芝麻不同抗旱基因型对花期干旱胁迫的生理响应机理

【目的】研究干旱胁迫对不同抗旱性芝麻品种叶片和根系生理生化特性的影响,分析不同基因型芝麻对花期干旱胁迫的生理响应差异,为芝麻抗旱性研究和改良提供理论参考。【方法】采用盆栽法,以抗旱品种金黄麻和干旱敏感品种竹山白为试验材料,在花期进行轻度(T1)、中度(T2)和重度(T3)干旱胁迫处理,以正常浇水为对照(CK),分别测定植株叶片和根系的丙二醛(MDA)、过氧化氢(H_2O_2)、脯氨酸(Pro)、可溶性糖(SS)、可溶性蛋白(SP)、游离氨基酸(AA)、还原型谷胱甘肽(GSH)、还原型抗坏血酸(AsA)等含量,超氧化歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性,分析干旱胁迫下2个基因型间生理响应机理的差异。【结果】干旱胁迫后,芝麻叶片中MDA、H_2O_2、Pro、SS、SP、GSH含量和SOD、POD、PAL酶活性以及根系中MDA、SS、SP、AA、GSH、AsA含量和CAT、PAL活性随着胁迫程度的不断加剧呈不断上升趋势,叶片中的AA、AsA含量和CAT活性以及根系中H_2O_2、Pro含量和SOD、POD活性随着胁迫程度的加剧呈先升后降趋势。相关分析结果显示,叶片中各项指标测定值与根系中指标值均呈正相关,品种抗旱性与膜脂过氧化伤害物质(MDA和H_2O_2)含量呈负相关,与部分渗透调节物质、防御系统物质含量和保护酶活性呈正相关。【结论】在花期干旱胁迫下,对2个不同基因型芝麻测定的12个生理生化指标均出现不同程度上升,响应差异较大,叶片大于根系。抗旱品种较干旱敏感品种表现为细胞膜脂过氧化伤害较轻,渗透调节物质积累量较多,保护酶(SOD和CAT)活性较强,抗氧化物质(GSH和AsA)含量较高。芝麻抗旱性生理机理表现为多方面的综合防御。

芝麻种子萌发动态及其代谢生理变化研究

为明确芝麻种子萌发过程的代谢生理变化,丰富芝麻种子生物学内容,在25℃暗培养条件下,以2个芝麻品种为材料,研究了种子萌发0~72 h过程中的形态变化、水分吸收以及可溶性糖、可溶性蛋白、氨基酸、粗脂肪、游离脂肪酸和脂肪酶活性等代谢生理指标的变化。结果表明,芝麻种子在浸水后6 h吸胀,12 h萌动,24 h胚根开始快速伸长,48 h胚芽开始快速生长,72 h完成发芽。吸水率呈现不断上升的趋势,其中在0~6 h和24~60 h 2个时间段表现为急速上升;吸水速率呈现先降后升再降的变化过程,其中在0~3 h时下降最快,在胚芽开始生长(吸水后48 h)后再次出现较大幅度上升。随着萌发进程的推进,可溶性糖含量和可溶性蛋白含量均表现为先降后升趋势,氨基酸含量不断下降,粗脂肪含量在24 h后有所下降,游离脂肪酸含量呈现先降后升再降的变化趋势,脂肪酶活性不断增强,棕榈酸、硬脂酸、油酸和亚油酸等主要脂肪酸组成变化非常小。因此,芝麻种子萌发过程中,最先启动糖代谢,随后启动蛋白质和脂肪的代谢。研究结果为芝麻种子萌发机理进一步研究提供参考。

江西木薯粮饲化发展的优势条件及其对策

阐述了木薯粮饲化发展对于我国粮饲安全的重要性,从气候条件、土地资源、种植习惯、饮食文化、研究基础、粮食安全和畜牧规模等方面分析了江西木薯粮饲化发展的优势条件,提出了促进其发展的对策,并对今后发展情况进行了展望。

