科研产出
秸秆还田下化肥减施对苏北地区水稻产量与氮素吸收利用的影响
《中国土壤与肥料 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：探究秸秆还田后化肥减施的响应机制,为苏北地区水稻的科学施肥提供理论依据。采用田间试验方法,在小麦秸秆全量还田条件下,以不施肥处理为对照（CK）,研究了当地常规施肥（T1,氮肥的基肥、分蘖肥、穗肥质量比为7∶2∶1）、不同类型肥料减量20%（T2、T3和T4,氮肥的基肥、分蘖肥、穗肥质量比为5∶3∶2）和氮肥不同基追比例对水稻生长、产量、品质、氮素吸收利用及土壤养分的影响,以期为苏北地区稻麦轮作生产提供合理的施肥技术支撑。结果表明:秸秆还田下水稻分蘖盛期T1处理群体茎蘖数量（486.2×104个·hm-2）最高,且更有利于花前干物质的积累,积累率达到68%。化肥减施20%下,T4处理的群体茎蘖数最低,但是其成穗率最高,为86.4%,显著高于T1处理;T2、T3和T4处理的花前干物质积累量、总积累量和花后积累率与T1相比均无显著差异,T4处理更有利于花前干物质的转运,干物质转运量对籽粒的贡献率高达42.7%以上。在产量构成方面,T2、T3和T4处理实际产量均有所增加,T4处理产量最高,显著高于T1和T2处理12.6%和11.2%,其主要原因在于有效穗数和结实率的提高。从水稻品质来看,CK显著降低了稻米的整精米率、垩白粒率、垩白度和蛋白质含量,T4处理精米率和整精米率、垩白粒率和垩白度与T1相比无显著差异,但是各施肥处理间蛋白质含量无显著差异。成熟期各处理水稻植株地上部氮素积累量在籽粒部分占比达到60%以上,T3处理氮素积累量表现为最高,T2和T4处理的籽粒和茎叶氮素积累量相较T1处理均无显著差异。T2、T3和T4处理的氮肥利用率、氮肥偏生产力和氮肥农学效率均高于T1,T4处理的氮肥农学效率显著高于T1、T2和T3。收获后T1处理土壤有机质和全氮量最高,化肥减施20%会减少田间氮素养分残留量。总体而言,苏北地区稻麦轮作体系中,小麦秸秆全量还田下化肥减施20%（氮肥基肥、分蘖肥、穗肥质量比为5∶3∶2）,不会影响当季水稻的正常生长和产量,且50%水溶性有机硅缓释肥配施50%氮肥有助于增产,提高氮肥利用率和减少稻田养分残留。
关键词： 秸秆还田 化肥减施 干物质积累 产量 品质 氮素吸收
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绿豆雄性不育突变体msm2015-1的遗传学与细胞学分析
《作物学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：单产水平低一直是我国绿豆存在的产业问题。绿豆杂种优势显著是提高产量的有效途径,而雄性不育材料是实现杂种利用的宝贵资源。本研究利用60Co-γ辐射诱变技术首次在绿豆中获得雄性不育突变体,并命名为‘不育绿豆2015-1’（male sterile mungbean2015-1,简写为msm2015-1）。msm2015-1营养生长期表型与‘苏绿1号’没有明显差异。花器官形态正常,但花药发白且不能正常开裂散粉,成熟期座荚率几乎为0。遗传分析显示,育性分离群体中可育与不育分离比符合3∶1,表明不育性状由单个隐性核基因控制。花粉发育的细胞学分析发现, msm2015-1的盛开花朵中花粉粒几乎未在柱头附着,体外亦未萌发。花粉细胞质未被Alexander染液正常着色, I2-KI染色出现典败、圆败和染败3种类型。DAPI染色显示, msm2015-1花粉细胞核发育异常。醋酸洋红染色表明,败育发生在花粉发育早期,花粉母细胞在四分体时期减数分裂的不对称和异常多分裂是导致花粉败育的主要原因。
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绿盲蝽G蛋白偶联受体激酶2基因(AlGRK2)的表达分析及在绿盲蝽生长发育中的功能
