2024年 第52卷 第6期 刊出日期:2024-12-20
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陆地棉CRK基因家族抗黄萎病功能分析
- 裴洪伟, 索佳慧, 武海娜, 孙正文, 张艳, 杨君
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2024, 52(6):
1-12.
doi:10.12190/j.issn.2096-1197.2024.06.01
【目的】鉴定分析陆地棉(Gossypium hirsutum)富含半胱氨酸类受体激酶(CRK)基因家族成员,为棉花抗黄萎病育种提供基因资源和理论依据。【方法】根据全基因组测序结果,利用生物信息学技术在陆地棉农大棉8号基因组中鉴定GhCRK基因家族,并进行蛋白理化性质、染色体定位和遗传进化分析。基于基因表达数据挖掘潜在的黄萎病抗性基因,并通过病毒诱导的基因沉默(virus induced gene silencing,VIGS)技术对候选基因进行抗病功能鉴定。【结果】在陆地棉农大棉8号基因组中共鉴定到50个GhCRKs,分布在14条染色体上,编码蛋白长度为390~1 774个氨基酸残基,分子量为43.15~196.66 kDa,平均等电点为6.94,大多定位在细胞质膜。蛋白结构域分析显示,90%的GhCRKs(45个)含有2个Stress-antifung结构域。在GhCRKs启动子区鉴定到植物激素顺式响应元件茉莉酸甲酯、脱落酸、水杨酸等7类。筛选出14个受大丽轮枝菌诱导发生显著上调表达的GhCRKs,且GhCRK08和GhCRK33沉默后,陆地棉黄萎病症状更严重、病情指数显著增高。【结论】陆地棉农大棉8号基因组中存在大量的CRKs,其中14个为潜在重要的黄萎病抗性候选基因,进一步明确了GhCRK08和GhCRK33的抗病功能。
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摘要
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平安系列小麦品种(系)穗发芽抗性鉴定及基因的分子标记检测
- 吕庆丰, 朱昌涛, 王刚, 吕元丰, 闫泽东, 张珍, 张立琳
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2024, 52(6):
13-21.
doi:10.12190/j.issn.2096-1197.2024.06.02
【目的】了解平安系列小麦品种(系)的穗发芽抗性及遗传组成。【方法】通过整穗发芽法对14个平安系列品种(系)的穗发芽特性进行分析,并用5个抗穗发芽基因的分子标记对穗发芽抗性基因来源进行检测。【结果】14个品种(系)中,平安11号相对穗发芽指数为0.19,达到抗穗发芽水平;平安658和平安701相对穗发芽指数分别为0.35和0.37,达到中抗穗发芽水平。抗穗发芽基因分子标记检测结果表明,TaPHS1基因在3个位点(-222、+646、+666)组成的单倍型相对穗发芽指数从低到高依次为CGAC<TGAC<TGAT<TATT,平安11号具有抗穗发芽能力最好的单倍型TaPHS1抗穗发芽基因,平安901等7个小麦品种(系)含有TaVp1B3抗穗发芽基因,平安12等4个小麦品种含有PM19A-1抗穗发芽基因,14个小麦品种(系)均不含Dorm-1和Tamyb10-D抗穗发芽基因。【结论】平安11号是唯一具有抗穗发芽单倍型CGAC的品种,可用于培育抗穗发芽小麦新品种和发掘抗穗发芽新基因。
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摘要
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花生产量与主要农艺性状、品质性状的灰色关联度分析
- 焦灰敏, 桑玉伟, 何宗铃, 水涌, 朱金成, 王睿, 王志军, 马盼盼, 王亮
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2024, 52(6):
22-30.
