摘要:砷(As)作为一种广泛存在的类金属污染物,分布于土壤、水体和大气中,可以通过自然释放与人为活动进入环境,对植物生长和生态系统安全构成严重威胁。砷污染已成为全球性环境难题,其慢性毒性不仅会抑制植物光合作用、破坏细胞结构,导致农作物减产和品质下降,还会通过食物链富集放大,对动物及人类健康产生长期且不可逆的危害。近年来,植物响应砷胁迫的机制研究取得显著进展,涉及生理适应、分子调控及根际微生态互作等多个层面。本文系统阐述植物对砷的吸收转运、解毒代谢、抗氧化防御等生理过程和关键基因与信号通路的分子调控网络,以及根际微生物与化学环境对砷的生物有效性影响,并展望其未来研究方向与趋势,以期为砷污染环境的植物修复和农业安全生产提供理论支持。
摘要:植物病毒严重影响农作物的产量和品质,造成较大的经济损失。在自然界中,植物病毒主要通过直接接触、机械摩擦和媒介等方式在植物间进行水平传播,也可通过种子垂直方式进行传播。其中,种子垂直传播对病害流行和长距离传播影响重大。为此,本文针对葫芦科、豆科、茄科等不同科作物的种传病毒种类、传毒率、传毒方式、检测方法进行系统梳理,综述植物种传病毒的研究现状,以期提高对种传病毒的认识,提升病毒防控效果,助力农作物提质增效。同时,还梳理了病害的检测技术。随着检测技术灵敏度的提升以及原位杂交等技术的应用,已报道的种传病害种类及其传毒方式也会发生变化,明确病毒的传播途径对制定有效的病害防控策略极为重要。下一步,应充分利用现有技术手段,重新评估种传病毒的发生情况,为病害的精准防控及后续研究奠定基础。
摘要:土壤健康作为农业可持续发展的基本保障,受到粗放式管理以及连年耕作造成的负面影响,其中连作障碍是我国农业发展的阻碍之一。蔬菜产业的发展受到土壤健康的严重制约,由于蔬菜主产区相对集中,长期连作已成为蔬菜产业高效发展的重要影响因素。微生物菌剂可以有效改善土壤环境,提高蔬菜产量,对缓解蔬菜连作障碍具有重要意义。微生物菌剂在改善土壤结构与肥力、促进蔬菜生长与养分吸收、增强蔬菜抗逆性、土壤修复与污染治理、恢复受损生态系统的微生物多样性,增强生态系统的自我调节能力等方面具有重要作用。综述微生物菌剂对蔬菜质量和产量,对土壤环境改善,病虫害的抵御以及与其他生物试剂联合使用等方面的研究进展,以期为微生物菌剂在蔬菜连作障碍消减的具体应用中提供参考。
摘要:稻虾综合种养是一种高效的生态种养模式,通过水稻种植与虾类养殖的协同共生,实现水土资源高效利用与生态经济效益双赢。本文论述了稻虾综合种养的稻田改造模式——环沟式与无环沟式的改造要求与优化路径,重点解析了稻虾轮作、稻虾共生、一稻两虾和一稻三虾种养模式流程及其生态和经济效益。在种养关键技术方面,论述了饲料营养与免疫添加剂的最适添加量和效能;分析了生态调控技术应用策略及其对可持续生产的促进作用;此外,结合智能化发展趋势,深入阐述了基于遥感技术与神经网络算法的智能管理系统在稻虾综合种养中的应用,通过数据驱动模式推动精准养殖与生产管理转型,为产业升级提供理论支撑。建议未来以产学研协同为核心,推动稻虾综合种养技术的发展,建设智慧生态农场示范区,形成可复制的高效生产的现代化种养范式,为推进我国乡村振兴进程注入动力。
摘要:大豆疫霉根腐病(PRR)是威胁全球大豆产业的毁灭性土传病害,在我国东北主产区重病田块可致减产超60%,叠加85%的大豆进口依存度,抗病品种培育成为“大豆振兴计划”核心任务。本文系统综述大豆疫霉根腐病抗性基因研究进展,整合致病机制、遗传基础与防控技术。病原菌群体监测显示,东北主产区1号小种比例从2015年的20%升至2023年的35%,其效应子Avr1d与GmPUB13在15℃低温下互作效率提升30%(结合能降低1.2kcal/mol),PsXEG1激活β-葡聚糖酶活性提升40%,协同驱动侵染。遗传研究揭示,Rps1k通过水杨酸通路诱导PR-1蛋白上调8.2倍,木质素沉积增加 35%,病斑扩展速率降低65%;qRps3 -1与 qRps8-1等 QTL 聚合可将抗性提升 25%,揭示多基因调控木质素合成网络机制。“GWAS(230 万 SNP)—CRISPR- Cas9(效率 85%)—SSR”技术体系成功应用于育种,如黑农84品种推广面积为3.33万hm2,增产15%且抗病率达82%。本研究整合时空转录组、AI预测模型(准确率91%)、工程化芽孢杆菌技术,提出“多基因动态聚合+小种预警+微生态调控”策略,旨在为大豆产业安全提供跨学科解决方案。
摘要:为提高烟叶产量,烟农习惯过量施用化学氮肥,使烟株生长过分旺盛,容易造成烟叶贪青晚熟、烤后烟叶质量下降等问题,如何适量减施化学氮肥以提高烤烟质量就显得至关重要。本文综述了减施化学氮肥对烤烟生长发育、根系和叶片生理代谢指标、农艺性状、经济性状和经济效益、外观质量、物理特性、常规化学成分含量及其适宜性指数、香味成分、感官质量的影响。一般减施化学氮肥10%~20%,并结合农艺措施能促进烤烟生长,增加烤烟根系活力和叶片净光合速率,有效提高烤烟经济性状、外观质量和感官质量,还能调节烤烟物理特性、常规化学成分的协调性。此外,本文还综述了减施化学氮肥对烤烟生长生理和产质量的影响,并对今后开展烤烟减施化学氮肥的重点研究方向进行了展望。
