甘蓝型油菜茎秆菌核病抗性与木质素及其单体比例的相关性分析及QTL定位

菌核病是一类非专一性的植物真菌病原菌,寄主范围广泛,严重危害农作物的生产。对高世代重组自交系群体(RIL)及F₂群体终花期茎秆进行菌核病抗性接种鉴定,根据构建的近红外模型对接种鉴定的茎秆木质素含量、单体组分比例进行测定,并进行相关性分析和QTL定位。结果表明在2013年和2014年RIL群体茎秆菌斑大小与木质素含量呈极显著负相关,相关系数分别为–0.348和–0.286,与单体G/S呈显著正相关,相关系数分别为0.198和0.167。2014年F₂群体菌斑大小与木质素含量呈极显著负相关,相关系数为–0.306,与单体G/S相关性为0.142。F_2:3家系抗(感)植株茎部切片间苯三酚染色观察表明抗性较强的材料木质素含量高于抗性较弱的材料。根据已构建的重组自交系高密度SNP遗传图谱,利用复合区间作图法对上述性状进行QTL分析,共检测到18个QTL,其中9个菌核病抗性相关QTL分布于A05、A06、C04和C06染色体,单个QTL可解释的表型变异为2.38%~12.05%;3个木质素含量QTL分别位于A04、A05和C01染色体,单个QTL可解释表型变异的2.03%~13.75%。6个木质素单体G/S QTL分布于A08、C03和C07染色体,单个QTL可解释表型变异的2.06%~8.66%。本文研究结果为油菜菌核病抗性育种提供了新的思路和理论基础。     

绿洲灌区不同密度玉米群体的耗水特性研究

针对水资源不足严重制约绿洲灌区玉米生产,密植对玉米耗水特性影响研究薄弱,以及生产实践中缺乏调控种植密度以同步提高产量和水分利用效率的理论依据等问题,2012—2015年,以先玉335为参试品种,在相同施肥、灌水制度下,设75 000株hm–2(低,D1)、87 000株hm–2(中,D2)、99 000株hm–2(高,D3)3个密度水平,探讨密度对玉米耗水的时间动态、耗水结构以及利用效率的影响,以期为优化密植增产节水技术提供理论依据。结果表明,随密度增大,玉米全生育期总耗水量(ET)增大,大喇叭口期至吐丝期是耗水量增大的主要时期,高、中密度处理与低密度处理相比,全生育期总耗水量4年平均分别高22.8%、14.4%,大喇叭口期至吐丝期平均分别高28.4%、18.2%,其他生育时期不同处理的耗水量差异不显著。增加密度可降低玉米的无效耗水,提高水分利用率,高、中密度处理较低密度处理全生育期的棵间蒸发量(E)4年平均分别减少56.5 mm、27.6 mm,密植降低棵间蒸发量的主要时期在拔节至灌浆期,其中大喇叭口期至吐丝期的日均棵间蒸发量分别减少0.51 mm、0.27 mm;高、中密度与低密度处理相比,全生育期的E/ET分别降低15.8%、6.2%,其中拔节至大喇叭口期减小幅度最大,分别为22.1%、10.7%。与低密度处理相比,高、中密度处理的籽粒产量分别提高了17.9%、14.8%,但高、中密度处理间的产量差异不显著;高、中、低密度处理的水分利用效率(WUE)分别为18.2、19.3和16.8 kg hm–2 mm–1,中密度处理的WUE显著高于低密度处理;与低密度处理相比,高、中密度处理4年平均灌溉水利用效率(IWUE)分别提高了34.5%、19.6%。本研究说明,在传统供水覆膜条件下,进一步增加种植密度是干旱绿洲灌区提高玉米产量和灌溉水利用效率的可行措施。     

基于标准化降水指数的西藏昌都市旱涝时空特征

旱涝灾害是昌都市主要自然灾害,了解昌都市旱涝时空分布特征,对减轻该区域旱涝灾害损失、合理利用水资源和生态屏障建设有重要意义。利用1981—2015年昌都市7个气象站的逐月降水数据,采用标准化降水指数(SPI),分析昌都市旱涝变化特征。结果表明:昌都市旱涝变化具有明显的阶段性特征,1981—1995年旱涝交替发生,1996—2004年雨涝频繁,2005年以后以干旱为主;春夏两季降水呈弱增加趋势,春夏旱减少,秋季降水呈弱减少趋势,秋旱增加,冬季则无明显的变化;北部、中部和南部在2002年以前,旱涝存在一致性,2002年后存在较大的差异;20世纪80年代中期旱涝变率最大,旱涝转换频繁,21世纪初早期变率最小,3个区域的旱涝变率总体上与全市相似,2011年以后,南部区域变率较高,旱涝交替频繁。     

