杨树杂交群体苗期生长性状的全基因组选择研究

目的 对杨树生长表型性状进行全基因组选择研究并且实现早期选择具有重要的意义。 方法 以母本丹红杨（美洲黑杨）和父本通辽1号杨（小叶杨）及其杂交F1代为材料,在田间进行施肥和不施肥处理,测定了生长表型性状（地径、株高、茎生物量）。利用3个全基因组选择模型gBLUP、sBLUP、cBLUP和364个基因型的表型观测值对502个基因型进行预测育种值。 结果 丹红杨的茎生物量在高氮和低氮条件下分别比通辽1号杨提高了20倍和33倍。gBLUP对生长表型性状预测结果准确性接近于1,sBLUP预测结果的准确性范围是0.5～0.9,cBLUP预测结果的准确性小于0.2。研究结果表明gBLUP模型预测的结果最准确,cBLUP预测的结果最差。利用gBLUP模型计算的茎生物量育种值把杂交群体划分为双高效型、双低效型、低氮高效型、高氮高效型共4个类型。筛选出优良的基因型16-1-16、16-1-194、13-116、13-73、13-481、13-268、13-286、13-566、13-173、13-578、16-1-65、13-242、16-1-189、13-40、13-608、16-1-170、16-1-22、13-237、13-272、13-335。 结论 丹红杨和通辽1号杨的生长表型性状差异显著。全基因组选择研究结果帮助我们完成了杨树育种工作的早期选择,减少了表型测定成本,提高了育种效率。     

淮北地区水稻化肥减量增效施肥技术探讨

针对淮北地区水稻化肥减量增效的新形势,通过丰卉尿素、吉多素、增效控失肥等新型肥料的组配,研究了其对连粳15号直播、南粳5718毯苗机插的产量构成、品质性状、经济效益等的影响,探索化肥减量条件下水稻产量提高和稻米品质提升的有效施肥途径.结果 表明,"控失肥+吉多素+丰卉尿素""控失肥+吉多素+常规尿素"两种组配方式能够将...     

丛枝菌根真菌和不同形态氮对杉木幼苗根际土壤氮磷养分含量及其相关酶化学计量比的影响

目的 探究丛枝菌根真菌(AMF)和不同形态氮(NH4+-N、NO3−-N)对杉木根际土壤氮(N)与磷(P)养分含量、相关酶活性及其化学计量比的影响,为杉木人工林的可持续经营管理提供理论依据与数据支持。 方法 本研究以1年生杉木幼苗为研究对象,采用盆栽实验,研究杉木幼苗在接种摩西球囊霉(G. mosseae, Gm)和添加不同形态N(NH4+-N、NO3−-N)后根际土壤N、P养分含量及其相关酶活性与化学计量比的变化。 结果 (1)AMF接种提高了土壤有效P含量,降低了土壤中硝态氮、铵态氮、可溶性有机氮以及全P含量,与NH4+-N处理相比,NO3−-N处理下AMF对土壤N、P养分的调节作用更显著(p<0.05);(2) AMF和不同形态N添加提高了土壤中酸性磷酸酶(AP)、脲酶(URE)、N-乙酰-β-D葡萄糖苷酶(NAG)活性,其中,NH4+-N处理下AMF更有利于提高URE活性,NO3−-N处理下AMF更有利于提高NAG活性。(3)接种AMF降低了土壤URE:AP、PRO:AP以及NAG:AP的比值(p<0.05),且在NO3−-N处理下土壤URE:AP、PRO:AP的化学计量比的下降幅度高于NH4+-N处理。 结论 AMF接种通过提高土壤中氮磷相关转化酶的活性,降低氮磷转化酶的化学计量比来提高杉木土壤P有效性,促进土壤中有效N、P向植物体内的转移,维持土壤N、P平衡,且NO3−-N处理下AMF对土壤N、P平衡的调节效果强于NH4+-N处理。     

基于知识图谱与案例推理的水稻精准施肥推荐模型

目前水稻种植户的施肥行为存在一定的盲目性,会造成肥料浪费和环境污染等问题,对此该研究提出了一种基于知识图谱和案例推理的水稻精准施肥推荐模型,包括推荐定性的施肥方案和定量的施肥量两个阶段。首先,使用PairRE模型获取图谱中全部实体和关系的低维向量表示,并在此基础上依据待种植的水稻品种进行知识推理以得到定性的施肥方案;然后,结合实体向量检索出k个相似案例,通过k个案例进行组合预测,得出具体施肥量数值。由中国知网获取166个环境指标数值明确、施肥过程记录完整的水稻施肥事件用于模型的验证,结果表明,与测试事件的实际施肥方案相违背的部分仅占比10.76%;对于氮肥施用总量、磷肥施用总量、钾肥施用总量和氮肥基叶肥与穗肥运筹比例的预测精度分别达到了92.85%、82.61%、79.17%和90.92%。该施肥推荐模型能够输出详细的施肥方案和精确的施肥量,算法过程可解释性较强,可为水稻精准施肥推荐系统的设计提供支撑。     

