玉米秸秆还田对土壤线虫数量动态与群落结构的影响

通过大田玉米秸秆还田试验研究了其对农田土壤线虫数量动态、属的种类及群落结构等的影响。结果表明:2013—2014连续两年试验期间,蠡玉35玉米秸秆还田(CR)与不还田对照处理(CK)共鉴定到土壤线虫36个属(CR 36个属,CK 30个属);其中,植食性线虫12个属(CR 12属,CK 10属),食细菌线虫15个属(CR 15属,CK 14属),食真菌线虫5个属(CR 5属,CK4属),捕/杂食线虫4个属(CR 4属,CK 2属)。秸秆还田处理与不还田处理相比,植食线虫和食真菌线虫的相对丰度降低,而食细菌线虫和杂/捕食线虫的相对丰度提高,且食细菌线虫的相对丰度显著提高达42.95%。此外,秸秆还田处理土壤线虫总数高于不还田对照处理,但差异不显著;而秸秆还田处理可显著增加食细菌线虫数量,增幅高达16.3%—125.6%。与不还田处理对照相比,秸秆还田处理可显著提高土壤线虫群落多样性指数(H')、属类丰富度(S)和线虫通路指数(NCR),但对群落均匀度(J)、瓦斯乐斯卡指数(WI)和总成熟指数(∑MI)的影响不显著。可见,玉米秸秆还田具有重要的生态学意义,可在一定程度上增加土壤线虫数量和种类多样性,进而使土壤生态系统向稳定健康的方向发展。     

两种不同来源的绿色木霉降解木质纤维素研究

利用纤维素酶高产菌绿色木霉Trichoderma viride降解木质纤维素是实现废料资源化的重要手段。本研究选取来自不同生境的两株T. viride,分别以玉米秸秆和甘草药渣为基质,测定两者滤纸纤维素酶（filter paper cellulase,FPase）活性和还原糖产量。从时间、温度、水分、pH 4个方面比较两株T. viride的环境适应性和不同基质的差异性。结果表明,以玉米秸秆为基质,T. viride XJ最适初始料液比为1:4-1:5.5,T. viride AG最适初始料液比为1:5-1:5.5。初始料液比1:5.5时,T. viride AG产FPase活性显著高于T. viride XJ。两株T. viride最适发酵温度均为28℃,各温度处理下不同菌株间无显著差异。两株T. viride均表现为还原糖消耗。以甘草药渣为基质,T. viride XJ最适初始料液比为1:2-1:2.5,T. viride AG最适初始料液比为1:3-1:3.5。料液比高于1:3,T. viride AG产FPase活性显著高于T. viride XJ。T. viride AG最适发酵温度为28℃,T. viride XJ最适发酵温度为23-28℃。温度低于28℃,T. viride XJ产FPase活性显著高于T. viride AG。两株T. viride均表现为还原糖积累。两株T. viride最适初始pH均为6-7,最适发酵时间均为3d。最优发酵条件下FPase活性：T. viride AG>T. viride XJ。对T. viride产FPase诱导能力：甘草药渣>玉米秸秆。变差分解表明两株T. viride产FPase活性差异主要源于菌株对生境的生态适应。比较分析菌种来源、基质类型、环境条件对T. viride发酵效果的影响,将有助于该菌大规模应用性研究。     

半干旱区旱地不同覆盖种植方式玉米田的土壤水分和产量效应

为探讨半干旱区旱地不同种植方式玉米(Zea mays)田的土壤水分动态特征, 测定了全膜双垄沟播(PMF)、全沙覆盖(SM)和裸地(CK) 3种不同处理0-200 cm土壤水分季节变化、垂直变化及年际变化。结果表明: PMF明显改善玉米拔节前0-200 cm土壤的水分条件, 有利于玉米前期生长; 随着玉米生育进程的推进, 3种处理的耗水量依次为: PMF﹥SM﹥CK, 而土壤贮水量表现为CK﹥SM﹥PMF; 在相同降雨条件下, PMF处理0-200 cm土壤水分降雨入渗补给深度最大, SM次之, CK最小。随着种植年限增加, PMF的耗水量和耗水深度增加, 两年种植期间耗水深度从20-120 cm向120-200 cm推移; 连续种植两年后, 3种处理40-120 cm土壤含水量下降至9.0%以下, 其中PMF下降最快(7.9%), 土壤含水量接近萎蔫系数7.2%, 玉米只能靠当年降水生长, 如种植年限继续增加, 土壤极有可能形成干层。3种处理之间耗水量、产量、水分利用效率都存在显著差异, PMF最高, SM次之, CK最低。因此, 在半干旱区采用全膜双垄沟播种植玉米可显著提高产量, 但连续种植可导致土壤贮水量显著降低, 对农田可持续生产能力造成不利影响。     

