磷脂酶Dδ参与植物的低温驯化过程

对经低温驯化和未经低温驯化的磷脂酶Dδ(PLDδ)基因敲除突变体与野生型植株进行冻害胁迫处理后,比较2种基因型植株的抗冻性。结果发现,经低温驯化的PLDδ敲除突变体的抗冻性明显低于野生型,而未经低温驯化的PLDδ敲除突变体与野生型的抗冻性没有显著差异,表明PLDδ参与植物的低温驯化过程。对PLDδ的作用途径进行分析,发现PLDδ在低温驯化过程中不参与抗氧化酶活性的调节,对脯氨酸和可溶性糖的积累起负调节作用,但是参与低温信号转导物质ABA诱导抗冻性的过程。     

基于秸秆还田条件下的黄灌区稻旱轮作土壤硝态氮淋失特征研究

宁夏引黄灌区农田面源污染较为严重,区内大部分排水沟水质为劣Ⅴ类,其主要污染物硝态氮与铵态氮。设置常规施肥(CK)、常规施肥条件下施用4500kg/hm~2(T1,半量还田)和9000 kg/hm~2(T2,全量还田)秸秆3个处理。利用树脂芯法吸附10、20、30、60、90cm土层的硝态氮流失量。2009—2013年的试验结果表明:秸秆还田能够减少土壤30cm土层的硝态氮淋失。与对照硝态氮淋失量(15.76 kg/hm~2)相比,T1(13.76 kg/hm~2)与T2(13.74 kg/hm~2)均达到显著差异(P0.05),淋失量分别减少12.71%和12.84%,T1与T2没有达到显著差异。秸秆还田对土壤硝态氮淋失的影响效应主要体现在30cm土层处,10、20、60与90cm土层处的处理与对照都没有达到显著差异。秸秆还田提高了30cm土层的土壤有机质与土壤总氮,与对照(13.78 g/kg)相比,T1与T2土壤有机质分别提高0.89 g/kg和1.24 g/kg;试验结束后,对照、T1和T2的总氮是达到0.64、0.66和0.69 g/kg,与对照相比,处理分别提高了2.76%和6.83%。秸秆还田有助于作物增产,T1与T2的水稻平均增产9.24%和10.37%,小麦增产10.11%和11.51%。     

脂肪酸生物标记法研究零排放猪舍基质垫层微生物群落多样性

用微生物群落脂肪酸生物标记总量,分析零排放猪舍基质垫层微生物群落的数量变化,日本洛东微生物菌种处理组和零排放I号菌种处理组各层微生物脂肪酸生物标记含量变化趋势相近。基质垫层微生物群落脂肪酸生物标记检测出37个生物标记,构成微生物群落的指纹图谱,含量最高的前4个生物标记为：细菌16：00含量为431260,细菌18：1ω9c含量为413075,厌氧细菌18：1ω7c含量为101368,耗氧细菌i15：0含量为90328.不同的生物标记多样性指数在基质垫层不同层次分布不同,可作为衡量特定微生物生物标记功能的一个指标。通过基质垫层微生物脂肪酸生物标记特征指数B的分析,提出了微生物群落分布的特征指标,生物标记特征指数B越高,表明微生物群落中的细菌和真菌含量越高,有利于基质垫层分解粪便排泄物,可作为基质垫层微生物群落变化优劣的特征性指标;通过基质垫层耗氧细菌和厌氧细菌脂肪酸生物标记含量比值,构建发酵指数F,作为基质垫层发酵特性的指标,发酵指数F越高,表明耗氧细菌起的作用越大,反之,耗氧细菌起的作用越小,生物标记的发酵指数可以作为研究粪便排泄物的微生物分解过程的指数。     

