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减氮配施生物炭对北疆小麦产量品质及固碳减排的影响

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农业工程学报 2024年第4期40卷 104-111页

作者：杨卫君杨梅郭颂宋世龙陈雨欣王森赵红梅新疆农业大学农学院乌鲁木齐830052 中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所乌鲁木齐830002 新疆农业大学资源与环境学院乌鲁木齐830052

为研究生物炭在北疆灌区农田应用的稳产增产及固碳减排综合潜力,探索农田氮肥优化施用途径,该研究于2021年4月—2022年7月在新疆奇台设置常规施氮(N1:300 kg/hm^(2))、氮肥减量15%(N2:255 kg/hm^(2))、氮肥减量30%(N3:210 kg/hm^(2))、... 详细信息

为研究生物炭在北疆灌区农田应用的稳产增产及固碳减排综合潜力,探索农田氮肥优化施用途径,该研究于2021年4月—2022年7月在新疆奇台设置常规施氮(N1:300 kg/hm^(2))、氮肥减量15%(N2:255 kg/hm^(2))、氮肥减量30%(N3:210 kg/hm^(2))、单施生物炭(B:20 t/hm^(2))、常规施氮+生物炭(N1B)、氮肥减量15%+生物炭(N2B)、氮肥减量30%+生物炭(N3B)7个处理,分析两季小麦(春小麦、冬小麦)种植期间不同处理下麦田土壤有机碳含量、土壤呼吸速率、小麦品质及产量变化。结果表明,与单施常规氮肥相比,施用生物炭后土壤总有机碳(soil total organic carbon,SOC)、活性有机碳(active organic carbon,AOC)、碳库管理指数(carbon pool management index,CPMI)和小麦产量、籽粒水分及蛋白(干基)含量均呈提高趋势。综合表现以氮肥减量15%配施生物炭(N2B)处理最优,较氮肥常规单施(N1)相比,AOC、SOC均有显著提高,2 a产量分别显著提高22.12%、36.17%(P0.05)。同时,除单施生物炭(B)处理(2021年)和除单施生物炭(B)及减氮15%(N2)处理外(2022年),其他处理下土壤CO_(2)累积排放量较单施常规氮肥均有所升高。综上,氮肥减量15%(255 kg/hm^(2))配施20 t/hm^(2)生物炭时其农田土壤固碳减排效果及小麦产量品质综合表现较好,建议作为北疆灌区麦田氮肥优化配施生物炭的理想施肥方案。

关键词：氮生物炭土壤呼吸有机碳小麦产量品质

红豆草品种特异性、一致性和稳定性测试指南的研制

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草业科学 2024年第4期41卷 957-966页

作者：李陈建孙玉兰王玉祥陈爱萍张博西部干旱荒漠区草地资源与生态实验室新疆乌鲁木齐830052 新疆农业大学草业学院新疆乌鲁木齐830052

植物品种DUS(Distinctness,Uniformity and Stability)测试是植物新品种审定、登记的必要环节。DUS测试指南是品种审定机构开展DUS测试的基本依据。本研究按照国际植物新品种保护联盟(UPOV)技术文件《TGP/7植物新品种测试指南的研制》... 详细信息

植物品种DUS(Distinctness,Uniformity and Stability)测试是植物新品种审定、登记的必要环节。DUS测试指南是品种审定机构开展DUS测试的基本依据。本研究按照国际植物新品种保护联盟(UPOV)技术文件《TGP/7植物新品种测试指南的研制》规定的程序要求,以90份红豆草(Onobrychis viciifolia)品种资源为试验材料,在新疆乌鲁木齐开展了两年的田间试验,经过多次同行专家论证修订,完成了红豆草DUS测试指南报批稿。指南规定了红豆草DUS测试的31个测试性状及其观测方法和判定标准,13个标准品种,并详细介绍了红豆草DUS测试指南研制的过程及指南的主要内容。指南的制订为国内红豆草新品种特异性、一致性和稳定性的判定提供了技术依据,对加强我国红豆草新品种保护具有重要意义,为红豆草产业健康发展提供技术保障。

