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不同灌溉水盐度下土壤真菌群落对生物炭施用的响应

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环境科学 2024年第1期45卷 520-529页

作者：郑志玉郭晓雯闵伟石河子大学农学院石河子832003

咸水灌溉可缓解干旱区淡水资源短缺的问题,但是长期咸水灌溉会破坏土壤真菌群落结构.为缓解盐分带来的危害,采用生物炭作为土壤改良剂,以改善土壤真菌群落结构.为探究施用生物炭对盐渍化土壤真菌群落结构多样性的影响,设置两个灌溉水盐... 详细信息

咸水灌溉可缓解干旱区淡水资源短缺的问题,但是长期咸水灌溉会破坏土壤真菌群落结构.为缓解盐分带来的危害,采用生物炭作为土壤改良剂,以改善土壤真菌群落结构.为探究施用生物炭对盐渍化土壤真菌群落结构多样性的影响,设置两个灌溉水盐度:0.35 dS·m^(-1)(淡水)和8.04 dS·m^(-1)(咸水),在每个灌溉水盐度下,设置2个生物炭施用水平:0 t·hm^(-2)(不施)和3.7 t·hm^(-2)(施用).高通量测序结果表明,与淡水灌溉相比,咸水灌溉增加了真菌群落物种多样性,降低了真菌群落物种丰富度;在咸水灌溉条件下施加生物炭降低了土壤真菌群落物种多样性和物种丰富度.各处理土壤的优势菌门为:子囊菌门、被孢菌门、担子菌门、壶菌门、球囊菌门和罗兹菌门,优势菌属为:赤霉菌属、Sarocladium、毛壳菌属、镰刀菌属和葡萄穗霉属.与淡水灌溉相比,咸水灌溉显著增加担子菌门和壶菌门的相对丰度,显著降低子囊菌门和罗兹菌门的相对丰度.咸水灌溉的条件下施用生物炭显著增加子囊菌门和Sarocladium的相对丰度,显著降低担子菌门、毛壳菌属和镰刀菌属的相对丰度.LEfSe差异分析表明,在不施生物炭的条件下,咸水灌溉降低真菌群落潜在生物标志物数量,而咸水灌溉的条件下施用生物炭增加真菌群落潜在生物标志物数量.以上结果表明,施用生物炭能够改善盐渍化土壤环境和真菌群落结构,为干旱区合理咸水灌溉和培肥土壤提供理论依据.

关键词：灌溉水盐度生物炭真菌 LEfSe分析高通量测序

新疆棉田灰漠土氨氧化微生物群落对灌溉水盐度和施氮量的响应

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干旱地区农业研究 2024年第2期42卷 231-244页

作者：郭晓雯杨茂琪叶扬郭慧娟闵伟石河子大学农学院新疆石河子832003

采用灌溉水盐度和施氮量两因素试验,其中灌溉水盐度设置2个水平:0.35 dS·m^(-1)(淡水,FW)和8.04 dS·m^(-1)(咸水,SW),施氮量设2个水平:0(不施氮,N0)和360 kg·hm^(-2)(施氮,N360),以咸水滴灌的棉田土壤为材料,测定了土壤理化性质和生... 详细信息

采用灌溉水盐度和施氮量两因素试验,其中灌溉水盐度设置2个水平:0.35 dS·m^(-1)(淡水,FW)和8.04 dS·m^(-1)(咸水,SW),施氮量设2个水平:0(不施氮,N0)和360 kg·hm^(-2)(施氮,N360),以咸水滴灌的棉田土壤为材料,测定了土壤理化性质和生物学指标,结果显示:(1)咸水滴灌显著增加土壤EC 1∶5和NH_(4)^(+)-N含量,分别增加了457.74%和73.02%,但显著降低土壤NO_(3)^(-)-N含量,降低了35.88%;施氮显著增加土壤EC 1∶5、NO_(3)^(-)-N和NH_(4)^(+)-N含量,分别增加了32.09%、668.33%和39.88%。(2)咸水滴灌显著降低了土壤潜在硝化势,较淡水处理降低了28.97%;施氮显著增加了土壤潜在硝化势,较不施氮处理增加了317.27%。(3)咸水滴灌显著降低氨氧化细菌(AOB)和全程氨氧化细菌A分支(amoA-clade-A)和B分支(amoA-clade-B)的基因拷贝数,分别降低了81.27%、73.49%和62.51%,但显著增加氨氧化古菌(AOA)的基因拷贝数,增加了487.94%;氮肥施用均显著增加了氨氧化微生物的基因拷贝数,分别增加了511.20%(AOA)、958.13%(AOB)、72.66%(amoA-clade-A)和31.18%(amoA-clade-B)。(4)氨氧化微生物优势菌属为假单胞菌属、嗜甲基菌属、亚硝化螺菌属、慢生根瘤菌属、链霉菌属、硝化螺菌属、寡养单胞菌属、食甲基菌属、螯台球菌属、囊胞杆菌属、亚硝基单胞菌属、红假单胞菌属、芽孢杆菌属和拉姆利式杆菌。(5)咸水滴灌降低了AOA的多样性和丰富度及amoA-clade-A的多样性,但增加了AOB和amoA-clade-B的多样性和丰富度及amoA-clade-A的丰富度;氮肥施用显著降低了AOA和AOB的丰富度及amoA-clade-A的丰富度和多样性,但增加了amoA-clade-B的丰富度和多样性。综上,盐分是影响氨氧化微生物群落结构的主要驱动因子,氨氧化古菌是土壤氨氧化作用的优势物种,而氨氧化细菌和全程氨氧化细菌A分支是咸水滴灌棉田氨氧化作用的主导微生物种群。