不同气象数据空间内插对区域玉米生长模拟结果的影响

作物模型区域模拟已成为作物模型应用的一个新方向。运用作物模型进行区域研究时,遇到的问题之一就是输入模型的空间数据质量问题,研究不同空间内插法获得的气象数据对作物模型区域模拟结果的影响,可以为区域模拟对输入数据的敏感性研究提供一定的参考。利用区域校准的CERES-Maize模型,将3类内插方法(几何内插、统计内插、动力模型内插)产生的网格化天气数据分别输入到CERES-Maize模型中,模拟了50km×50km网格水平下1961—1990年我国玉米生产状况,并选取1980—1990年模拟的平均产量与同期农调队调查产量进行比较,以了解区域模拟中,不同空间内插方法所得的逐日气象数据对区域模拟结果的影响。结果表明:(1)作物模型区域应用时,所采用的3种内插方法都能满足作物模型区域模拟对网格化天气数据的要求,采用3种天气数据的区域模拟结果都能反映出玉米平均产量的空间变化特征,与网格调查平均产量之间具有极显著的相关关系,但采用不同内插天气数据对模拟结果造成了8%以内的偏差。(2)采用不同内插天气数据,在进行作物区域模拟时,各方法的模拟结果之间呈极显著的相关关系,但这些模拟结果之间,在全国大部分地区是差异显著。     

不同施肥处理对土壤水稳定性团聚体及有机碳分布的影响

以国家褐潮土16 a的长期肥料试验为平台(北京昌平),研究长期不同施肥对耕层土壤水稳定性团聚体及其有机碳的影响。主要研究结果:与耕种农田土壤相比,长期撂荒(CK0)可以提高水稳定性大团聚体的含量及其有机碳含量和储量。而农田耕作后,破坏了水稳性大团聚体,相应地增加水稳性微团聚体的含量。与长期不施肥种植作物(CK)相比,长期施氮磷钾肥(NPK)、氮磷钾配施有机肥(NPKM)和氮磷钾秸秆还田(NPKS)处理对水稳性团聚体数量分布和平均重量直径(MWD)有显著影响,其中对2mm和0.25 2mm水稳性大团聚体的促进作用最明显,说明施肥处理增加的新碳主要向0.25 2mm和2mm团聚体富集。在不同水平水稳性团聚体中,2mm和0.25 2mm两个级别的水稳性大团聚体有机碳的含量显著高于0.0530.25mm和0.053mm水稳性微团聚体。化肥与有机肥配施(NPKM)处理可提高水稳性大团聚体含量,改善土壤团聚体的结构。长期小麦-玉米→小麦-大豆复种轮作并施氮磷钾化肥的处理(NPKF)各级团聚体中有机碳的含量高于长期小麦-玉米轮作并施氮磷钾化肥的处理(NPK)。     

小麦进化过程中叶片气孔和光合特征演变趋势

根据小麦属内种间的进化关系选取21种小麦品种为实验材料,研究了小麦进化过程中气孔特征和光合特征的演变趋势。结果表明,无论是A,B,D染色体组还是A,G染色体组,气孔长度、宽度、周长、面积均随倍性水平的升高而呈增大趋势,而气孔指数无显著变化;A,B,D染色体组气孔密度随倍性升高呈减少趋势。二倍体小麦的Pn值最高,六倍体小麦的Fv/Fm值较高,二倍体小麦叶片叶绿素含量显著高于四倍体和六倍体小麦。不同倍性小麦的净光合速率与气孔导度间均存在极显著相关关系,表明气孔传导力是小麦光合能力的主要限制因素之一。气孔导度与单一气孔特征之间无显著相关关系。A,B,D染色体组不同倍性小麦叶片气孔密度差异显著,其大小顺序为二倍体〉四倍体〉六倍体;A,B,D染色体组不同倍体小麦叶片的气孔长度、宽度、周长、面积差异显著,顺序均为六倍体〉四倍体〉二倍体,气孔密度降低可能是A,B,D染色体组六倍体小麦光合能力降低的原因。随着倍性的升高,小麦的抵抗光抑制能力越强,因此光化学能转换效率可能不是小麦进化过程中光合能力变化的原因。A,B,D染色体组中二倍体的叶绿素含量显著大于四倍体和六倍体,而A,G染色体组中倍体间叶绿素含量差异不显著,说明叶绿素的降低可能是A,B,D染色体组六倍体光合能力降低的原因之一。     

