国家重点实验室大型仪器设备管理与维护探索

仪器设备的高效管理和维护是实现国家重点实验室科技创新作用的基础。总结了作物生物学国家重点实验室大型仪器设备管理与维护的运行机制,探索了仪器设备正确选购、合理布局、规范使用和日常维护的方法体系,分析了规范的仪器运行管理制度对确保大型仪器设备高效、安全运转的作用。

以文化管理保障农业院校科研实验室安全

安全是实验室一切活动的基础。农业院校科研实验室是一个汇聚高素质人才的文化组织,近年来实验室建设快速发展,安全问题也日益突出。文化管理以人为本,可以有效弥补制度管理的不足,营造和谐向上的实验室精神文化氛围。引入文化管理,提升安全管理境界,把握好加强道德与安全教育、强化细节管理、充分发挥研究生的安全监管及教师监督作用几个关键环节,对保障农业院校科研实验室的安全运行乃至建设和谐大学都具有非常重要的意义。

农业院校科研实验室健康高效运行的关键环节探索

结合山东农业大学作物生物学国家重点实验室的管理工作实践,分析影响农业院校科研实验室健康高效运行的主要因素,从加强实验室专业顶层规划设计、凝聚科研创新团队合力、突出文化育人的实效性三个方面,探讨促进农业院校科研实验室健康高效运行的关键环节。

桑树景天庚酮糖-1,7-二磷酸酶基因的遗传转化及生物学功能分析

景天庚酮糖-1,7-二磷酸酶(SBPase)在植物光合作用卡尔文循环过程中控制着碳的流入和再生,在碳固定的基本途径中起着重要作用。利用已克隆到的桑树景天庚酮糖-1,7-二磷酸酶基因(MSBPase)cDNA全长序列,构建其植物表达载体转化拟南芥,检测结果表明转基因植株中MSBPase在转录水平和蛋白质水平上成功表达。对转基因拟南芥植株的表型观察发现,转基因植株与野生型植株相比叶色较绿,叶片数较多,株型较大,生长旺盛,且营养生长期明显缩短,呈现早花现象;对转基因拟南芥植株的生理生化特性分析发现,转基因株系叶片中SBPase的活性和净光合速率显著增强,叶片中的淀粉和可溶性糖含量及植株干质量增加。因此,MSBPase具有提高植株光合固定CO2的效率和光合能力,促进植株生长的作用,可以作为桑树基因工程育种的候选基因。研究结果也为进一步研究MSBPase的代谢调控机制奠定了基础。

农业生物质资源在生态农业中的应用:秸秆转化效率研究

选择15头夏洛莱肉牛,随机分成3组,用经不同方法处理后的秸秆饲料(微储鲜秸草+花生糠,干秸秆+花生糠,微储鲜秸草)饲喂肉牛,研究其效果;分析肉牛采食效率、生长指标(体重、体长、体高)以及秸秆饲料与动物鲜重之间的转化效率。结果表明:配合一定的精饲料(玉米面、麦麸、棉籽粕、小苏打、鱼肝油粉、食盐),单独饲喂微储鲜秸草的肉牛处理组的饲料转化效率最高,为每9.0kg饲料(即3.8kg精料+5.2kg粗料)可转化为1kg活牛的重量;微储鲜秸草+花生糠饲喂肉牛的转化效率次之,每9.4kg饲料(2.6kg精料+6.8kg粗料)转化为1kg活牛的重量。在上述转化过程中,生产每公斤肉牛消耗的纯粮食为1.6kg,玉米面用量占肉牛采食总量的比例最多达到20%左右。微储鲜秸草+花生糠饲喂肉牛采食量最大,累计增重高于另外两个处理组。另外,该配方饲喂肉牛净收入最高,7个月的育肥过程中净收益为1722元/头,其次是干秸秆+花生糠,净收益为1598元/头,最低的是微储鲜秸草,净收益为1473元/头。考虑到综合成本和实际操作,微储鲜秸草+花生糠饲喂肉牛效果最佳。首次提出了秸秆转化为动物的指标(秸秆:动物鲜重),为解决秸秆出路问题探索了一条行之有效的途径。