《中国农业科学 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：[目的]克隆绿盲蝽(Apolygus lucorum)G蛋白偶联受体激酶2基因(AlGRK2)cDNA序列,明确其时空表达谱,阐明外源蜕皮激素(20E)对A1GRK2表达的影响,分析AlGRK2在绿盲蝽生长发育中的作用,为进一步研究其在蜕皮激素信号转导通路中的功能打下基础.[方法]RACE法克隆获得AlGRK2全长,实时荧光定量PCR (qRT-PCR)分析不同日龄绿盲蝽及雌成虫不同组织中AlGRK2的表达谱,分析外源20E诱导及RNAi处理后,AlGRK2mRNA表达的应答反应及对绿盲蝽生长发育主要参数(发育历期、若虫体重及成虫羽化率)的影响.[结果]AlGRK2cDNA序列全长2715 bp,开放阅读框2106 bp,编码701个氨基酸,ExPASy预测其蛋白分子量为80.2 kD,理论等电点为6.56;蛋白结构分析显示AlGRK2包含4个结构域,即G蛋白信号调节区(RGS,54-175 aa)、丝氨酸/苏氨酸激酶结构域(S-TKc,191-454 aa)、丝氨酸/苏氨酸型蛋白激酶的伸展部分(S-TK-X,455-534 aa)和PH结构域(PH,558-655 aa),其中PH结构域是GRK2蛋白的典型结构域;系统发育分析结果表明,绿盲蝽GRK2与茶翅蝽GRK2亲缘关系最近;AlGRK2在绿盲蝽1-16日龄虫体内均有表达,mRNA表达量呈现出波动式下降的模式,在绿盲蝽初始龄期的表达量较高,而在末龄期的表达量显著下降;AlGRK2在绿盲蝽雌成虫卵巢和脂肪体中高表达,在胸与足中的表达量较低;外源20E处理后,AlGRK2在绿盲蝽1日龄和3日龄表达量显著下调,AlGRK2在雌成虫各组织中均表达上调,在卵巢及脂肪体中上调幅度最大,相反的是,20E信号通路中PLC抑制剂U73122处理的AlGRK2表达量下调;绿盲蝽若虫发育历期、末龄若虫体重和成虫羽化率均显著下降,相反的是,U73122处理组若虫期的发育历期显著延长;此外,与注射dsGFP处理组相比,注射dsAlGRK2处理后绿盲蝽的AlGRK2表达水平显著下降,若虫死亡率及发育历期显著增加,而成虫羽化率和5龄若虫体重均显著下降.[结论]AlGRK2在绿盲蝽体内的表达谱显示出发育阶段特异性和组织特异性;外源20E抑制剂及RNAi处理后,均可抑制AlGRK2的表达,同时还可对绿盲蝽生长发育产生不利影响,表现为延缓绿盲蝽的发育进度、降低5龄若虫体重及成虫羽化率.
关键词： 绿盲蝽;G蛋白偶联受体激酶2;蜕皮激素;基因克隆;表达谱;RNA干扰
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氟磺胺草醚及其降解菌对大豆生长及生物固氮的影响
《农业环境科学学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：从生长于氟磺胺草醚污染土壤的大豆根瘤中筛选出的Sinorhizobium sp.W16菌株,能高效降解氟磺胺草醚并能缓解氟磺胺草醚的生物负效应.以大豆(苏C1008)为研究对象,采用盆栽试验,探究Sinorhizobium sp.W16对大豆生长、氮累积量、根瘤固氮酶活性及根际土壤氮循环相关微生物功能基因丰度等的影响.结果表明:氟磺胺草醚的施用量(以有效成分计)超过450 g·hm-2时显著降低了大豆生物量,抑制了大豆根瘤固氮酶活性和土壤脲酶活性,降低了土壤固氮细菌(nifH)、氨氧化古菌(AOA)、氨氧化细菌(AOB)基因丰度,限制了植物-根际系统的生物固氮及有机氮素转化;接种Sinorhizobium sp.W16降解菌显著提高土壤中氟磺胺草醚的降解率至81.97%,且显著提高了大豆根瘤干质量、根瘤固氮酶活性和土壤nifH基因丰度,增强了大豆的固氮作用,同时刺激了脲酶活性,提升土壤AOA和AOB的基因丰度,增加了土壤有效氮素的供应,从而使大豆植株氮含量提高了15.85%~24.93%.研究表明,氟磺胺草醚的施用抑制了大豆-根际系统的生物固氮作用,但接种Sinorhizobium sp.W16降解菌不仅能有效降低土壤中氟磺胺草醚的残留量、缓解氟磺胺草醚对大豆的持续药害,还增强了植物-根际系统中生物固氮能力、土壤有效氮素供应及大豆的氮素累积,对修复氟磺胺草醚污染土壤、增强大豆固氮具有较好的应用价值和市场前景.
