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  • J Shanxi Agric Univ Nat Sci Ed. 2024, 44(02): 1-9. https://doi.org/10.13842/j.cnki.issn1671-8151.202312001
    降香黄檀(Dalbergia odorifera T. Chen)为豆科黄檀属常绿半落叶乔木,仅天然分布于海南岛,现为国家二级保护植物。它既是中国重要的战略资源,又是特有的名贵药材和香料树种。由于人类不合理的采伐以及大量的盗伐,降香黄檀的野生资源几近枯竭。同时,全球范围内降香黄檀的销售一直以来出现供不应求的现象,这也导致降香黄檀的市场价格持续攀升,已经达到“以斤计价”、“稀缺难寻”的地步。此外,降香黄檀心材在野外自然条件下的形成时间也比较漫长,一般7年左右才开始形成心材,而成熟需要30年以上的漫长时间。因此,开展降香黄檀繁育技术研究,不仅可以满足不断增长的市场需求,还可以减轻对其残留天然资源的盗伐压力。近年来,国内外学者对降香黄檀的繁育技术进行了大量研究,并取得了丰硕成果。基于此,文章从有性繁殖(种子萌发、幼苗生长)、无性繁殖(扦插、嫁接、组织培养)以及人工林定向培育(注射生长调节剂、接种微生物、种植管理措施)等方面,综述了降香黄檀繁育技术的研究进展;同时分析了降香黄檀产业发展中存在的主要问题,如优良种质资源不足、高效栽培技术和定向培育技术缺乏、新品种物质基础研究不足、活性成分挖掘不系统等,提出了加大新品种选育工作力度、创新栽培技术体系以及突破产业链结构升级等研究展望,以期为降香黄檀的优质种苗繁育技术研究提供参考。
  • J Shanxi Agric Univ Nat Sci Ed. 2024, 44(02): 130-140. https://doi.org/10.13842/j.cnki.issn1671-8151.202309032
    [目的]探究茶树土壤酶活性、土壤养分和茶树地上部分对水肥调控的响应,揭示水肥调控下土壤酶活性和土壤养分的变化规律,可为基肥施用和灌水互作下对土壤理化性质和幼龄茶树生长影响提供理论依据。[方法]采用盆栽实验方法,设置了施肥量和灌水量2个因素。基肥施肥量设C0(0 kg·盆~(-1))、C1(0.05 kg·盆~(-1))、C2(0.1 kg·盆~(-1))、C3(0.15 kg·盆~(-1))4个梯度。灌水量设W1(90 mL·盆~(-1))、W2(140 mL·盆~(-1))、W3(190 mL·盆~(-1))、W4(240 mL·盆~(-1))、W5(290 mL·盆~(-1))5个梯度。[结果](1)在C2W3处理下土壤蔗糖酶活性最高,在C3W4处理下的过氧化氢酶活性最高;冬季时C2W4处理下土壤养分含量最大;春季时速效钾和有效磷在C2基肥施肥下含量最高,C3基肥施肥下的碱解氮和有机质含量最大;(2)在C3处理下速效钾、碱解氮对冬春季蔗糖酶和过氧化氢酶活性影响最大;其它养分在通过速效钾影响后,多个因素共同影响不同时期的蔗糖酶和过氧化氢酶活性;(3)结合茶树地上生长指标可知,茶树在C2基肥下株高、地径增长量最大,在W4灌水时叶分枝数增长量最大。[结论]随着越冬期的结束,钾元素不需要追肥补充,而茶树因生长需要须进行氮、磷元素的追肥补充;在240 mL·株~(-1)的灌水处理下茶树地上生长指标达到最大。
  • J Shanxi Agric Univ Nat Sci Ed. 2024, 44(02): 99-109. https://doi.org/10.13842/j.cnki.issn1671-8151.202302027
    [目的]风化煤来源广泛,价格低廉,且具有孔径分布合理、活性官能团丰富的特点,可通过改性提高其吸附性能,处理高浓度重金属废水,具有较大的开发价值。本文旨在以风化煤为原料制备一种高效的铅修复剂并对其吸附机制进行探究,以期为含铅废水的净化提供材料基础和理论支撑,同时为风化煤的高值化利用提供方向。[方法]采用乙烯胺改性、响应曲面法制备和优化风化煤修复剂的制备工艺,在批量吸附实验的基础上结合扫描电镜(SEM)、比表面及孔隙度分析仪(BET)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XPS)等表征技术,对该材料的吸附机理进行探究。[结果]确定了三乙烯四胺改性风化煤制备铅修复剂的工艺参数:体系pH=4.98、乙烯胺用量2.58 mL·g~(-1)风化煤、超声时间为64.34 min、超声功率为350 W;该修复剂对铅的吸附过程符合拟二级动力学模型和Langmuir模型,表明该过程是以化学吸附为主的单分子层吸附,最大吸附容量达228 mg·g~(-1),较原煤提高了48%;热力学分析显示,ΔG<0、ΔH>0、ΔS>0,即该反应是自发的吸热反应,且温度升高促进反应的发生;超声改性的破坏作用和三乙烯四胺的接枝使该修复剂的介孔面积减小了63.14%、微孔面积增大了126%,同时表面丰富的羟基、羧基、羰基、酰胺基等活性基团与铅发生配位或络合反应,促进了其对铅的捕获。[结论]本研究获得了一种高效的铅修复材料,乙烯胺用量和超声温度是影响该材料吸附性能的显著因素,微孔面积增大以及丰富的活性基团(羟基、羧基、羰基、酰胺基)是其主要的铅吸附机制。
  • J Shanxi Agric Univ Nat Sci Ed. 2024, 44(02): 80-89. https://doi.org/10.13842/j.cnki.issn1671-8151.202312009
    [目的]本研究旨在通过对猪流行性腹泻病毒(PEDV)经连续传代后的毒株(PEDV-BJ-150)进行全面研究,探究其生物学特性、遗传变异、致病能力和细胞适应性,以评估其作为潜在减毒疫苗株的潜力。[方法]通过对PEDV-BJ-150和原始PEDV-BJ-01毒株进行细胞培养、动物感染试验和基因组测序,评估其在不同细胞系中的增殖能力、病毒滴度、致病性以及基因组的核苷酸序列变异并利用动物模型评估其感染特性和病理变化。[结果]PEDV-BJ-150经连续传代后在Vero-M细胞中表现出更高的增殖能力和滴度,尤其在悬浮适应株Vero-M和贴壁适应株Vero-M中表现出显著的滴度差异。实验结果显示其在体内感染后的致病性降低,尤其在肺部未检测到病毒存在,鼻翼和小肠部位显示更高的病毒滴度。此外,基因组测序结果表明PEDV-BJ-150的S蛋白存在多个位置的氨基酸突变,可能影响其细胞嗜性和致病能力。[结论]本研究发现经连续传代的PEDV-BJ-150在体内表现出的毒力和致病能力明显降低,表明其有作为减毒疫苗株的潜力。特别是S蛋白中的连续性氨基酸缺失可能导致病毒致病性降低,这为疫苗研发提供了新的思路。此外,研究发现不同组织对PEDV的感染特性不同,这对于深入了解病毒传播机制具有重要意义。本研究的创新之处在于发现了PEDV经连续传代后的致病性变化和S蛋白突变对病毒特性的影响,为病毒进化和疫苗设计提供了新的见解。这项研究为了解PEDV的病毒学特性和毒力变化提供了重要线索,对于病毒疫苗研发和应对疫情具有潜在的应用前景。
  • J Shanxi Agric Univ Nat Sci Ed. 2024, 44(04): 42-50. https://doi.org/10.13842/j.cnki.issn1671-8151.202402030
    [目的]优化白桫椤的组织培养技术,可缩短植株繁育周期,进一步提高繁育效率。[方法]本研究以白桫椤的孢子为外植体,研究不同基本培养基对孢子萌发的影响;探讨不同植物生长调节剂对绿色球状体(GGB)诱导和增殖的影响;通过不完全组织培养法,筛选孢子体转化的最佳基质和培养方式。[结果]诱导孢子萌发最佳基质为1/10 MS,萌发率69.55%,10 d可见孢子萌发,在1/2 MS培养基下孢子萌发存在抑制情况;GGB诱导培养基以1/2 MS+NAA 0.2 mg·L~(-1)较适宜,诱导率为92.22%;GGB增殖培养基以1/2 MS+NAA 0.1~0.5 mg·L~(-1)+IBA 0~0.1 mg·L~(-1)较适宜,60 d增殖系数可达6.14;活性炭也有利于GGB增殖,其中1/2 MS+NAA 0.1 mg·L~(-1)+活性炭1.0 g·L~(-1)增殖效果最好,60 d增殖系数可达7.84;因孢子体难以在组培过程中直接获得,通过将GGB团移栽至瓶外基质中能成功诱导出孢子体,最适基质为泥炭∶珍珠岩∶椰糠(2∶1∶1),移栽90 d转化率为43.33%;Knauss不完全组织培养法在白桫椤离体繁殖中的具有可行性,在基质为泥炭∶珍珠岩(1∶1)时,32 d即能成功诱导出孢子体,孢子体转化率高达86.67%。[结论]通过GGB途径可以实现白桫椤的快速增殖,不完全组织培养法能有效提高幼孢子体的转化率,为白桫椤规模化生产育苗提供技术支撑。
  • J Shanxi Agric Univ Nat Sci Ed. 2024, 44(02): 10-22. https://doi.org/10.13842/j.cnki.issn1671-8151.202312032