桑树乳汁蛋白基因MLX56的克隆及生物学功能分析

MLX56是一种分子质量为56 k D,对多种鳞翅目昆虫具有毒性的桑树韧皮部汁液蛋白。利用PCR技术从桑品种湖桑32号的桑树叶片中克隆了MLX56基因,命名为Ma MLX56(Gen Bank登录号:JX432966)。该基因编码区全长为1 203 bp,编码蛋白质含有400个氨基酸,有3个典型的保守结构域,具有信号肽序列,是一种分泌型蛋白质。将克隆得到的Ma MLX56编码区片段插入植物表达载体p BI121,构建植物表达载体p BI121-Ma MLX56,并转化拟南芥获得了转基因植株。转基因拟南芥分别接种甘蓝蚜(Brevicoryne brassicae)和丁香假单胞菌番茄致病变种(Pseudomonas syringae pv.Tomato DC3000,Pst DC3000)后,植株呈现出较强的抗虫性和抗Pst DC3000侵染能力,推测Ma MLX56在桑树响应生物胁迫过程中具有重要作用。

仪器分析在实验室面包评价中的应用

面包评价是小麦粉品质评价的最终环节,对确定小麦的种类和用途有着重要的意义。针对目前实验室面包评价体系中人为因素影响评价结果准确性的现状,在进行了大量实验和总结前人研究的基础上,阐述了利用质构仪、C-CELL技术、色彩色差计、计算机、扫描仪等仪器进行客观评价面包品质的方法和主要相关指标。

试论高校实验室仪器设备管理队伍建设

实验室仪器设备管理在高校的建设和发展中发挥重要作用,但是目前高校实验室仪器设备管理队伍建设状况不容乐观。本文分析了当前高校实验室仪器设备管理队伍建设中存在的问题,并依据科学发展观的内涵,对于解决问题的办法和措施提出了建议。以期促进高校建立"素质优良、结构合理、相对稳定、技术精湛、高效务实、充满活力"的仪器设备管理队伍,提高高校实验室仪器设备管理水平,进一步推动高校的快速发展。

对本科生开放的高校科研实验室安全管理探索

面向本科生开放增加了科研实验室安全隐患,结合山东农业大学作物生物学国家重点实验室的安全管理工作实践,分析如何消除这些安全隐患,着重从重视本科生的心灵品质建设、多层次协同管理、安全检查、实验室管理队伍建设4个方面,探讨高校开放科研实验室的安全管理,实践证明切实可行。

提升农学大学生科研创新能力的关键措施探究

提升农学大学生科研创新能力是实现“藏粮于技”兴农战略的关键环节,对建设创新型国家、农业高质量发展及大学生个人成长都有重要意义。目前,我国农学大学生科研创新能力培养过程中,存在学生对科研兴趣不够浓厚、科研基础较薄弱、科研项目实施过程管理不到位、科研实验室配套管理需加强等问题。以山东农业大学农学院为例,通过加强宣导激发学生参与自觉性、加强科研训练指导、充分利用科研实验室资源等关键措施,农学大学生的科研创新能力得到显著提升。

加强高校科研实验室研究生安全意识的探索实践

随着我国高等教育及科技创新的发展,高校科研实验室安全问题日益复杂。作为科学实验的中坚力量,研究生的安全意识高低直接影响高校科研实验室能否安全运行。实验室研究生安全意识受到团队成员(人)、实验室环境(物)及管理体系(事)诸多因素的影响,通过团队成员共同努力、规范仪器设备和药品试剂的管理及完善实验室管理体系,不断强化研究生安全意识,促进高校科研实验室安全高效运行。

土壤耕作及秸秆还田对夏玉米田杂草生物多样性的影响

于2008年夏玉米(Zea mays)生长期间,在连续5a秸秆全量还田的免耕、旋耕、耙耕、深松和常规耕作试验地中,研究了杂草总密度、优势杂草种类、生物多样性指数、杂草生物量和夏玉米产量。调查共记录杂草种类13种,秸秆全量还田时,免耕显著提高杂草的总密度;无秸秆还田时,常规耕作的杂草密度高于免耕、旋耕、耙耕和深松。秸秆全量还田后,免耕和深松条件下,杂草优势种为马唐和旱稗,旋耕和耙耕条件下为马唐、旱稗和牛筋草;常规耕作条件下,优势杂草为马唐、苘麻、旱稗和香附子。无秸秆还田条件下,免耕和常规耕作增加了杂草优势种的数量。秸秆全量还田后,免耕、耙耕和深松等耕作措施导致杂草群落的物种丰富度及均匀度均较高。无论哪种耕作条件,5a连续秸秆还田能够显著提高夏玉米籽粒产量和生物学产量,其中尤以常规耕作秸秆全量还田处理产量最高,且田间杂草的生物学产量与夏玉米的生物学产量呈显著负相关关系。