取食转Bt基因棉花上的棉蚜对丽草蛉发育和繁殖的影响

为明确转Bt基因抗虫棉对捕食性天敌的生态效应 ,比较了 2种转Bt基因抗虫棉 (GK-1 2和新棉99B)和 1种常规棉上的棉蚜Chrysopaformosa对丽草蛉Aphisgossypii发育和繁殖的影响。结果表明 ,(1 )与取食常规棉泗棉 3号上棉蚜的对照相比 ,取食转Bt基因抗虫棉GK- 1 2上棉蚜的第 1代和第 2代丽草蛉 ,其幼虫期和茧期的死亡率、幼虫和茧的发育历期、茧重及成虫性比等均与对照无显著差异 ;但第 1代成虫的产卵量减少了 2 88 0粒 ,与对照差异显著 (P <0 . 0 1 ) ;第 2代成虫所产卵的孵化率为 64. 0 % ,显著低于对照的 77. 7% (P <0 0 1 )。 (2 ) 2个品种的Bt棉对丽草蛉发育和繁殖的影响也略有差异。与取食GK 1 2上棉蚜的个体相比 ,取食新棉 99B上蚜虫的第 1代丽草蛉 ,其幼虫发育历期缩短了 0 . 6d(P <0 0 1 ) ,茧期缩短了 0 . 7d(P <0 . 0 1 ) ,茧重降低了 1 . 2mg(P <0 .0 1 ) ,幼虫期和茧期的死亡率、茧重以及成虫性比等则无显著差异 ;雌成虫产卵前期、产卵期、产卵量和寿命等繁殖学特性也无显著差异 ,但其成虫所产卵的孵化率为 65. 0 % ,显著低于取食GK- 1 2上棉蚜的处理 (72 . 7% ,P <0. 0 1 )。分别取食 2种Bt棉上的棉蚜 ,对第 2代丽草蛉的发育和繁殖的影响差异则较小。     

两种防治措施下转Bt基因棉田绿盲蝽的发生与为害

2002年在河北省南皮县对2种防治措施下转Bt基因田绿盲蝽LyguslucorumMayre的发生与为害进行的系统调查表明,采用生物农药和低毒化学农药防治4次,Bt棉田绿盲蝽的发生为害较为严重,9月上旬发生高峰期种群密度为7.2头10株,显著高于防治指标,第2代绿盲蝽为害高峰期,叶片被害率为19.4%;采用当地棉农化学防治方法施用农药7次,Bt棉田绿盲蝽发生为害较轻,发生高峰期(8月中旬)种群密度为2.0头10株,第2代绿盲蝽为害高峰期,叶片被害率为4.8%。讨论指出绿盲蝽已成为转Bt基因棉生产中的重要问题,应加快绿盲蝽在转Bt基因棉田的生态调控研究。     

区域气候模式与作物模型联接的影响评估模拟实验及不确定性分析

利用英国Hadley中心开发的区域气候模式RCMPRECIS(网格分辨率50km×50km),与经过田间试验资料和历史气候资料验证和校准过的CERES系列作物模式相结合,就区域气候模式与作物模式联接的影响评估方法及其不确定性进行了评估。结果表明,相对于大气环流模型来说,区域气候模式与作物模型的结合省去了随机天气发生器的中间环节,减小了不确定性产生的因素。在站点模拟上,该方法在平原地区的模拟效果较好,而山区的模拟效果较差,但如果能用实测天气数据对模拟的天气数据进行验证,模拟效果明显提高。在区域模拟上,该方法可以较好地体现出产量变化的空间分布规律,但由于空间数据的限制,模拟产量与实际产量的偏差较站点水平要大。     

两种温室气体排放方案下我国水稻产量变化模拟

利用最新的温室气体和SO2排放方案,即政府间气候变化委员会（IPCC）排放情景特别报告（SRES）的A2和B2方案,通过区域气候模式PRECIS和作物模型CERES-Rice相嵌套,在50 km×50 km网格尺度下,模拟了未来2080年我国水稻产量的变化.结果表明,两种温室气体排放方案下,我国水稻的年平均单产水平各地有增有减,增产地区主要集中在长江及长江流域以南地区,其中四川和湖北交界的山区增产幅度最大,减产地区主要集中在华北平原和东北平原;由于CO₂的肥效作用,A2温室气体排放方案对我国水稻单产的正面影响大于B2方案,A2排放方案下,我国水稻总产呈现一定程度的上升趋势,B2排放方案下,水稻总产表现为少量下降.