土壤施用TM36对甜菜幼苗的影响

【目的】为了探索不同TM36施用量(内含碳酸钙和缩节胺同系物等物质)对甜菜幼苗生长状况的影响。【方法】以甜菜品种‘KWS7748’为供试品种,进行土培试验,TM36施加量分别为0%、0.5%、1%、2%和3%,测量植株的生长指标、养分含量和一些生理指标,以及土壤养分含量、pH值。【结果】随着土壤中施用TM36比例的增加,甜菜幼苗的株高和茎长显著降低,茎粗、根面积和叶面积呈先上升后下降趋势,植株干鲜重差异不显著;植株的光合能力、叶绿素含量逐渐升高;植株全氮、全磷、全钾呈先上升后下降趋势;叶片中脯氨酸含量上升,根系中脯氨酸含量及植株中丙二醛含量呈先下降后上升趋势;施用TM36能够提高土壤pH、土壤中无机氮和有效磷含量,速效钾含量呈先减少后增加趋势。【结论】综合各项指标表明,土壤施用TM36对甜菜幼苗生长具有壮苗作用,施用浓度为1%时效果最佳。

关于制糖企业节水减排的创新研究

目前,制糖企业生产节水减排潜力很大,是一项系统工程,涉及到企业管理、技术设备的优化、新技术设备的研发和推广。本文总结了制糖企业节水减排存在的问题及制糖企业节水减排的一些创新措施,具体包括:生产中的节水措施;引进新型水处理设备、优化循环水生化处理办法等;减排创新措施:加强技术创新、废水达标排放,为今后制糖企业的节水减排提供参考。

甜菜生产大幅波动的原因探究——基于199份农户调查问卷

2022/2023年榨季我国甜菜糖产量108万t,约占食糖产量的12%,比上年增长25%。甜菜作为我国重要的糖料作物,近几年种植面积和产量的大幅波动非常引人瞩目。为此,基于199份甜菜农户的调查问卷,探究甜菜种植面积和产量的影响因素就尤为重要,主要得出以下结论:(1)2022年受甜菜价格上涨提振,甜菜种植面积增加明显。其中,内蒙古受到轮作土地和成本限制,种植积极性不如新疆地区。2023年因缺乏轮作土地和成本上涨,甜菜扩种热情削减。从区域异质性来看,内蒙古受政策和轮作土地影响较大,新疆受成本和作物竞争影响较大。(2)甜菜收购价格是影响种植面积的最主要因素,其次是甜菜单产,甜菜成本变动对种植面积也产生较大影响。(3)影响甜菜成本的主要因素是地租和生产资料,生产资料成本主要受化肥和农药价格变动的影响。(4)竞争作物和粮食补贴对甜菜种植面积也带来明显影响。(5)甜菜单产主要受甜菜品种、化肥施用、轮作倒茬的影响。(6)从现存的问题来看,生产成本上涨过快最受关注,作物竞争和气候异常的影响也比较严峻。此外,甜菜户均生产规模明显提升,2022年户均甜菜规模41.67 hm2,较2018—2020年提升128.08%;机械化程度总体较高,仅育苗移栽机械化程度略低。规模经营提升和机械化程度较高使得甜菜农户种植行为更为理性,对甜菜比较收益的反应更为敏感。

棉花秸秆分别与全株玉米、甜菜渣混合青贮的营养价值研究

试验旨在探究棉花秸秆分别与全株玉米、甜菜渣混合青贮的营养特性及饲用价值。试验分为3组,对照组(CK组)使用全株玉米青贮,A组、B组棉花秸秆分别与全株玉米、甜菜渣按1∶1混合青贮,每组3个重复,发酵90 d后取样,分析青贮饲料的发酵品质、营养特性及饲用价值等指标。结果显示,与CK组相比,A组和B组青贮饲料的pH值升高(P<0.05),费氏评分降低(P<0.05);A组和B组的粗蛋白(CP)、中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)含量升高(P<0.05),非纤维性碳水化合物(NFC)含量降低(P<0.05)。A组饲料相对饲喂价值(RFV)和粗饲料相对质量(RFQ)高于B组(P<0.05)。与CK组相比,A组和B组的体外产气量降低,其中A组的体外产气量高于B组。A组和B组的干物质降解率(IVDMD)低于CK组(P<0.05)。研究表明,棉花秸秆分别与全株玉米、甜菜渣混合青贮饲料的饲用价值仍低于全株玉米青贮饲料,但A组与CK组的饲用价值较接近,应用潜力较高。

