知农爱农新型农科人才核心能力培养途径探索——以作物栽培学各论课程创新为例

自2019年新农科建设奏响“三部曲”,为涉农高校教育改革和人才培养指明发展方向,对新农科人才的思政教育和核心能力培养提出更高要求。为了适应国家农业农村现代化建设与乡村振兴的人才需求,本文在新农科建设背景下,以《作物栽培学各论》课程为例,通过加强知农爱农情怀教育,优化课程内容与教学形式,注重实践能力训练,联手耕读教育社会实践,形成“四位一体”课程教学创新,探索新农科人才厚植知农爱农情怀,提高人才核心能力培养途径,为促进新农科高校人才教育创新发展提供参考。

AM真菌对连作土壤上作物生长影响的研究进展

一直以来,生物防治是作物连作障碍防控的重要途径之一。AM真菌能够和多种作物形成共生关系,可以有效缓解作物连作对根际土壤、土壤微生物群落及植物生长的胁迫作用。为了更好的在实践应用中发挥AM真菌对连作障碍的改善作用,分别系统的总结了在连作条件下和接种AM真菌条件下,土壤理化性质和土壤微生物区系的变化以及两种条件下对植物生长的胁迫或缓解作用,在连作条件下土壤理化性质会有一定程度的恶化且伴随土壤微生物结构的失衡,连作造成对下茬作物的自毒作用,也严重抑制作物的正常生长,而AM真菌的应用能够有效地在以上几个方面起到缓解作用。同时根据目前AM真菌的研究现状,提出未来的研究重点并对其进行简要归纳,提出加强菌株的纯培养技术仍是关键的一步,并且做好作物基因型与AM真菌菌株的筛选,让二者有更优的兼容共生效果。

基于无人机甜菜叶片氮素积累量的反演

【目的】试验研究不同播期甜菜氮素积累量(LNA)与植被指数的相关性,为后期精准施肥和科学管理提供理论依据。【方法】本试验共设置8个播期(3月27日、4月6日、4月16日、4月26日、5月6日、5月16日、5月26日、6月5日),利用大疆精灵4多光谱无人机观测获得甜菜多光谱遥感影像和田间实测冠层氮素积累量(LNA)数据,通过数据计算获得归一化植被指数(NDVI)、绿色归一化植被指数(GNDVI)、归一化差异红边指数(NDRE)、叶片叶绿素指数(LCI)、优化土壤调整植被指数(OSAVI)。采用无人机航拍对甜菜不同播期生长状态进行监测,建立氮素积累量(LNA)的反演模型。【结果】随着生长时期的增加叶片氮素积累量显著提高,随着播期的延后叶片氮素积累量逐渐下降,在4月6日叶片氮素积累量最高。将田间实测LNA分别与5种植被指数相拟合,决定系数(R^(2))均在0.7以上,其中NDRE拟合效果最好,NDRE决定系数(R^(2))为0.885,均方根误差(RMSE)为4.54,标准均方根误差(NRMSE)为8.22%,具有较好的预测效果。【结论】表明无人机遥感技术在甜菜LNA的预测上具有较高的可行性,为探究合理播期、精准施肥、增产增收提供重要的理论依据。

不同浓度锰对甜菜营养元素积累及分布的影响

为了解不同水平锰对甜菜营养元素积累及分布的影响,以KWS1176甜菜品种为研究对象,设置7个浓度锰处理,分别为0.003 7、0.007 4、0.014 8、0.029 6、0.059 2、0.118 4以及0.236 8 mmol·L^(-1),并以营养液进行培养,测定并分析不同水平锰处理下,甜菜地上和地下部分干、鲜重以及大量营养元素和微量营养元素含量的差异。结果表明,当锰浓度为0.007 4 mmol·L^(-1)时,甜菜幼苗生长量最大,各部分干、鲜重均达到最大值;锰浓度过低或者过高,甜菜幼苗生长受到抑制。随着锰供应水平的提高,甜菜幼苗地上部分和地下部分的锰含量逐渐升高,植株内锰离子和铜离子含量亦逐渐升高,磷元素含量却逐渐降低,而锌离子、钾离子、铁离子以及氮元素含量则随锰浓度的提高呈现先升高再降低的趋势。在高浓度锰处理条件下,甜菜地上部分对钾离子和磷元素的积累量大于地下部分;地上部分对锰离子、铁离子、铜离子以及锌离子的积累量小于地下部分;而氮元素在各部分的积累量无明显差异。综上所述,锰离子供应过少或者过多直接影响甜菜幼苗体内锰含量和生长量,同时还间接影响其他元素的吸收,尤其氮、锌离子的积累影响着甜菜幼苗的生长。