除草剂乙草胺胁迫下油菜品种的耐药生理研究

研究甘蓝型油菜在乙草胺胁迫下的耐药生理对非转基因耐乙草胺的油菜新种质选育有重要意义。本研究以纸床法测定乙草胺耐药品种‘Norin 41’和敏感品种‘Dong Hae 1’生长7 d的幼苗进行生物性状、还原型谷胱甘肽代谢、抗氧化分析以及品种表型性状之间的相关性分析和主成分分析。结果表明,耐药品种生长、根抗倒伏性、乙草胺解毒能力和抗氧化能力均强于敏感品种,耐药品种的氧化损伤低于敏感品种。直立苗率、根-茎比、鲜重、超氧化物歧化酶活性、谷胱甘肽S-转移酶活性和丙二醛含量是反映品种耐药性的主要因素。这些研究结果为耐乙草胺种质选育提供了有益参考。

江西省农田地膜残留状况研究——基于典型地块样方调查数据

在江西省22个县(市、区)设置66个监测点,对主要农作物种植制度下农田地膜的残留情况进行了调查研究。结果显示:江西省绝大多数监测点的农田地膜残留量<15 kg/hm^(2),且随着覆膜年限的增长,农田地膜残留量呈现逐渐增长的趋势;江西省蔬菜、瓜果、水果、烟叶、油料以及菇类监测点的平均农膜残留量分别为15.47、10.47、11.70、13.02、13.02、5.58 kg/hm^(2),但在不同作物类型田间农膜残留量没有显著差异;在六大作物类型中,烟叶和蔬菜田间地膜的年残留率居前2位,分别达3.57%和3.37%;65.2%监测点的地膜年残留量在1.5 kg/(hm^(2)·a)以下,50.0%监测点的地膜年残留率低于1.0%。总之,江西省农田地膜残留污染程度总体可控,覆膜年限、种植制度、农户回收农膜的积极性均对农膜的残留量有影响。

甘蓝型油菜耐密性综合评价及其鉴定指标筛选

以从江西省油菜主产区收集到的109个甘蓝型油菜品种(系)为材料,分析了不同密度条件下根茎粗、株高、角果层厚度、分枝数、主花序长、主花序角果数、结角密度、单株角果数、角果粒数、千粒重、角粒重、单位角果皮面积、单株生物量、经济系数、产量等性状的基因型差异,以各性状的耐密系数作为衡量耐密性的指标,利用主成分分析、隶属函数、聚类分析和逐步回归分析法,对不同基因型油菜进行了耐密性综合评价。结果表明,不同基因型油菜品种(系)各性状对密度的反应不同,基因型间差异显著。利用主成分分析法将15个单项指标综合成7个相互独立的综合指标,可代表油菜耐密性86.62%的原始数据信息量。通过隶属函数法得到了各品种的耐密性综合评价值(D),并对D值进行聚类分析,将109个油菜品种划分为4种耐密类型。通过建立耐密性评价的数学模型进行了耐密性预测,筛选出角果层厚度、主花序角果数、角果粒数、单位角果皮面积、经济系数、产量等6个对耐密性有显著影响的指标,可作为油菜耐密性的鉴定指标。

摘叶对不同株型木薯品种源、库器官特征的影响

为明确摘叶对不同株型木薯品种源、库器官特征的影响,以紧凑型品种‘华南205’‘、桂热4号’和伞型品种‘华南12号’、‘华南15号’为试验材料,设计4个摘叶处理和不摘叶处理,研究木薯植株形态、干物质生产、氮素积累量和叶片营养物质的差异。结果表明,随着源叶数的减少,单株块根产量、成熟期植株的干物质量和氮素积累量随之降低。植株保留的源叶数越少,摘叶比越大,库/源比越小,株高变矮,茎秆和薯粗变细,薯长变短。随着源叶数的增多,叶片可溶性总糖含量随之呈增加的趋势,叶片蔗糖和总淀粉含量随之呈先增后降的趋势。随着摘叶时间的递进,叶片可溶性总糖和总淀粉含量随之增加,而蔗糖含量随之下降。紧凑型品种叶片可溶性总糖、蔗糖和总淀粉含量均高于伞型品种。研究发现,木薯植株保留的源叶数过少,摘叶比大,植株干物质量和氮素积累量降低,植株和块根的生长受限,块根产量下降。研究以期为高纬度区域木薯高产栽培提供理论支撑。

