短时高温对绿豆象各虫态生长发育的影响

【目的】为明确短时高温对绿豆象Callosobruchus chinensis (L.)各虫态及其后虫态生长发育与繁殖能力的影响。【方法】以27℃饲养的绿豆象为对照,在30、33、36、39、42和45℃条件下分别对绿豆象卵、幼虫、蛹和成虫进行3 h的短时高温处理。【结果】短时高温对绿豆象卵的孵化率、幼虫的化蛹率和蛹的羽化率均有显著影响,但对卵和幼虫的后续发育影响不显著;幼虫耐高温的能力最强,经短时高温处理后化蛹率均在90%以上;蛹经45℃短时高温处理后虽表现出较高的羽化率,但羽化后成虫的寿命和产卵量均显著降低。卵期、幼虫期和成虫期绿豆象对短时高温的耐受性均有性别差异,其中,卵期和蛹期雄虫耐热性强于雌虫,成虫期雌虫强于雄虫。短时高温处理对绿豆象成虫的繁殖能力影响显著,经45℃处理后成虫的产卵量为32.30粒/头,显著低于对照。【结论】39℃以上的短时高温对绿豆象处理虫态及雌雄性别比有明显的影响,对其后虫态发育的影响仅见高温处理蛹后导致成虫繁殖能力下降。     

降水变化与氮添加对晋北盐碱化草地土壤净氮矿化的影响

于2018年在晋北典型农牧交错带盐碱化草地设置增减降水和氮添加处理试验, 2019年生长季(5—9月)采用原位顶盖PVC埋管法测定不同水、氮处理下土壤净氮矿化速率,研究盐碱化草地土壤净氮矿化速率对降水格局变化和氮沉降的响应。结果表明: 土壤净氮矿化速率表现出明显的季节动态。单独增减降水(±50%)和氮添加(10 g·m^-2·a^-1)以及氮添加+增加50%降水处理对土壤净氮矿化速率影响不显著,氮添加+减少50%降水处理显著提高土壤净硝化速率和净氮矿化速率,分别提高10.8和8.6倍。土壤净氮矿化速率与土壤含水量呈显著正相关,与土壤pH值呈显著负相关。氮添加在不同降水条件下对晋北盐碱化草地土壤氮矿化速率的影响存在差异,土壤含水量与pH值是晋北盐碱化草地土壤净氮矿化速率的主要影响因素。因此,全面评估草地土壤氮矿化过程对全球变化的响应模式,需要考虑降水格局变化与氮沉降增加的交互作用,以及盐碱化草地土壤理化性质的特殊性。     

精恶唑禾草灵对不同品种柴胡茎秆力学特性的影响

为应用茎秆生物力学性质指标研究不同剂量除草剂对柴胡安全性的影响,以南柴胡和北柴胡茎秆为试验材料,精恶唑禾草灵为试验除草剂,分别在拔节期和开花期利用非金属材料万能试验机对茎秆基部第2节间的最大荷载、应力、应变、弹性模量、拉伸强度、剪切强度等力学指标进行测定和统计分析.结果表明:北柴胡的茎杆直径、最大荷载、抗拉强度等均高于南柴胡,最大荷载高了约13%,抗拉强度与茎杆直径呈线性相关关系(R=0.9194);南柴胡和北柴胡拔节期的茎杆拉伸强度和剪切强度均高于开花期;柴胡茎经中低剂量(0-1500ml/hm~2)的精恶唑禾草灵处理后,其抗拉强度和剪切强度无明显变化,但高剂量(3000ml/hm~2)的精恶唑禾草灵施用后显著降低了柴胡茎杆的抗拉强度和剪切强度,会直接导致柴胡抗倒伏能力降低,造成柴胡产量和品质下降.该结果可为柴胡田除草剂的安全施用及药材机械化收割技术的研发提供参考依据.     

基于MSAP和SSR标记的高粱甲基化连锁群LGC、LGD的构建

以高粱(Sorghum bicolor(L.)Moench)品种‘B_2V_4’和‘1383-2’杂交获得的F_2群体为材料,通过SSR和MSAP标记检测高粱基因组差异,构建其甲基化遗传连锁群。结果显示,高粱甲基化连锁群LGC含有3个SSR标记和23个甲基化标记,覆盖高粱基因组44.3 cM;甲基化连锁群LGD含有4个SSR标记和8个甲基化标记,覆盖高粱基因组46.2 cM。LGC上甲基化位点仅来源于EcoRⅠ/MspⅠ酶切组合,而LGD上有来源于EcoRⅠ/MspⅠ和EcoRⅠ/HpaⅡ两种酶切组合的甲基化位点。在LGC连锁群Xtxp 69附近检测到一个密集的甲基化位点区域。研究结果表明MSAP标记可以快速检测植物基因组甲基化差异,适用于构建甲基化连锁群。     