摘要:基于金银花基因组分离得到MYB基因,用生物信息学方法对金银花MYB转录因子家族成员进行鉴定和分析,并研究其密码子使用偏性,以期为进一步研究金银花MYB转录因子的生物学特征和功能提供参考依据。主要基于金银花基因组数据,利用生物信息学方法对其MYB基因家族进行鉴定,分析其染色体定位、理化性质,同时进行磷酸化位点、二级结构和三级结构预测及共线性、转录组表达模式分析;用CodonW、EMBOSS等程序对密码子偏好性进行分析。结果表明,鉴定得到的133个金银花MYB转录因子,不均等地分布于9条染色体和2条contig片段上,其氨基酸残基序列数量在113~1767个之间,相对分子量在13.60~193.33ku之间,等电点在4.42~11.52之间。研究明确了金银花MYB转录因子位置及数量分布特征,其中丝氨酸磷酸化位点的数量占比超50%。无规则卷曲是MYB多肽链中主要的结构组成部分,在不同蛋白质之间,元件类型相同,但比例不同,会使其空间结构也不同,从而呈现不同功能。表达模式分析结果显示,金银花MYB基因在花蕾中高表达的数量较多。金银花LMYB偏好使用以A/U结尾的密码子,并且偏好性较弱。研究确定了4个最优密码子,分别为UAA、AAG、CCU、UGA。中性绘图分析、ENC-plot分析结果均表明,自然选择是影响密码子偏好性的主要因素:PR2偏倚性分析结果表明,突变压力亦会影响密码子的偏好性。MYB转录因子家族在进化过程中存在基因扩张和缺失的现象,主要受到自然选择的影响,金银花MYB转录因子家族可能广泛参与各类植物器官的发育过程。
摘要:为探究蓖麻蚕热激蛋白PcrHsp90基因在高低温胁迫下的响应机制,揭示其抗逆性分子机制。本研究利用RACE技术结合PCR扩增获得PcrHsp90基因序列并进行生物信息学分析,通过荧光定量PCR检测目的基因在高低温胁迫下的表达情况。结果表明,以蓖麻蚕丝腺 cDNA为模板,克隆获得 PcrHsp90基因全长 cDNA序列(GenBank 登录号:PV799957)。该序列全长2469 bp,包含102bp的5′非编码区(5′UTR)和213bp的3′非编码区(3′UTR),开放阅读框为2154bp,编码717个氨基酸。蓖麻蚕HSP90预测蛋白分子量为82.3ku,理论等电点为5.01;序列含有热激蛋白家族特征性签名序列(YsNKEIFLRE)和C端胞质保守基序MEEVD;未发现信号肽和跨膜结构域,但存在多个糖基化与磷酸化修饰位点。氨基酸同源性分析表明,蓖麻蚕HSP90与其他鳞翅目昆虫的氨基酸同源性>94%,遗传距离为0.01~0.06;系统进化关系显示,蓖麻蚕与柞蚕、琥珀蚕和天蚕有较近的亲缘关系。qPCR检测显示该基因在蓖麻蚕各组织中普遍表达,且呈现温度依赖性调控:与25℃对照组相比,高温胁迫显著诱导基因表达,而低温条件下表达受抑制。研究结果证实PcrHsp90在蓖麻蚕温度适应性中发挥关键作用。
摘要:通过揭示绣球花萼颜色转变的关键基因及其调控机制,为绣球栽培及花色育种提供重要理论依据。对待现蕾期的2加仑规格无尽夏绣球,采用含0、3mmol/LAl?(SO?)?的霍格兰营养液(pH值4.5)进行不同浓度铝处理。于盛花期采集绣球红[0 mmol/LAl?(SO?)?]、蓝[3mmol/L Al?(SO?)?花色植株的花萼样品测定铝含量,同时取根、茎、叶、花萼组织进行转录组测序。通过生物信息学方法筛选差异表达基因进行功能富集分析,并结合病毒诱导基因沉默(VIGS)等基因功能验证技术,系统研究绣球花萼颜色变化的分子机制。结果表明,铝离子在蓝色花萼中的累积量(2.46mg/g)显著高于红色花萼(0.55mg/g)中。对红色和蓝色花萼绣球的不同组织部位进行转录组测序,分别在根、茎、叶、花萼中鉴定出1443、818、476、342个特有差异基因。对不同组织部位的差异基因进行GO和KEGG富集分析,结果表明,蓝色绣球在多个组织中均表现出显著的转录组特征差异,其中花萼中的特异性差异基因显著富集于苯丙烷类生物合成通路。联合转录组和qPCR分析表明,花青素合成通路中的关键调控点类黄酮3,5-羟化酶基因(HmF35H)在蓝色萼片中特异性表达,与红色萼片相比,该基因表达量显著上调。利用病毒诱导基因沉默技术对HmF35H1基因功能进行验证,结果表明外源添加铝离子处理下,HmF35H基因抑制株系(TRV::HmF35H1)的花色呈红色,从而证实HmF35H基因是铝离子诱导绣球花萼蓝色形成的关键基因。本研究基于转录组学和VIGS技术,发现铝离子通过激活苯丙烷代谢通路中关键基因HmF35H的表达,驱动绣球花萼中花青素修饰过程,从而实现花萼颜色由红向蓝的转变,为绣球栽培及定向花色育种奠定了理论基础与技术支撑。
摘要:积棋属隶属于鼠李科,因其弯曲膨大、肉质肥厚的果序轴形态而闻名。关于枳棋属植物遗传方面的探索,特别是在叶绿体基因组的结构与多样性方面较为有限。鉴于叶绿体基因组在系统发育研究中的重要性,深入了解积棋属叶绿体基因组的结构和特征十分必要。对积棋属2个物种北积棋(Hovenia dulcis)和毛果积棋(H. trichocarpa)及1个变种俅江积棋(H.acerba var.kiukiangensis)的叶绿体基因组进行高通量测序、组装和注释,联合已公布的2个积棋(H.acerba)的叶绿体基因组序列,比较分析积棋属植物叶绿体基因组的结构特征,构建本属物种间的系统发育关系。结果发现,具有典型四分体结构的积棋属叶绿体基因组序列长度在161628~161853bp之间,GC含量36.60%~36.70%。完整基因组共包含133~134个基因,除去19~20个重复基因后,包含80个PCG基因、30个tRNA基因和4个rRNA基因。密码子偏好性分析显示,偏好使用A/U结尾的密码子;散在重复序列检测结果显示主要为正向重复和回文重复;简单重复序列分析发现,SSR以单碱基重复为主,主要组成碱基为A/T;构建的鼠李科植物的系统发育关系显示,积棋属物种聚为独立的单系类群,与枣属(Ziziphus)、马甲子属(Paliurus)植物亲缘关系最近;属内俅江积棋与积棋以100%的支持率紧密地聚在一起,与系统树基部的毛果枳棋、北枳棋关系相对稍远。
