- 王磊;杨港;张燕;孟海军;赵伟;李琳;刘群龙;吴文江;
综述了近年来国内外果树施用硒的研究现状和进展。包括:(1)果树施硒的方法主要是叶面喷施法,施硒后果实可有效富集硒元素,不同种类果实的硒含量可达到240～400μg·kg~(-1)。(2)果树施硒后表现出一系列积极的生理和生态效应,在增加果实有机硒含量的同时,树体还表现出较强的抗逆性,能有效地抑制果实中铅、汞、铬、砷等有毒重金属的积累从而有益于人体健康,还可以有效拮抗盐、热和干旱等不良环境胁迫。(3)针对果品的硒含量及对人体作用效应的研究,探讨了中国相关膳食硒标准与果品的天然硒含量。综述了果树富硒的作用机理、应用现状以及富硒研究的新进展,对该领域的研究动向及存在问题进行了分析,指出了今后富硒果产业的发展方向。
2021年06期 v.55;No.228 985-993页 [查看摘要][在线阅读][下载 1344K] - 张志铭;周芮宸;宋桃李;孔德良;钱建强;赵勇;
为获取更多资源和取得竞争优势,植物需对环境异质性作出响应。根系觅食行为是植物对土壤养分异质性的一种响应,由土壤养分斑块属性、植物自身属性以及共生丛枝菌根真菌等因素共同决定。从4个方面对根系觅食行为的功能生态学进行综述,重点阐述每一方面已有的重要假说和理论:(1)根系觅食行为与土壤养分异质性关系方面,系统解析了根系响应策略(针对养分斑块采取定向增殖还是随机游走策略)与根系形态和生理的可塑性响应(根系觅食范围(scale)、觅食精确性(precision)、觅食速度(rate)等);(2)丛枝菌根网络影响根系觅食行为的角度,探讨了丛枝菌根真菌网络(arbuscular mycorrhizal network, AMN)的生态功能及其在根系觅食行为中的角色;(3)植物竞争对根系觅食行为的影响;(4)植物"碳投资"和菌根"养分反馈"之间的关系。鉴于研究现状与进展,最后指出未来研究需重点关注根系觅食行为的种间差异与关键调控机制,以及AMN对根系觅食行为的影响,尤其是在根系竞争的情形下,同样需进一步厘清植物"碳投资"与菌根真菌"养分收益"之间的关系。
2021年06期 v.55;No.228 994-1001页 [查看摘要][在线阅读][下载 1341K] - 安艳霞;洪元芳;董艳梅;张剑;李梦琴;
在传统溶剂提取木质素的基础上,重点综述了新型深度共熔溶剂提取木质素的研究进展,探讨深度共熔溶剂的官能团、氢键受体、溶剂参数等与木质素提取率之间的构效关系,分析了不同类型深度共熔溶剂提取木质素过程中发生的化学反应,最后针对深度共熔溶剂黏度高、电导率差、酶相容性低等问题以及绿色、高效的木质素提取技术面临的机遇和挑战进行了展望,为进一步深入探究深度共熔溶剂对木质素的高效提取及应用提供理论支持与技术指导。
2021年06期 v.55;No.228 1002-1011+1020页 [查看摘要][在线阅读][下载 1427K]
- 云菲;任天宝;金磊;王新发;殷全玉;袁晓丽;董昆乐;刘国顺;杨喜田;
以烤烟品种‘K 326’为供试材料,采用土培盆栽试验,研究了添加不同种类生物炭及高碳基修复肥对烤烟叶绿素含量、光合气体交换参数、各器官干物质积累及土壤有机碳组分含量变化的影响。结果表明,添加外源碳处理的烟株净光合速率显著增加,其中以高碳基土壤修复肥(T4)增加比例最高,达到35.84%。3种外源碳处理的总生物量分别比对照增加了1.51倍(T4)、1.00倍(T2)和56.92%(T3)。不同种类外源碳能够显著提高土壤有机碳组分含量,外源碳处理的总有机碳(TOC)含量分别比对照增加了94.18%(T4),53.69%(T2),29.16%(T3);易氧化态碳(ROC)含量分别比对照增加了25%(T2),26.52%(T3),56.82%(T4);可溶性有机碳(DOC)含量以T4处理增加比例最高,达到45.44%,微生物量碳(MBC)含量最大值也出现在T4处理。综合而言,施用外源碳增加了叶片光合色素含量,提高了烟株的光合生产能力,促进了光合产物积累,并有利于土壤有机碳的积累,改善土壤微生态环境,提高土壤肥力,进而达到固碳增产的目的。
2021年06期 v.55;No.228 1012-1020页 [查看摘要][在线阅读][下载 2002K] - 王静;饶超奇;侯振武;符云鹏;王文奇;陈成立;付全善;申洪涛;
