四川柑橘适宜分布及其对气候变化的响应研究

柑橘是四川省和我国主要水果产品之一。以气候为主的环境变化,对作物空间布局产生了显著影响。为合理优化柑橘生产空间,本研究基于最大熵模型（MaxEnt）构建柑橘适宜分布与环境变量的关系模型,运用受试者工作特征曲线（ROC曲线）检测模型精度,刀切法（Jackknife）筛选主导环境变量;采用ArcGIS技术对比1980年、2010年四川柑橘适宜区分布,揭示近30 a气候变化背景下四川省柑橘适宜区的分布与变化情况。结果显示：四川柑橘适宜性的主导环境变量主要体现为以光、热、水为特征的气候环境变量。近30 a四川省气候暖干化的变化趋势改变了区域生态系统的结构和功能,引起了柑橘种植适宜区的时空变化。1980—2010年柑橘种植适宜性空间格局呈现出2个变化特征,一是高适宜区呈整体向北迁移的趋势,主要分布在成都平原区与川东北地区过渡地区;中适宜区界线向东南方迁移。二是适宜性级别呈现出逐级调整,低、中适宜区的等级调整变化明显。2010年高适宜区面积约为4.22万km²,中适宜区4.19万km²,低适宜区4.4万km²,大部分地区为不适宜区。以高适宜区为参照,通过政策措施,政府部门可增加在川南地区、成都平原地区南部的柑橘生产布局。本研究客观地反映了气候变化下,四川省柑橘种植适宜性变化特征,合理确定了柑橘适宜性面积及分布,为柑橘空间优化提供了科学依据。最大熵模型在对物种分布进行准确模拟和预测时具有较强应用价值,对作物气候适宜性区划具有重要指导意义。但对于不同区域和作物应选取合适的环境变量、空间尺度和物种采样位置,减少系统累计误差,提高作物气候适宜区划定精度。     

抗菌肽Shiva A基因在转基因柑橘无性繁殖后代中的遗传与表达分析

为进一步明确外源基因在转基因柑橘无性繁殖后代中的遗传稳定性及目标性状表现,本研究以转双价抗菌肽基因(ShivaA-cecropinB)纽荷尔脐橙(Citrus Sinensis Osbeck)无性繁殖后代植株为材料,通过PCR扩增,Southern杂交和实时定量PCR检测,以及温室抗病性评价分析等,对抗菌肽ShivaA基因在转基因柑橘后代株系中的遗传稳定性进行了研究.结果表明,外源抗菌肽Shiva A基因在转基因及其无性后代中能够稳定整合与表达.Southern杂交分析表明,ShivaA基因在无性繁殖后代基因组中为1个拷贝,而在T0代中为2个拷贝,由此推测T0代植株为混合嵌合体.定量PCR分析表明,ShivaA基因在To代中的表达水平低于其无性繁殖后代.本研究中外源基因的表达与拷贝数的多少成负相关.研究结果为开展转基因柑橘安全性评价提供了有用的实验材料,积累了有效的实验数据.     

不同土壤管理方式下幼龄柑橘根区土壤酶活性动态变化

以盆栽2年生纽荷尔脐橙为试材,研究了清耕、自然生草和间种绿肥条件下幼龄柑橘生长期内根区土壤酶活性的动态变化。结果表明,间种绿肥和生草能显著提高柑橘根际土壤脲酶和蛋白酶活性,但2种酶的峰值出现时间不同,脲酶的峰值出现在绿肥成熟期和压青后,而蛋白酶峰值出现在压青前,压青引起蛋白酶活性降低。生草和间种绿肥的柑橘根际土壤过氧化氢酶略高于对照,但3处理间无明显差异;压青会引起过氧化氢酶活性降低,随着绿肥压青后腐解,过氧化氢酶又开始回升。因此,柑橘园内间种绿肥要适时压青。     

Physiological interpretation of a hyperspectral time series in a citrus orchard

Hyperspectral remote sensing for monitoring horticultural production systems requires the understanding of how plant physiology, canopy structure, management and solar elevation affect the retrieved canopy reflectance during different stages of the phenological cycle. Hence, the objective of this study was to set up and to interpret a hyperspectral time series for a mature and healthy citrus orchard in the Western Cape province of South Africa considering these effects. Based on the remotely sensed data, biophysical parameters at the canopy level were derived and related to known observed physiological and phenological changes at the leaf level and to orchard management. Fractions of mature fruit, flowers, and sunburnt leaves were considered, and indices related to canopy structure chlorophyll content and canopy water status were calculated.Results revealed small cover fractions of mature fruit, flowers and sunburnt leaves of respectively 2.1%, 3.1% and 7.0%, but the high spectral contrast between flowers and leaves allowed a successful classification of flowering intensity. Furthermore, it was shown that canopy level time series of vegetation indices were sensitive to changes in solar elevation and soil reflectance which could be reduced by applying an empirical soil line correction for the most affected indices. Most trends in vegetation indices at the canopy level could be explained by a combination of changes at the leaf level (chlorophyll, carotenoids, dry matter), changes in canopy structure (leaf area index and leaf angle distribution) and changes in cover fractions of vegetative flushes, flowers and sunburnt leaves. The transformed chlorophyll absorption ratio index over the optimised soil adjusted vegetation index (MCARI/OSAVI) was best related to leaf level trends in chlorophyll content. Seasonal changes in the photochemical reflectance index (PRI) were linked to inverse changes in the carotenoid-to-chlorophyll ratio. Canopy structure indices (the modified triangular vegetation index or MTVI2 and the standardized leaf area index determining index or sLAIDI) were sensitive to changes in leaf area index, average leaf angle as well to management interactions (pruning and harvest). Canopy water status was highly impacted during the spring flush due to expanding leaves that concealed trends in the underlying mature leaves. Seasonal trends in soil and weeds reflectance were related to changes in volumetric soil water content and to the earlier and reduced growth period of non-irrigated weeds.     