关键词：红豆草 DUS测试 DUS测试指南植物新品种保护基本性状选测性状标准品种

低温和干旱双重胁迫对紫花苜蓿叶片光系统Ⅱ的影响

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草地学报 2024年第4期32卷 1120-1130页

作者：赵尧尧刘美君张政王婕王玉祥安长奇王跳霞新疆农业大学草业学院/西部干旱区草地资源与生态教育部重点实验室/新疆草地资源与生态重点实验室新疆乌鲁木齐830052

新疆紫花苜蓿(Medicago sativa L.)在返青期常遭受低温和干旱双重胁迫。本研究以新疆主栽品种‘新牧4号’为材料,研究低温和干旱双重胁迫对苜蓿叶片光系统II(PSII)的影响。以商业种‘WL525HQ’为对照,进一步分析双重胁迫对不同低温抗性... 详细信息

新疆紫花苜蓿(Medicago sativa L.)在返青期常遭受低温和干旱双重胁迫。本研究以新疆主栽品种‘新牧4号’为材料,研究低温和干旱双重胁迫对苜蓿叶片光系统II(PSII)的影响。以商业种‘WL525HQ’为对照,进一步分析双重胁迫对不同低温抗性的苜蓿PSII具体的影响位点。结果表明:低温下PSII最大光化学效率(F_(v)/F_(m))、单位反应中心捕获的用于电子传递的能量(ET O/RC)显著降低,OJIP曲线中J点荧光上升,表明低温导致PSII活性下降是由于受体侧和反应中心受损;干旱导致F_(v)/F_(m)显著降低,OJIP曲线中J,K,L点荧光上升且重度干旱导致单位反应中心吸收的光能(ABS/RC)、单位反应中心捕获的用于还原Q A的能量(TR O/RC)、单位反应中心耗散掉的能量(DI O/RC)增加,表明干旱导致PSII活性下降是由于PSII供/受体侧、复合体受损及重度干旱PSII反应中心受损;双重胁迫诱导产生的顺-3-乙烯醇可缓解单一胁迫对PSII的伤害程度;在秋眠级较低的‘新牧4号’中,双重胁迫可缓解干旱对PSII供体侧的伤害,在‘WL525HQ’中,双重胁迫可缓解低温对PSII反应中心及受体侧的伤害,同时缓解干旱对PSII供体侧、反应中心的伤害。

关键词：紫花苜蓿 PSII 低温胁迫干旱胁迫双重胁迫

古尔班通古特沙漠生物土壤结皮下土壤有机碳垂直分布特征及影响因素

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生态学报 2024年第7期44卷 2946-2954页

作者：杨军刚张玲卫郭星陆永兴郭浩张元明周晓兵中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室/干旱区生态安全与可持续发展重点实验室乌鲁木齐830011 新疆农业大学资源与环境学院乌鲁木齐830052 新疆农业大学生命科学学院乌鲁木齐830052 中国科学院大学北京100049

为了探究沙漠不同生物土壤结皮类型覆盖下土壤有机碳(SOC)垂直分布特征及与土壤理化因素的关系,解析影响因素,以古尔班通古特沙漠腹地藻类、藓类生物土壤结皮和裸沙三种不同地被覆盖类型为研究对象,通过野外采集不同类型结皮样品及其下... 详细信息

为了探究沙漠不同生物土壤结皮类型覆盖下土壤有机碳(SOC)垂直分布特征及与土壤理化因素的关系,解析影响因素,以古尔班通古特沙漠腹地藻类、藓类生物土壤结皮和裸沙三种不同地被覆盖类型为研究对象,通过野外采集不同类型结皮样品及其下层0—2 cm、2—5 cm、5—10 cm、10—20 cm、20—30 cm、30—50 cm、50—70 cm以及70—100 cm土层土壤(裸沙对照),测定不同土层的SOC含量及土壤理化指标,开展相关研究。结果表明:(1)不同地被类型下0—100 cm SOC含量随着土壤深度增加呈减小的趋势,在10—30 cm土层存在SOC含量升高的现象,藓类、藻类和裸沙三种地被类型0—100 cm土层SOC含量范围分别在:1.61—2.70、1.41—2.56、1.21—1.92 g/kg;(2)不同地被类型下同一土层SOC含量在0—5 cm土层存在显著差异,5—100 cm土层SOC整体无显著差异,同层SOC含量均表现为:藓类>藻类>裸沙对照;(3)Pearson法分析结果表明不同地被覆盖下SOC含量与养分(全氮、全磷)呈现正相关关系,与pH和电导率(EC)呈现负相关关系。通过结构方程模型结果表明,土壤养分和粒径(砂粒占比)是影响垂直分布的主要因子,其中粒径是裸沙和藻类的最主要影响因子,藓类最重要的影响因子是养分(全磷)。生物土壤结皮的发育会逐步提高土壤碳的积累,改变SOC的垂直分布特征,对SOC的影响主要集中在5 cm以上土层,土壤理化特征对垂直分布特征具有调控作用。