保护性耕作对土壤微生物量及活性的影响

研究保护性耕作对土壤微生物特性的影响对于土壤管理具有重要意义。试验研究了保护性耕作对麦田土壤微生物量碳、活跃微生物量、土壤呼吸、呼吸商的影响。前3项采用的方法分别是:基质诱导呼吸法、呼吸曲线数学分析法和CO2释放量法。结果表明,保护性耕作土壤微生物量碳0～10cm土层大于10～20cm土层,而常规耕作两土层间无明显差异。秸秆还田在播种前、越冬期和起身期能显著提高土壤微生物量碳,而开花期和收获期则降低土壤微生物量碳。少耕还田10～20cm土层微生物具有较强的养分调控作用。保护性耕作利于0～10cm土层活跃微生物量的提高。秸秆还田和保护性耕作在耕作作业初期(越冬期和起身期)能增强土壤呼吸速率;在耕作作业后期(开花期和收获期)能显著降低土壤呼吸速率。免耕秸秆覆盖在10～20cm土层呼吸商较高,而常规耕作无秸秆还田在0～10cm土层呼吸商较高。土壤微生物量碳和呼吸商是衡量土壤微生物特性的重要指标。

保护性耕作对土壤微生物特性及酶活性的影响

大田试验研究了保护性耕作对土壤微生物量、活跃微生物量、土壤呼吸、呼吸商、土壤酶的影响。结果表明,秸秆还田能够显著提高土壤微生物量碳和活跃微生物量,深松耕还田能显著提高土壤活跃微生物量。随耕作作业之后时间的推迟,活跃生物量减小。秸秆还田初期(小麦越冬期)能显著提高土壤呼吸作用,提高99.7%;后期(小麦播种期)能显著降低土壤呼吸,降低16.6%。随耕作作业之后时间的推迟,秸秆还田和保护性耕作都会减少农田向大气中CO2的排放,减少土壤碳库的亏损。深松耕还田显著提高土壤脲酶、蔗糖酶活性。土壤呼吸和土壤活跃微生物量是衡量土壤微生物特性和土壤酶的较好指标。

耕作模式对土壤生物活性与养分有效性及冬小麦产量的影响

为探讨长期玉米秸秆还田下不同耕作模式对土壤生化性状及冬小麦产量的影响,从2011年10月至2016年6月连续5个冬小麦生长季进行田间定位试验。设4个耕作处理,分别是连续旋耕秸秆不还田(RT)、连续旋耕秸秆还田(RS)、连续深耕秸秆还田(DS)及前2年旋耕秸秆还田第3年深耕秸秆还田(TS)。与RT相比,连续5年秸秆还田显著提高0~10、10~20和20~30 cm土层土壤有机碳、无机氮、速效磷、速效钾含量;土壤脲酶、蛋白酶、硝酸还原酶和蔗糖酶活性及土壤微生物多样性分别提高23.1%~59.3%、13.2%~40.7%、14.1%~28.8%、10.9%~19.5%和31.9%~42.5%。秸秆还田使各土层变形菌门、硝化螺旋菌门及放线菌门的相对丰度显著提高,而酸杆菌门相对丰度则显著降低。与DS及TS相比,RS显著提高0~10 cm土层土壤养分状况及生物活性,10~30 cm土层则显著降低。连续旋耕至第3年,无论秸秆还田与否,小麦均表现减产;DS与TS处理则表现持续增产,平均年增产3.2%和3.9%。本研究表明在黄淮海东部地区,秸秆还田条件下,2年旋耕后接1年深耕的耕作模式有助于改善耕层土壤质量和提高冬小麦生产力。