Bt抗、感种群亚洲玉米螟幼虫取食Bt玉米后Cry1Ab杀虫蛋白在其体内的组织分布与含量

采用ELISA方法检测了实验室汰选的对Cry1Ab产生107倍抗性的亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis (Guenée)种群与敏感种群3龄幼虫取食表达Cry1Ab杀虫蛋白的Bt玉米心叶后,杀虫蛋白在幼虫体内的分布情况。结果表明：Cry1Ab杀虫蛋白在抗性种群幼虫中的组织分布情况与敏感种群相近,主要存在于中肠组织和血淋巴中。抗、感种群中均以含有内含物的中肠组织中含量最高,分别为277.2 ng/g 和104.9 ng/g;其次为血淋巴,分别为93.7 ng/g 和69.5 ng/g;不含内含物的中肠组织中52.7 ng/g 和40.1 ng/g;在丝腺和马氏管组织的含量很低,丝腺中分别为8.5 ng/g和11.7ng/g,而马氏管中分别为6.7 ng/g和6.5 ng/g。脂肪体、生殖器官中未检测到杀虫蛋白。抗性种群中肠组织(含有内含物和不含内含物)中Cry1Ab的含量显著高于敏感种群。幼虫期取食过Bt玉米的亚洲玉米螟发育的蛹、成虫及其卵中均不含杀虫蛋白,说明Bt杀虫蛋白不会通过幼虫取食向蛹、成虫及卵传递。     

不同夏玉米品种生育后期干物质及氮素积累分配的研究

选择陕西关中地区推广的10个玉米杂交种,在施氮和不施氮处理下对其产量,不同器官对籽粒氮转移量的差异进行比较分析。对10个杂交种进行分类并选择有代表性的3个品种,对各器官干物质和养分累积动态变化进行比较。结果显示,同一施氮量处理下,在玉米生育后期,不同品种各个器官的干物质和养分转移有很大差异,对 H-H型‘户单4’来说,灌浆期开始后除籽粒外的所有器官都是“源”,且植株还有较高的吸收氮素的能力,而L-L型‘豫玉22’和H-L型‘户单2000’在灌浆开始后有一段时间茎仍然作为“库”存在,且植株吸收氮素的能力下降。     

机械损伤对Bt玉米化学防御的系统诱导效应

植物在生长过程中形成了抵御机械损伤等外界胁迫的直接和间接防御体系, 并具有明显的系统性特征。Bt (Bacillus thuringiensis)玉米(Zea mays)是全球商品化最快的抗虫转基因作物之一。机械损伤等外界胁迫对Bt玉米和常规玉米化学防御的系统诱导效应是否存在差异是值得探讨的问题。该文以两个不同转化事件的Bt玉米‘5422Bt1’(Bt11)和‘5422CBCL’(Mon810)以及它们共同的同源常规玉米‘5422’幼苗为材料, 对玉米第一叶进行机械损伤处理6 h后, 检测非损伤部位(第二叶和根系)中Bt蛋白含量、直接防御物质丁布(DIMBDA)含量及其调控基因(Bx1、Bx6和Bx9)表达、直接防御物质总酚含量及其调控基因(PAL)表达、直接防御蛋白调控基因(MPI和PR-2a)表达以及间接防御物质挥发物调控基因(FPS和TPS)表达的变化。结果表明, 与健康植株相比, 机械损伤对两个Bt玉米第二叶和根系的Bt蛋白含量均没有显著影响; 机械损伤第一叶只能系统诱导常规玉米‘5422’第二叶中PAL、TPS和根系中PAL、FPS基因的表达, 使得第二叶丁布含量显著增加, 但根中丁布含量及其调控基因Bx6和Bx9基因的表达量明显下降; 而机械损伤能系统诱导Bt玉米‘5422Bt1’第二叶中Bx6、PAL、PR-2a、TPS和根系中Bx6、Bx9、PAL、MPI、PR-2a、TPS基因的表达, 使得第二叶丁布含量明显增加; 对于另一Bt玉米‘5422CBCL’而言, 机械损伤能系统诱导第二叶中Bx9、PAL、PR-2a、TPS和根系中Bx6、PAL、MPI、TPS基因的表达, 使得根系的总酚含量显著增加。由此可见, 机械损伤对两个Bt玉米化学防御反应的系统诱导作用均强于常规玉米‘5422’, 说明在机械损伤的系统诱导防御过程中, 人工导入抗性(Bt基因)与自身化学防御过程之间的互作关系是协同的。     