关键词：咸水滴灌施氮量棉田氨氧化微生物群落 RDA分析

亏缺灌溉对新疆不同品种春小麦产量和氮素利用的影响

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植物营养与肥料学报 2024年第5期30卷 886-898页

作者：车子强涂洪铭蔡静怡尹豪杰马熠琳蒋桂英石河子大学农学院新疆石河子832000

【目的】在水肥一体化条件下,研究不同生育期不同亏缺灌溉水平对春小麦产量和氮素利用的影响,为优化新疆春小麦水肥管理、提高小麦生产水肥效益提供技术支撑。【方法】于2022、2023年在石河子大学农学院实验站进行了管栽试验和小区试验... 详细信息

【目的】在水肥一体化条件下,研究不同生育期不同亏缺灌溉水平对春小麦产量和氮素利用的影响,为优化新疆春小麦水肥管理、提高小麦生产水肥效益提供技术支撑。【方法】于2022、2023年在石河子大学农学院实验站进行了管栽试验和小区试验,灌溉方式为滴灌。采用裂区设计,主区为干旱敏感品种新春22号(XC22)和耐旱品种新春6号(XC6);副区为灌溉处理,设置全生育期充分灌溉对照[CK,土壤湿度为田间持水量(FC)的75%~80%];分蘖期轻度亏缺(T1,60%~65%FC)、中度亏缺(T2,45%~50%FC);拔节期轻度亏缺(J1,60%~65%FC)、中度亏缺(J2,45%~50%FC)5个处理。调查了开花前后春小麦茎鞘、叶、穗及籽粒干物重、氮素含量,及成熟期小麦产量和产量构成因素;计算了花前氮素积累与转运、花后氮素吸收量及氮素利用率。【结果】两品种小麦成熟期植株氮素积累量(166.15~238.87 kg/hm^(2))、成熟期营养器官氮素分配率、各器官花前氮素转运量(21.76~57.66 kg/hm^(2))及其贡献率(14.15%~31.66%)、植株花前氮素转运量(78.67~147.66kg/hm^(2))及贡献率(51.58%~81.11%)均表现为T2、J2处理低于T1、J1,而T2、J2处理下籽粒氮素分配率、植株花后氮素吸收量及贡献率则高于T1、J1。亏缺灌溉处理下,品种XC6各器官氮素积累与分配、各器官花前氮素转运量及贡献率、产量及产量构成因素总体上高于干旱敏感品种XC22。与CK处理相比,T1处理下耐旱品种(XC6)成熟期植株氮素积累量显著提高了9.98%,茎鞘花前氮素转运量及贡献率分别提高了24.06%、18.91%,植株花前氮素转运量及贡献率分别显著提高了19.21%、12.53%,产量显著提高了12.17%,氮素利用率提高了2.25%,氮肥生产效率显著提高了12.16%,氮素收获指数提高了3.71%。而干旱敏感品种XC22的各项指标在4个亏缺灌溉处理下均低于CK。【结论】在新疆灌溉绿洲农业区,分蘖期轻度亏缺灌溉(60%~65%FC)可显著提高耐旱型春小麦花前氮素的积累量和向籽粒的转运,提高氮素利用率和氮素收获指数,并有效提高产量,进而达到节水高产的效果;而干旱敏感型品种不适宜于任何时期的亏缺灌溉。

