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刺梨果渣生物炭对白菜产量及品质和土壤性质的影响

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环境科学 2024年第6期45卷 3543-3552页

作者：樊洪谢珊龙天雨杨丽段淳刘元生宋理洪陈祖拥贵州大学农学院贵阳550025

为探明刺梨果渣生物炭对白菜产量及品质和土壤性质的影响,实现刺梨果渣的资源化利用,通过盆栽试验设置5个生物炭施用量:0%(CK)、1%(T1)、3%(T2)、5%(T3)和7%(T4),研究刺梨果渣生物炭施用对白菜产量及品质和土壤性质的影响.结果表明,①... 详细信息

为探明刺梨果渣生物炭对白菜产量及品质和土壤性质的影响,实现刺梨果渣的资源化利用,通过盆栽试验设置5个生物炭施用量:0%(CK)、1%(T1)、3%(T2)、5%(T3)和7%(T4),研究刺梨果渣生物炭施用对白菜产量及品质和土壤性质的影响.结果表明,①施用刺梨果渣生物炭能够显著提高白菜产量及品质,在5%生物炭施用量时效果最佳,白菜产量、可溶性固形物、可溶性糖、维生素C、全氮、全磷和全钾含量较CK分别提升了71.51%、40.14%、33.65%、38.08%、9.03%、28.85%和35.38%;②施用刺梨果渣生物炭能够显著改善土壤性质提高土壤养分含量及有效性,在5%生物炭施用量时效果较好,土壤pH、有机质、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾含量较CK分别增加了41.06%、134.84%、157.48%、140.79%、341.75%和627.13%,有效Fe、Mn、Cu、Zn含量和交换性Ca、Mg含量较CK分别提高37.68%、61.69%、400.00%、4 648.84%、617.17%和351.42%;③施用刺梨果渣生物炭能够显著增强土壤酶活性,土壤脲酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶和蔗糖酶分别较CK处理提高的范围为51.43%~362.86%、90.63%~134.14%、21.40%~85.12%和82.92%~218.43%;④冗余分析表明施用刺梨果渣生物炭后,土壤有效钾、交换性钙、有机质、有效磷和有效锌等是白菜产量及品质变化的主要影响因子,与其呈显著正相关关系.综上所述,施用刺梨果渣生物炭可以显著提高白菜产量及品质,改善土壤性质,将刺梨果渣制备成生物炭可以为刺梨果渣资源化合理利用提供理论参考.

关键词：刺梨果渣生物炭白菜产量品质土壤性质冗余分析

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基于转录组学分析辣椒对磷营养逆境的响应

中国农业科学 2024年第14期57卷 2827-2846页

作者：徐明睿王晓娟杨亚莉马越飞刘万茂孙颖宁夏大学农学院

【目的】探究辣椒幼苗在不同梯度磷胁迫下的转录水平及生理响应的变化，分析不同梯度磷胁迫的重要通路，并结合相关生理试验分析辣椒应对磷营养逆境的生理机制，筛选出调控磷营养逆境的转录因子及核心基因，为辣椒选育提供理论基础和基... 详细信息

【目的】探究辣椒幼苗在不同梯度磷胁迫下的转录水平及生理响应的变化，分析不同梯度磷胁迫的重要通路，并结合相关生理试验分析辣椒应对磷营养逆境的生理机制，筛选出调控磷营养逆境的转录因子及核心基因，为辣椒选育提供理论基础和基因资源。【方法】本研究以纯系辣椒CA#8幼苗根系为试验材料，采用霍格兰水培法培养至四叶一心期进行4个不同梯度磷胁迫处理，分别为对照组(CK,200μmol·L-1NH4H2PO4)、缺磷胁迫组(DP,0μmol·L-1NH4H2PO4)、低磷胁迫组(LP,20μmol·L-1NH4H2PO4)和高磷胁迫组(HP,1 000μmol·L-1NH4H2PO4)。处理2 d后对辣椒根系进行转录组测序（RNA-Seq），并在处理0、2、4和6 d后测定辣椒根系内源激素和抗氧化酶活性。【结果】与CK组对比，DP、LP、HP组的差异表达基因（DEG）分别为626、107、171个，通过GO、KEGG富集分析和WGCNA分析发现10个与磷信号途径相关的DEG,4个与植物激素信号转导途径相关的DEG,7个与抗氧化酶活性相关的DEG，并进行实时荧光定量（q RT-PCR）验证了转录组数据的准确性。对辣椒幼苗根系内源激素定量测定发现，随着磷胁迫时间的增加，与CK组对比，DP、LP、HP组幼苗根系内各种生长促进类的植物内源激素如赤霉素（GA）、油菜素内酯（BR）、细胞分裂素（CTK）、吲哚乙酸（IAA）、独脚金内酯（SL）、茉莉酸（JA）含量降低，生长抑制类激素如乙烯（ETH）、脱落酸（ABA）含量上升。其中，缺磷胁迫和低磷胁迫表现最为明显，对幼苗根系生长的抑制程度最大。不同梯度磷胁迫处理能够诱导辣椒组织中超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性升高，胁迫后期SOD活性下降，POD和CAT活性趋于稳定。【结论】磷营养逆境下，辣椒通过响应磷信号途径、植物激素信号转导途径及抗氧化酶活性相关的差异表达基因，缓解了磷胁迫对辣椒幼苗生长的影响，增强了辣椒对磷胁迫的耐受性。

