Effects of seedbed properties on crop emergence: 3. Effects of firming of seedbeds with various sowing depths and water contents

Abstract

Extensive experiments were carried out in shallow plastic boxes placed directly on the ground in the field to study the effects of seedbed properties on the emergence of various crops in a cool temperate climate. In a group of experiments with barley (Hordeum vulgare L.), we studied the effects on crop emergence of firming (slight compaction) of the seedbed, simulating the recompacting effects of rolling after sowing or press wheels on the seed coulters. Most of the experiments were carried out without irrigation after sowing. The firming usually had a slightly positive effect on emergence when the water content in the surface layer at sowing was below the wilting point. When the water content in the surface layer was higher, firming often reduced emergence drastically, particularly with deep sowing and in coarse-textured soils. The main reason for negative effects was harmful hardening of the surface layer when the more firm seedbed gradually dried out. When irrigation kept the seedbed continuously moist, the negative effect of firming was almost eliminated. Very high initial water content in the basal layer tended to delay surface layer drying and hardening, and to reduce the negative effect of firming. Firming only slightly influenced the evaporative water losses from the soil. In contrast to the results presented here, previous field trials with cereals have usually resulted in more positive effects of rolling after sowing. This indicates that other effects than firming, such as modification of sowing depth and reshaping of the soil surface, are other important effects of rolling.     

黄土高原植被净初级生产力时空变化及其影响因素

为了探明黄土高原地区植被生产力变化的驱动机制,该文基于MODIS传感器获得的MOD17A3数据,分析了黄土高原2000-2010年间植被净初级生产力(net primary productivity,NPP)的时空变化及其主要影响因素,并借助多元统计分析方法对引起NPP变化的自然和人为因素进行量化分析。结果表明:黄土高原植被总NPP从2000年的119 Tg(以C计)增加到2010年的144 Tg(以C计),年增速4.57 g/(m2·a)(P0.05)(以C计)。黄土高原约91%的区域NPP呈增加趋势,37%的区域增加趋势显著,主要分布在陕西、青海大部分地区、甘肃南部及宁南山区。整个黄土高原近11 a间NPP变化受自然和人为因素共同影响,其中退耕还林还草累计面积、帕尔默干旱指数(palmer drought severity index,PDSI)、耕地面积和人口数量是影响NPP变化的主要因素。退耕还林还草累计面积占四者总贡献率的43%,PDSI占40%,耕地面积和人口数量分别占13%和4%。对区域而言,由退耕还林还草工程引起的土地利用覆被变化是退耕区(陕北、甘肃东南部等)NPP增加的主要因素,而近年来干旱情况的缓解(PDSI呈上升趋势)则是青海、内蒙古等地NPP增加的主要因素。该研究对于黄土高原各区域生态资源管理,以及生态系统的建设具有一定的指导和借鉴意义。     

看麦娘叶片对化感小麦根水提液的生理响应

为阐明小麦化感抑草的生理机制,选择强化感小麦‘115/青海麦’、‘92L89’和弱化感小麦‘抗10103’,通过添加浓度为0.2%、0.5%和1.0%的小麦根水提液进行水培试验3周后,测定了各处理看麦娘的鲜重,分析叶片中叶绿素(SPAD值)、可溶蛋白、MDA、类黄酮、总酚的含量以及SOD、POD、CAT活性。结果表明,水提液处理显著抑制了看麦娘的生长,抑制率在不同处理浓度及小麦品种间均存在显著差异,强化感小麦的抑制率显著高于弱化感小麦。在处理浓度范围内,不同小麦根水提液的抑制率大小依次为‘115/青海麦’(24.7%~74.3%)‘92L89’(15.7%~71.6%)‘抗10103’(13.8%~61.4%);0.2%、1.0%和5.0%水提液处理的抑制率大小依次为13.8%~24.7%、41.7%~66.4%和61.4%~74.2%。看麦娘叶绿素含量(SPAD值)随处理浓度增大显著降低,可溶蛋白含量,SOD、POD、CAT活性,MDA、类黄酮含量随处理浓度增大显著升高,强化感小麦对看麦娘的生理刺激作用高于弱化感小麦。1.0%‘115/青海麦’及5.0%各小麦水提液处理的看麦娘总酚含量高于对照。可见,小麦化感胁迫提高了看麦娘的保护酶系统活性,增强了抗氧化物质代谢,但显著增强了细胞膜脂质过氧化和叶绿素降解,不利于靶标植物看麦娘的生长。     