为提高蛟河晒红烟的抗逆性和烟叶品质,研究了叶面喷施壳寡糖与水杨酸对晒红烟抗氧化酶和防卫反应酶活性、病程相关蛋白基因表达量、田间发病情况、烟叶产量和质量的影响。结果表明,单独喷施壳寡糖、水杨酸溶液或两种溶液联合喷施均能提高烟叶过氧化物酶、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶等抗氧化酶活性和苯丙氨酸解氨酶、几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶等防卫反应酶活性,增加病程相关蛋白基因PR-1、PR-2、NPR-1的表达量,其中单施水杨酸在喷洒后4d起作用,时效快但持久性较差;单施壳寡糖起效慢,但在一段时间内仍能保持高活性;壳寡糖与水杨酸联合喷施效果最优。与对照相比,可显著降低晒红烟田间发病率、提高烟叶产量,改善调制后烟叶中性香味物质含量等品质指标。
2021年06期 v.55;No.228 1021-1028+1035页 [查看摘要][在线阅读][下载 1904K] - 秦世玉;刘红恩;梅浩;李艳行;高巍;聂兆君;李畅;赵鹏;
为探究镉对冬小麦生长及镉吸收、分布的影响,采用营养液培养试验,分析冬小麦在Cd0(0μmol·L~(-1))、Cd5(5μmol·L~(-1))和Cd50(50μmol·L~(-1))3个镉处理水平下干物质积累、根系参数、色素及光合参数、不同组织镉含量及不同亚细胞组分镉含量。结果表明,冬小麦鲜质量、干物质质量及含水量随着镉浓度增加显著降低,同时根长、根表面积、根体积和根尖数也显著降低,镉抑制小麦生物量的积累和根系的生长。另外,叶绿素a、叶绿素b含量和蒸腾速率随着镉浓度增加呈现增加趋势。分析不同组织镉浓度发现,小麦根系具有高的镉含量,且根部和地上部镉含量、镉迁移系数随镉浓度增加而增加。不同亚细胞组分镉含量及镉含量比例分析表明,相对于地上部,根系不同亚细胞组分具有更高的镉含量,镉含量及镉含量比例为:可溶性组分>细胞壁组分>细胞器组分,说明冬小麦根系亚细胞组分中可溶性组分和细胞壁组分是镉的主要贮存部位。
2021年06期 v.55;No.228 1029-1035页 [查看摘要][在线阅读][下载 1923K] - 冯文静;高巍;刘红恩;聂兆君;秦世玉;李畅;睢福庆;赵鹏;
为探讨植物生长调节剂对镉(Cd)胁迫下小麦幼苗生长发育和Cd吸收转运的影响,采用水培法探究不同浓度生长素(IAA)、脱落酸(ABA)、乙烯(ETH)、褪黑素(MLT)、24-表油菜素内酯(24-EBL)和茉莉酸甲酯(MeJA)对Cd胁迫下小麦幼苗生长、根系发育、光合特性及Cd吸收分配的影响。结果表明,植物生长调节剂处理均显著促进小麦幼苗生长,降低小麦各部位Cd含量,改善根系形态,促进光合速率。植株Cd含量与根系吸Cd能力存在普遍的显著正相关(r=0.66~(**)),根系形态指标分别与干物质积累、根系吸Cd能力存在普遍的正相关(r=0.59~*～0.69~*)和负相关(r=-0.51~*～-0.67~(**)),表明Cd胁迫条件下,植物生长调节剂通过对小麦幼苗根系形态的改善、促进干物质积累、加强生物稀释效应、抑制根系吸Cd能力,进而降低植株体内Cd含量。值得注意的是,所有植物生长调节剂处理均显著抑制根尖/分叉比,且IAA、ABA、MLT处理根系吸收Cd能力与根尖/分叉比相关系数达到0.97~*～1.00~(**),意味着根尖/分叉比的降低可能会降低小麦对Cd的吸收。将生物量、根系吸Cd能力及Cd从根系向地上分配作为质量指标,灰色关联度分析表明,喷施100μmol·L~(-1) ABA和0.1/1μmol·L~(-1) 24-EBL综合表现最优。
2021年06期 v.55;No.228 1036-1044页 [查看摘要][在线阅读][下载 2485K] - 王泽平;王祎;朱学强;李芳;李青松;杨艳霞;韩燕来;