关键词： 氟磺胺草醚;大豆;根瘤菌;生物固氮;氨氧化古菌(AOA);氨氧化细菌(AOB)
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中国三大薯区土壤养分状况及土壤肥力质量评价
《中国土壤与肥料 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：客观评价薯区农田土壤肥力是甘薯合理施肥的依据。以长江中下游薯区、北方薯区和南方薯区为研究区域,分析了2009～2015年采集的1245个表层土壤样品肥力指标,采用传统统计法和改进后的内梅罗综合指数法相结合的方法对中国3大薯区表层土壤肥力质量进行了评价。结果表明:（1）北方薯区土壤p H接近中性,河北和河南土壤pH偏碱,安徽和山东土壤p H偏酸;长江中下游薯区和南方薯区土壤整体偏酸,其中湖南、江西和浙江薯区土壤pH已接近于4.5,酸化较为严重。（2）南方薯区土壤有机质含量（16.9～21.9 g/kg）处于较丰富水平,长江中下游薯区（10.5～21.1 g/kg）次之,北方薯区（8.45～21.1 g/kg）相对较低,其中河北和山东土壤有机质含量低于10 g/kg,处于缺乏水平。（3）对于土壤碱解氮含量,长江中下游薯区（96.8～185.1 mg/kg）和南方薯区（113.0～135.0 mg/kg）整体处于较丰富水平,而北方薯区（56.5～97.8 mg/kg）整体适量,其中河北和山西两省土壤碱解氮含量低于60 mg/kg,处于缺乏水平;（4）中国3大薯区土壤有效磷含量整体处于较丰富水平,长江中下游薯区（8.89～31.0 mg/kg）和北方薯区（9.61～24.3 mg/kg）土壤有效磷含量处于较丰富水平,南方薯区（14.8～40.7 mg/kg）处于丰富水平;（5）中国3大薯区土壤速效钾含量整体处于适量水平,长江中下游薯区（84.79～125.0 mg/kg）和北方薯区（75.2～170.4 mg/kg）土壤速效钾含量处于较丰富水平,南方薯区（57.0～117.0 mg/kg）处于适量水平,其中广东土壤速效钾含量最低,为57.0 mg/kg,陕西土壤速效钾含量最高,为170.4 mg/kg;（6）中国3大薯区的土壤内梅罗指数均低于1.8,属于三级水平,土壤肥力质量水平一般,南方薯区土壤肥力质量相对较高。上述基于传统统计方法和内梅罗综合指数法相结合的方法,较为全面地评价了中国薯区土壤肥力状况,为有针对性地指导我国甘薯施肥提供了参考。
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渍水寡照及协同作用对小麦生长发育的影响
《生态学杂志 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：农业气象灾害是制约作物高产优质的主要因素之一。长江中下游地区春季连阴雨天气导致的渍水寡照常常会对小麦生长发育过程造成严重影响。为定量研究其影响程度,本文选取了长江中下游地区的小麦主栽品种宁麦13和扬麦23作为试验材料,设置渍水、寡照以及渍水+寡照3种处理,在小麦拔节期和孕穗期进行不同持续时长（5、10及15d）的胁迫试验以及灾后恢复试验,分析了渍水寡照对小麦发育进程、株高、叶片叶绿素含量及光合速率的影响。结果表明:不同处理均导致2品种小麦的发育进程有所推迟,拔节期渍水和寡照的协同胁迫对小麦影响最大;小麦孕穗期受逆境胁迫后,将导致后期的籽粒灌浆以及成熟过程的延迟,且延迟时间与受胁迫的时长呈正相关;小麦的株高也会受到拔节期和孕穗期逆境胁迫的影响,孕穗期胁迫对株高的影响大于拔节期,其中渍水和渍水+寡照处理对株高影响显著,单一寡照胁迫影响较弱;不同生长阶段的渍水和渍水+寡照胁迫时,小麦的叶绿素含量出现不同程度下降;而寡照处理后叶绿素含量有两种不同的响应模式,拔节期单一寡照胁迫5 d时,其叶绿素含量较对照更高,但随胁迫天数的增加而降低至对照水平之下;孕穗期寡照胁迫下,小麦的叶绿素含量均高于对照水平;各胁迫对小麦光合速率的影响表现为:受渍水或寡照的胁迫时间越长,光合速率下降幅度亦越大,其中拔节期光合速率对渍水+寡照的协同作用反应最敏感,孕穗期的光合速率变化在单一渍水胁迫时最明显。在拔节期受3种类型胁迫5 d时,光合速率均能在短时间内恢复至对照水平,但随着逆境胁迫时间加长,其受抑程度加大,恢复所需时间亦越长,渍水+寡照胁迫时,对恢复过程影响最大;孕穗期渍水处理持续时长超过10 d或渍水+寡照胁迫处理15 d后,光合速率将无法恢复到对照水平,而寡照不同处理时长下,光合速率均可恢复。本研究结果可用于渍水寡照灾害损失评估,提升小麦生长模型在灾害下的适用性。
