高山白萝卜减施增效试验初报

长阳高山种植白萝卜主产区位于长阳火烧坪乡、资丘镇杨家桥村以及榔坪镇云台荒药材场,面积大约有12万亩,是海拔1600米以上蔬菜基地主栽品种。为改变连续种植白萝卜单一施用化学肥料的现状、探索其它肥料配施化学肥料的效果,以期达到改良土壤,提升产品品质的目标,特开展试验。     

DNA甲基化参与调控马铃薯响应干旱胁迫的关键基因挖掘

植物受到干旱胁迫时,会通过DNA甲基化做出快速反应以帮助其应对胁迫。为探究在干旱胁迫下,DNA甲基化是如何影响基因转录表达,本研究对甘露醇模拟干旱和5-azadC(去甲基化)处理下,抗旱性不同的2个马铃薯品种(抗旱型,青薯9号;干旱敏感型,大西洋)进行转录组学分析,以Fold-change>2和校正后P<0.01进行差异表达基因(DEG)的筛选。GO富集分析发现,2种处理都共同显著富集到氧化应激和碳水化合物代谢过程相关的GO term。说明不同耐旱性马铃薯在响应干旱胁迫时,与这些GO term相关的基因也受DNA去甲基化调控。对既响应干旱又响应DNA去甲基化的1345个DEG进行KEGG功能富集发现,与植物抗旱相关的通路有植物MAPK信号途径、植物激素信号转导途径、植物谷胱甘肽代谢通路、糖酵解与糖异生和磷酸肌醇代谢通路。说明这些通路相关基因在大西洋和青薯9号2个抗旱性不同的马铃薯品种中,响应干旱的敏感性受DNA甲基化调控。接着对DEG上游1500 bp启动子区域进行顺式作用原件和甲基化CpG岛分析发现,干旱胁迫下参与植物谷胱甘肽代谢的GST基因通过DNA去甲基化来降低启动子区ABRE和CAAT-box作用元件的甲基化水平,进而激活该基因的表达以应对干旱胁迫。因此,利用比较转录组学分析干旱和DNA去甲基化处理下的差异基因,可挖掘到DNA甲基化参与调控马铃薯响应干旱胁迫的相关基因,为研究马铃薯干旱胁迫响应的表观遗传学机理提供新的研究思路。     

有机肥替代部分化肥对冬小麦间作豌豆氮素利用率及产量的影响

为降低陇中半干旱区冬小麦种植过程中化肥的施用量,减少土壤环境污染,提高化肥利用效率,采用二因素随机区组设计方法,通过大田试验,研究陇中半干旱区有机肥代替部分化肥对冬小麦间作豌豆氮素利用率及产量的影响。结果表明,配施有机肥可以显著提高冬小麦和豌豆的吸氮量,以及复合群体氮素利用率和产量。在配施有机肥的条件下,复合群体的氮素利用率在施用常规化肥减量30%的处理及施用常规化肥减量15%的处理下比施用常规化肥处理分别提高了12.99%和4.65%。在相同的常规化肥水平下,配施有机肥处理的冬小麦和豌豆的经济产量及生物产量均大于不配施有机肥处理的产量。常规施肥且配施有机肥处理豌豆和冬小麦的经济产量和生物产量均为最高,分别高于常规施肥处理5.22%和6.76%,高于常规化肥减量15%且配施有机肥处理5.97%和6.64%;常规施肥处理豌豆的经济产量和生物产量小于常规化肥减量15%且配施有机肥处理,说明在间作体系中,常规化肥减量15%并配施有机肥与单纯施常规化肥相比,有利于提高豌豆产量。     

施氮量对低肥力棉田土壤氮素及棉花养分吸收利用影响

【目的】研究黄河流域低肥力棉田施氮量对棉花产量、养分吸收利用率、土壤速效氮及脲酶活性的影响。【方法】以中棉所79为材料,设置6个施氮量处理(0、90、180、270、360、450 kg·hm^-2,分别以N0、N90、N180、N270、N360、N450表示),于2016和2017年进行连续两年大田试验。测定棉花产量、干物质质量、氮磷钾积累量、氮肥利用率、0―100 cm土层铵态氮及硝态氮含量、0―100 cm土层脲酶活性等指标。【结果】(1)与N0相比,除2016年N90处理外,其余施氮处理均显著提高籽棉产量。两年N360处理显著提高了棉花单株成铃数,籽棉产量与其它施氮处理间无显著差异。施氮对棉花衣分无显著影响。(2)与N0相比,施氮显著提高棉花干物质积累量。施氮90～360 kg·hm^-2,棉花氮、磷、钾积累量随施氮量的增加而增加,N450处理氮、磷、钾积累量较N360处理下降。随着施氮量增加,棉花氮农学利用率、氮肥偏生产力降低;当施氮量超过360 kg·hm^-2,氮生理利用率开始降低,但各处理间差异不显著。(3)除N90处理外,其余各处理41―80 cm土层NO3--N含量较N0显著提高;N270、N360、N450处理41―80 cm土层NO_3^--N含量显著高于N0、N90和N180处理;施氮对土壤NH_4^+-N含量无显著影响。(4)施氮0～360 kg·hm^-2,土壤脲酶活性随施氮量增加而增强;超过360 kg·hm^-2,土壤脲酶活性下降。【结论】氮肥经济最佳施氮量为277.0 kg·hm^-2。当施氮量超过360 kg·hm^-2时,棉花养分积累量降低,土壤NO3--N含量升高,土壤脲酶活性受到抑制,氮肥利用率降低,棉花增产效果不明显。     