丛枝菌根真菌对鸢尾的促进作用研究

为高效利用水陆两栖植物鸢尾修复污染水体,本研究通过测定不同的丛枝菌根真菌(AMF)与鸢尾构建共生体系的生长指标、土壤理化性质及植物光合作用指标,探讨不同AMF对水生植物鸢尾的促进作用。结果表明:AMF对鸢尾的促进作用主要体现在地上及地下两部分,其中地下部分通过利用其庞大的菌丝网络吸收土壤中的营养物质,进而促进了鸢尾的生长,其中对比无菌剂侵染的空白植物,摩西球囊霉作用的鸢尾对氮元素的吸收率提高71.75%,磷元素的吸收率提高8.36%,而根内球囊霉作用的鸢尾对氮元素的吸收率提高42.55%,磷元素的吸收率提高9.5%;而地上部分则是通过加强叶片气孔导度的开启来调控植物净光合速率与蒸腾速率之间的平衡,进而提高了鸢尾的最优水资源利用率,加快植物的新陈代谢,最终促进植物的生长发育。其中对于鸢尾光合作用的调节摩西球囊霉的促进效果显著好于(P0.05)根内球囊霉。     

果园喷雾机自动对靶喷雾控制系统研制与试验

为提高农药利用率,减少环境污染,该文针对中国果园机械化作业条件差和传统果园喷雾机连续喷雾时存在果树间空隙无效喷雾的特点,设计了自动对靶喷雾控制系统,该系统以GY8履带自走式果园喷雾机为载体,采用传感器测距方式探测果树,实现自动对靶喷雾。通过对超声波、红外和激光3种传感器进行性能比较,及对超声波和激光2种传感器进行静态识别间距测试与分析,红外传感器受光强影响较大,超声波传感器识别间距超过800 mm,均不满足果园精确对靶喷雾控制要求,激光传感器静态识别间距只有20 mm,具有工作稳定、响应快速、方向性好等特点,故将激光传感器选为自动对靶喷雾机探测装置,并将激光传感器安装于喷头组件前方220 mm。采用连续3次检测靶标判别法设计了自动对靶喷雾系统,该系统可有效避免因激光光束较细而导致的将树冠内空洞、枝间间隙等误判为果树间空隙而出现的电磁阀频繁启闭动作。行驶速度为0.5 m/s时,自动对靶喷雾控制系统的动态靶标识别间距介于100~150 mm之间,行驶速度1.0 m/s时,动态靶标识别间距为200~250 mm。此外,该系统还具有提前及延后喷雾功能,自动对靶喷雾系统提前靶标95.0~157.5 mm距离开始喷雾,离开靶标100 mm距离停止喷雾,使喷雾完全覆盖整个树冠。与连续喷雾相比,对靶喷雾可有效节省施药量,对于空隙比为20.0%、35.2%、52.9%靶标行枣树,行驶速度为0.5 m/s时省药率分别达27.9%、53.7%、76.9%,行驶速度为1.0 m/s时省药率分别达27.3%、54.5%、81.0%。因此,该自动对靶喷雾系统对稀疏果园的精确对靶病虫害防治具有较好的实用价值。     

基于分形插值的三维路面重构与分析

原始精细的路面谱是研究车辆与路面耦合的重要基础,对车辆的通过性和噪声、振动及不平顺性NVH(noise,vibration and harshness)分析有重要的应用价值。为了构建与原始路面相同或相近的路面谱,利用非接触式激光路面不平度仪测量沥青路面、水泥路面、比利时路面和砂石路面的三维路面不平度;基于分形理论,采用迭代函数法重构这四种路面谱;结合路面不平度的统计特性评价指标和分形维数对四种路面的原始谱和重构谱进行评价。研究结果表明:重构前、后路面谱的平均值、标准差、峰度系数以及分形维数变化范围在±5%以内,除水泥路面的偏态系数变化范围均在±9%以内,重构路面谱与原始谱具有一致性;重构路面谱保持了原始路面的结构特性,并具有路面的细微结构。     

刺糖多孢菌高产菌株和野生型菌株多杀菌素生物合成基因簇(spn)在发酵过程中的表达分析

多杀菌素(spinosad)作为一种高效、低毒生物杀虫剂,已在农药、兽药、卫生用药等领域得到应用。中国关于多杀菌素的研究起步较晚,进展缓慢,目前仍无法实现产业化生产。本研究旨在分析刺糖多孢菌(Saccharopolyspora spinosa)高产菌株ASAGF73与野生型菌株ATCC49460在发酵过程中多杀菌素合成基因簇(spinosyn biosynthetic gene cluster,spn)的表达变化及差异,初步判断影响多杀菌素合成的关键限速步骤。生物信息学分析表明,spn基因簇含有9个转录子,分别在各转录子中设计引物,进行RTPCR检测其表达情况。结果显示,突变株ASAGF73中多杀菌素的产量提高可能与spn基因簇中部分基因的高表达有关,其中编码聚酮合酶(polyketide synthase,PKS)的基因和参与大环内联桥形成的基因表达量远高于野生型菌株的。在ASAGF73中编码鼠李糖转移酶的spn G基因在发酵前期过量表达,而在后期大量合成多杀菌素时表达减弱,有可能成为多杀菌素合成的限速步骤。本研究初步阐明能够提高多杀菌素产量的分子机制,为构建多杀菌素高产基因工程菌提供参考。     