摘要:为明确黄淮南片小麦新品种(系)的农艺性状、品质性状及综合抗性表现,2024—2025年采用遗传多样性分析、相关性分析、主成分分析等方法对黄淮南片麦区的18个小麦新品种(系)在23个试点的产量、农艺性状与品质性状及其之间的关联机制进行了解析,并对条锈病等5种病害与穗发芽的抗性进行量化评价。结果表明,供试小麦品种(系)产量平均为 9 019.4 kg/hm2,其中,中麦 9198 产量最高(9 238.8 kg/hm2).华皖麦 17114 产量最低(8722.2kg/hm2)。农艺性状遗传多样性丰富,穗粒数与产量多样性指数最高,分别为2.00和1.96,黑胚率变异系数最大(70.6%)。品质性状中,小麦品种(系)间稳定时间差异较大,变异系数达101.5%,百麦589的稳定时间最长(31.5min);吸水率、容重和蛋白质含量的遗传多样性较大。抗性分析显示,中农539的综合抗性得分最高(77分);供试材料条锈病和叶锈病抗性较好,但对赤霉病、纹枯病和穗发芽抗性较差,其中赤霉病和穗发芽没有表现抗性的材料,感病率达100%,仅1个品种(华皖麦5号)对纹枯病表现为中抗。相关性及通径分析表明,产量构成因子间存在权衡效应,产量与面团拉伸特性呈显著或极显著正相关关系,分蘖力、全生育期和千粒重对产量有直接正向作用。主成分分析提取的前2个主成分累计贡献率71.43%,分别反映生育期与加工品质、产量与群体结构的遗传信息。综上,黄淮南片小麦新品种(系)在产量和加工品质方面具有改良潜力,但对赤霉病、纹枯病、穗发芽的抗性仍需加强。
摘要:为了解黄淮麦区小麦品种的抗病性水平,对2021—2024年通过国家农作物品种审定委员会审定的492个黄淮麦区南片(WS)、北片(WN)小麦品种对赤霉病、条锈病、叶锈病、白粉病和纹枯病5种病害的抗性进行分析与评价。结果表明,黄淮麦区国审小麦品种的抗性水平较低,5种病害的抗病品种(免疫、高抗、中抗)占比均未超过12%,其中纹枯病(1.4%)、赤霉病(1.6%)占比较低,叶锈病占比(11.2%)相对最高,感病品种(慢锈、中感、高感)占比均超过85%,赤霉病、白粉病、纹枯病感病的占比均高于97%。年际间数据显示,叶锈病、白粉病抗病品种占比呈下降趋势,赤霉病抗病品种占比略有升高,条锈病、纹枯病占比的变化规律不明显。黄淮南片与北片之间抗性差异明显,其中黄淮南片小麦品种对赤霉病、条锈病、叶锈病的抗性水平高于北片,而黄淮北片小麦品种对白粉病、纹枯病的抗性表现优于南片。黄淮麦区兼抗性品种匮乏,仅11个品种(占比2.2%)兼抗2种病害,仅1个品种(占比0.2%)兼抗3种病害。系谱分析结果表明,抗条锈病、叶锈病的基因主要来源于周麦系列(如周麦22),而黄淮北片抗病种质资源相对匮乏。综上所述,黄淮麦区国审小麦品种的整体抗病性较差,区域间不平衡且缺乏多抗性资源,建议黄淮麦区在今后育种工作中加强抗源创新,利用现代分子生物学技术进行多抗协同改良,更好地助力黄淮麦区小麦抗病性育种工作。
摘要:为系统探究藜麦三萜皂苷的生物合成关键调控基因及代谢通路,解析其分子调控机制,为藜麦皂苷代谢调控研究及低皂苷品种的选育提供理论依据,通过测定30份藜麦品系的总皂苷含量,筛选出总皂苷含量差异显著的QB9和QB10品系,进行转录组测序技术分析。2个品系间共鉴定到2304个差异表达基因,其中789个基因显著上调,1515个基因显著下调。KEGG富集结果中存在4条与三萜皂苷生物合成相关的代谢通路,其中萜类骨架生物合成途径、倍半萜和三萜生物合成途径是藜麦三萜皂苷形成的关键合成通路。4条合成通路共富集到与藜麦皂苷生物合成相关基因22个。在藜麦皂苷生物合成途径中的前体物质合成阶段,基因L0C110692772、L0C110732629、LOC110713460在此阶段发挥关键作用。在三萜骨架形成阶段,基因L0C110705162、L0C110705167、LOC110707032参与其中。在皂苷元修饰阶段,L0C110714192、L0C110725244赋予三萜骨架功能多样性。这些发现为深入解析藜麦皂苷生物合成的分子机制提供了重要线索。
摘要:通过用氮改性生物炭部分替代化学氮肥,探究氮改性生物炭与化肥配施对稻田土壤氮素含量、水稻产量、养分积累及氮素利用的影响,以期为减少稻田化肥施用量、优化生物炭使用提供参考和依据。采用田间试验,共设如下5个处理:T0处理,常规施肥处理,100%化肥N:T1处理,20%氮改性生物炭N+80%化肥N;T2处理,40%氮改性生物炭N+60%化肥N;T3处理,60%氮改性生物炭N+40%化肥N;T4处理,100%氮改性生物炭N。结果表明,虽然各处理的土壤全氮含量在各时期间无显著差异,但试验初期T4、T3处理的全氮含量分别较T0处理增加了15.5%、6.2%,收获期T1~T4处理的全氮含量均略高于TO。在5—6月,土壤铵态氮含量均为T4处理最高,收获期T3、T4处理的土壤铵态氮含量较T0处理显著增加。T1、T2、T3、T4处理的产量分别较T0处理提高了-0.5%、6.5%、11.6%、28.6%,生物量分别较T0处理提高了0.9%、6.8%、10.8%、26.9%。随着氮改性生物炭投入比例的提高,水稻产量、生物量均呈现上升趋势,T4处理显著优于其他处理。施加氮改性生物炭处理的氮素、磷素、钾素积累量均高于TO处理,且总体而言生物炭投入比例越高,积累量越高。除T1处理外,施加氮改性生物炭处理的氮肥偏生产力均高于TO处理。T4处理的氮肥偏生产力显著高于其他处理,较T0处理增加28.5%。氮改性生物炭与化肥配施处理在提高水稻产量、促进养分积累、提升氮素利用效率等方面有一定效果,氮改性生物炭全量替代化肥的效果最佳。
