科研产出
不同锰浓度环境下OsNRAMP5突变对水稻耐热性和主要经济性状的影响
《杂交水稻 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：OsNRAMP5是水稻吸收镉、锰的主效转运蛋白。OsNRAMP5突变造成水稻镉含量大幅度降低,使其成为镉低积累水稻分子育种中最重要的靶标基因,而其突变造成的锰含量大幅度降低是否会影响水稻农艺性状和环境适应性一直备受关注且存在争议。以籼稻华占、粳稻中花11这2种不同遗传背景下同一突变位点的osnramp5突变株系为材料,采用不同锰浓度水培和大田试验比较分析了它们的耐热性和主要经济性状。结果表明,苗期在正常浓度锰供应条件下,2种遗传背景的osnramp5突变株系耐热性并未明显下降,但在环境锰不足的条件下,2种遗传背景osnramp5突变株系的耐热性均大幅度下降。在土壤锰含量为312 mg/kg的正常锰浓度大田条件下,籼稻华占的osnramp5突变株系产量和稻米品质较野生型均无显著差异,但粳稻中花11的osnramp5突变株系的千粒重和胶稠度降低;开花期高温使2种遗传背景的osnramp5突变株系的每穗总粒数、结实率和千粒重均显著下降,且造成粳稻中花11的osnramp5突变株系的垩白粒率和垩白度上升。在土壤锰含量为102mg/kg的低锰浓度大田条件下,2种遗传背景的osnramp5突变株系的有效穗、每穗总粒数、结实率和千粒重均显著下降,垩白粒率和垩白度上升。说明籼稻的osnramp5突变株系在富含锰的镉污染地区有很大的应用潜力,但在种植时应避开抽穗期高温和低锰田块,而粳稻的osnramp5突变株系在南方稻区的环境适应性较差。
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水稻镉吸收与转运机理的研究进展
《土壤 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：长期食用高含镉（Cd）的大米会严重危害人体健康,引起一系列的疾病,因此控制稻米Cd含量对粮食安全具有重要意义。本文从根部Cd吸收、根向茎叶的转运和茎叶向籽粒转运3个角度系统总结,从生理角度综述了这3个重要过程涉及的生理机制,从分子生物学角度总结了相关基因的分子调控机制,归纳并讨论了一些存在争议的问题。深度探讨了调控吸收、转运和籽粒积累这3个过程来降低稻米Cd含量的有效措施,分析其原理及实用价值。提出了选育Cd低积累品种为最根本最有力的Cd污染治理措施,为明确水稻Cd污染治理方向提供重要的参考。
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土壤-水稻系统Cd-As同步钝化与吸收阻控研究进展
《农业环境科学学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：我国稻田土壤镉-砷（Cd-As）复合污染形势严峻,是实现农田安全利用的难点。相较于其他粮食作物,水稻积累Cd/As的能力更强,对人类健康危害更大,因此,修复Cd-As复合污染稻田土壤,降低稻米Cd/As含量,对保障我国食品安全意义重大。原位钝化技术是目前应用最广泛且治理效率较高的重金属污染土壤修复技术,本文重点阐述了针对稻田土壤Cd-As复合污染的典型钝化剂及其钝化机理,主要包括铁（Fe）+碱性无机材料复合钝化剂、Fe+有机材料复合钝化剂、Fe+有机+碱性无机材料复合钝化剂、有机+碱性无机材料复合钝化剂等;在此基础上,从根际稳定固持和体内运移阻控两方面,探讨原位钝化技术同步降低水稻Cd-As吸收的作用机制。最后,提出未来Cd-As复合钝化剂的研发方向,强调了土壤友好型Fe-Si复合钝化剂可有效从土壤钝化和生理阻隔两方面同步降低Cd/As生物毒害,应用前景广阔。
关键词： 稻田土壤 水稻 Cd-As复合污染 复合钝化材料 生理阻控
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长期不同施肥措施对双季稻田土壤活性有机碳组分和水解酶活性的影响
《应用生态学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：施肥是改善土壤质量、提高土壤肥力和影响土壤微生物多样性的关键措施。为了探明南方双季稻区长期不同施肥处理下稻田土壤活性有机碳组分和水解酶活性的变化特征,本研究以34年大田定位试验为平台,设置化肥（MF）、秸秆还田+化肥（RF）、30%有机肥+70%化肥（OM）3个处理,并以无肥处理为对照（CK）,分析了长期不同施肥处理下双季稻田土壤有机碳含量、活性有机碳组分、有机碳水解酶活性及其相关性。结果表明:MF、RF和OM处理增加了稻田土壤有机碳含量,分别比CK增加4.5%、22.4%和53.5%。