关键词：春小麦亏缺灌溉氮素积累与转运产量形成氮素利用率

盐碱胁迫对棉花叶片蛋白质组的影响及差异性分析

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作物学报 2024年第1期50卷 219-236页

作者：郭家鑫叶扬郭慧娟闵伟石河子大学农学院新疆石河子832000

盐胁迫和碱胁迫是严重影响农业生产的2种不同非生物胁迫,探讨棉花耐受盐胁迫和碱胁迫的差异,可为不同类型盐碱地的棉花栽培提供一定的理论基础。本试验设置对照(CK)、盐胁迫(NaCl,CS)和碱胁迫(NaHCO3+Na2CO3,AS)3个处理,通过蛋白质组学... 详细信息

盐胁迫和碱胁迫是严重影响农业生产的2种不同非生物胁迫,探讨棉花耐受盐胁迫和碱胁迫的差异,可为不同类型盐碱地的棉花栽培提供一定的理论基础。本试验设置对照(CK)、盐胁迫(NaCl,CS)和碱胁迫(NaHCO3+Na2CO3,AS)3个处理,通过蛋白质组学分析和生理指标进行验证,揭示棉花对盐胁迫和碱胁迫的耐受机制。与CK相比,CS和AS的棉花生物量分别降低51.1%和50.9%,CS棉花叶片的叶绿素含量和净光合速率分别降低53.9%和57.2%,CS棉花叶片中己糖激酶、磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶、柠檬酸合酶、谷氨酸脱氢酶和谷草转氨酶活性分别增加13.8%、14.4%、4.7%、4.5%、36.6%和12.9%;AS棉花叶片中己糖激酶、磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶、苹果酸脱氢酶、柠檬酸合酶、谷氨酸脱氢酶和谷草转氨酶活性分别增加4.8%、38.8%、15.1%、4.3%、3.4%、15.2%和21.1%。基于TMT蛋白质组学分析,在CS和AS叶片中分别鉴定出458个和140个差异表达蛋白质。这些蛋白参与了光合作用、糖代谢、2-氧羧酸代谢以及氨基酸合成和代谢等生命过程。表明盐胁迫和碱胁迫均抑制棉花生长。盐胁迫下,与光合作用相关的蛋白表达减少,光合作用被显著抑制,同时碳水和能量代谢加强,更多的光合产物用于能量代谢;而碱胁迫对棉花光合作用无显著影响,更多的光合产物可能运往根部分泌有机酸。

关键词：盐胁迫碱胁迫棉花蛋白质组光合作用

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外源H_(2)O_(2)对盐胁迫下棉花幼苗生理特性的影响

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华北农学报 2024年第5期39卷 93-101页

作者：肖陈耀东刘涛刘仕志张淑英石河子大学农学院新疆石河子832003

为探明外源H_(2)O_(2)对NaCl胁迫下棉花幼苗的生理调节机制,以棉花品种新陆早48号为供试材料,使用室外盆栽法,设置盐胁迫(NaCl,浓度梯度0,100,200 mmol/L)和H_(2)O_(2)(浓度梯度0,0.005,0.010,0.020,0.050 mmol/L)两因素随机组合,探究... 详细信息

为探明外源H_(2)O_(2)对NaCl胁迫下棉花幼苗的生理调节机制,以棉花品种新陆早48号为供试材料,使用室外盆栽法,设置盐胁迫(NaCl,浓度梯度0,100,200 mmol/L)和H_(2)O_(2)(浓度梯度0,0.005,0.010,0.020,0.050 mmol/L)两因素随机组合,探究棉花幼苗鲜质量、干质量、叶绿素含量、叶绿素荧光参数、光合气体参数、抗氧化酶活性和渗透调节系统的变化规律。结果表明,外源H_(2)O_(2)有效缓解盐胁迫对棉花幼苗生长的抑制效应,提高棉花幼苗叶绿素含量、光合气体参数、叶绿素荧光参数,维持棉花幼苗光合作用正常运行,保证了干物质的积累;同时,外源H_(2)O_(2)提高抗氧化酶(POD、APX、CAT)活性,加速清除棉花幼苗体内ROS,降低了电解质渗出率、MDA含量及Pro、游离氨基酸、SS等渗透调节物质含量,提高棉苗抗盐性。其中0.020 mmol/L外源H_(2)O_(2)对棉花幼苗所受盐胁迫缓解作用最佳。综上,外源H_(2)O_(2)通过提高盐胁迫棉花幼苗光合性能,保持棉花幼苗稳定的光合作用,维持棉花幼苗体内ROS产生与消除的动态平衡,从而提高棉花幼苗对盐胁迫的适应性。