不同基追肥比例对湖南省双季稻产量及干物质积累的影响

为探究不同基追肥比例对湖南省双季稻产量及干物质积累的影响,以‘湘早籼32号’和‘中嘉早17’为早稻供试品种,‘湘晚籼12号’和‘五优308’为晚稻供试品种,设置6种不同施肥比例(T1~T6)与1个不施肥处理(T7)。研究结果表明:施肥能有效提高水稻产量,比不施肥增产16.07%~91.33%。早稻‘中嘉早17’以基追肥比例8:2:0:0产量最高,为7497.00 kg/hm~2,晚稻‘五优308’以基追肥比例6:2:2:0产量最高,为9387.90 kg/hm~2;早晚稻的干物质积累量均以基追肥比例4:3:3:0较高,是一种有利于干物质积累的施肥方式,前轻后重的施肥方式茎秆重、叶片重、穗重显著低于其他处理,基追肥比例0:5:3:2的根系重与茎秆重分别比其他施肥处理少9.72%~63.84%和6.42%~27.82%,表明肥料后移会减少水稻干物质的积累。因此,在湖南地区重施基蘖肥可促进早稻分蘖的发生,晚稻在重施基蘖肥的基础上适当配施穗肥可增加单位面积颖花数、提高结实率,以此获得双季稻的高产。     

吉林省主要粮食作物生产风险评价

充分认识吉林省主要粮食作物生产面临的风险,为稳定粮食产量和保障国家粮食安全提供参考。以县级行政单元为研究对象,在运用直线滑动平均法对作物单产进行趋势模拟的基础上,运用非参数信息扩散模型对吉林省玉米、水稻和大豆3种主要粮食作物的生产风险进行了评估。结果表明:不同类型作物生产所面临的风险大小不同,单产损失风险从大到小依次为大豆、玉米、水稻;西北部地区县域的风险普遍较大,其次是东南角地区,而中部地区县域的风险相对较小;吉林省玉米、水稻和大豆3种作物单产损失率30%以上的概率较小。     

香菇渗透脱水工艺优化研究

以新鲜香菇为试材,在单因素试验的基础上,以新鲜香菇失水率和干香菇复水比为考察指标,通过正交试验优化干燥前食盐溶液渗透预处理工艺条件。结果表明,渗透处理最佳工艺条件为:渗透温度30℃,渗透液浓度10%,渗透时间90 min,在此工艺条件,新鲜香菇的失水率为13.9%,干香菇的复水比为4.8。     

育苗基质对榉树容器苗质量的影响

【目的】为了筛选出适于榉树容器苗生长的最佳基质配比,以提高榉树容器苗的培育质量。【方法】以泥炭土、珍珠岩、蛭石、锯木屑和腐殖土5种材料为原料,按照一定的比例配制成6种基质,以此6种配方基质为供试的育苗基质(其处理编号分别为T1、T2、T3、T4、T5、T6),选择10 cm×5 cm×5 cm的无纺布袋作为育苗容器,进行了榉树容器育苗试验。测定了榉树容器苗的出苗率、形态指标、生物量及生理指标等19个指标,并采用隶属函数法对以不同配方基质培育的容器苗的苗木质量进行了综合评价。【结果】6种基质处理的出苗率从大到小依次为T3>T5>T1>T2>T6>T4,其中T3基质处理的出苗率最高,T4基质处理的出苗率最低,T3基质处理的出苗率是T4基质处理的出苗率的3.47倍;T1基质处理的苗高、地径均极显著高于其他基质处理的,T2基质处理的叶片数显著高于除T1和T5外的其他基质处理的。T2基质处理的侧枝数显著高于其他基质处理的,不同基质处理间容器苗的高径比、侧根数、主根长均无显著差异;T1基质处理的茎干质量、根干质量、苗木干质量及其质量指数均极显著高于其他基质处理的,不同基质处理间容器苗的茎根比无显著差异;T1基质处理的根系活力强度和叶绿素a含量均极显著高于除T2外的其他基质处理的,T2基质处理的叶绿素总量极显著高于除T1外的其他基质处理的,不同基质处理间容器苗的叶绿素b、叶绿素a/b之值均无显著差异,T4基质处理的净光合速率最低,极显著低于其他基质处理的。【结论】采用模糊数学的隶属函数法综合评价得出:以T1基质(其配比为:腐殖土∶泥炭土∶珍珠岩=2∶1∶1)培育的榉树容器苗其质量最好,这种配方基质是榉树容器苗的最佳育苗基质。     