畜禽养殖粪水酸化贮存及氮素减损增效研究进展

畜禽粪水酸化贮存能够有效调控粪水贮存中微生物、环境与氮素间的作用关系,实现粪水氮素的减损增效,是一种具有广泛应用前景的关键技术。该研究系统综述了粪水酸化贮存中氮素的迁移转化机理,比较评价了常见酸化剂和不同酸化贮存工艺的应用效果,分析了酸化贮存技术对粪水氮素减损增效的影响。梳理总结得到：粪水酸化存储中氮素的迁移转化机制主要包括有机氮矿化、铵态氮固持、无机氮转化的抑制及硝化3个关键环节,可以依靠改变微生物作用和化学平衡状态实现氮素的减损;与其他酸化工艺相比,长期酸化工艺具有酸化效果更加稳定、应用范围较为广泛等优势;粪水酸化技术能够大幅降低NH3排放,以及部分N2O的排放,进而提高粪肥还田后土壤肥效,但不合理的酸化贮存技术及施用方式也会降低粪水肥效,甚至引起二次污染;未来应重点从氮素迁移转化路径的定量分析、复合酸化剂的开发、粪肥施用效果及风险的评估应对等方面进行深入研究。     

间作及施氮量对宁南旱区马铃薯生理特性及品质的影响

于2019年5—10月在大田条件下,以马铃薯青薯9号和燕麦燕科1号为试验材料,设置2种种植模式（马铃薯单作、马铃薯燕麦间作,分别记为IP、JP）,4种施氮水平（0、75、150、225 kg·hm^-2,分别记为N0、N1、N2、N3）的裂区试验,测定马铃薯叶片CAT、POD活性,MDA、脯氨酸、叶绿素含量及马铃薯品质。结果表明：施氮条件下,马铃薯CAT、POD活性均显著高于N0处理（P＜0.05）,成熟期,JP在N3水平下CAT、POD活性及叶绿素含量较N0处理分别增高14.0%、22.5%、19.6%,N2水平下MDA及脯氨酸含量较N0处理分别降低2.1%、56.8%,现蕾期至块茎膨大期,JP的生理特性优于IP;间作和适宜的施氮量有益于马铃薯品质提高,N1、N2、N3较N0处理,IP直链淀粉含量分别增加15.9%、23.8%、12.3%,JP分别增加11.4%、45.6%、17.1%,IP支链淀粉含量分别增加3.2%、16.7%、22.8%,JP分别增加27.8%、64.6%、1.1%;可溶性糖含量在各施氮处理间无显著差异（P＞0.05）;粗蛋白含量随施氮量的增加呈先增后减的趋势,施氮量为N2时最高,IP、JP较N0分别增加3.0%、8.9%,且JP显著高于IP（P＜0.05）。由通径分析中剩余因子e=（1-R²）^1/2可知,马铃薯生理指标对支链淀粉形成的影响最大,对粗蛋白含量的影响最小,剩余因子分别为0.750、0.401。叶绿素对直链淀粉与支链淀粉形成的直接影响最大,直接通径系数分别为0.328、0.767,可通过叶绿素含量反映出块茎直链淀粉、支链淀粉及可溶性糖的含量。综上,马铃薯燕麦间作复合系统优化了马铃薯生长发育过程中的生理特性,从而达到改善品质的目标,在生产中建议的施氮量为150 kg·hm^-2（N2）。     

旱地矮化苹果园当季氮肥在土壤剖面的累积与淋溶效应

为研究旱地矮化苹果树当季肥料氮在土壤中的累积与淋溶效应,采用土钻采样法与¹⁵N同位素示踪技术,测定了6 a生晚熟矮化‘延长红’苹果园土壤剖面（0~300 cm）的氮素累积分布特征与当季氮肥残留。结果表明：土壤含水率与硝态氮含量变化表现出较强的一致性,不施肥CK、减氮施肥N400与常规施肥N800处理硝态氮在80~140 cm土层存在明显富集现象,其含量峰值分别为174.9、194.8 mg·kg^-1与211.1 mg·kg^-1。CK、N400与N800处理0~300 cm土壤剖面中,全氮累积量分别为10 927.3、13 734.8 kg·hm^-2与15 645.4 kg·hm^-2,硝态氮累积量分别为1 873.5、2 353.9 kg·hm^-2与2 892.7 kg·hm^-2,铵态氮累积量分别为12.2、42.6 kg·hm^-2与44.4 kg·hm^-2。N400和N800处理下果园土壤中各土层（0~300 cm）氮素来自当季氮肥的比例分别为0.10%~1.50%和0.18%~2.03%。当季氮肥在0~300 cm深度各土层均有残留且主要集中在0~140 cm土层;80~100 cm土层的全氮来自当季氮肥的比例（减氮施肥N400和常规施肥N800分别为1.50%与2.03%）显著高于其他土层。N400处理下TN-¹⁵N、NO^-₃-¹⁵N、NH⁺₄-¹⁵N的残留率分别为21.6%、19.2%、0.2%,N800处理分别为48.8%、39.3%、0.3%,土壤中氮的残留率随着施氮量的增加显著增加,且以硝态氮为主。100~300 cm土层中减氮施肥N400与常规施肥N800处理NO^-₃-¹⁵N残留率分别为8.5%与25.0%,当季氮肥淋溶出根区（0~80 cm）现象明显。最佳施肥量及施肥量对产量的影响在N400的基础上仍有待进一步研究确定。     