环介导等温扩增联合横向流动试纸条可视化检测海豚链球菌方法的建立

海豚链球菌(Streptococcus iniae)是一种革兰氏阳性球菌,呈β溶血,可感染多种淡水和海洋鱼类。本研究利用环介导等温扩增技术(loop-mediated isothermal amplification,LAMP)进行核酸扩增,通过横向流动试纸条方法 (lateral flow dipstick,LFD)实现检测,建立了一种可应用于海豚链球菌快速检测的LAMP-LFD技术。该技术以海豚链球菌促旋酶B亚单位(gyrase subunit B,gyr B)基因为检测靶标,设计3对引物进行由生物素标记的LAMP扩增反应,产物经异硫氰酸荧光素(fluorescein isothiocyanate,FITC)标记的探针杂交后,在LFD上完成检测。经优化的核酸扩增最适条件为65℃反应30 min,在此条件下,阳性扩增起始时间与模板浓度之间呈典型的线性相关性。从核酸扩增反应开始到LFD显色,整个检测时程只需40 min左右,比常规PCR技术缩短约2 h。LAMP-LFD能特异性地检出海豚链球菌,针对病原纯培养物的检测灵敏度为8.70×101cfu/m L,是LAMP检测的10倍、常规PCR检测的100倍。以灵敏度浓度(8.70×101cfu/m L)的海豚链球菌基因组DNA为模板进行的LAMP-LFD结果显示该方法具有良好的重复性。针对人工污染花鲈(Lateolabrax japonicus)肝组织的检测灵敏度为4.35×103cfu/m L,同样为常规PCR检测方法的100倍。利用本方法可成功从患病花鲈的组织样品中检测出海豚链球菌,检测结果与常规的细菌分离鉴定方法结果一致。因此,利用LAMP-LFD能特异、准确、高效地检测出海豚链球菌,而且操作简单、费用低、耗时短,有望成为海豚链球菌的常规检测方法。     

适宜气调包装延缓冷藏鲳鱼品质变化延长货架期(英文)

该文主要研究了不同气体比例组分的气调包装处理对冷藏鲳鱼贮藏期间品质变化及货架期的影响,从中找出能使鲳鱼冷藏货架期延长的适宜气体比例。将新鲜鲳鱼以冰藏方式快速运至实验室,将样品经去头、去尾、去内脏处理后,分别置于3种气体组分条件(MAP1:20%CO2/80%N2,MAP2:50%CO2/50%N2,MAP3:80%CO2/20%N2)的气调包装袋内冷藏(4±1)℃保鲜,以空气包装样品作为冷藏对照组(AIR),其中包装袋内的气体与样品体积比为3∶1,在12 d内隔天测定各组样品的感官指标、微生物指标(菌落总数)与化学指标(挥发性盐基氮值、K值、三甲胺值与p H值)变化。冷藏后的第4天,对照组与气调处理组的感官分值、菌落总数、挥发性盐基氮值与三甲胺值差异显著(P0.05),冷藏对照组样品的各项指标首先达到新鲜限值,其冷藏货架期仅为4-5d。经过气调处理后的鲳鱼样品,其菌落总数达到二级鲜度的速度明显缓于冷藏对照组,其他各项指标的变化也证实了气调包装的潜在优点。其中,80%CO2+20%N2处理组能明显延缓样品p H值、挥发性盐基氮值、菌落总数、三甲胺值与K值的升高(P0.05),较冷藏对照组相比,其冷藏货架期能延长6~8 d。同时,气调处理组贮藏期间的p H值未呈现先降后升的变化规律,表明p H值不适用于评价气调包装鲳鱼贮藏期间的品质变化。气调包装样品的菌落总数在贮藏前期略有下降,表明CO2对样品菌落总数的升高有较好的抑制作用。在CO2≤80%条件下,各项微生物与理化指标的测定结果显示出不同气体比例的气调包装处理对冷藏鲳鱼的保鲜效果,CO2浓度越高,其保鲜效果越显著,气调处理能使鲳鱼样品的冷藏保鲜期由4 d延长至6-12 d,其中80%CO2+20%N2的气调处理组对鲳鱼样品的冷藏货架期延长效果较佳。     

马尔尼菲青霉菌内源启动子驱动的苯菌灵抗性基因盒构建及其应用

马尔尼菲青霉菌是一种区域性流行于东南亚及中国南部地区的条件致病性温度依赖性双相型病原真菌,它能对免疫功能低下者造成致命的全身性感染,25℃时呈现菌丝状生长,而在37℃或在宿主体内为酵母相生长。为深入研究马尔尼菲青霉菌致病性和双相转化的分子机制,原有的遗传转化筛选标记基因已不能满足研究需要。为此,我们通过用马尔尼菲青霉菌微管蛋白β亚基基因启动子替换粗脉孢菌苯菌灵抗性基因的启动子,构建了一个苯菌灵抗性基因盒,并成功地将其运用于马尔尼菲青霉菌的遗传转化研究中。