粉垄“145”模式在新植蔗上的应用效应及其生理生态基础

为了解粉垄“145”模式在新植蔗上的应用效果,解析其生理生态基础,该研究以桂柳05136为材料,设置常规耕作(CK)和粉垄“145”模式(FL145)2个处理,通过大田试验研究粉垄“145”模式对土壤性质以及新植蔗农艺性状、光合特性和产量品质的影响,并分析其经济效益。结果表明:(1)与CK相比,FL145的0～20 cm、20～40 cm根区,土壤容重显著降低1.25%～5.98%,土壤孔隙度显著提高1.08%～4.77%,土壤含水量显著提高1.78%～8.23%。(2)FL145促进新植蔗根系生长,出苗效果和农艺性状表现良好,株高显著增加2.20%～7.86%。(3)FL145的新植蔗单株叶面积显著增大15.88%,叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、胞间CO₂浓度分别显著提高1.41%、6.84%、18.67%、10.06%,光合能力增强,单株干物质积累量显著增加9.26%。(4)收获时,FL145的新植蔗有效茎数、茎长、茎径显著增加,理论产量和实际产量分别显著提高5.07%和5.11%,蔗汁蔗糖分和锤度分别显著提高1.61%和1.50%,还原糖分显著下降12.50%。(5)FL145新植蔗生产总成本比CK的降低378 yuan·hm^-2,总产值增加1 934.4 yuan·hm^-2,利润增加2 312.4 yuan·hm^-2。综上表明,粉垄“145”模式通过“一亩只耕三分地”和减少化学除草环节的投入来实现降本增效; 同时创造了良好的土壤条件,使新植蔗根系发达,进而增强光合能力,促进植株的生长发育,有利于干物质和糖分的积累,是新植蔗提质增产的原因。     

有机肥对粉垄蔗地土壤养分及甘蔗产量品质的影响

为了研究施用有机肥对粉垄条件下甘蔗产量和品质的影响,该研究以蚯蚓粪、猪粪分别与复合肥配施于粉垄蔗地中,并以单施复合肥作为对照,研究有机肥与复合肥配施对粉垄土壤理化性状及甘蔗养分、产量、蔗茎品质的影响。结果表明:(1)与对照相比,有机肥与复合肥混施可在不同时期分别提高粉垄土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、速效磷、速效钾含量,且对于土壤中速效养分含量的提升主要集中于甘蔗生长前期(6—8月),但在土壤pH值和容重方面影响不显著。(2)蚯蚓粪、猪粪与复合肥混施均能不同程度提高甘蔗生长前期的+1叶和根系中的全氮、全磷、全钾含量,使产量分别比对照提高了28.09%、32.81%。砍收时甘蔗的茎长、茎径、单茎重、有效茎数、蔗汁糖分、甘蔗糖分高于对照但不显著,出苗率、分蘖率、锤度影响不显著。粉垄耕作条件下,选择合适的有机肥与复合肥配施可增加土壤速效养分和有机质、全氮、全磷含量,也能提高甘蔗根叶全氮、全磷、全钾含量,提高甘蔗产量。     

保护地蔗田对土壤优先流与根系生物量及产量品质的影响

为探明保护性耕作对蔗田土壤及甘蔗生长的影响,该研究设置2种耕作方式(常规耕作、粉垄耕作)与2种施肥水平(减量施肥20%、常规施肥),并于甘蔗苗期后在甘蔗行间近根部覆盖豆科秸秆,以第二年宿根蔗为研究对象,采用染色示踪法测定秸秆覆盖下蔗田土壤优先流特征,同时测定分析甘蔗株高、茎围、地下根系生物量、产量及品质等重要农艺性状。结果表明:(1)粉垄耕作方式下蔗田土壤优先流发生速度快且活跃,添加秸秆覆盖降低了土壤优先流发生程度,增加了土壤水分在10～25 cm土层的横向运移能力,在一定程度上提高了土壤蓄水能力。(2)粉垄保护性耕作在秸秆覆盖下提高了甘蔗根系生物量和产量,秸秆覆盖下粉垄免耕宿根蔗根系生物量提高了8.97%～25.54%,并且减量施肥处理中秸秆覆盖宿根蔗伸长期地下根系生物量显著高于无秸秆覆盖,秸秆覆盖下甘蔗株高提高了4.2%～13.1%; 在减量施肥处理中,粉垄耕作添加秸秆覆盖甘蔗产量提高了16.27%,并且添加秸秆覆盖较常规施肥中无秸秆覆盖,产量提高了5.95%。(3)粉垄保护性耕作利于提高甘蔗品质,对比无秸秆覆盖处理,粉垄耕作下秸秆覆盖后显著提高了甘蔗蔗汁视纯度,并且宿根蔗纤维分、蔗汁锤度、转光度和蔗糖分均有提升。综上认为,免耕秸秆覆盖可作为粉垄红壤坡耕地蔗田保护性生产调控方式。     