地下水埋深和施氮量对夏玉米灌浆特性及水氮利用效率的影响

为揭示不同地下水埋深和施氮量对夏玉米灌浆过程和水氮利用效率影响,以夏玉米‘怀玉208’为试验材料,基于大型地中渗透仪,采用随机区组的试验方法,研究了地下水埋深（GW,2、3、4 m）和施氮量（N,300、240 kg·hm^-2）对夏玉米籽粒灌浆过程和水氮利用效率的影响。结果表明：（1）各处理玉米百粒质量随花后天数呈“S”型曲线变化趋势。施氮量和地下水埋深均极显著影响玉米收获时的百粒质量,但二者交互作用不显著;地下水埋深相同时,施氮量为300 kg·hm^-2玉米的百粒质量均显著高于施氮量为240 kg·hm^-2玉米的百粒质量。（2）灌浆期各处理玉米籽粒灌浆速率均呈“抛物线”型变化趋势。Logistic方程能很好地拟合各处理玉米籽粒灌浆过程。收获期玉米籽粒百粒质量与最大灌浆速率时的籽粒质量、玉米平均灌浆速率极显著正相关。地下水埋深和施氮量对玉米灌浆参数的影响具有显著交互作用。（3）施氮量和地下水埋深极显著影响玉米产量,其中N300GW4处理玉米产量最高,N240GW3处理的产量最低。玉米产量与穗长、穗粗、百粒质量、穗行数、行粒数、穗粒数极显著正相关。（4）施氮量、地下水埋深及二者交互作用均极显著影响玉米氮肥偏生产力;施氮量极显著影响玉米水分利用效率,地下水埋深及二者交互作用对玉米水分利用效率影响不显著。N240GW4处理玉米氮肥利用效率及水分利用效率均最高。综上可知,地下水埋深和施氮量对玉米水氮利用效率及灌浆过程交互作用显著,N240GW4处理是本研究推荐的农业绿色高产生产模式。     

有机肥浸提液对不同品种西瓜产量及品质的影响

以5个西瓜品种为试材,通过不同的猪、牛、羊粪有机浸提液配比设置了3个有机营养液配方处理,品种和营养液二因素组合共15个处理（T1~T15）,测定各处理西瓜的单果质量、果形指数、产量及可溶性固形物、Vc、可溶性蛋白、可溶性糖、还原糖含量共8个指标,比较各处理间上述指标的差异,运用因子分析的方法对各处理产量和品质指标进行综合评价,从中筛选得到高品质的有机营养液和品种组合。结果表明:营养液和品种耦合对各处理西瓜品质指标的影响极显著;T9处理（即品种Z3与配方P3耦合的处理,用Z3P3表示,下同）还原糖含量最高,为57.7 mg·g^-1,T7处理（Z3P1）还原糖含量最低,为26.0 mg·g^-1;T6（Z2P3）、T13（Z5P1）处理可溶性糖含量最高,分别为33.6、33.9 mg·g^-1,T7（Z3P1）处理可溶性糖含量最低,为14.5 mg·g^-1;T6（Z2P3）处理可溶性固形物含量最高,为14.0％,T15（Z5P3）处理可溶性固形物含量最低,为11.4％;T5（Z2P2）处理Vc含量最高,为16.7 mg·100g^-1,T4（Z2P1）处理Vc含量最低,为9.7 mg·100g^-1。利用因子分析得到得分排名前3的处理是T9（Z3P3）、T11（Z4P2）、T6（Z2P3）。当施用有机营养液配方3时,2011WH0045、2011WH0053两个西瓜品种产量及品质较好,当施用有机营养液配方2时,2011WH0057西瓜品种产量及品质较好。     

不同退化程度的草地植被和土壤特征

研究了克氏针茅(Stipa krylovii)草原未退化、中度退化和重度退化草地的植被和土壤微生物的季节动态。结果表明, 随退化程度增加, 克氏针茅的重要值降低, 冷蒿(Artemisia frigida)的重要值增加, 重度退化草地群落多样性最低。重度退化草地土壤全氮含量最高而有效磷含量最低。未退化草地土壤微生物碳、氮含量高于退化草地, 草地退化对菌根真菌(AMF)孢子密度、细菌、真菌和放线菌数量的影响随季节变化而不同。5―8月未退化草地真菌数量大于重度退化草地, 9月两者差异不显著。7―9月未退化草地细菌数量大于重度退化草地, 6月两者差异不显著。各指标均在7月或8月达到最高值。土壤真菌、细菌、放线菌与土壤全氮、微生物氮均有显著相关性。土壤真菌、细菌与土壤微生物碳有显著相关性。