全生物降解地膜对湖南不同地区果蔬生长的影响

针对塑料地膜使用造成土壤环境污染的问题,研究以白色/黑色全生物降解地膜和普通塑料地膜为参试材料,在湖南省长沙市、沅江市、汉寿县等地区开展了西瓜、莴苣、秋葵等作物的覆膜试验,探究全生物降解地膜对不同作物的生长、品质、产量及土壤性质等指标的影响,观察全生物降解地膜的降解情况。结果发现,两种全生物降解地膜对湖南各地区果蔬生产均起到提质增效的作用。沅江地区黑色降解地膜覆盖栽培西瓜,西瓜单瓜重增加25.8%,叶片数增加45.5%,显著高于未覆膜处理;覆盖白色降解地膜的秋葵叶片长度比对照高42.1%,叶片宽度比对照高55.9%,叶片数增加43.2%,产量增加55.5%。普通塑料地膜在作物收获后未能降解,白色和黑色全生物降解地膜的降解率分别为80.3%~90.7%和63.0%~80.3%。综合不同地区的试验结果,认为两种降解地膜均可作为普通塑料地膜的潜在替代品,具有较大的推广前景。

不同基质配比对大叶芹生长和产量的影响

选用田园土、松针、椰糠、炉渣按照不同比例配置6种复合基质,以田园土为CK,通过测定基质理化性状、出苗率、幼苗生长指标、成苗的品质与产量,筛选出大叶芹人工栽培的最优基质。结果表明,S3(田园土:松针:炉渣=1:1:1)处理的大叶芹发芽率可达100%,总干物质量为0.20 g,壮苗指数为1.20。与CK相比,株高提高了21.8%,茎粗提高了26.1%,可溶性糖含量提高了20.5%,纤维素含量降低了33.9%,总黄酮含量提高了79.7%,总酚含量提高了28.5%,产量提高了14.6%。综合产量及品质指标,得出S3为较理想的人工栽培基质配方。

UV-B不同剂量辐照下生菜生长和代谢组学分析

以奶油生菜为研究材料,在植物工厂人工光源中设置3种紫外线B(UV-B)剂量[0、8.64、17.28 kJ/(m^(2)·d)]处理,利用广靶代谢组学技术,分析不同剂量UV-B辐照下生菜叶片中的差异代谢物质,研究UV-B辐照对生菜生物量、光合参数和次生代谢物的影响。结果表明,与0剂量相比,低剂量UV-B处理对生菜生物量、光合参数均未产生显著影响,代谢组检测到30种差异代谢产物,主要为生物碱、酚类、萜类等物质,其中9种上调表达,21种下调表达;高剂量UV-B处理显著降低了生菜地上部干重、地下部干重、气孔导度和蒸腾速率,但地上部鲜重、净光合速率均未呈现显著差异,共检测到35个差异表达代谢物,其中21种上调表达,14种下调表达,上调表达的代谢物主要为黄酮类、单萜等,生菜叶片槲皮素含量在低剂量、高剂量UV-B处理下均显著增加。研究结果可为利用UV-B辐照提高设施生菜营养品质提供理论依据和参考。

优质青柄芹菜新品种‘申香芹一号’的选育

‘申香芹一号’为上海市农业科学院育成的优质青柄绿叶空心芹菜新品种。该品种植株分蘖性极强,根系发达,叶色浓绿,叶柄淡绿色、内腔空心。株高60—70 cm,开展度20—22 cm,叶片锯齿状中大。叶柄细长纤秀,清炒后质地脆嫩,纤维少,香味浓郁,口感品质极佳。该品种综合抗病抗逆性强,极耐抽薹,一次种植可多次收割,适合各地春秋两季设施及露地栽培。

