番茄褪绿病毒在湖南省首次发生

2016年7月在湖南省蔬菜病害调查中发现,4种茄科蔬菜表现出叶脉间褪绿、叶片黄化等症状,疑似被番茄褪绿病毒(Tomato chlorosis virus,To CV)感染,同时叶片背面聚集了大量烟粉虱。采用To CV热激蛋白(heat shock protein 70,HSP70)序列的特异性引物对采集的番茄、茄子、辣椒、马铃薯样品和烟粉虱样品进行RT-PCR检测,均扩增出目标条带,且扩增序列与北京番茄To CV分离物(KC887999.1)部分序列相似度为99.0%,确认采集样品被To CV感染。4种茄科蔬菜To CV的感染率达70%~100%;发病叶片上烟粉虱的带毒率为66.7%~87.5%;鉴定出烟粉虱的生物类型为MED烟粉虱。这是湖南省首次确认该病毒,需要引起关注和加强防范。     

黑土区土壤侵蚀厚度对土地生产力的影响及其评价

为了研究黑土区土壤侵蚀厚度对土地生产力的影响,采用盆栽试验,人为剥离黑土表层0、5、10、15、20、25和30 cm土壤以模拟侵蚀厚度不同的耕层土壤,分析土壤侵蚀厚度对土壤理化性质、大豆生物性状和水分利用效率等指标的影响。并对TOPSIS(technique for order preference by similarity to ideal solution)模型进行改进,用于评价侵蚀厚度不同的土壤的土地生产力。结果表明:土壤全N、碱解N、全P、速效P、有机质含量和土壤田间持水率均随侵蚀厚度的增加而递减,土壤容重随侵蚀厚度的增加而递增。土壤侵蚀厚度对大豆生长有显著影响,随着侵蚀厚度的增加,大豆减产率呈"S型"曲线递增,产量、耗水量呈"Z型"曲线递减,水分利用效率呈指数曲线关系递减。改进的TOPSIS模型对不同侵蚀厚度下土地生产力的评价结果较为理想,计算的土地生产力指数随土壤侵蚀厚度的变化呈"Z型"曲线,与大豆产量的变化趋势相同,且二者呈指数函数关系,决定系数达0.996,均方根误差为0.65。研究结果可为黑土区土壤侵蚀防治提供理论依据。     

[CO2]升高对粮食作物影响的研究进展

自工业革命以来,由人类活动引起的大气CO_2浓度([CO_2])不断攀升,正驱动着全球气候变化,对全球农业产生重大影响。本文归纳总结了目前作物对高[CO_2]响应的主要研究技术手段,以及作物对高[CO_2]响应的机理研究,并进一步梳理了当前全球关于[CO_2]升高对作物产量和营养品质影响的研究。结果表明:相比封闭式或半封闭式环境控制试验系统,开放式试验系统(如开放式CO_2控制系统FACE)由于其能更加真实地模拟自然条件下作物对未来高[CO_2]的响应和适应情况,被公认为是目前研究作物对高[CO_2]响应的最理想手段。[CO_2]增高会增加C3作物光合速率、生物量和产量,在一定程度上缓解气候变化对农作物产生的负面影响,但是作物对大气[CO_2]的升高存在光合适应现象,当作物长期暴露在高[CO_2]条件下时,高[CO_2]对作物的促进作用会逐渐减缓。近10年的FACE试验发现,对高[CO_2]出现高应答的水稻品种,其光合速率和产量在高[CO_2]下的增加幅度比早期的主要粮食作物FACE试验结果平均高出两倍。此外,高[CO_2]会明显降低大部分非豆科C3作物中蛋白质和矿物质(如锌、铁)以及部分维生素的含量,加剧目前全球约2亿人由于维生素和矿物质元素等营养缺乏导致的健康问题。如何充分利用未来高[CO_2]实现高增产的同时,减缓粮食养分下降的负面影响,是迫切需要解决的科学问题。     

RNAi转基因大豆品系‘B5C9123-5’的RPA可视化检测技术

为开发RNAi转基因作物的田间可视化鉴定方法,以DNA嵌合染料SYBR Green I为材料,采用设置重组酶聚合酶扩增(Recombinase Polymerase Amplification,RPA)特异性引物的手段,建立了一种快速、低成本、可视化的RPA用于转基因大豆‘B5C9123-5’的检测。结果表明,在靶标不存在时,RPA体系中游离的SYBR Green I染料使溶液呈现较弱的黄色荧光。在靶标存在的情况下,RPA扩增产生的双链DNA与SYBR Green I结合导致溶液从黄色转变为绿色并使荧光迅速增强。通过对RPA扩增时间和温度进行优化,阳性结果可在20min内用肉眼鉴别,检测限为1.00ng/μL。通过设置不同RPA引物,该方法可用于现场快速检测多种RNAi转基因作物。     

西北灌区地下水矿化度变化及其对作物的影响

地下水矿化度的时空变化是影响地下水资源质量和作物生长的重要因素,尤其是对主要依靠抽取地下水用于灌溉的农业地区。该文以石羊河流域为例搜集了武威、昌宁、民勤共21个灌区1981－2003年间观测站点的地下水矿化度数据,选用反距离加权法（IDW）进行空间插值处理。并结合自然因素和人类活动的影响,分析其时空变化趋势,结果显示：流域内年平均矿化度（TDS）整体呈增加趋势,且从上游向下游逐渐增高,矿化度的年际波动也从上游向下游逐渐增大。该文还分析了矿化度变化对当地主要作物的安全生长影响,研究了当地两种典型作物春小麦和棉花的适合种植范围,得出：适合两种作物的种植面积略有缩小趋势。该研究表明在一些需要采用地下水进行灌溉的西北干旱灌区,应加强对地下水矿化度的监测与控制。     