摘要:为探究辽河平原水稻生育期施氮量减少及施氮时期后移配置对水稻产量及氮素利用率的影响,制定科学合理的水稻生育期减氮及氮肥后移方式,在保证稳产、增产的同时,提高氮素利用效率。以常规粳稻品种盐粳935为试验材料开展大田试验,以CK(常规施肥,纯氮240kg/hm2,基肥+蘖肥+倒5叶穗肥)为对照,设H1(减氮10%,基肥+蘖肥)、H2(减氮10%,基肥+倒5叶穗肥)、H3(减氮10%,基肥+倒3叶穗肥)、H4(减氮20%,基肥+倒5叶穗肥)、H5(减氮20%,基肥+倒3穗肥)5个氮肥运筹处理。结果表明,成熟收获时减氮10%后移至倒3叶施肥(H3)处理产量最高,为9776.70kg/hm2,且与其他处理差异显著;减氮10%、减氮20%的各情况下均以后移至倒3叶施肥处理产量最高;减氮10%后移至倒3叶施肥(H3)处理的氮肥利用率、氮肥农学利用率、氮素收获指数、氮素生理利用率均最高,分别为46.08%、12.06kg/kg、76.42%、26.17kg/kg,比CK处理增加17.6%、36.1%、22.2%、15.8%。合理科学的减氮后移方式更吻合水稻生长发育中氮素的供求规律,减少氮素在土壤中的残留,提高氮肥利用效率、氮肥农学利用率等,降低生产成本的同时减轻对环境的污染,为收获时稳产高产奠定基础。
摘要:为阐明水氮耦合条件下棉花冠层归一化植被指数(NDVI)对棉花叶片氮素含量的响应特征,于2024年在新疆维吾尔自治区昌吉回族自治州典型棉田开展田间试验。试验采用双因素完全随机区组设计,设置3种灌溉水平0.8W(W1)、1.0W(W2)、1.2W(W3)和4个施氮水平N1(240 kg/hm2)、N2(280kg/hm2)、N3(320kg/hm2)和N4(360kg/hm2),共12个处理组合。利用无人机多光谱遥感平台在不同生育时期获取冠层NDVI,并同步测定叶片氮素含量,系统分析其时序变化规律及相关性。结果表明,棉花NDVI在生育期总体呈先升高后下降的变化规律,盛花期至结铃期处于较高水平,不同水氮组合间存在明显阶段性差异:不同施氮处理条件下,NDVI与叶片氮素含量之间均表现出较好的正向关系,线性回归拟合效果较好(r2>0.94),其中7月9日和8月9日这2个关键时期对应关系更为稳定;水分条件对NDVI表达及其与叶片氮素的关系具有明显调节作用,较低灌溉条件下部分处理NDVI偏低,适宜灌溉条件下部分处理在盛花期和结铃期表现较好,而较高灌溉条件下不同处理优势则表现出一定阶段差异。说明NDVI对棉花叶片氮素变化具有较强响应能力,但其诊断效果受水分条件、施氮水平和生育时期共同影响。综上,NDVI可作为表征棉花叶片氮素营养状态的重要遥感指标,在适宜水氮管理条件下具有较好的应用潜力,可为棉花精准施肥与田间养分诊断提供技术支撑。
摘要:为了解不同穗型谷子品种的特性,探索其产量形成机制,以大穗型谷子品种张杂谷33号和张杂谷13号、中穗型谷子品种蒙红谷1号和蒙红谷2号、小穗型谷子品种龙谷49和龙谷50为材料,研究不同穗型谷子品种农艺性状、干物质积累及转运和光合性能及其对产量的影响。结果表明,不同穗型谷子品种的产量表现为大穗型>中穗型>小穗型。大穗型谷子品种的穗长、单穗重、单穗粒重、穗粗和茎粗各项性状指标明显高于中穗型和小穗型;生育期内保持较高的叶面积指数和SPAD值,叶片长宽比居中,具备较好的光合性能;花后干物质积累量、干物质转运量和转运率、干物质转移对籽粒的贡献率高,促进产量的形成。中穗型谷子株高最高;叶片长度方面,上部4张叶片表现为大穗型>中穗型>小穗型,倒5叶至倒9叶则以中穗型叶片更长;除倒1叶外,中穗型谷子叶片长宽比均高于其余穗型,能提高光能利用率。小穗型谷子品种开花期叶面积指数低,但粒叶比高,同时在抽穗后保持较高的SPAD值,叶片具有较强的光合能力,有一定的增产潜力。
摘要:为探究种植密度对不同类型花生品种农艺及产量性状的影响,筛选适宜的种植密度及评价指标,以食用型花生品种安花5号、油用型花生品种安花6号为材料,设置15.0、16.5、18.0、19.5、21.0万穴/hm25个密度梯度,测定各处理条件下群体的主茎高、侧枝长、单株总分枝数、单株结果枝数等农艺性状,以及单株生产力、百果重、百仁重、出米率、产量等经济性状,利用GGE双标图系统解析各性状的密度效应。结果表明:(1)2个品种不同性状指标对种植密度的响应不一,安花5号的主茎高、侧枝长在高密度下优势更明显,而安花6号的荚果产量、籽仁产量、百果重在高密度下更有优势;(2)安花5号的荚果产量、籽仁产量与单株生产力、单株饱果数呈正相关,与百仁重呈强负相关,安花6号则与之相反。安花5号单株生产力与主茎高、侧枝长、百仁重呈强负相关,而安花6号与之相反;(3)2个品种的单株生产力均具有较强的区分力和代表性;(4)安花5号种植密度为18.0万穴/hm2时产量和净产值最高,安花6号种植密度为19.5万穴/hm2时产量和净产值最高。综上本研究为解析花生各性状的密度效应提供了便捷直观的分析工具,为花生的高产高效栽培提供理论依据。