粉垄耕作对耕地土壤酶活性、微生物群落结构和功能多样性的影响

粉垄耕作是中国的一种新型耕作技术,对耕地质量和作物增产有重要影响。设置传统耕作深度20 cm(CK)、粉垄耕作深度35 cm(FL1)和粉垄耕作深度50 cm(FL2)对玉米耕地进行处理,重点研究了粉垄耕作技术对土壤微生态的影响,并阐明土壤微生物群落组成及功能对粉垄耕作的响应。结果表明,FL1、FL2和CK处理玉米产量分别为8.58、8.38和6.22 t/hm~2,FL1和FL2处理增产率分别为34.7%—37.9%。在0—20、20—40 cm土层中,粉垄耕作两个处理的土壤酶活性、微生物群落多样性和功能多样性均显著高于CK处理。通过结构方程模型发现,粉垄耕作直接提高了土壤酶活性、细菌参与养分循环的功能基团和细菌的群落结构,并通过细菌群落间接影响了真菌群落,增加了真菌参与养分循环的功能基团和真菌群落多样性,使土壤微生物碳源利用的能力和功能多样性指数得到提升,以FL1效果更佳。总之,研究从微生物的角度解释了粉垄耕作对土壤微生态的影响机制,为粉垄耕作提升土壤耕地质量提供了理论依据。     

澳大利亚引进甘蔗花穗在中国育种潜力评价

为深入了解澳大利亚引进甘蔗杂交花穗在中国培育优良甘蔗新品种的潜力,以12个引进花穗和15个中国花穗为材料,采用家系评价法对有性杂交后代蔗茎产量、糖产量、株高、茎径、有效茎数和锤度6个重要性状的方差、遗传力、父母本一般配合力及组合特殊配合力进行研究。分析结果表明:(1)参试组合内中国杂交组合间多数性状差异不显著,且遗传力低;澳大利亚杂交组合间多数性状差异均较显著,且遗传力高;(2)澳大利亚杂交组合新植蔗与宿根蔗的糖产量、蔗茎产量、株高、有效茎数和锤度这5个性状父母本一般配合力及组合特殊配合力高于中国组合,但茎径配合力低于中国组合,12个组合中新植蔗有9个组合宿根蔗有10个组合的茎径特殊配合力为负值,多数属于细茎;(3)澳大利亚杂交组合后代材料产量及糖分较高,但茎径较细,不适合中国目前的种植制度,不能作为生产品种使用;(4)通过引进国外杂交组合花穗在国内培育出优良后代作亲本使用,为国内亲本融入新的优异血缘,有利于培育突破性甘蔗新品种。     

不同覆盖方式对黄土高原旱地土壤水分及糜子生长、光合特性和产量的影响

为探索黄土高原旱地覆盖栽培模式下糜子田土壤蓄水保墒和节水增产效果,于2011—2013年连续3个糜子生长季在陕西横山县小杂粮试验示范基地,研究了不同覆盖栽培方式对农田土壤水分、糜子生长发育、光合特性、产量及水分利用效率的影响.试验设置4种覆盖栽培处理,分别是“W”垄覆地膜+垄间覆秸秆(SG)、垄覆地膜+垄间覆秸秆(LM)、双垄面覆地膜+垄间覆秸秆(QM)、秸秆覆盖(JG)处理,以传统平作无覆盖(CK)为对照.结果表明：各覆盖处理均较CK显著提高了糜子各生育期0～100 cm土层土壤含水量,其中以SG处理蓄水保墒效果最好,其次依次为LM、QM和JG处理,且各覆盖处理间差异达到显著水平.在各覆盖处理中,SG处理对糜子生长发育和光合能力的影响最大,增产效果最显著,3年平均产量和水分利用效率分别较CK提高55.9％和64.9％,其中各覆盖处理之间差异达到显著水平.因此,“W”垄覆地膜垄间覆秸秆的二元沟垄集雨覆盖种植模式提高糜子产量和水分利用效率的效果最为明显,适宜在黄土高原旱地糜子生产中应用和推广.     

