洞庭湖区稻田主要种植模式物质生产及光温资源利用效率的比较

赵杨; 高杜娟; 李超; 陈友德; 崔婷; 童中权; 罗先富; 《中国生态农业学报(中英文) 》 2022 北大核心 CSCD

摘要：合理的种植模式可实现作物生长需求和自然资源供给的匹配.比较研究洞庭湖区稻田主要种植模式,可明确该区域优势种植模式,为优化湖区资源配置和建立丰产高效种植模式提供理论依据.2016—2018年,选取4种湖区稻田主要种植模式为研究对象,分析不同模式的干物质生产效率和干物质产能、光温资源利用效率以及经济效益.4种模式中,冬闲-中稻一熟制模式周年平均干物质生产效率和干物质产能、有效积温和光能分配率最低,分别为18330 kg?hm?2和27.00 MJ?m?2、70.0%和49.2%,表明湖区冬闲-中稻一熟制模式光温资源利用不充分.而油菜-早稻-晚稻三熟制模式周年平均干物质生产效率和干物质产能最高,分别为31525 kg?hm?2和48.22 MJ?m?2,但周年平均生育期为364.5 d,2016—2017年周年有效积温和光能分配率分别达到102.5%和102.6%,表明部分年份油菜-早稻-晚稻三熟制光温资源欠缺,难以满足3季作物需求,且三熟制经济效益最低,两周年平均为8738元?hm?2.冬闲-早稻-晚稻两熟制模式生长季集中于4月上旬至10月中下旬,冬季温光资源浪费,且周年经济效益平均为9009元?hm?2,仅为冬闲-中稻模式的75.3%,油菜-中稻模式的62.3%.油菜-中稻两熟制模式全年时间平均利用率88.9%,周年平均有效积温和光能分配率为86.6%和87.7%,光温资源充足且利用率高,周年经济效益最高,为14468元?hm?2,明显高于其他3种模式.油菜-中稻两熟制模式与其他3种模式综合比较,可充分利用全年光温资源,干物质生产效率和产能较高,也是经济效益最高的种植模式,适宜在洞庭湖区发展.

关键词： 稻田 种植模式 干物质生产效率 干物质产能 光温资源利用效率 经济效益

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纤维素基水凝胶的辐射合成及其对水体中Cd2+吸附性能研究

赵彩凤; 于卫东; 王克勤; 谢洪科; 张乐平; 武小芬; 郭峰; 邵颖; 邵赛; 《应用化工 》 2022 CSCD

摘要：采用丙烯酸、丙烯酰胺为主要单体,通过60 Co-γ 射线辐射引发纤维素接枝,制备纤维素基重金属吸附材料.考察了纤维素种类、添加量及溶液pH对重金属Cd2+的吸附容量及去除率的影响.结果表明,最佳合成条件为:辐照剂量5 kGy,剂量率2 kGy/h,丙烯酰胺∶丙烯酸=3∶1,纤维素占固含量的重量百分比为17.85%.在该条件下得到自制纤维素(17.85%SMC)及微晶纤维素(17.85%MCC)接枝聚合物,在Cd2+溶液pH =7 时,吸附容量分别为44.29 mg/g,42.09 mg/g.17.85%SMC经 5 次循环,Cd2+吸附容量>40 mg/g,去除率>80%.FTIR、SEM-EDS、TGA分析表明,主要单体成功接枝到纤维素上并形成酯基,纤维素添加量为17.85%时纤维素接枝聚合物保持良好的热稳定性,其Cd2+吸附效果最佳.

关键词： 纤维素 吸附剂 辐射 重金属 镉

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连续施硅对双季稻镉硅累积效应的影响

彭华; 邓凯; 石宇; 魏维; 柳赛花; 纪雄辉; 《环境科学 》 2022 EI 北大核心 CSCD

摘要：为研究硅肥对土壤镉生物有效性以及双季稻对镉硅积累的影响,在稻田土壤镉较高[ω(总Cd)为1.03 mg·kg-1]污染条件下,开展双季稻连续基施硅肥180 kg·hm-2(以SiO2计)的田间定位试验.结果表明,双季稻田连续施用硅肥能够增加土壤有效硅含量,增幅为108.1%~275.0%,同时提高土壤1.15~1.33个pH单位,施用硅肥早、晚稻土壤DTPA-Cd含量降幅分别为12.3%和15.9%,差异达显著水平;施硅促进了土壤镉向稳定形态的转化,土壤可交换态EXC-Cd含量降幅为2.6%~5.1%,QW处理降低达显著水平;施硅肥处理,碳酸盐结合态CAR-Cd含量降低,降幅为8.6%~24.9%,显著增加了铁锰氧化态FMO-Cd含量,增加了 土壤有机结合态OR-Cd含量,增幅为2.3%~12.8%,残渣态RES-Cd含量增幅为2.3%~6.0%;连续施硅肥降低了水稻对镉的积累,早稻根、茎叶和稻米平均降幅分别为38.4%、49.7%和50.9%,晚稻根、茎叶和稻米平均降幅分别为30.6%、34.4%和39.2%;硅处理显著降低了水稻根吸收系数(AF土/根),降幅为25.5%~49.6%,同时降低了水稻根向茎叶的转运系数(T根/茎叶),降幅为13.5%~52.6%,差异显著,早、晚稻稻米镉富集系数(BAF)分别平均降低6.0%和8.0%,其中粉末状硅肥对降低水稻镉吸收效果最佳.综上表明硅肥能够降低水稻对镉的吸收积累,然而硅肥持续性降镉效应不明显.