摘要:采用随机划区试验,进行5年监测试验,设置常规施肥(CK)、常规化肥减施30%(CK70)、化肥减施30%添加有机肥(MF)以及MF分别配施低温(MBL)、中温(MBM)、高温(MBH)生物炭的处理,分析减量施肥条件下有机肥配施生物炭对苹果园土壤理化性质、团聚体结构、固碳效果及苹果产量的影响。结果表明,与CK相比,连续5年化肥减施30%处理(CK70处理)降低了0~30cm土壤全量元素(全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷、有效钾)含量、阳离子交换量、土壤有机碳(SOC)含量及相关活性有机碳组分(颗粒有机碳、可溶性有机碳、易氧化有机碳、轻质有机碳、微生物量碳)含量,消耗了有机碳储量,5年内苹果平均产量减产13.43%。在化肥减施30%的基础上单施有机肥或配施生物炭对上述指标均具有一定促进作用,并且降低了土壤容重,提高了土壤pH值,并改善了土壤团聚体结构,使大粒级团聚体 (R0.25)比例、几何平均直径、平均重量直径显著提高,以MBH处理的表现整体较优。与MBH处理相比,其他处理的碳库活度、碳库活度指数、碳库指数、碳库管理指数分别降低2.04%~20.41%、1.77%~20.35%、15.72%~49.06%、33.53~105.80百分点。此外,与CK相比,MBH连续施用5年后,有机碳储量显著提高28.58%,5年内苹果的平均产量提高了3.61%。综上,在化肥连续减施30%的条件下,有机肥配施高温生物炭处理可以改善果园的土壤质量,具有固碳、增产的效果,是陇东旱塬区苹果园减肥实践的优选处理。
摘要:为探究喷施不同浓度纳米硅对苹果品质和香气成分的影响,以5年生嫁接于M9-T337砧木上的烟富3号苹果植株为材料,设置纳米硅喷施含量分别为10、20、30、40、50mg/L(T1~T5),以清水为对照(CK),测定果实外在、内在品质及香气成分,并利用主成分分析和综合得分进行评价。结果表明,与CK相比,喷施纳米硅显著提高果实纵径、横横、平均单果重及果实硬度,其中T4处理下果实纵径、横径和单果重最大,而T5处理下果实硬度最高。随着纳米硅含量的增加,果实中淀粉、可滴定酸、总酚和单宁含量均呈上升趋势,且T4处理下达到最高;而可溶性固形物、可溶性糖、可溶性蛋白含量及糖酸比显著下降。同时,纳米硅处理降低了果糖、蔗糖、葡萄糖、柠檬酸和草酸含量,而提高了苹果酸和维生素C含量。苹果香气成分以烯烃类(如α-法呢烯)和酯类(如己酸己酯)为主,其中CK酯类含量最高,T2烯烃类含量最高,T1香气种类最多,达到43种,而T4仅有29种;T2特征香气物质有13种,而T4仅有6种。对所有测定指标进行主成分分析及不同处理综合评价显示,CK综合得分最高,T4最低。综上所述,T4处理能有效延缓果实成熟并提高单果重,建议适当延迟采收;而T2处理对促进果实香气成分的效果最为明显。
摘要:为探究根系干湿分区灌溉(PRI)对葡萄果实品质的影响及其作用机制,以3年生玫瑰香葡萄为试料,在扬州大学避雨大棚内进行试验,采用盆栽方式栽培,以常规灌溉为对照(CK),用根系干湿分区灌溉(PRI)及传统调亏灌溉(RDI)2种不同的节水方式对叶片光合作用、葡萄果实品质进行研究。试验以10d为1个周期,在PRI处理中,交替对两侧根系进行灌溉,单侧每次灌溉5L水;而RDI则是每次对两侧根系各灌溉5L水。试验期间,通过CIRAS-3便携式光合测定系统测量叶片光合参数,并采用分光色差仪、糖度仪、高效液相色谱等仪器测定果径、单果重、果实颜色指数、糖度、可溶性糖含量、总酚含量、花色苷含量和酒石酸含量等果实品质指标。同时,分析果实中酸性转化酶、中性转化酶、蔗糖合成酶和蔗糖磷酸合成酶的活性。结果显示,PRI处理组的可溶性糖含量为CK的141.82%,RDI的107.74%;PRI处理组的果实颜色指数和花色苷含量均显著高于CK组,但与RDI处理组无显著差异。并且PRI处理组的果糖含量为CK组的133.52%,葡萄糖含量为CK组的113.42%。在糖分积累的关键时期(8、12d),PRI处理显著提高了果实中酸性转化酶和蔗糖合成酶(分解方向)的活性。综上所述,根系干湿分区灌溉(PRI)不仅可以减少水的使用并且显著增加了葡萄果实的糖分积累和果皮颜色,其机制可能与PRI可诱导激素信号(如ABA)调控以及提高果实内糖代谢酶的活性有关,表明根系干湿分区灌溉能够在节水的同时显著提升葡萄果实品质,为葡萄栽培的可持续发展提供新的思路和方法。
摘要:为了解决宁夏六盘山地区萝卜种植机械化程度低、病虫害防控依赖化学药剂及收获劳动强度大等问题。以青峰803为试验材料,设计缓释肥 +撒施杀虫剂+垄高20 cm处理(T1 处理)、缓释肥 +撒施杀虫剂+垄高25 cm处理(T2处理)、缓释肥 +灌根杀虫剂+垄高20 cm处理(T3 处理)、缓释肥 +撒施杀虫剂+垄高25 cm处理(T4处理)、复合肥+灌根杀虫剂+垄高20 cm处理(T5处理)、复合肥+灌根杀虫剂+垄高25 cm处理(T6处理),系统探究施肥方式、病虫害防控及垄高对土壤养分、萝卜生长的影响。结果表明,缓释肥配灌根杀虫剂处理(T3、T4处理)显著提高了土壤有机质、速效钾含量。增加了根直径,提升了萝卜可溶性蛋白、可溶性糖含量;高垄处理(T2、T4、T6处理)整体有效提高了土壤速效钾含量、土壤含水量,降低了收获损失率,有利于植株叶宽、根直径、单根重及可溶性蛋白含量的提升,同时能够显著提高产量及经济效益,其中T2处理的效果最佳,相较于T1处理分别提升了7.97%、13.56%。相关性分析结果显示,产量与根直径呈显著正相关,与肉质根长、叶长呈显著负相关。综合评价得出,T2处理在生物学性状、品质、土壤养分调控能力及经济收益等方面的综合得分最高,各处理的综合得分排序为T2处理>T4处理>T1处理>T6处理>T3处理>T5处理。综上,T2处理通过优化土壤养分供应、促进根系发育及提升机械适配性,有效实现了萝卜的高效、优质、省力化生产,为宁南山区萝卜产业的规模化发展提供了理论依据与技术支撑。