调酸培肥技术对井冈蜜柚果园土壤及果实产量和品质的影响

井冈蜜柚是江西省果业三大品牌之一,生产中不合理的肥料施用导致的土壤酸化是柚园土壤退化的重要表现之一,也是制约蜜柚果实产量和品质的关键因素。选取江西省吉安市6年树龄金沙柚,在2020-2022年开展田间定位试验,试验设置农民习惯施肥技术和调酸培肥技术(有机肥替代30%化肥+石灰+硅钙钾镁肥+绿肥周年间作)2个处理,研究调酸培肥技术对土壤及果实产量和品质的影响。结果表明,与农民习惯施肥技术相比,采用调酸培肥技术3年,土壤pH平均提高了0.93(P<0.05),土壤有机质含量平均提高了19.17%(P<0.05),土壤碱解氮、有效磷、速效钾、交换性镁、交换性钙含量显著增加,土壤质量指数显著提高了0.25(P<0.05),蜜柚叶片氮、钾、镁和钙含量均随之显著提高。同时,施用调酸培肥技术蜜柚产量显著提高了25.99%(P<0.05),果实维生素C含量和糖酸比分别提高了5.85%和23.60%(P<0.05),可滴定酸含量显著降低。此外,采用调酸培肥技术3年,产值平均增加了3.41万元·hm^(-2),经济效益平均增加了2.28万元·hm^(-2)。综上,调酸培肥技术能够降低红壤区蜜柚果园土壤酸度,提高土壤和叶片养分含量,改善树体营养,提升果实产量和品质,提高果园经济效益,是改善土壤质量、实现井冈蜜柚果园提质增效的有效措施。

不同施氮量对间作体系木薯、花生产量和经济效益的影响

为明确木薯不同施氮量对间作体系木薯、花生产量和经济效益的影响,以木薯品种‘华南8号’、花生品种‘粤油256’为试验材料,在木薯间作花生种植模式下,设置5个木薯施氮水平(0、90、135、180、225 kg/hm^(2)),共5个处理,采用田间随机区组试验,研究不同施氮量对间作体系木薯、花生产量和经济效益的影响。结果表明,在木薯间作花生模式下,随着木薯施氮量的增加,木薯和花生的产量均表现为先增后减的趋势,且均以木薯施氮量135 kg/hm^(2)(N135)产量最高,分别为木薯鲜薯23.86 t/hm^(2)和花生荚果2027.5 kg/hm^(2),较N0分别增加了17.9%和23.9%,所有处理间产量无显著性差异(p>0.05);与N0相比,N135处理下木薯单株生物产量、株高、茎粗、薯数均表现为增加,花生单穴生物产量、百果重、百仁重也均表现为增加趋势;木薯间作花生模式下,木薯增施氮肥,花生饱果期的叶面积指数在3.72~4.64,表现为随施氮量增加而增加,透光率在7.09%~11.73%,其变化趋势与叶面积指数相反,表现为随施氮量增加呈下降趋势;木薯与花生间作的总产值和经济效益均表现为先增后减的趋势,且均以木薯施氮量135 kg/hm^(2)最高,与木薯不施氮肥相比,二者间作总产值和经济效益分别增加了4514.9元/hm^(2)和3634.4元/hm^(2),产投比表现为N135最高,达3.80,较N0增加了0.19,其余处理则表现为下降,处理间无显著性差异(p>0.05)。综上所述,木薯间作花生模式下,木薯增施氮肥可增加木薯、花生的产量和经济效益,同时改善木薯、花生的农艺性状,且在木薯施氮量为135 kg/hm^(2)时,木薯和花生的产量和经济效益均达到最高。