休闲期深翻和探墒沟播对旱地小麦水氮资源利用的影响

为明确旱地麦田休闲期深翻和探墒沟播对农田水氮资源利用的影响,于2016—2018年在山西省闻喜县开展田间试验。试验采用二因素裂区设计,主区为休闲期深翻和免耕,副区为探墒沟播和常规条播。结果表明:与免耕处理相比,休闲期深翻处理显著提高了土壤蓄水效率(增幅38.3%～42.2%)、土壤耗水量(增幅9.2%～13.2%)和植株各生育时期氮素积累量,从而使产量显著提高7.1%～12.0%、周年水分利用效率提高5.5%～14.0%、氮肥吸收效率提高4.4%～10.3%、氮肥偏生产力提高7.1%～12.0%。与常规条播处理相比,探墒沟播处理显著提高了生育期总耗水量(增幅2.0%～4.8%)和植株各生育时期氮素积累量,从而使产量显著提高6.8%～12.4%、生育期水分利用效率提高4.5%～7.2%、氮肥吸收效率提高4.4%～10.3%、氮肥偏生产力提高6.9%～12.4%。总之,旱地小麦休闲期深翻配套探墒沟播有利于蓄存和利用自然降水,提高植株氮素积累量,进而实现小麦高产。     

大气CO2浓度升高对干旱条件下冬小麦叶片光合适应的影响

大气CO₂浓度升高是全球气候变化的主要特征,但大气CO₂浓度长期升高条件下冬小麦叶片发生光合适应的机制尚不十分清楚。本研究以盆栽冬小麦‘郑麦9023’为试验材料,在人工气候控制室内设置2个CO₂浓度(400和600 μmol·mol^-1)、2个水分条件(田间持水量的80%±5%和55%±5%),测定拔节期和抽穗期的光合特征曲线、叶绿素荧光动力学参数、叶氮含量和收获后的籽粒产量等指标,探讨干旱条件下库源关系改变对叶片光合适应的影响。结果表明: 在小麦拔节期,干旱条件下CO₂浓度升高处理的小麦PSⅡ实际光化学效率没有显著增加,但通过提升最大电子传递速率和电子向光化学方向的传递比例,增强了Rubisco的羧化速率,从而提高了最大净光合速率;在抽穗期,功能叶最大电子传递速率和电子向光化学方向的传递比例虽然较高,但PSⅡ实际光化学转换效率降低,Rubisco羧化速率和丙糖磷酸利用效率下降,以致最大净光合速率降低。干旱条件下,CO₂浓度升高增加了小麦单茎生物量、单穗粒数和穗粒重,降低了不孕小穗数,提高了籽粒产量。土壤干旱条件下,CO₂浓度升高对收获期小麦单茎籽粒产量的促进作用可能主要来自于生长前期的光合产物积累。生长后期光合适应发生的主要原因是功能叶PSⅡ实际光化学转换效率和丙糖磷酸利用效率的降低,而不是最大电子传递速率、光化学方向的电子传递比例和新叶库强的变化。     

低氮诱导玉米幼苗叶片衰老过程中碳氮平衡的动态变化

叶片适时衰老对保证玉米产量有重要意义。本试验以玉米自交系PH6WC和PH4CV为研究对象,通过水培方法,设置低氮(0.04 mmol·L^-1,LN)和正常(4 mmol·L^-1,CK)氮素水平两种处理,在培养2、4、6和8 d后,对其幼苗第2和第3叶片表型、光合特性、叶片中氮素和糖分含量及碳氮比进行分析,旨在探究低氮胁迫下玉米幼苗叶片衰老过程中碳氮平衡的动态变化。结果表明: 与CK相比,LN造成两玉米自交系幼苗第2和第3叶片的面积、生物量、相对叶绿素含量、净光合速率、可溶性糖和淀粉含量均下降,而其氮物质生产能力均先后增加,但第2叶片的变化时间均早于第3叶片;在两叶片的各性状上,均为LN下PH6WC的变化幅度大于PH4CV,且仅幼苗叶片中的碳氮比在LN下显著提高;PH6WC的叶片衰老更快,PH4CV有更强的碳氮平衡能力,其叶片衰老相对滞后。综上,低氮会诱导玉米幼苗叶片衰老,高碳氮比具有促进叶片衰老的调控作用,低氮胁迫下幼苗叶片的碳氮平衡能力在两个玉米基因型间存在较大差异。     