摘要:为获得猪伪狂犬病病毒(pseudorabies virus,PRV)US9重组蛋白,并制备能够识别US9蛋白的特异性多克隆抗体,根据PRV HeNLH/2017株US9基因序列设计引物,扩增US9基因并克隆至原核表达载体pET-30a(+)。将重组表达质粒转化至大肠杆菌BL21(DE3),在不同温度下进行诱导表达。随后利用Ni-NTA亲和层析纯化重组US9蛋白,以此为免疫原免疫BALB/c小鼠制备多克隆抗体,并通过SDS-PAGE、Western blot和间接ELISA分析重组蛋白表达效果及抗体特性。结果表明,构建了pET-30a-US9重组质粒,并确定了其最佳诱导表达条件为1mmol/LIPTG、37℃诱导4h。重组表达的US9蛋白分子量约为20ku,且能被His标签抗体特异性识别。随后,利用纯化的US9重组蛋白作为免疫原成功制备了效价高达1:64000~1:128000的多克隆抗体,且该抗体能够与重组US9蛋白、293T细胞中过表达的US9蛋白以及PRV感染细胞中的US9蛋白发生特异性反应。综上,成功获得了高纯度PRVUS9重组蛋白,并制备了具有高效价和良好特异性的多克隆抗体,可作为US9蛋白功能研究的重要检测工具。
摘要:以临沧市双江县种植的烟草品种K326的烟叶为试验材料,对其中橘三(C3F)品级烟叶的化学成分、感官质量和致香成分进行探究,并利用简单相关性分析、典型相关性分析、因子载荷分析、线性回归分析及灰色关联分析等方法,系统全面地研究这3种指标间的复杂关联性。结果表明,双江烟叶的常规化学成分含量与感官质量指标存在显著相关性,特别是总糖、还原糖含量对提升香气质、香气量和质量档次具有显著正向影响;典型相关性分析揭示,双江烟叶感官质量的协调性与总氮、总植物碱、蛋白质含量密切相关;通过因子载荷分析确定了影响感官质量得分的关键化学成分,包括总糖、还原糖、淀粉、氯和蛋白质;灰色关联分析结果表明,烟叶致香成分中类胡萝卜素降解产物类物质含量对外观质量影响相对较大。此外,总糖含量与类胡萝卜素降解产物类物质含量以及美拉德反应物类中大多数物质含量呈现极显著正相关,但与二氢猕猴桃内酯含量呈极显著负相关。研究结果可为双江烤烟质量评价体系的建立、品质等级的科学划分、卷烟工业原料的筛选与适配及优质烤烟的生产提供重要的科学基础,并为制定精准的烟叶质量调控策略提供理论支持,有助于推动双江烟草产业的可持续发展。
摘要:为降低烤制晒烟的纤维素含量,以改善刺激性增强新型原料工业可用性,探究发酵烟叶风味物质变化规律,以纤维素酶活性为指标,利用响应面优化法对1株枯草芽孢杆菌YC-29进行产酶培养基优化,对优化后粗酶液和无菌水发酵烟叶的纤维素含量和挥发性香味物质进行检测分析。结果表明,菌株YC-29的最佳产酶培养基配方为麦麸5.98g/L、豆粕30.01g/L、KCl6.97g/L,纤维素酶活性为31.67U/mL,与初始产酶培养基相比提高了367.83%。烟叶经发酵后,纤维素降解率为28.16%。通过正交偏最小二乘法判别分析发现,烟叶典型香韵中的花香、辛香、酸香和果香类风味物质差异明显,新植二烯、香叶基丙酮、二氢猕猴桃内酯等中性致香成分含量明显增加。烟叶感官品质得到改善,香韵丰富度提高、香气量增加、香气质提升、杂气减轻,刺激性和劲头降低。
摘要:小麦是保障粮食安全的重要作物,河南安阳作为黄淮海麦区典型代表,其产量受气象因子影响显著。针对现有产量预测模型存在气象特征提取粗放、生育期机制融合不足、关键气象信息利用不充分等问题,以安阳市冬小麦为对象,提出一种融合多生育期气象特征的深度学习预测方法(MSMF-DNN)。该方法系统考虑小麦全生育周期的气象影响,将其划分为播种期、分蘖期、拔节期、孕穗期、灌浆期、成熟期等6个阶段,针对每个阶段提取日照时数、气温、地温、降水量、风速等气象统计特征,通过深度神经网络的多层特征学习实现对产量的精确预测。基于安阳历史小麦产量及气象数据的验证结果表明,MSMF-DNN模型的决定系数(R2)为0.95,平均绝对百分比误差(MAPE)为1.54%,均方根误差(RMSE)为117.65kg/hm2,平均绝对误差(MAE)为101.65kg/hm2。上述指标表明,该模型的拟合与泛化能力显著优于传统方法,可有效识别“倒春寒”、持续干旱、连阴雨等极端天气事件对产量的影响。综上,MSMF-DNN模型能够有效捕捉多生育期气象要素对小麦产量的综合影响,具有预测精度高、稳定性好的特点,展现出较强的泛化能力和实际应用价值。本研究可为小麦产量预测提供新的技术途径,也可为农业气象预测模型的机理融合设计提供参考。
