不同荫蔽栽培下亏缺灌溉对干热区小粒咖啡水光利用和产量的影响

干热区小粒咖啡水光管理粗放,产量和品质得不到保证.为探明干热区小粒咖啡最佳灌水和荫蔽栽培耦合模式,通过大田试验,设3个灌水水平(充分灌水、轻度亏缺灌水和重度亏缺灌水)和4个荫蔽栽培模式(无荫蔽:单作咖啡;轻度荫蔽:4行咖啡间作1行香蕉;中度荫蔽:3行咖啡间作1行香蕉;重度荫蔽:2行咖啡间作1行香蕉),研究香蕉荫蔽栽培下亏缺灌溉对小粒咖啡生长、叶片光合特性、水光利用和产量的影响.结果表明: 小粒咖啡叶片的净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(g_s)、叶片水分利用效率(LWUE)、叶片表观光能利用效率(LRUE)随灌水量的增大而增大,胞间CO₂浓度(C_i)随灌水量的增大而减小;与充分灌水相比,轻度亏缺灌水的干豆产量减小9.4%,重度亏缺灌水的干豆产量减小36.7%,水分利用效率(WUE)减小16.9%.P_n、T_r、g_s、LWUE随荫蔽度的增大呈先增大后减小的趋势,中度荫蔽栽培的增量最大;与无荫蔽模式相比,轻度荫蔽模式干豆产量增加13.0%,WUE增加12.9%,中度荫蔽栽培模式干豆产量增加23.1%,WUE增加23.4%.干豆产量、WUE、百粒咖啡豆的体积和百粒鲜质量随灌水量和荫蔽度的增大呈不同程度增大,其中,中度荫蔽栽培下充分灌水的干豆产量和WUE增量最大.相同土层深度的土壤含水率随荫蔽度的增加而减小;在0~50 cm土层,土壤含水率随土层深度的增加先增大后减小.LRUE与光合有效辐射呈显著的负指数关系或符合Logistic曲线变化.因此,从优质高产、水光高效利用的综合效益考虑,中度荫蔽栽培下充分灌水是小粒咖啡灌水处理和香蕉荫蔽栽培模式的最佳组合.     

干热区小粒咖啡提质增产的灌水和遮荫耦合模式

通过大田试验研究了灌水量分别为充分灌水的100%(CI)、75%(DI75)和50%(DI50)3个灌水水平和光照强度分别为自然光的100%(T100)、70%(T70)、55%(T55)和40%(T40)4个遮荫水平对小粒咖啡生长、产量及品质的影响,并建立了不同灌水和遮荫水平下小粒咖啡产量和品质的综合效益评价模型.结果表明:与CI相比,DI75增加小粒咖啡干豆中脂肪和绿原酸含量6.0%和10.2%,DI50显著增加咖啡因含量,而降低水分利用效率.与T100相比,T70增加干豆产量和水分利用效率27.2%和26.8%,增加干豆中总糖和绿原酸含量6.3%和5.5%.而T55和T40显著减少干豆产量、水分利用效率,以及干豆中咖啡因和绿原酸含量.与CIT100相比,DI75T70提高干豆产量和水分利用效率28.0%和44.5%,增加咖啡干豆中总糖、蛋白质、脂肪和绿原酸含量分别为12.2%、14.7%、6.6%和10.0%,而减小咖啡因含量8.3%.综合分析表明,DI75T70(灌水量为充分灌水的75%和70%的自然光照)的产量和品质的综合效益最优,可以实现小粒咖啡的优质高产和节水高效.     