PEG-6000模拟干旱胁迫对甜菜幼苗生长及生理指标的影响

为探究干旱胁迫对甜菜幼苗生长及生理指标的影响,使用聚乙二醇-6000(Polyethylene glycol-6000, PEG-6000)模拟干旱胁迫,对甜菜品种“KWS1176”进行室内水培实验。设置6个梯度处理:0 g·L^(-1)(CK)、50 g·L^(-1)(5%)、100 g·L^(-1)(10%)、150 g·L^(-1)(15%)、200 g·L^(-1)(20%)和250 g·L^(-1)(25%),研究不同浓度PEG-6000模拟干旱胁迫对甜菜幼苗生物量、丙二醛(Malondialdehyde, MDA)、抗氧化酶系活性以及可溶性蛋白的影响。结果表明,由于PEG-6000的浓度按梯度上升,甜菜幼苗长势和叶片干鲜重呈下降趋势;甜菜幼苗叶片及根系的4种抗氧化酶过氧化氢酶(Catalase, CAT)、过氧化物酶(Peroxidase, POD)、超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase, SOD)及抗坏血酸过氧化物酶(Ascorbate peroxidase, APX)的活性均呈现先上升的趋势。在PEG-6000浓度达到20%后,4种抗氧化酶活性均开始下降,MDA和可溶性蛋白的含量均呈上升的趋势。因此,当甜菜幼苗受到干旱胁迫时,体内会出现大量的活性氧自由基,需要抗氧化酶系来协助清除。但在高浓度PEG-6000干旱胁迫下,甜菜幼苗体内的抗氧化酶系活性呈显著下降趋势。

黑龙江省甜菜根腐病的病原菌分离与鉴定

甜菜根腐病是由多种真菌或细菌病原体引起的严重病害,给甜菜生产带来了严重的经济损失。本研究于2022年10月初以采自黑龙江大学呼兰校区的甜菜根腐病植株为试验样品,应用形态特征观察、致病性测定和分子生物学鉴定,结合科赫氏法则以及创建系统发育树和序列比对分析的方法,分离甜菜根腐病的致病菌。结果表明,本次呼兰校区腐烂的甜菜块根上分离得到可见白色菌丝菌株BY-1为镰孢属腐皮镰孢菌。小分生孢子通常是单细胞的,只有一个隔膜,但大分生孢子呈镰刀形,具有隔膜结构。分子鉴定结果显示,该病原菌在基于ITS和tef1序列构建的系统发育树上与腐皮镰孢菌类群处同一分支。基于形态学以及分子鉴定结果,发现导致该地区发生甜菜根腐病的病原菌是腐皮镰孢菌(Fusarium solani)。

生物炭对土壤微生物影响的研究进展

生物炭的施用改变了土壤的理化性质,刺激了土壤微生物的活动,从而影响土壤质量和植物生长。通过研究生物炭对土壤微生物的影响,可以更好地理解生物炭与土壤以及植物之间的相互作用具有重要的意义。然而,生物炭对土壤特性的研究比较多,但对土壤微生物的研究比较少。本文主要从以下几个方面进行相关介绍:(1)生物炭施用对土壤理化性质的影响;(2)生物炭施用对土壤微生物生长的影响;(3)生物炭施用对土壤微生物群落多样性的影响;(4)生物炭施用对土壤微生物酶活性、微生物活性和生态功能的影响。主要论述了生物炭对土壤微生物的研究进展,并对其应用前景进行了预测,为中国农田生态系统的建设和发展奠定了基础。

土壤pH值对甜菜幼苗生理变化的影响

为了解不同酸碱性条件下甜菜种子发芽、幼苗生长及生理响应变化,通过室内盆栽实验,设置土壤pH值9组处理,测定甜菜种子发芽、幼苗生长及生理指标变化。结果表明:甜菜发芽率以pH值为9.5的碱性土为最高,达到95.83%。甜菜幼苗干重以pH值9.5时达到最大,根和叶的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性和可溶性蛋白、还原糖、脯氨酸、游离氨基酸含量在pH值为5.0土壤最高,pH为9.5时达到最低。同时甜菜不同pH值和抗氧化酶活性、渗透调节物质含量呈现显著负相关。在酸性条件下,甜菜幼苗生长受到抑制,并出现逆境胁迫响应变化,而在pH为9.5的偏碱性土壤下幼苗生长状况较好。

植物间化感作用及其研究进展

化感作用是在自然界中普遍存在的一种植物间的相互作用。介绍了植物间的化感作用,归纳了化感物质的分类,总结了化感作用的影响因素。同时针对化感物质的作用机理,分别从影响植物的光合作用、植物细胞膜的通透性等方面进行梳理与综述,为后续有关化感方面的研究提供参考。