红甜菜根中类黄酮类差异代谢物的比较分析

该研究以一品红和俄罗斯红甜菜块根为原料,使用UPLC-MS/MS检测平台和Metware自建数据库对两种红甜菜块根中的类黄酮物质进行检测和分析其代谢物质的成分及差异。利用多元统计分析方法,根据检测到的类黄酮类代谢物的数据来筛选差异代谢物;随后再利用KEGG网站分析差异代谢物参与的合成途径。结果表明,两种甜菜块根共检测出类黄酮代谢物69个,分成黄酮、黄酮醇、查尔酮、二氢黄酮、橙酮类和其他类黄酮六种类型。差异代谢物29种,一品红中12种差异代谢物含量高于俄罗斯红,17种低于俄罗斯红。根据代谢物log2FC判定差异倍数较大的成分主要是五羟基查耳酮类、异鼠李素、二甲氧基黄酮、蒽酮、多甲氧基黄酮、槲皮素、山柰酚、香叶木素、高车前素类衍生物。被注释到KEGG通路上的代谢物有7个:依次是3-O-甲基槲皮素、木犀草甙、3'-O-甲基木犀草素、芦丁、异槲皮苷、异牡荆素、三叶豆甙。由此表明,两种甜菜物质中存在具有显著差异的类黄酮类代谢物,建议可作为特征代谢物做进一步分析。

焦亚硫酸钠对甜菜种子引发的影响

【目的】为在生产实践中选择更好的引发剂提供理论基础。【方法】以‘TD801’甜菜种子为材料,不同浓度的焦亚硫酸钠为引发剂,设置了10、20、50、100、200、300 mg/L 5个浓度和18、24 h两个时间梯度共12组处理,通过对甜菜种子进行引发浸泡处理,测定不同浓度引发处理对甜菜种子萌发的影响。【结果】所有处理甜菜种子的发芽势和发芽率与对照比没有明显提高,且处理300 mg/L 18 h与对照相比抑制作用最为明显,发芽势、发芽率分别比对照降低了10.00、11.33个百分点;从发芽指数和活力指数来看,不同浓度焦亚硫酸钠处理24 h的总体效果优于18 h处理,效果最好的为50 mg/L 24 h,其发芽指数和活力指数分别比对照提高了52.44%、76.19%;处理的相对电导率均低于对照,比对照降低了222.00~234.60个百分点。【结论】不同浓度焦亚硫酸钠能够提高甜菜种子活力,促进甜菜种子萌发,萌发效果因处理时间和浓度不同存在差异。总体来说,50 mg/L 24 h处理下效果较好。

不同栽培型甜菜类黄酮代谢物的比较代谢组学分析

【目的】本研究旨在对糖甜菜和红甜菜根中类黄酮成分及差异进行分析。【方法】利用比较代谢组学对两种甜菜根中的类黄酮物质进行比对。【结果】两种甜菜根共检测出6类69种类黄酮物质。差异物质30种,根据代谢物Log2FC判定差异倍数较大的成分有6种,分别为多甲基黄酮类衍生物、异鼠李素、鼠李素糖苷类、万寿菊素糖苷类、香叶木苷和金圣草黄素。在红甜菜块根中有5种差异代谢物含量高于糖甜菜块根,25种差异代谢物含量低于糖甜菜块根。与糖甜菜块根相比,红甜菜块根中黄酮类代谢产物相对含量高的成分是牡荆素、异牡荆素糖苷和芹菜素糖苷。在黄酮和黄酮醇的生物合成途径上,有7种物质被注释到KEGG通路上。【结论】两种甜菜材料中的类黄酮成分具有明显差异,可作为特征物质进一步分析。

