MYB是真菌中数量最多且功能多样化的转录因子之一,是真核生物中一类十分保守的转录因子家族。为了鉴定灵芝MYB家族,探究其在药效成分代谢中的潜在作用,基于灵芝(Ganoderma lingzhi)的全基因组,通过生物信息学方法筛选灵芝MYB基因家族成员,分析其染色体定位、共线性、基因结构、进化发育树、顺式元件等,并利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析灵芝MYB在不同发育时期和茉莉酸甲酯(MeJA)诱导下的表达水平。结果表明,灵芝中有9个MYB成员(GlMYB1~GlMYB9),划分为4个亚家族,分布在9条染色体上。物种间共线性、系统进化树和保守基序显示灵芝GlMYB在多孔菌科中进化保守。启动子顺式元件分析表明灵芝GlMYB含有大量光响应元件、激素响应元件及逆境响应元件,特别是茉莉酸响应元件。灵芝GlMYB在不同发育阶段中的表达水平具有明显差异,其中GlMYB9在菌丝体、幼年和成熟子实体中高表达。在MeJA处理下,除GlMYB1、GlMYB5和GlMYB7外,其余成员表达水平明显上调,以GlMYB4和GlMYB9基因增幅最大。本研究为进一步从基因层面探索灵芝MYB参与药效成分代谢提供了重要的理论意义。
3-羟基-3-甲基戊二酸单酰辅酶A还原酶(HMGR),参与萜类化合物骨架的构建,并与植物生长发育、胁迫应答紧密相关,是三萜皂苷合成过程中一个重要限速酶。为了鉴定HMGR家族,探究其在洋常春藤皂苷合成中的作用,本研究通过生物信息学方法分析洋常春藤基因组及转录组,筛选与鉴定洋常春藤HMGR基因家族,并分析其理化性质、保守基序、系统进化树、启动子顺式元件,用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术检测HMGR基因家族成员在不同组织和不同胁迫处理下的表达量。结果表明,洋常春藤基因组中鉴定得到8个HMGR基因家族成员,均匀分布在8条染色体中,编码493~594个氨基酸。HhHMGR蛋白亚细胞定位于内质网中,二级结构主要由α-螺旋和无规则卷曲组成。在系统进化方面,HhHMGR蛋白可划分为4个亚家族,均含有完整的HMG-CoA结构域,与人参、三七具有较近的亲缘关系。HhHMGR基因启动子区域富含多种顺式作用元件,以激素响应和胁迫应答类占比较高。HhHMGR基因具有显著的组织表达差异,在叶片中表达量最高。在100 mmol·L-1 MeJA或100 μmol·L-1 ABA处理下,表达量呈现显著的变化趋势,经ABA处理后HhHMGR4表达量显著升高,结果与洋常春藤皂苷分布及积累的趋势相一致,推测HhHMGR4在洋常春藤皂苷的动态积累过程中发挥重要作用。研究结果为深入探讨洋常春藤HMGR基因的生物学功能提供了重要依据。
为探究光质影响下铁皮石斛代谢物含量的积累变化,本研究以铁皮石斛为材料,以白光(CK)为对照,设置蓝光(B)、黄光(Y)、紫光(P)和绿光(G)4种不同光质的发光二极管(LED)光源,通过高效液相色谱、串联质谱技术进行代谢组学分析,结合Illumina高通量测序平台转录组学研究方法,重点解析了CK和G处理下差异代谢产物和差异表达基因。研究结果表明,在4种不同光质处理中,G对黄酮类化合物积累的促进作用最为显著。代谢组学分析共鉴定到673种差异代谢物,其中黄酮类化合物占比最高(44.03%),特别是3,4,2′,4′,6′-五羟基查尔酮的含量增至CK的10.99倍。转录组测序分析发现了6 114个差异表达基因(2 561个上调,3 553个下调),其中AP2转录因子家族成员的变化最为显著。本研究结果揭示绿光可以促进铁皮石斛黄酮类化合物积累,从代谢组和转录组角度为药用植物光质调控栽培提供了重要的理论依据。