施肥对小粒咖啡生长、光合特性和产量的影响

采用田间实验,研究了不同N、P、K匹配对3年生小粒咖啡生长、光合特性以及产量的影响．结果表明,N的缺乏对小粒咖啡生长、光合特性和产量的影响最大,其次为K,而P的影响相对较小．叶面喷施适量的微量元素(B、Zn)可明显增加产量．N、P、K不同水平的匹配对小粒咖啡有不同的影响,N：P2O5：K2O的最佳匹配比例为1：0．5：1．小粒咖啡需要高营养的投入,而从投入．产出的效益分析表明,N、P,O5、K2O的合适用量分别为100、50和100g／株．小粒咖啡产量与单株分枝数和单株叶面积密切相关,与最大净光合速率呈显著正相关,但与苗高、地茎的相关性不显著．不同施肥处理对小粒咖啡黎明光化学效率影响不大,但高的施肥量明显减轻咖啡的日间光抑制．     

赤霉酸对小粒种咖啡产量的效应

1974、1975年,肯尼亚在不同的海拔高度,用100 ppm 赤霉酸对成龄的小粒种咖啡植株进行叶面喷射三次。1974年处理的植株,1975年的产量提高了12～26%。1975年处理的一些地区,1976年的产量提高了8～69%,但其他的地区却减产5～22%。咖啡豆的大小、外形和饮用质量并无影响。用25、50或100ppm 赤霉酸对果龄为4～10周的全株     

钾、镁元素对小粒种咖啡植株营养及产量的影响

肯尼亚鲁伊鲁咖啡研究站进行了小粒种咖啡的砂培试验,以比较在各种组合中钾和镁的含量为0.5、1.0、2.0和4.0毫克当量%(其他养分均为最适量)对SL28品种的作用。     

不同灌水上限和施肥量对温室番茄产量与品质的影响

以番茄品种‘英石大红’为材料,在滴灌施肥种植条件下进行日光温室栽培试验;灌水上限设3个水平,即土壤相对含水量分别为田间最大持水量的70%(W₁)、80%(W₂)、90%(W₃),灌水下限统一设定为田间最大持水量的50%;N、P、K施肥设3个水平,分别为低肥F₁ ［N(228 kg/hm²)、P₂O₅(132 kg/hm²)、K₂O(300 kg/hm²)］、中肥F₂ ［N(285 kg/hm²)、P₂O₅(165 kg/hm²)、K₂O(375 kg/hm²)］和高肥F₃ ［N(342 kg/hm²)、P₂O₅(198 kg/hm²)、K₂O(450 kg/hm₂)］,以大水漫灌(8165 m³/hm²)、当地推荐施肥量(342 kg/hm² N、198 kg/hm² P₂O₅、450 kg/hm² K₂O) 组成共同水肥对照(CK),探讨不同灌水上限和施肥量处理组合对番茄产量、品质和干物质量的影响,以筛选日光温室栽培番茄的最佳灌水上限和施肥量组合。结果显示：(1)在水肥一体化条件下,番茄植株的地上部干鲜重、地下部干鲜重、根冠比除F₃W₁处理外均显著高于传统水肥CK。(2)番茄果实产量在不同灌溉上限和施肥量处理下表现各异,其中在F₂W₂处理下番茄果实单果重、经济产量、生物产量达到最高,且与CK差异显著。(3)在同一灌水上限条件下,在一定范围内增加施肥量可以显著提高番茄果实的可溶性糖、维生素C、可溶性蛋白、番茄红素含量,而番茄果实有机酸和硝酸盐含量随施肥量的增加而不断增加;在同一施肥量条件下,番茄果实有机酸含量随着灌水上限的上调而不断减少,而番茄果实硝酸盐含量却随着灌水上限的上调而不断增加。研究发现,在滴灌施肥条件下合理控制温室番茄的灌水量与施肥量能够显著增加番茄产量以及番茄果实中可溶性糖、维生素C、可溶性蛋白、番茄红素、有机酸等含量,降低硝酸盐含量,增加干物质积累量;在灌水上限为田间最大持水量的80%、灌水量为3 686.691 m³/hm²,施肥量为285 kg/hm² N、165 kg/hm² P₂O₅、375 kg/hm² K₂O是最佳水肥处理组合,且番茄产量可以比传统水肥处理显著增加15.03%,果实品质同时得到有效改善。     