关键词：棉花幼苗盐胁迫外源H_(2)O_(2) 光合特性抗氧化酶系

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聚磷酸盐在灰漠土和砖红壤中吸附-解吸附特性研究

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中国土壤与肥料 2024年第7期 101-107页

作者：张静雯迟海龙吴胜彪马林江席亮危常州张新疆石河子大学农学院新疆石河子832003

通过研究不同聚合度聚磷酸盐在两种不同类型土壤中的磷吸附-解吸特性,为聚磷酸磷肥肥效差异的解析和农业磷肥的应用提供理论依据。以北方灰漠土和南方砖红壤为供试土壤,以常规水溶磷肥(DAP)为对照,探究不同聚合度聚磷酸盐(APP1、APP2、A... 详细信息

通过研究不同聚合度聚磷酸盐在两种不同类型土壤中的磷吸附-解吸特性,为聚磷酸磷肥肥效差异的解析和农业磷肥的应用提供理论依据。以北方灰漠土和南方砖红壤为供试土壤,以常规水溶磷肥(DAP)为对照,探究不同聚合度聚磷酸盐(APP1、APP2、APP3、KTPP)在两种土壤中磷的吸附和解吸附特性,并进一步探究不同类型土壤理化性质与土壤磷吸附-解吸附量之间的相互关系。结果表明:在酸性土壤中,各处理土壤磷吸附能力表现为APP2>APP3>KTPP>APP1>DAP,土壤中磷解吸附能力为APP1>KTPP>DAP>APP3>APP2;在灰漠土中,各处理土壤磷吸附能力表现为APP2>APP1>APP3>DAP>KTPP,土壤中磷解吸附能力为KTPP>APP1>DAP>APP3>APP2。土壤各理化性质参数中土壤黏粒、铁铝氧化物含量与土壤磷最大吸附量(Q_(m))呈正相关关系。土壤pH、有机质和碳酸钙含量与Q_(m)呈负相关关系。综上所述,较高聚合度的聚磷酸盐(KTPP)在灰漠土中磷吸附能力弱,土壤磷有效性高,而较低聚合度的聚磷酸盐(APP1)在酸性土壤中的磷吸附能力弱,能保持较好的土壤磷平衡和供磷能力。土壤pH、有机质和碳酸钙含量越高,土壤黏粒和铁铝氧化物含量越低,则土壤对磷的吸附能力越低,磷的解吸越高,土壤磷有效性越高。

关键词：聚磷酸铵吸附解吸附

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番茄FAD基因家族的鉴定与表达分析

生物技术通报 2024年第7期40卷 150-162页

作者：张明亚庞胜群刘玉东苏永峰牛博文韩琼琼石河子大学农学院石河子832003

【目的】脂肪酸脱氢酶(fatty acid desaturase,FAD)是一类催化植物不饱和脂肪酸合成的关键酶,在植物生长发育及逆境胁迫响应中起重要作用。鉴定番茄SlFAD基因家族,为番茄SlFAD基因家族功能研究及遗传改良提供理论依据。【方法】采用生... 详细信息

【目的】脂肪酸脱氢酶(fatty acid desaturase,FAD)是一类催化植物不饱和脂肪酸合成的关键酶,在植物生长发育及逆境胁迫响应中起重要作用。鉴定番茄SlFAD基因家族,为番茄SlFAD基因家族功能研究及遗传改良提供理论依据。【方法】采用生物信息学方法,对其基因家族成员进行鉴定,并对其理化性质、基因结构、系统发育树和表达模式等方面进行研究。【结果】在番茄基因组中共鉴定出26个SlFAD基因,可分为4个亚族;理化性质分析显示SlFAD蛋白的氨基酸个数在119-912个之间,分子量介于13288.27-102522.25 Da,SlFAD蛋白在番茄中主要以碱性蛋白的性质存在,大部分SlFAD家族成员为稳定蛋白和亲水性蛋白;亚细胞定位预测SlFAD基因家族成员主要存在于内质网;基因特征分析显示同一亚族间的成员具有较为相似的基因结构和保守基序;启动子顺式作用元件分析显示数量最多的是光响应与激素响应相关的元件;染色体定位显示26个SlFAD家族成员共分布在10条染色体上,6号和12号染色体上成员最多;二级结构预测显示26个SlFADs家族成员均以α-螺旋和β-转角为主;转录组数据及RT-qPCR分析表明SlFAD1、SlFAD4和SlFAD18基因在成熟花药中高度表达,SlFAD23在根尖中高度表达,说明SlFAD1、SlFAD4和SlFAD18可能参与花药发育,SlFAD23可能参与根尖发育;低温胁迫下,SlFAD6和SlFAD21表达量被抑制,说明SlFAD6和SlFAD21可能与低温响应有关系,SlFAD1和SlFAD14在低温胁迫初期显著上调,随后又被抑制,说明该基因在低温胁迫初期发挥重要作用。【结论】SlFAD基因家族在番茄根尖、叶片、花药的生长发育过程及低温胁迫中发挥重要作用。

