科研产出
间作西瓜对甘蔗产量效益和根际土壤理化性质及微生态的影响
《作物学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：分析甘蔗间作西瓜对甘蔗产量、总经济效益、根际土壤生态及理化性质的影响,旨在探究甘蔗间作西瓜模式的生态效应,为进一步推广及应用甘蔗间作西瓜模式提供理论依据和技术支撑.基于传统和现代高通量测序技术,分析间作和单作甘蔗产量、总经济效益、根际土壤理化性质及根际土壤细菌群落结构变化.与甘蔗单作(CK)相比,甘蔗间作西瓜(TM)具有提高甘蔗产量和总经济效益的效果;对甘蔗根际土壤有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷和速效钾含量无显著影响;同时,甘蔗间作西瓜对甘蔗根际土壤细菌多样性和丰富度亦无显著影响.另一方面,门分类水平,甘蔗间作西瓜虽然增加了放线菌门(Actinobacteria)和其他(others)门类优势细菌的相对丰度占比,但亦缺失了浮霉菌门(Planctomycetes)和拟杆菌门(Bacteroidetes)等门类优势细菌的富集;属分类水平,热酸菌属(Acidothermus)、慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)、norank_o__SC-I-84、Bryobacter、链霉菌属(Streptomyces)、norank_f__DA111、Candidatus_Solibacter、酸杆菌属(Acidibacter)和norank_f__Acidobacteriaceae__Subgroup_1_则是甘蔗单作(CK)模式下甘蔗根际土壤中特有的优势细菌属;与之相比,小单孢菌属(Micromonospora)、norank_f__Anaerolineaceae、unclassified_f__Micrococcaceae、norank_o__JG30-KF-CM45、norank_f__Elev-16S-1332、norank_c__Actinobacteria、卢得曼氏菌属(Luedemannella)、unclassified_f__Intrasporangiaceae、norank_f__Nitrosomonadaceae、unclassified_f__Nocardioidaceae、norank_c__S085和Defluviicoccus则是甘蔗间作西瓜(TM)模式下,甘蔗根际土壤中特有的优势细菌属.基因功能预测结果显示,甘蔗间作西瓜并没有显著改变甘蔗植株根际土壤细菌的主体功能.与甘蔗单作相比,甘蔗间作西瓜具有提高甘蔗产量和总经济效益的效果;虽然没有显著改变甘蔗根际土壤理化性质,同时亦没有显著提升甘蔗根际土壤细菌多样性、丰富度以及细菌主体功能,仅改变了部分甘蔗根际土壤细菌的群落组成,富集了诸如小单孢菌属(Micromonospora)等特有的优势细菌属.综上所述,甘蔗间作西瓜有助于提高甘蔗产量和总经济效益,虽不能显著提升甘蔗根际土壤肥力,但亦没有造成甘蔗根际土壤细菌生态功能失衡或劣化,只是改变了部分甘蔗根际土壤细菌群落组成,但间套作西瓜富集的特有优势细菌属,诸如小单孢菌属(Micromonospora)属细菌是具有增强甘蔗植株抗性功能的有益细菌属.
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脉冲标记下甘蔗13C富集及氮磷钾含量变化
《核农学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：13C示踪是精准量化植物碳源贡献土壤碳的有效途径。为建立经济适用的甘蔗13C脉冲标记方法，同时获得13C富集蔗叶，本研究采用自制全密闭标记室进行标记试验，供试甘蔗品种为桂糖58号，设置0（CK）、0.32（T1）、0.64（T2）和1.28 g·m-3（T3）4个Na213CO3标记浓度，每隔7 d进行6 h的13CO2脉冲标记，共标记6次。于第6次脉冲标记开始及结束后采集标记室内气体，测定CO2浓度和δ13C-CO2。并于第2、第4和第6次标记7 d后破坏性采集植株，测定蔗叶和根系δ13C值及全碳和N、P、K含量，计算蔗叶和根系13C标记效率。结果表明，在密闭标记时间内，外源释放的13CO2 95%以上被甘蔗光合作用利用。蔗叶δ13C值和F值随着标记次数和Na213CO3标记浓度的增加而增加。标记4次和6次后，蔗叶13C平均标记效率分别为25.2%和36.6%。总体来看，每次以0.32 g·m-3 Na213CO3标记6 h，每隔7 d标记1次，标记4次即可获得经济适用的13C富集蔗叶。养分含量结果表明，T1和T2浓度标记的蔗叶N、P、K含量均显著高于或相当于未标记蔗叶。标记4次后，除T2浓度标记的根系P含量外，标记根系的N、P、K含量均较未标记根系降低7.9%～32.9%、0.9%～20.7%和21.9%～47.9%。蔗叶N、K含量与根系N、K含量呈显著或极显著负相关。可见13C脉冲标记影响了甘蔗体内N、P、K的吸收与分配，促进了根系N、K向蔗叶迁移。本研究结果可为甘蔗同位素的高效标记以及标记期间甘蔗的养分管理提供参考依据，并为进一步研究甘蔗秸秆碳在大气-植物-土壤中的周转提供科学材料。
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甘蔗实生苗轻简基质育苗方法
《中国种业 》 2023
摘要：甘蔗实生苗轻简基质育苗方法,包括苗床整理、铺设育苗基质、播种、苗期管理和假植,最佳育苗基质配比为腐殖土12 份、硅藻土 9 份、黄心土 7 份、蛭石 4 份、腐熟蚯蚓粪 10 份、腐熟山竹壳 7 份、腐熟松子壳 6 份,覆盖料适宜的组成及重量份数为细河沙 6 份、草木灰 2 份、秸糠 2 份、椰糠 2 份.该基质含有丰富的营养物质和有益生物活性成分,透气性好且保温保湿性好,有利于甘蔗实生苗根系发育,育苗期短,苗齐、苗壮,显著提高甘蔗实生苗播种出芽率及假植苗成活率,育苗种子发芽率在 95%以上,假植苗成活率在99%以上,假植苗健康粗壮,大田移栽基本成活.