甜菜BvPCNA基因RNAi载体构建

【目的】增殖细胞核抗原(Proliferating cell nuclear antigen, PCNA)在植物中广泛存在,但是其在植物中的功能研究较少。本研究可以为BvPCNA-like基因的功能分析奠定基础。【方法】课题组前期在甜菜基因组中克隆获得一个基因位点,命名为BvPCNA-like基因,本研究以BvPCNA-like基因的克隆载体为初始材料,选取适宜的靶序列,利用植物表达载体pFGC5941作为基础载体,使靶序列上游启动子为35 S,植物筛选标记为抗除草剂基因BlpR,设计靶序列特异性引物,采取PCR-酶切-连接方法,构建BvPCNA-RNAi载体。【结果】通过RCR鉴定表明已获得了预期目标载体,插入片段由正向靶序列BvPCNA-F、中间片段、反向靶序列BvPCNA-R组成,靶序列长度为320 bp。【结论】本研究所得载体适用于对双子叶植物进行遗传转化,可以作为BvPCNA-like基因理论研究或应用研究的载体材料。

木醋液配施生物炭对盐碱土壤理化特性和甜菜产量及品质的影响

以甜菜品种KWS 1176为试验材料,在黑龙江省肇东市尚家镇五间村盐碱地(Na+含量为203.33 mg·kg^(-1),pH值8.92)进行小区试验。试验设4个处理,不施加木醋液(CK)、木醋液300 kg·hm^(-2)(BW1)、600 kg·hm^(-2)(BW2)和900 kg·hm^(-2)(BW3),各个处理均施用生物炭(玉米秸秆),用量为600 kg·hm^(-2)。研究表明,木醋液配施生物炭显著提高土壤比表面积(提升1.39%~4.86%)和含水率,降低土壤pH和电导率;显著提高当季土壤有机质和养分(碱解氮、有效磷)含量,播后58 d土壤有机质和养分提升效果显著,其中碱解氮含量、有效磷含量和有机质含量分别提升14.24%~26.87%、21.17%~32.09%和2.51%~41.19%。BW2处理土壤中Ca^(2+)、Mg^(2+)、SO_(4)^(2-)和Cl^(-)含量显著提高,可溶性Na^(+)和HCO_(3)^(-)含量显著降低;显著提高甜菜块根产量和品质,降低块根中钠盐含量、钾盐含量和α-氨基态氮含量,比CK处理块根产量提升5.32%~15.29%,块根含糖率提升0.31%~0.84%。综合分析,BW2对改善当季盐碱土壤理化特性及甜菜块根产量和品质效果最佳。

甜菜品种间氮效率差异及其对产质量的影响

【目的】研究不同类型甜菜品种氮素吸收利用差异及其与产质量的关系,以期为生产上氮肥精准施用奠定基础。【方法】采用大田试验方法,以丰产型(‘HI1003’)、标准型(‘IM1162’和‘SX1511’)和高糖型(‘KWS1197’)甜菜品种为试验材料,设置N_(0)(0 kg/hm^(2))、N_(75)(75 kg/hm^(2))和N_(225)(225 kg/hm^(2))施氮处理,测定甜菜不同生育时期干物质量分配、根冠比、氮积累与分配、氮效率和产质量指标。【结果】(1)甜菜生育期氮素吸收利用特征呈单峰曲线变化趋势,在8月9日达到高峰;(2)8月份块根及糖分增长期,N_(0)和N_(75)处理下,丰产和高糖型品种地上部干物质分配较标准型品种增加4.57%~36.77%,标准型品种根冠比变化幅度低于高糖和丰产型品种;(3)N_(75)处理下,高糖型品种收获期氮肥利用率最高,较标准型品种‘SX1511’和‘IM1162’分别增加58.44%和71.26%;N_(225)处理下,氮肥利用率和产量是丰产型品种最高,其产量较标准型品种‘IM1162’和‘SX1511’分别增加10.31%和14.06%。【结论】块根及糖分增长期是氮素调控产质量的关键时期,在该时期进行氮素调控,在发挥品种氮素吸收利用最大效率的同时可实现丰产或高含糖的目标。

