垄作和覆膜下盐碱地水盐运移和大豆产量的变化

选择河北省黄骅市中度盐碱土区布置夏播大豆[Glycine max(L.)Merr.]田间试验,共设平播(对照)、平播覆膜、垄作及垄作覆膜4个处理,研究垄作和覆膜对土壤水盐运移和大豆产量的影响。结果表明,与传统平播方式相比,平播覆膜处理对土壤水盐运移和大豆产量的影响不显著;垄作处理能显著改变土壤水盐分布,特别是大豆生长中后期降雨量开始减少后,垄作定植沟会产生叠加集雨效果,显著提高大豆生长中期0~20 cm和20~40 cm土壤含水量,减缓作物生长后期向表层返盐进程,有效降低土壤表层盐分含量,对保障大豆植株生长和产量均有一定的促进效果,可增产27.2%;垄作覆膜处理效果与垄作处理类似,覆膜措施影响不显著。垄作技术可以作为滨海盐碱地夏播大豆种植的农耕措施。

钙在作物生长发育中的功能及应用

钙是作物必需的中量元素之一,广泛存在于根、茎、叶、花、果实、种子中,对作物的生长发育具有重要意义。钙属于再利用难的元素,其吸收、转运受制于蒸腾作用,因此农作物常发生生理性缺钙,从而导致抗逆性减弱,产量和品质降低。作物体内的钙具有双重功能,既参与细胞壁与细胞膜的构成,还可作为细胞内第二信使参与多种环境刺激和内部生长发育信号的响应。细胞中钙的吸收和转运对于维持细胞内钙离子稳态和钙信号精准传导至关重要。近年来,钙在作物生长与发育中的功能和在作物生产中的应用得到了广泛研究。本文阐述了作物体内钙元素的分布、吸收转运和需求状况,介绍了作物缺钙症状和原因,并综述了钙的营养结构功能和第二信使功能及钙信号产生、传导和解码机制,总结了钙在作物生长发育中的作用,包括对产量、品质和抗逆性等方面的影响,同时对其未来研究方向提出了展望。

不同降水年型与不同茬口对小麦植株氮素吸收转运与利用的影响

为明确不同降水年型与小麦植株氮素吸收转运的关系,探索不同茬口的高效生产技术路径,本试验连续2年在河南驻马店农业科学院试验示范基地,研究不同降水年型和不同茬口对小麦植株氮素吸收利用、转运特性以及氮效率的影响。结果表明,丰水年较歉水年有利于大豆茬小麦植株氮素的吸收,提高小麦植株氮素的积累,促进花后积累的氮素向籽粒中运转;大豆茬和花生茬较玉米茬均可提高小麦植株含氮率,有利于小麦植株氮素积累,促进叶片和茎秆+茎鞘中的氮素向籽粒转移,提高小麦植株花前氮运转量和氮素转移率,最终增加小麦籽粒的氮效率和籽粒产量;丰水年较歉水年可明显提高不同茬口小麦植株的氮素吸收效率及氮素生产效率。不同降水年型下,大豆茬和花生茬均可促进小麦植株氮素吸收,有利于花后氮素积累向籽粒的运转,从而提高籽粒产量,最终提高小麦植株氮素利用效率,在歉水年条件下以大豆茬效果较好,丰水年条件下以花生茬效果较好。

园艺作物果实苹果酸代谢与转运及其调控研究进展

番茄、苹果、梨、枣等园艺作物是典型的苹果酸型果实,其果实酸度主要取决于液泡中苹果酸的积累量。苹果酸不仅决定果实的风味品质,还可作为呼吸底物为植物体提供必需的物质和能量,在调节植物细胞渗透势、酸碱平衡、抗逆性等方面起着重要作用。苹果酸代谢途径比较复杂,涉及众多结构催化酶的参与,而苹果酸主要贮存于液泡中,从细胞质向液泡的跨膜运输和储存是复杂的生物学过程,需要多种转运蛋白、质子泵的参与。总结了苹果酸型果实酸度性状遗传研究、转运蛋白及质子泵在苹果酸跨膜转运中的作用,并将转录因子对苹果酸的代谢调控进行了概述,以深入理解苹果酸代谢调控网络,为园艺作物品质育种提供理论基础。