doi:10.12190/j.issn.2096-1197.2024.06.03
【目的】筛选适宜新疆南疆地区种植的高产、优质花生新品种。【方法】以引进的19个花育系列花生品种为供试材料,进行主要农艺性状调查和产量性状、品质性状测定,并对所有参试品种进行变异性、相关性、灰色关联度以及聚类分析。【结果】参试花生品种的主茎高、侧枝长、结果枝数、百果重和百仁重与产量呈显著正相关关系(P<0.05),相关系数分别为0.518、0.509、0.508、0.646、0.649;灰色关联度排序前5位为主茎高>侧枝长>百果重>结果枝数>百仁重。聚类分析综合性状表现较好的为第I类,其中主茎高、侧枝长、总分枝数、结果枝数、百果重、百仁重、单株生产力和产量均高于其他3类。【结论】主茎高、侧枝长、百果重、结果枝数和百仁重对花生产量的影响较大,可以作为花生引种筛选和高产育种的参考指标。
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摘要
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种衣剂和生物菌剂对连作大豆结瘤和生长的影响
- 刘坤雨, 刘威, 谷雪菲, 赵晓宇, 王雪娇, 姚建军, 车有维, 高圆丽, 王伟, 李强
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2024, 52(6):
31-38.
doi:10.12190/j.issn.2096-1197.2024.06.04
【目的】探究内蒙古呼伦贝尔市大豆主产区种衣剂和生物菌剂的使用对连作大豆结瘤和生长的影响,为消减大豆连作障碍提供技术支撑。【方法】以蒙科豆8号为试验材料,在内蒙古呼伦贝尔市连作地块上设置多福克种衣剂包衣(DFK)、亮盾种衣剂包衣(LD)、锐胜种衣剂包衣(RS)、生物种衣剂包衣(BIO)、丛枝菌根真菌拌种(AMF)、大豆根瘤菌拌种(SR)和清水拌种(CK)7个处理,分析不同处理对生育期内连作大豆地上部干物质积累量和根瘤干物质积累量的变化规律、生长动态,产量及其构成因素的影响。【结果】生育期内各处理大豆地上部干物质积累量和根瘤干物质积累量均呈先增加后降低的变化趋势,在鼓粒期(R6)达到最大值。与CK相比,R6期各处理地上部干物质积累量增加7.54%~39.40%,增幅次序为LD>SR>AMF>BIO>RS>DFK;根瘤干物质积累量增加8.80%~187.71%,增幅次序为AMF>SR>LD>BIO>RS>DFK。各处理(除LD处理外)地上部干物质快速积累期的起始时间(t1)较CK延迟,各处理根瘤t1较CK提前;DFK、RS处理地上部干物质快速积累期持续时间(Δt)较CK更长,各处理根瘤Δt较CK更长;LD、RS、BIO、AMF、SR处理地上部干物质快速积累期的平均积累速率(Vmean)较CK更快,AMF、SR处理根瘤Vmean较CK更快。种衣剂包衣处理和生物菌剂拌种处理均能增加连作大豆产量,LD、BIO、AMF、SR处理较CK分别显著增产13.55%、12.98%、12.81%、7.80%(P<0.05)。【结论】在内蒙古呼伦贝尔市大豆主产区,使用亮盾种衣剂包衣和丛枝菌根真菌拌种处理下连作大豆地上部干物质积累量、根瘤干物质积累量较高,连作大豆增产效果较好,可以有效消减大豆连作障碍。
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摘要
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黄瓜枯萎病拮抗芽孢杆菌PSYC4的筛选及鉴定
- 苏洁文, 彭晨, 管利, 孙星
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2024, 52(6):
39-46.
doi:10.12190/j.issn.2096-1197.2024.06.05
【目的】获得高效拮抗黄瓜枯萎病的生防菌。【方法】采用牛津杯法从黄海海域海水样品中筛选对黄瓜枯萎病病原菌具有较强拮抗作用的菌株,温室测定其对黄瓜种子发芽出苗的影响,并对影响最小的菌株进行革兰氏染色观察、生理生化鉴定、16S rDNA序列分析。【结果】共筛选出对黄瓜枯萎病病原菌具有较强拮抗作用的菌株6株,分别为PSYC4、PSYC22、PSYC24、PSYC161、PSYC162、PSYC132,其中菌株PSYC4对黄瓜种子发芽出苗影响最小,发芽率为91.67%,出苗率为100%。经鉴定,PSYC4为短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus),对黄瓜专化型尖孢镰刀菌具有较强拮抗效果,其抑菌率为69.11%。【结论】菌株PSYC4能有效抑制黄瓜专化型尖孢镰刀菌,对黄瓜枯萎病具有显著的生防效果。
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摘要
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马铃薯薯皮中龙葵素提取方法的优化研究
- 聂利珍, 郝雅婷, 常悦, 席先梅, 郭俊婷, 王瑞刚
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2024, 52(6):
47-59.