长期施肥对红壤稻田土壤微生物生物量和酶活性的影响

研究长期施肥下红壤双季稻田土壤胞外酶活性(EEAs)变化特征及其主要驱动因子,可为该地区稻田土壤培肥和合理施肥提供理论依据。选择持续了37a的长期定位试验的不施肥(CK)、化肥(NPK)、高倍化肥(HNPK)和化肥有机肥配施(NPKM)4个处理,采用微孔板荧光法测定了土壤胞外酶活性,分析了土壤化学指标和土壤微生物生物量碳(MBC)和微生物生物量氮(MBN),并通过主成分分析和冗余分析探讨土壤胞外酶分布特征及其与土壤养分和微生物生物量碳氮的关系。研究结果显示,长期施肥提高了土壤养分含量和水稻产量;与CK处理相比,NPKM处理土壤MBC和MBN分别提高了60.2%和60.4%,土壤α-葡萄糖苷酶(AG)、β-葡萄糖苷酶(BG)、乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)和酸性磷酸酶(ACP)活性分别提高12.7%、41.1%、36.2%和50.0%,酚氧化酶(POX)活性下降29.7%。红壤稻田土壤EEAs的变化主要由养分因子驱动,其中土壤全氮(TN)和MBC是关键的决定因子,分别解释了酶活性变异的34.3%和20.9%。化肥配施有机肥有利于土壤养分、微生物生物量和土壤胞外酶活性提高,是维持作物高产和提升土壤质量最优的施肥管理措施。

不同株型木薯品种干物质生产和氮素累积及利用特征比较

【目的】理想株型和氮素高效利用是作物育种和引种的重要指标。作物生长发育和形态建成特征与产量形成和氮素积累密切相关。研究不同株型木薯品种的干物质生产与分配、氮素积累与利用、产量形成等方面的差异,以期筛选出高产、氮素高效利用的株型和品种,为木薯高产栽培和氮素高效利用提供理论依据。【方法】试验以紧凑型品种华南205(SC205)、华南8号(SC8)、桂热4号(GR4)、新选048(XX048)和伞型品种华南9号(SC9)、华南12号(SC12)为材料,于块根形成初期(种植后70天)、膨大初期(种植后110天)、膨大中期(种植后175天)和成熟期(种植后240天)取样,分析干物质和氮素吸收积累量。【结果】紧凑型品种的生物产量、鲜薯产量、单株薯重和收获指数较伞型品种分别提高16.42%、36.85%、43.93%和40.00%。随着生育时期的推进,叶片的干物质和氮素分配比例随之下降,块根的干物质和氮素分配比例以及茎秆的氮素分配比例随之提高,而茎秆的干物质分配比例相对稳定。紧凑型品种地上部的干物质和氮素分配比例在块根形成初期高于伞型品种,而在块根膨大期低于伞型品种。紧凑型品种的氮素利用效率、氮肥偏生产力和氮素收获指数较伞型品种分别提高了28.91%、35.67%和36.00%,而100 kg鲜薯需氮量较伞型品种降低了27.27%。通径分析表明,块根生长后期的干物质生产量和氮素积累量对总量的贡献最大,块根生长中期其次,块根生长前期第三,苗期最小。在块根成熟期,紧凑型品种地下部的干物质和氮素分配比例较伞型品种分别提高了10.85和9.13个百分点。相关分析表明,块根生长后期的干物质和氮素积累量、生物产量、单株薯重和收获指数与鲜薯产量呈极显著正相关。【结论】紧凑型品种地上部的干物质和氮素分配比例在块根形成初期高于伞型品种,而在块根膨大期低于伞型品种。紧凑型品种的产量和氮素利用效率较高,而伞型品种的产量和氮素利用效率较低。在生产中,宜选择株型紧凑的木薯品种,以利于木薯高产和氮素高效利用。