摘要:为解决温室环境下草莓果实因遮挡、光照多变及密集生长导致的成熟度检测精度不足问题,提出一种基于改进YOLOv11的轻量化草莓成熟度实时检测方法。该方法在YOLOv11主干网络第12层嵌入高效通道注意力(ECA)机制,通过动态调整通道权重增强对果实关键特征的提取能力。在颈部网络采用slim-neck结构,将GSConv替代传统卷积,并引入轻量级跨阶段部分网络VoVGSCSP模块替代原C3k2,减小运算压力同时有效降低模型大小:融合双向特征金字塔(BiFPN)优化多尺度特征融合,尤其对草莓的颜色和纹理等重要特征进行强化。最后,将检测头替换为EfficientDetHead,可有效和BiFPN协同合作训练,最大化多尺度特征,显著提高模型精度。使用自建温室草莓数据集评估表明,改进模型YOL0的平均精度均值达97.8%,模型大小为3.5MB。与原始YOL0v11相比,平均精度均值提高4.6%,参数量和浮点计算量分别减少35.4%和27.4%,模型大小减小32.7%,推理速度提升约12.5%。该轻量化方法可快速准确识别复杂温室环境中的草莓成熟度,为草莓种植的智能化管理提供有效技术方案。
摘要:探究不同添加量生物炭钝化剂对花生土壤-籽仁镉铅积累及品质、产量的影响,以期为花生安全生产提供参考依据。采用大田试验,设置常规施肥(CK)、常规施肥+有机肥(B1),并在B1基础上施用4个生物炭用量处理(B2~B5),研究不同添加量生物炭对花生土壤速效养分含量、酶活性和土壤-籽仁Cd、Pb积累及花生品质、产量的影响。结果表明,相较于CK,不同添加量生物炭钝化剂能够有效提升土壤肥力,降低土壤-籽仁镉铅含量并且达到提升花生品质、产量的效果。B3处理在提升土壤速效养分、矿质养分方面效果最佳;B4处理在提升土壤酶活性和降低土壤-籽仁Cd、Pb含量方面效果最佳。由花生土壤-籽仁各项指标间的相关关系可知,生物炭能够通过提升土壤肥力,降低土壤Cd、Pb有效性及籽仁Cd、Pb含量,从而达到有效提升花生籽仁品质、产量的效果。其中,相较于CK,B3处理提升籽仁油酸、亚油酸品质最佳,增幅分别为19.98%、23.21%;B4处理提升花生荚果、籽仁产量效果最佳,增幅分别为10.09%、11.20%。综上,B4处理生物炭添加量更加适宜作为该地区提升土壤肥力及花生品质、产量和降低土壤-籽仁Cd、Pb含量的最优施肥方案。
摘要:研究紫花苜蓿与不同作物轮作对土壤化学性质和酶活性的影响,以期筛选出适宜松嫩平原西部地区草田轮作模式,为该地区苜蓿草地的可持续利用和缓解苜蓿连作障碍提供理论依据。通过4年田间定位试验,设置紫花苜蓿8年—复种紫花苜蓿一紫花苜蓿一紫花苜蓿(AAAA)处理、紫花苜蓿8年—青贮玉米—青贮玉米一紫花苜蓿(ACCA)处理、紫花苜蓿8年—青贮玉米—饲用燕麦一紫花苜蓿(ACOA)处理、紫花苜蓿8年—饲用燕麦—饲用燕麦一紫花苜蓿(AOOA)处理和8年紫花苜蓿一饲用燕麦一青贮玉米一紫花苜蓿(AOCA)共5个处理,测定土壤化学性质和酶活性,分析土壤化学性质和土壤酶活性的相关性,研究紫花苜蓿不同轮作模式对土壤质量指数的影响。结果表明,不同轮作模式对土壤全碳含量、全氮含量存在显著影响(P<0.05),对总磷含量、硝态氮含量、速效磷含量和4种酶活性均存在极显著影响(P<0.01)。AAAA处理的全碳含量、全氮含量和硝态氮含量最高,ACOA处理的总磷含量最高,AOOA处理的速效磷含量最高;ACOA处理酸性磷酸酶、β-葡萄糖苷酶和亮氨酸氨基肽酶活性最高,AOCA处理的N-乙酰-β-D-葡萄糖苷酶活性最高。相关性分析表明,土壤化学性质与土壤酶活性存在相互制约的关系。全数据集主成分分析表明,土壤质量指数表现为 ACOA>AOCA>ACCA>AOOA> AAAA。综上,紫花苜蓿不同轮作模式下,土壤化学性质和土壤酶活性发生显著变化,ACOA处理组土壤质量指数最高,其次是AOCA处理,二者的土壤质量指数均极显著高于ACCA、AOOA和AAAA处理。
摘要:为系统揭示鄱阳湖流域2018—2023年化肥减量增效的时空演变特征,剖析其驱动机制,并评估其生态与经济效应,为区域农业绿色转型提供科学依据,选取流域36个县域作为分析单元,收集2018—2023年化肥施用量、利用率及土壤养分和经济等多维数据,运用空间分析、统计回归及农户问卷调查等方法,构建“时空分异精准治理-多元协同驱动-价值链联结转化”分析框架,综合评估化肥减量政策与技术推广效果。分析结果显示,从2018年至2023年,流域平均化肥施用量由412.5kg/hm2降至368.3kg/hm2,累计降幅10.7%;化肥利用率由30.7%升至36.5%。沿湖平原区施用强度最高,山区最低。测土配方施肥技术覆盖率提升至82.6%,高覆盖区化肥利用率高出8.5百分点。有机肥替代试点区域平均用量减少23.5%,农户年均增收320元/亩(1亩≈667.7m2)。空间基尼系数下降,区域差异有所缩小,但高强度区提升空间依然较大。鄱阳湖流域化肥减量增效取得显著成效,生态环境与经济效益同步提升,但区域间不均衡与部分技术推广难题仍需关注。建议继续加强精准治理和协同机制建设,推动农业绿色高质量发展。
摘要:秸秆还田作为绿色可持续的农业生产方式,已有很多学者对其增产和 CH4排放效应进行评估,但很多学者忽略了不同的农业管理措施对秸秆还田后的增产和 CH4排放效应的影响。基于414组研究数据,以自然对数比(lnR)作为效应值,采用随机效应模型进行Meta分析,评估秸秆还田后不同农业管理措施对水稻产量和 CH4排放的影响。结果表明,秸秆还田会增加水稻产量(4%)和 CH4排放量(44.3%)。不同农业管理措施对增产效应和 CH4的排放效应会造成影响:(1)产量与秸秆还田量呈显著正相关,当秸秆还田量 >9 000kg/hm2时增产效果达 12.4%;CH4排放对秸秆还田量的响应存在阈值效应,当还田量增至 6000~9000kg/hm2时,其对 CH4的促进效应较 3000~6000kg/hm2下降9.6%。(2)施氮量为 200~250kg/hm2时,对产量增幅最明显,可达10.1%;施氮量 <150kg/hm2时,对 CH4排放增加效应最小,为25.7%。(3)秸秆还田年限 >6年可以增产5.9%,而 CH4的排放量随还田年限呈现先降后升的趋势。(4)秸秆混施较秸秆覆盖在增产和减排方面均表现更优。(5)对4种不同的耕作方式而言,免耕和犁耕都约增产5%,但犁耕的 CH4排放增幅(34.4%)显著低于免耕(46.4%)。(6)不同秸秆类型中,油菜秸秆在增产和减排方面综合表现最优。此外,通过构建随机森林模型发现,秸秆还田量、氮肥施用量以及秸秆类型是影响水稻产量效应和 CH4排放效应的最主要因素。