doi:10.12190/j.issn.2096-1197.2024.06.06
【目的】建立马铃薯薯皮中龙葵素的高效提取方法,探索马铃薯薯皮在植物源农药方面的应用价值和前景,为综合利用龙葵素作为植物源农药提供科学依据。【方法】以马铃薯薯皮作为试验材料,比较、优化超声波结合生物酶提取法、酸性酶溶液提取法、超声波辅助提取法、酸水提取法4种提取龙葵素主要成分的方法,利用单因素试验和响应面分析中的Box-Behnken试验设计法对提取方法进行优化分析,建立超声波结合生物酶提取龙葵素的方法。【结果】4种不同提取龙葵素的方法中,提取效率由高到低依次为超声波结合生物酶提取法>酸性酶溶液提取法>超声波辅助提取法>酸水提取法,其中超声波结合生物酶提取法的龙葵素提取量最高,α-卡茄碱的含量为8.949 mg/g DW、α-茄碱的含量为8.058 mg/g DW,提取率达到0.850%。根据响应面分析结果,建立优化后的回归方程模型(Y总含量=2.64-0.56×A-0.31×B+0.20×C+0.19×AB-0.11×AC+0.53×BC-0.74×A2-0.59×B2-0.50×C2),以总含量最大值为优化目标,得到预测的最优条件为加酶量为1.30%、酶解时间为1.35 h、乙醇体积分数为70.40 %,在该条件下实际龙葵素提取物总含量为3.149 mg/g DW,与预测值总含量2.814 mg/g DW相差在5%范围内,证实了预测值和试验值之间的良好相关性。【结论】首次建立了超声波结合生物酶提取马铃薯薯皮中龙葵素的方法,响应面分析优化得到的最佳提取方法较为合理,该方法提取效率较高,可用于龙葵素的工业化提取。
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摘要
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不同引发剂对甜菜种子萌发的影响
- 孙梦媛, 张必周, 张辉, 张惠忠, 张自强, 王良, 付增娟, 赵尚敏, 鄂圆圆, 郑文哲
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2024, 52(6):
60-67.
doi:10.12190/j.issn.2096-1197.2024.06.07
【目的】探究不同浓度赤霉素(GA)、褪黑素(MT)和水杨酸(SA)引发处理对甜菜种子萌发及幼苗生长的影响,为甜菜种子引发剂的筛选提供参考。【方法】以国内自育甜菜品种NT39106为试验材料,采用GA(50、100、200和300 mg/L的赤霉素)、MT(50、100、200和300 μmol/L的褪黑素)和SA(50、100、200和300 mg/L的水杨酸)引发处理8 h,以未引发处理为对照(CK),分析各处理下甜菜种子发芽及幼苗生长指标。【结果】不同浓度赤霉素(GA)、褪黑素(MT)和水杨酸(SA)引发处理的甜菜种子发芽势和发芽率均显著高于CK(P<0.05)。随着3种引发剂浓度的增加对甜菜种子萌发的促进效果均呈先增加后降低的趋势,其中100 mg/L GA处理的效果最佳,发芽势和发芽率分别高达91.00%、93.67%,其次为SA处理,均优于MT处理。与CK相比,不同浓度的GA、MT(除300 μmol/L处理)和SA处理均明显增加了甜菜幼苗的平均芽长和鲜重,尤其是100 mg/L GA处理,其平均芽长和鲜重分别为5.43 cm、0.37g/10株。【结论】100 mg/L赤霉素(GA)引发甜菜种子的萌发效果最佳,对甜菜幼苗的生长有明显促进作用。
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摘要
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变温条件和赤霉素处理对金莲花种子萌发的影响
- 高新磊, 刘利红, 丁尚奇, 王秀艳, 刘凤玲, 宋建垒, 秦立金, 王晓娟
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2024, 52(6):
68-76.