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不同粉垄深度对甘蔗地土壤孔隙结构的影响
《中国土壤与肥料 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为揭示不同粉垄深度对甘蔗地土壤孔隙结构的影响,基于广西甘蔗地不同粉垄深度耕作试验,利用CT扫描成像技术和Image J获取粉垄浅耕(F20,耕作深度 20 cm)与粉垄深耕(F40,耕作深度 40 cm)两个处理甘蔗土 0~40 cm土层土壤孔隙结构.结果表明:与F20 处理相比,F40 处理显著增加了土壤不同孔径级别的二维和三维孔隙数量.在甘蔗根系主要生长区的 0~20 cm土层内,F40 处理显著提高了土壤的孔隙面密度,并显著降低了土壤的孔隙复杂度.同时在 0~40 cm土层内F40 处理的土壤孔隙度、分支长度密度和连通性分别显著高于F20 处理 74.13%、151.39%和 51.21%.土壤孔隙三维空间分布显示,F40 处理的点状孔隙数量在 0~20 cm土层明显多于F20 处理,且孔隙分布更密集,这也反映出F40 处理的土壤具有更大的连通可能性.而在 20~40 cm土层,F40 处理的点状孔隙与长条形孔隙在数量上较F20 处理均无明显差异,但F40 处理的长条形孔隙向四周呈散射状分布,较F20 处理长条形孔隙竖直分布可能更有利于增强土壤储水能力及植物根系对养分的吸收.研究表明,粉垄深耕可有效增加广西甘蔗地的土壤不同孔径级别的孔隙数量,且使上层土壤孔隙排列紧密、孔隙边界的不规则性降低,同时提高土壤的孔隙度、孔隙分支长度密度,从而提高土壤的孔隙连通性,对土壤孔隙结构的改善有一定积极影响,为广西甘蔗实现土壤良性发展提供了理论依据和技术参考.
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甘蔗赤霉素氧化酶基因ScGA20ox1的克隆及功能分析
《作物学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：GA20-氧化酶(GA20-oxidase,GA20ox)是赤霉素(gibberellic acid,GA)合成过程中的关键限速酶,但甘蔗GA20ox1基因(ScGA20ox1)的功能及其表达模式尚未明确。本研究利用RT-PCR和RACE技术克隆了甘蔗GA20-氧化酶基因(ScGA20ox1), ScGA20ox1基因全长1574 bp,含有一个1125 bp的完整开放阅读框(open reading frame, ORF),编码375个氨基酸。ScGA20ox1蛋白分子量为42.3 kD,理论等电点为5.95,不含信号肽,不含跨膜结构域,为可溶性蛋白。实时荧光定量PCR结果表明该基因在甘蔗幼苗中茎秆的表达量最高,叶片次之,根的表达量最低;干旱、低温和赤霉素处理均会改变该基因在不同组织的表达模式。利用农杆菌介导法转化拟南芥,获得过表达ScGA20ox1的转基因拟南芥植株,转基因拟南芥植株存在株高增高,节间长度增长的表型变异。本研究结果表明,ScGA20ox1参与甘蔗的生长发育并在响应非生物逆境中发挥重要调控作用,过表达转基因拟南芥形态发生变化,这为深入探究ScGA20ox1生物学功能,解析甘蔗株型调控分子机制提供理论依据。
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具有固氮和耐酸特性甘蔗属野生割手密的筛选与鉴定
《西南农业学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：[目的]开展甘蔗属野生割手密种质资源农艺性状和固氮能力评价鉴定,筛选兼具固氮和耐酸特性的特异种质,为我国甘蔗属野生割手密种质资源创新和品种选育提供参考依据.[方法]以33份甘蔗属野生割手密种质为试验材料,采用相关分析、聚类分析和基因组克隆等方法,测定其株高、总茎数、锤度、干物率和固氮酶活性,克隆其内生固氮菌nifH基因,分析其固氮酶活性及酸胁迫下的根重和根系活力等指标,筛选出综合性状优良的固氮割手密材料,最终鉴定出兼具固氮和耐酸特性的割手密种质.[结果]参试割手密种质遗传多样性丰富,株高、总茎数、锤度、干物率和固氮酶活性的平均变异系数分别为31.73%、37.22%、40.69%、6.77%和59.22%,其中固氮酶活性的变异最大,说明这些割手密种质中存在固氮能力变异丰富的类型.相关分析结果表明,干物率与锤度、固氮酶活性与总茎数呈显著正相关(P<0.05,下同),干物率与总茎数呈显著负相关.聚类分析结果表明,在欧式距离8.51处可将33份割手密种质划分为4个类群,聚类结果与种质本身特性具有一定的一致性,其中,第4类群中的6份割手密种质为多茎的高固氮组合,第3类群的4份割手密种质均具有植株矮小和干物率低的特点;根据地域来源对33份割手密种质不能明显聚类,但具有较多相同性状特征的种质能聚在一起,说明割手密种质的表型和固氮能力在长期演化和自然选择过程中发生了显著变化.在种质GSM177和GSM03体内克隆到大量具有固氮基因nifH的固氮菌,进一步证实GSM177和GSM03是固氮型割手密种质.耐酸筛选试验结果表明,种质GSM177和GSM03对酸性土壤的耐受程度存在明显差异,其中,种质GSM177较能耐受酸性土壤环境,GSM03是典型的酸敏感型割手密种质.[结论]GSM177是兼具固氮和耐酸特性且综合性状优良的甘蔗属野生割手密种质资源,可在固氮和耐酸甘蔗品种选育中利用.