等氮条件下有机无机肥配施对小麦光合特性和群体结构的影响

为寻求最佳有机肥无机肥配施方式,以山西农业大学培育的山农9801为供试材料,在山西农业大学试验田进行了低氮(270 kg·hm^(-2))、高氮(360 kg·hm^(-2))2个施氮量下无机肥及有机肥各为37 500 kg·hm^(-2)、75 000kg·hm^(-2)4个有机肥无机肥配施共6个处理的田间试验,研究一定量氮肥下不同混施量的有机肥料与无机肥料对小麦群体叶面积指数、群体结构、叶绿素含量及光合特性的影响。结果表明:高氮情况下,有机肥为75 000 kg·hm^(-2)的处理组的叶面积指数值最高;低氮情况下,有机肥为75 000 kg·hm^(-2)的处理组的群体结构表现最为合理;高氮情况下,有机肥为75 000 kg·hm^(-2)的处理组的旗叶叶绿素含量和旗叶净光合速率最高,综上得出高氮情况下,有机肥75 000 kg·hm^(-2)、无机肥228.3 kg·hm^(-2)处理组(F组)为最佳试验组。     

不同降雨年型磷肥对旱地小麦根系特征、磷素吸收利用和产量的影响

为了明确旱地小麦生育特性、养分运转对磷肥的响应机制,探索不同降雨年型旱地小麦磷肥施用技术, 于2012—2016年在山西农业大学旱地小麦试验示范基地开展大田试验,研究不同降雨年型中4个施磷量(0、75、150和225 kg·hm^-2)对旱地小麦根系生长、产量形成和磷肥利用的影响。结果表明: 与不施磷相比,施磷可以显著增加旱地小麦拔节、开花和成熟期0～80 cm根重密度和各生育时期根表面积;提高拔节-开花期、开花-成熟期土壤耗水量和总耗水量,以及花前磷素运转量和籽粒磷素积累量;穗数和产量分别增加9.2%～22.5%和11.8%～30.0%,水分利用效率提高2.1%～12.1%。在欠水年,施磷量150和225 kg·hm^-2较75 kg·hm^-2可以显著增加各生育时期的根重密度和根表面积;显著增加播种-拔节期、拔节-开花期土壤耗水量和生育期总耗水量,分别为7.3～8.7、15.6～18.1和25.5～30.2 mm;显著增加花前磷素运转量和籽粒磷素积累量,最终显著增加穗数和产量,增幅分别为9.3%～10.7%和11.9%～14.6%;施磷量为150 kg·hm^-2的磷肥利用效率显著高于其他处理,增幅为20%～82%。在平水年,施磷量150和225 kg·hm^-2较75 kg·hm^-2可以增加开花、成熟期的根重密度和根表面积,以及开花-成熟期土壤耗水量和生育期总耗水量,分别为1.2～15.0和3.8～23.1 mm;增加花后磷素积累量和籽粒磷素积累量,最终增加穗数和产量,分别为1.4%～9.6%和3.5%～10.4%,且施磷量150 kg·hm^-2与75、225 kg·hm^-2差异显著。总之,磷肥主要促进了旱地小麦欠水年生育前、中期,平水年生育后期水分和养分的吸收能力,且主要通过提高穗数增加产量。本研究区以施磷量150 kg·hm^-2效果最佳,可统筹兼顾高产和水肥高效利用。     

CO2浓度升高对大豆干旱胁迫的缓解效应

CO₂浓度升高和干旱带来的气候变化势必对大豆的生长造成影响。目前,CO₂浓度升高对干旱胁迫下大豆生理生化的影响研究较少。本试验研究了不同CO₂浓度(400、600 μmol·mol^–1)和水分处理下(正常水分:叶片相对含水量为83%～90%;干旱:叶片相对含水量为64%～70%)大豆开花期的光合能力、光合色素积累、抗氧化水平、渗透调节物质、激素水平、信号转导酶和基因表达量的变化。结果表明: 干旱胁迫下CO₂浓度升高显著提高了大豆叶片蒸腾速率、水分利用效率和净光合速率,但降低了叶绿素b含量。CO₂浓度升高显著增加了干旱胁迫下叶片过氧化物酶活性和脱落酸含量,显著降低了脯氨酸含量,对可溶性糖含量没有显著影响。干旱胁迫下CO₂浓度升高显著增加了钙依赖蛋白激酶含量和谷胱甘肽-S-转移酶活性,并且其基因表达量均显著上调;显著降低了丝裂原活化蛋白激酶和热休克蛋白含量,并下调了其基因表达量。研究结果将有助于了解气候变化对大豆生长和生理生化的影响,为应对未来气候变化下大豆生产采取必要措施。