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壳聚糖及其纳米粒在农业领域的应用研究进展

农学学报 2024年第5期14卷 33-39页

作者：胡举伟郑磊黄乐秋孟鑫朱晓洁刘辉李新柱宋涛金正大生态工程集团股份有限公司/养分资源高效利用全国重点实验室/农业农村部植物营养与新型肥料创制重点实验室山东临沂276700 广东清远金正大农业研究院有限公司广东清远511500 山东省临沭县临沭街道农业综合服务中心山东临沂276700 沃夫特复合肥有限公司山东临沭276700 山东金秋园田生物科技有限公司山东临沂276700

壳聚糖是一种从几丁质生产的天然、安全且低成本的生物聚合物,因其独特的性质,在工业生产中具有广泛的应用前景。本综述聚焦于壳聚糖及其纳米粒在农业领域的多重作用,特别是在种子处理、土壤修复、肥料和农药增效方面。研究表明,壳聚糖... 详细信息

壳聚糖是一种从几丁质生产的天然、安全且低成本的生物聚合物,因其独特的性质,在工业生产中具有广泛的应用前景。本综述聚焦于壳聚糖及其纳米粒在农业领域的多重作用,特别是在种子处理、土壤修复、肥料和农药增效方面。研究表明,壳聚糖可用于种子包衣,形成物理屏障以抵御病原体侵染,并且其抗菌活性有助于促进作物生长及提高对非生物和生物胁迫的耐受性。此外,低分子量壳聚糖能显著诱导植物的抗病性。近年来,壳聚糖纳米粒作为一种新型载体,已被开发用于包裹杀虫剂、杀菌剂、肥料和微量元素等,旨在实现农药和肥料使用的减量化和效率化,进而推动农业的可持续发展。最后,本研究还探讨了壳聚糖及其纳米粒的未来研究方向。

关键词：壳聚糖壳聚糖纳米粒农业化肥农药

桑树/大豆、桑树/苜蓿间作对其生长及土地和光资源利用能力的影响

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桑树/大豆、桑树/苜蓿间作对其生长及土地和光资源利用能力的影响

作者：胡举伟东北林业大学

学位级别：硕士

近年来桑树在黑龙江省干旱,以及盐碱地区被大量推广种植,改善了脆弱生态区的生态环境,促进了当地的农林经济的发展,尤其是桑树和豆科作物的农林复合模式已得到广泛应用,本研究以桑树(Moros alba L.)/大豆(Glycine max L.)、桑树(Morus a... 详细信息