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光温处理对甘蔗试管苗光合自养生根的影响
《作物杂志 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为了提高甘蔗试管苗光合自养生根的成功率，设置了不同季节光温、光补偿和不同光质处理，通过调查无根试管苗生根率、存活率、苗高、根长和单株根数，分析这些因素对无根试管苗生根和生长的影响。结果表明，冬季低温弱光照时期甘蔗试管苗光合自养生根的生根率和存活率比夏季高温强光照时降低。冬季光补偿可以促进无根试管苗植株生长和根系伸长，但对试管苗的生根率和存活率没有显著影响。与自然光处理相比，单独红光和蓝光处理不利于甘蔗试管苗的生根与生长，而自然光补充蓝光或红光均能促进试管苗增高及根伸长，对试管苗的生根率和存活率没有显著影响。
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NAA/KT浸种对新植蔗产量、根系发育及抗倒伏能力的影响
《作物杂志 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为明确α-萘乙酸(NAA)和激动素(KT)浸种对新植蔗产量、根系发育及抗倒伏能力的影响,完善甘蔗优质高产抗倒伏化学调控技术理论基础,采用室内盆栽试验和田间试验相结合的方法,以栽培甘蔗品种桂糖29(GT29)、桂糖42(GT42)、桂糖49(GT49)和桂糖55(GT55)为试验材料,探讨不同浓度配比NAA/KT浸种对新植蔗茎叶鲜重、根系活力、根系形态结构和茎秆抗折断力的影响.结果表明,室内条件下,NAA/KT在20~40时,GT29和GT42根系活力、总根长和根体积相比对照显著增加.田间试验中,NAA25~50mg/L配合KT 1mg/L浸种处理对收获期甘蔗叶片鲜重、根系发育及茎秆抗折断力促进效果最优,其中2019和2020年试验中4个品种叶片鲜重和产量均比对照增加;根长、根表面积、根体积、根尖数和根干重分别比对照平均增加33.0%、39.0%、43.7%、27.4%和44.9%;茎秆抗折断力平均增加26.0%.综上所述,NAA/KT浸种处理提高了新植蔗叶片鲜重和蔗茎产量,提高了根系活力,促进根系发育;田间条件下用NAA25~50mg/L和KT 1mg/L浸种可显著增加新植蔗收获期产量、总根长、根表面积、根尖数、根干重以及茎秆抗折断力,进而提高甘蔗抗倒伏能力.
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轻型基质网袋在甘蔗组培苗上的应用
《中国糖料 》 2022
摘要：选用3个甘蔗品种'桂糖42号'、'桂糖58号'和'桂果蔗1号'组培苗,通过轻型基质网袋(T)和传统塑料穴盘加黄泥土(CK)2种种植方式,假植后对苗的生长、大田种植初期抗干旱时间、大田移栽成活率以及2种种植方式的优缺点进行对比.结果表明,轻型基质网袋育苗能提高'桂果蔗1号'组培假植苗成活率,比CK提高1.94个百分点;利用轻型基质网袋育苗,3个甘蔗品种的绿叶数比CK多1~2片,株高增加了22.00%~27.10%;'桂糖42号'、'桂糖58号'和'桂果蔗1号'的根重分别增加了46.5%、36.90%和22.54%.将'桂糖42号'假植苗种植到大田,在未浇定根水的条件下,对比CK,轻型基质网袋育苗3、4月份抗干旱时间能力提高了3~4倍,在温度较高、阳光较强的6、7月,抗干旱时间能力提高了8倍.大田种植下,轻型基质网袋育苗成活率约为100%,成活率提高了3.26~3.68个百分点.轻型基质网袋育苗具有重量轻、根系发育好、根量多、缩短假植时间、大田种植无缓苗期、运输方便和适合机械化种植等优点,值得在甘蔗组培育苗上大力推广.
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