基于SSA-Kmeans聚类算法的青菜杂质图像分割

为解决青菜包装生产线在加工过程中的杂质在线检测问题,提出一种基于SSA-Kmeans的青菜杂质图像分割算法。首先利用直方图均衡化进行彩色图像增强以降低光照影响;其次基于麻雀搜索算法对初始聚类中心寻优,根据得到的最佳聚类中心,选取包含颜色信息的ab二维数据进行Kmeans聚类;然后对聚类后的图像二值化处理并用形态学滤波方法校正,最终完成图像分割。利用该算法对落叶、枯叶和黄叶等杂质进行图像分割试验,杂质平均匹配率为93.22%,平均误分率为0.70%,平均准确率为92.52%。与FCM算法、Kmeans算法、PSO-Kmeans算法的对比试验表明:本文算法分割精度更优,对不同杂质的分割均表现出良好的鲁棒性,为实现青菜杂质在线检测提供一种新方法支撑,对提高青菜机械化生产水平具有一定的实用价值。

微生物菌剂对连作芹菜根际土壤真菌群落多样性与结构的影响

以宁南旱区连作4年芹菜根际土壤为研究对象,采用田间定位试验结合高通量测序技术,以常规施肥(CK)为对照,研究常规施肥+枯草·哈茨复合菌剂(MF),常规施肥+枯草芽孢杆菌(BS),常规施肥+哈茨木霉菌(TH)3个处理对芹菜连作根际土壤真菌多样性及群落组成的影响。结果表明:施用枯草·哈茨复合菌显著提高了土壤有效磷、速效钾含量,增幅分别为34.29%和9.98%。施用微生物菌剂增加了土壤脲酶、蔗糖酶活性,平均增幅分别为43.16%和12.98%,并显著改变了土壤真菌的β-多样性。被孢霉属(Mortierella)、织球壳属(Plectosphaerella)、赤霉菌属(Gibberella)、链格孢属(Alternaria)、镰刀菌属(Fusarium)是各处理优势菌属,施用枯草·哈茨复合菌显著降低了赤霉菌属、链格孢属、镰刀霉属等真菌性病原菌的相对丰度,降幅分别为59.88%、51.63%、36.13%。冗余分析表明土壤蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶活性、pH值和全磷是影响真菌群落结构组成的主要驱动因子。综合而言,枯草·哈茨复合菌剂的施用不仅降低了连作芹菜根际土壤镰刀菌属、链格孢属、赤霉菌属等病原菌的富集,还通过改变有效磷、速效钾等土壤理化性质,进一步重塑土壤真菌群落结构。

养殖尾水混合不同比例水溶肥种植水培生菜的综合效益评价

以“奶油生菜”为研究对象,将不同量的山崎配方水溶肥溶于工厂化养鱼尾水,配制成混合营养液,进行营养液膜栽培(NFT)水培生菜实验,以期筛选出最佳水肥配比,为实现工厂化养鱼尾水资源化利用提供理论依据。实验设置5个处理,分别为S1(123g水溶肥+150L养鱼尾水)、S2(98.4g水溶肥+150L养鱼尾水)、S3(73.8g水溶肥+150L养鱼尾水)、S4(49.2g水溶肥+150L养鱼尾水)、S5(24.6g水溶肥+150L养鱼尾水),以CK(123g水溶肥+150L清水)作为对照,探究不同处理对生菜产量和品质的影响。采用基于熵权法的TOPSIS综合效益评价模型分析确定最佳水肥配比参数。结果表明,混合营养液能提高生菜对水肥的吸收量,但随水溶肥浓度增加,生菜耗肥量呈先增大后减小的趋势;不同处理下生菜耗水耗肥量均低于CK处理,S1-S5处理相比CK处理分别节肥25.01%、19.15%、34.12%、51.89%和74.10%。混合营养液能有效促进生菜生长,但生菜各项生长指标均随水溶肥浓度上升呈先增大后减少的趋势,S2处理下生菜产量最高,为1.88kg·m^(-2),相比CK处理增加15.32%。此外,混合营养液可提高生菜品质,可溶性糖和可溶性蛋白含量呈先增大后减小的趋势,S2处理下生菜可溶性糖和可溶性蛋白含量最高;维生素C(VC)含量、硝酸盐含量均与水溶肥浓度呈正相关,S1处理下VC含量最高,S1-S5处理下硝酸盐含量均低于CK处理。综合效益评价结果表明,S2处理对生菜的生长最为有利,可以获得较高的产量并兼具较好的品质,为最佳配比,养鱼尾水与水溶肥合理配施后,可显著促进水肥吸收,提高生菜产量和品质,实现作物生产效益最佳。