基于多光谱技术的甜菜块根糖分增长期施氮决策模型

为快速准确地获取甜菜的生长状况,在东北寒区对糖用甜菜精准施肥,达到高质高产的目地。2022年在黑龙江省哈尔滨市黑龙江大学呼兰校区试验基地,以糖用甜菜‘KWS7748’为参试材料,获取甜菜块根糖分增长期不同施氮水平下的多光谱影像和田间实测数据,选出能反映甜菜此时期冠层生理生化的最优植被指数构建甜菜施氮决策模型。结果表明,甜菜的产量随着施氮水平的增加呈现先增加后减少的趋势,而含糖率随施氮水平的增加而显著下降;将各植被指数与甜菜SPAD进行回归分析,优选最优植被指数为LCI,不同施氮水平下LCI变化与根产量高度相关,与含糖率呈负相关关系;根据小区的最佳施氮量,生成试验区甜菜氮肥变量施肥图,与实际情况具有一致性。无人机遥感技术对甜菜氮素营养诊断,指导精准施用氮肥,实现高质高产具有重要的理论意义。

甜菜酪氨酸代谢途径关键酶的生物信息学研究

为了了解甜菜中酪氨酸代谢途径关键酶的特性和进化关系,以甜菜、菠菜、大豆等植物为试验材料,利用NCBI数据库收集了酪氨酸代谢途径5种关键酶(PPO、TAT、TYDC、HPPD、HPPR)的序列信息。使用ExPASy-ProtParam软件和MEGA-7软件分析了关键酶的理化性质,同时将它们序列间的相似性及演化距离进行对比,并且构建系统发育树。理化性质分析结果显示,甜菜酪氨酸代谢途径中5种关键酶均为不稳定的亲水性蛋白质,甜菜PPO的氨基酸数量最高;系统发育树分析结果显示,甜菜与菠菜的PPO和HPPD相似性高;甜菜分别与大豆的TAT、马铃薯的TYDC、大麦的HPPR相似性高。该研究为参考其他作物探索甜菜酪氨酸代谢途径关键酶功能研究提供参考,为进一步研究甜菜基因组学奠定基础。

交联处理对甜菜果胶结构及流变性质的影响

采用漆酶制备不同交联时间的甜菜果胶(SBP),对其结构与流变性质进行研究。结果表明:随着交联时间的延长,SBP的摩尔质量呈先增加后减小的趋势。扫描电子显微镜(SEM)观察发现SBP块状结构在交联处理后变得逐渐蓬松,表面出现明显的细纹和蜂窝状结构。热重分析结果表明:SBP经交联处理后热稳定性增强,质量残留率从32.37%增到42.20%。X-射线衍射分析(XRD)表明:交联处理后SBP晶体结构未发生显著变化。流变学结果表明:SBP溶液属于假塑性流体,蔗糖质量浓度对SBP黏度随着剪切速率的变化影响显著。此外,在整个剪切速率范围,温度越高SBP的黏度越低。随着交联时间的延长,SBP的表观活化能Ea从1.659×10~4J/mol降到1.097×10~4J/mol,表明交联SBP的黏度受温度的影响减弱。研究结果为SBP的进一步开发利用提供一定的理论参考。

甜菜镉胁迫应答基因ZAT10的克隆与功能预测

【目的】为了预测甜菜锌指蛋白BvZAT10(LOC 104901462)的结构特点和功能。【方法】以甜菜‘780016B/12优’为试验材料,对BvZAT10基因进行了克隆及生物信息学分析,并利用甜菜响应镉胁迫的转录表达谱数据探究了该基因在镉胁迫下的应答特性。【结果】BvZAT10编码区全长729 bp,编码242个氨基酸,是一种碱性不稳定亲水性蛋白,具有2个C2H2型锌指结构域。该基因编码蛋白共有36处磷酸化修饰位点,蛋白结构以无规则卷曲为主,系统发育分析发现BvZAT10与菠菜和藜麦的ZAT10亲缘关系最近。BvZAT10启动子序列包含植物激素响应、光响应及抗逆相关的多种作用元件。在1、3、5 mmol/L CdCl_(2)处理下,BvZAT10及其预测调控的大部分靶基因,如金属耐受蛋白11(BVRB_2g037080)和ABCG家族成员22(BVRB_5g109050)等,均受到了镉胁迫的正向调控。【结论】推测BvZAT10可能直接或间接地在甜菜应答镉胁迫中发挥重要作用,可将其作为潜在优势抗逆基因深入开展后续研究。