关键词： 双季稻 硅肥 镉(Cd) 生物有效性 迁移转运

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水稻半矮杆突变体'双辐矮糯'的农艺性状与遗传分析

张林金; 袁定阳; 刘桃李; 谭颖; 杨震; 曾建光; 王学华; 谭炎宁; 《热带作物学报 》 2022 北大核心 CSCD

摘要：倒伏是影响水稻(Oryza sativa L.)生产的重要因素,半矮杆是协调高产和抗倒性的理想资源.前期通过辐射诱变'湘辐糯1号'获得了半矮杆突变体'双辐矮糯'.本研究分析了'双辐矮糯'的茎节配置特点、基本农艺性状及其遗传规律.结果表明:'双辐矮糯'株高较'湘辐糯1号'(133.13 cm)降低了24.88 cm,穗、第1节和第2节长度显著缩短,降幅分别达到18.10%、23.06%和19.13%,而第3、4、5节长度缩短程度不明显,表明其株高突变基因主要控制穗和高位茎节的伸长.'双辐矮糯'的单株有效穗为10.4个,是'湘辐糯1号'(5.2个)的2.04倍,其强分蘖能力确保了在每穗总粒数下降20.24%和千粒重下降7.51%情况下单株产量仍表现出25.26%的增长.品质分析发现,'双辐矮糯'的粒长、粒宽、长宽比等外观品质指标及直链淀粉含量、胶稠度等食味品质指标与'湘辐糯1号'无显著差异,说明'双辐矮糯'株高的下降未对外观品质与食味品质产生不利影响.遗传分析发现,48对SSR标记在'双辐矮糯'与'湘辐糯1号'间扩增出了完全一致的基因型,二者遗传背景相似度达到了100.00%,证实了'双辐矮糯'是源于'湘辐糯1号'的真实变异.利用'双辐矮糯'与'湘辐糯1号'构建了2个正反交F2群体,分析发现群体中半矮杆植株与野生型植株理论分离比符合1:3,表明半矮杆性状受一个隐性细胞核基因控制.本研究明确了'双辐矮糯'的株高表型和遗传特点,为深入挖掘其育种价值奠定基础.

关键词： 水稻 双辐矮糯 株高 半矮杆 突变体

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等养分投入下冬种紫云英比秸秆还田更有效抑制稻田CH4的产生和排放

陈洪儒; 鲁艳红; 廖育林; 王斌; 万运帆; 王开悦; 张志伟; 聂军; 秦晓波; 《植物营养与肥料学报 》 2022 北大核心 CSCD

摘要：[目的]比较冬种紫云英和水稻秸秆还田对稻田甲烷(CH4)产生、排放的影响,探究冬种紫云英的节肥效应和CH4减排机制.[方法]田间试验在湖南省农业科学院高桥试验基地进行,种植制度为单季超级稻'晶两优华占'.田间试验设置1个不施肥对照(CK)和5个等氮磷钾养分施肥处理:单施化肥(CF)、化肥+水稻秸秆全量还田(S)、化肥+紫云英全量还田(M)、化肥+秸秆和紫云英全量还田(MS)、化肥+秸秆和紫云英全量还田+熟石灰(MSC).在水稻分蘖初期(2021年6月21日),采用密闭式静态暗箱监测稻田CH4排放通量,通过底座侧面的接口采集田面水溶存CH4,同时每个小区按"S"形随机取0-20 cm 土层土壤样品,一份用于测定理化性质,一份用于室内甲烷产生潜力和甲烷氧化潜力培养试验.[结果]1)田间试验中,供试稻田CH4排放通量范围为5.70~26.65 mg/(m2·h),虽然处理间差异未达显著水平,施肥处理的CH4 排放通量均高于CK,S、MS、MSC处理的CH4排放通量又高于CF处理,在施肥处理中以M处理的CH4排放通量最低.与S处理相比,M处理减少了 13.78%的化肥氮量,折合尿素24.46kg/hm2,CH4排放通量降低了 12.50%.供试稻田田面水溶存CH4浓度范围为70.02~163.58 mg/kg,以MSC处理最高,其田面水溶存CH4浓度比其他处理平均提高了30.68%.2)室内培养试验中,M处理的SOM和总碳含量分别比S处理提高了 7.60%和7.55%,DOC含量降低25.99%.M处理的CH4产生潜力和CH4氧化潜力均最低,分别比其他5个处理平均降低61.04%和7.56%,比S处理降低83.16%和5.36%.M处理的乙酸发酵产CH4途径比例比其它5个处理平均降低52.52%,比S处理降低53.49%.[结论]冬种并翻压紫云英可替代部分化肥投入,不仅减少了水稻生育早期土壤中的有效态氮,还减少了土壤中的可溶性有机碳含量,因而比秸秆还田更有效地促进稻田增碳和减少CH4排放.紫云英全量还田处理主要抑制了乙酸型产甲烷过程.