摘要:阐明山西省小麦生产体系碳氮排放的年际变化特征,对我国实现“碳中和、碳达峰”的“双碳”目标至关重要。基于生命周期评价法(LCA).定量分析2014—2023年山西省小麦碳氮足迹及其构成,以期为山西省小麦绿色低碳生产提供理论依据。结果表明,2014—2023年间,山西省小麦生产体系的单位面积成本和单位产量成本均呈上升趋势,2021年后明显增加:农资投入成本主要为机械(占比41.94%~48.27%)和肥料(占比32.19%~34.78%);小麦单位面积碳足迹和单位产量碳足迹分别为2.31t/hm2、0.55t/t,单位面积氮足迹和单位产量氮足迹分别为78.95 kg/hm2、18.74gkg,碳足迹和氮足迹在时间序列上总体呈下降趋势;在碳足迹构成中,机械作业(含灌溉与柴油消耗)和施肥环节是小麦生产碳足迹的主要来源,对碳排放的贡献率分别为47.41%、43.66%;NH?挥发是小麦活性氮排放的主要路径;单位面积氮足迹、单位产量碳氮足迹均随小麦单产提高而显著降低。减少机械作业与施肥环节的碳排放、增加秸秆碳固定是降低小麦生产碳氮足迹的重要途径。在农业生产中,可大力推广水肥一体化、有机肥替代化肥、秸秆还田及运用轻便型农用机械等方式,以提高肥料利用率和机械生产效率,从而降低小麦生产过程中的碳氮排放,实现小麦生产绿色低碳可持续发展。
摘要:分析薄壳山核桃果园间种对土壤环境的影响,以期为生产提供指导。设置3种间种处理,分别为薄壳山核桃/红薯(Ipomoea batatas,IB)、薄壳山核桃/芝麻(Sesamum indicum,SI)及薄壳山核桃/玉米(Zea mays,ZM),以薄壳山核桃单作为对照,探究不同间作处理下土壤养分含量、酶活性及微生物多样性的变化规律。结果表明,3种间作处理下土壤pH值均存在一定程度的降低,土壤有机质含量仅在ZM处理下无显著变化,其余间作处理均发生显著降低。总体而言,间种后并未引起土壤全氮、硝态氮含量的降低,但引起全磷、速效磷、全钾、速效钾含量降低。纤维素酶的活性在3种间作处理下均没有显著变化,过氧化氢酶活性在ZM处理中下降,其他处理没有变化,脲酶活性在3种处理下均下降,而酸性磷酸酶、蔗糖酶的活性在不同处理下既有上升也有下降。高通量测序共鉴定出19904个细菌和1417个真菌扩增子序列变异。总体上,门分类水平下的优势细菌和真菌相对丰度有所提高。α、β多样性分析表明,间作能在一定程度上增加微生物的种类并引起群体结构的变化。组间差异分析分别鉴定出93、17个相对丰度与对照有显著差异的细菌、真菌。薄壳山核桃林下间种红薯、芝麻、玉米会导致一定程度的营养损失,但整体上提高了土壤微生物的多样性,建议在间作这3种农作物时增施磷肥和钾肥。
摘要:科学评价农业全产业链数字化发展水平,探究其时空演变特征、地区差异及收敛特征,能够为推动乡村产业高质量发展与加速农业强国建设提供科学建议。基于2012—2023年中国30个省份(不包含香港特别行政区、澳门特别行政区、台湾省、西藏自治区)的平衡面板数据,统计测度中国农业全产业链数字化发展成果,并使用Dagum基尼系数法与收敛模型揭示其地区差异与收敛特征。结果表明,2012—2023年我国农业全产业链数字化发展水平整体呈向好趋势,从2012年的0.333增长至2023年的0.414;分地区来看,八大经济区农业全产业链数字化发展水平存在空间非均衡特征,北部沿海、东部沿海经济区处于领先地位,大西北、大西南经济区发展水平相对落后。考察期内,农业全产业链数字化发展总体差异呈下降态势,区域间差异是总体差异的主要来源,其差异贡献率均值达73.28%。全国农业全产业链数字化发展存在显著绝对β收敛与条件β收敛特征,且条件β收敛速度(6.327%)明显快于绝对β收敛速度(6.082%),这与农村金融发展水平、农业技术进步、农业产业集聚、农村人力资本、财政支农水平存在关联性。八大经济区农业全产业链数字化发展均存在绝对β收敛与条件β收敛特征,呈现“大西南>大西北>东北>黄河中游>长江中游>南部沿海>北部沿海>东部沿海”的递减格局。综上,建议以全链式改造为牵引,推进农业全产业链数字化转型;因地制宜、差异化制定农业全产业链数字化发展规划;多措并举加快农业全产业链数字化发展收敛。
摘要:基于农民作为遗产创造者与守护者的历史性和持续性贡献而应享有的公平权利,农业文化遗产保护与利用应坚持“利益共享”,核心是农民主体地位的权利确认与制度保障,这也是构建可持续保护机制的激励前提。然而实践中,因产权模糊、惠益界定不清与程序规则缺失,农民主体地位常被虚置,利益共享面临结构性障碍。为此,应从程序与实体双重维度进行制度建构,以体系化的参与权保障农民的主体地位,以清晰的惠益分配规则明确经济、社会、文化三重收益的标准与实现路径。同时,有必要在立法层面构建以农民权利为核心的专门法规,并协同推进产权、评估、财政等配套改革,系统性地推动利益共享从政策原则转化为可操作、可救济的法治实践。