东北棕壤长期不同施肥处理轮作大豆氮素吸收和土壤硝态氮特征

【目的】在玉米–玉米–大豆轮作体系下,基于棕壤肥料长期定位试验,研究不同施肥处理对东北地区大豆生物量、产量、各部位吸氮量及收获期土壤0―100 cm硝态氮累积的影响,为该地区合理施肥提供理论依据和科学指导。【方法】棕壤肥料长期定位田间试验始于1979年,包括不施肥(CK)、单施氮肥(N)、氮磷钾肥配施(NPK)、低量厩肥(M1)及其与化肥配施(M1N和M1NPK)、高量厩肥(M2)及其与化肥配施(M2N和M2NPK)9个处理。厩肥为猪厩肥,1992年后大豆季不施猪厩肥,仅在玉米季相关处理中施用。39年后,调查分析了大豆生物量、产量、氮素吸收利用及大豆收获期0―100 cm土壤硝态氮累积特征。【结果】高量、低量厩肥配施化肥处理大豆生物量、产量、总吸氮量及各部位吸氮量均显著高于单施氮肥和不施肥处理,其中,M1NPK处理大豆生物量、产量和总吸氮量最高,分别为9107、2979和314.2 k g/h m^2,较其他处理分别提高了6.1%~133.6%、23.9%~232.5%和11.7%~359.4%。施肥提高了大豆氮收获指数,但氮素生理效率降低。NPK和M1NPK处理的氮素收获指数最高,均为63.5%,而氮素生理效率较CK分别降低了30.6%和28.1%。大豆收获期各处理土壤硝态氮累积量随土层深度的增加而降低。与播前相比,大豆收获期单施氮肥处理的0―100 cm土层硝态氮积累量显著增加,NPK处理变化不显著,M1、M1N和M1NPK处理显著降低。低量厩肥配施化肥处理收获期0―100 cm土壤硝态氮积累量远低于高量厩肥配施化肥处理,较播前平均降低了79.2%。所有处理中,土壤硝态氮积累量以M1NPK处理最低,比其他处理平均降低了58.2%。【结论】在东北棕壤地区玉米–玉米–大豆轮作体系下,玉米季低量厩肥(13.5 t/hm^2)与氮磷钾化肥配合施用时,大豆季仅施氮磷钾化肥既可提高大豆生物量、产量,促进氮素吸收,同时还可降低大豆收获期土壤硝态氮累积量,降低环境风险,是该轮作体系较为合理的施肥方式。     

东北黑土nirS型反硝化细菌群落和网络结构对长期施用化肥的响应

【目的】探明长期施用氮磷钾化肥对东北黑土农田土壤nirS型反硝化细菌群落和网络结构的影响,为更加合理的肥料配施提供理论依据。【方法】基于农业农村部黑龙江耕地保育与农业环境科学观测实验站平台,选取不施肥(NoF)、氮肥(N)、磷肥(P)、钾肥(K)、氮钾肥(NK)、氮磷肥(NP)、磷钾肥(PK)、氮磷钾肥(NPK)8个施肥处理,借助荧光定量PCR、Illumina MiSeq高通量测序和分子生态网络技术,分析东北黑土nirS型反硝化细菌丰度、群落及网络结构,及影响反硝化细菌群落变异的主要环境因子。【结果】1)长期施用氮肥均在显著增加nirS基因拷贝数的同时,降低了nirS型反硝化细菌的群落多样性,而磷、钾肥对其影响并不显著。2)Proteobacteria是所有处理中的优势反硝化细菌门,相对丰度为16.96%~27.34%,且氮肥的施用促进了隶属于该菌门中Bradyrhizobium的生长。3)PCoA分析结果显示,8个施肥处理nirS型反硝化细菌群落主要分成施氮肥和不施氮肥两组,说明长期氮肥的施用显著改变了东北黑土反硝化细菌的群落结构。结合Mantel test的结果可知,土壤pH是影响nirS型反硝化细菌群落改变的主要因素。4)分别构建施氮肥和不施氮肥的反硝化细菌分子生态网络,发现施氮肥和不施氮肥网络结构存在很大差异,长期施用氮肥明显简化了nirS型反硝化细菌的网络结构,同时使其网络结构稳定性降低,易受外界环境扰动。【结论】尽管施用化学氮肥有利于土壤养分的增加,但其土壤nirS型反硝化细菌群落及网络结构发生了较大改变,而磷、钾肥的施用对反硝化细菌群落无显著影响。本试验结果为进一步研究东北黑土区农田土壤反硝化微生物对不同施肥管理的响应机制提供了重要科学依据。     

Assessing spatial variability and erosion susceptibility of soils in hilly agricultural areas in Southern Italy

Soil erosion is one of the main environmental problems in the Mediterranean area. This problem is becoming even more important especially in Italy, in the Apennines, where severe erosive processes occur due to the action of concentrated running water. The erodibility (K-Factor) of a soil, estimated using the Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE), is a measure of its susceptibility to erosion and depends on several soil properties such as organic matter, texture and permeability and structure.To assess the spatial variability of soil properties and soil erodibility in hilly agricultural areas and to investigate the relationships between soil features and landscape morphodynamics, a detailed study in Molise region (southern Italy), in a small drainange basin located along its hilly Adriatic flank, was carried out. In this catchment, 63 topsoil samples (A horizons) were collected and 10 soil profiles, forming a catena crossing 3 land units, were sampled. The calculated K-Factors ranges between 0.012 and 0.048 t ha h ha⁻¹ MJ⁻¹ mm⁻¹ indicating a complex spatial distribution, due to the several local pedological and geomorphological factors affecting soil erodibility. The results give clear evidence about the relationships among soil characteristics, soil erodibility and landscape morpho-dynamics (land units).Comparing the soil loss rates estimated for the study area with those reported in literature, a good correspondence can be observed only for the more stable land unit, not characterized by intense erosive processes. The proposed methodology is suitable to highlight areas characterized by similar morphodynamics features, and comparable soil erodibility, for a more effective spatialization of K factor.