关键词：辣椒磷胁迫磷饥饿响应转录组基因挖掘

人参与蒲公英根配伍对大鼠“上火”症状的调节作用

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食品工业科技 2024年第10期45卷 300-307页

作者：王佳男王慧敏章宝栗崔福顺朴春香李官浩李红梅崔明勋延边大学农学院吉林延吉133002

为改善食用人参出现的“上火”症状,提高人参的普适性,通过动物实验,分别设置正常组、2、4 g/kg人参组以及2、4 g/kg人参与蒲公英根配伍组进行灌胃19 d,测量体温、血压及血清中与“上火”相关联的5-羟色胺(5-HT)、促甲状腺激素(TSH)、... 详细信息

为改善食用人参出现的“上火”症状,提高人参的普适性,通过动物实验,分别设置正常组、2、4 g/kg人参组以及2、4 g/kg人参与蒲公英根配伍组进行灌胃19 d,测量体温、血压及血清中与“上火”相关联的5-羟色胺(5-HT)、促甲状腺激素(TSH)、皮质酮(CORT)等指标。结果表明,2、4 g/kg人参与蒲公英根配伍组体温及血压均低于人参组,其中4 g/kg配伍组效果更显著(P<0.05);与正常组比较,人参组5-HT含量下降,TSH、17-羟皮质类固醇(17-OHCS)、CORT、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)含量升高,差异均有统计学意义(P<0.05);与人参组相比,2、4 g/kg人参与蒲公英根配伍组5-HT含量升高,TSH、17-OHCS、CORT、TNF-α含量下降,差异均有统计学意义(P<0.05)。由此表明,利用人参与蒲公英根配伍可提高人参和蒲公英根价值,调节食用人参引起的“上火”症状。

关键词：人参蒲公英根配伍 “上火” 血压

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

生物炭和秸秆还田对咸水滴灌棉田土壤微生物群落特征及功能差异的影响

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环境科学 2024年第6期45卷 3571-3583页

作者：郭晓雯向贵琴张发朝江山闵伟石河子大学农学院石河子832003

干旱区淡水资源不足,农业用水主要依赖于含盐的浅层地下水,但长期咸水灌溉会造成土壤盐分积累,土壤环境恶化,不利于作物生长.因此,在长期淡水(0.35 d S·m^(-1),FW)和咸水(8.04 d S·m^(-1),SW)灌溉的基础上,采用等碳量设计向土壤中添... 详细信息

干旱区淡水资源不足,农业用水主要依赖于含盐的浅层地下水,但长期咸水灌溉会造成土壤盐分积累,土壤环境恶化,不利于作物生长.因此,在长期淡水(0.35 d S·m^(-1),FW)和咸水(8.04 d S·m^(-1),SW)灌溉的基础上,采用等碳量设计向土壤中添加生物炭(3.7 t·hm^(-2),BC)和秸秆(6 t·hm^(-2),ST),旨在明晰生物炭和秸秆还田对盐渍化土壤理化性质及微生物群落结构的影响.结果表明,咸水灌溉显著增加土壤含水量、电导率、速效磷和全碳的含量,但显著降低了p H值和速效钾的含量.生物炭和秸秆还田均显著增加土壤含水量、速效磷、速效钾和全碳的含量,但显著降低了咸水灌溉条件下的电导率值.各处理土壤优势菌门为变形菌门、放线菌门、酸杆菌门、绿弯菌门和芽单胞菌门.咸水灌溉显著增加芽单胞菌门和变形菌门的相对丰度,但显著降低酸杆菌门和放线菌门的相对丰度.在淡水灌溉条件下,生物炭还田显著降低绿弯菌门的相对丰度;秸秆还田显著增加变形菌门的相对丰度,但显著降低酸杆菌门、放线菌门、绿弯菌门和芽单胞菌门的相对丰度.在咸水灌溉条件下,生物炭还田显著降低绿弯菌门和芽单胞菌门的相对丰度;秸秆还田显著增加变形菌门的相对丰度,但显著降低酸杆菌门、放线菌门、绿弯菌门和芽单胞菌门的相对丰度.LEf Se分析表明,咸水灌溉降低了土壤微生物的潜在标志物和功能数量;咸水灌溉条件下,生物炭还田增加了土壤微生物的潜在标志物和功能数量;秸秆还田增加土壤微生物的潜在功能数量;秸秆还田增加土壤微生物的潜在标志物和功能数量.RDA结果显示,土壤微生物群落和功能结构与EC_(1∶5)、SWC和p H值显著相关.咸水灌溉会恶化土壤环境,不利于农业生产,其中EC_(1∶5)、SWC和p H值是驱动土壤微生物群落和功能结构变化的重要因子,采用生物炭和秸秆还田可减缓盐分对土壤和作物的危害,为提高农业生产力奠定基础.