椪柑上胚轴离体培养与植株再生研究初报

椪柑无菌苗上胚轴为实验材料进行离体培养,研究了不同种类的激素及其组合对椪柑上胚轴出芽及再生芽生根的影响。结果表明：在MT+6-BA2mg/L培养基上,上胚轴垂直接种时,出芽率可达100%。在MT培养基上单独使用ABA0.2 mg/L、GA30.4 mg/L或GA30.4 mg/L+6-BA2 mg/L对芽再生均有一定的抑制作用,但ABA0.2 mg/L+ 6-BA2 mg/L则对芽再生有一定的促进作用。1/2MT+NAA0.5 mg/L对再生芽生根效果最好,生根率为87.5%。     

氮肥施用对柑橘果园土壤有机碳矿化的影响

土壤有机碳矿化是土壤向大气释放CO2的最大净输出途径,其与植被的净初级生产力的差值是判断生态系统碳“源”或“汇”的关键。采用室内模拟试验,在10、20、30℃ 3个温度条件下,研究施肥施用对柑橘果园土壤有机碳矿化的影响。结果表明：3种温度处理下,各施氮处理土壤有机碳矿化速率都表现为培养前期快速下降,培养后期保持相对稳定的趋势。在整个培养过程中,3种温度条件下各施氮处理的土壤CO2累积排放量为1328.25~2219.42 mg/kg,100 mg/kg（N4）处理土壤有机碳矿化量最大,CK处理最低,100 mg/kg（N4）和80 mg/kg（N3）2个高氮处理显著高于低氮50 mg/kg（N2）、30 mg/kg（N1）处理。土壤有机碳矿化速率随温度升高而增长,不同的土壤施氮条件下土壤有机碳矿化的温度敏感性不同,N2处理土壤有机碳矿化的温度敏感性最低,N4处理最高。柑橘果园土壤有机碳矿化受高施氮量影响较大,低施氮影响不明显。随着施氮量的增加土壤有机碳矿化的温度敏感性增加,氮肥施用和温度的共同作用可能使柑橘林向大气中排放的CO2增加。     

基于信道测试的橘园WSN网络部署试验

为解决无线传感器网络(WSN)规划与快速部署问题,基于无线信道传播特性,研究橘园WSN射频信号衰减模型,指导WSN部署并进行了组网试验.选433 MHz与2.4 GHz载波频率,基于连续无线电波在通信码率、天线增益、调制扩频方式、数据包长度和通信距离等多因素作用下分析WSN射频信号在橘园的衰减,建立2频率射频信号接收强度与环境传播因子及通信距离间的模型,拟合R2最小值与最大值分别为0.957031与0.971218,0.9546与0.9863.通信码率低于1.2 kb/s且远距离通信时,433 MHz CC1110具有优势;发射功率与天线增益相同时,433 MHz平均信号强度高于2.4 GHz;通信码率相同时,CC2530丢包率低于CC1110.针对橘园选ZigBee设计星型WSN进行组网试验,结果表明,尽可能短数据包与较低通信码率的通信协议较好;WSN各节点平均通信成功率高于84％.     

基于色调分形维数的柑橘糖度和有效酸度检

研究了宫川温州蜜柑糖度及有效酸度的机器视觉检测技术及影响检测精度的因素.对机器视觉系统采集的柑橘图像进行图像裁切、亮度法去图像背景和RGB空间至HSI空间的转换,将柑橘色调范围分割为0°～20°、20°～40°、40°～60°、60°～80°、80°～100°和100°～120°共6个区域,提取各区域色调分形维数,以此作为BP神经网络输入,无损检测宫川温州蜜柑糖度及有效酸度.167个测试样本的检测结果表明:在±1.5°Brix精度范围内糖度正确识别率为66.6175%,在±0.5精度范围内有效酸度正确识别率为73.9275%.宫川温州蜜柑糖度及有效酸度与果皮色调分形维数之间具有相关性,可用机器视觉检测其糖度及有效酸度.     

刈割、AM真菌和施磷对根箱栽培中柑橘和柱花草生长的影响

利用根箱栽培模拟果园生草栽培,以柑橘Citrus sinensis(L)Osbeck．cv．Luogangcheng和柱花草Stylosanthes gracilis H．B．K．cv．Graham来研究生草刈割、AM真菌和施磷在减轻养分竞争上的作用．结果表明,3种措施在不同程度上减轻了柱花草对柑橘生长的抑制效应,增加了柑橘的株高、叶片数和干质量;柱花草刈割的作用最明显,导致柱花草的根冠比急剧降低,表明刈割可能是通过抑制根系生长来减轻养分竞争．     

喷施硼锌镁对提高锦橙产量和果实品质的影响

锦橙叶面喷施硼酸、硫酸锌、硫酸镁溶液后，花粉发芽率提高，药粉管显著伸长，尤以喷镁的为最。还可提高座果率和果实产量、品质，其中，喷施硼酸的效果最佳，可显著提高产量，并便果实增大、着色好、降低总酸量、提高总糖量、增加糖酸比和固酸比。喷施硫酸锌，可增加果实叶蔗糖含量和增进果皮的光滑度。本文还对硼锌镁元素提高座果率，产量和果实品质的机理进行了探讨。