通过膜分离技术把以稻壳为原料的粗木醋液分离成木醋精制液,通过大田小区试验,研究氮肥减施20%和40%条下木醋精制液浸种处理对玉米产量及氮肥利用率的影响,以期为农林废弃物资源化利用和氮肥减施增效提供参考。结果表明,不施氮肥(0%N)和减氮20%(80%N)处理均显著降低玉米植株生物量和子粒产量,但是80%N配合木醋精制液浸种处理(80%N+M)玉米产量与常规施肥(100%N)处理无显著差异。氮肥减施40%时,即使木醋精制液浸种处理也会造成产量显著降低。在大喇叭口期,80%N+M处理下玉米叶片硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合酶活性显著高于100%N处理,而在灌浆期两个处理间无显著差异。80%N处理显著降低了玉米植株氮转运率以及氮转运对子粒氮的贡献率,但是80%N+M处理与100%N无显著差异。此外,吐丝期和收获期,与100%N相比,80%N+M处理可显著提高氮肥利用率。综上,通过木醋精制液浸种可实现夏玉米氮肥减施20%不减产,并且提高氮肥利用率。
2021年06期 v.55;No.228 1045-1051页 [查看摘要][在线阅读][下载 1689K] - 袁泽科;陈喜娜;胡珍珍;赵全志;孙红正;
为探究推迟播期对河南沿黄稻区粳稻产量和品质性状的影响,选用河南沿黄稻区11个粳稻品种为研究材料,以沿黄稻区正常播期为对照,设置播期推迟10和20 d 2个播期处理,以研究播期推迟条件下粳稻品种产量和稻米品质相关性状的变化趋势。结果表明,推迟播期后供试水稻品种抽穗开花期相应推迟,播期每推迟10 d,生育期缩短3～7 d。播期推迟后产量相关性状如株高、单株穗数、穗长和穗粒数呈降低趋势。稻米品质性状方面,加工品质和外观品质变优,整精米率提高、垩白粒率显著降低,其他品质性状,如胶稠度,有随播期推迟呈现降低的趋势,稻米直链淀粉含量在不同播期间没有显著差异,蛋白质含量的变化趋势不显著。由此可见,播期推迟后导致水稻产量降低,而稻米整精米率和外观品质变优。
2021年06期 v.55;No.228 1052-1057+1064页 [查看摘要][在线阅读][下载 1309K] - 常彦鹏;耿梓宸;王坤;李梦琪;张博;赵文丽;
为探明OsBLR1对水稻(Oryza sativa L.)萌发的影响及相关机制,以OsBLR1的过表达株系OsBLR1-OE(以日本晴[Nip,Oryza sativa L.ssp.japonica cv.]为背景所构建)为材料,分别分析外源ABA和GA_3对OsBLR1转录表达特性的影响,以及萌发过程中ABA和GA_3的含量变化和相关基因表达量变化。结果表明,OsBLR1-OE株系种子萌发速率显著快于Nip;水稻叶片和根部OsBLR1的转录均能被外源ABA和GA_3诱导上调;种子萌发吸胀时,OsBLR1-OE中ABA含量显著低于Nip, GA_3含量显著高于Nip,且GA_3和ABA比值显著高于Nip;荧光定量PCR结果显示,与Nip相比,OsBLR1-OE中ABA合成和转导通路相关基因NCED3、SAPK3和DG1表达量显著降低;OsBLR1-OE中GA合成基因GA_(20)ox1和GA_(20)ox3表达量显著上调,抑制GA活性的GA_2ox3基因表达量显著下降。
2021年06期 v.55;No.228 1058-1064页 [查看摘要][在线阅读][下载 1941K] - 闻静;刘俊;段华平;林国卫;蔡红;张莉;赵刚;
为探究三叶青ThBLH转录因子在块根发育不同时期、不同光质及光周期处理下相对表达量差异,分析光信号与ThBLH转录因子相对表达量及三叶青块根发育之间的关系,利用基础生物信息学分析软件对转录组中的ThBLH序列进行核酸及推测蛋白质序列的生物信息学分析,对所筛选到的ThBLH的cDNA进行PCR克隆验证,利用qRT-PCR法检测不同处理中ThBLH相对表达量。生物信息学分析表明,克隆的ThBLH cDNA所编码的蛋白质具有典型的BEL1-lIKE保守域及相关的保守氨基酸序列;块根中2个ThBLH基因的cDNA表达水平显著高于纤维根;ThBLH1相对表达量在短日处理中显著高于其他光周期处理,ThBLH2在短日处理及24 h光照处理下分别在20:00及次日4:00出现了表达高峰;红光可以促进ThBLH1在叶片中的表达,蓝光处理下块根中该基因相对表达量显著低于其他处理;白光处理下块根中ThBLH2相对表达量显著高于其他处理。本研究中的ThBLH基因的表达水平与块根的发育表现出正相关性,光周期及蓝光处理中ThBLH1的表达模式呈现出规律性。