关键词：生物土壤结皮土壤有机碳理化性质古尔班通古特沙漠垂直分布特征

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基于可见/近红外光谱和函数型线性回归模型的成熟期苹果可溶性固形物含量预测

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光谱学与光谱分析 2024年第7期44卷 1905-1912页

作者：黄华刘亚马毅航向思函何佳宁王诗婷郭俊先新疆农业大学数理学院新疆乌鲁木齐830052 新疆农业科学院综合试验场新疆乌鲁木齐830013 新疆农业大学机电工程学院新疆乌鲁木齐830052

可溶性固形物含量(SSC)是反映苹果品质和成熟度的重要指标,能够用于苹果品质分析和成熟度预测。以新疆阿克苏冰糖心红富士苹果为研究对象,从果实膨大定形期至完熟期,以3d等间隔周期采摘样本,采集其380~1110nm的可见/近红外光谱,测定其S... 详细信息

可溶性固形物含量(SSC)是反映苹果品质和成熟度的重要指标,能够用于苹果品质分析和成熟度预测。以新疆阿克苏冰糖心红富士苹果为研究对象,从果实膨大定形期至完熟期,以3d等间隔周期采摘样本,采集其380~1110nm的可见/近红外光谱,测定其SSC,共552个样品。然后,利用基函数平滑方法将采集的可见/近红外光谱离散数据转化为光谱曲线,即函数型数据,并以可见/近红外光谱曲线、一阶导曲线、二阶导曲线为函数型解释变量,SSC为标量响应变量,分别建立函数型线性回归模型。为了验证和分析模型的性能,根据原始光谱离散数据,经过移动平滑、一阶导和二阶导预处理后,分别建立偏最小二乘回归(PLSR)、核支持向量机(KSVM)、随机森林(RF)、梯度提升树(GBM)和深度神经网络(DeepNN)。结果表明,在建立的18个模型中,针对训练集,PLSR-dNIR模型、KSVM-dNIR模型、RF-dNIR模型、GBM-dNIR模型和Deep NN-d2NIR模型都优于FunLR-NIR模型、FunLR-dNIR模型、FunLR-d2NIR模型,且Deep NN-dNIR模型最优(r_(c)=0.9996,R_(c)^(2)=0.9986,RMSEC=0.0740,RPDC=27.4366);针对测试集,FunLR-NIR模型、FunLR-dNIR模型、FunLR-d2NIR模型均优于其他所有模型,且FunLR-NIR模型最优(r_(v)=0.9534,R_(v)^(2)=0.9077,RMSEV=0.5856,RPDV=3.3017)。综合训练集和测试集的结果来看,核支持向量机模型、随机森林模型、梯度提升树模型和深度神经网络模型容易过拟合,而函数型线性回归模型具有更好的普适性。此外,从三个函数型线性回归模型(FunLR-NIR模型、FunLR-dNIR模型、FunLR-d2NIR模型)的预测效果看,模型均具有良好的鲁棒性和较高的预测精度。试验结果表明,结合可见/近红外光谱技术与函数型数据分析构建的函数型线性回归模型,可成功、有效地实现成熟期苹果的可溶性固形物含量预测。

关键词：苹果可溶性固形物含量可见/近红外光谱函数型数据分析函数型线性回归模型

珍贵阔叶树种胡桃楸幼苗光合生理特性对模拟氮沉降的响应

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北京林业大学学报 2024年第1期46卷 10-18页

作者：张翼叶尔江·拜克吐尔汉王宣璎张新娜程艳霞北京林业大学理学院北京100083 新疆农业大学林学与风景园林学院新疆干旱区林业生态与产业技术重点实验室新疆乌鲁木齐830052

【目的】研究模拟氮沉降对采伐迹地上生长季胡桃楸幼苗光合参数与叶性状的影响。【方法】在吉林省舒兰市开原林场以人工更新胡桃楸幼苗为试验材料,以尿素溶液为氮源供体进行叶面喷施,设置对照(CK,0 kg/(a·hm^(2)))、低氮(LN,50 kg/(a·... 详细信息