褪黑素对模拟干旱胁迫下罗勒幼苗光合性能及抗氧化酶活性的影响

为了研究干旱胁迫下施加褪黑素对罗勒幼苗光合性能及抗氧化酶活性的影响,以罗勒幼苗为试验材料,设置对照(CK)、干旱胁迫(DR)、褪黑素预处理+干旱胁迫(ME+DR)3种处理,在干旱胁迫7 d后测定叶片的光合生理参数、根系形态参数、抗氧化酶活性。结果表明,DR处理显著抑制罗勒幼苗的光合作用,影响根系形态,降低光合色素含量;同时,DR处理下罗勒幼苗的可溶性糖、脯氨酸、过氧化氢、丙二醛、超氧阴离子含量均有所提高。与DR处理相比,褪黑素可通过恢复叶绿素含量、根系结构、气体交换参数,改善DR处理造成的不利影响。此外,外源褪黑素可增强超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、抗坏血酸过氧化物酶、谷胱甘肽还原酶、脱氢抗坏血酸还原酶、单脱氢抗坏血酸还原酶的活性,降低相对电导率,通过调节超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶、抗坏血酸过氧化物酶、谷胱甘肽还原酶、谷光甘肽S-转移酶、脱氢抗坏血酸还原酶、单脱氢抗坏血酸还原酶的相对基因表达,对罗勒幼苗进行膜质过氧化水平的稳定和渗透调节。综上所述,褪黑素可以有效改善罗勒幼苗在干旱胁迫下的根系特征、叶片光合作用、抗氧化机制,从而提高幼苗对干旱胁迫的适应性。

益生菌在夏季速生叶菜上的应用效果研究

为验证益生菌在夏季速生叶菜上的应用效果,以夏升1号为试验材料,设置5种不同处理,测定不同处理下速生叶菜的植物学性状及产量。结果表明,在增施益生菌的情况下,减少三元复合肥30%的用量,速生叶菜的植物学性状表现良好,减肥节本增效效果最好。说明应用益生菌可促进植物生长发育,提高作物产量和品质,实现减肥节本增效,在生产上值得推广应用。

南方根结线虫对7种瓜菜作物根系分泌物的趋性

为探究植物根系分泌物组分与南方根结线虫趋化性的关系,盆栽种植7种不同瓜菜作物(番茄、甜椒、苦瓜、蕹菜、芹菜、黄瓜、甜瓜),收集并测定根系分泌物中初级代谢物和次生代谢物的含量,观察南方根结线虫J2s对不同瓜菜作物根系分泌物的行为趋性,并对根系分泌物各组分含量进行相关性分析。结果表明,南方根结线虫J2s对7种瓜菜作物的根系分泌物均表现出正趋向行为,其中J2s对蕹菜根系分泌物的趋化指数最高,为0.52;且趋化指数与根系分泌物中可溶性糖和蛋白质含量没有显著相关性,但与单宁、丁二酸、丙氨酸含量呈显著负相关,相关系数分别为-0.444、-0.527、-0.522,与生物碱、甘氨酸含量呈极显著负相关,相关系数分别为-0.601、-0.550。研究结果可为利用趋性技术防控南方根结线虫提供理论基础。

不同营养液配方对苋菜生长的影响

无土栽培过程中,营养液配方直接影响作物的生长发育、产量、品质。为了探究不同营养液配方对苋菜生长的影响,为培养高产优质的无土栽培苋菜提供理论基础,采用椰糠基质,以改良山崎茼蒿配方、改良Hoagland配方、花多多肥料、上海永通肥料的同种浓度的不同配方为4个处理,以华南农大叶菜A配方为对照,通过测定苋菜株高、茎粗、开展度、叶面积,叶片数、叶柄长、地上部和地下部的鲜质量和干质量、主根长、根冠比等生长指标,对不同营养液配方处理下苋菜的生长发育情况进行研究。结果发现,改良山崎茼蒿配方处理效果最好,其苋菜的株高、茎粗、开展度、叶面积和叶柄长均优于对照,对于无土栽培苋菜的生长发育更有益。本研究为培养高优质的无土栽培苋菜提供了一定的理论基础。