doi:10.12190/j.issn.2096-1197.2024.06.08
【目的】探究不同变温条件、赤霉素浓度、浸泡时间对金莲花种子萌发活力的影响,为金莲花种子萌发活力条件筛选及其播种提供参考。【方法】以2021年采集的金莲花种子作为试验材料,分别用不同浓度的赤霉素(0、100、250、500、800、1 000、1 500 mg/L)浸泡24、48 h,并模拟田间温度变化设置不同变温条件(15/5、20/10、25/15、25/20、30/20、30/25 ℃)进行发芽试验,对金莲花种子的萌发时间以及25/20 ℃变温条件下不同赤霉素浓度、浸泡时间和浸泡24 h处理下不同变温条件、赤霉素浓度的发芽率、发芽势、发芽指数进行差异分析。【结果】25/20 ℃变温条件下250 mg/L赤霉素浸泡24、48 h处理,30/25 ℃变温条件下250 mg/L赤霉素浸泡24 h处理和800、1 000 mg/L赤霉素浸泡48 h处理金莲花种子萌发开始时间较短,均为6 d。25/20 ℃变温条件下,500、800 mg/L赤霉素浸泡48 h处理金莲花种子发芽率、发芽势、发芽指数均显著高于浸泡24 h处理(P<0.05);在同一浸泡时间下,250、500 mg/L赤霉素处理种子发芽率、发芽势、发芽指数均较高。浸泡24 h处理下,20/10、25/15、25/20 ℃变温条件下,250 mg/L赤霉素处理的金莲花种子发芽率、发芽势、发芽指数均显著高于其他赤霉素浓度处理(P<0.05);250 mg/L赤霉素处理下,25/20 ℃变温条件下金莲花种子发芽率、发芽势和发芽指数均显著高于其他变温条件(P<0.05)。【结论】金莲花种子萌发对变温条件和赤霉素浓度处理的敏感性有所不同,过高或过低的温度以及赤霉素浓度处理均不利于金莲花种子的萌发;在浸泡24 h、25/20 ℃变温条件下,250 mg/L赤霉素处理能够更好地提升金莲花种子的萌发活力。
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摘要
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不同类型有机肥部分替代化肥对马铃薯产量的影响
- 兰慧青, 张婷婷, 梁俊梅, 张君, 李虹谕, 安昊, 侯建伟, 郭雪娇, 张诗雨
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2024, 52(6):
83-93.
doi:10.12190/j.issn.2096-1197.2024.06.10
【目的】探究内蒙古阴山北麓旱作区不同类型有机肥部分替代化肥对马铃薯产量的影响,为该地区马铃薯种植提供参考。【方法】设置施氮磷钾肥(NPK)、NPK+液体有机肥(NPK+LM)、NPK+颗粒有机肥(NPK+GM)、NPK+羊粪有机肥(NPK+SM)和NPK+生物有机肥(NPK+BM)5个处理,分析不同处理对马铃薯产量及产量构成因素、生长指标、植株氮磷钾养分吸收量,土壤水分利用效率和耕层土壤养分含量的影响。【结果】NPK+BM处理马铃薯产量、商品薯产量、商品薯数、单薯重、商品薯率最高,分别为30.83 t/hm2、20.34 t/hm2、8.47万个/hm2、162.86 g/个、65.96%;块茎膨大期马铃薯株高和叶面积指数最高,分别为82.89 cm和8.06,且与NPK处理相比差异显著(P<0.05);收获期马铃薯茎、叶、块茎干物质积累量最高,分别为75.51、67.36、145.81 g/株;收获期植株氮、磷、钾吸收量最高,分别为296.83、36.09和285.92 kg/hm2。NPK+LM处理土壤水分利用效率最高,为128.95 kg/(hm2·mm);NPK+BM处理次之,为113.87 kg/(hm2·mm)。NPK+BM处理土壤速效钾含量最高,为137.33 mg/kg,土壤有效磷、碱解氮、有机质含量较高,分别为25.53 mg/kg、88.68 mg/kg、22.95 g/kg。【结论】NPK+生物有机肥处理能有效促进马铃薯的生长发育、提高作物的养分吸收效率、增加产量,对维持土壤健康状态具有积极作用,可作为内蒙古阴山北麓旱作区较适宜的有机肥部分替代化肥组合。
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摘要
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辣椒秸秆原位还田方式对土壤细菌和真菌群落结构及多样性的影响
- 薛国萍, 杜金伟, 白红梅, 吴慧玲, 李茂营, 姜伟, 刘景秀, 杨贤举, 宋庆成, 郇志荣
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2024, 52(6):
94-105.