棉花秸秆还田对土壤速效养分及微生物特性的影响

连续4年以德农09068为试材,设棉花秸秆还田与未还田2个处理,调查棉花秸秆还田对土壤0-60 cm土层的速效养分含量和微生物特性的影响。结果表明,连续4年棉花秸秆还田显著提高0-20 cm土层土壤有机质、碱解氮、速效钾含量、土壤微生物量碳、土壤活跃微生物量及土壤基础呼吸速率,分别比未还田处理提高8.16%、13.23%、12.30%、13.63%、11.57%和13.14%;在20-40 cm土层中,分别提高6.08%、27.51%、11.47%、14.32%、15.03%和17.44%;在40-60 cm土层中土壤有机质、碱解氮、速效钾含量、土壤微生物量碳及土壤活跃微生物量分别提高6.05%、12.87%、8.08%、10.60%和20.30%,但对土壤基础呼吸速率的提高效果不显著。棉花秸秆还田显著提高了棉花的籽棉、皮棉产量、总铃数及单铃重,分别提高16.86%、15.03%、5.99%和10.25%,而对衣分无显著影响。在长期棉花秸秆还田的棉田中,应关注可能产生的连作障碍,注意磷肥的适量施入,以保证实现棉花稳产高产。

超高产夏玉米田土壤微生物与土壤酶的动态变化

为揭示超高产夏玉米田(产量>15000kg.hm-2)土壤微生物与土壤酶活性动态变化特性,在国家玉米工程技术研究中心(山东)试验场进行夏玉米生长季农田土壤微生物与土壤酶活性研究.在连续3年产量15000kg.hm-2以上的超高产夏玉米田中选择一块超高产田(HF,产量为20322kg.hm-2)与常规生产田(CF,产量为8920.1kg.hm-2)进行对比分析,主要测定0～20cm土层土壤细菌、真菌与放线菌数量及脲酶和转化酶活性.结果表明:播种后超高产田与常规生产田土壤微生物(细菌、真菌与放线菌)数量均表现出先升高后下降的趋势,超高产田在玉米生长后期土壤微生物数量低于常规生产田,细菌与放线菌表现尤其明显,收获期超高产田B/F值(细菌与真菌数量比)比播种期高2.03倍,比常规生产田高3.02倍,常规生产田收获期与播种期的B/F值变化不显著;超高产田土壤脲酶活性在播种31d(拔节期)后低于常规生产田,转化酶活性播种58d(开花期)后快速下降,低于常规生产田.

夏玉米产量与光温生产效率差异分析——以山东省为例

【目的】研究夏玉米各产量层次之间的物质生产及资源利用能力,量化山东省夏玉米籽粒产量与光、温资源利用效率的差异,明确农业生产条件和栽培措施对产量差及效率差的贡献率,探讨产量差、效率差协同缩减的可能性,为缩小夏玉米产量差距、提升资源利用效率提供理论依据。【方法】本试验于2017—2018年在山东省泰安、淄博和烟台3市进行,针对山东夏玉米生产调研出的问题,在同一地块采用综合管理模式,从合理密植、优化肥水、增产增效的角度设计了4种管理模式,模拟超高产水平(SH)、高产高效水平(HH)、农户水平(FP)和基础产量水平(CK)4个产量层次,定量分析不同产量层次之间的产量差及光温资源生产效率差。结合光温生产潜力分析和作物产量性能分析,探究产量差和效率差的影响因素及缩差增效途径。【结果】当前山东省夏玉米光温潜力与超高产水平、超高产水平与高产高效水平、高产高效水平与农户生产水平、农户生产水平与基础产量水平之间的产量差分别为5.85、0.82、1.90、1.35 t·hm^(-2),光能生产效率差分别为1.74、0.15、0.28、0.45 g·MJ^(-1),温度生产效率差分别为1.09、0.10、0.17、0.28 kg·hm^(-2)·℃^(-1);当前不可控因素对产量差和光、温生产效率差的贡献率分别为58.49%和66.09%,可控因素对产量差和光、温生产效率差的贡献率分别为41.51%和33.91%,地域差异因素对产量差、光能生产效率差和温度生产效率差的贡献率分别为1.98%、2.49%和3.24%;产量差与光温资源生产效率差之间有显著相关性;SH和HH处理较FP处理和CK有较高的地上部生物量、生育期平均叶面积指数(MLAI)和冠层光能截获率。【结论】当前山东省夏玉米农户生产水平与光温潜力水平之间的产量差、光能生产效率差、温度生产效率差分别为8.56 t·hm^(-2)、2.17 g·MJ^(-1)、1.35 kg·hm^(-2)·℃^(-1),产量与光、温资源利用效率仍有较大的提升空间。玉米籽粒产量差和光、温资源利用效率差显著相关,在现有农户管理措施的基础上,应用高产高效管理模式(种植密度增加1.5×10~4株·hm^(-2),适当增加施肥量,将一次性施肥改为于播种期、大喇叭口期、开花期和乳熟期采用水肥一体化方式分次施肥)能够缩小产量差距1.90 t·hm^(-2),提高光、温资源生产效率14.74%和14.41%,是协同缩差增效的有效技术途径。