钙营养对甜菜幼苗生长和表观光合作用的影响

通过设置不同的Ca^(2+)浓度,探究钙营养对甜菜幼苗形态特性和光合作用的影响。结果表明,在0.50、0.75、1.50和3.50 mmol·L^(-1)Ca^(2+)浓度处理下,植株根面积、叶面积、株高和叶绿素含量均随Ca^(2+)浓度的升高而增加,在3.50 mmol·L^(-1)时达到最大值;随着Ca^(2+)浓度进一步提升至7.50 mmol·L^(-1)时,各项指标开始出现递减趋势;参数净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO_(2)浓度均随Ca^(2+)浓度的增加呈先上升后下降的趋势,在3.50 mmol·L^(-1)时达到最大值。相关性分析和主成分分析表明,4项表观光合作用指标间均存在显著相关性(P<0.005),株高、干重和Tr在衡量不同Ca^(2+)浓度对甜菜幼苗生长及光合作用影响中占主要成分。综上所述,适宜的钙营养能促进甜菜幼苗生长,提高光合生理代谢,且在Ca^(2+)浓度为3.50 mmol·L^(-1)时效果最佳。

作物连作障碍研究进展

随着中国人口的增加、土地资源有限及作物产区相对比较集中等因素的影响,作物连作已成为一种普遍的趋势。随连作年限的增加,作物的产质量均受到不同程度的影响,因此由连作导致的一系列连作障碍已成为制约农业可持续生产的一个重要因素,受到了世界各国的广泛关注。本研究从连作障碍的表现、成因及消减技术3个方面进行了简要概述,并对连作障碍未来的研究方向进行了展望,以期为作物连作障碍的相关研究提供一些借鉴。

氯化钠胁迫下甜菜不同品种(系)种子发芽率和幼苗生长的差异

研究了不同浓度的氯化钠胁迫下甜菜不同品种(系)种子发芽率和营养液培养幼苗生长的差异。以相对发芽率和幼苗干物质量来判断甜菜不同品种的相对耐盐能力,氯化钠胁迫适宜浓度为280mmol/L。甜菜不同品种(系)幼苗相对生长量和种子相对发芽率均存在较大差异,且两者相关性达到显著水平。用种子相对发芽率评价甜菜耐盐能力应统一种子繁育年份;通过营养液培养法用幼苗相对生长量评价甜菜耐盐能力准确可靠。采用上述方法,初步筛选出耐盐较强、中间型和盐敏感品种(系)各10余份。

甜菜组学技术研究进展

转录组学、蛋白组学、基因组学和代谢组学等组学技术具有高通量、高灵敏度和系统性等优点,已成为在分子水平研究植物应对生物胁迫和非生物胁迫的强有力工具。本研究综述了近年来国内外在甜菜组学技术方面的相关研究,包括甜菜在生物和非生物胁迫下的抗逆分子机理研究、细胞质雄性不育(CMS)结构基因和基因辅助甜菜育种功能研究,这些研究对于培育优良甜菜品种具有重要的理论价值。下一步应加强多种组学结合的研究策略,并结合基因功能鉴定发掘更多的甜菜优质基因资源。

不同作物根系对黑土碳组分及其含量的影响

以黑龙江省寒地黑土为研究对象,通过室内培养试验研究了大豆、玉米、甜菜根系对土壤呼吸释放CO2量、水溶性有机碳、微生物量碳和土壤有机碳含量变化的影响。结果表明:大豆、玉米、甜菜根系普遍提高土壤有机碳含量,但是不同作物根系及根系施用量之间还存在一定的差异,大豆根系要好于玉米根系,而玉米根系明显好于甜菜根系。玉米、大豆、甜菜根系提高了土壤呼吸,增加了土壤CO2排放量,提高了土壤微生物量碳含量;而普遍降低了土壤可溶性有机碳含量。

氯化钠胁迫对甜菜幼苗生长、叶绿素含量和硝酸还原酶活性的影响

耐盐性不同的6个甜菜品种(系)幼苗在氯化钠浓度为280 mmol/L的营养液中生长16d,对一些生长指标、叶片叶绿素含量和硝酸还原酶(NRA)活性做了分析测定。结果:在氯化钠胁迫下,品种甜七和品系P4、P9、P10、P11、P25幼苗干物质积累量减少,叶面积缩小,叶片增厚,叶片NRA活性降低,叶片叶绿素含量却没有降低。与品种甜七和品系P4、P9比较,品系P10、P11、P25幼苗干物质积累量减少较低,幼苗的相对生长量高,盐害指数较低,叶面积的绝对值和相对值都较大,叶片较薄,叶片NRA降低量较小,说明品系P10、P11、P25耐盐性较强。