生长素响应因子(ARF)是作物特有的一类生长素转录因子,在生长素代谢通路上调控植物的生长发育。为验证ARF转录因子在玉米籽粒发育过程中的作用,本研究克隆获得ZmARFTF2(Zm00001eb045640)基因,生物信息学分析显示,该基因位于玉米基因组1号染色体,编码序列全长为2 076 bp,编码691个氨基酸,ZmARFTF2蛋白具有跨膜结构,等电点为7.92。ZmARFTF2具有B3亚家族和Auxin_resp亚家族特有的保守结构域。对该基因启动子上游2 kb序列进行分析,发现启动子区域含有与ABA合成途径、干旱诱导、赤霉素响应、参与胚乳表达等相关的顺式作用元件。对玉米ARF基因家族构建系统发育树,发现ZmARFTF2与ZmARF17亲缘关系最近。ZmARFTF2基因以B73为背景的甲基磺酸乙酯(EMS)突变体EMS3-0a1dd2中单碱基突变造成终止密码子提前。与野生型玉米自交系B73相比,纯合突变体EMS3-0a1dd2籽粒长度、籽粒宽度、籽粒厚度、百粒重、容重显著增加;突变体中直链淀粉含量显著高于野生型B73,突变体中支链淀粉含量显著低于野生型B73。ZmARFTF2基因功能的丧失导致了玉米自交系B73由马齿型转变成硬粒型。过表达ZmARFTF2基因拟南芥的籽粒、果荚显著小于野生型拟南芥。ZmARFTF2负向调控玉米籽粒大小和百粒重,影响玉米淀粉合成途径。本研究结果为解析玉米籽粒性状和品质性状提供了基因资源。
近年,根腐病逐渐成为藜麦根部的主要病害。为了明确山西省静乐县藜麦根腐病病原菌,本研究对藜麦患病根部真菌进行分离纯化,利用土壤灌根法检测分离物的致病性,并对其进行鉴定。之后分析病原菌的生物学特性,筛选出合适的生防菌株对根腐病进行生物防治试验。结果表明,藜麦根腐病的病原菌是芬芳镰刀菌(Fusarium redolens),菌株命名为LG3。芬芳镰刀菌LG3的最适培养条件:马铃薯葡萄糖琼脂(PDA)培养基,碳源和氮源为淀粉和胰蛋白胨,温度是25~28 ℃,pH值为7~9,光暗交替。Bacillus velezensis DN对病原菌LG3的抑制效果最好,抑菌率为61.45%。盆栽试验表明,菌株DN使LG3引发的根腐病病情指数降至28.89%,对其预防效果可达53.89%;同时还能促进藜麦的生长,植株的株高、茎粗、地上鲜重、根鲜重、地上干重和根干重较对照组分别提高了20.10%、18.31%、34.21%、148.26%、33.69%和110.26%。本研究明确了山西省静乐县藜麦根腐病的致病菌为芬芳镰刀菌,分析了病原菌生长的最适条件,筛选到合适的生防菌DN,为该病害的预防管理提供了理论依据。
为明确不同土壤改良措施对连作病土修复效果的差异,本研究探究了生物防治、土壤强还原、化学熏蒸处理在田间对苦瓜病土(对照)微生物群落特征调控以及病害防控的影响。与对照相比,生物防治、土壤强还原、化学熏蒸处理中的枯萎病发病率分别显著降低88.1%、95.2%与92.9%,潜在病原菌尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)与腐皮镰刀菌(Fusarium solani)数量分别降低73.9%、99.5%、98.5%与46.4%、98.0%、97.8%。各处理显著改变了土壤微生物群落组成,土壤强还原处理中的有益菌群种类及其相对丰度显著高于其他处理,而化学熏蒸处理显著富集了部分真菌型病原菌。生物防治和土壤强还原处理中的反硝化基因数量(nirS、narG、nosZ)较对照和化学熏蒸处理显著增加,且土壤强还原处理中的固氮菌数量最高。此外,土壤强还原和化学熏蒸处理中的细菌和真菌群落功能组成较对照与生物防治发生显著变化,化学熏蒸处理中的病理营养型真菌丰度显著高于土壤强还原处理,而后者显著富集了腐生营养型真菌。综上,相较于生物防治和化学熏蒸处理,土壤强还原处理能够从显著降低病原菌数量、优化土壤微生物群落及其功能组成等多角度改良连作病土的微生态环境。本研究结果可为土传病害防控策略的合理选择提供理论依据与数据支撑。