棉花秸秆还田对土壤微生物数量及酶活性的影响

为研究棉花秸秆还田对土壤微生物数量及酶活性的影响,于山东农业大学棉花科研基地德州市抬头寺经济开发区试验田进行试验,设棉花秸秆还田与未还田2个处理,研究连续4年棉花秸秆还田对0～60 cm土层土壤微生物数量及酶活性的影响。结果表明：棉花秸秆还田能够显著增加0～20 cm,20～40 cm,40～60 cm土层周年土壤微生物平均总数量,分别比未还田增加了19.87%,20.07%,56.15%;其中周年土壤细菌和真菌平均数量分别比未还田增加了20.91%、26.38%（0～20）,20.59%、31.18%（20～40）和56.85%、32.30%（40～60）,均达显著差异水平;周年土壤放线菌平均数量分别比未还田增加了4.29%,11.62%,54.00%,其中在20～40 cm和40～60 cm土层提高效果显著。棉花秸秆还田有利于提高土壤脲酶活性,0～20 cm,20～40 cm,40～60 cm土层土壤脲酶活性分别比未还田提高4.27%,13.43%和24.03%,其中对20～40 cm全部取样时期（9月除外）和除7月外40～60 cm土层其他取样时期的提高效果达显著差异水平;秸秆还田使土壤蔗糖酶活性在0～20 cm全部取样时期,除5月外20～40 cm土层其他取样时期,除8月外40～60 cm土层其他取样时期均得到了显著提高,分别比未还田提高了27.08%,46.96%,57.59%;除7,8月外,0～20 cm土层其他取样时期土壤过氧化氢酶活性在棉花秸秆还田条件下得到了显著提高,比未还田提高了8.73%,但除5,6月20～40 cm土层外,秸秆还田对20～40 cm和40～60 cm土层土壤过氧化氢酶活性的提高效果未达显著差异水平。以上结果说明持续棉花秸秆还田有利于保持和改善土壤的生物学特性。

基于主成分和聚类分析的山东省区试小麦品种(系)品质的综合评价

利用主成分和聚类分析方法,对2008～2009年度和2009～2010年度参加山东省区试的297个品种（系）的小麦品质进行了分析和综合评价.结果表明,评价小麦整体的品质指标,可以提取三个主成分,第1主成分为蛋白质量因子（含面筋指数、沉淀值、形成时间、稳定时间）,第2主成分为磨粉因子（含硬度指数、出粉率、吸水量、白度）,第3主成分为蛋白数量因子（含湿面筋含量和籽粒蛋白质含量）.三个主成分的累计方差贡献率两年分别为77%和82%,其中第1主成分的贡献率两年分别高达34.453%和36.291%,说明面筋指数、沉淀值、形成时间和稳定时间是影响小麦品质的主要因素.利用主成分分析评价小麦的综合品质,2009～2010年度96个样品中的泰农7058、05428、泰山4173、山农71等品种（系）得分较高,说明品质表现突出.同时综合各主成分的贡献率、不同指标的特征值大小和可操作性,提出在育种早期面筋指数、沉淀值和硬度指数可间接评价小麦品质.用R型聚类将10个品质性状聚为四类,其中三类性状（面粉白度另成-类）所包含的指标和主成分分析的三个主成分所包含的指标基本吻合.在主成分分析的基础上,对2009-2010年度96个样品进行了Q型聚类,其中第Ⅲ类群包括的6个品种（系）各类指标较高,结果和主成分综合评分中得出的品质较好的品种（系）结果-致,进一步验证了主成分分析可以用于小麦品种（系）品质的综合评价.