2021年06期 v.55;No.228 1065-1073页 [查看摘要][在线阅读][下载 2798K]
- 李永丽;周洲;曲良建;尹新明;
为探究贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)Pm9对植物病害的生防潜力,明确其抑菌广谱性、无菌发酵滤液抑菌活性的稳定性、抑菌机制和抑菌物质遗传基础,并为生防制剂开发利用提供依据,采用平板对峙法测定菌株Pm9对小麦赤霉病菌(Fusarium graminearum)、小麦全蚀病菌(Gaeumannomyces graminis)、小麦纹枯病菌(Rizoctonia cerealis)、君子兰茎基腐病菌(Fusarium proliferatum)、番茄灰霉病菌(Botrytis cinerea)和南天竹炭疽病菌(Colletotrichum karstii)6种供试植物病原菌的抑制作用。以葡萄座腔菌(Botryosphaeria dothidea)为供试病原菌,测定菌株Pm9无菌发酵液抑菌物质稳定性,并考察无菌发酵滤液对葡萄座腔菌孢子萌发和菌丝生长的影响。利用3代Nanopore测序仪测定菌株Pm9的全基因序列,通过BLAST比对分析明确抑菌作用的遗传基础。结果表明,菌株Pm9对6种植物病原菌均具有抑制作用,抑制率在55.5%～87.5%之间。菌株Pm9无菌发酵滤液在pH 4～10之间抑菌活性稳定,耐受酸碱范围广,同时对紫外线照射和蛋白酶K不敏感,80℃以内具有较强的热稳定性。菌株Pm9可使葡萄座腔菌菌丝膨大畸形,抑制菌丝生长和孢子萌发。菌株Pm9含有合成地非西丁(difficidin)、丰原素(fengycin)、bacillibactin、表面活性素(surfactin)等多种肽聚糖和聚酮糖类抗性化合物的基因簇,以及能够降解病原菌细胞壁的β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶相关的基因。贝莱斯芽孢杆菌Pm9可抑制多种植物病原菌的生长,抑菌物质稳定性高,具有产生多种肽聚糖和聚酮糖类抗性化合物和细胞壁水解酶的能力,本研究为菌株Pm9进一步开发应用奠定了基础。
2021年06期 v.55;No.228 1081-1088页 [查看摘要][在线阅读][下载 2098K] - 杨颖;文小玲;章秀华;
为解决判定水稻病虫害类型所需样本多、处理设备要求高等问题,以健康水稻及褐斑病、铁甲虫病、稻瘟病水稻为研究对象,基于方向梯度直方图(histograms of oriented gradients, HOG)和局部二值模式(local binary pattern, LBP)加权融合的方法对水稻病虫害图像提取特征,利用支持向量机(support vector machine, SVM)对水稻进行分类识别。结果表明,基于HOG和LBP混合特征的水稻病虫害识别方法在小样本的情况下识别分类正确率为94.2%,优于HOG、LBP及GLCM(gray-level co-occurrence matrix)单一特征描述分类准确率。通过进一步结合多尺度检测对病斑目标定位,该方法所得检出率为90.7%,高于YOLO v3和Fast R-CNN深度学习算法,并获得最短训练时间。本研究在样本量少及处理效率方面具有明显优势,能够满足田间对水稻病虫害分类及检测的农业需求,在今后农业信息化领域具有巨大应用潜能,适用于结合移动设备进行田间交互采集处理。
2021年06期 v.55;No.228 1089-1096页 [查看摘要][在线阅读][下载 1711K] - 焦健;夏炎;武雪莉;王苗苗;宋春晖;庞宏光;白团辉;宋尚伟;黄松;郑先波;