    [目的]探究GATA基因家族在花生生长发育和抗旱调控中的作用。[方法]通过生物信息学方法鉴定花生GATA家族成员,分析其系统进化、基因结构、组织表达模式,最后结合转录组数据和实时荧光定量PCR技术筛选花生GATA家族响应干旱胁迫的关键基因。[结果]本文鉴定到47个GATA类转录因子编码基因,它们不均匀地分布在除2号、4号和14号染色体以外的17条染色体上。理化性质分析表明,该家族属于亲水性蛋白,大部分基因呈酸性,只有Arahy.QG9XFC.1具有信号肽。根据拟南芥家族同源基因聚类分析结果,可将花生GATA家族蛋白分为4个亚家族。其中第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ亚家族成员的锌指结构域特征模体为C_(X2)C_(X18)C_(X2)C,而第Ⅳ亚家族为C_(X2)C_(X20)C_(X2)C类型。大部分成员在A亚基因组和B亚基因组中呈对称分布,组织表达模式分析显示,超过半数的GATA家族成员在22个组织中表现不同程度的特异性表达。其中第Ⅰ亚家族Arahy.LJYJ4M、Arahy.VS8GG1、Arahy.3S8P0L和Arahy.I6JZDT在所有组织中均显示较高的表达水平。然而Arahy.QY7BN7和Arahy.F7WS4I在叶片,Arahy.C6NV9N在花被中表达较高,Arahy.4Y7J59和Arahy.D56WMI在种子中呈现组织特异性高表达特性。转录组数据分析发现,34个GA-TA基因响应干旱、低温、ABA和BR激素处理,5个GATA基因在干旱和低温胁迫下表达量发生显著上调,1个基因发生显著下调。进一步RT-qPCR分析表明,Arahy.C6NV9N和Arahy.2SUK7S特异性响应PEG胁迫的基因,尤其前者在叶组织中胁迫早期呈现持续上调表达。[结论]花生中有47个GATA基因,其中Arahy.C6NV9N和Arahy.2SUK7S可能是花生GATA家族响应干旱胁迫关键基因。
  • J Shanxi Agric Univ Nat Sci Ed. 2024, 44(04): 82-92. https://doi.org/10.13842/j.cnki.issn1671-8151.202405035
    [目的]乙酰化葡萄糖是一种新型绿色盐碱土改良剂,研究乙酰化葡萄糖对盐碱土土壤肥力和细菌群落的影响,探索乙酰化葡萄糖改良盐碱土的可能作用机制,可为采用乙酰化葡萄糖改良盐碱地提供理论依据。[方法]选取山西省定襄县盐碱土为供试土壤,进行大豆盆栽试验,设置了对照(CK)、3个水平乙酰化葡萄糖处理T1(0.31 g·kg~(-1))、T2(0.62 g·kg~(-1))、T3(0.92 g·kg~(-1))和3个水平葡萄糖处理T4(0.31 g·kg~(-1))、T5(0.62 g·kg~(-1))、T6(0.92 g·kg~(-1)),分析比较不同处理大豆农艺性状、土壤化学性质及酶活性变化,并采用高通量测序技术对大豆根际土壤细菌16S rRNA基因V3-V4区进行多样性测序和分析。[结果]施用乙酰化葡萄糖后,大豆株高、主茎节数、地上部干重、根干重、单株粒数和单株粒重均显著高于对照。土壤pH和电导率分别比对照显著降低了0.21~0.34和8.91%~16.74%,土壤阳离子交换量、有机质含量则显著升高了8.52%~16.43%、4.78%~74.82%;土壤脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶活性显著增强。大豆完熟期根际土壤放线菌门的相对丰度显著提高;在属水平上,节杆菌属、斯科曼氏菌属、考克氏菌属的相对丰度显著增加。相关性分析结果显示,节杆菌属、斯科曼氏菌属与土壤pH、电导率显著负相关,与土壤有机质、阳离子交换量显著正相关;考克氏菌属也与土壤pH显著负相关,与阳离子交换量显著正相关。[结论]施用乙酰化葡萄糖能有效降低供试盐碱土碱性和土壤含盐量,提高土壤肥力和营养物质保持能力,改善根际土壤细菌群落结构,促进土壤中有益菌的活动,并进一步促进大豆生长,对于盐碱土改良具有明显作用。
  • J Shanxi Agric Univ Nat Sci Ed. 2024, 44(04): 4-4.
    <正>设计说明:山西地区吃梨的历史来源已久,梨文化在人们长期种梨、赏梨、吃梨、艺梨、颂梨的过程中逐步形成,“惊蛰吃梨“”吃梨不分“的传统习俗是山西人民日常生活的一部分。作品以“玉露农旅'为主题,围绕玉露香梨进行规划设计,旨在打造—处集采摘、研学、文化普及于一体的休闲农旅胜地,推动玉露香梨产业发展。
  • J Shanxi Agric Univ Nat Sci Ed. 2024, 44(02): 63-70. https://doi.org/10.13842/j.cnki.issn1671-8151.202309034
    [目的]蜂毒(Bee_Venom, BV)是天然的动物药,药理效应广泛,成分较为复杂。磷脂酶A2(phospholipase A2,PLA2)是蜂毒的重要活性成分和主要过敏原,可与蜂毒肽发挥协同作用,诱发溶血。本研究旨在通过原核系统表达并纯化出蜂毒磷脂酶A2(BvPLA2)蛋白,并通过溶血试验对比蜂毒(bee venom,BV)、蜂毒肽(melittin)以及BvPLA2的溶血效果。[方法]将已构建好的pET28a-BvPLA2融合表达载体转化到大肠杆菌BL21菌株中并通过IPTG低温诱导蛋白表达,对表达产物进行鉴定并纯化获得重组BvPLA2蛋白。采集小鼠眼球全血与生理盐水等体积混合配制成2%的红细胞混悬液,加入不同浓度的BvPLA2蛋白液、蜂毒液及蜂毒肽,通过酶标仪测定溶血率。[结果]经IPTG诱导后的表达产物在约15 kDa的分子量处呈现清晰的条带,与理论推算值一致。超声破碎后在上清及沉淀中均表达出特异性条带,且上清中的表达量与沉淀表达量基本一致。不同浓度的BvPLA2蛋白液均具有溶血效果,溶血率均超过5%,且低浓度BvPLA2溶血率较高。经对比得出,BvPLA2溶血率显著低于蜂毒和蜂毒肽(P<0.05)。[结论]通过原核表达系统成功诱导并纯化出可溶性目标蛋白BvPLA2,且BvPLA2具有一定的溶血效果,但溶血效果显著低于蜂毒和蜂毒肽。
  • J Shanxi Agric Univ Nat Sci Ed. 2024, 44(03): 108-118. https://doi.org/10.13842/j.cnki.issn1671-8151.202401051
    [目的]露天煤矿排土场边坡水土流失严重,合理的植被措施可以有效防止水土流失的进一步扩大。有关排土场边坡植被恢复种类的研究较少,分析边坡植被演替规律拓展初始恢复建群种类,可为矿区生态安全评估提供一定参考。[方法]采用时空替代的方法对满来梁露天煤矿4种不同恢复年限(2、6、10、12a)的排土场南北边坡进行植被调查,分析不同恢复年限下边坡群落的演替过程,筛选恢复过程中的优势植物种,为排土场边坡的稳定提供理论基础。[结果](1)露天煤矿排土场边坡植物组成为17科44属60种,以草本植物为主;(2)随着恢复年限的增加,多年生乡土植物逐渐占据优势地位,地上生物量增多,群落稳定性升高;(3)由于排土场南、北坡光照、土壤水分不同,故南、北坡植被存在差异,整体来看北坡植被恢复效果优于南坡;(4)在人工植被恢复时选取能快速生长的豆科植物如紫花苜蓿等作为建群种,并辅以羊草、黑沙蒿、披碱草等适应性较强的本土植物作为伴生种进行植被恢复会在一定程度上使群落演替进程加快,促进群落稳定。[结论]针对地区、坡向的不同选取适宜植被减少群落波动,促进群落稳定,可为矿山的绿色修复提供一定的参考。
  • J Shanxi Agric Univ Nat Sci Ed. 2024, 44(04): 118-129. https://doi.org/10.13842/j.cnki.issn1671-8151.202401036
    [目的]面对大规模的苹果园种植和管理,传统的果园巡检容易出现误检、少检的现象,并且传统的苹果病害检测模型参数量庞大难以实现移动端的轻量化部署,因此,设计一个高效并且轻量的苹果病害检测模型可以实现对苹果病害的有效预防与精准管理,从而改善苹果品质与增加果园经济收入。[方法]针对以上需要,提出了一种基于YOLOv5s的改进算法。以常见的炭疽病和褐斑病为主要研究对象,采集苹果表皮病害图像构建果园苹果病害数据集,通过Labelimg工具对图像进行标注与分类;引入GhostNet轻量化模块对主干特征提取网络进行替换,使用更小的参数量来捕获更多的特征信息,达到模型轻量化的效果,便于后期移动端的部署;引入SimAM无参注意力机制加强模型对通道和空间信息的同时关注,在不添加任何参数量的基础上对重要的病害特征赋予更高的优先级,提高模型的准确性;引入SIoU边界框回归损失函数来优化预测框对于目标病害的准确定位,通过重新定义角度惩罚度量帮助预测框快速定位到准确的轴,同时借助遗传算法优化θ的取值,实现提升模型训练和推理能力的效果。[结果]改进后的模型参数量和浮点运算数(FLOPs)比原始模型减少了30.2%和33.8%,在达到轻量化的基础上,mAP@0.5达到93.7%,mAP@0.5:0.95达到63.3%,分别优于YOLOv5s原始算法1.6%和0.7%。[结论]改进后的模型在实现轻量化的同时也达到了较好的检测性能,不仅实现了苹果病害的高效识别,也为其他农作物的病害检测提供了技术支持与参考依据。
  • J Shanxi Agric Univ Nat Sci Ed. 2024, 44(04): 141-141.