【目的】研究模拟氮沉降对采伐迹地上生长季胡桃楸幼苗光合参数与叶性状的影响。【方法】在吉林省舒兰市开原林场以人工更新胡桃楸幼苗为试验材料,以尿素溶液为氮源供体进行叶面喷施,设置对照(CK,0 kg/(a·hm^(2)))、低氮(LN,50 kg/(a·hm^(2)))和高氮(HN,100 kg/(a·hm^(2)))3种氮处理水平,测定胡桃楸幼苗的光合、荧光及叶性状参数,并分析各光合参数之间的相关性。【结果】(1)氮添加处理有效增强了胡桃楸幼苗的光合能力,低氮和高氮水平下幼苗的叶绿素含量、最大羧化速率、瞬时羧化速率、最大电子传递速率都显著增大,高氮水平下幼苗的最大净光合速率、净光合速率、单株光合碳同化、光补偿点以及光饱和点也同时增大;(2)氮添加改变了胡桃楸叶片的气孔行为,低氮水平下叶片的气孔导度、蒸腾速率显著降低,水分利用效率显著增加;(3)氮添加改变了胡桃楸的叶面积,高氮水平下小叶数量、小叶面积和单株叶面积都表现出正向响应;(4)叶片的荧光参数随氮添加水平的上升呈先升高后降低的趋势;(5)单株光合碳同化与单株叶面积之间的相关系数大于其与单位面积上的净光合速率的相关系数。【结论】氮添加对胡桃楸幼苗的光合作用具有积极的正向作用,但不同的光合过程对不同氮添加水平的响应存在差异。相较于单位面积上净光合速率的增加,氮刺激下单株尺度上光合碳同化的增长可能与氮刺激下叶面积的扩展存在更紧密的关系。

关键词：氮添加胡桃楸光合性状叶面积人工更新

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干旱胁迫下3种籽粒苋幼苗的抗旱性评价

畜牧与饲料科学 2024年第2期45卷 35-44页

作者：庞思强麻浩檀嘉琦新疆农业大学草业学院新疆乌鲁木齐830052 南京农业大学农学院江苏南京210095 新疆农业大学干旱区荒漠研究所新疆乌鲁木齐830052

[目的]研究不同干旱胁迫强度对籽粒苋幼苗生长及生理特性的影响,比较不同品种籽粒苋幼苗的抗旱性。[方法]选取3个品种籽粒苋(千穗谷、美国籽粒苋、籽粒苋N053)为试验材料,采用室内盆栽和人工控水试验,以土壤最大含水量的80%为对照组(CK)... 详细信息

[目的]研究不同干旱胁迫强度对籽粒苋幼苗生长及生理特性的影响,比较不同品种籽粒苋幼苗的抗旱性。[方法]选取3个品种籽粒苋(千穗谷、美国籽粒苋、籽粒苋N053)为试验材料,采用室内盆栽和人工控水试验,以土壤最大含水量的80%为对照组(CK),设置轻度、中度、重度3个干旱胁迫处理强度,土壤含水量分别为最大含水量的60%、40%、20%;测定并比较不同品种籽粒苋幼苗在不同干旱胁迫强度下的生长指标和生理指标;通过主成分分析筛选评价指标,利用隶属函数综合评价法对3个品种籽粒苋幼苗的抗旱性进行评价。[结果]3个品种籽粒苋幼苗的生长指标(株高、叶片数、茎宽)均随干旱胁迫强度的增加呈逐渐下降趋势;在中度和重度干旱胁迫下,3个品种籽粒苋幼苗的株高、叶片数、茎宽均显著(P干旱。在受到不同强度的干旱胁迫处理后,3个品种籽粒苋幼苗普遍表现出SPAD值降低、丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量升高、脯氨酸(proline,PRO)含量升高、可溶性糖(soluble sugar,SS)含量先升高后降低的变化特点,而可溶性蛋白(soluble protein,SP)含量变化不明显。随干旱胁迫强度的增加,美国籽粒苋幼苗叶片的相对电导率(relative conductivity,RC)逐渐下降,千穗谷幼苗叶片的RC逐渐上升,籽粒苋N053的RC呈先升高后降低的变化趋势。3个品种籽粒苋幼苗的超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化氢酶(catalase,CAT)、过氧化物酶(peroxidase,POD)活力总体呈先升高后降低的趋势;在重度干旱胁迫下,美国籽粒苋幼苗的SOD和POD活力显著(P千穗谷>籽粒苋N053。

关键词：籽粒苋幼苗干旱胁迫强度生长特性生理特性抗旱性

气候对天山中部不同海拔天山云杉径向生长的影响

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森林与环境学报 2024年第5期44卷 530-538页