耕作深度对蔗地土壤物理性状及甘蔗产量的影响

探讨蔗地机械化耕作深度对耕层土壤物理性状及甘蔗产量构成因子的影响,阐明深松作业的针对性土壤区位和障碍因子,可为甘蔗良好耕层的构建和土壤改良策略的制定提供科学依据.本研究设置3种深松作业深度(35、40和45 cm),以不深松为对照,对蔗地土壤物理性状(紧实度、容重、含水率、孔隙度、三相容积率)和甘蔗产量构成因素及蔗茎产量等指标进行研究.结果表明: 耕作作业深度与蔗地土壤结构特性及甘蔗产量的改善提升效应呈显著正相关.深松能够打破犁底层,显著降低土壤紧实度和容重,减小机械作业相应的贯入阻力和抗剪强度,尤其对20～30 cm土层的上述因子具有显著改善效应,对甘蔗高产意义重大.深松显著提高了30 cm以内土层的液相容积率,增大了土壤水分库容,使10～30 cm土层的水分指标显著改善.10～30 cm土层是深松对耕层土壤固相容积率改善效应最显著的区位.耕作深度的增加对甘蔗有效茎数、株高、蔗茎产量及蔗糖含量具有显著的促进效应.鉴于蔗区当前较普遍的机具装备水平,我国适宜蔗区实施机械化深松的作业深度标准应不小于40 cm.     

甘蔗杂交品种核心种质重要农艺性状评价及亲缘关系分析

以107份甘蔗杂交品种核心种质为研究材料,ROC22为对照品种,通过新植和宿根2年的田间试验,对蔗茎公顷产量、甘蔗蔗糖分、公顷含糖量等性状进行最小显著差数法(LSD)两两比较和Duncan多重比较评价,筛选优异材料,利用SSR分子标记建立优异材料与我国骨干亲本的亲缘关系。结果表明36份材料在蔗茎公顷产量、甘蔗蔗糖分、公顷含糖量等指标上优于对照品种,可作为亲本进行杂交,且蔗茎公顷产量对公顷含糖量的影响远大于甘蔗蔗糖分对公顷含糖量的影响;20对SSR引物扩增得到292个标记,其中283个为多态性标记;优异材料与我国骨干亲本相似性系数范围在0.384~0.590之间,平均为0.437,存在较大的遗传差异;UPGMA聚类可将所有材料划分为5个类群,蔗茎公顷产量和公顷含糖量表现优异的材料在各类群都有分布,甘蔗蔗糖分表现优异的材料主要集中在Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类群,Ⅲ类群更集中;本研究为甘蔗种质创新、遗传育种提供了优异亲本材料,为杂交组合的配制提供重要指导。     

覆膜与沟垄种植模式对旱作马铃薯产量形成及水分运移的影响

研究了覆膜及不同沟垄种植模式对黄土高原西部半干旱区旱作马铃薯产量形成和水分运移的影响.结果表明:平畦覆膜(T2)、全膜双垄沟播(T3)、全膜双垄垄播(T4)、半膜膜侧种植(T5)和半膜沟垄垄播(T6)种植方式的产量分别比传统平畦不覆膜(T1)方式高50.1%、75.9%、86.8%、69.6%和60.6%;水分利用效率(WUE)分别提高47.0%、82.7%、84.0%、75.2%和54.3%,其中,T4、T3产量和WUE增加幅度最大.与传统方式相比,各覆膜及沟垄处理普遍优化了马铃薯各产量构成性状,其中T4和T3最有利于大薯率和中薯率的提高、绿薯率和烂薯率的降低,其单株结薯数和单株薯产量也较高.因此,全膜双垄垄播和全膜双垄沟播为半干旱区马铃薯适宜的抗旱节水高产种植模式.     