doi:10.12190/j.issn.2096-1197.2024.06.11
【目的】探究辣椒秸秆不同原位还田方式对土壤细菌和真菌群落结构和多样性的影响。【方法】以辣椒秸秆为试验材料,设置不还田(CK)、秸秆原位还田(C1)、秸秆原位还田+秸秆腐熟菌剂(C2)、秸秆原位还田+石灰氮(C3)4个处理,采用Illumina MiSeq 测序平台对土壤细菌和真菌进行 16S rRNA 和ITS高通量测序分析。【结果】3种秸秆原位还田方式均可显著降低土壤有效磷含量(P<0.05)、显著增加土壤pH值(P<0.05);C1、C2处理显著降低了土壤全氮、碱解氮含量和电导率(P<0.05);C1处理显著增加了土壤全磷、速效钾含量(P<0.05);C2处理显著降低了土壤速效钾含量(P<0.05),显著增加了土壤有机质含量(P<0.05);C3处理显著增加了土壤全氮、全磷、速效钾、有机质含量和电导率(P<0.05)。不同处理优势细菌属(相对丰度≥5%)为鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、S0134_terrestrial_group、Longimicrobiaceae,C3处理Longimicrobiaceae相对丰度显著增加(P<0.05)。不同处理优势真菌属(相对丰度≥5%)为被孢霉属(Mortierella)、锥盖伞属(Conocybe)、毛壳菌属(Chaetomium)、Myriococcum、陡盖菌属(Clitopilus)、斑褶菇属(Panaeolus)、腐质霉属(Humicola)。C1处理毛壳菌属、Myriococcum、陡盖菌属相对丰度增加,被孢霉属、锥盖伞属、腐质霉属相对丰度降低;C2处理被孢霉属、毛壳菌属、斑褶菇属相对丰度增加,锥盖伞属、Myriococcum、腐质霉属相对丰度降低;C3处理锥盖伞属、毛壳菌属相对丰度增加,被孢霉属、Myriococcum、腐质霉属相对丰度降低。【结论】辣椒秸秆不同原位还田方式不同程度地影响了土壤微生物群落结构和理化性质,秸秆原位还田+秸秆腐熟菌剂、秸秆原位还田+石灰氮处理效果优于直接秸秆原位还田处理。
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摘要
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新疆辣椒农药残留风险分析
- 李晓龙, 翟银成, 苏丽娅·阿依地提, 张学超, 沈婷婷, 王艳, 范盈盈
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2024, 52(6):
106-115.
doi:10.12190/j.issn.2096-1197.2024.06.12
【目的】明确农药种类和残留对新疆辣椒的影响,探究新疆辣椒中残留农药种类和残留风险水平。【方法】以2023年新疆9个县(市)的52份样品为研究对象,使用气相色谱-质谱联用法和液相色谱-质谱联用法分别对辣椒中的农药残留进行检测,并通过急性和慢性膳食摄入风险分析,评估所检出的农药残留对辣椒质量安全的危害水平。【结果】52份样品共检出29种残留农药,其中禁限用农药4种,所有残留农药的慢性膳食摄入风险(%ADI)值在0.000 000 01%~0.001 425 60%、急性膳食摄入风险(%ARfD)值在0.007 613 333%~19.820 044 440%,远低于100%,表明残留农药的慢性和急性膳食风险极低,处于安全水平。通过分析农药残留风险指数可知,52份辣椒样品中没有高风险样品,有4个中风险样品,其余样品均处于低风险及以下水平。【结论】新疆辣椒农药残留风险整体较低,质量安全状况整体良好,但之后仍需要加强对农药的规范使用和控制。
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摘要
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内蒙古黄土高原区限量补灌对玉米光响应曲线及产量的影响
- 白梓辰, 高宏艳, 李玉义, 杜二小, 李保成, 王艳丽, 赵沛义, 刘勇, 张德全, 王伟妮
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2024, 52(6):
116-125.