不同生育期芝麻根系分泌物对连作障碍的响应及其自毒作用

为探讨芝麻根系分泌物中可能导致连作障碍的化感物质,以江西主栽品种金黄麻为材料,设置正茬与连作处理,研究芝麻现蕾期、盛花期和成熟期根系分泌物的组分变化与差异。结果表明:正茬芝麻根系分泌物对芝麻种子的发芽表现出“低促高抑”现象。正茬和连作芝麻在现蕾期、盛花期和成熟期的根系分泌物中鉴定出18~28种有机物。现蕾和盛花期芝麻根系分泌物均含有酯类、烃类、酸类、酚类、胺类、醇类和酮类物质,以反式-(2,3-二苯基环丙基)-苯亚砜甲酯相对丰度为最高;成熟期比现蕾和盛花期多醚类物质,以辛乙烯二醇单正十二烷基酯相对丰度为最高。酯类物质是芝麻根系分泌物的重要组分,尤其在现蕾期其总相对丰度达到75.12%(正茬)、52.96%(连作)。其中,邻苯二酸二异辛酯和辛乙烯二醇单正十二烷基酯的相对丰度在连作芝麻根系分泌物比正茬中高9.48和5.73个百分点。酸类物质在芝麻成熟期根系分泌物中含量最高,总相对丰度在正茬与连作芝麻根系分泌物中分别达17.53和42.71个百分点。其中,连作芝麻根系分泌物中棕榈酸、亚油酸和硬脂酸的相对丰度依次提高15.78、1.33和1.15个百分点;油酸、肉豆蔻酸仅在连作芝麻根系分泌物中检测到,相对丰度为10.66和1.62个百分点。与正茬相比,芥酸酰胺在现蕾期和盛花期的连作芝麻根系分泌物中相对丰度分别提高21.68和11.51个百分点;油酸酰胺相应提高2.16和7.44个百分点。综上,连作改变了芝麻根系分泌物组分。

施氮和间作花生对木薯根际土壤细菌群落结构的影响

在等量施肥条件下,木薯间作一季花生,是否具有间作优势,间作模式中木薯根际土壤细菌群落结构如何变化,相关研究报道较少。以木薯品种"华南205"、花生品种"粤油200"为试验材料,设计施氮、不施氮2个处理和等量施肥条件下的3种种植模式(木薯单作、花生单作、木薯间作花生),采用高通量测序技术,研究施氮和间作花生对木薯根际土壤细菌群落结构的影响。结果表明,在等量施肥条件下,木薯-花生间作的土地当量比大于1,表现出间作优势。施氮和间作花生对木薯根际土壤细菌的多样性无显著影响。4个优势细菌门类依次为绿弯菌门、变形菌门、放线菌门和酸杆菌门。不同处理间的菌门Saccharibacteria的差异极显著,施氮显著降低了疣微菌门的相对丰度。木薯根际土壤细菌的属数量共464个。相对丰度排名前30的菌属中,不同处理间菌属Acidobacteriaceae__Subgroup_1_和Sphingomonas的差异达显著或极显著水平,施氮显著降低了菌属Subgroup_7的相对丰度,显著提高了菌属Acidothermus的相对丰度。主成分分析表明,施氮对细菌群落组成的影响大于种植模式;冗余分析得出,有机质、pH值显著影响细菌属水平群落组成。

不同基因型油菜耐铝性及其根系形态对铝胁迫的响应

本研究旨在为酸性土壤地区筛选耐铝毒的甘蓝型油菜,探讨不同基因型油菜苗期生长发育指标和生理指标的耐铝特性,分析铝胁迫对根系形态的影响。以81个油菜品种为材料,通过水培试验,设置铝浓度(AlCl3)0、100μmol·L-1两个处理,对根系形态、株型、生物量、生理特性等13指标的耐铝系数进行相关分析、主成分分析和聚类分析,采用隶属函数法综合评价不同基因型油菜的耐铝相关指标,并分析不同耐铝类型的品种根系形态差异。结果表明,铝胁迫对不同基因型油菜苗期各单项指标有不同程度的影响,综合应用主成分分析、聚类分析和隶属函数法筛选出耐铝性较强的品种6个,耐铝性中等的品种65个,耐铝性弱的品种10个。不同直径范围根系对铝胁迫的响应不同,铝胁迫下,D1类根系(直径0.0~0.5 mm)的长度、表面积、体积、根尖数降幅最大,D3类根系(直径>2.0mm)各指标降幅最小,且铝敏感型品种不同类别的根系指标受铝胁迫的抑制程度大于耐铝型品种,其D1、D2(直径0.5~2.0 mm)、D3类根系的长度、表面积、体积、根尖数均少于耐铝型品种。因此,以综合指标对油菜耐铝性进行筛选与评价更为客观;耐铝型品种不同直径范围的根系受铝毒害的影响较轻,通过改变根系形态适应铝胁迫的能力更强,其根系拥有更多细根可能是耐性品种抗铝毒的一种作用机制。