关键词：番茄脂肪酸脱氢酶 FAD基因家族生物信息学表达分析

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镁肥施用策略对加工番茄产量和品质的影响

新疆农业科学 2024年第4期61卷 916-925页

作者：阮向阳蒲敏肖乐乐罗林毅陈瑞杰李然陈国永冶军石河子大学农学院新疆石河子832000

【目的】研究镁肥施用次数及分配比例对石灰性土壤条件下加工番茄生长发育、产量及品质的影响,筛选出适宜加工番茄的镁肥施用方案。【方法】选择加工番茄品种金番3166为研究对象,设置4个处理:(1)DS3O:滴施3次+“前重”(苗期施用50%的硫... 详细信息

【目的】研究镁肥施用次数及分配比例对石灰性土壤条件下加工番茄生长发育、产量及品质的影响,筛选出适宜加工番茄的镁肥施用方案。【方法】选择加工番茄品种金番3166为研究对象,设置4个处理:(1)DS3O:滴施3次+“前重”(苗期施用50%的硫酸镁);(2)DS3E:滴施3次+“后重”(膨大期施用50%的硫酸镁);(3)DS6O:滴施6次+“前重”;(4)DS6E:滴施6次+“后重”。【结果】施用次数镁肥(6次)和镁肥后期施用比例高(“后重”)能显著增加加工番茄的茎粗、叶片叶绿素含量和干物质积累量;同一时期镁肥用量越大(镁肥分配比例大)则增加加工番茄果实中氮和镁含量;提高镁肥滴施次数及镁肥后期施用比例高(“后重”)时显著增加加工番茄的产量和品质。【结论】硫酸镁总用量为450 kg/hm^(2)(滴施6次)及分配比例为“后重”时(DS6E)加工番茄产量最高并且品质最优。

关键词：镁肥加工番茄产量品质

微生物菌剂对滴灌棉田土壤养分和棉花产量及品质的影响

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新疆农业科学 2024年第1期61卷 26-33页

作者：罗林毅陈瑞杰阮向阳任晓辉曲奥苏海婷冶军石河子大学农学院新疆石河子832003

【目的】研究不同微生物菌剂施用量对土壤养分活化、棉花产量及品质的影响,为滴灌棉田合理施用微生物菌剂提供参考。【方法】采用室内培养与田间小区试验相结合方法,室内培养将微生物菌剂施入含有土壤的培养盒中,分别培养0、5、10、15、... 详细信息

【目的】研究不同微生物菌剂施用量对土壤养分活化、棉花产量及品质的影响,为滴灌棉田合理施用微生物菌剂提供参考。【方法】采用室内培养与田间小区试验相结合方法,室内培养将微生物菌剂施入含有土壤的培养盒中,分别培养0、5、10、15、20 d,分析微生物菌剂对土壤养分活化效率最大的时间;田间小区试验设置4个处理:CK(不施微生物菌剂)、T_(1)(施微生物菌剂75 L/hm^(2))、T_(2)(施微生物菌剂150 L/hm^(2))、T_(3)(施微生物菌剂300 L/hm^(2)),每个处理设3个重复,分析微生物菌剂对土壤养分和棉花产量及品质的影响。【结果】0~20 cm、20~40 cm土层的有效硅、有效磷、速效钾含量随着施用微生物菌剂的增加而增加,T_(3)处理效果最显著。T_(3)处理的单铃重较CK增加8.7%,产量增加14.6%。T_(3)处理的绒长、断裂比强度、纺纱均匀性指数较CK显著增加;马克隆值由C_(2)级提高至B_(2)级。【结论】微生物菌剂施入土壤的第5 d对土壤养分的活化效果最佳,且能够增加土壤有效硅、有效磷、速效钾的有效含量,提高棉花产量并改善品质。

关键词：微生物菌剂养分活化棉花品质产量