    <正>作品《枣梦清境》在推进乡村振兴战略实施的过程中深度挖掘枣文化,针对太谷区沙子地枣种质资源休闲农业园区进行综合评价与规划设计。以种植优良品种推动枣业发展、促进科技研发实现科技兴农、宣传红枣文化增加游客体验为振兴目标,通过“四题”+“五园”+“六区”的总体布局、“集散+多样+体验”的功能分区、“丰富+层次+变化”的种植规划、“连接+多元+灵活”的道路设计、“系统+布局+艺术”的建筑布局、“保障+便利+互动”的基础服务设施规划,凸显“枣园雅境,文韵流芳”的人文色彩和地域特色。
  • J Shanxi Agric Univ Nat Sci Ed. 2024, 44(04): 109-117. https://doi.org/10.13842/j.cnki.issn1671-8151.202402003
    [目的]农田环境的复杂性对履带式收割机的路径跟踪精度提出了严峻挑战。为了提升收割机在农田作业中的路径跟踪性能,减少跟踪偏差,本研究提出了一种基于改进鱼群算法的履带式收割机全田块路径跟踪方法。[方法]根据履带式收割机的结构特性,将其作业过程简化为二维平面上的运动形式。通过结合全局与局部坐标系的转换,构建了收割机运动轨迹的数学模型,并进一步建立了相邻时刻履带式收割机全田块作业的运动模型。随后,根据不同作业状态,以收割机的前视距离作为关键参数,确定增益系数,从而获取其实时控制变量。为优化路径跟踪效果,引入了粒子滤波算法对鱼群算法进行改进,并以此构建了目标函数。在目标求解过程中,通过算法的不断迭代和优化,实现了收割机路径的精准跟踪。[结果]经过多次试验验证,在设定不同起始偏差点的情况下,本文提出的方法表现出了良好的跟踪性能。应用本文方法后,作业路径跟踪平均响应时间为0.52 s,最小转弯半径为5.0 m,平均偏差0.8 m,最小偏差0.5 m,与设定路线基本一致。这一结果充分证明了本文设计方法的有效性。[结论]综上所述,本文提出的基于改进鱼群算法的履带式收割机全田块路径跟踪方法,能够准确实现收割机在复杂农田环境中的精准跟踪,跟踪效果好,具有广泛的应用价值。
  • J Shanxi Agric Univ Nat Sci Ed. 2024, 44(04): 60-70. https://doi.org/10.13842/j.cnki.issn1671-8151.202401052
    [目的]使用生物降解地膜替代传统聚烯烃地膜已成为治理农业白色污染的一项重要技术。主流材料聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)在制备生物降解地膜时表现出优异的成膜性能,但其水蒸气阻隔性较差,导致降解时间短,限制了其在农用地膜方面的应用。因此,需要进行改性研究以解决PBAT生物降解地膜在拉伸强度、水蒸气阻隔性能和降解期等方面的不足。[方法]本研究将PA6(尼龙6)与PBAT相结合,使用高分子共混法制备PBAT/PA6改性生物降解地膜。该方法制备的生物降解地膜有效地将PBAT与PA6融合在一起,电子显微镜测试表明,混合地膜的表面和横截面均无明显缺陷。于2023年春玉米生长季,在北京顺义地区农田设置不同覆膜处理(PBAT地膜覆盖,PBAT/PA6-10地膜覆盖,PE地膜覆盖,不覆膜处理即CK)的田间对比试验,研究土壤温度、地膜田间降解情况、春玉米产量及其构成因素的变化。[结果]与纯PBAT生物降解地膜相比,本研究所开发的生物降解地膜的拉伸强度提高了约2.7倍,水蒸气阻隔性能提高了79.44%,功能期延长了30 d。玉米作物田间试验表明,改性生物降解地膜更适合农业生产,因其可提高隔热性和保湿性,使玉米产量较纯PBAT地膜提高7.03%,接近传统聚乙烯地膜产量。[结论]将PA6与PBAT材料相结合,开发出了一种新型复合生物降解地膜PBAT/PA6。PA6的加入与PBAT反应形成酰胺键使其整体结构具有稳定性,所制备复合生物降解地膜表面和截面形貌良好,内部无明显孔洞,较PBAT地膜表面更光滑,同时在力学性能和水蒸气阻隔性能上较纯PBAT地膜有显著提升,在田间试验过程中,复合生物降解地膜PBAT/PA6具有优秀的耐降解性能,延长了覆盖时间,并较纯PBAT地膜显著提高春玉米的产量。
  • J Shanxi Agric Univ Nat Sci Ed. 2024, 44(04): 71-81. https://doi.org/10.13842/j.cnki.issn1671-8151.202403001
    [目的]本研究旨在提高黄花菜的产量,探索适宜大同地区黄花菜的有效栽培模式。[方法]于2022-2023年,以‘大同黄花’为试验材料,采用垄作、平作和沟栽3种栽培方式,通过测定分析黄花菜根际土壤理化属性、根系活力与生物量等指标,探究栽培方式对黄花菜产量的影响。[结果](1)垄作能显著降低0~20 cm土层土壤容重和土壤含水量,提高0~20 cm土层土壤孔隙度。垄作下0~10、10~20 cm土层土壤容重较平作分别降低4.88%和3.37%,土壤含水量分别显著降低17.03%和19.04%,土壤孔隙度分别提高8.28%和7.33%,而沟栽下0~10 cm土层土壤含水量较平作显著提高11.46%;(2)垄作提高0~20 cm土层土壤温度,尤其是表层0~5 cm温度变化幅度最大。(3)垄作提高0~30 cm土层土壤蔗糖酶和脲酶活性,其中0~10 cm土层酶活性最高。(4)在黄花菜展叶期、初花期和盛花期,垄作下的土壤碱解氮含量分别显著提高81.12%、111.42%、40.64%。(5)垄作提高根系活力,在黄花菜抽薹期较平作显著提高21.36%,随着生育进程的推进,根系干物质逐渐增加,在盛花期垄作较平作提高27.63%。(6)在产量方面,垄作较平作显著提高28.89%。[结论]垄作可提高土壤温度、孔隙度、土壤酶活性及土壤养分含量,为黄花菜创造良好的生态环境,利于根系生长,实现黄花菜高产,因此垄作是适合大同地区黄花菜的高效栽培模式。
  • J Shanxi Agric Univ Nat Sci Ed. 2024, 44(03): 14-23. https://doi.org/10.13842/j.cnki.issn1671-8151.202403020
    [目的]‘玉露香梨’果实萼片宿存严重降低其商品价值,筛选并鉴定其果实萼片发育关键基因,可为从分子水平培育萼片脱落的梨果实提供参考基因。[方法]以棚架栽培的‘玉露香梨’为试材,结合前期BSA基因定位测序数据,对候选基因表达特征进行验证、克隆并分析2个生长素酰胺合成酶基因GH3家族生物信息特征。[结果]基因PbGH3.3(Pbr007550)和PbGH3.4(Pbr030571)在萼片的表达量排名第二;PbGH3.3和PbGH3.4 CDS长度均为1806 bp,编码601个氨基酸,其中二者存在7个氨基酸序列的差异,编码的蛋白PbGH3.3和PbGH3.4序列与苹果MdGH3.1的同源性最高;属于不稳定性蛋白,无信号肽的存在,定位于细胞质;利用NCBI网站CCD工具分析发现均具有GH3蛋白家族的GH3 superfamliy保守结构域,蛋白质三级建模后发现为GH3.1 AUXIN缀合酶,涉及生长素稳态,属于GH3蛋白家族。STRING互作网络蛋白成员GO和KEGG功能富集分析表明PbGH3.3参与植物激素尤其是生长素信号通路,推测PbGH3.3和PbGH3.4可能在‘玉露香梨’果实萼片脱落中通过IAA信号通路发挥生物学功能。
  • J Shanxi Agric Univ Nat Sci Ed. 2024, 44(03): 131-140. https://doi.org/10.13842/j.cnki.issn1671-8151.202311024
    [目的]针对我国南方丘陵山区蔬菜种植种类多、种植农艺多样、起垄规格不一等特点,为进一步提高南方丘陵地区蔬菜田间转运装备对种植模式与农艺的适应性,设计了一款轨距可调的蔬菜田间转运平台。[方法]根据蔬菜田间起垄种植及地形特点,进行平台的总体设计并阐述其工作原理,外形尺寸为2165 mm×1205 mm×1154 mm。分别开展变速箱、行走装置、传动系统、轨距可调装置及车架等关键部件的设计。利用SolidWorks软件进行三维建模,设置零件材料属性并计算质心位置。根据其质心位置分析平台稳定性,基于RecurDyn搭建虚拟仿真样机,对底盘进行纵向上、下坡及横坡行驶仿真分析。[结果]动力学仿真结果表明,平台在满载条件下,纵向行驶上坡最大爬坡角为39°,最大下坡角为27°,横向行驶时2种极限轨距下的最大坡度角分别为29°和39°。进行样机试制并进行稳定性试验,试验结果表明,平台纵向上、下坡最大坡度角分别为30°和25°,不同轨距下的最大坡度角分别为22°和33°,并进行样机性能及田间试验,试验结果表明,平台在满载条件下,行驶速度、转弯半径、滑转率及跑偏率均满足设计要求与实际使用效果。[结论]蔬菜田间转运平台对南方丘陵山区蔬菜转运作业有较强的适应性,通过调节轨距可适应不同蔬菜种植农艺,为履带式运输装备等提供参考。