长期绿肥利用下红壤性水稻土有机碳和可溶性有机碳的垂直分布特征

为了探讨长期绿肥翻压对红壤性水稻土有机碳(SOC)和可溶性有机碳(DOC)垂直分布的影响,利用在江西丰城水稻田进行了8 a的长期定位试验,研究了不施肥不种植绿肥(CK)、不施肥种植绿肥(M)、施用化肥(F)和施用化肥并种植绿肥(F+M)4个处理下土壤SOC和DOC的垂直分布特征,以及SOC和DOC的计量关系。结果表明,早稻和晚稻季土壤SOC和DOC含量随深度变化可以用S函数描述,拟合曲线的决定系数分别为0.928~0.966和0.876~0.975,均达到极显著(P<0.01)水平。施用化肥或绿肥还田(F、M和F+M处理)主要影响了表层(0~20 cm)土壤的SOC和DOC,20 cm以下土层各处理的SOC和DOC差异不显著。绿肥还田(F+M和M处理)显著(P<0.05)提高了表层土壤的SOC和DOC,而化肥处理(F)仅显著(P<0.05)提高了表层土壤的SOC。与CK相比,M、F、F+M处理的早稻季表层土壤SOC含量分别显著(P<0.05)提高了51.1%、80.9%、92.8%,M、F+M处理的早稻季表层土壤DOC含量分别显著(P<0.05)提高了12.9%、46.2%,M、F、F+M处理的晚稻季表层土壤SOC和DOC含量分别显著(P<0.05)提高了66.6%、81.3%、81.2%和37.1%、10.8%、45.2%。表层土壤DOC含量随SOC呈线性增长,晚稻季DOC随SOC增长率要高于早稻季。施肥降低了土壤DOC/SOC,但施用绿肥减缓了DOC/SOC下降。可见,绿肥不仅有利于土壤有机碳提高,同时有利于土壤有机碳生态功能的稳定。

基于转录组测序的铝胁迫下甘蓝型油菜新内参基因的发掘与引物开发

为了研究甘蓝型油菜在铝胁迫条件下内参基因的稳定性,在受到主要铝毒害的根组织内发掘新内参基因,以甘蓝型油菜耐铝品种赣油杂7号和铝敏感品种蓉油18的苗期根组织为研究材料,对营养液培养的试验材料分别设置对照组(0 h)和2个时间梯度(3,24 h)的铝胁迫(100μmol/L AlCl_(3),pH值4.5)处理组。首先,采用有参考基因组的转录组测序技术(RNA-seq)及FPKM值差异基因表达分析,筛选出符合持家基因特征的5个候选内参基因(Actin7、ARFA1E、SAP5、UXS3、UBC9)。随后,依次进行实时荧光相对定量PCR分析,扩增曲线和熔解曲线分析,LinRegPCR扩增效率分析,geNorm、NormFinder和BestKeeper基因表达稳定性分析,REST 2009相对表达量分析等分析步骤。结果表明,新设计开发的5对候选内参基因引物特异性高。从转录组测序数据中筛选出的4个候选内参基因(Actin7、ARFA1E、SAP5、UXS3)的表达稳定性获得了验证。按表达稳定性的综合排名由高至低排序依次为UXS3、SAP5、ARFA1E、Actin7,其中最优组合为SAP5和UXS3。综上所述,本研究开发的候选内参基因引物特异性高,可以提高铝胁迫试验体系实时荧光相对定量PCR试验的准确性,新发掘的内参基因(Actin7、ARFA1E、SAP5、UXS3),可以作为铝胁迫试验体系实时荧光相对定量PCR试验的新内参基因。