不同蓖麻荫蔽模式下亏缺灌溉对小粒咖啡生长及土壤微生物数量的影响

为探明小粒咖啡快速生长和土壤环境优化的最佳亏缺灌溉和荫蔽栽培耦合模式,于2016—2017年通过小区试验,研究4个灌溉水平:充分灌溉(FI,1.2Ep,Ep为水面蒸发量)、3个亏缺灌溉(DI1,1.0Ep、DI2,0.8Ep和DI3,0.6Ep)和3种荫蔽栽培模式(无荫蔽S0:单作咖啡,对照;轻度荫蔽S1:一行咖啡间作一行蓖麻;重度荫蔽S2:一行咖啡间作两行蓖麻)对小粒咖啡冠层结构、干物质量和土壤微生物数量的影响。结果表明:与FI相比,DI1改变土壤细菌、放线菌数量不明显,而显著增加小粒咖啡冠面积和干物质量,分别为9.53%和10.46%(P0.05),同时减少冠下总辐射5.51%,但不显著(P0.05); DI2和DI3减少根区细菌、真菌和放线菌数量8.94%～47.06%;与S0相比,S1显著增加真菌、细菌和放线菌数量,分别为13.99%、30.77%和9.72%(P0.05),同时增加叶面积指数(LAI)和干物质量,分别为10.31%和30.02%(P0.05);不同灌水和荫蔽模式下土壤细菌、真菌、放线菌的数量随含水率和温度的增加呈先增后减的趋势,与含水率和温度呈二次曲线关系; DI1S1获得最大的干物质量、较大的LAI和最小冠下总辐射;与FIS0相比,DI1S1显著增加干物质量62.90%(P0.05),而显著减少冠下总辐射21.77%(P0.05);因此,DI1S1为小粒咖啡幼树较优的水光管理组合。     

田间不同水肥管理下小粒咖啡的生长和光合特性

通过云南5年生田间小粒咖啡(Coffea arabica)进行2种施肥(低肥和高肥)和在干季秸秆覆盖、滴灌、秸秆覆盖+滴灌、对照4种水分处理对植株生长和叶片光合特性影响的测定研究．结果表明,小粒咖啡一年生长周期中最高峰期在雨季始期,次高峰期在雨季中期．水分处理对生长高峰期株高和分枝长度的相对生长率没有显著作用,高施肥量则加大了其相对生长率．干季水分处理提高了叶片的Pn、gs、Tr和WUE,而叶绿素的荧光特征没有受到影响．在湿季,高施肥量使叶片含氮量Pn增加,对gs和Tr的影响较小,从而导致WUE提高,高施肥量显著减小日间光抑制程度,加大了光合机构的实际光化学效率和热耗散能力,提高了对强光环境的适应性,研究表明,小粒咖啡需要高养分的投入和良好的水分管理,湿季是小粒咖啡进行光合和生长的最优季节,干季田间秸秆覆盖+滴灌的效果较好,滴灌和秸秆覆盖的效果相近。     

有机肥和套种对干热区火龙果土壤微生物特性和产量、品质的影响

为探明施用有机肥和套种对红心火龙果(Hylocereus costaricensis)种植的优势机理,以干热区红心火龙果园为研究对象,探索有机肥施用量(F₀:0 t·hm^-2和F₂₀:20 t·hm^-2)和套种方式(MP:单种火龙果,IP:火龙果套种花生(Arachis hypogaea)和IS:火龙果套种大豆(Glycine max))对土壤微生物数量、微生物生物量、酶活性以及红心火龙果产量、品质的影响,并分析产量、品质与土壤微生物特性之间的关系。结果表明：与F₀处理相比,F₂₀处理显著增加土壤细菌、真菌、放线菌数量和微生物生物量碳、氮、磷,增加土壤蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶活性,提高红心火龙果产量和品质。在F₀和F₂₀条件下,相比于MP处理,IP和IS处理明显增加土壤微生物数量、微生物生物量氮以及蔗糖酶和脲酶活性;而IP和IS处理仅在F₂₀条件下显著提高土壤微生物生物量碳、磷和...     