  • J Shanxi Agric Univ Nat Sci Ed. 2024, 44(02): 90-98. https://doi.org/10.13842/j.cnki.issn1671-8151.202311036
    [目的]白星花金龟作为一种农业害虫,具有很强的转化废弃物的能力,其虫粪砂也有着巨大的有机肥潜力。随着环境问题的愈发严峻和资源的逐渐枯竭,废弃资源再利用已成为绿色生产的一个重要方向。本研究旨在探索不同废弃物作为饲料对白星花金龟虫粪砂肥分和育苗效果的影响,从而为白星花金龟虫粪砂的推广利用提供依据。[方法]本研究采用室内养殖方式,分别饲喂榆黄蘑菌渣、木耳菌渣、猴头菇菌渣、腐熟鸡粪和发酵土豆渣,对不同处理的虫粪砂的pH和各养分含量进行测定;以黄芩作为实验材料,在种子萌发期施用不同处理虫粪砂,测量不同处理的黄芩发芽势、活力指数、苗高、苗高增长速率、移栽成活率。[结果](1)给白星花金龟喂食不同农业废弃物所得的虫粪砂在pH和有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、全氮、全磷、全钾、全碳含量上有着显著差异;(2)不同处理的虫粪砂对黄芩发芽势、活力指数、苗高、苗高增长速率、移栽成活率都有显著提高作用。[结论]不同废弃物喂养白星花金龟所得虫粪砂的肥分差异显著,应根据农业方面的具体情况选用不同废弃物作为白星花金龟的饲料;白星花金龟虫粪砂对黄芩幼苗的培育有着显著的促进作用,其中榆黄蘑虫粪砂的效果最好。
  • J Shanxi Agric Univ Nat Sci Ed. 2024, 44(03): 37-48. https://doi.org/10.13842/j.cnki.issn1671-8151.202312002
    [目的]东北地区全基施施肥方式易造成高粱生育期内营养供应失衡,导致生育后期缺氮早衰。探究全基施背景下聚天门冬氨酸和脱乙酰甲壳素对东北地区高粱花粒期叶片衰老与产量的调控效应,有助建立全基施施肥背景下高粱防衰增产生产技术。[方法]2021-2022年在中国农业科学院作物科学研究所公主岭试验基地进行大田试验,试验材料为龙杂25号和吉杂127号,设置氮肥处理与化控处理(聚天门冬氨酸和脱乙酰甲壳素复配剂,polyaspartic acid-chitosan,PAC),测定分析PAC配施氮肥下高粱叶片衰老程度、抗氧化特性和产量差异。[结果]花期到成熟期,随施氮水平增加,可显著增加2高粱品种单株叶面积,提高旗叶叶绿素相对含量与抗氧化酶活性,降低丙二醛(MDA)含量,上述指标在2品种间存在差异。PAC处理可显著提高各施氮水平下2高粱品种旗叶超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶活性以及叶绿素相对含量,显著降低MDA含量;显著抑制单株叶面积下降,延缓植株衰老进程。PAC处理后,各施氮水平下,龙杂25号和吉杂127号较各自常规施氮处理分别平均增产2.26%~9.11%和3.51%~15.76%;2高粱品种均在施氮量为150 kg·hm~(-2)时显著增产,2年平均增幅分别为9.11%和15.76%。[结论]PAC配施氮素全基施可作为一项防衰增产增效的栽培技术应用于吉林省中西部高粱产区。
  • J Shanxi Agric Univ Nat Sci Ed. 2024, 44(03): 49-58. https://doi.org/10.13842/j.cnki.issn1671-8151.202312038
    [目的]盐胁迫是抑制高粱种子萌发的重要非生物胁迫因子之一,种子引发可以有效促进高粱种子在盐胁迫下的萌发,然而种子引发的最佳水势条件及其对萌发期生理调节的效应却少有研究。[方法]本试验以PEG-6000模拟不同的引发水势,在25℃下配置0(P1)、-0.3(P2)、-0.6(P3)、-0.9(P4)和-1.2 MPa(P5)共5个水势梯度,研究盐胁迫下(200 mmol·L~(-1) NaCl)引发高粱种子的萌发特征,采用主成分分析法鉴选最优种子引发水势条件,并探究其生理调控作用。[结果]盐胁迫下,P3引发的高粱种子发芽势、发芽指数、活力指数及根长、胚芽长、根干重、根鲜重、胚芽干重、胚芽鲜重均高于其它处理,且主成分分析综合因子得分最高,为最佳引发水势条件。与未引发种子相比,P3引发的高粱种子胚芽内相对含水量显著提升,相对电导率呈下降趋势,胚芽内K~+/Na~+和Ca~(2+)/Na~+显著上升(P<0.05)。同时,P3引发维持了盐胁迫下高粱种子萌发过程中线粒体结构的相对完整性,且线粒体内抗氧化酶超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性均有显著升高,表明P3引发增强了盐胁迫下胚芽内线粒体的抗氧化能力。[结论]-0.6 Mpa(P3)是盐胁迫下促进高粱种子萌发的最佳引发水势,可以有效减少盐胁迫引起的细胞膜损伤,保持了高粱种子胚芽线粒体结构的完整性,并提升了线粒体内抗氧化酶的活性,从而促进高粱种子耐盐萌发。
  • J Shanxi Agric Univ Nat Sci Ed. 2024, 44(04): 1-9. https://doi.org/10.13842/j.cnki.issn1671-8151.202404013
    [目的]藜麦种子具有全谷物高营养的品质,但倒伏是制约藜麦产量的重要因素之一,明确藜麦作物茎秆的抗倒伏特性,有利于筛选具有不同倒伏能力的藜麦品种(系),为藜麦抗倒伏育种鉴定、评价和创新提供理论依据。[方法]本研究根据株高、籽粒大小、倒伏特性和生育期长短选取22份供试藜麦品种(系)并对其生育期、茎秆表型性状、茎秆机械强度和生理特征共16个指标进行测定和分析。[结果]22份藜麦品种(系)具有较高度的遗传变异,14个性状的变异系数为12.39%~81.08%,倒伏指数的变异系数最大,纤维素含量的变异系数最小。多因素方差分析得出作物倒伏特性与品种(系)、生育期、机械强度指标三者具有显著互作关系。相关性分析发现弯曲力矩、倒伏指数与茎秆表型性状、机械强度指标具有显著或极显著相关关系。基于13个茎秆特性指标以及隶属函数均值进行聚类分析可将22份藜麦品种(系)划分为3个类群,第Ⅰ类为抗倒伏组,第Ⅱ、Ⅲ类群为易倒伏组。多元线性回归分析得出,11个茎秆特性指标与倒伏指数和倒伏率做回归,R2均大于0.85。22份藜麦品种(系)的隶属函数均值为2.21~1.47,倒伏率范围为18.13%~91.83%,倒伏等级为2~5级。[结论]22份藜麦品种(系)农艺性状遗传多样性较为丰富,可为藜麦种质资源的创造提供参考。倒伏指数和弯曲力矩对作物倒伏能力评价具有重要作用。综合分析后推测K157、W120为抗倒伏品系,Y4、W26为易倒伏品系。
  • J Shanxi Agric Univ Nat Sci Ed. 2024, 44(03): 59-65. https://doi.org/10.13842/j.cnki.issn1671-8151.202311004
    [目的]本文旨在明确适宜的番茄根际加温温度,为北方早春玻璃温室中番茄苗期根际温度调控提供理论和方法依据,缓解低温环境对番茄生长的危害。[方法]在玻璃温室高架岩棉栽培条件下,采用控温加热带对番茄根际进行加温,并设置3个处理即根际不加温(CK)、根际加温至20℃(T20)、根际加温至25℃(T25),研究不同根际加温条件对早春苗期番茄生长、光合、干物质积累和水分吸收等的影响。[结果]根际加温可显著促进番茄株高、茎粗、叶片数的增加,不同时期处理T20比CK株高提高13.6%~17.0%,茎粗提高10.3%~14.3%,叶片数增加3.4%~12.5%;处理T25比CK株高提高7.2%~9.7%,茎粗提高7.7%~15.6%,叶片数增加0%~15.6%;定植后10 d,番茄净光合速率随根际温度呈先升高后降低的趋势,定植后20 d和定植后30 d,番茄净光合速率随根际温度升高而升高;根际加温促进了番茄对水分的吸收,促进了番茄茎、叶干物质积累,提早开花时间,其中处理T20比CK地上部总干重增加79.3%~85.4%,开花提早5 d,处理T25比CK地上部总干重增加29.2%~72.4%,提早开花时间3 d。[结论]T20处理番茄株高和茎粗最大、积累干物质总量最多、开花时间最早,即20℃是早春苗期番茄较为适宜的根际加温温度。