近年来桑树在黑龙江省干旱,以及盐碱地区被大量推广种植,改善了脆弱生态区的生态环境,促进了当地的农林经济的发展,尤其是桑树和豆科作物的农林复合模式已得到广泛应用,本研究以桑树(Moros alba L.)/大豆(Glycine max L.)、桑树(Morus alba L.)/苜蓿Medicago sativa L.)间作系统为研究对象,对间作模式对其光合特性、生长、根际土壤养分含量和酶活性,以及大豆根系分泌物中的酚酸物质对桑树生长的影响进行了研究,以期为进一步优化桑树/大豆、桑树/苜蓿间作系统提供理论基础。研究结果如下：在桑树和大豆间作共生期间,间作桑树的株高、叶绿素含量、根干重、地上生物量等生长指标都高于单作桑树,而大豆呈现相反的趋势。间作桑树的净光合速率(PN)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)也明显单作桑树增加了26.7%、100.3%、19.4%,间作桑树的水分利用率(WUE)比单作桑树降低了37.2%,但大豆呈现相反的趋势。桑树/大豆间作显著提高了桑树的光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)和最大净光合速率(Pmax),降低了大豆光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)和最大净光合速率(Pmax),与单作模式相比,间作系统中的桑树和大豆的表观量子效率(AQY)升高。表明桑树/大豆间作系统可以在一定程度上增强桑树利用强光,以及大豆吸收利用弱光的能力,从而对桑树和大豆的生长产生影响。在桑树(Morus alba L)/苜蓿(Medicago sativa L.)间作系统中,在苜蓿第2次刈割时,间作桑树的株高、叶生物量、茎生物量和叶片的粗蛋白含量分别比单作桑树增加了9.2%、36.4%、46.5%和12.7%;间作苜蓿的株高、主茎分枝数、叶绿素a含量、叶绿素b含量和粗蛋白含量分别比单作苜蓿增加了8.7%、26.7%、11.4%、20.5%和21.4%。间作桑树根际土壤的有机氮含量、速效氮含量、脲酶活性分别比单作桑树增加了3.3%、19.1%、32.7%;间作苜蓿根际土壤的有机氮含量、速效氮含量、脲酶活性分别比单作苜蓿增加了3.4%、27.9%、32.3%。桑树/苜蓿间作系统的土地当量比(LER)为1.29,大于1。间作桑树的光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)和最大净光合速率(Pmax)分别比单作桑树提高了15.0%、39.3%和20.7%;间作苜蓿的光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)和最大净光合速率(Pmax)分别比单作苜蓿降低了15.6%、33.9%、17.6%,与单作模式相比,间作模式中的桑树、苜蓿的表观量子效率(AQY)升高。表明桑树/苜蓿间作模式能够增强桑树吸收利用强光、苜蓿吸收利用弱光的能力,同时活化根际矿质营养,促使间作系统呈现明显的产量优势。通过室内盆栽试验,以一年龄桑树品种“青龙桑”幼苗为试验材料,研究了大豆根系分泌中含有的3-硝基邻苯二甲酸和邻甲氧基苯甲酸对桑树幼苗的生长和叶片光合特性的影响。两种外源酚酸对桑树的生长和光合特性的影响不同。结果表明：当外源3-硝基邻苯二甲酸浓度低于10-5mol·L-1时,桑树叶片的的叶绿素含量、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)升高,同化产物的积累量增加,促进了株高、根长和生物量的增加,而当浓度高于10-2mol·L-1时,叶绿素含量、Pn和Ci以及实际光化学效率(ΦPS Ⅱ、电子传递速率(ETR)均显著降低,株高、根长、叶片数和生物量也降低。外源邻甲氧基苯甲酸处理下,随着浓度的增加,桑树叶片的叶绿素含量Gs、Tr、 Pn、ΦPS Ⅱ、ETR和光化学淬灭系数(qP)均降低,光能以热耗散形式耗散的比例增加。说明3-硝基邻苯二甲酸对桑树的生长和光合具有低浓度促进、高浓度抑制的双重浓度效应,而邻甲氧基苯甲酸对桑树的光合机构产生不利效应。

关键词：桑树大豆苜蓿间作生长光合特性化感

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植物光合机构对光环境的适应机制:状态转换

应用生态学报 2016年第5期27卷 1674-1682页

作者：代欣胡举伟张秀丽孙广玉东北林业大学生命科学学院哈尔滨150040

在自然条件下,植物接受的照光量经常变化,而植物在进化过程中已形成了相应的适应机制,用以维持光环境变化过程中2个光反应之间光能转换的能量平衡.植物的调控系统不但能通过调控叶片和叶绿体的运动以及光合色素的积累调节光的吸收,还可... 详细信息

在自然条件下,植物接受的照光量经常变化,而植物在进化过程中已形成了相应的适应机制,用以维持光环境变化过程中2个光反应之间光能转换的能量平衡.植物的调控系统不但能通过调控叶片和叶绿体的运动以及光合色素的积累调节光的吸收,还可以通过光系统的状态转换灵活地调节捕光色素蛋白复合体吸收的能量分配.特别是在低光强下,植物通过可对电子传递链的氧化还原状态做出响应的激酶和磷酸酶调控光系统Ⅱ捕光色素蛋白复合体(LHCⅡ)的可逆磷酸化,从而调节激发能在PSⅠ与PSⅡ之间的分配.植物的状态转换机制是植物适应光质等光环境变化的重要机制.本文综述了植物状态转换机制的研究进展,阐述了LHCⅡ的磷酸化及其在PSⅠ与PSⅡ两个光系统间的移动及其状态转换在植物适应光环境变化中的生理意义,并展望了今后的主要研究方向.