玉米秸秆还田量对黑土区农田地面节肢动物群落的影响

为考察玉米秸秆还田量对黑土区农田地面节肢动物群落的影响,2016年6—9月在内蒙古兴安盟扎赉特旗研究了0(CK)、9000(SR1)、10500(SR2)、12000(SR3)、13500(SR4) kg/hm25个梯度对农田地面节肢动物群落影响。结果表明:共捕获地面节肢动物1820只,隶属于16个类群; SR4处理显著提高了地面节肢动物个体数(P0.05),SR3处理显著提高了地面节肢动物类群数(P0.05)。各处理样地地面节肢动物个体数最高值均出现在8月,类群数则出现在7月; SR4处理显著提高了地面节肢动物多样性指数和丰富度指数(P0.05),SR1处理显著提高了地面节肢动物优势度指数(P0.05),对照CK的均匀度指数最高(P0.05)。相关分析表明:农田地面节肢动物的个体数与土壤有机质呈极显著相关(P0.01),与平均入渗率呈显著正相关(P0.05),与土壤容重呈显著负相关(P0.05);类群数与土壤温度呈显著正相关(P0.05);丰富度指数与平均入渗率和土壤含水量呈显著正相关(P0.05)。主成分分析表明:地面节肢动物的个体数、多样性指数、蟋蟀总科、跳甲科和步甲科5个特征指标对玉米秸秆还田最为敏感,初步认为是衡量黑土区土壤玉米秸秆还田后肥力状况的评价指标。     

亚洲玉米螟对丁硫克百威的抗性筛选及交互抗性

采用点滴法测定丁硫克百威对亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis(Guenée)幼虫的致死中量,并采用亚致死剂量筛选亚洲玉米螟10代。结果表明,丁硫克百威处理亚洲玉米螟5代后,抗性即显著上升,抗性倍数为3.23倍,到10代时,抗性达到了5.43倍。对高效氯氟氰菊酯、辛硫磷和丁硫克百威3种玉米螟抗性品系进行交互抗性测定,发现丁硫克百威与其它2种农药存在交互抗性。建议在害虫防治谨慎使用丁硫克百威。     

玉米须总黄酮抗糖基化、乙酰胆碱酯酶和α-葡萄糖甘酶抑制活性分析

研究玉米须总黄酮抗糖基化、乙酰胆碱酯酶和α-葡萄糖甘酶抑制活性。采用内部沸腾法提取玉米须总黄酮,优化其工艺条件,并对其进行分析。在单因素实验基础上,采用Plackett-Burman法对7个相关因素进行评价,筛选出具有显著性差异的4个因素,并对其进行响应面优化。结果表明,内部沸腾法提取玉米黄酮最佳条件为解析时间16min,解析剂浓度73%,提取时间20min,提取温度为61℃,总黄酮提取得率为4.75±0.69%;玉米须黄酮对晚期糖基化终产物、乙酰胆碱酯酶和α-葡萄糖苷酶具有一定抑制效果,呈现浓度依赖性,IC50分别为467.90、73.07、151.04μg/mL。抗糖基化、乙酰胆碱酯酶和α-葡萄糖甘酶抑制活性与黄酮含量呈正相关(相关系数分别为0.83、0.90和0.87;P<0.05),该研究结果可为潜在的天然产物抑制剂开发提供理论依据。     

西北干旱区玉米对气候变暖的响应

摘要: 利用地面观测资料,就西北干旱区河西走廊绿洲作物玉米(Zea mays L.)对变暖的响应进行了初步的探讨。结果表明:近二十多年来,西北干旱区作物玉米对变暖的响应以生长季提前和生长期缩短为主要方式。但是,存在一个临界温度,当玉米生长期间平均气温小于临界温度时,增温使玉米生长期缩短;当玉米生长期间平均温度大于临界温度时,增温使玉米生长期有不再减小的趋势。未来的持续增温可能导致玉米生长期平均气温超过临界温度,从而可能使西北干旱区玉米生长期延长。西北干旱区作物玉米对变暖的响应还表现出一定的阶段差异,增温使玉米拔节期以前的营养生长阶段缩短,抽雄-槭乳熟期的生殖生长阶段延长, 乳熟-成熟期的生殖生长阶段缩短。西北干旱区作物玉米对变暖响应的这种特点可能与绿洲的气候特点、作物的生理特性及增温的季节差异有关,而其响应的生物学机制可能与变暖使自然植被秋季生长季延长的生物学机制不同。