关键词： 稻田 紫云英翻压 秸秆还田 甲烷减排 乙酸发酵途径

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应用剩余杂合体衍生的近等基因系定位水稻株高QTL

罗先富; 刘文强; 潘孝武; 董铮; 刘三雄; 刘利成; 阳标仁; 盛新年; 李小湘; 《中国农学通报 》 2022 CSCD

摘要：为挖掘有育种利用价值的水稻株高新基因,以来源于'Katy'/'湘743'且在第1染色体RM11383-RM1198区间杂合的一个剩余杂合体RHL1030(F10)为材料,遗传分析RHL1030衍生群体,显示在该区间鉴定到控制株高QTL,增效等位基因来自于'湘743'.应用SSR标记检测,从RHL1030衍生群体筛选杂合区间分别为RM3411-RM11782和RM6703-RM1198的两个单株,自交一代形成2个F2群体,验证并界定株高QTL在RM6703-RM1198区间.从RM6703-RM1198区间分离群体筛选RM6703-RM8085区间杂合的3个单株和RM5389-RM1198区间杂合的1个单株,自交一代形成4个F2群体,从群体中分别筛选母本纯合型、父本纯合型和杂合型单株各40株构成近等基因系进行方差分析,最终界定株高QTL在RM11782-RM5389区间,物理位置34.17M~35.73 Mb.本研究定位到一个新的控制株高QTL,为改良水稻株型提供资源.

关键词： 剩余杂合体 近等基因系 株高 水稻 数量性状位点

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栽培稻芽期耐低温全基因组关联分析

逄洪波; 程露; 于茗兰; 陈强; 李玥莹; 吴隆坤; 王泽; 潘孝武; 郑晓明; 《中国农业科学 》 2022 北大核心 CSCD

摘要：[目的]水稻是重要的粮食作物,芽期是水稻生长发育过程中最脆弱的时期,直播稻遭遇冷害时发芽率大幅降低,减产严重.深入了解耐冷性的遗传机制,为培育芽期强耐受性水稻品种奠定基础.[方法]以世界范围内14个国家代表性的238份水稻种质资源为试验材料,于2021和2022年在沈阳开展表型鉴定试验,统计不同水稻品种在人工气候培养箱15℃低温条件下第1—10天的发芽率和相对发芽率,利用R语言绘制5—10 d的频率直方图,通过表型丰富度Hill值选择宜作关联分析的天数,将发芽率和相对发芽率表型数据与重测序数据相结合,进行基于混合线性模型MLM(QK)的全基因组关联分析,并对所获得的SNP位点进行耐冷候选基因的预测.[结果]发芽率频数分布直方图和表型丰富度计算结果显示第8天发芽率多态性最好,其Hill值为0.84,高于其他几天发芽率(0.48—0.83),可用于全基因组关联分析;主成分分析结果显示,这些水稻品种可以分为indica、aus、temperate japonica、tropical japonica和aromatic 5个亚群;2个指标进行的GWAS分析检测到3个相同的显著性SNP位点,均位于第4染色体,解释表型的11.9%—25.4%;在上下游各50 kb进行基因搜索,共发现24个相关候选基因,进一步开展LD和单倍型分析,发现LOC_Os04g24840和LOC_Os04g25140的不同单倍型耐冷性之间存在极显著差异.LOC_Os04g24840被编码区SNP分为5个单倍型,且Hap_3的耐冷性显著强于Hap_1;LOC_Os04g25140被编码区SNP分为18个单倍型,且77 bp处的氨基酸变异(S>L)存在籼粳差异.结果表明,编码糖基转移酶的基因LOC_Os04g24840和编码F-box蛋白基因LOC_Os04g25140可能与水稻芽期耐冷性密切相关.[结论]在238份水稻种质资源中共检测到3个与芽期耐冷性显著关联的SNP位点,筛选出2个与水稻芽期耐冷性相关的候选基因.