为探究黄芪(Astragalus menbrunucrus)与灵芝(Ganoder malucidum)二种中药对高血糖病(hyperglycemia)的治疗作用机制,本研究利用网络药理学(network pharmacology)分析了黄芪与灵芝对高血糖病的作用靶点和通路,然后运用Autodock预测了活性成分与靶点蛋白的结合能力。结果表明,黄芪与灵芝共有35种有效成分和173个作用靶点,针对高血糖病的靶点有73个。其主要活性成分包括槲皮素、异鼠李素、山奈酚、β-谷甾醇等,通过AKT1、IL6、MAPK1、PPARG、TNF等靶点,作用于胰岛素信号通路、AGE-RAGE信号通路、癌症通路等。分子对接结果显示核心成分与关键靶点具有较好的结合活性。验证试验表明,当黄芪:灵芝质量比为5∶1时,对α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶的抑制效果最佳,分别达到85.81%、78.35%。非酶蛋白糖基化试验(AGEs)显示,同样比例的药物,对AGEs生成的抑制作用最强,为77.38%。二种中药通过多成分、多靶点、多途径协同作用治疗高血糖病,其作用机制与调控胰岛素信号通路、抑制AGE-RAGE信号通路、延缓肠道对葡萄糖的吸收以及改善胰岛素抵抗相关。本研究结果可为黄芪与灵芝复配药物预防治疗高血糖提供理论依据。
为研究Nrf2/HO-1/GPX4在牦牛(Bos grunniens)脑组织的表达,采集成年(3~5岁)牦牛脑组织不同部位,通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)、蛋白免疫印迹(WB)、免疫组织化学(IHC)和免疫荧光(IF)技术检测Nrf2、HO-1、GPX4、FTH1 mRNA及其蛋白在牦牛大脑、海马、丘脑、延髓和小脑的相对表达量及分布。实时荧光定量PCR、蛋白免疫印迹和免疫组化光密度分析结果均显示,成年牦牛大脑皮质和海马中Nrf2、HO-1、GPX4、FTH1 mRNA及其蛋白水平显著高于小脑、丘脑及延髓(P<0.05)。免疫组化和免疫荧光结果发现Nrf2、HO-1、GPX4、FTH1阳性反应主要表达于神经元胞质,以上4种因子与神经元核抗原抗体NeuN在上述各脑组织神经元的胞质共定位。综上,Nrf2、HO-1、GPX4、FTH1在成年牦牛大脑皮质和海马中高表达,推测上述因子可能通过抵抗低氧诱导的氧化应激,抑制铁死亡,从而保护大脑皮质和海马,促进牦牛脑组织适应低氧。Nrf2、HO-1、GPX4、FTH1主要分布在脑组织的神经元胞质,说明它们可能主要在牦牛脑组织的神经元发挥保护作用。本研究结果为进一步研究牦牛脑组织的低氧适应机制提供了基础资料。
为探究电子束辐照对冷冻桑葚和冷冻桑葚汁的杀菌效果以及品质的影响,本研究采用0、1.5、3、4.5、6、7.5 kGy辐照剂量处理冷冻样品,比较不同辐照剂量下的冷冻桑葚和冷冻桑葚汁微生物水平、pH值、总可滴定酸度、可溶性固形物含量、抗坏血酸含量、总酚含量、有机酸、色泽和感官评价结果。由杀灭90%微生物的辐照剂量(D10)值可知,当电子束辐照剂量达3、4.5 kGy及以上时,冷冻桑葚和冷冻桑葚汁的微生物水平分别满足冷冻水果相关标准的微生物限量要求,因此确定3、4.5 kGy分别为冷冻桑葚和冷冻桑葚汁的最低有效辐照剂量。电子束辐照会较未辐照组降低冷冻桑葚和桑葚汁的pH值,提高总可滴定酸度,降低可溶性固形物含量。虽然电子束辐照会较未辐照组降低样品中的抗坏血酸含量,但也会增加总酚、酒石酸等有机酸含量。同时,电子束辐照能较未辐照组改善冷冻桑葚和桑葚汁的色泽,且对其感官评价无显著影响。因此,电子束辐照可作为冷冻桑葚产品的有效杀菌技术。本研究结果可为电子束辐照技术在冷冻桑葚乃至冷冻水果行业中的应用和质量评价提供理论基础。