我国生物质能源现代化应用前景展望(一)——生物质资源和供给

生物质能除了可以在改善世界一次能源结构、降低化石能源需求量方面做出重要贡献以外，还可在减少温室气体排放、保障能源供应安全、改善贸易平衡、促进农村发展和改进城市废弃物处理方式等方面发挥作用。目前全球每年一次能源消费总量为500EJ，生物质资源的年用量约占一次能源消费总量的10％左右，主要被用于传统的民用燃料和生产第一代生物燃料。第二代生物燃料技术预计将于2020年前后在一些国家实现工业化生产。IEA预测，2050年世界一次能源需求量为670EJ，生物质资源将占一次能源需求总量的20％左右。各方学者预测的2050年全球生物质资源量最低值基本在200～400EJ之间，最高值在400～1500EJ之间。中国的生物燃料产业尚处于起步阶段．不过应该说取得了良好的开端。我国生物质资源相对较少，且分布不均，发展生物质能产品需要依靠能源作物。只有通过合理开发、有效利用，才能在不与粮食和食用油争夺土地的前提下，在一定程度上提供生物运输燃料和生物质发电供热所需的原料，生物质能一农产品和／或生物质能一林产品联合生产系统应成为主要发展方向。美国生物燃料产业的发展模式对我国具有一定的借鉴意义。生物质最有效的利用方式是生产运输燃料，从长远来看．生物燃料可以与石油燃料竞争，尤其是喷气燃料和汽油更具替代优势，但受到生物质资源供应量的制约。

中国主要粮食作物产后损失特征及减损潜力研究

为减少作物产后损失,增加粮食供应数量。该文基于物质流分析方法以及农产品流动特征,建立了一套量化作物产后损失的计算方法,在已有数据基础上,重点分析了2010年中国三大粮食作物(水稻、小麦和玉米)产后(包括收获、运输、干燥和储藏)损失特征及其减损潜力。结果显示,中国作物产后损失率较高,水稻、小麦和玉米产后综合损失率分别为6.9%、7.8%和9.0%,三者平均损失率7.9%,高于发达国家作物产后损失水平。粮食产后损失中,储藏环节损失比重最高,损失比例达到40.3%,其次是收获环节,为31.4%,运输和干燥环节损失较小,分别为11.1%和17.2%。农户储藏和收获是作物产后减损的重点环节。情景分析结果显示,通过改进产后不同环节技术条件,可以有效减少作物产后损失,情景5(粮食产后环节技术条件达到最优)三大粮食作物产后损失率均可以降低到4.0%以下。由此可见,中国粮食作物产后减损存在较大潜力,减损重点应落在农户储粮环节以及作物收获环节。作物产后减损需要国家农业科技政策作保障,通过提升农户科学储粮意识以及提高作物机械收获水平和改进作物收获质量等综合措施,最终实现中国粮食作物产后损失的降低。研究结果为中国粮食产后减损政策和措施的制定及实施提供借鉴。

公路交通对周边土壤及农作物铅富集的影响研究

为研究公路交通对农业土壤重金属累积的影响，选取宁波典型公路区域的农田及其农作物为研究对象，采用电感耦合等离子发射光谱（ICP-AES）方法测定了农田土壤和农作物中铅的质量分数.结果表明：土壤中铅的质量分数在（8.0-40.2）×10-6之间，土壤重金属铅沿垂直道路延伸方向逐步降低；茶叶和四季豆铅累积的质量分数量分别为（0.07-0.46）×10-6和（0.09-0.26）×10-6之间，且距离公路越近，其质量分数越高.

我国秸秆收储运系统的运营模式、存在问题及发展对策

我国具有丰富的农作物秸秆资源。由于秸秆分布分散、收获季节性强,秸秆收集、储存和运输成为大规模利用的主要瓶颈。因此,如何建立合理、高效的秸秆收储运体系是秸秆生物质能产业发展必须首先解决的关键问题。通过对目前我国秸秆收储运系统的运营模式、秸秆收储运成本费用、存在问题等进行调查研究,从服务体系建设、政策和制度扶持、资金和研发投入、宣传和教育等方面提出秸秆收储运体系发展的相关建议,从而为政府制定秸秆生物质能相关政策奠定基础。

