生物有机肥替代化肥对葡萄生长与土壤肥力的影响

为了明确生物有机肥替代化肥对‘赤霞珠’葡萄产量、品质与土壤肥力的影响,于2019—2020年设置传统水肥(CK)、优化水肥(Opt)及优化水肥中化肥氮的20%(B1)和40%(B2)分别由生物有机肥替代,比较不同处理下的土壤养分含量及葡萄的产量和品质。结果表明,优化水肥及施用生物有机肥替代部分化肥能较好地改善土壤理化性质,提升土壤肥力,促进葡萄生长。其中,B1处理可显著增加葡萄园经济效益,2年平均收益较CK提高33.59%;B2处理提升土壤肥力效果较好,与CK相比,成熟期0—40 cm土层的pH与硝态氮含量均有降低,有机质显著增加,与Opt处理相比,成熟期0—40 cm土层土壤的有效磷、速效钾含量分别显著提升109.90%、32.20%。由此表明,生物有机肥替代部分化肥是实现果园高效、安全、持续生产的有效途径。

大白菜和结球甘蓝硫苷及MAM基因表达分析

硫苷及其降解产物是十字花科蔬菜重要的次生代谢产物,具有防癌抗癌作用。硫苷合成基因(MAMs,methylthioalkylmalate synthases)负责硫苷侧链的延伸,MAM1催化生成短链脂肪族硫苷而MAM3催化生成长链脂肪族硫苷,因此MAM基因影响了硫苷成分的多样性。本研究利用大白菜和结球甘蓝自交系,从苗期到莲座期取样测定硫苷含量及MAM的相对表达量,分析有益硫苷在两者之间的积累差异以及MAM基因的表达调控作用。结果显示,从苗期到莲座期结球甘蓝的硫苷含量平均值均高于大白菜,大白菜中侧链长度为5C和4C脂肪族硫苷:4-戊烯基硫苷(GBN,glucobrassicanapin)和3-丁烯基硫苷(NAP,gluconapin)含量较高,而结球甘蓝中3C和4C脂肪族硫苷:3-甲基硫氧丙基硫苷(IBE,glucoiberin)、2-丙烯基硫苷(SIN,sinigrin)和4-甲磺酰基丁基硫苷(GRA,glucoraphanin)含量较高,有益硫苷SIN和GRA在结球甘蓝中的含量显著高于大白菜。在大白菜和结球甘蓝中分别发现7个MAM拷贝基因,同源基因比较发现MAM1和MAM3的相对表达量在两者之间存在显著差异。大白菜中BraMAM1.1和BraMAM1.2的表达量显著低于结球甘蓝同源基因BoMAM1.1和BoMAM1.2的表达量,而BraMAM3.2和BraMAM3.3的表达量显著高于结球甘蓝同源基因BoMAM3.1的表达量;并且结球甘蓝中3C脂肪族硫苷含量与BoMAM1.1的表达量呈显著正相关,大白菜中5C脂肪族硫苷含量与BraMAM3.2的表达量呈显著正相关。由此推测可能是BraMAM1.1的低表达而BraMAM3.2的高表达,导致了大白菜中3C脂肪族硫苷SIN积累极少而5C脂肪族硫苷GBN积累较多。

不同品种甘薯烘烤后感官、质构及香气成分的差异

选取五个品种甘薯为实验材料,研究了甘薯烘烤后理化指标、感官评分、香气成分、质构特性的差异。理化测定得出,受试品种中淀粉型甘薯蛋白质含量低于鲜食型甘薯;淀粉型甘薯总糖含量低于鲜食型甘薯;鲜食型甘薯中红瑶的总糖含量最高。感官评价得出鲜食型甘薯中红瑶、普薯32烘烤后口感较好,淀粉型甘薯中冀粉1号烘烤后口感较好;红瑶的口感最佳。质构及相关性分析得出,整体口感分别与咀嚼性、内聚性呈显著负相关(P<0.05)。红瑶的内聚性、咀嚼性数值最低,因此红瑶的口感最好。GC-MS及PLSDA分析得出,苯甲醛、苯乙醛、壬醛、橙花醇、大马士酮、芳樟醇、4-乙烯基-2-甲氧基苯酚、α-萜品烯等物质为品种间共有香气组分;芳樟醇、癸醛、2-莰烯、壬酸、糠醛五种香气成分为甘薯重要香气成分。综合得出,受试品种中最适合用于烘烤的品种为红瑶。

芜菁种质根肿病抗性鉴定及CR基因连锁标记分析

根肿病是大白菜等十字花科作物重要病害之一,鉴定和挖掘新的根肿病抗性资源,是培育抗病品种、有效防止根肿病发生的前提。本研究利用大白菜2份抗病自交系和2份感病自交系,对文献中报道的与供试抗病自交系中CR基因紧密连锁的分子标记进行PCR筛选,在此基础上,以重庆武隆和河北唐山地方菌为病原菌,对国内外收集的63份芜菁种质进行苗期根肿菌接种抗性鉴定,并对抗/耐病芜菁进行CR基因分子标记分析。结果从20个供试标记中获得CRa连锁标记2个、CRb连锁标记1个,CRb^(kato)连锁标记5个,CRd连锁标记1个。从荷兰遗传资源中心引进的材料鉴定出同时对两个地方菌表现较好抗性的芜菁种质6份,包括饲用芜菁3份、菜用芜菁3份,均来自欧洲国家。CR基因分子标记分析表明,这些芜菁种质遗传背景杂合,其中CGN1、CGN10、CGN11检测到CRa、CRb^(kato)、CRb、CRd 4个抗性位点,CGN23和CGN36检测到CRa、CRb^(kato)、CRd 3个抗性位点,CGN30检测到CRa和CRb^(kato) 2个抗性位点,其是否含有新的抗性位点尚需进一步研究。研究结果为新型CR基因的挖掘及大白菜等十字花科作物抗根肿病新品种的选育提供了基础材料。