关键词：宏基因组生物炭秸秆咸水土壤微生物

基于土壤氮素水平的玉米冠层SPAD值估算方法

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生态学杂志 2024年第5期43卷 1488-1497页

作者：运彬媛张昊翟勇全马健祯姬丽李稼润金学兰贾彪宁夏大学农学院银川750021

通过机器学习方法结合近地面遥感图像参数建立高精度的玉米冠层叶片SPAD估算模型,及时了解玉米冠层叶片叶绿素含量状况,以期达到玉米田块氮肥精细管理、减量少施以及氮素营养快速诊断的目的。本研究采用大疆四旋翼航测无人机挂载数码相... 详细信息

通过机器学习方法结合近地面遥感图像参数建立高精度的玉米冠层叶片SPAD估算模型,及时了解玉米冠层叶片叶绿素含量状况,以期达到玉米田块氮肥精细管理、减量少施以及氮素营养快速诊断的目的。本研究采用大疆四旋翼航测无人机挂载数码相机,获取2年6个氮素水平下玉米拔节期至吐丝期的冠层植被指数,分析冠层植被指数与SPAD值的相关性,运用单变量回归(UR)、多元回归(MR)和基于主成分分析的BP神经网络算法(PCA-BP)分别构建玉米SPAD估算模型,筛选最优模型并检验。结果表明:在玉米吐丝期,与SPAD显著相关的植被指数有10个,相关性较高的依次有红光标准化值(NRI)、蓝红比值指数(BRRI)、差值植被指数(DVI)和归一化叶绿素比值植被指数(NPCI),均在0.80以上;分别构建这4个指标的线性、对数、指数和幂函数模型,效果最好的是以NPCI为自变量的幂函数模型,其R2为0.748;基于PCA-BP神经网络构建的SPAD值估算模型精度最高,R2为0.818,其次是多元逐步回归模型,单变量回归模型最低。经检验可知,基于PCA-BP神经网络模型对SPAD的估测值与实测值最为接近,R2为0.830,RMSE为0.542,nRMSE为0.89%,预测效果最佳。研究表明,基于PCA-BP神经网络的玉米冠层SPAD值估测模型准确度高,可为无人机图像参数估算玉米冠层SPAD值提供新方法。

关键词：玉米 SPAD 冠层植被指数土壤氮素 PCA-BP神经网络

嗜线虫镰刀菌NQ8GⅡ4对枸杞根腐病的防效及其机制研究

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园艺学报 2024年第3期51卷 631-642页

作者：贾淑鑫李金闫思远郭苗苗王若彤顾沛雯宁夏大学农学院银川750021

为明确内生真菌嗜线虫镰刀菌(Fusarium nematophilum)NQ8GⅡ4菌株对枸杞根腐病的防效及作用机制,利用平板对峙法测定其对枸杞根腐病原菌(Fusarium oxysporum f. sp. lycium barbarum)菌丝生长的抑制作用,通过盆栽试验测定对枸杞根腐病... 详细信息

为明确内生真菌嗜线虫镰刀菌(Fusarium nematophilum)NQ8GⅡ4菌株对枸杞根腐病的防效及作用机制,利用平板对峙法测定其对枸杞根腐病原菌(Fusarium oxysporum f. sp. lycium barbarum)菌丝生长的抑制作用,通过盆栽试验测定对枸杞根腐病的防治效果,并采用防御酶活性测定和组织化学染色分析其作用机制。结果表明,预先3 d接种NQ8GⅡ4菌株能显著抑制尖孢镰刀菌菌丝的生长,抑制率高达70.07%。拌土法接种NQ8GⅡ4菌株可显著降低温室中枸杞根腐病的发生,防效为76.38%,与化学药剂多菌灵防效相当。接种NQ8GⅡ4菌株显著促进枸杞生长,株高、侧枝数、叶宽、茎粗和根长分别比对照增加了37.61%、90.56%、52.50%、32.35%和44.69%。在病原菌胁迫下,接种NQ8GⅡ4后21 d与不接种相比POD、SOD、PAL和CAT活性分别增加33.92%、65.64%、57.96%和41.59%,MDA含量减少44.23%。说明接种NQ8GⅡ4菌株可以促进枸杞幼苗生长,激发植株体内防御酶活性,缓解病原菌胁迫导致的膜脂过氧化作用,进而提高对根腐病的抗性,该菌株具有良好的生防潜力和应用前景。