低氮条件下甘蔗-大豆间作对甘蔗产量、品质及经济效益的影响

为探究甘蔗-大豆间作对甘蔗产量、品质及经济效益的影响,在施用尿素150 kg·hm^-2条件下,选择3个甘蔗品种(B8、ROC22及GT21)进行了甘蔗单作、甘蔗-大豆间作两种种植模式的试验.结果表明： 甘蔗-大豆间作对甘蔗的有效茎数、茎径以及原料蔗、蔗糖产量均有显著影响,而对原料蔗品质影响不大;与单作相比,间作大豆处理的宿根蔗茎径大小、有效茎数、蔗茎产量和糖产量分别提高5.1%～8.7%、7.9%～31.0%、9.0%～40.5%和5.6%～39.5%;每公顷原料蔗+大豆、糖+大豆可分别增收5.89～7.93万元和5.83～7.72万元;3个品种中,ROC22间作大豆的经济收益最高,而宿根蔗B8和GT21的产量均高于ROC22.表明甘蔗-大豆间作是减少氮肥施用、提高经济收入的有效栽培措施.     

花锚属一新变型——玉花卵萼花锚

报道了龙胆科卵萼花锚的一个新变型——玉花卵萼花锚。新变型区别于原变型的唯一特征是其花冠为白色,部分花距为黄色。     

Effect of the air pollution component ammonium sulphate on the VAM infection rate of three heathland species

Three heathand species, Antennaria dioica, Arnica montana and Hieracium pilosella, were artificially rained with ammonium sulphate solutions at increasing concentrations in a greenhouse experiment. The same species were also artificially rained with increasing ammonium sulphate solutions under field conditions. Dry weights of the plants in the field experiments did not change with increasing ammonium sulphate applications. Nor did the dry weights of plants in the greenhouse experiments change with increasing ammonium sulphate concentrations, except for Arnica montana, which showed an increase in dry weight. VAM infection percentage of Antennaria dioica increased in both the greenhouse and the field experiment. The results of the field experiment show that VAM infection rates are reduced after two years of artificial rain in the plant species Arnica montana, which grows naturally under nutrient poor conditions and is presently declining in its natural habitat in the Netherlands. In the greenhouse experiment, VAM infection of Arnica montana did not change with increasing ammonium sulphate concentrations. VAM infection rates of Hieracium pilosella, which presently is not declining, did not change with increasing ammonium sulphate concentrations.     

棉花DUR3基因的鉴定及进化分析

植物DUR3同源蛋白属于钠离子/溶质共运蛋白家族的尿素高亲和力运输蛋白，在植物体对外源尿素的主动吸收及内源尿素的再分配过程中具有重要作用。为明确棉花DUR3基因的结构和进化情况，基于生物信息学的方法，从全基因组水平鉴定陆地棉和雷蒙德氏棉的DUR3基因，并对基因结构、跨膜结构域、基序分布、进化关系等进行分析。结果表明：(1)从陆地棉A亚组和D亚组染色体各鉴定出1个DUR3基因，从雷蒙德氏棉基因组鉴定出1个DUR3基因。这3个棉花DUR3同源蛋白同其他植物DUR3同源蛋白一样，具有15个跨膜结构域，具有3个位置一致、高度保守的基序。(2)基因结构分析表明，双子叶植物DUR3基因的外显子个数明显多于单子叶植物，这3个棉花DUR3基因的外显子个数亦是如此。(3)根据物种间种属亲缘关系，对不同物种DUR3氨基酸序列构建的进化树显示，棉花的同双子叶植物的聚在一起。(4)DUR3直系同源基因和旁系同源基因的K_a/K_s比值普遍均大于1,说明这些基因在进化过程中主要受到正向选择的作用。该研究结果为深入研究棉花DUR3同源蛋白提供了理论基础。     