关键词：光系统状态转换 LHCⅡ磷酸化非光化学猝灭

桑树/大豆间作对植物生长及根际土壤微生物数量和酶活性的影响

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应用生态学报 2013年第5期24卷 1423-1427页

作者：胡举伟朱文旭张会慧许楠李鑫岳冰冰孙广玉东北林业大学生命科学学院哈尔滨150040 中国林业科学研究院林业研究所林木遗传育种国家重点实验室北京100091

利用根系分隔试验的方法,研究了桑树/大豆间作体系中植株生长、根际土壤酶和土壤微生物的变化.结果表明:根系不分隔处理的桑树和大豆的株高、叶片数、根长和根冠比等生长指标均高于塑料膜分隔和尼龙网分隔处理,大豆有效根瘤数较多.不分... 详细信息

利用根系分隔试验的方法,研究了桑树/大豆间作体系中植株生长、根际土壤酶和土壤微生物的变化.结果表明:根系不分隔处理的桑树和大豆的株高、叶片数、根长和根冠比等生长指标均高于塑料膜分隔和尼龙网分隔处理,大豆有效根瘤数较多.不分隔、尼龙网分隔处理的桑树和大豆的根际土壤磷含量比塑料膜分隔分别高10.3%、11.1%和5.1%、4.6%.不分隔和尼龙网分隔处理的桑树和大豆根际微生物数量、微生物多样性和土壤酶活性均高于塑料膜分隔处理.表明桑树和大豆间作具有明显的种间促进效应.

关键词：桑树大豆间作根系分隔土壤酶活土壤微生物

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不同光质对桑树幼苗生长和光合特性的影响

植物研究 2019年第4期39卷 481-489页

作者：胡举伟代欣宋涛孙广玉金正大生态工程集团股份有限公司/养分资源高效开发与综合利用国家重点实验室/农业部植物营养与新型肥料创制重点实验室临沂276700 东北林业大学生命科学学院哈尔滨150040

光质可影响植物光合特性、形态以及生理过程。本试验研究了不同光质(白光W、红光R、红蓝混合光RB、蓝光B)对桑树植株生长、形态和光合作用的影响。结果表明:与白光对照相比,红光、蓝光和红蓝混合光处理下植株的生长、干物质积累受到抑制... 详细信息

光质可影响植物光合特性、形态以及生理过程。本试验研究了不同光质(白光W、红光R、红蓝混合光RB、蓝光B)对桑树植株生长、形态和光合作用的影响。结果表明:与白光对照相比,红光、蓝光和红蓝混合光处理下植株的生长、干物质积累受到抑制;红光处理下植株的株高、叶面积显著高于白光、红蓝混合光、蓝光处理;而白光、红蓝混合光、蓝光处理下植株的LMA、叶绿素a/b比值、可溶性蛋白含量、蔗糖、淀粉含量和叶片总N含量显著高于红光处理;红蓝混合光处理下植株的Pn、Gs、ΦPSⅡ与白光处理相近,红光、蓝光处理下植株的Pn、ΦPSⅡ低于白光、红蓝混合光处理,同时红光、红蓝混合光、蓝光处理下植株的抗氧化酶活性高于白光处理,而MDA含量低于白光处理;红光处理下植株的叶片厚度、栅栏组织和海绵组织厚度显著小于白光处理。因此,一定比例的红蓝混合光可以使桑树植株的生长、光合特性、生理特征和叶片解剖结构与白光下生长植株相近,并减少单质红光、单质蓝光对植株生长发育的不利影响。

关键词：桑树光质生长光合特性叶片解剖结构

不同红蓝光配比对桑树幼苗生长和生理特性的影响

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华北农学报 2018年第A1期33卷 160-169页

作者：胡举伟代欣宋涛孙广玉金正大生态工程集团股份有限公司养分资源高效开发与综合利用国家重点实验室农业部植物营养与新型肥料创制重点实验室山东临沂276700 东北林业大学生命科学学院黑龙江哈尔滨150040