当前,食物过敏已成为食品安全与公共卫生问题之一,而中式糕点因其复杂的原料组成,成为过敏原检测的重点与难点。为解决食物过敏原检测中特征肽段筛选标准不统一、基质干扰严重等问题,本研究以月饼、粽子等中式糕点为研究对象,构建基于稳定同位素标记肽段的液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)定量检测方法,并用于10种常见食物过敏原(花生、大豆、芝麻、鸡蛋、牛奶及5类坚果)的检测;通过高分辨液相色谱-质谱联用技术,筛选出10种目标过敏原的靶蛋白及其28条特征肽段;考虑到中式糕点以小麦粉、米粉为主,辅以白砂糖、猪油、菜籽油等原料的特点,研究优化了样品前处理方法,有效解决了除脂和除糖过程中基质干扰的难题;将稳定同位素标记肽段(SIL-IS)作为内标,建立10种过敏原的定量检测方法并进行系统方法学考察。结果表明,该方法的灵敏度高(检测限为2~5 mg·kg⁻¹,定量限为5~10 mg·kg⁻¹),线性关系良好(r²>0.992),准确性优异(回收率68.3%~104.8%),精密度可靠(日内和日间相对标准偏差≤13.4%)。通过检测市售月饼、粽子,发现部分样品含未声明的花生、大豆等过敏原,验证了方法的实用性。该技术可提升中式糕点中多组分过敏原检测能力,为食品安全监管和消费者保护提供支持。
为解决甘薯农业废弃物资源浪费问题,本研究以溶剂分馏法制备的甘薯藤蔓木质素为原料,通过溶剂交换方法制备木质素纳米颗粒并进行工艺参数优化,采用傅里叶红外光谱(FTIR)、核磁共振磷谱(31P NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)等技术对木质素纳米颗粒的结构特性进行表征并测定其生物活性。在此基础上,以木质素纳米颗粒为稳定剂制备Pickering乳液,并以Zeta电位为指标筛选出具有最高稳定性的木质素纳米颗粒Pickering乳液。结果表明,溶剂交换法制备木质素纳米颗粒的优化参数为木质素浓度5 mg·mL-1、流速6 mL·min-1,含水量70%(V/V)。最优工艺下制备的木质素纳米颗粒结构完整,分子量低至13.01 kDa,水接触角为97.8°,酚羟基含量提高至未改性木质素的1.98倍,对中波紫外线(UVB)的阻隔率为98.81%,在0.5 mg·mL-1时的自由基清除率达92.84%、酪氨酸酶抑制率达53.99%。当木质素纳米颗粒添加量为0.1%(w/V)、油相比为5%(V/V)时,制得Pickering乳液的Zeta电位达-49.7 mV,静置28 d未发生破乳现象,具有较好的贮藏稳定性。本研究结果可为实现甘薯副产物更高附加值应用提供理论依据和技术支撑。
为提升白屈菜提取物的抗真菌性能,研发新型的植物源纳米杀菌剂,本研究采用超声波辅助提取技术制备白屈菜粗提物(CmCE),并将其与氧化石墨烯(GO)复合,成功制备白屈菜-氧化石墨纳米复合物(CmCE-GO)。通过离体、活体抑菌试验,系统研究CmCE-GO对核盘菌(Sclerotinia sclerotiorum,SS)的抑菌活性。利用高效液相色谱质谱联用(LC-MS)对白屈菜提取物主要成分进行鉴定,利用红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TGA)对CmCE-GO进行表征。菌丝生长速率测试结果表明,当CmCE的浓度为8 mg·mL-1时,对核盘菌的菌丝生长抑制率高达90.71%。通过菌丝生物产量法筛选出CmCE和GO的最佳复配比为9∶1。盆栽试验结果显示,与空白对照组(发病率84.21%)相比,CmCE-GO处理使油菜发病率降低至23.53%;与单独使用CmCE的防治效果(68.34%)相比,CmCE-GO的防治效果升至79.88%。进一步试验结果表明,CmCE和CmCE-GO通过破坏菌丝表面结构诱导细胞凋亡,从而达到抑菌效果,且该结论与菌体细胞膜和大分子物质流出试验结果一致。本研究为植物病害防治及植物源农药的开发提供了理论依据。