续断菊与玉米间作对作物吸收积累镉的影响

通过盆栽试验,研究了不同镉浓度(0、50、100、200 mg· kg-1)对续断菊(Sonchus asper L.Hill)和玉米间作条件下两种植物镉吸收积累的影响.结果表明:与单作续断菊和玉米相比,间作使续断菊生物量提高了4.8％～64.9％,玉米生物量提高了4％～33％,间作续断菊体内镉含量较单作提高了31.4％～79.7％(100 mg· kg-1镉处理除外).与单作相比,在土壤镉含量为50～200 mg· kg-1内,间作使玉米体内镉含量降低了18.9％～49.6％.单作时,续断菊地上部和根部镉含量都与土壤可溶态镉含量显著正相关(P＜0.05),相关系数分别为0.962和0.976;间作条件下,玉米根、茎、叶中镉含量均与土壤可溶态镉含量显著正相关(P＜0.05),相关系数分别为0.991、0.959和0.977.除对照外,间作使玉米镉有效转运系数降低,三个镉浓度下分别比单作降低了21％、71％和25％不论是单作还是间作,续断菊镉转运系数都高于玉米.研究结果表明,续断菊和玉米间作促进了续断菊对土壤中镉的吸收和积累,同时抑制了玉米体内镉的积累量.     

优质高产旱地冬小麦新品种陇中1号的选育

甘肃省定西市旱作农业科研推广中心以"84WR21-4-2"为母本、"洛8912"为父本,进行冬春麦杂交选育出优质高产旱地冬小麦新品种陇中1号.经过多年多点的试验示范,该新品种两极分化快,分蘖力较强,成穗率较高,饱满度较好.成果达国内领先水平.     

以优化的BP神经网络模型为基础研究山东近海口虾蛄空间分布与环境因子的关系

BP神经网络模型作为一种常用的机器学习方法,被广泛应用于物种分布模型,以解析生物分布与环境因子的关系。与传统回归模型相比,该模型可以灵活处理变量间的非线性关系,但其结构复杂,在参数设置方面存在不确定性,从而影响模型的预测与应用。根据2016—2017年山东近海口虾蛄渔业资源调查与环境数据,利用BP神经网络模型构建口虾蛄资源分布模型,同时利用数据分组处理算法(group method of data handling, GMDH)、遗传算法(genetic algorithm, GA)和自适应算法(adaptive algorithm)分别对模型输入变量、初始权值和隐节点数目3方面进行优化,构建7种不同组合优化模型。结果显示,7种模型的优化效果存在明显差异,单方面和两方面组合优化模型预测性能基本保持一致;而三方面共同优化其均方根误差与残差平方和分别为0.35和1.94,较初始模型的0.52和2.40更小,且相关系数最大为0.45,表明模型优化效果最好。对比优化前后发现,口虾蛄资源密度随纬度和底层盐度变化趋势基本保持一致,而随底层温度的升高,口虾蛄资源密度存在较大差异。此外,最优模型较初始模型增加水深为关键环境因子,对口虾蛄的资源密度具有重要影响。本研究进一步开发了BP神经网络模型参数优化的方法,证明了参数优化对BP模型的预测性能具有重要影响,模型优化对于分析口虾蛄资源密度与环境因子的关系具有重要意义。     

自然降温对杨树枝条抗寒性生理指标变化的影响

以不同杨树的扦插苗为试验材料,通过对杨树枝条在自然降温过程中渗透调节物质含量和膜保护酶活性的测试,研究了其对抗寒性生理指标的影响。同时试验结果表明,在相同立地条件下,杨树枝条中细胞膜透性、酶活性等均随温度急剧下降而上升或增强,其中抗寒性强的杨树生理指标变化幅度最为显著,以银×新对低温胁迫最为敏感,即抗寒性最强。     

不同杨树抗寒性生理指标评价

通过对低温条件下不同杨树枝条的渗透调节物质含量、酶活性等生理指标的测试,研究了其对低温的适应性以及抗寒能力的强弱。结果表明,在相同立地条件下不同杨树的8个抗寒生理指标,均表现出显著性差异水平,说明在低温条件下杨树抗寒力的形成与膜保护系统和渗透调节物的积累密切相关。经模糊数学隶属函数值法对其抗寒性进行综合评价,得出抗寒性以银×新抗寒最强。