为探索桑树幼苗对红蓝组合光的响应机制,以LEDs为光源,以桑树幼苗为试验材料,设红光(0B)、蓝光(100%B)和红蓝组合光(15%B、20%B、30%B、50%B) 6个处理,以白光为对照,研究不同配比红蓝光对桑树幼苗生长、光合活性、叶绿素含量等方面的影... 详细信息

为探索桑树幼苗对红蓝组合光的响应机制,以LEDs为光源,以桑树幼苗为试验材料,设红光(0B)、蓝光(100%B)和红蓝组合光(15%B、20%B、30%B、50%B) 6个处理,以白光为对照,研究不同配比红蓝光对桑树幼苗生长、光合活性、叶绿素含量等方面的影响。结果表明:红光可促进桑树幼苗的茎伸长和叶片展开,但引起桑树幼苗叶片净光合速率(Pn)、光系统Ⅱ光化学活性、碳代谢能力降低;而补充蓝光虽然抑制桑树幼苗茎伸长和叶片展开,却逆转或削弱了这些红光的负面效应,促进叶片比叶质量、Pn、光系统Ⅱ光化学活性和单位面积叶绿素含量升高,叶片Rubisco活性增强。相比于白光、红蓝组合光和蓝光处理,红光下桑树叶片Pn降低可能主要是由于光系统Ⅱ光化学活性、气孔导度(Gs)、叶绿素含量、Rubisco含量和活性降低造成的。总体来看,红蓝组合光下植株的生长状况、生理特征与白光处理相似。由此可知,一定比例的红蓝组合光(15%B和20%B)可减弱单质红光、蓝光对桑树幼苗生长的不利影响。在红光基础上补充蓝光对保持桑树幼苗叶片光系统Ⅱ光化学活性,驱动光合作用至关重要。

关键词：桑树光质红光蓝光生长生理特性

Na_2CO_3胁迫对青龙桑、蒙古桑叶片生理和叶片光系统Ⅱ活力的影响

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中南林业科技大学学报 2015年第5期35卷 51-58页

作者：胡举伟张会慧孙广玉东北林业大学生命科学学院黑龙江哈尔滨150040 黑龙江省科学院自然与生态研究所黑龙江哈尔滨150040

以青龙桑Moros alba‘Qinglong’和蒙古桑Moros alba‘Mongolia’为试验材料,研究了不同浓度Na2CO3对青龙桑和蒙古桑叶绿素含量、渗透调节能力、叶片PSⅡ活力的影响。结果表明:随着Na2CO3浓度的提高,青龙桑和蒙古桑的叶绿素含量均呈现... 详细信息

以青龙桑Moros alba‘Qinglong’和蒙古桑Moros alba‘Mongolia’为试验材料,研究了不同浓度Na2CO3对青龙桑和蒙古桑叶绿素含量、渗透调节能力、叶片PSⅡ活力的影响。结果表明:随着Na2CO3浓度的提高,青龙桑和蒙古桑的叶绿素含量均呈现下降趋势,在相同Na+浓度条件下,青龙桑降低的幅度明显低于蒙古桑;随着Na2CO3浓度的提高,青龙桑和蒙古桑的脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白含量呈现增加趋势,当Na+浓度>80 mmol/L时,在相同Na+浓度条件下,青龙桑的各组分含量明显高于蒙古桑;当Na+浓度低于120 mmol/L时,各项叶绿素荧光指标变化均不明显;当Na+浓度超过120 mmol/L时,随着Na+浓度的增加,桑树叶片的Fv/Fm、Fv/Fo、Sm、φPo、φEo、TRo/RC和ETo/RC呈现降低的趋势,而VJ、Mo、φDo以及DIo/RC增加;在相同Na+浓度条件下,青龙桑的各项叶绿素荧光指标变化幅度明显低于蒙古桑,说明盐胁迫抑制了PSⅡ受体侧QA向QB的电子传递,使桑树叶片捕获的光能比例降低,而用于热耗散的比例增加,用于QA-以后的电子传递能量比例减少。以上结果表明青龙桑对Na2CO3胁迫的适应能力高于蒙古桑。