  • J Shanxi Agric Univ Nat Sci Ed. 2024, 44(02): 71-79. https://doi.org/10.13842/j.cnki.issn1671-8151.202310024
    [目的]本文旨在研究在日粮中添加屎肠球菌和枯草芽孢杆菌对乳鸽生长性能的改善效果,及是否通过调节肠道形态、消化酶活性及肠道微生物区系,发挥促生产作用。[方法]试验选取240只12日龄、体重接近的健康白羽王鸽,随机分成4组,分别为对照组、屎肠球菌组、枯草芽孢杆菌组、屎肠球菌与枯草芽孢杆菌混合添加组。于试验第16天(28日龄)测定生产性能并进行屠宰采样,测定十二指肠、空肠、回肠肠道形态,十二指肠内容物消化酶活性和结直肠微生物区系等指标。[结果]与对照组相比,屎肠球菌处理组显著提高12~28 d龄平均日增重。与对照组相比,屎肠球菌处理可显著提高十二指肠胰蛋白酶活性,枯草芽孢杆菌及混合处理添加可显著提高十二指肠中淀粉酶活性(P<0.05)。益生菌单独或混合添加处理组乳鸽的十二指肠、空肠、回肠绒毛高度显著升高,均显著提高空肠、回肠的绒毛高度与隐窝深度比值(P<0.05);16S rRNA分析结直肠微生物区系结果表明,单独或混合添加屎肠球菌、枯草芽孢杆菌可提高结直肠奇异菌属(Atopobium)、分节丝状菌(Candidatus Arthromitus)、芽孢杆菌(Bacillus)丰度,以上益生菌具有肠道改善功能。[结论]屎肠球菌和枯草芽孢杆菌可改善乳鸽肠道形态,提高消化酶活性,增加肠道有益菌数量,进而促进乳鸽生长性能,具有良好的生产应用潜力。
  • J Shanxi Agric Univ Nat Sci Ed. 2024, 44(03): 89-98. https://doi.org/10.13842/j.cnki.issn1671-8151.202310043
    [目的]榆黄菇和秀珍菇具有丰富的营养价值和保健功能,将食用菌菇粉添加到面包中,可以弥补普通面包营养成分单一的不足,同时赋予面包不同的风味与口感。[方法]以榆黄菇和秀珍菇2种食用菌为原料,以感官评分为指标,基于单因素试验和响应面试验优化面包配方,开发营养丰富的榆黄菇/秀珍菇面包。同时测定其色泽、质构特性、蛋白质含量、酸度、比容、水分等指标。[结果]榆黄菇/秀珍菇面包的最佳工艺配方为以高筋小麦粉为基准,榆黄菇与秀珍菇混合菇粉添加量8.1%、白砂糖添加量17.4%、酵母添加量1.4%、黄油添加量14.7%、食盐添加量1.4%、水添加量55.0%,以此配方生产的榆黄菇/秀珍菇面包具有菇粉的香味、色泽偏红棕色、形态饱满、气孔大小一致,有弹性。与基础面包相比,榆黄菇/秀珍菇面包色泽变暗、偏红棕色;咀嚼性、粘附性、内聚力、回弹力和酸度增加,硬度、弹性在统计学上没有差异。比容、水分和酸度都符合GB/T 20981-2007中对面包的要求。[结论]榆黄菇/秀珍菇面包的外观形态、质构特性和色泽均在消费者所能接受的范围内,且蛋白质含量高于普通面包。本研究为食用菌菇粉面包的产品开发提供了基础的理论与数据支撑,同时也可促进榆黄菇和秀珍菇等食用菌的深加工产品开发。
  • J Shanxi Agric Univ Nat Sci Ed. 2024, 44(03): 1-13. https://doi.org/10.13842/j.cnki.issn1671-8151.202312035
    [目的]YT521-B同源(YTH)结构域蛋白可识别结合N6-甲基腺苷(m6A)调控mRNA的代谢过程,在植物生长发育与逆境响应中发挥重要作用。探究棉花YTH家族基因的组织表达模式、响应非生物胁迫和外源激素的表达特征,可为深入研究棉花YTH基因功能提供理论依据。[方法]采用生物信息学方法对陆地棉YTH基因家族进行全基因组分析,并利用转录组数据和实时荧光定量PCR(qPCR)分析GhYTH基因在逆境胁迫和外源激素处理下的表达特征。[结果]陆地棉中共鉴定获得26个GhYTH基因,在16条染色体上呈现不均一分布,其中22个YTH-DF和4个YTH-DC亚家族成员,GhYTHs具有相似的基序和结构。串联重复和片段复制是驱动陆地棉YTH基因家族扩张的主要方式;陆地棉与拟南芥YTH共线性基因间Ka/Ks<0.5,表明该基因家族在进化过程中受到了较强的纯化选择。转录组结果显示多数GhYTH具有组织表达特异性,GhYTH2/16在各组织中高表达;逆境胁迫可显著增加GhYTH的表达,尤其是GhYTH9/12/14,qPCR结果与转录组结果一致;外源赤霉素、脱落酸和茉莉酸甲酯处理时,GhYTH10/12/14的表达显著增加。[结论]本研究通过陆地棉全基因组分析,获得了5个重要的YTH候选基因GhYTH2/9/10/12/14,它们在棉花生长发育和逆境抵抗中可能发挥着重要的作用,为进一步解析YTH介导的m6A修饰的作用提供了重要的理论依据。
  • J Shanxi Agric Univ Nat Sci Ed. 2024, 44(02): 41-51. https://doi.org/10.13842/j.cnki.issn1671-8151.202311039
    [目的]气候变化新形势下,进一步筛选适宜西北地区抗寒、抗抽干葡萄砧木品种,可为葡萄免埋土栽培推广提供理论依据和技术支撑。[方法]本文以41Bmgt、Riparia、420Bmgt、101-14、196-17、44-53ma、110R、Rupestris du Lot、SO4、161-490、1103P、5BB、3309、Leon Millt共14种13年生葡萄砧木为试材,通过测定离体一年生枝条累计失水速率,结合田间调查葡萄砧木存活率和离体一年生枝条抽干率,以此来评价不同葡萄砧木品种抗抽干能力;结合前人研究及砧木品种特性,采用高低温交变试验箱模拟低温的方法,设置4(对照)、-15、-20、-25和-30℃一系列温度梯度水平,测定不同葡萄砧木一年生枝条相对电导率、丙二醛、游离脯氨酸、可溶性糖及可溶性蛋白5个生理生化指标,利用隶属函数法进行综合评价不同葡萄砧木的抗寒性。[结果]不同葡萄砧木的抗抽干能力由强到弱依次为:3309>161-490>196-17>LeonMillt>420Bmgt>44-53ma>Riparia>110R>1103P>SO4>101-14>41Bmgt>5BB>Rupestris du Lot;随着处理温度的降低,不同葡萄砧木枝条的抗寒指标总体呈现上升趋势,但不同品种之间存在差异。根据隶属函数的综合分析,结果显示各葡萄砧木的抗寒性由强到弱依次为:SO4>196-17>Leon Millt>5BB>Riparia>44-53ma>420Bmgt>1103P>3309>110R>RupestrisduLot>101-14>41Bmgt>161-490。[结论]Riparia、196-17、44-53ma和Leon Millt具有较强的抗抽干能力和抗寒性,可作为我国西北地区免埋土葡萄砧木使用。
  • J Shanxi Agric Univ Nat Sci Ed. 2024, 44(02): 52-62. https://doi.org/10.13842/j.cnki.issn1671-8151.202311002
    [目的]本文旨在探究桫椤幼苗的光照需求及光适应机制,以期为其林下种植管理和园林化应用提供科学依据。[方法]以桫椤幼苗为试验材料,在遮阴强度为30%的塑料薄膜大棚内进行试验,研究不同遮阴处理CK、T1、T2、T3、T4,即棚内光照强度100%、60%、30%、10%、2%对其叶片性状、气体交换参数、光响应曲线和光合色素的影响,并采用隶属函数法对不同遮阴处理下桫椤幼苗的生长及光合性能进行综合评价。[结果]不同遮阴处理对桫椤幼苗的叶片性状及光合特性具有显著影响。在T3处理下,桫椤幼苗的叶数、叶长、叶宽和自由水/束缚水比值均显著大于其它处理;随遮阴程度的加重,桫椤幼苗的比叶面积、自由水含量、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、叶绿素含量和类胡萝卜素含量等逐渐增加,比叶质量和气孔密度呈现先上升后降低的趋势,叶绿素a/b比值和束缚水含量则整体呈现逐渐降低的趋势;与CK相比,T3处理下桫椤幼苗的净光合速率(P_n)、瞬时水分利用效率(WUE)、最大净光合速率(P_(nmax))、光饱和点(LSP)、表观量子效率(AQY)皆达到最高,暗呼吸速率(R_d)、光补偿点(LCP)和胞间CO_2浓度(C_i)则降至最低;根据隶属函数值的平均值,不同处理的综合评价为T3>T4>T2>T1>CK。[结论]桫椤幼苗期具有耐阴特性,在弱光下表现出积极的适应性,自然光照对桫椤幼苗存在强光胁迫;当遮阴处理为10%棚内光强时,桫椤幼苗的生长最适且光合作用最强。