不同水分条件对冬小麦根系时空分布、土壤水利用和产量的影响

为了明确华北严重缺水区晚播冬小麦灌水对根系时空分布和土壤水分利用规律的影响,以冬小麦石麦15为材料,利用田间定位试验研究了不同灌水处理(春季不灌水W0;春季灌拔节水75mm,W1;春季灌起身水、孕穗水和灌浆水共225mm,W3)对根系干重密度(DRWD)、根长密度(RLD)、体积密度、分枝数等在0—200cm土层的垂直分布、动态变化及其对耗水和产量的影响,结果表明:随着春季灌水量的减少,开花后0—80cm土层的根干重密度、根长度密度、体积密度和分枝数密度均显著减少,80cm—200m土层的根干重密度、根长度密度、体积密度和分枝数密度却显著增加,并且显著增加冬小麦在灌浆期间对100cm以下深层土层水分的利用,总耗水量W1和W0分别比W3减少70.9mm、115.1mm,土壤耗水量分别比W3增加79.1mm、108.9mm,子粒产量W1和W0分别比W3减少653.3kg/hm2、1470kg/hm2,水分利用效率(WUE)则分别比W3提高0.09kg/m3、0.06kg/m3。晚播冬小麦春季灌1水(拔节水)可以促进根系深扎,增加深土层的根系分布量,提高对深层土壤贮水的吸收利用量,有利于实现节水与高产的统一。     

施氮水平对不同种植制度下玉米氮利用及产量和品质的影响

研究了不同施氮量对套作和单作条件下春、夏玉米氮利用以及产量和品质的影响. 结果表明,随着施氮量的增加,单作和套作条件下,春、夏玉米吸氮量显著增加,籽粒产量、生物产量和籽粒蛋白质产量也显著增加.由于春、夏玉米需求的养分种类与形态一致,低氮条件时竞争较激烈,春玉米处于优势地位,但其吸氮量仍低于单作.增加施氮量可以缓解这种竞争,利于玉米的高产优质.施氮量由187.5 kg·hm^-2增至375 kg·hm^-2时,春、夏玉米单作时生物产量平均增加1.717 kg·kg^-1 N,而套作时平均增加12.179 kg·kg^-1 N;春、夏玉米单作时蛋白质产量平均增加0.305 kg·kg^-1 N,而套作时平均增加1.829 kg·kg^-1 N;春夏玉米套作的土地当量比由1.59增加到1.91.与单作相比,春夏玉米套作可显著提高玉米产量和改善品质,增施氮肥有利于套作条件下玉米高产优质潜力的充分发挥.     

淮北不同地力水平麦茬田上施氮量对超级稻产量形成的影响

以江苏淮北稻区稻麦两熟的单季稻为对象,研究了不同地力上的施氮量对超级稻产量及物质生产的影响,为不同地力土壤合理施氮肥提供依据.以该区有代表性的超级稻中熟中粳徐稻3号为供试材料,研究了麦茬田高、中、低3种地力水平上不同施氮量对水稻产量及其构成因素、以及对水稻群体质量的影响.结果表明:施氮量与水稻产量之间呈极显著的二次曲线关系(r高=0.959**,r中=0.971**,r低=0.981**),且高地力土壤水稻产量显著高于中地力土壤,中地力土壤的水稻产量显著高于低地力土壤;不同地力水平上的最高产处理在各个生育期都有相对应较好的群体质量,包括适宜的叶面积指数、合理的茎蘖动态、较高的群体颖花量及花后干物质的积累;在不同地力水平上出现的最高产量,其对应的适宜施氮量分别为260.3、290.7、345.8 kg·hm-2.可为该区不同地力下超级稻制定高产适宜施氮量提供依据,3种施氮量在该稻区不同地力示范后分别获得高产,达到了节氮的效果.     