摘叶对不同株型木薯品种产量和氮磷钾素积累分配的影响

【目的】叶片是作物进行光合作用的重要器官,与物质生产、养分吸收和产量形成有密切关系。研究留叶数对木薯养分积累和产量的影响,以期为木薯高产栽培和氮磷钾养分高效利用提供理论依据。【方法】采用裂区设计,以株型、品种、留叶数分别为主区、裂区和再裂区。试验以紧凑型品种‘华南205’(SC205)、‘桂热4号’(GR4)和伞型品种‘华南12号’(SC12)、‘华南15号’(SC15)为材料,设计12个留叶数处理(9、18、27、36、45、54、63、72、81、90、99和108片),分析了单株摘叶及成熟期单株的氮、磷、钾素积累量。【结果】随留叶数增多,单株摘叶的氮、磷、钾素积累量随之下降,单株鲜薯产量随之显著增加,成熟期全株和全生育期植株的氮、磷、钾素积累量随之呈显著增加或呈“单峰”或“双峰”趋势。不同品种不同元素的积累规律有差异。紧凑型品种单株摘叶的氮素积累量较伞型品种降低了4.56%,而磷、钾素积累量较伞型品种分别提高了10.23%、10.00%。紧凑型品种成熟期全株的氮、磷、钾素积累量较伞型品种分别提高了31.00%、42.48%和50.92%。在成熟期,留叶数增多,在块根和叶片中的氮、磷、钾素分配率随之提高,而在茎秆中的氮、磷、钾素分配率随之下降,氮、磷、钾素收获指数随之呈增加或“单峰”或“双峰”趋势。紧凑型品种氮、磷、钾素收获指数高于伞型品种,两株型分别为0.48、0.63、0.58和0.42、0.60、0.55。随着留叶数增多,成熟期全株的氮、磷、钾素分配率随之提高,而单株摘叶的氮、磷、钾素分配率随之下降。紧凑型品种在成熟期全株中的氮、磷、钾素分配率较伞型品种分别提高了7.33、5.45和4.36个百分点。【结论】木薯留叶数越多,摘叶的数量和干物质量越少。随着留叶数增加,木薯产量随之增加,成熟期全株的养分积累量和块根、叶片的养分分配率随之提高。木薯摘叶后,叶片光合产物优先满足地上部生长。在本试验条件下,块根膨大期适宜的留叶数为81~90片,有利于确保木薯产量和养分积累利用。

施氮和木薯间作对成熟期花生根际土壤细菌群落结构的影响

为明确相同施肥量条件下木薯-花生间作与花生单作的成熟期根际土壤细菌群落特征差异,以木薯品种华南205和花生品种粤油200为试验材料,设计2个施氮水平(施氮、不施氮)和3种种植模式(木薯单作、花生单作、木薯间作3行花生),采用高通量测序技术,研究了施氮和木薯间作对成熟期花生根际土壤细菌群落结构的影响。结果表明,在相同施肥量条件下,木薯间作花生模式的土地当量比大于1,表现出间作优势,土地利用率提高49%~60%。成熟期花生根际土壤细菌4个优势类群依次为Chloroflexi、Proteobacteria、Actinobacteria和Acidobacteria,合计比例84.42%~84.59%。花生根际土壤细菌的属数量共477个。施氮和木薯间作对花生根际土壤细菌的α多样性无显著影响。木薯间作显著降低了Proteobacteria的相对丰度,降幅18.12%。在相对丰度排名前30的菌属中,不同处理组合间TK10和Roseiflexus的差异达显著水平;施氮显著降低了菌属Candidatus_Solibacter、Acidimicrobiales和Amycolatopsis的相对丰度,降幅分别为41.18%、33.11%和71.98%。冗余分析表明,有效磷、pH显著影响细菌花生根际土壤属水平群落组成。本研究结果为明确间作体系中花生根际微生态环境提供理论依据。