关键词： 水稻 芽期 耐冷性 发芽率 全基因组关联分析

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人就像种子，要做一粒好种子

李莉; 《杂交水稻 》 2022 北大核心 CSCD

摘要：我叫李莉，是袁老师的学生，也是袁老师的科研助手，主要从事第三代杂交水稻技术研究。2006年5月2日，我第一次见到袁老师，是在湖南省农科院杂优中心（湖南杂交水稻研究中心简称，下同）的办公楼里。那时，马上就要硕士毕业的我，正在到处投简历找工作。进到杂优中心办公楼，也是想去人事处问问情况。让我意想不到的是，袁老师正好迎面走来，这是我第一次见到在书本上、在电视上才能见到的袁隆平院士。还没有回过神来，袁老师就亲切地问我：

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辣椒疫霉拮抗菌Y4-39全基因组测序与分析

颜瑾; 熊有明; 肖志鹏; 杨未; 邹修为; 鲁耀雄; 周升明; 张艳; 王运生; 《南方农业学报 》 2022 北大核心 CSCD

摘要：【目的】解析辣椒疫霉拮抗菌Y4-39的全基因组序列信息，阐明其防病促生机制，为其开发和应用提供理论依据。【方法】采用三代牛津纳米孔测序（ONT）和二代测序平台（BGISEQ）相结合的方法，对从黑水虻肠道分离获得的对辣椒疫霉具有较强抑制活性的贝莱斯芽孢杆菌（Bacillus velezensis）Y4-39进行全基因组测序、组装、基因预测和功能注释，并进行比较基因组学分析，从全基因组水平挖掘菌株Y4-39的次生代谢产物合成基因簇。【结果】菌株Y4-39全基因组大小为3891759 bp,GC含量46.67%，编码3713个蛋白基因，27个rRNA和86个t RNA基因，不含质粒。基于全基因组序列构建的B. velezensis系统发育进化树可分为5个亚群，亚群间的平均核苷酸一致率（ANI）大于97%，亚群内各菌株之间ANI大于98%。预测得到12个潜在的次生代谢产物合成基因簇，包括表面活性素、大环内酰亚胺H、bacillaene、芬枯草菌素、地非西丁、杆菌素和杆菌溶素等抑菌活性物质，同时还存在5个产物未知的次生代谢产物合成基因簇。【结论】贝莱斯芽孢杆菌种内存在一定程度的分化。菌株Y4-39基因组含有多个次生代谢产物合成基因簇，具有合成多种抑菌活性物质的能力，具有较好的应用前景。

关键词： 贝莱斯芽孢杆菌 全基因组测序 比较基因组分析 次生代谢产物

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番茄褪绿病毒对MED烟粉虱成虫在不同寄主植物上的寄主选择性和取食行为的影响

范晓凡; 刘勇; 谭新球; 张战泓; 张卓; 史晓斌; 张德咏; 《昆虫学报 》 2022 北大核心 CSCD

摘要：【目的】由粉虱传播的番茄褪绿病毒（tomato chlorosis virus, ToCV）具有较强的暴发性和流行性，目前该病毒现已蔓延至世界各地，可为害多种作物，对农林经济生产造成严重危害。病毒侵染会影响介体昆虫的寄主选择性和取食行为，从而影响病毒传播。本研究旨在明确ToCV对MED烟粉虱Bemisia tabaci在不同寄主上的寄主选择性及取食行为的影响。【方法】利用Y型嗅觉仪测定携带和未携带ToCV的MED烟粉虱雌成虫的寄主选择性，利用刺吸电位（electrical penetration graph, EPG）技术比较携带和未携带ToCV的烟粉虱雌成虫在健康的番茄、辣椒、棉花和豇豆4种寄主植株上的取食行为差异。【结果】未携带ToCV的MED型烟粉虱雌成虫对于4种寄主植物的选择偏好性排序为番茄、辣椒＞棉花＞豇豆；携带ToCV烟粉虱雌成虫对4种寄主植物的选择性偏好性降低，排序为番茄、辣椒、棉花＞豇豆。与未携带ToCV烟粉虱雌成虫相比，携带ToCV烟粉虱雌成虫取食4种植物所产生的刺探次数均显著增加，第1次到达韧皮部的时间有明显延后，取食总时间与韧皮部的取食时间明显减少。【结论】ToCV使烟粉虱对寄主的选择偏好性和取食行为发生显著改变，从而增加了病毒在寄主植物间传播的可能。

关键词： 番茄褪绿病毒 MED烟粉虱 寄主选择性 取食行为 刺吸电位

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