为探究香菇等4种食用菌混合制备的多糖提取物对小鼠理化指标和肠道菌群的调节作用,本研究采用超声辅助水提法制备复合食用菌多糖提取物,然后将制备的提取物补充给昆明小鼠并持续灌胃35 d,通过测定小鼠体重、脏器指数、理化指标、炎症因子及肠道菌群组成变化来评价其效果。结果表明,与空白组小鼠相比,复合多糖的摄入对小鼠体重和肾脏、脾脏指数未产生显著影响(P>0.05),但降低了小鼠血清和尿液中尿酸、尿素氮和肌酐的水平,并抑制了体内黄嘌呤氧化酶的活性;复合多糖摄入降低了血清中炎症因子白介素-6和肿瘤坏死因子-α以及D-乳酸和二胺氧化酶的水平,显著改善了肠道屏障功能;复合多糖的摄入提高了小鼠肝脏中抗氧化酶(总抗氧化能力、过氧化氢酶和超氧化物歧化酶)的活性,降低了丙二醛含量,改善了体内氧化应激反应。16S rRNA测序结果表明,复合多糖补充较空白组小鼠显著上调了乳酸杆菌科(Lactobacillaceae)及鼠乳杆菌(Lactobacillus murinus)等益生菌的相对丰度(P<0.05)。综上,4种食用菌混合制备的多糖提取物不仅能增强小鼠的免疫能力,还能调节肠道菌群。本研究为食用菌多糖用作膳食补充剂提供了理论依据。
为筛选有效的抗旱节水指标,加速抗旱节水小麦品种的培育,本研究以42份新疆春小麦种质为试验材料,在小麦全生育期分别设置干旱节水和充分灌溉两种处理,测定了10项关键农艺与生理指标,通过抗旱指数(DI值)、隶属函数综合评价值(D值)、聚类分析和主成分分析等方法对小麦种质进行综合评价。结果表明,与充分灌溉相比,干旱节水处理下株高、产量、千粒重、容重、叶绿素含量等指标不同程度的降低;试验组多项氧化应激相关指标呈现出不同的变化,包括过氧化物酶、过氧化氢酶及超氧化物歧化酶的活性明显增强,同时脯氨酸与丙二醛的积累量也呈现增加趋势。DI值和主成分分析表明,株高、产量、容重、丙二醛含量和超氧化物歧化酶活性是评价小麦抗旱节水性的关键指标;D值作为综合评价指标,能全面反映小麦的抗旱节水性。最终通过聚类分析,将42份小麦种质分为3种抗旱节水类型,其中强抗旱节水型9份、中抗旱节水型11份、弱抗旱节水型22份。该研究为小麦成熟期的抗旱节水性鉴定和种质筛选提供了理论依据。
为探究黑小麦种质资源的抗旱指标并评价不同品种的抗旱性,以山西省审定的14份黑小麦种质资源为材料,在萌发期设置3个浓度(0%、5%、10%)的PEG-6000溶液模拟干旱环境,根据描述性分析及变异系数来确定黑小麦萌发期抗旱性鉴定的适宜浓度。采用方差分析、相关性分析、主成分分析、隶属函数分析相结合的方法分析黑小麦萌发期的发芽势、发芽率、株高、干物质重、茎粗、根系性状等14个指标,确定抗旱指标,并鉴选不同抗旱等级的黑小麦品种。结果表明,随着干旱程度的增加,14份黑小麦品种的生长受抑制程度越来越强。供试品种在5% PEG浓度下的变异系数整体较小,因此,最佳的黑小麦种质资源萌发期抗旱鉴定浓度为5% PEG。相关分析表明,在5% PEG处理下,根体积与4个抗旱指标存在显著正相关,根直径与3个抗旱指标存在显著负相关。主成分分析表明,根长及根表面积为抗旱评价的主要参考指标。隶属函数分析表明,运黑1619、临黑199、紫麦8555、运黑28可以作为后期抗旱黑小麦育种的优质亲本材料。该研究可为后期抗旱黑小麦品种的选育提供材料基础及理论依据。
