利用率等作用。为探讨腐植酸与钾肥配合施用对食用甘薯钾吸收利用以及块根产量的影响,本研究利用自行制备的两种腐植酸钾肥料,选用食用甘薯品种“北京553”于2005年在山东农业大学农学试验站进行了研究。试验采用块根膨大过程定期取样和收获期测产相结合的方法,观察了块根膨大过程中植株地上部鲜重/块根鲜重（T/R）比值、叶片和块根含氮量/含钾量（N/K）比值以及块根膨大速率的变化及其与块根产量的关系,同时分析了钾素生产效率和钾肥利用率在处理之间的差异。结果表明,施用适量钾肥可以降低植株T/R比值以及叶片和块根的N/K比值,提高块根膨大速率,提高收获期生物产量及其干物质在块根中的分配率,增产24.18%。但是,施用钾肥降低了钾素生产干物质和块根的效率。施用适量腐植酸可以降低块根N/K比值,提高叶片N/K比值,提高块根膨大速率以及收获期的生物产量,增产5.70%。同时,施用腐植酸提高了钾素产干物质和块根的效率。与等量氧化钾对照比较,在块根膨大前、中期,施用腐植酸钾可以降低植株T/R比值以及叶片和块根的N/K比值,提高块根膨大速率;块根产量提高8.11%～9.50%。同时,腐植酸钾肥料的吸收利用率和农学利用率都显著提高。     

干旱胁迫下钾素对甘薯碳水化合物及内源激素含量的影响

【目的】研究干旱胁迫下施钾量对不同生长时期甘薯碳水化合物及内源激素含量的影响,为甘薯的抗旱高产栽培提供理论依据。【方法】选用食用型甘薯品种‘泰中6号’为材料,以硫酸钾（K₂SO₄）为供试肥料,水分处理设土壤最大持水量的60%～70%和30%～40%,依次代表正常供水（W1）和干旱胁迫（W0）;钾肥设K0、K1、K2、K3四个水平,K₂O用量分别为0、120、240和360 kg/hm2。分析了不同生长时期甘薯干物质含量、淀粉和可溶性糖含量、内源激素含量及收获期块根产量。【结果】干旱胁迫下甘薯植株干物质含量、块根和淀粉产量显著降低,施钾有利于甘薯植株干物质含量的提高、块根的膨大和淀粉的生成和积累,甘薯植株和块根干物质含量、块根淀粉含量和积累量最大均为K2处理,较K0提高幅度最大分别达到31.7%、43.6%、10.6%和50.6%。相同钾用量条件下,干旱胁迫下块根单薯重显著高于正常灌水,单株结薯数显著低于正常灌水。正常灌水条件下施钾后甘薯叶片可溶性糖含量降低,而块根可溶性糖含量升高,干旱胁迫下施钾使甘薯叶片和块根可溶性糖含量增大,较K0提高幅度最高分别达到31.4%和36.0%。干旱胁迫下施钾后甘薯叶片和块根IAA、ABA、ZR和GA含量显著增大,较K0提高幅度最高分别达到12.7%、15.7%、12.0%、10.4%和21.4%、15.6%、65.7%、13.0%,促进了甘薯植株碳水化合物含量和干重的提高,块根淀粉积累速率增大。【结论】干旱胁迫下施钾促进了干物质向块根的分配,提高了甘薯块根单薯重,从而增加了单位面积甘薯块根产量。干旱胁迫下钾素提高甘薯块根和叶片内源激素（ABA、IAA、ZR、GA）含量,块根内源激素含量的增加促进了块根淀粉的合成和积累,叶片内源激素含量的增加促进了地上部茎叶生长、茎叶干物质积累和叶片可溶性糖含量的增加,增强了甘薯的抗旱性。     

不同时期干旱胁迫对甘薯内源激素的影响及其与块根产量的关系

在人工控水条件下, 以抗旱品种济薯21和不抗旱品种济紫薯1号为试验材料, 设置全生育期干旱胁迫(DS)、发根分枝期干旱胁迫(DS1)、蔓薯并长期干旱胁迫(DS2)、快速膨大期干旱胁迫(DS3) 4个处理, 全生育期正常灌水(WW)为对照, 研究其对甘薯内源激素及块根产量的影响。结果表明, 与对照相比, 2个品种不同年份的所有干旱胁迫处理的鲜薯和薯干产量均显著下降。其中, DS薯干产量减产幅度最大, 济薯21和济紫薯1号3年平均分别减产44.62%和56.21%; 其次是DS1, 减产32.03%和44.03%; 再次是DS2, 减产30.41%和39.39%; DS3的减产幅度最小, 为13.66%和17.88%。抗旱品种济薯21的减产幅度小于不抗旱品种济紫薯1号。干旱胁迫抑制了甘薯地上部生长及块根的形成和膨大, 两个品种的单株叶片数、蔓长、地上部干重、地下部干重和块根淀粉率, 与对照相比, 各时期均表现为, DS的减少幅度最大, 其次是DS1和DS2, DS3的减少幅度最小。不同时期干旱胁迫均引起叶片和块根中GA、IAA和ZR含量下降, ABA含量上升。地上部干重与叶片GA、IAA和ZR含量呈显著正相关, 与ABA含量呈显著负相关; 地下部干重与块根GA、IAA和ZR含量呈显著正相关, 与ABA含量呈显著负相关。总之, 不同时期干旱胁迫均导致甘薯产量下降, 且胁迫时间越早, 对甘薯内源激素和块根产量的影响越大, 发根分枝期是甘薯对水分最敏感的时期。     

不同类型肥料对烤烟产量、品质及土壤物理性状的影响

采用随机区组设计,通过田间小区试验研究了施肥对烤烟生长发育、产量、品质及土壤物理性状的影响。结果表明:与等氮磷钾养分对照(T2)比较,烟草专用肥处理(T4)可以改善土壤的物理性状;有利于烟株稳健生长,形成理想的株型;降低烟叶的蛋白质含量、减小两糖差值,糖碱比和氮碱比更加适宜,改善烟叶品质;但是烟叶产量、中上等烟叶产量与等氮磷钾养分对照相似。与等氮磷钾养分对照(T2)比较,硝态氮与铵态氮配合施用(T3),烟叶产量和中上等烟叶产量显著提高,降低了烟叶的蛋白质含量,糖碱比和氮碱比适宜,烟叶品质较好。     

番茄专用基质缓释肥料研制及其生物学效应

应用不同的胶粘剂制备了三种基质缓释肥料,通过缓释效果和安全性评价,筛选出基质缓释肥料2作为番茄专用基质缓释肥料。研究了番茄专用基质缓释肥料的生物学效应,结果表明：番茄专用基质缓释肥料提高了各个生育时期尤其是结果后期番茄植株的根系活力;增加了后期产量所占比例,极显著地提高了果实产量;既提高了果实糖／酸比和维生素C含量,又降低了果实硝态氮含量;同时,大幅度提高了氮素的利用率。     

激发作物植株活力、改变植株生理机制的栽培技术研究

本文所介绍的激发小麦等作物植株活力、改变植株生理机制的栽培技术是另一种范畴的栽培技术,研究通过物理、化学、微生物方法刺激植株,激发植株活力,促进植株内部器官、组织、细胞、分子、酶、激素、蛋白质等的变化,改变其质量和含量,增加其活性等,在同样条件下,比对照植株能更好地利用和同化外界条件进行良好的生长发育而达到高产、优质和符合需要的目的。