根肿菌侵染对大白菜叶绿素荧光参数和光合特性的影响

以大白菜抗根肿病自交系265和感根肿病自交系139为试材,采用室内根肿菌人工接种技术,研究根肿菌侵染对不同抗性大白菜叶片叶绿素荧光参数及光合特性的影响。结果表明,接菌3 d,139In和265In根毛均有根肿菌侵染,且随着时间延长侵染率呈现先增加后减少的趋势,265In早期根毛侵染率明显低于139In,后期显著高于139In;皮层侵染265In明显滞后于139In,且侵染数均明显低于139In。随着根肿菌侵染率的变化,大白菜叶片叶绿素荧光参数最大光化学效率(F_(v)/F_(m))、非光化学淬灭(NPQ)和光化学淬灭(q_(p))呈现规律性变化,265In和139In在多个时间点较其对照表现下降。受根肿菌侵染的影响,接菌后35、70 d,265In和139In光合速率、气孔导度和蒸腾速率均较对照降低,胞间二氧化碳浓度较对照上升;除气孔导度外,其他参数变化在70 d时差异达到显著水平。该结果为进一步研究根肿菌致病机理和大白菜抗根肿病育种的早期诊断提供了理论依据。

硝化抑制剂/菌剂对设施土壤–蔬菜体系中氮素去向的影响

【目的】明确硝化抑制剂与菌剂单施与配施条件下设施土壤–茄子生产体系中氮的去向,为设施茄子科学施氮提供理论依据。【方法】田间试验采用随机区组设计,设置6个处理:不施氮肥对照(CK)、常规施氮720 kg/hm^(2)(FN)、减施30%氮肥(N 504 kg/hm^(2),RN),减氮30%配施硝化抑制剂(RND)、菌剂(RNB)和同时配施硝化抑制剂与菌剂(RNDB)。研究设施土壤–茄子体系中茄子对氮素的吸收利用、土壤剖面NO_(3)^(–)-N累积量、N_(2)O排放和NH_(3)挥发的气态损失量及各去向所占比例。【结果】1)RNDB处理产量为112.27 t/hm^(2),比RND处理显著增加11.0%;可溶性糖含量达0.95%,较RND和RNB处理分别显著提高17.3%和18.8%。2)各处理吸氮量均为果实>茎秆>叶片>根系;RNDB处理的总吸氮量为259.66 kg/hm^(2),比RN处理显著提高16.1%;氮肥表观利用率最高为20.87%,与RND和RNB处理差异不显著;氮肥农学效率为99.69 kg/kg,显著高于RND处理。3)相同施氮量下,RNDB处理的气态净损失量(N_(2)O与NH_(3))和净损失率分别为16.05 kg/hm^(2)和4.73%,RNDB的N_(2)O累积排放量比RNB显著降低28.8%,各处理间NH_(3)挥发累积量差异较小。4)0—60 cm土层土壤剖面NO_(3)^(–)-N累积量为FN>RNB>RN>RND>RNDB>CK,除CK处理外,RNDB处理的累积量最低为873.1 kg/hm^(2),RNDB处理土壤硝态氮累积量比RN、RNB和RND处理分别减少17.6%、17.7%和2.2%;60—120 cm土层土壤剖面NO_(3)^(–)-N累积量为FN>RN>RNB>RND>RNDB>CK,RNDB处理的累积量为744.0 kg/hm^(2),比RND和RNB处理分别降低1.0%和25.2%。【结论】相比RN处理,减氮30%同时配施硝化抑制剂与菌剂能有效减少N_(2)O气态损失,对NH_(3)挥发影响较小,提高茄子氮素吸收量,显著降低0—60 cm土层土壤氮素残留,是实现茄子优质高产、环境友好的有效措施。

设施西瓜土壤养分投入与累积及环境风险分析

为明确河北省设施西瓜主产区养分投入、累积与氮素淋失风险,选取81个设施西瓜大棚与27个对照农田,进行实地调研与土壤样品采集,评价土壤养分丰缺状况与累积量,预测硝态氮淋失风险。结果表明:设施西瓜田有机肥和化肥平均用量分别为47550和1301.48 kg/hm^(2),是农田的1.10倍和1.27倍,土壤中氮、磷、钾养分表观盈余量分别是携出量的5.00、7.21和2.96倍。0~20 cm土层中,硝态氮、有效磷、速效钾和有机质处于丰富水平,分别占比70.37%、33.33%、100%和40.74%,且各养分含量随着土层加深而逐渐降低。设施西瓜田0~60 cm土层硝态氮、有效磷和速效钾的平均累积量分别是农田土壤的1.43、1.53和1.69倍。并且设施西瓜田土壤硝态氮向下层迁移明显,分别在60~80 cm和120~140 cm出现累积峰;模型预测在150~400 cm土层有均有较高累积量,是农田的8.33~9.55倍。因此,河北省设施西瓜田养分投入量过高,易造成土壤养分的高累积与硝态氮向深层淋失,对地下水存在氮污染的风险。