与MF和CK处理相比,RF和OM处理均有利于增加土壤各活性有机碳组分[累积碳矿化（Cmin）、高锰酸钾可氧化碳（KMnO4-C）、颗粒有机碳（POC）、溶解性有机碳（DOC）、轻组有机碳（LFOC）和微生物生物量碳（MBC）]和各活性有机碳组分占总有机碳的比例。OM处理土壤Cmin、KMnO4-C、POC、DOC、LFOC和MBC含量分别比CK增加3.5、3.1、3.7、1.9、1.2和1.9倍;RF和OM处理土壤各活性有机碳组分占总有机碳的比例均显著高于CK。各施肥处理土壤水解酶活性（α-葡萄糖苷酶、β-葡萄糖苷酶、木糖苷酶、纤维二糖水解酶和N-乙酰-β-氨基葡萄糖苷酶）的大小顺序均为:OM>RF>MF>CK,其中OM处理的各土壤水解酶活性分别比CK增加111.8%、14.1%、127.3%、285.6%和91.4%。RF和OM处理有利于增加土壤过氧化物酶活性,MF处理有利于增加土壤多酚氧化酶活性。土壤水解酶与土壤有机碳含量及其活性有机碳组分均呈显著正相关。综上,有机肥和秸秆还田与化肥配合施用是提高南方双季稻田土壤活性有机碳组分和水解酶活性的有效措施。
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长期施肥方式对双季稻根系生理特性与产量的影响
《中国农业大学学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：为探明双季稻区不同施肥模式对双季水稻根系生理指标和产量的影响,以1986—2018年的长期大田定位试验为平台,2018—2019年设置不施肥（CK）、单施化肥（MF）、秸秆还田配施化肥（RF）和有机、无机肥配施（OM）4种施肥模式,对双季稻根系超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶活性、植株干物质积累和产量变化等指标进行测定。结果表明,与MF和CK相比,RF和OM增加早、晚稻各个生育时期水稻根系的SOD、POD和CAT酶活性,降低其丙二醛（MDA）和游离脯氨酸（Pro）含量。各个生育时期,植株根系的硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶和根系活力由高到低早稻均为OM>RF>MF>CK,晚稻均为RF>OM>MF>CK。OM的水稻根系和茎叶干重均显著高于MF和CK。2个年份的早稻产量均以OM和RF为最高,分别比MF增加944.8～1143.2和435.9～516.1kg/hm2;晚稻产量均以RF和OM为最高,分别比MF增加386.2～387.4和119.8～123.7kg/hm2。因此,在湖南省双季稻生产中,长期采取有机肥、秸秆还田配合施用化肥措施有利于提高水稻根系保护性酶活性和产量。
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腐殖酸水溶肥应用于重金属污染稻田的效果研究
《西南农业学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：【目的】本研究为指导腐殖酸水溶肥对重金属污染农田的修复治理及其大面积的推广应用提供理论依据。【方法】采用田间小区试验,选择湖南浏阳镉（Cd）砷（As）铅（Pb）复合污染稻田,研究腐殖酸水溶肥的修复效果。【结果】施用150～900 kg·hm-2的水稻产量比对照增产6.31%～8.43%（P <0.05）;低量（75～150 kg·hm-2）施用腐殖酸水溶肥显著促进了水稻Cd吸收,高量（600～900 kg·hm-2）施用则可显著降低水稻Cd含量,施用腐殖酸水溶肥75和150 kg·hm-2的稻米Cd含量分别增加了12.24%（P <0.05）和15.21%（P <0.05）,施用600和900 kg·hm-2的稻米Cd含量分别降低了28.28%（P <0.05）和29.63%（P <0.05）;施用腐殖酸水溶肥可减少水稻As和Pb的积累,施用腐殖酸水溶肥150～900 kg·hm-2的稻米As、Pb含量分别下降了33.96%～44.92%（P <0.05）和21.38%～27.90%（P <0.05）。【结论】水稻增产和重金属含量降低综合效果表明,施用腐殖酸水溶肥600～900 kg·hm-2可确保水稻显著增产的同时,同步降低稻米Cd、As、Pb含量。
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不同冬季作物对稻田蚯蚓及蚯蚓粪产量的影响