作物生长条件下农田水盐运移模型

将农田水、盐运移与作物动态生长这一大系统分解、组合，分别建立了饱和—非饱和土壤水分运动、土壤盐分运动及农作物生长３个子模型，分析了３个子模型之间的动态耦合关系，并给出了相应的求解方法，结合实例进行分析，结果表明，实测资料与计算结果吻合较好，为节水灌溉和防治盐渍化提供了新的决策途径。

SWEET转运蛋白在作物中的功能研究及前景展望

WEET是近年来新发现的一类糖转运蛋白,在植物中参与光合产物的运输和分配,从而调控植物响应逆境胁迫、抵抗病原菌侵染以及种子形成和发育等生理过程。本研究综述了作物中SWEET基因家族功能的最新进展,初步归纳了水稻、玉米、大豆和高粱等作物的SWEET蛋白在糖分转运和分配过程中的功能,有助于解析SWEET蛋白家族提高作物产量的机理。

土壤-作物根际系统中离子的迁移

本文通过田间对比和温室根际试验，研究不同条件厂土壤-作物根际系统中离子的迁移规律。结果表明，田间条件下，休闲地（裸露土壤）的盐分主要集中于表层，而耕作土壤的盐分集中于作物根层。在矿化土灌溉过程中，CI-、SO、Na+、Ca(2+)，Mg(2+)在小麦根际富集，K+则亏缺。随着小麦生长，根际与非根际土壤溶液中离子浓度的差异越来越大。离子在作物根际的富集和亏缺与作物对离子的吸收量和速度有关。在淋洗过程中，土壤溶液中离子含量随淋洗水量的增加而降低。根际土壤溶液中离子浓度的降低率明显小于非根际。但二者的Cl-淋出量都大于SO。

土壤水氮动态及作物生长耦合EPIC-Nitrogen2D模型

为计算农业区不同作物生长条件下土壤水氮迁移转化过程,该文基于Erosion/Productivity Impact Calculator（EPIC）作物模型建立了作物根系生长子模块,将其进行有限元数值离散,与土壤氮素迁移转化模型Nitrogen2D耦合,使模型能计算作物生长条件下土壤水氮迁移转化过程。该作物生长模块可计算多种胁迫下作物根系对土壤水分和氮素的动态吸收速率,及作物收获时的生物量和吸氮量。采用武汉大学灌溉排水试验场冬小麦生长条件下土壤水氮试验数据对模型进行了率定,并用于土壤水氮分布和作物生物量预测,土壤含水率、氮素的模拟值与实测值的一致性系数分别为0.86-0.97、0.52-0.98,Nash效率系数为0.59-0.90（含水率）、0.44-0.93（土壤氮素）,说明模拟结果与实测值吻合度较高。同时,分别采用该文的作物生长模块和简单根系吸收模块计算根系吸氮过程,结果显示,简单根系吸收模型会显著高估作物吸氮量,而作物生长模型则由于考虑了根系生长和各环境因子的胁迫作用,计算结果更符合作物实际吸氮过程,计算的根系吸氮量相对均方根误差为3.4%-46%。

超高产水稻的干物质生产特性研究

以我国近年育成的超高产水稻品种为材料 ,在福建龙海和云南涛源研究分析了超高产水稻品种的高产生理特性。结果表明超高产水稻品种积累了高额的生物量。稻谷产量随干物质积累总量的增加而提高 ,产量主要取决于生物产量的高低 ,而收获指数对稻谷产量的贡献较小。超高产水稻干物质生产优势在中期和后期 ,产量随中期和后期干物质净积累量的增加而提高。中期和后期的群体生长率 (CGR)与产量呈高度正相关 ,而前期 CGR与产量的关系不密切。茎叶干物质输出量构成籽粒产量平均为 2 4% (福建龙海 )和 33% (云南涛源 ) ,茎叶干物质输出量和抽穗后干物质积累量均与稻谷产量呈极显著正相关。在同一地点 ,对干物质积累的作用 。