最优光谱特征变量反演颗粒物污染生菜的生理信息

叶类蔬菜的品质和产量与其净光合速率息息相关,秋冬季节受颗粒物污染的影响,温室大棚内叶菜的光合作用受到制约,对生理信息的准确预测不利。以采收期生菜为试验对象,研究其在颗粒物污染生长环境下,基于高光谱技术建立并对比生菜净光合速率的反演模型的最优方法。获得生菜的净光合速率和高光谱数据;选取比值植被指数(RVI)、差值植被指数(DI)、归一化植被指数(NDVI)、可视化气压阻抗指数(VARI)、再归一化植被指数(RDVI)、垂直植被指数(PVI)和植被衰减指数(PSRI)的原始和一阶变换共14个光谱植被指数;用相关矩阵法优选出最优波长位置,而非选择既有的固定波长,计算得到最优植被指数,与光谱位置变量(红边幅值,Dr)及光谱面积变量,即红边面积(SDr)、红边面积与蓝边面积的比值(SDr/SDb)、红边面积与黄边面积的比值(SDr/SDy)共同作为光谱特征变量,建立颗粒物污染环境下生菜净光合速率的反演模型。采用多项式拟合和多元散射校正(MSC)、标准正态变量变换(SNV)、偏最小二乘(PLS)和主成分回归(PCR)光谱建模组合方法进行反演预测结果比较。研究结果表明:最优波长位置的PSRI(515,499)和DI(515,499)与净光合速率的相关性最大,可以反映颗粒物污染下生菜的更多生理信息,采用光谱预处理建模组合方法按精度从高到低排序为:SG+MSC+PCR>SG+SNV+PLS>SG+SNV+PCR>SG+MSC+PLS,其中,SG+MSC+PCR组合建模方法的精度最高,决定系数为R_(c)=0.9011,R_(p)=0.9458,基于最优光谱植被指数建模效果最佳;光谱面积变量(SDr/SDb)的拟合精度最高(R^(2)=0.9365),可以实现生菜净光合速率的可靠预测,是基于光谱位置变量和面积变量建立生菜净光合速率的最优方法。该工作对颗粒物污染环境下利用高光谱技术进行植物的生理信息反演研究具有一定参考价值。

基于转录组的茎用莴苣抽薹相关差异表达基因分析

为探究影响茎用莴苣抽薹的相关关键基因,采用高通量转录组测序的方法,研究茎用莴苣产品器官收获期和抽薹期的差异表达基因。结果表明,茎用莴苣种质资源1号在产品器官收获期和抽薹期的差异表达基因数量为6 754个,茎用莴苣种质资源3号在产品器官收获期和抽薹期的差异表达基因数量为5 444个。基因本体(GO)功能富集分析结果表明,差异表达基因主要富集在结合、催化活性、细胞过程、代谢过程、细胞解剖实体等GO条目中。京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析结果表明,茎用莴苣种质资源1号和茎用莴苣种质资源3号分别有133条和129条KEGG代谢通路,其中有128条代谢通路在2份种质资源中均被注释;差异表达基因富集较多的KEGG代谢通路有次生代谢物的生物合成、植物激素信号转导、植物-病原体的相互作用等。转录因子分析结果表明,茎用莴苣产品器官收获期和抽薹期的差异表达基因大多数属于AP2/ERF、bHLH、bZIP、C2H2、MYB、NAC、WRKY等转录因子家族。对茎用莴苣产品器官收获期和抽薹期差异表达基因的研究结果进行综合分析,发现在AP2/ERF、WRKY、bHLH等转录因子家族以及次生代谢物的生物合成、植物激素信号转导等通路中存在较多的差异表达基因,推测这些转录因子家族和代谢通路可能参与茎用莴苣抽薹的调控网络。本研究结果为解析茎用莴苣抽薹相关基因及其分子机制奠定了基础。