为探究减氮配施腐植酸对玉米光合特性和产量的影响,筛选氮肥优化的最佳配施比例,本研究于2023年5―9月在新疆农业大学三坪试验教学基地设置常规氮肥(N1,300 kg·hm-2)、减氮15%(N2,255 kg·hm-2)、减氮30%(N3,210 kg·hm-2)、单施腐植酸1(HA1,45 kg·hm-2)、单施腐植酸2(HA2,90 kg·hm-2)、常规氮肥+腐植酸1(N1HA1)、常规氮肥+腐植酸2(N1HA2)、减氮15%+腐植酸1(N2HA1)、减氮15%+腐植酸2(N2HA2)、减氮30%+腐植酸1(N3HA1)、减氮30%+腐植酸2(N3HA2)共11个处理,分析不同处理下抽雄期玉米植株的光合特性及产量变化。结果表明,在玉米抽雄期,与N1相比,N2HA1处理下玉米叶片的叶绿素含量显著提高16.41%;叶片的全N、全P含量及N、P积累量分别显著提高34.00%、67.10%、57.58%、97.06%;玉米的净光合速率、蒸腾速率显著提高34.61%、37.00%,胞间CO2浓度显著降低42.20%。相较于N1,HA1和HA2显著降低了玉米的百粒重和产量,而在N2HA1处理下,玉米的百粒重、穗粒数和产量均较高,分别达到39.27 g、676.37粒、18 391.86 kg·hm-2,增产率为10.02%。相关分析进一步表明,产量与叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、氮素积累量、磷素积累量均呈显著正相关。综上,减氮15%配施45 kg·hm-2腐植酸为北疆灌区玉米田氮肥优化增产的理想施肥方案,可有效改善玉米的光合特性并提高产量。本研究结果为北疆灌区玉米节肥增产提供了理论依据。
生育后期功能叶持绿性能对籼型水稻抗逆防早衰、增强植株抗倒伏能力及高产稳产均具有重要意义。为探究籼稻持绿性与后期逆境适应性能间关系与作用机制,本试验选取两个自育籼型持绿自交系GKR1、GKR2,以常规籼稻品种黄华占(HHZ)为对照,于穗期进行氮素亏缺和灌浆期干旱处理,考查叶绿素动态、产量形成及有关生理生化指标。结果表明,籽粒灌浆开始至成熟期,GKR1、GKR2叶片叶绿素含量高出黄华占20%~80%,差异整体达显著水平,且随熟期推进,其叶绿素含量下降始期更晚、降幅更低、降速更慢。与对照相比,两胁迫处理下GKR1、GKR2的产量下降幅度明显低于黄华占,主要体现在两持绿品系结实率和千粒重波动更小。正常或胁迫条件下,两持绿水稻羧化酶(Rubisco)活性和脱落酸(ABA)含量整体显著高于黄华占,而其丙二醛(MDA)、过氧化氢(H2O2)含量均较低,可溶性糖含量较高;硝酸还原酶(NR)、谷氨酸合成酶(GOGAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性也较高。相关性分析显示,抽穗0 d的叶绿素a和叶绿素b含量与灌浆0 d的ABA含量和羧化酶活性及灌浆15 d时的GOGAT和NR活性均呈极显著正相关,使得两持绿籼稻在后期干旱与氮素亏缺条件下维持良好的生理机能,保证了逆境下的产量稳定性。综上,两持绿籼稻具有较为优良的抗逆稳产性能,该结果为其育种应用及相关基础研究奠定了良好基础。
为明确适宜的播种量和株距配置对提高水稻产量和品质的重要性,本试验以黑龙江早粳稻品种绥粳18为供试材料,采用二因素随机区组设计,设50(A1)、100(A2)、150(A3)、200(A4)和250 g/盘(A5)5个播种量(A)水平,其中A2处理为常规对照,以及30 cm×14 cm(B1)、30 cm×16 cm(B2)和30 cm×18 cm(B3)3个株距(B)水平,以B2处理作为常规对照,研究播种量与株距对水稻产量和品质的影响。结果表明,水稻秧苗素质随着播种量的提高呈现先上升后下降的趋势,充实度和壮秧指数均在A2播量处理达到最高。最高分蘖数在A5B3处理达到最大,但A5B3处理有效穗数较少,且分蘖成穗率低,表明该处理分蘖情况不稳定,A3B1处理分蘖数波动幅度小,成穗率高达79.33%,较对照处理(A2B2)提升14.37%。同一播种量不同株距下的氮磷钾元素含量变化趋势基本一致。产量方面,A3B1处理产量达8 228.73 kg·hm-²,较对照增产24.09%,且食味值在A3B1处理达到89.16。综上,中等播种量(150 g/盘)配合小株距(30 cm×14 cm)即A3B1处理可以有效提高寒地水稻产量和品质。本研究为寒地早粳稻机械化高产优质栽培提供了理论依据。