《中国生态农业学报(中英文) 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：基于大田调查,结合2017—2020年的降雨量及积温数据,研究了稻田种植不同冬季作物（T1,冬闲; T2,冬种紫云英; T3,冬种油菜）对威廉环毛蚓（Pheretima guillelmi）产量及蚯蚓粪产量的影响,以期为稻田蚯蚓增效提供理论及技术支撑。结果表明:蚯蚓产量、蚯蚓粪产量及冬季作物产量在不同年度间的波动幅度均较大,不同年度间的蚯蚓产量变异系数（CV）与冬季作物产量CV值极显著（P<0.01）正相关; 2018—2019年10—12月的持续降雨及12—2月的低温导致冬季作物及蚯蚓产量大幅下降。蚯蚓产量、蚯蚓粪产量与土壤有机质含量显著正相关（P<0.05）,与冬季作物产量均呈极显著正相关（P<0.01）。冬闲、冬种紫云英和冬种油菜的蚯蚓密度分别为8.4～12.8条·m-2、11.2～30.8条·m-2和20.4～49.1条·m-2,蚯蚓平均密度分别为10.8条·m-2、20.7条·m-2和36.3条·m-2;蚯蚓产量分别为290～428 kg·hm-2、368～1054 kg·hm-2和763～1845 kg·hm-2,蚯蚓平均产量分别为373 kg·hm-2、695 kg·hm-2和1364 kg·hm-2;蚯蚓粪产量分别为1921～3126 kg·hm-2、3023～10 116 kg·hm-2和6034～18 958 kg·hm-2,蚯蚓粪平均产量分别为2652 kg·hm-2、6438 kg·hm-2和12 545 kg·hm-2;平均值均表现为油菜>紫云英>冬闲。粪蚓比伴随冬季作物产量的增加而增加,平均为8.8。油菜不同产量水平间的蚯蚓产量及蚯蚓粪产量的变幅均小于紫云英。综上,蚯蚓产量及蚯蚓粪产量受年际间气候干扰较大,冬季作物高产田块的土壤有机质含量较高,有利于提高蚯蚓产量、蚯蚓粪产量及其产量稳定性,且冬种油菜的效果更好。
关键词： 蚯蚓 蚯蚓粪 土壤有机质 产量 稻田 冬季作物 油菜 紫云英
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稻田土壤光合细菌群落对镉污染的响应
《环境科学 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：稻田重金属污染每年造成水稻产量的巨大损失,重金属污染问题日益受到人们的关注.因此,了解不同镉污染水平下水稻土微生态及理化性质的变化具有重要意义.本研究通过16S测序技术探讨稻田土壤光合细菌群落对不同镉污染水平的响应.结果表明,随着镉污染程度升高,pH值、总镉和有效镉含量逐渐降低.高镉组、中镉组和低镉组的土壤α多样性差异较小,富集的光合细菌种群具有显著差异,光合细菌群落之间也均具有显著差异.高镉组光合细菌物种之间有效连接明显多于中镉和低镉组,连接更紧密且密度更高.碱性氮、pH、有效磷、有效钾、总氮、总磷、有机质、总镉和有效镉是影响光合细菌群落的重要因素,与光合细菌群落显著相关,解释了59.90%的光合细菌群落变异,其中有效镉含量与Methylorubrum populi、Methylorubrum extorquens、Methylobacteriumsp. Leaf125和Rhodopseudomonassp. AAP120显著正相关（R> 0.05,P<0.05）.本研究对了解镉污染对稻田土壤特定功能微生物种群的影响具有重要意义.
关键词： 水稻土 镉污染 紫色光合细菌 16S测序 微生物群落分布
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西藏林芝市察隅县水稻根际土壤可培养酵母菌多样性及其与理化因子相关性
《福建农业学报 》 2021 CSCD
摘要：【目的】开展林芝市察隅县水稻根际土壤可培养酵母菌多样性研究,并探究其与土壤理化因子的相关性。【方法】采用稀释涂布法分离纯化酵母菌,并采用rRNA ITS区域序列分析与经典分类法对酵母菌菌株进行鉴定。采用R 3.6.1分析可培养酵母菌多样性及其与土壤理化因子之间的关系。【结果】从林芝市察隅县水稻根际土壤中共分离得到352株酵母菌,分属于10个属13个种,优势种为Cryptococcus podzolicus。Pearson相关系数显示,全氮和全磷与酵母菌种数及属数呈极显著正相关,全氮与酵母菌Shannon-Wiener多样性指数、Simpson多样性指数呈极显著正相关,与Pielou均匀度指数呈显著正相关,全磷与Shannon-Wiener多样性指数呈显著正相关;全氮与Candida pseudolambica、 Goffeauzyma gastrica、 Papiliotrema aspenensis以及Solicoccozyma terricola呈显著正相关;全磷与Goffeauzyma gastrica和Solicoccozyma terricola呈极显著正相关,与Candida pseudolambica呈显著正相关;含水量与Papiliotrema aspenensis呈极显著正相关。【结论】不同土壤理化因子对水稻根际酵母菌的影响程度不同,其中全氮和全磷是影响水稻根际酵母菌群落结构的主要因素。
关键词： 青藏高原 水稻 根际土壤 多样性 酵母菌 理化因子
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