Identification of novel and conserved microRNAs in Coffea canephora and Coffea arabica

As microRNAs (miRNAs) are important regulators of many biological processes, a series of small RNAomes from plants have been produced in the last decade. However, miRNA data from several groups of plants are still lacking, including some economically important crops. Here microRNAs from Coffea canephora leaves were profiled and 58 unique sequences belonging to 33 families were found, including two novel microRNAs that have never been described before in plants. Some of the microRNA sequences were also identified in Coffea arabica that, together with C. canephora, correspond to the two major sources of coffee production in the world. The targets of almost all miRNAs were also predicted on coffee expressed sequences. This is the first report of novel miRNAs in the genus Coffea, and also the first in the plant order Gentianales. The data obtained establishes the basis for the understanding of the complex miRNA-target network on those two important crops.     

Effects of Pratylenchus brachyurus and P. coffeae on Seedlings of Coffea arabica

Two experiments were carried out to evaluate the effects of Pratylenchus brachyurus and P. coffeae on Coffea arabica. The first experiment was conducted in a greenhouse to determine the effects of Pratylenchus brachyurus and P. coffeae on seedlings of Coffea arabica cv. Mundo Novo. Both Pratylenchus spp. reduced the growth of coffee seedlings. Higher contents of soluble sugars were detected in the leaves of infected plants. The reproduction rate of P. brachyurus was very low on cv. Mundo Novo, indicating an intolerance to this nematode. In a second experiment, C. arabica cultivars Mundo Novo and Catuaf both were intolerant hosts of P. brachyurus.     

Effects of calcium deficiency on Coffea arabica. Nutrient changes and correlation of calcium levels with some photosynthetic parameters

Calcium deficiency was induced in hydroponically grown 1.5-years-old coffee plants with 12–14 pairs of leaves. Calcium was given in the form of Ca(NO₃)₂: 5, 2.5, 0.1, 0.01 and 0 mM. After 71 days of Ca-treatment root and shoot as well as total biomass were decreased by severe Ca-deficiency. However, a stronger decrease was observed for shoot growth as revealed by the increase in the root/shoot ratio. New leaves were affected showing decreases in the total leaf area and in Leaf Area Duration (LAD). After 91 days of deficiency, leaf protein concentration decreased (by about 45%) in the top leaves while nitrate reductase activity (NRA) and NO₃ content showed no significant changes. Total nitrogen and mineral concentrations (P, K, Ca, Mg and Na) were also determined in leaves and roots. With the decrease in calcium concentration in Ca-deficiency conditions, we observed concomitant increases in the concentrations of K⁺, Mg²⁺ and Na⁺ in leaves (maximal changes of 32% for K⁺, 96% for Mg²⁺ and 438% for Na⁺) and in roots (108% for K⁺, 86% for Mg²⁺ and 38% for Na⁺). Accordingly, the ratio between elements changed, including the ratio N/P, showing a non-equilibrium in the balance of nutrients. Significant correlations were obtained between Ca²⁺ concentration and some photosynthetic parameters. Ca-deficiency conditions would increase the loss of energy as expressed by the rise in a_E and decrease the photochemical efficiency, which confirms the importance of this element in the stabilization of chlorophyll and in the maintenance of good photochemical efficiency at PS II level.Abbreviations Chl Chlorophyll - Fv/Fm ratio of variable to maximal fluorescence - LAD leaf area duration - LHC II light harvesting complex of PS II - NRA nitrate reductase activity - PC photosynthetic capacity - PS II photosystem II - P₆₈₀ reaction center of PS II - q_N non-photochemical quenching - q_E high-energy dependent quenching - q_p photochemical quenching - SLA specific leaf area