为探究3种聚磷酸掺混磷肥减量施用对滴灌棉花生长和产量形成的影响,本研究将聚磷酸铵1掺混磷肥(APP1)、聚磷酸铵2掺混磷肥(APP2)、三聚磷酸钾掺混磷肥(KTPP)以及常规滴灌二铵(DAP)作为磷源,分别设置常规施磷(P120,P2O5 120 kg·hm-2)、磷肥减施10%(P108,P2O5 108 kg·hm-2)、磷肥减施20%(P96,P2O596 kg·hm-2)和不施磷处理(P0),于棉花蕾期、盛花期及盛铃期测定0~20和20~40 cm土层土壤速效磷含量,盛花期和盛铃期测定生物量、磷吸收量和结铃动态,成熟期测定产量及产量构成。结果表明,地上部生物量和磷吸收量及结铃数、土壤速效磷含量均随施磷量的减少而下降,单铃重则随施磷量的减少而增加。同一施磷量下,在蕾期、盛花期及盛铃期,APP2在0~20 cm土层的土壤速效磷含量高于其他磷源;在盛花期和盛铃期,APP2的生物量和磷吸收量高于其他磷源。同一施磷量下,APP2和KTPP处理结铃数显著高于DAP,而APP1与DAP间差异不显著。APP2磷源处理下的籽棉产量、产投比、磷肥农学利用率均表现为P108>P120>P96>P0。综上所述,聚磷酸铵2掺混磷肥以108 kg·hm-2施用可兼顾产量及磷肥高效利用。本研究结果为新疆滴灌磷肥减施增效提供了参考。
低温胁迫为设施辣椒生产常见的逆境之一,严重影响辣椒生长和生产。为探究氯化血红素(hemin)对低温胁迫下辣椒的缓解效应,本试验在设施秋冬栽培下,应用不同浓度氯化血红素(0、0.3、0.6、1.5、3、15、30 mg·L-1)喷施辣椒植株叶片,研究其对辣椒生长、产量及低温抗性的影响。结果表明,与对照相比,1.5 mg·L-1 hemin处理30和50 d辣椒的株高、茎粗、叶片数和株幅均显著提高,且在所有氯化血红素处理中几乎均最高;1.5 mg·L-1处理的辣椒地上部鲜重及地下部干重/鲜重均显著高于对照,3 mg·L-1处理的辣椒根体积显著高于对照;1.5 mg·L-1处理的辣椒叶片叶绿素a含量和总叶绿素含量均显著高于对照;1.5和3 mg·L-1处理的电解质渗透率较低,除30 mg·L-1处理外,其余处理的电解质渗透率均显著低于对照;除30 mg·L-1处理外,其余处理的叶片可溶性糖含量和单株产量均显著高于对照,且1.5 mg·L-1处理的叶片可溶性糖含量和产量均最高。因此,外源喷施适宜浓度的氯化血红素能有效缓解低温胁迫对辣椒生长发育的抑制,促进辣椒植株产量的提升,生产上建议施用1.5 mg·L-1氯化血红素缓解辣椒低温逆境胁迫伤害。本研究结果为秋冬季节设施辣椒生产提供了技术参考。
为探究区域农业用水实态,结合遥感识别与灌溉定额试验开展作物精准识别与最优灌溉量分析。基于多时相遥感影像与随机森林算法,识别出水田、水浇地与果园作物分布,其中中稻3.08万公顷、冬小麦复播夏玉米2.76万公顷,分类总体精度为84.50%~99.15%,Kappa系数为0.73~0.98,验证了该方法的区域适用性。针对水稻、小麦、玉米及主要蔬菜,设计契合作物需水规律与传统灌溉模式的梯度灌溉试验,基于灌溉水利用效率与水分利用效率,采用变异系数法与二次样条插值构建效率函数,确定中稻(11 520 m³·hm⁻²)、冬小麦(2 730 m³·hm⁻²)等作物的最优灌溉水量。进一步将遥感分类结果与灌溉定额数据进行耦合分析,测算得到的研究区农业灌溉总需水量为5.46亿立方米,明显高于近年可供水量,反映出区域农业用水存在结构性矛盾。本研究可为区域水资源优化配置与高效利用提供数据支撑与决策依据。