  • J Shanxi Agric Univ Nat Sci Ed. 2024, 44(04): 24-31. https://doi.org/10.13842/j.cnki.issn1671-8151.202401016
    [目的]高粱通常生长于干旱环境,芽苗期时常发生干旱。通过探索外源褪黑素对干旱胁迫下高粱种子芽苗发芽率与生理代谢的影响,解析高粱抗旱调节的生理调节途径和关键路径,可为解决高粱芽苗期种子抗旱萌发受阻、形态建成困难的生产难题提供思路和技术支撑。[方法]以高粱品种‘辽糯11’为试验材料,通过15%PEG模拟干旱胁迫条件,分别设置0、60、120、180、240和300μmol·L~(-1)浓度的褪黑素浸种(对应的简称分别为T-0、T-60、T-120、T-180、T-240和T-300),探究干旱胁迫下外源褪黑素对高粱种子萌发的影响,选取发芽率最高的浓度与对照组T-0进行代谢组学分析。[结果]干旱胁迫下,施用褪黑素提高了高粱种子发芽率。其中T-180高粱种子发芽率最高为75.3%,显著高于其它处理,比T-0增加了77.18%,为褪黑素最佳施用浓度。选取T-180和T-0进行代谢组学分析,2个处理共富集到15条关键代谢途径,分别为嘌呤代谢、色氨酸代谢、嘧啶代谢、氮代谢、精氨酸生物合成、二苯乙烯-二芳基庚烷和姜辣素的生物合成、丙氨酸-天门冬氨酸-谷氨酸代谢、谷胱甘肽代谢、玉米素生物合成、氨酰生物合成、乙醛酸盐和二羧酸盐代谢、异喹啉生物碱的生物合成、氨基酸的生物合成、ABC转运蛋白(ATP-binding cassette transporter,ABC transporter)和次生代谢产物的生物合成。[结论]综合分析发现,T-180为褪黑素最佳施用浓度,对高粱芽苗施用外源褪黑素后,15条关键代谢途径中嘌呤代谢、色氨酸代谢2个代谢途径变化活跃,是参与抗旱调节的关键代谢途径。
  • J Shanxi Agric Univ Nat Sci Ed. 2024, 44(02): 119-129. https://doi.org/10.13842/j.cnki.issn1671-8151.202311016
    [目的]生物病害侵蚀露天石质文物,使其发生表面变色及风化等不可逆变化。龙门石窟是世界上造像最多、规模最大的石刻艺术宝库,敬善寺区域是龙门石窟的重要组成部分,了解该区域石质文物的生物病害情况,对石质文物保护及病害防治措施的提出具有重要意义。[方法]本研究对该区域31个样点石质文物的生物病害进行样品采集。基于形态观察,结合ITS、16S rDNA特征片段的测序分析,对生物病害物种地衣、微型真菌、细菌、苔藓和藻类等进行鉴定;对受生物侵蚀的文物本体通过扫描电镜进行形貌观察;采用薄层层析法检测地衣体中的化学酸,结合高效液相色谱法测定地衣和由生物结皮状复合物与沉积物中分离真菌的化学酸含量。[结果]形态观察和高通量测序结果显示,龙门石窟敬善寺区域内生物病害种类主要为地衣、苔藓、藻类、真菌和细菌,其中地衣7种,苔藓3种,藻类1种,真菌20种,可培养细菌7种,主要包括蓝细菌和放线菌门等,高通量测序结果与传统培养结果具有高度一致性和互补性。扫描电镜观察到不同侵害生物对石质文物的侵蚀深度不同,其中非地衣型真菌菌丝深入岩石深度可达100μm。调查区域内常见、具明显特征结构且覆盖度较大的主要生物病害为地衣和苔藓,其中中华石果衣(Endocarpon sinense)最为明显;同时地衣和真菌样品中可检测到柠檬酸,琥珀酸、草酸,乳酸、富马酸等有机酸。[结论]本研究首次较为系统地调查了龙门石窟敬善寺区域石质文物生物病害的物种和分布,从细胞侵入和有机酸产生2方面分析了其中代表性生物产生的病害及程度;生物病害的发育与石窟所处环境密切相关,研究结果为石窟微环境控制和石质文物生物病害防治提供了理论依据。
  • J Shanxi Agric Univ Nat Sci Ed. 2024, 44(02): 110-118. https://doi.org/10.13842/j.cnki.issn1671-8151.202312037
    [目的]华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)是寒温带针叶林的优势树种之一。探究华北落叶松的更新特征,可为深入探测华北落叶松林天然更新潜在的生态学机制提供依据。[方法]以关帝山华北落叶松林为研究对象,设置3种林分密度类型,分析不同林分密度林下更新苗组成、结构及空间格局特征。[结果]中密度(825~875株·hm~(-2))华北落叶松林林下更新状况良好,更新苗数量明显增多(3500株·hm~(-2)),低龄级更新苗较多,高龄级的更新苗相对较少,更新苗龄级结构呈连续及相对稳定的分布;而低密度(575~700株·hm~(-2))和高密度(1000~1125株·hm~(-2))华北落叶松林下更新不佳,更新苗数量明显减少(≤1250株·hm~(-2)),高密度林下更新苗龄级结构间断,幼苗到幼树的过渡不连续。从更新苗的生长情况看,低密度林分中林下更新苗的株高、地径生长表现最好。更新幼树中的优势树种在3种密度的林分中均呈现明显的集聚分布。低密度和中密度华北落叶松林下更新幼苗的空间异质性强,高密度林下更新幼苗的空间异质性弱。更新幼苗空间变异主要由结构性因素引起。[结论]林分密度过密或过疏都不利于华北落叶松更新,及时进行密度调控有利于华北落叶松林的可持续发展。
  • J Shanxi Agric Univ Nat Sci Ed. 2024, 44(03): 119-130. https://doi.org/10.13842/j.cnki.issn1671-8151.202401015
    [目的]气候变暖将改变农业热量资源的时空分布,对黄河流域农业热量指标进行分析,可为区域合理利用农业气候资源提供依据。[方法]基于1960-2020年黄河流域89个气象站点逐日气象资料,运用线性趋势估计和MannKendall突变检验等方法分析了黄河流域年平均气温,≥0℃和≥10℃的初终日、持续日数和有效积温的时空变化特征及其影响因素。[结果]近61 a黄河流域平均气温、≥0℃和≥10℃有效积温分别以0.29℃·(10 a)~(-1)、70.23℃·d·(10 a)~(-1)和34.50℃·d·(10 a)~(-1)的倾向率呈上升趋势,≥0℃和≥10℃持续日数呈增加趋势,倾向率分别为3.33 d·(10 a)~(-1)和2.78 d·(10 a)~(-1)。≥0℃和≥10℃初日呈提前趋势,倾向率分别为—2.16 d·(10 a)~(-1)和—2.14 d·(10 a)~(-1),≥0℃和≥10℃终日呈延迟趋势,倾向率分别为1.16 d·(10 a)~(-1)和0.63 d·(10 a)~(-1),≥0℃和≥10℃初日提前的幅度大于终日推迟的幅度,≥0℃初终日和持续日数变化幅度大于≥10℃相应指标变化幅度。近61 a黄河流域年平均气温、≥0℃和≥10℃有效积温分别于1996、2003和1997年发生突变。黄河流域上、中、下游地区各热量指标变化趋势与流域整体变化一致,上游地区变化幅度相对较大。从空间分布来看,由上游、中游到下游地区年平均气温逐渐增加,≥0℃和≥10℃有效积温逐渐增加,初日逐渐提前,终日逐渐推迟,持续日数逐渐延长。[结论]黄河流域农业热量资源呈增加趋势,热量指标主要受海拔高度和年平均气温影响。西太平洋副高强度指数、太平洋副高强度指数和东大西洋遥相关型指数是影响近61 a黄河流域农业热量指标变化的主要大气环流因子。
  • J Shanxi Agric Univ Nat Sci Ed. 2024, 44(03): 66-74. https://doi.org/10.13842/j.cnki.issn1671-8151.202311035