播期与施氮量互作对甜菜光合特性及氮素利用效率的影响

为探明播期与施氮量互作对甜菜光合特性、氮素利用效率及产量的影响,设3个播期:4月14日(早播)、4月21日(适播)和4月28日(晚播),4个施氮量:纯氮0 kg·hm^(-2)、120 kg·hm^(-2)、150 kg·hm^(-2)及180 kg·hm^(-2)。结果表明,播期和施氮量对甜菜光合特性影响的互作效应显著,同一施氮量下,不同播期之间光合作用指标及氮素利用效率差异显著,早播较适播与晚播更有利于提高甜菜叶绿体色素含量、净光合速率、RuBP羧化酶活性、光系统Ⅱ最大光能转换效率、实际光化学量子产量、光化学淬灭系数、光保护能力、氮素利用效率,降低胞间CO_(2)浓度。同一播期中,随施氮量的提高,相关指标及产质量变化不同,早播条件下,随着施氮量的提高,甜菜光合特性、产量、产糖量、氮素利用效率也随之提高,施氮量为180 kg·hm^(-2)时,产量和产糖量分别为67055.33 kg·hm^(-2)和11780.83 kg·hm^(-2),氮肥利用率、氮肥农学利用率分别为43.88%和80.45%,显著高于其他处理(P<0.05);适播和晚播条件下,施氮量分别超过150 kg·hm^(-2)和120 kg·hm^(-2)时,不利于提高甜菜光合特性、氮素利用效率。综上,播期与施氮量互作通过改善甜菜光合特性及提高氮素利用效率来影响产量,不同播期适宜的施氮量不同,在本试验条件下,早播且施氮量为180kg·hm^(-2)更利于提高甜菜光合特性及氮素利用效率,可获得更高的产质量,若播期后移,则可适当减少施氮量,以达到减氮增产的效果。

4TQ-2A型甜菜切顶机的设计与试验

针对现有分段式甜菜切顶机切顶效率低、效果差等问题,设计了4TQ-2A型甜菜切顶机,采用两回转轴对向旋转方式清理缨叶,并通过单因素试验确定了橡胶条型号和最佳工作转速。同时,通过对切顶装置结构及其在工作过程中运动特性分析,确定了切顶装置的关键尺寸和最佳切割角度。田间试验表明:4TQ-2A型甜菜切顶机设计合理,当前进速度为1m/s、清缨装置转速为800r/min、切顶装置切割角为30°时,经过5次重复试验得到切顶合格率平均值为95.56%,甜菜损伤率平均值为2.6%,有效解决了甜菜缨叶清理不净、切刀易堵塞等问题,降低了作业过程中甜菜的损伤率,提高了切顶质量及合格率,满足甜菜机械化切顶作业要求。研究可为甜菜机械化收获装备的进一步研究奠定基础。

改善土壤理化性质和作物出苗率的最佳生物质炭施用量

确定改善土壤理化性质和作物出苗率的最佳生物质炭施用量,可为田间管理提供依据。以新疆盐碱土为研究对象,在生物质炭施用量分别为0、10、50及100t·hm^(-2)条件下,开展了膜下滴灌田间小区试验,对比了生物质炭施用量对土壤容重、温度、有机碳等理化性质和作物出苗率的影响,并进一步分析了作物出苗率与土壤理化性质的关系。结果表明,生物质炭施用量增加显著降低了0~30 cm土层的容重,棉花和甜菜的土壤容重分别降低0~0.32和0.04~0.25 g·cm^(-3)。与不施用处理比较,100 t·hm^(-2)的生物质炭施用量显著增加了棉花和甜菜不同生育期的5 cm深度地温,但10和50 t·hm^(-2)的施用量只显著增加了棉花蕾期和铃期的5 cm深度地温。施用生物质炭增加了棉花和甜菜的土壤有机碳含量,不区分年份和生育期增幅相应为0.98~13.2和0.66~12.1g·kg^(-1);苗期和收获期(不区分年份和作物)增幅分别为1.20~7.43和0.66~13.2 g·kg^(-1),苗期各施用量下有机碳均显著增加,收获期部分施用量下有机碳显著增加。出苗率大致随容重增加而增加,随土壤温度增加先增加后减小,最适宜作物出苗的温度为22~26℃;出苗率随土壤有机碳增加先增加后减小,但高生物质炭施用量导致的土壤有机碳增加过高抑制了作物出苗。当生物质炭施用量为10t·hm^(-2)时,棉花和甜菜的出苗率大于0.7,高于其他3种生物质炭处理,因此推荐10 t·hm^(-2)作为最优生物质炭施用量。