连作对不同抗性芝麻根系分泌物中酚酸类物质含量的影响及其化感作用

通过对芝麻花期根系分泌物中酚酸类物质含量在正茬和连作条件下的变化及其自毒作用的研究,初步探讨了3个不同连作抗性芝麻品种根系分泌物中具有化感作用的酚酸类物质。结果表明:水杨酸、柠檬酸和对羟基苯甲酸在3个芝麻品种根系分泌物中含量均较高;苯丙酸、苯甲酸和香豆酸分别在赣芝9号、金黄麻和玉山黑芝麻根系分泌物中含量也较高。与正茬条件下相比,在连作条件下,赣芝9号根系分泌物新检测到香草酸,金黄麻和玉山黑芝麻根系分泌物均新检测到丁香酸和苯丙酸;赣芝9号根系分泌物中柠檬酸、香豆酸、苯甲酸和丁香酸含量显著上升,金黄麻根系分泌物中水杨酸、对羟基苯甲酸、绿原酸、香草酸、柠檬酸、苯甲酸和香豆酸含量显著升高,玉山黑芝麻根系分泌物中阿魏酸、苯甲酸、水杨酸和绿原酸含量显著升高。对酚酸类物质的自毒作用进行生物检测,发现绝大多数酚酸对芝麻发芽表现出“低促高抑”现象。结合酚酸类物质在芝麻根系分泌物中的含量,认为香豆酸、柠檬酸和丁香酸是导致赣芝9号连作障碍的化感物质,苯丙酸、苯甲酸、水杨酸和丁香酸是导致金黄麻连作障碍的化感物质,水杨酸、苯丙酸和丁香酸是导致玉山黑芝麻连作障碍的化感物质。

壮秧影响不同节氮水平下早稻产量及氮肥吸收利用

【目的】培育壮秧和施用分蘖肥是促进水稻早发的重要措施,但增施分蘖肥易导致水稻无效分蘖增加和氮素流失。研究双季稻区早稻壮秧和分蘖肥节氮条件下产量形成和氮素吸收利用特性,以期为早稻节氮控污和丰产栽培提供科学依据。【方法】以超级杂交早稻‘淦鑫203’为材料,采用壮苗育秧(状秧)和普通育秧(普秧)两种方式培育秧苗。于2014-2015年进行大田试验,设置壮秧常规施氮(VS+100%N)、节氮10%(VS–10%N)、节氮20%(VS–20%N)、节氮30%(VS–30%N) 4个处理,以普秧常规施氮(NS+100%N)处理和不施氮空白(NS+0N)处理分别作对照,共6个处理。减施的氮肥均在分蘖肥中扣除,除不施氮对照外,各处理基肥氮(72 kg/hm^2)和穗肥氮(54 kg/hm^2)均保持不变。分析早稻拔节期、齐穗期和成熟期SPAD值、光合速率、硝酸还原酶活性和各器官氮素含量,并测定成熟期水稻产量及其构成,明确了植株总氮积累量、氮素转运量、氮表观转运率、氮素利用效率等。【结果】与NS+100%N处理相比,壮秧条件下分蘖肥节氮10%~30%对叶片SPAD值和光合速率无显著影响,但壮秧能促进分蘖发生和成穗,在生育中后期可逐渐弥补分蘖肥节氮对分蘖期干物质积累的不利影响,成熟期VS–10%N和VS–20%N处理干物质积累量较对照NS+100%N增加,产量分别增加了8.5%和1.5%;VS–30%N处理干物质积累量和产量则呈下降趋势。同时,壮秧有利于提高早稻叶片硝酸还原酶活性、各器官氮含量和氮积累量,与NS+100%N处理相比,VS+100%N处理成熟期氮素积累量显著增加了6.9%,VS–10%N和VS–20%N处理无显著变化,VS–30%N处理显著下降了9.7%。壮秧处理氮素回收率和氮素农学效率较NS+100%N处理分别显著提高了12.1%~22.4%和9.9%~24.7%(P <0.05)。【结论】双季稻区早稻壮秧可以促进分蘖早发,提高叶片的干物质生产能力和氮代谢性能,弥补分蘖肥减氮后对水稻前期生长的不利影响,提高后期的干物质生产量和氮运转量。通过培育壮秧,分蘖肥减施总施氮量的20%以内,早稻产量不会下降,可实现水稻的节氮、丰产和节本栽培,有利于提高氮素利用效率和减少氮素流失对环境的污染。