    [目的]本研究旨在明确降解膜对农田土壤微生物群落结构特征的影响。[方法]设置4个月降解(4J)、6个月降解(6J)、普通黑膜(PT)3种不同降解膜,以不覆膜为对照(CK),利用高通量测序技术分析土壤细菌群落结构变化,探讨降解膜覆盖农田土壤中微生物群落的变化及其对微生物生态环境效应的影响。[结果]与不覆膜处理相比,覆膜后土壤中的全氮(PT处理除外)、速效磷、速效钾以及有机质含量均得到了提升。α-蛋白细菌(Alphaproteobacteria)、放线菌(Actinobacteria)、酸杆菌Gp1(Acidobacteria_Gp1)和伽马杆菌(Gammmaproteobacteria)为双季高粱根际土壤中共同优势细菌类群。主季覆膜处理下土壤中放线菌和酸杆菌Gp1和酸杆菌Gp2(Acidobacteria_Gp2)的相对丰度均高于不覆膜的土壤;再生季覆膜处理下土壤Deltaproteobacteria相对丰度均显著高于不覆膜的土壤,且土壤细菌群落OTU(OperationalTaxonomicUnit)数大于2000,具有更高的微生物多样性。通过KEGG代谢途径分析,再生季覆膜处理下土壤中碳水化合物代谢(Carbohydrate metabolism)、氨基酸代谢(Amino acid metabolism)、辅因子和维生素代谢(Metabolism of cofactors and vitamins)和萜类化合物和聚酮类化合物代谢(Metabolism of terpenoids and polyketides)高于主季覆膜处理,其中以6J处理较佳。[结论]综上,6个月的降解膜(6J处理)可以有效提升土壤理化性质,改善土壤根际细菌群落生物降解,增加微生物多样性和丰富度。
  • J Shanxi Agric Univ Nat Sci Ed. 2024, 44(03): 24-36. https://doi.org/10.13842/j.cnki.issn1671-8151.202402024
    [目的]探究紫锥菊(Echinacea purpurea (L.) Moench)在陕西省凤县的应用潜力及栽培技术。[方法]于2022-2023年开展大田试验,采用二裂式裂区试验设计,以施肥量为主区,共设5个处理F0~F4(施肥量依次为酵母源烟茎生物有机肥:0、1200、2100、3000、3900 kg·hm~(-2);酵母源有机无机复混肥:0、360、630、900、1170 kg·hm~(-2));移栽密度为裂区,设置2个水平,D_1(63 000窝·hm~(-2))和D_2(31 500窝·hm~(-2)),平均每窝种植3株,分别在2022年10月、2023年7月和2023年10月采样,测定不同处理紫锥菊株高、茎粗、开花枝条数、叶绿素含量、地上部分干重、根干重等生物学性状,以及地上部分和地下部分菊苣酸、单咖啡酰酒石酸、黄酮、多糖含量和紫锥菊药材产量等指标。[结果]在同一施肥条件下,随着种植密度的增加,紫锥菊的各生物学性状指标降低,除多糖含量以外其它有效成分含量及药材产量随种植密度的增加而增加;在同一栽培密度下,随着施肥量的增加,各生物学性状指标、有效成分含量及药材产量呈现先升高后降低的趋势。施肥量、种植密度以及施肥量和种植密度的互作效应对紫锥菊菊苣酸、单咖啡酰酒石酸、黄酮、多糖含量和紫锥菊药材产量有显著影响(P<0.05)。紫锥菊地上部分菊苣酸、单咖啡酰酒石酸、黄酮含量高于地下部分,而地下部分多糖含量高于地上部分,并且以2023年7月采收的紫锥菊质量及产量最佳。其中F_1D_1、F_2D=处理组有较高的产量及有效成分含量。[结论]推荐紫锥菊种植时施1200~2100 kg·hm~(-2)酵母源烟茎生物有机肥和360~630 kg·hm~(-2)酵母源有机无机复混肥,种植密度为每公顷63 000窝(种植株距为30 cm,行距为60 cm),以获得较高品质和产量的紫锥菊药材。
  • J Shanxi Agric Univ Nat Sci Ed. 2024, 44(04): 101-108. https://doi.org/10.13842/j.cnki.issn1671-8151.202311025
    [目的]本研究旨在以党参为主要原料开发一种新型便携式即食党参蜜饯产品。[方法]首先,考察山楂汁添加量、食盐添加量和蜂蜜添加量对党参蜜饯感官评分的影响。然后,基于单因素试验,采用模糊数学结合响应面法优化山楂风味低糖党参蜜饯配方。最后,以微生物限量和感官评价为指标,对比不同灭菌工艺对党参蜜饯品质的影响,并对其理化指标和有效成分含量进行检测。[结果]响应面优化得到影响党参蜜饯品质的因素主次顺序为:蜂蜜添加量>食盐添加量>山楂汁添加量。党参蜜饯最优工艺配方为:党参100 g,山楂汁添加量、食盐添加量、蜂蜜添加量分别为227 mL、4.1 g、114.5 g,此配方下制得的党参蜜饯产品酸甜适口,富有嚼劲,风味独特,模糊数学感官评分最高,为92.37分。超高压灭菌和高压蒸汽灭菌后样品微生物指标(菌落总数<10 CFU·g~(-1),大肠菌群<2 CFU·g~(-1),霉菌<1CFU·g~(-1))均符合相关标准及规定,而超高压灭菌处理蜜饯的感官评价优于高压蒸汽灭菌法。产品质量检测结果表明,党参蜜饯中总糖和氯化钠含量分别为36.54%、2.56%,符合相关规定;党参炔苷和多糖含量分别为0.19 mg·g~(-1)、6.84%,营养价值高。[结论]本研究制得的即食党参蜜饯具有党参和山楂的独特风味,色泽均匀,软硬适中,感官评分较高,理化指标及微生物指标均符合国家标准,为党参蜜饯产品的研发和规模化生产提供了理论支持。
  • J Shanxi Agric Univ Nat Sci Ed. 2024, 44(04): 93-100. https://doi.org/10.13842/j.cnki.issn1671-8151.202401077
    [目的]泡桐花中具有丰富的活性物质,极具开发潜力。然而目前报道的泡桐花多糖提取方式耗时长、能耗高,不利于泡桐花多糖资源的利用。[方法]本研究通过超声波辅助提取的方式,提高泡桐花多糖的提取效率,为探明超声辅助提取泡桐花粗多糖最优工艺条件,以泡桐花粗多糖提取率为测定指标,通过单因素试验、Box-Behnken试验设计和响应面分析法优化提取工艺条件。[结果]料液比、提取功率、提取时间、提取温度对泡桐花粗多糖提取率的影响随各因素增大呈现先增后减的趋势;过高的料液比、高强度超声波处理、长时间提取和高温会降低泡桐花粗多糖的得率。不同因素中对泡桐花粗多糖提取率影响最大的是提取温度,提取时间对泡桐花粗多糖提取率的影响最小。随着使用超声波辅助提取泡桐花中粗多糖的最佳条件为:料液比31.8 mL·g-1、提取时间62 min、温度74℃、提取功率456 W,此时粗多糖提取率为3.213%,与预测值3.241%接近。体外抗氧化活性实验表明,泡桐花粗多糖在0.1~2.5 mg·mL-1浓度范围均表现出对2,2-联苯基-1-苦基肼基(DPPH)自由基、羟基自由基、超氧自由基的清除作用。在多糖浓度为2.5 mg·mL-1时,对DPPH自由基、羟基自由基、超氧自由基的最大清除率为21.41%、55.41%和64.52%。[结论]超声波辅助提取泡桐花粗多糖具有可行性,泡桐花粗多糖具有一定的抗氧化活性。
  • J Shanxi Agric Univ Nat Sci Ed. 2024, 44(04): 130-140. https://doi.org/10.13842/j.cnki.issn1671-8151.202403061
    [目的]印度谷螟(Plodia interpunctella)在小米中繁殖能力很强,对小米的破坏性很大,主要使用的化学药剂熏蒸防治方法易引起环境污染、药剂残留、印度谷螟的抗药性增强等一系列的问题。微波技术可用于防治粮食虫害且绿色环保。本研究旨在获得微波辐照对小米印度谷螟卵灭除效果及品质影响的研究。[方法]采用微波160、320、480、640和800 W的功率和5、10、15、20、25和30 s的时间辐照小米,通过测量小米0、3、5、8、10 cm深度的印度谷螟卵的存活率和小米温度,观测微波辐照在小米不同深度的灭卵效果和微波在小米中的传播规律。同时测量微波辐照后小米的黏滞特性、色度和含水率,观测微波辐照对小米品质的影响。[结果]相同功率和时间的微波辐照小米,深度越小处印度谷螟卵存活率越低,灭卵效果越好。160W30s和320W15s低强度微波直接辐照印度谷螟卵,卵的外部形态基本保持不变,无法灭卵;采用800W15s、640W20s、480W25s微波辐照能有效消灭小米0cm(平铺)处卵;800W20s、640W25s、480W30s辐照能有效消灭小米3 cm深度处卵;800W30s高强度微波辐照后,小米5 cm深度卵的存活率为25%,8、10 cm深处卵的存活率仍相对较高,灭卵效果不佳。相同功率和时间的微波辐照小米,深度越大处小米内部温度越小,且小米内部温度随深度以指数规律衰减。640W30s微波辐照后小米峰值粘度和衰减值升高,480W25s、800W25s和800W30s微波辐照后小米的糊化温度升高;除800W30s高强度处理外,微波辐照对小米色度无明显影响;微波辐照后小米含水率降低,为小米储藏创造了更好的条件。640W30s微波辐照提升了小米的食用品质,而800W25s和800W30s高强度辐照降低小米品质。[结论]小米深度是影响微波辐照灭卵效果的重要因素,微波辐照灭卵小米深度不宜超过3 cm。采用640W30s微波辐照厚度3 cm内的小米,既能有效灭卵又能提升小米的品质。本研究为微波技术防治小米储藏虫害,减少经济损失提供科学依据。