doi:10.12190/j.issn.2096-1197.2024.06.13
【目的】探究不同限量补灌对内蒙古黄土高原区玉米光响应曲线和产量的影响,明确该地区玉米合理的补灌制度。【方法】试验于2021—2022年在内蒙古准格尔旗纳林果园进行,全生育期设置900 m3/hm2(W1)、1 050 m3/hm2(W2)、1 200 m3/hm2(W3)、1 350 m3/hm2(W4)和1 500 m3/hm2(CK)5个补灌量,于玉米播后苗前定额滴灌225 m3/hm2、灌浆期定额滴灌150 m3/hm2、拔节期和抽雄期等额递增滴灌(递增梯度为75 m3/hm2),研究不同补灌量对玉米全生育时期叶面积指数、叶绿素含量、干物质积累量以及灌浆期光响应曲线和产量的影响。【结果】随着补灌量的增加,叶面积指数、叶绿素含量、净光合速率和产量均呈先升高后降低的趋势;随着生育时期的推进,叶面积指数和叶绿素含量呈抛物线状,在抽雄期最高。两年间,W3处理玉米叶面积指数在灌浆期均高于W1、W2处理和CK,分别平均提高7.42%、3.85%和2.28%;叶绿素含量在灌浆期和成熟期均高于W1、W2处理和CK,分别平均提高9.73%、5.29%和13.19%。2021年W3处理玉米干物质积累量在抽雄期、灌浆期和成熟期较CK平均降低1.89%,在2022年平均降低4.04%。2021年和2022年,W3处理最大净光合速率分别较CK提高12.00%和7.69%,表观量子效率分别较CK提高7.55%和19.57%,产量分别较CK增加3.74%和6.24%。【结论】限量补灌对玉米生长发育有一定抑制作用,W3处理(1 200 m3/hm2)时,玉米叶面积指数、叶绿素含量、净光合速率和产量显著高于CK,因此为内蒙古黄土高原区玉米生育时期较为适宜的补灌量。
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摘要
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乌裕尔河大型底栖动物群落结构与功能摄食类群
- 张泽鹏, 王海宇, 金洪宇, 鲁万桥, 邢世通, 李雷
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2024, 52(6):
126-134.
doi:10.12190/j.issn.2096-1197.2024.06.14
【目的】探究黑龙江省乌裕尔河大型底栖动物群落结构与功能摄食类群,为乌裕尔河大型底栖动物的资源保护提供基础数据。【方法】于2022年10月在乌裕尔河12个采样点采集大型底栖动物样品,分析其种类组成、群落结构、功能摄食类群分布,并通过功能摄食类群均匀度指数(jFD)评价乌裕尔河生态系统健康状况。【结果】共采集到大型底栖动物713个,隶属于4门14目25科51种(属),水生昆虫种类最多,共33种(占总种类数的64.71%);乌裕尔河大型底栖动物总平均生物量和总平均丰度分别为13.39 g/m2和59.42 ind./m2;优势种为中华小长臂虾(Palaemonetes sinensis)、直突揺蚊属一种(Orthoclidius sp.)、小划蝽(Micronecta quadriseta)和揺蚊属一种(Chironomus sp.)。乌裕尔河大型底栖动物群落可划分为4组,且存在极显著的空间差异(Global R=0.80,P<0.001)。该流域内大型底栖动物功能摄食类群以收集者为主(相对丰度占物种总丰度的35.48%),其次为撕食者、捕食者、刮食者和滤食者,相对丰度分别占物种总丰度的25.39%、20.48%、13.04%、5.61%。12个采样点功能摄食类群均匀度指数平均值为0.72。【结论】秋季乌裕尔河大型底栖动物功能摄食类群以收集者为主,且河流生态系统健康状况整体较好。
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摘要
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