香菇菌渣提取物对苦菊生菜穴盘苗生长的影响

为研究香菇菌渣提取物对生菜穴盘苗生长的影响,以苦菊生菜为试验材料,用不同浓度的香菇菌渣提取物溶液(0.2、2、20、200、2000 mg∕L)进行叶喷处理,考察苦菊生菜幼苗的表观形态、株高、根鲜重与干重、地上部鲜重与干重、叶绿素含量、光合参数以及营养品质等指标。结果表明:随着香菇菌渣提取物溶液浓度的增加,苦菊生菜幼苗的株高、光合作用参数和营养品质指标均呈现出先升高后降低的趋势,其中,20 mg∕L香菇菌渣提取物溶液处理的苦菊生菜幼苗各项指标值均最大,可显著提高苦菊生菜育苗质量。

芽孢杆菌及其胞外多糖对空心菜和茼蒿Cd吸收及土壤团聚体的影响

本研究旨在探究产胞外多糖芽孢杆菌对蔬菜镉(Cd)积累及土壤结构的影响。采用以空心菜和茼蒿为供试材料的盆栽试验,研究了功能菌株Priestia megaterium YG35和Bacillus halodurans G20降低蔬菜吸收Cd的效果和可能作用机制。结果表明,与CK相比,菌株YG35、菌株G20及其胞外多糖处理显著增加空心菜和茼蒿可食用组织干质量(37.8%~115.1%),显著降低可食用组织Cd含量(21.9%~44.2%),并使茼蒿Cd含量(0.057~0.061 mg·kg-1)达到安全可食用标准,显著降低根际土壤有效态Cd含量(3.7%~11.7%),显著(P<0.05)增加根际土壤多糖含量(35.9%~49.5%)和蔗糖酶活性(15.3%~28.4%),促进根际土壤团聚体向大粒径转化。研究表明,YG35和G20及其胞外多糖能降低蔬菜对Cd的吸收,促进蔬菜生长,改善土壤结构,具有在Cd污染土壤上实现蔬菜安全生产的应用潜力。

基于模糊控制的设施菜心生产环境管控模型及系统

【目的】为实现设施菜心生产环境的实时监控和精准调控,设计一种基于模糊控制的设施菜心生产环境管控模型及系统。【方法】采用物联网设备实时监测菜心各生长阶段(种子发芽期、叶片生长期、菜薹形成期)的环境因子(空气温度、土壤温度、土壤湿度和土壤电导率),将参数的监测值与适宜范围进行对比,获得各环境因子的偏差及变化率。管控模型利用模糊推理与定性分析结合的方法优化环境因子控制量,确定环境调控设备的调控决策,达到对环境因子的精准调控。【结果】管理模式对比试验表明:在菜心3个生长阶段,管控系统模式的平均调控实时性指标分别为0.10、0.17和0.18,平均准确性指标分别为0.78、0.68和0.74;人工管理模式的平均调控实时性指标分别为0.37、0.41和0.43,平均准确性指标分别为0.31、0.34和0.30。管控系统的平均实时性和准确性与人工管理模式相比分别有62.50%和1.34倍的提升。【结论】管控系统模式实现了菜心生产环境信息的实时获取与精准调控,能帮助用户更好地进行设施菜心的生产管理。

基于单作物系数法的温室秋季生菜蒸散量估算及验证

【目的】基于单作物系数法估算温室秋季生菜蒸散量。【方法】通过2021—2022年温室秋季生菜试验,根据各生育期影响因素修正FAO-56推荐作物系数值,即生育前期根据ET0值和灌溉频率修正,生育中期和生育后期根据气象因素和株高修正,并采用单作物系数法对温室生菜蒸散量进行估算,以称重式蒸渗仪实测蒸散量ETcm为标准值对蒸散量估算值ETcs进行验证。【结果】不同试验年度逐日ET0均呈逐渐降低变化趋势,介于1.18~2.44 mm/d。温室生菜作物系数修正值(Kc adj)和实测值(K_(c loc))均在生育前期最高,2 a均值分别为0.74±0.13和0.76±0.13;进入快速发育期后二者均呈降低趋势,并在生育中后期逐渐稳定在0.5~0.6。各生育阶段的Kc adj较FAO推荐值(Kc FAO)更接近实测值(K_(c loc)),Kc adj和K_(c loc)相对误差介于-6.7%~5.4%。应用修正单作物系数法估算温室秋季生菜ETcs与实测ETcm的日均值分别为1.310 mm/d和1.283 mm/d,决定系数(R^(2))、平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)、一致性指数(d)分别为0.975、0.176 mm/d、0.222 mm/d、0.955。【结论】修正单作物系数法能够较为准确的估算温室秋季生菜蒸散量。