不同盐度对甜菜生长和养分吸收的影响

用营养液培养法研究了不同盐度对甜菜生长和养分吸收的影响。结果表明,与无 NaCl处理相比,NaCl 40mmol/L增加甜菜干物质重量,NaCl 80- 180mmol/L对甜菜干物质重量无影响,NaCl 280- 380mmol/L则降低甜菜干物质重量。NaCl40mmol/L增大甜菜叶面积,降低叶片叶绿素含量,促进甜菜对NO3-吸收,不影响对镁的吸收,但是已明显抑制钾和钙的吸收,降低组织钾、钙、镁含量;随着NaCl浓度提高(80-380mmol/L),甜菜单株叶面积逐渐减少,叶片叶绿素含量逐渐得以回升或提高,氦、钾、钙和镁吸收量和含量逐渐降低。NaCl40-380mmol/L均不同程度刺激甜莱对磷的吸收,并提高组织磷含量,不影响氮、磷、钙和镁向地上组织运输能力,但抑制钾向地上组织运输。

甜菜氮磷钾肥效应与土壤肥力的关系

依１９８６～１９９３年试验结果建立的二次多项式回归方程，探讨了甜菜氮磷钾肥需要量及其效应与土壤肥力的关系。结果为：获得最高块根产量和最高纯经济效益的施氮量分别为９．４１ｋｇ／亩和７；６８ｋｇ／亩。在最高纯经济效益施氮量下，平均每公斤氮增加块根５１．９ｋｇ，降低含糖率（０．１０＋０．００２８ｘ＿１一０．００５４ｘ＿２一０．０７４ｘ＿５）度，其中ｘ＿１、ｘ＿２和ｘ＿５分别为土壤碱解氨、有效磷和有机质含量。获得最高块根产量和最高纯经济效益施Ｐ＿２Ｏ＿５量分别为（一２５．６一０．１４０ｘ＿２＋５．０４ｘ＿４）ｋｇ／亩和（一２７．８一０．１４０ｘ＿２＋５．０４ｘ＿４）ｋｇ／亩（ｘ＿４为土壤ｐＨ值）。在最高纯经济效益施磷量下，平均每公斤Ｐ＿２Ｏ＿５增加块根（一６２．３一０．３７２ｘ＿２＋１３．４０ｘ＿４）ｋｇ，提高块根含糖率（０．６３＋０．００２０ｘ＿１一０．０７７ｘ＿４一０．０９０ｘ＿５）度。当土壤有效Ｋ＿２Ｏ含量大于１１０．６ｍｇ／ｋｇ土时，钾肥没有显著增产作用，只是有增产趋势；钾肥的增糖作用显著，每亩每公斤Ｋ＿２Ｏ提高含糖率０．００１４ｘ＿２度。

2008年发展中国家糖业发展国际学术会议在埃及召开

由国际糖业科技协会（IAPSIT）主办，埃及糖料作物委员会、埃及糖料作物研究所、埃及西奈大学等单位联合承办的2008年发展中国家糖业发展国际学术会议（IS-2008）于2008年9月11～14日在埃及西奈大学隆重召开。

不同浓度钠对甜菜生长及生理特性的影响

采用1/2 Hoagland营养液室内培养试验,研究不同浓度Na+对甜菜幼苗生理生化指标和营养元素吸收的影响。结果表明,0.75 9 mmol/L Na+可提高甜菜幼苗体内Na+含量和幼苗高度,增加叶面积(除了9 mmol/L Na+)和干物质量,降低叶片水势,提高叶片的相对含水量、GPX和CAT的活性,促进甜菜幼苗叶片的吸水及保水能力。3 mmol/L Na+对甜菜幼苗的生长促进作用最明显,可提高CAT、GPX活性并维持较高的SOD活性,降低MDA含量和相对电导率,未明显降低甜菜体内N、P和K含量,是甜菜幼苗生长的最佳Na+浓度。

外源调节物质对盐胁迫下植物生长调控研究进展

为了探究外源物质对植物耐盐性的调控机理及进一步利用外源调节物质提高作物耐盐性,归纳了五大类传统植物激素(生长素、赤霉素、乙烯、脱落酸、细胞分裂素)以及褪黑素、水杨酸、多胺、油菜素类固醇、茉莉酸类等外源生长调节物质对盐胁迫下植物生长的调控情况。同时总结了硅、钙等离子类外源调节物对盐胁迫下植物生长的调节作用,多种外源调节物质可通过增强光合作用、提高渗透势、增加抗氧化酶活性及减少离子毒害等方式来减轻盐害。本文为进一步利用单一或复合外源调节物质来缓解作物盐害盐提供理论依据。