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不同增强试剂对二维电场下伴矿景天修复镉污染土壤的影响
《农业环境科学学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：为探讨添加不同增强试剂对二维电场下伴矿景天(Sedum plumbizincicola)修复镉(Cd)污染土壤的影响,采用室内盆栽试验,通过构建棒状石墨阳极在花盆四周,垂直网状不锈钢阴极在土壤表层的二维电场,研究了硫粉、菌菇渣溶解性有机质(DOM)和柠檬酸等不同增强试剂及固定直流电场和反转电场等不同电场模式对土壤理化性质、Cd迁移转化、伴矿景天生长和Cd吸收的影响.结果表明:无电场条件下,施加硫粉能使土壤pH下降0.5~1.0个单位,整体提高了土壤有效态Cd含量,并且显著提高了伴矿景天根部对Cd的积累,但显著降低了伴矿景天地上部生物量和地上部Cd积累量;施加DOM和柠檬酸可显著促进伴矿景天生长,但对伴矿景天吸收Cd影响较小,植物地上部Cd积累量分别是不添加增强剂的对照的1.43倍和1.60倍.施加固定直流电场使土壤表层总Cd发生迁移,增加了植物根区土壤总Cd含量,但并未使底层土壤总Cd向表层土壤迁移;反转电场缓解了土壤pH和有效态Cd的变化,使表层土壤总Cd向底层迁移.直流电场与DOM和柠檬酸共同作用时,固定直流电场和反转电场均显著抑制了伴矿景天的生长和对Cd的积累,电场对伴矿景天生长和Cd吸收的影响占主导地位;直流电场与硫粉共同作用时,硫粉对伴矿景天生长和Cd吸收的影响起主要作用.整体上,固定直流电场相较反转电场可增加植物对Cd的吸收,反转电场相较固定直流电场能增加植物生物量.固定直流电场与硫粉共同作用可显著增加伴矿景天根系Cd浓度,其对地上部的Cd吸收也有促进作用.研究表明,在利用伴矿景天修复碱性污染土壤时,电场+硫粉处理可作为一种有效的强化措施,但是硫粉的施用量需要进一步优化.
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典型兽用抗生素在土壤-叶用莴苣中的转运及风险评估
《江苏农业学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：以叶用莴苣为供试材料,采用盆栽试验对7种典型兽用抗生素[磺胺嘧啶(SDZ)、氟苯尼考(FF)、盐酸环丙沙星(CIP)、盐酸林可霉素单水化合物(LCM)、盐酸强力霉素(DOX)、头孢噻呋(EFT)、泰乐菌素(TYL)]在土壤-叶用莴苣中的转运规律进行研究,以评价其环境风险。结果表明种植叶用莴苣的土壤中兽用抗生素降解速率明显高于无叶用莴苣组,暴露时间与抗生素残留量呈负相关;土壤中兽用抗生素初始含量越高,兽用抗生素降解越快,最易降解的是EFT,最难降解的是FF。叶用莴苣中兽用抗生素含量随暴露时间延长不断增加,除EFT外其他6种兽用抗生素有富集。SDZ、FF、CIP、LCM在叶用莴苣茎叶的转运能力和富集量大,在叶用莴苣中食用风险高,DOX和TYL在叶用莴苣中食用风险小。
关键词： 兽药抗生素 土壤 叶用莴苣 转运系数 富集系数 风险评估
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氨基多糖水溶肥对小麦生理特性、产量及籽粒品质的影响
《中国农学通报 》 2021 CSCD
摘要：为了探明氨基多糖水溶肥对小麦生理特性、产量及籽粒品质的影响,以'淮麦33'为试验材料,研究小麦不同生育期叶面喷施氨基多糖水溶肥1次、2次和3次对小麦产量和品质的影响,并在处理后12天测定小麦旗叶净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、胞间CO2浓度(Ci)、气孔导度(Gs),叶绿素(Ch1)、可溶性糖、可溶性蛋白和丙二醛(MDA)含量,抗氧化酶活性及根系活力.结果表明:氨基多糖水溶肥明显提高小麦旗叶Ch1、可溶性糖和可溶性蛋白含量,提高超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)的活性和小麦根系活力,增加旗叶Pn和Gs,降低旗叶Ci、Tr和MDA含量,提高小麦籽粒千粒质量和产量以及籽粒总蛋白质、总淀粉和支链淀粉含量,降低直/支比.喷施3次和2次在产量和品质上的差异未达显著水平(P<0.05),但二者与喷施1次和对照之间的差异达显著水平(P<0.05).可见,氨基多糖水溶肥可明显提高小麦旗叶抗氧化和籽粒灌浆能力,提高小麦的籽粒产量和品质,以小麦抽穗后喷施2次为宜.
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