利用逆转录重组酶聚合酶扩增技术(Reverse transcription-recombinase polymerase amplification, RT-RPA),为苹果病毒的快速检测提供技术支持。以苹果茎沟病毒(apple stem grooving virus, ASGV)、苹果茎痘病毒(apple stem pitting virus, ASPV)、苹果褪绿叶斑病毒(apple chlorotic leaf spot virus, ACLSV)和苹果坏死花叶病毒(apple necrotic mosaic virus, ApNMV)为检测对象,通过特异性RPA引物设计以及反应条件优化,对检测方法的灵敏度、特异性进行评价,并与传统RT-PCR方法进行比较。结果表明,所设计的RPA引物特异性高,反应温度为37℃,反应时间为20 min, RT-RPA对4种苹果病毒的检测灵敏度为9.63×10~1 copies,是普通RT-PCR的10~2～10~3倍。所建立的RT-RPA检测方法具有等温反应、检测速度快、灵敏度高等优点,可以用于快速检测苹果病毒病。
2021年06期 v.55;No.228 1097-1103页 [查看摘要][在线阅读][下载 1655K] - 李雷雷;蔡智勇;范志业;陈琦;侯艳红;刘迪;陈莉;王文豪;沈海龙;李世民;
为筛选防治小麦赤霉病的有效药剂,测定了戊唑醇、多菌灵、氰烯菌酯、丙环唑·嘧菌酯、丙环唑5种药剂对小麦赤霉病菌的室内毒力与田间防治效果。结果表明:戊唑醇对小麦赤霉病的毒力最强,EC_(50)值为0.351 2 mg·L~(-1),其次是氰烯菌酯、多菌灵、丙环唑·嘧菌酯、丙环唑,EC_(50)值分别为:0.378 7、0.720 6、0.866 6和2.504 4 mg·L~(-1)。采用自然发病和土表接种法相结合诱发小麦赤霉病,于小麦扬花初期施药观察不同药剂处理对小麦赤霉病的防效。结果显示:氰烯菌酯对小麦赤霉病病指防效最高,达到了83.33%;而丙环唑·嘧菌酯对小麦的增产作用最明显,达到了14.95%。氰烯菌酯和戊唑醇均可以作为河南省防治小麦赤霉病的主要药剂。
2021年06期 v.55;No.228 1104-1108页 [查看摘要][在线阅读][下载 1244K]
- 李东利;蒋鹏;万佳淼;田超;刘恒青;张丽萍;姬强;
为探讨瘠薄灰钙土对外源生物质炭输入的响应机制,采用盆栽试验,研究了不同生物质炭添加量(0.80%,2.40%和7.20%)对土壤团聚体的影响,以及对土壤有机碳矿化的激发效应。结果表明,与对照相比,添加生物质炭可以显著提高田间持水量,增幅可以达到1.90%～21.20%;生物质炭促进直径>0.25 mm的大团聚体的形成,并显著增加土壤有机碳和水溶性有机碳含量,增幅分别为11.00%～303.54%和27.20%～128.40%,且增幅随着生物质炭输入量的增加而显著增大,其中以7.20%生物质炭添加量效果最佳;而土壤微生物量碳的含量呈相反的趋势,随生物质炭施用量的增加而降低,降幅为2.90%～46.00%。生物质炭施入有助于土壤水分的储存,在短期内会造成对土壤有机碳和土壤溶解性有机碳的激发效应,生物质炭过量输入会抑制土壤微生物活性,降低土壤微生物量碳的累积。低肥力灰钙土高温热解生物质炭输入量宜为2.40%～7.20%。
2021年06期 v.55;No.228 1128-1133页 [查看摘要][在线阅读][下载 1483K] - 柳萌;何斌;赵鹏;党永富;张梦茹;张雯雯;
在典型的冬小麦-夏玉米轮作酸性农田,设置不施用(CK)和施用生物炭吸附聚谷氨酸(F,按推荐施用量67.5 kg·hm~(-2)于小麦季旋地前、旋地后和苗期分3次施用)处理,探究生物炭吸附聚谷氨酸对小麦季和玉米季作物产量、穗数、穗粒数和千粒质量以及不同土层pH和团聚体含量的影响。结果表明,施用生物炭吸附聚谷氨酸使冬小麦和夏玉米分别增产37%和25%。处理F对2季0～20 cm土层pH影响不显著。小麦季处理F通过加速0～20 cm土层大团聚体裂解和促进粉黏粒聚合,增加该层微团聚体数量和团聚体总数量;0～20 cm土层微团聚体与小麦产量、穗数和穗粒数显著正相关(P<0.01)。处理F显著增加玉米穗粒数和千粒质量,它们与玉米产量呈显著正相关(P<0.01)。试验表明冬小麦-夏玉米轮作模式下,在小麦季喷施生物炭吸附聚谷氨酸可以改善酸性农田土壤结构,促进作物养分吸收,从而提高的作物产量。
2021年06期 v.55;No.228 1134-1141页 [查看摘要][在线阅读][下载 1461K]