关键词：桑树青龙桑蒙古桑 Na2CO3胁迫叶片生理叶片PSⅡ活力

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高羊茅草对盐碱地原油污染土壤微生物的影响

应用生态学报 2012年第12期23卷 3414-3420页

作者：李鑫张会慧岳冰冰许楠朱文旭胡举伟孙广玉东北林业大学生命科学学院哈尔滨150040

采用常规土壤理化分析和Biolog-Eco微孔板鉴定系统,研究了松嫩平原盐碱土地区高羊茅草的生长对原油污染土壤pH、总盐含量和微生物群落的影响.结果表明:石油污染导致表征土壤微生物代谢活性的平均颜色变化率(AWCD)、物种多样性指数和碳... 详细信息

采用常规土壤理化分析和Biolog-Eco微孔板鉴定系统,研究了松嫩平原盐碱土地区高羊茅草的生长对原油污染土壤pH、总盐含量和微生物群落的影响.结果表明:石油污染导致表征土壤微生物代谢活性的平均颜色变化率(AWCD)、物种多样性指数和碳源利用数增加,微生物碳源利用模式发生改变.高羊茅草对石油污染土壤有较好的修复作用,降低了土壤pH和石油烃(TPH)含量,提高了土壤含水率.高羊茅草根际土壤的AWCD和碳源利用丰富度指数明显高于裸地土壤,为其根际微生物的生长发育提供了适宜的环境.

关键词：石油污染微生物群落高羊茅草 Biolog 松嫩平原盐碱地

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外源氨基葡萄糖对水培玉米幼苗生长的影响

农学学报 2023年第1期13卷 1-5页

作者：刘辉杨晓云宋伟杰胡举伟宋涛金正大生态工程集团股份有限公司山东临沭276700 养分资源高效开发与综合利用国家重点实验室山东临沭276700 农业农村部植物营养与新型肥料创制重点实验室山东临沭276700

为了探讨外源氨基葡萄糖在作物生长发育中所起到的作用,本文以玉米幼苗为试验材料,采用无胁迫水培试验方法,研究了不同浓度的外源氨基葡萄糖对玉米幼苗的株高、茎粗、叶绿素含量、根系、植株鲜重和根系鲜重各生长指标的影响。试验结果表... 详细信息

为了探讨外源氨基葡萄糖在作物生长发育中所起到的作用,本文以玉米幼苗为试验材料,采用无胁迫水培试验方法,研究了不同浓度的外源氨基葡萄糖对玉米幼苗的株高、茎粗、叶绿素含量、根系、植株鲜重和根系鲜重各生长指标的影响。试验结果表明:与空白对照组(CK)相比,在0.1~5 mg/L的氨基葡萄糖浓度条件下玉米的株高、茎粗、植株鲜重和根系鲜重均有不同程度的增长,其中2 mg/L氨基葡萄糖浓度条件下玉米的茎粗、植株鲜重和根系鲜重分别较对照提高了11.30%、26.58%和19.32%。玉米总根长、根表面积、总分枝数等指标也均有显著增加,其中在2 mg/L浓度条件下增加最大;同时,氨基葡萄糖对玉米幼苗的叶绿素含量也有提高,随着使用浓度的增加玉米幼苗叶绿素的含量呈增加趋势。综合各因素可以看出,在无胁迫条件下,不同浓度的外源氨基葡萄糖均可以促进玉米幼苗各指标的生长发育,其中在本实验条件下氨基葡萄糖的浓度在2 mg/L左右时促进玉米各指标发育的效果最佳。氨基葡萄糖是一种新型的天然增效物质,值得更加深入的研究。

关键词：氨基葡萄糖玉米幼苗水培根系生长叶绿素含量