不同水分条件下混种密度对芦苇和反枝苋种间竞争的影响

与本地植物的种间竞争是影响外来植物能否成功入侵的关键因素之一,该研究通过受控模拟试验研究了本地植物芦苇(Phragmites australis)和外来入侵植物反枝苋(Amaranthus retroflexus)在淹水和干旱两种水分条件下混种密度(6∶2、4∶4和2∶6)对其种间竞争的影响。结果表明:(1)芦苇和反枝苋的相对产量与相对产量总和均小于1,即两种植物存在种间竞争。(2)种间竞争使芦苇和反枝苋的生长均受到了不同程度的抑制,表现在两者的株高和生物量均随着竞争者密度的增加而降低。(3)植株地上部分和地下部分的氮浓度表现出与株高和生物量相同的趋势,且在不同水分条件下存在差异。(4)芦苇和反枝苋分别在淹水和干旱环境下具有较强竞争力,但在各自较高混种密度下亦具有较强竞争力。可见,芦苇和反枝苋的种间竞争受到了水分和混种密度的影响。因此,在有反枝苋分布的湿地中,植物生长初期可通过增加土壤水分和/或增加芦苇等本地植物的种群密度以降低反枝苋的种群密度来限制其竞争能力,防止反枝苋在湿地中生长建群和扩散入侵。     

Evidence for introgression in differentiated North-American and Finnish <Emphasis Type="Italic">Drosophila montana</Emphasis> populations

The virilis group species Drosophila montana is widely distributed around the northern hemisphere. Here we show that it consists of at least two well differentiated populations (Finnish and North-American populations) that have been diverging for the last 0.55–0.95 My. These populations show significant chromosomal, behavioural and morphological differences, but no apparent postzygotic isolation. Evidence for introgression is found for both Finnish and North-American populations at two out of the three X-linked genes (fused, elav and su(s)) studied here. In the light of these findings, previously reported evidence for selective sweeps in D. montana populations is re-evaluated.     

In Situ Hybridisation Analysis of the X-Linked Genes in the Species of the Virilis Group of Drosophila

When estimating the level of DNA sequence variation within and between populations or when planning QTL analysis, it is essential to know the location of the genes under study. In the present work, five X chromosomal genes, earlier localised in Drosophila virilis and D. littoralis, were mapped by in situ hybridisation on the larval polytene chromosomes of four other virilis group species, D. a. americana, D. flavomontana, D. lacicola and D. montana. Conjugation of X chromosomes of the most interesting species pairs was studied in interspecific hybrids. Three of the marker genes were used as RFLP markers to examine the occurrence of recombination in D. flavomontana and D. montana hybrid females. The gene arrangement of all species studied, appeared to be different at the proximal end of the X chromosome, which prevented normal conjugation along the most part of the X chromosome. The data illustrating the locations of five X chromosomal marker genes are presented for D. a. americana, D. flavomontana, D. lacicola and D. montana.     

水体溶氧影响陆生植物喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)和牛鞭草(Hemarthria altissima)对完全水淹的耐受力

溶氧是水环境中一个重要的环境因子,为了探讨水中的溶氧含量水平是否会对陆生植物的耐淹能力造成影响,研究了陆生植物喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)和牛鞭草(Hemarthria altissima)在遭受不同溶氧含量水体完全淹没后的生长表现、存活情况和非结构碳水化合物的变化。实验结果表明:(1)水体中的溶氧含量显著影响了处于完全水淹环境中的喜旱莲子草和牛鞭草的存活。受高溶氧水体完全水淹的喜旱莲子草和牛鞭草主茎的完好程度和存活叶的数量均显著高于遭受低溶氧水体完全水淹的喜旱莲子草和牛鞭草,喜旱莲子草和牛鞭草在高溶氧水体完全水淹后的生物量比低溶氧水体完全水淹后要高;(2)水体中的溶氧含量显著影响了处于完全水淹环境中的喜旱莲子草和牛鞭草的生长,受高溶氧水体完全水淹的喜旱莲子草主茎伸长生长和不定根生长显著强于受低溶氧水体完全水淹的喜旱莲子草,在不定根的生长上牛鞭草也具有同样的表现。(3)高溶氧水环境有利于减小被完全淹没的喜旱莲子草和牛鞭草的碳水化合物消耗,两种植物在受高溶氧完全水淹后体内具有的非结构性碳水化合物含量均比受低溶氧完全水淹后高。(4)喜旱莲子草比牛鞭草能更好地耐受完全水淹,当处于低溶氧完全水淹时表现得更为明显,本研究表明入侵物种喜旱莲子草比本地物种牛鞭草具有更强的环境适应能力和水淹耐受能力。     