苏南稻田4种冬绿肥养分特性及对翻压前土壤无机氮的影响

为充分利用苏南冬闲稻田发展适宜绿肥作物种植,在大田试验条件下,研究了毛叶苕子（Vicia villosa Roth）、 光叶苕子（Vicia villosa var.）、 紫云英（Astragalus sinicus L.）和肥田萝卜（Raphanus sativus L.）4种绿肥作物的生长、 营养特性,比较分析了绿肥作物翻压前不同处理间耕层土壤无机氮含量与构成的差异。结果表明,在绿肥作物翻压期,4种绿肥作物均达到较高生物量和养分累积量,鲜重、 干重分别为24.8 30.7 t/hm2和3.6 4.2 t/hm2,不同绿肥作物间无显著差异。 4种绿肥作物的吸氮量为69.8 136.4 kg/hm2,毛叶苕子最高,肥田萝卜最低。吸磷量为7.1~11.3 kg/hm2,肥田萝卜最高,紫云英最低。吸钾量为117.6~151.3 kg/hm2,毛叶苕子最高,光叶苕子最低。与对照冬闲相比,种植绿肥作物不同程度地降低了耕层土壤无机氮含量（平均降低38.9 kg/hm2）,其中硝态氮含量下降明显,铵态氮含量均较对照土壤有增加趋势（平均提高6.5 kg/hm2）,毛叶苕子和光叶苕子处理铵态氮含量增加显著。4种绿肥作物均适合苏南冬闲稻田种植,能潜在降低无机氮的损失风险和为后季水稻作物生长提供养分。     

基于卷积神经网络的中国北方冬小麦遥感估产

针对传统的农作物估产方法过度依赖人工经验,以及实地采样成本高等问题。该研究使用MODIS数据构建了基于卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)的冬小麦估产模型。对2006-2016年中国北方冬小麦核心区的60个地级市进行模型训练,鲁棒性检验以及估产误差空间特征分析。结果表明:1)估产模型在训练集和验证集的均方根误差(root mean squareerror,RMSE)分别为183.82kg/hm2、689.72 kg/hm2,决定系数(R2)分别为0.98、0.71。2)以同样的神经网络结构对2006-2016年估产样本分别作为验证集,训练11个独立模型的RMSE平均值是772.03 kg/hm2,证明算法具有较高的鲁棒性。3)2007、2012和2016年不同省份的估产结果表明,模型对北方冬小麦区的平原区估产精度较高,尤其是河北和山东2省(RMSE为500 kg/hm2)。该文构建的估产模型可以实现冬小麦单产的复杂拟合,可以应用于较大尺度(范围)冬小麦产量预报。     

Intra-specific variation of wheat grain quality in response to elevated [CO2] at two sowing times under rain-fed and irrigation treatments

In order to investigate the intra-specific variation of wheat grain quality response to elevated atmospheric CO₂ concentration (e[CO₂]), eight wheat (Triticum aestivum L.)cultivars were grown at two CO₂ concentrations ([CO₂]) (current atmospheric, 389 CO₂ μmol mol⁻¹vs. e[CO₂], FACE (Free-Air CO₂ Enrichment), 550  ±  10% CO₂ μmol mol⁻¹), at two water levels (rain-fed vs. irrigated) and at two times of sowing (TOS₁, vs. TOS₂). The TOS treatment was mainly imposed to understand whether e[CO₂] could modify the effects of timing of higher grain filling temperatures on grain quality. When plants were grown at TOS₁, TKW (thousand kernel weight), grain test weight, hardness index, P, Ca, Na and phytate were not significantly changed under e[CO₂]. On the other hand, e[CO₂] increased TKW (16%), hardness index (9%), kernel diameter (6%), test weight (2%) but decreased grain protein (10%) and grain phytate (11%) at TOS₂. In regard to grain Zn, Mn and Cu concentrations and some flour rheological properties, cultivar specific responses to e[CO₂] were observed at both sowing times. Observed genetic variability in response to e[CO₂] in terms of grain minerals and flour rheological properties could be easily incorporated into future wheat breeding programs to enable adaptation to climate change.     

高原农作物豌豆抗氧化和脂质过氧化研究

［目的］探讨高原农作物豌豆提取液抗氧化和脂质过氧化的作用。［方法］对豌豆进行SOD酶液的提取,测定蛋白浓度、酶活力、抗氧化活性、抑制小鼠离体组织过氧化能力、体外组织脂质过氧化能力。［结果］豌豆粗酶液对DPPH·的EC50为55.16 mg/L,清除率低于同浓度的Vc和茶多酚、柠檬酸,Vc与粗酶液均有协同效应,相对而言,Vc的增效优于柠檬酸。 豌豆SOD酶液对DPPH·的EC50为11.1mg/L,优于茶多酚,与维生素C非常接近。豌豆SOD酶液对小鼠离体肝、肾和心组织中的MDA生成均有抑制作用,其中对离体肝组织中MDA生成的抑制效果最明显,浓度为0.25 mg/ml时,抑制率为78.3％,此后再增大浓度,抑制率的增加不多,心和肾效果次之。［结论］豌豆SOD粗酶液与豌豆SOD酶液都有一定清除DPPH·的能力, 豌豆SOD酶液有抑制脂质过氧化能力。     

陕西省粮食生产中存在的问题与对策研究

依据统计资料分析了陕西省目前粮食生产的现状,指出我省粮食生产存在的主要问题是: 资源短缺、粮食播种面积减少、生产投入不足,连年干旱和粮食价格等;提出了加强农业基本建设是稳定粮食生产的保证,依靠科技进步是挖掘粮食增产潜力的主要途径,依靠政策调动各方面的积极性则是我省粮食持续稳定增长的重要因素。