关键词：枸杞根腐病内生真菌嗜线虫镰刀菌生物防治

低磷信号调控独脚金内酯合成与水稻株型的核心机制

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科学通报 2024年第2期69卷 143-145页

作者：刘斌倪中福中国农业大学农学院北京100193

不开作物株型改良和化肥的大量施用[1,2].近年来,主要营养元素调控植物株型的分子机制逐渐成为研究热点.磷是植物生长发育必需的大量元素之一,土壤中易被植物直接吸收的无机磷盐含量较低,而生产磷肥所需的磷矿资源不可再生,磷矿的大量... 详细信息

不开作物株型改良和化肥的大量施用[1,2].近年来,主要营养元素调控植物株型的分子机制逐渐成为研究热点.磷是植物生长发育必需的大量元素之一,土壤中易被植物直接吸收的无机磷盐含量较低,而生产磷肥所需的磷矿资源不可再生,磷矿的大量开采在浪费资源的同时也造成了严重的环境污染.已有研究报道表明,在低磷胁迫下植物能够通过改变根系结构来促进磷的吸收.

关键词：大量元素水稻株型低磷胁迫根系结构无机磷磷矿资源独脚金内酯信号调控

不同沟垄覆盖模式下旱作马铃薯田土壤呼吸及有机碳矿化特征

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环境科学 2024年

作者：李丹马晓明雷佳于婕周永瑾吴春花李荣侯贤清宁夏大学农学院

探究不同沟垄覆盖模式下土壤呼吸速率对水热因子和有机碳矿化的响应机制，对区域碳循环发展及评估其生态效益具有重要的参考意义.于2020年在宁南山区旱作马铃薯田开展试验研究，通过设置3种沟垄比[60 cm:30 cm（R1）、60 cm:45 cm（R2）... 详细信息

探究不同沟垄覆盖模式下土壤呼吸速率对水热因子和有机碳矿化的响应机制，对区域碳循环发展及评估其生态效益具有重要的参考意义.于2020年在宁南山区旱作马铃薯田开展试验研究，通过设置3种沟垄比[60 cm:30 cm（R1）、60 cm:45 cm（R2）和60 cm:60 cm（R3），结合3种覆盖方式[垄上覆盖普通地膜，沟内分别覆盖秸秆（DJ）、可降解渗水地膜（DS）和不覆盖（DB）]，以平作不覆盖（CK）为对照，研究不同覆盖模式下马铃薯生育期土壤水热因子、呼吸速率、有机碳含量及矿化特征.结果表明，不同沟垄比结合覆盖模式可显著提高0～60 cm层土壤蓄水量，以R3DJ处理效果较好，较CK显著提高24.99%.马铃薯全生育期3种沟垄比以R2处理增温效果最好；不同覆盖材料下DS处理具有增温效果，而DJ处理具有降温效果.不同沟垄覆盖模式均可显著提高生育期平均土壤呼吸速率，不同沟垄覆盖模式以R3DS处理最为显著，较CK处理显著提高24.71%.收获期0～20 cm和20～40 cm层土壤有机碳含量分别以R2和R1沟垄比较高，不同覆盖材料分别以DB和DS处理较高；土壤有机碳矿化速率在培养前期快速下降，中后期缓慢下降并趋于平缓，3种沟垄比下均以R3处理最高，不同覆盖材料以DS处理最高.通过生育期土壤呼吸速率与土壤水热因子的拟合方程发现，土壤水热双因子协同影响土壤呼吸的作用高于土壤水热单因子，且二次方程的水热双因子可以很好地解释土壤呼吸的86.4%～99.9%.相关性分析表明，马铃薯全生育期平均土壤呼吸速率与0～25 cm层平均土壤温度和0～40 cm层平均土壤有机碳矿化速率呈极显著正相关，土壤温度与有机碳矿化速率呈极显著正相关.可见，沟垄比结合覆盖模式能够改善土壤水热环境，提高有机碳矿化速率，从而影响土壤呼吸速率，以沟垄比60 cm:45 cm或60 cm:60 cm下垄覆地膜沟覆可降解渗水地膜模式效果较好.

关键词：沟垄比覆盖方式土壤水热土壤呼吸速率有机碳矿化