The Origin of Carbons of Dihydrofuran Ring and C-6 in the Biosynthesis of Rotenone

For the investigation of rotenone biosynthesis, acetate-2-¹⁴C, mevalonic acid-2-¹⁴C lactone and methionine-methyl-¹⁴C were administered to Derris elliptica plants, respectively, and the distribution of carbon-14 in the labeled rotenone was determined by degradation. When mevalonic acid-2-¹⁴C lactone was incorporated into rotenone, the radioactivity was found equally in the carbons at both C-7′ and C-8′, indicating that these carbons are derived from the carbon-2 of mevalonic lactone. In the case of methionine-methyl-¹⁴C about 80% of the total radioactivity was found to enter two methoxyl groups. This result demonstrates that methionine is an efficient precursor of the methoxyl group. Furthermore, it is also suggested that methionine may be a precursor of the carbon at C-6.     

杜鹃花属映山红亚属植物叶表皮显微形态特征及其分类学意义

为澄清映山红亚属(Rhododendron subg. Tsutsusi)内的系统关系问题,该研究选择杜鹃花属映山红亚属37种植物作为对象,其中29种为首次报道,通过扫描电镜观察其叶表皮显微特征。结果表明:(1)气孔器均为无规则型且均在远轴面。(2)根据叶片微形态特征将映山红亚属的种类分为杜鹃型(R. simisii-type)、岭南杜鹃型(R. mariae-type)、皋月杜鹃型(R. indicum-type)、崖壁杜鹃型(R. saxatile-type)及丁香杜鹃型(R. farrerae-type)5种类型。(3)杜鹃型植物的气孔器周边无或具间断的条形突起。(4)岭南杜鹃型植物的气孔器周围有多层条形突起环绕,保卫细胞两极不具T型加厚。(5)皋月杜鹃型植物的叶表皮保卫细胞两极具有T型加厚,与叶状苞亚属(Subg. Therorhodion)叶状苞杜鹃(R. redowskianum)的气孔器特征相似,推测其与叶状苞亚属具有一定的亲缘关系。(6)崖壁杜鹃型植物的叶表皮毛单一,多呈卷曲状,与其他类型有所不同且未见腺体。(7)丁香杜鹃型植物的叶表皮仅有腺体。(8)依据叶表皮微形态特征讨论了一些近缘种类的关系,如倾向于将背绒杜鹃(R. hypoblematosum)和千针叶杜鹃(R. polyraphidoideum)处理为独立的种,支持保留紫薇春(R. naamkwanense var. cryptonerve)作为南昆杜鹃(R. naamkwanense)的变种地位,不支持将腺花杜鹃(R. adenanthum)并入细瘦杜鹃(R. tenue)作异名处理等。该研究结果表明叶表皮显微特征在映山红亚属内物种划分上具有重要价值。     

Nucleotide and repeat length variation at the nonA gene of the Drosophila virilis group species and its effects on male courtship song

Genes found to affect male courtship song characters in Drosophila melanogaster are good candidates when tracing genes responsible for species-specific songs in other Drosophila species. It has previously been shown that Thr–Gly repeat length variation at the period gene affects song traits in D. melanogaster, which gives the repetitive regions a special interest. In this work, we have characterised the patterns of nucleotide variation for gene regions containing two Gly and one Gln–Ala repeat in another D. melanogaster song gene, no-on-transient A, in D. virilis group species. The levels of nucleotide variability in D. virilis nonA were similar to those found for other genes of the species, and the gene sequences showed no signs of deviation from neutrality. The Gly 2 repeat preceding the central domain of the gene exhibited length variation, which did not, however, correlate with song variation either within D. virilis or between the species of D. virilis group. The Gly 3 repeat located on the other side of the central domain showed amino acid divergence parallel to the consensus phylogeny of the D. virilis group species. The species of the virilis subgroup having Asn after the first three glycines in this repeat have simple songs with no species-specificity, while the species of the montana subgroup having two Gly or Asn–Ser in this site have unique courtship songs. Amino acid differences between the species in this repeat may, however, reflect species phylogeny rather than have an effect on song divergence per se.