作者：王强叶尔江·拜克吐尔汉徐栋陈浩新疆农业大学林学与风景园林学院新疆乌鲁木齐830052 新疆干旱区林业生态与产业技术重点实验室新疆乌鲁木齐830052

为研究气候因子对天山中部不同海拔天山云杉(Picea schrenkiana ***)径向生长的影响,在天山中部新疆农业大学实习林场内设置低、中、高3个海拔梯度(1900、2200、2500 m)进行年轮样芯取样,利用树木年轮学方法,选用1955—2022年研究区温... 详细信息

为研究气候因子对天山中部不同海拔天山云杉(Picea schrenkiana ***)径向生长的影响,在天山中部新疆农业大学实习林场内设置低、中、高3个海拔梯度(1900、2200、2500 m)进行年轮样芯取样,利用树木年轮学方法,选用1955—2022年研究区温度、降水、标准化降水蒸散发指数、帕默尔干旱指数等气象数据,与所测年轮数据进行分析。结果表明:低海拔天山云杉年轮宽度与前一年6月和当年6—8月温度、前一年8月降水以及当年6—9月帕默尔干旱指数呈显著正相关(P<0.05)。中海拔天山云杉年轮宽度与前一年6月温度、8月降水以及前一年6—8月标准化降水蒸散发指数呈显著正相关(P<0.05)。高海拔天山云杉年轮宽度与当年1月温度、前一年11月至当年3月标准化降水蒸散发指数呈显著负相关(P<0.05),与当年6—7月降水呈显著正相关(P<0.05)。因此,在林区内,天山云杉生长与环境的干湿状况随海拔变化存在密切的关系。降水是促进低海拔天山云杉径向生长的关键因素,温度和降水共同作用中海拔天山云杉生长,温度对高海拔天山云杉径向生长的影响高于降水。

关键词：天山云杉树木年轮学年轮宽度径向生长气候因子

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不同品种哈密瓜果实脯氨酸代谢对低温的响应

食品科学 2024年第6期45卷 216-224页

作者：毕莹王新宇李慧黄帅张琪雷雅馨王雪王富鑫许文昌王静新疆农业大学食品科学与药学学院新疆乌鲁木齐830052

为了探究两个品种哈密瓜果实在低温贮藏过程中脯氨酸代谢的变化,本实验以‘西周密25号’以及‘伽师瓜’哈密瓜为原料,经24 h预冷后放置在(3.0±0.5)℃的机械冷库中贮藏,每7 d取样一次,取6次,共计42 d。观察记录两个品种哈密瓜果实低温... 详细信息

为了探究两个品种哈密瓜果实在低温贮藏过程中脯氨酸代谢的变化,本实验以‘西周密25号’以及‘伽师瓜’哈密瓜为原料,经24 h预冷后放置在(3.0±0.5)℃的机械冷库中贮藏,每7 d取样一次,取6次,共计42 d。观察记录两个品种哈密瓜果实低温贮藏期间的冷害症状,测定冷害指数、游离脯氨酸含量及脯氨酸代谢相关指标。结果表明:‘伽师瓜’的冷害症状明显轻于‘西周密25号’,随着贮藏时间的延长,两个品种哈密瓜果实脯氨酸含量、Δ1-吡咯琳-5-羧酸合成酶(Δ1-pyrrolidine-5-carboxylicacidsynthase,P5CS)活性、鸟氨酸转氨酶(ornithine transaminase,OAT)活性及其基因相对表达量均明显升高,其中‘伽师瓜’贮藏期间以上指标总体显著高于‘西周密25号’,脯氨酸脱氢酶(proline dehydrogenase,ProDH)活性及其基因相对表达量降低,说明在两个品种哈密瓜果实受到低温胁迫时,均能通过提高脯氨酸含量以及脯氨酸合成关键酶P5CS、OAT活性,降低脯氨酸降解关键酶ProDH活性,抵御外界低温环境带来的伤害。经代谢组学研究发现,随着果实冷害加剧,‘西周密25号’果实的氨基酸含量下降,而‘伽师瓜’果实的氨基酸含量则呈上升趋势。此外,对哈密瓜果实脯氨酸代谢途径中的关键基因CmP5CS进行设计合成全基因序列,发现哈密瓜CmP5CS与甜瓜(LOC103485529)P5CS的亲缘性最近,表明哈密瓜CmP5CS基因在功能上与甜瓜类似。

关键词：哈密瓜果实冷害脯氨酸代谢代谢组学全基因合成