滴灌条件下干旱区农田水盐运移及调控研究进展与展望

以滴灌为代表的节水灌溉技术在我国干旱区大面积推广应用,提高了水肥利用效率,也改变了农田水盐运移模式。一方面,地下水位下降,土壤水与地下水之间的联系减弱,减少了潜水蒸发带来的盐分,使得土壤盐碱化减轻;另一方面,由于缺乏洗盐水量,导致积累在土壤表层的盐分不能及时淋洗入深层,表层土壤盐碱化加重。本文通过回顾滴灌技术在干旱区的应用和研究,系统分析了滴灌条件下干旱区农田土壤水盐运移特点和盐分累积规律,概括了不同作物的水盐响应特征,总结了不同滴灌条件下的土壤水盐数值模型,归纳了目前常用的土壤水盐调控方法。在此基础上提出了需要进一步研究的问题和方向,包括:进一步揭示滴灌条件下土壤水盐运移及累积特征,科学制定农田水盐调控方案;进一步揭示作物水盐耦合响应动力学机制,科学确定调控阈值;发展具有我国自主知识产权的水盐运移和作物生长耦合模拟软件;构建基于生态格局的农田排水和区域盐分处置模式。

土壤水氮迁移转化与作物生长耦合模拟

定量描述农田土壤-作物系统中水氮迁移转化规律,对水氮资源高效利用和水土环境保护具有重要的意义。以土壤水、热和溶质迁移转化动力过程为基础,综合考虑气象因素变化和土壤水氮动态变化及其对作物生长的影响,构建了土壤水、热、氮迁移转化与作物生长耦合模拟模型。并应用该模型对2007-2008年冬小麦生育期内的土壤水分、氮素转化运移以及冬小麦产量、生物量、腾发量(ET)进行模拟,模拟结果与实测数据均吻合良好。可应用该模型模拟不同作物种类、不同灌水施肥条件下土壤水分与氮素动态变化过程和作物生长状况,进而获得农田水肥优化管理模式。

主要农作物钾吸收转运基因及其进化关系分析

【目的】发掘主要农作物的钾吸收转运相关基因,并分析其进化关系。【方法】利用比较基因组学研究手段,在GenBank、EMBL、DDBJ和PDB数据库中进行搜索,并对其同源性进行分析。【结果】在小麦、大麦、玉米、烟草等作物中,发现了具有编码序列(cds)全长的44个与K+吸收转运相关的基因。其中,在大麦、玉米、葡萄、蚕豆及烟草中发现的属于HAK/KUP/KT家族的基因8个;在大麦、小麦、玉米、马铃薯、番茄及烟草等作物中,发现属于AKT家族的基因27个;在大麦与小麦中发现属于HKT家族的基因4个;在大麦、烟草与马铃薯中发现属于KCO家族的基因4个;只有1个属于KEA家族的基因,是在玉米中发现的。在本研究中,首次确定玉米基因组计划中克隆得到的ZM_BFb0024K15、ZM_BFc0028P03属于HAK/KUP/KT家族,而ZM_BFb0207I17则属于KEA家族。对这44个K+基因所分别进行的同源性分析结果表明,它们与代表检索基因的同源性较高,序列相似性最低为33%,最高为84%。【结论】在农作物中,存在众多的钾吸收转运相关基因。其中,大部分基因与拟南芥的相关基因有相对较高的同源性。

我国农作物秸秆收储运体系现状·问题及对策

在梳理我国农作物秸秆收储运现状和技术模式的基础上,剖析了秸秆收储运体系在专业队伍、机械设备、收储运技术等方面存在的问题,从政策保障、机械设备研发投入及标准化建设方面提出了相关的对策和建议,为完善农作物秸秆收储运体系出谋划策。

作物养分运输的示踪动力学

从光合作用产物运输与分配、土壤养分供给两个方面 ,回顾了作者已经开展的工作。阐述了示踪动力学原理与方法在作物养分运输与分配规律研究中的应用 ,及用于活体测定的多探头测量仪。最后对新时期作物养分运输研究提出展望 ,并希望多学科的参与。

压缩式农作物秸秆收集运输车的研发

我国农业生产已实现了连续8年增产,广大农村的生产和生活方式出现了重大的调整变化,关于农作物秸秆这一巨大的可再生资源,正在寻找其新的、合理的利用途径。但农作物秸秆的收集已成为各种新型规模化农作物秸秆利用方式的瓶颈。基于从我国国情出发的农作物秸秆快速收集的新思路,设计了一种单独动力、大容量的压缩式农作物秸秆收集运输车。

绿洲农田作物的显热和潜热输送

本文根据波文比一能量平衡法，利用观测资料计算了荒漠一绿洲交界处绿洲农田作物（棉花、水稻）的显热和潜热，并进行了分析和比较．