基于物联网的塑料大棚保温被自动揭放对越冬叶菜生长及品质的影响

【目的】为研究应用物联网系统调控塑料大棚保温被的自动揭放,对越冬叶菜生长及品质的影响。【方法】以每日日出日落时间为依据,针对不同气候环境,设计自动揭放保温被的环境条件阈值为处理H,园区管理员经验揭放时间为对照(CK)。两个塑料大棚内种植相同品种叶菜(小白菜、油麦菜、油菜、菠菜),对塑料大棚内叶菜的生长指标、品质及产量进行比较。【结果】基于物联网的自动控制系统能够有效监测温室内外光照强度、温度和湿度等环境信息,能进行保温被的自动揭放控制,并且该系统应用安全、方便、灵活。越冬叶菜3个生育期内,H处理比CK的平均空气温度和平均土壤温度分别高10.8%~21.3%和10.1%~23.2%,对叶菜的生长发育以及品质产量起到促进作用。【结论】物联网系统控制保温被揭放的塑料大棚具有良好的环境性能,可解决冬季叶菜缺乏问题,具有推广价值。

不同光质下外源硒对水培生菜生长和品质的影响

以‘意大利耐抽薹’生菜为试材,采用水培法,以LED灯为光源,设置红蓝光比例为4∶1(R4B1)、1∶2(R1B2)和全红光(R)、全蓝光(B)4种光质水平和叶面喷施外源硒溶液(0、24、48μmol/L)3种浓度水平,两者完全随机组合,共12个处理,研究不同光质下外源硒对生菜生长发育及品质的影响,旨在为人工光环境下生菜高效栽培和品质提升提供理论依据和技术参考。结果表明:(1)红光更有利于生菜生物量积累、可溶性糖的积累和硝酸盐含量的降低,蓝光更有利于生菜可溶性蛋白质、维生素C、类黄酮和总酚物质的积累;(2)在不同光质下喷施48μmol/L外源硒进一步增强了光质对生菜生长和品质不同的促进效果,其中,在红蓝光比例为4∶1的复合光下喷施外源硒对生菜的生物量、可溶性糖、可溶性蛋白、维生素C、类黄酮、总酚物质、硒元素的积累及硝酸盐含量的降低效果最显著;(3)对生菜的生长和品质指标进行主成分分析和主效应分析,结果表明,红蓝光比例为4∶1的复合光配施48μmol/L外源硒的处理综合得分最高,光质与硒对生菜生长和品质的影响效果及二者的互作效果均显著。综合考虑,在红蓝光比例为4∶1的复合光与蓝光下喷施48μmol/L外源硒溶液对生菜的生长和品质的改善效果更好,从光质与硒互作效果看,光质对生菜生长和品质的影响起主导作用,外源硒起调节作用。

GA_(3)处理影响菠菜性别及其株型发育

赤霉素(gibberellic acids,GAs)是一种重要的植物激素,但其对菠菜生长发育的影响尚未系统报道.以菠菜亚属PI647862为材料,研究了外源赤霉素(GA_(3))处理后对菠菜的性别转换、开花时间、花粉活力及植株发育等重要性状的影响.结果表明,用质量浓度为25 mg/L的GA_(3)对2叶期菠菜进行处理后,约13%的菠菜雌株转换为雄株,且转换株的花粉数目、形态及活力均和对照无显著差异.但是,转换雄株的开花时间显著早于对照雄株.研究结果也表明,GA_(3)处理后菠菜植株的高度、叶面积及叶柄长度均显著高于对照植株.进一步分析发现,株高的增加是由于节间细胞纵向伸长所导致的,叶面积的增加是叶细胞面积增加引起的.GA_(3)可诱导菠菜雌株发生雄性化转变,促进菠菜早花,同时促使株高、叶面积和叶柄长度也显著增加.研究结果为全面探究GA_(3)对于菠菜性别转换和株型发育的影响奠定了基础.