  • J Shanxi Agric Univ Nat Sci Ed. 2024, 44(01): 24-33. https://doi.org/10.13842/j.cnki.issn1671-8151.202210044
    [目的]水分和氮肥是影响干旱地区作物生长的关键因素。探究水氮互作对高梁根系的调控作用可以增加高粱产量,提高水肥利用效率。[方法]本文以2个高粱品种晋杂17和晋杂108为试验材料,通过设置重度干旱胁迫(W1,土壤含水量25%~35%)、中度干旱胁迫(W2,土壤含水量45%~55%)和正常供水处理(W3,土壤含水量65%~75%)3个水分处理及低氮(N1,尿素0 g·kg~(-1)土)、中氮(N2,尿素2 g·kg~(-1)土)和高氮(N3,尿素4 g·kg~(-1)土)3个氮素处理,分析不同水氮处理对各生育期的不同品种高粱根系生理特征的影响。[结果](1)水分处理对高粱根系各指标影响显著高于氮素处理,重度干旱胁迫下各指标降幅显著。(2)高粱的根重和根系活力在相同水分条件下随着施氮量的增加而升高,在中氮水平变化显著。可溶性糖、可溶性蛋白及脯氨酸含量随着施氮量的增加逐渐积累,在中氮和高氮下积累较快。(3)水氮处理对晋杂108抽穗期存在明显的互作效应,对晋杂17则无显著影响。(4)在不同水氮处理下,晋杂108根系的各项指标均高于晋杂17,具有较强的抗逆性。[结论]高粱根系各指标受供水量的影响较大。在干旱环境下,增施适量氮素可促进根系生物量,提高根系活力,维持较高的渗透调节功能,缓解水分胁迫对根系的损伤。不同高粱品种的水氮互作效应不同,晋杂108的抗旱、抗瘠薄能力更强。
  • J Shanxi Agric Univ Nat Sci Ed. 2024, 44(03): 99-107. https://doi.org/10.13842/j.cnki.issn1671-8151.202403022
    [目的]每年有30多万吨脲醛用做树脂、粘合剂和绝缘材料,由于其降解持久性,此类物质废弃后对环境造成广泛的损害。本研究以产红青霉菌(Penicillium rubens 23229)为对象,研究其对脲醛树脂(UF)的降解过程和降解酶的性质。[方法]用X-射线衍射(XRD)和失重率评价P. rubens 23229及其酶的降解能力,通过液相-质谱联用(LCMS)分析降解过程中间代谢产物,应用凝胶色谱柱对降解酶进行纯化。[结果]P. rubens 23229作用于UF,30 d后,材料失重率(降解率)为35%,结晶度由26.21%提升至29.44%,经计算得出,降解的35%包括UF结晶区7%,非结晶区28%;从菌种和脲醛共培养液中得到P. rubens 23229脲醛降解粗酶液,其最适作用温度为50℃,最适pH为4.0,LC-MS结果表明该粗酶液在降解过程中,首先将高分子UF主链降解,形成四甲基五脲、三甲基四脲等短链中间代谢物,然后进一步分解中间代谢产物为二氧化碳以及甲醛等终产物,降解作用位点包括脲醛主链中亚甲基与尿素间的C-N、酰胺键等。进一步对比了P. rubens 23229粗酶液与商业脲酶、蛋白酶对UF的降解能力,发现蛋白酶几乎无降解效果,脲酶有一定降解能力,但显著低于P. rubens 23229粗酶液。粗酶经纯化后降解效率提高28倍,凝胶渗透色谱(GPC)显示出分子量为6.89 kD和220.83 kD的2个峰,对应前面降解过程分析,说明降解过程包含主链降解酶和中间代谢物降解酶至少2种酶的复合体系共同发挥作用。[结论]P. rubens 23229脲醛降解酶由主链降解酶和中间代谢物降解酶共同组成,其中包含脲酶作用类似的酶,但降解主链的酶与已有蛋白酶作用方式不同,其具体的组成与性质有待于进一步研究。本研究对UF的生物降解具有一定的参考价值。
  • J Shanxi Agric Univ Nat Sci Ed. 2024, 44(04): 51-59. https://doi.org/10.13842/j.cnki.issn1671-8151.202406010
    [目的]本文旨在探究硫酸锌(Zinc sulfate,ZnSO_4)抑制猪繁殖与呼吸综合征病毒(Porcine respiratory and reproductive syndrome virus,PRRSV)复制的作用,明确Zn~(2+)载体槲皮素(Quercetin,QR)增强Zn抗PRRSV感染的作用,为进一步将ZnSO_4联合QR作为潜在预防和治疗PRRSV感染的有效策略提供理论支持。[方法]利用细胞培养半数感染量(Cell culture infective dose 50%,CCID_(50))的方法检测ZnSO_4和ZnCl_2对PRRSV滴度的影响。利用实时荧光定量PCR(Quantitative Real-time PCR,qRT-PCR)和蛋白印迹(Western blot,WB)检测ZnSO_4处理Marc-145和PAMs细胞后,PRRSV N基因和N蛋白表达量的变化。利用qRT-PCR检测ZnSO_4预处理24 h后,在4℃和37℃处理下PRRSV N基因表达量的变化。同时,利用qRT-PCR检测ZnSO_4处理不同时间,培养基上清中PRRSV N基因表达量的变化。利用qRT-PCR和WB检测ZnSO_4、QR以及两者联合处理,PRRSV N基因和N蛋白表达量的变化。[结果]CCID_(50)结果表明:ZnSO_4和ZnCl_2均可显著降低PRRSV滴度。在Marc-145和PAMs上,不同浓度ZnSO_4处理,均可显著抑制PRRSV N基因和N蛋白表达,且抑制作用呈明显的剂量-效应关系。不同浓度ZnSO_4预处理24 h,在4℃和37℃处理2 h后,均可显著降低PRRSV N基因表达,且呈明显的剂量-效应关系。100μmol·L~(-1)ZnSO_4处理,在不同时间段,可显著抑制上清中PRRSV N基因的表达。ZnSO_4联合QR处理结果表明,ZnSO_4联合QR可显著抑制PRRSV N基因和N蛋白的表达。[结论]ZnSO_4能显著抑制PRRSV的复制,它不仅可以阻止PRRSV的黏附和进入,而且可以抑制PRRSV的复制和干扰PRRSV的释放。此外,QR可以增强ZnSO_4抗PRRSV感染的作用。本研究为进一步明确ZnSO_4抗PRRSV感染的分子机制奠定了理论基础。
  • J Shanxi Agric Univ Nat Sci Ed. 2024, 44(03): 83-88. https://doi.org/10.13842/j.cnki.issn1671-8151.202309026
    [目的]阐明红棕象甲对椰子芯叶挥发物E,E-2,4-壬二烯醛和反式-2-壬醛的行为学反应。[方法]采用室内生物测定法,研究了红棕象甲室内饲养个体和田间野生个体对椰子芯叶2种挥发物的室内选择行为,并分析了椰子挥发物处理对红棕象甲雌虫刺探、产卵的影响。[结果](1)经E,E-2,4-壬二烯醛处理后,室内饲养的雄虫对其产生显著正偏好;在经反式-2-壬醛处理后,室内饲养的雌虫和雄虫均对挥发物处理组表现出显著正偏好。(2)采用E,E-2,4-壬二烯醛处理后,室内饲养的雌虫对处理组椰皮的刺探数量显著高于对照组。(3)经E,E-2,4-壬二烯醛处理后,所有试虫的单雌产卵量和刺探成功产卵率,与对照相比均未达到显著差异水平。而经反式-2-壬醛处理后,室内饲养的红棕象甲雌虫对椰皮的产卵选择偏好显著高于对照处理组,且刺探产卵成功率与对照相比达到了极显著水平。(4)在对反式-2-壬醛和E,E-2,4-壬二烯醛处理的竞争选择结果中,室内饲养和田间诱捕的红棕象甲在行为选择、刺探及产卵中均未表现出显著差异。[结论]不同红棕象甲种群对椰子芯叶挥发物E,E-2,4-壬二烯醛和反式-2-壬醛的趋向偏好存在差异,并影响后期的刺探和产卵成功率,同时红棕象甲对这2种挥发物的竞争选择无差异。