甜菜小G蛋白BvRab基因家族的全基因组鉴定及生物信息学分析

【目的】在全基因组范围内鉴定甜菜小G蛋白BvRab基因家族成员,为研究甜菜小G蛋白BvRab基因家族功能奠定基础。【方法】本研究利用生物信息学手段对甜菜小G蛋白BvRab基因家族成员进行筛选鉴定并进行理化性质、基因结构、蛋白保守基序、系统进化、染色体定位及共线性、启动子顺式作用元件和蛋白质互作预测分析。【结果】共鉴定到58个甜菜小G蛋白BvRab基因家族成员。同一类型中的不同基因具有较为一致的外显子和内含子结构,家族成员共有5个蛋白保守基序;甜菜小G蛋白BvRab基因家族包含8个亚家族;家族成员不均匀地分布在甜菜的9条染色体上;BvRab基因家族成员与番茄、拟南芥中的小G蛋白Rab基因家族亲缘关系较近,与水稻中的小G蛋白Rab基因家族亲缘关系较远;BvRab基因家族成员启动子中含有多个激素应答元件和逆境应答元件;BvRab蛋白与参与植物生长发育及逆境应答相关的多种转录因子相互作用。【结论】本研究鉴定出58个BvRab基因家族成员,该基因家族成员可能在植物生长发育及逆境应答方面发挥重要作用。

纳米硒对甜菜叶片转录组的影响

为揭示喷施外源硒对甜菜响应的分子机制,采用糖甜菜品系HD802种子作为供试材料进行水培试验,纳米硒浓度分别设置为0(喷施清水,对照),20,50,80,100,150,200 mg/L,待真叶长至8片叶时均匀地喷施纳米硒溶液,24 h后取样进行超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性和丙二醛(MDA)含量测定。经数据分析,选取50,150 mg/L的纳米硒处理叶片送检,进行转录组测定,分析差异表达基因和显著富集通路。结果表明,纳米硒50 mg/L处理对甜菜叶片生长具有促进作用,而150 mg/L处理对甜菜叶片具有破坏效果。鉴定出9 161个DEGs,其中,上调表达3 717个、下调表达5 444个;GO功能富集主要富集在信号转导、细胞通讯、膜的组成部分、膜的固有成分、初级代谢过程、有机物代谢过程和生物过程等;KEGG代谢途径主要包括植物病原互作、植物激素信号转导等途径;转录因子分析共涉及AP2、zf-Dof、HLH、WRKY、HSF_DNA-bind、NAM、zf-BED、Homeobox等11个家族。研究找到了硒处理对甜菜幼苗生长发育有促进作用的适宜浓度,初步筛选出甜菜外源硒响应的相关基因。

红甜菜根中萜类代谢物的比较代谢组学分析

为了比较不同红甜菜品种间萜类代谢物差异,进一步创制红甜菜新种质,本研究采用UPLC-MS/MS检测平台和Metware自建数据库MWDB(Metware database)对俄罗斯(红甜菜)、一品红(红甜菜)进行广泛靶向代谢组学分析,结合聚类和多元统计等多种统计分析方法筛选差异代谢物,研究结果表明:在两组红甜菜块根样品中共检测出48种萜类物质,分为倍半萜、单萜、二萜、三萜、三萜皂苷和其他萜类共六大类,其中倍半萜13种,单萜7种,二萜13种,三萜7种,三萜皂苷7种,以及布卢门醇C。在两组样品中筛选出的差异代谢物8种,其中下调物质5种,分别为桃叶珊瑚苷、苜蓿酸-3-O-葡萄糖醛酸苷-28-O-鼠李糖基(1,2)-阿拉伯糖苷、6’-O-芥子酰京尼平苷、筋骨草苷和原莪术醇;上调的物分别为Cis-guai-10-en-4α,11-diol、6’-O-葡萄糖桃叶珊瑚苷和6,9-二羟基-7-巨豆烯-3-酮。不同品种红甜菜中存在显著差异的萜类代谢物,可作为特征代谢物做进一步分析。