根毛的生长发育有助于植物获取土壤水分和矿质营养元素。对根毛的深入研究不仅对了解植物根系的适应性、吸收能力和生长调控机制具有理论和实践意义,而且为细胞分化决定、发育和程序化死亡机制探索提供了理论基础。本文围绕小G蛋白Rop参与的根毛起始和尖端生长,转录因子参与的根毛细胞命运决定、根毛起始和根毛发育,Ca2+参与的根毛尖端生长,磷酸盐参与的根毛尖端生长及生长素参与的根毛生长等方面,归纳综述了包括根毛细胞命运决定、根毛起始及根毛尖端生长在内的根毛生长发育过程及分子调控机制,并简单总结出调控根毛生长发育基因的分子调控网络。对植物根毛对养分的吸收、获取及利用、影响植物根毛生长发育的分子调控机制进行阐述,为根毛生长发育的分子调控机制研究提供理论参考。
彩色稻米蕴藏的营养价值、健康效益和市场经济价值正不断吸引着国内外水稻育种工作者和稻米消费者的兴趣。以龙锦1号/香软米1578高世代重组自交系群体223个家系为试验材料,测定糙米花色苷含量、千粒重、穗粒数等11个指标,并进行变异分析、方差分析、相关分析、主成分分析、聚类分析和差异显著性分析,筛选出优异色稻新品系和高花色苷水稻新品系。结果表明,糙米花色苷含量为2.30~12 011.04 mg/kg,平均值为594.91 mg/kg。糙米粒色等级与千粒重、糙米粒宽、糙米粒厚呈显著负相关,与糙米花色苷含量呈极显著正相关。家系42的综合排名最高,其余依次为家系96、152、99、186,这5个优异色稻家系的糙米花色苷含量为20.74~ 12 011.04 mg/kg。高亲龙锦1号的糙米花色苷含量为4489.36 mg/kg,有8个家系的糙米花色苷含量显著增加,其中家系152、186的糙米花色苷含量分别为12 011.04、8421.58 mg/kg,两者既属于优异家系又属于高花色苷家系,为创制的优异高花色苷水稻新种质。
为明确黄淮海地区夏玉米生育期内气候资源分配与利用特征,进一步提升夏玉米产量潜力和气候资源利用效率,利用2017-2018年黄淮海区域6个代表性测试点连续2年田间试验数据,分析了夏玉米高产形成与生长季光温水资源分配的关系。结果表明,年际间、区域间夏玉米产量差异显著,差异主要来自于千粒重差异。宁津试验点2年中产量与千粒重均较高,分别高于其他试验点6.42%~49.77%和3.43%~38.34%。气候资源的差异是造成区域间夏玉米产量差异的主要原因。产量与花前积温量、降水量和全生育期降水量呈显著或极显著正相关关系,与花后积温量呈极显著负相关关系,即在花前和花后有效积温不超过878.3 ℃与726.6 ℃,全生育期降水量在174~510 mm范围内增加花前降雨分配,有利于获得较高的夏玉米产量。说明与全生育期积温和降水总量比,花前和花后积温和降雨分配对产量形成的影响更大。可见,优化花前/花后气候资源分配,提高玉米生长与气候资源的匹配度,可作为缓解气候变化影响、进一步提高黄淮海夏玉米产量和气候资源利用效率的重要措施。
小麦是一种重要的粮食作物,其全球种植面积位居三大粮食作物之首。穗是小麦产量形成的重要器官,其形态建成过程决定着最终的穗粒数和产量,同时该过程也受外界环境因素的影响。穗部的颖壳、穗轴、芒等也具备光合能力,其光合产物对籽粒产量形成有重要贡献。本文从小麦穗的形态结构、生理功能2个方面展开,综述了穗器官的结构、发育过程与影响其发育的外界环境因素,总结分析了穗器官的光合贡献及其对籽粒灌浆和物质充实的影响。同时,围绕穗器官结构和功能的对应关系,讨论了如何合理调控穗分化以促进穗光合能力及穗粒数和粒重的提高,为提升小麦的增产潜力提供参考。
为探究多效唑处理对工业大麻花叶产量和大麻二酚(CBD)含量的影响,以云麻8号为试验材料,设5个多效唑浓度(C0:0 mg/L,C1:100 mg/L,C2:200 mg/L,C3:300 mg/L,C4:400 mg/L)和2个喷施时期(T1:旺长初期,T2:旺长中后期)处理,通过农艺和产量性状的测定分析,筛选对提高工业大麻花叶产量和CBD含量最有效的多效唑喷施浓度和时期。 结果表明,在农艺性状方面,T1时期喷施200 mg/L多效唑对降低株高、增加茎粗和分枝数的作用最为显著。在产量方面,T1和T2时期,随多效唑喷施浓度的增加,花叶和茎秆产量呈先上升后下降的趋势,其中,C2T1处理下,工业大麻的花叶产量最高,为3642.22 kg/hm2。随多效唑喷施浓度的升高,2个时期CBD含量均呈先上升后下降的趋势,其中,T1时期喷施200 mg/L多效唑,CBD含量最高,为3.53%。综上,C2T1(200 mg/L+旺长初期)为最佳处理组合。
作物地上部分生长与产量形成受根系的形态特点及其生理活动的显著影响。水稻作为农业第一用水大户,水资源短缺势必会严重影响到其生产的发展,干湿交替灌溉作为一种节水灌溉方式目前在水稻生产中应用较为广泛,然而有关干湿交替灌溉下水稻根系生长发育是如何响应的,其内在机制是什么均缺少系统分析和总结。为此,本文综述了干湿交替灌溉技术及水稻根系形态与生理特征,分析了根系生长发育对干湿交替灌溉的响应机理,并提出了目前存在的问题和对未来研究的展望。
杂种优势是玉米育种的重要理论基础,杂种优势类群和杂种优势模式的深入研究为玉米品种选育和杂交种的组配方式提供了理论指导。为了提高育种效率,使用60K SNP芯片对100份玉米种质资源进行基因型分析。通过对遗传距离进行聚类分析,将100份玉米自交系划分为3个类群,分别为Reid、Non-Reid和Dom群。遗传相似度的主成分分析结果与遗传距离的聚类分析结果一致。
种子丸粒化属于种子包衣技术范畴,该技术的特点是以种子为核心,利用分层包衣原理将丸粒化粉剂包裹在种子表面,使种子外观接近于球体。丸粒化种子外部包裹的粉剂材料由填充粉剂和粘合剂构成,承载的功能和成分相比其他类型包衣种子更加丰富,而且丸粒化种子体积增大,流动性增强,更有利于机械播种。本文首先从技术原理和方法详实地叙述了丸粒化技术对种子的保护与萌发、病虫草害防治与逆境适应、精量播种以及对作物生长影响等应用研究状况,继而对配制的丸粒化粉剂,包括粉剂材料选择、配方比例、添加剂成分与功能等进行了阐述,从工艺角度介绍了根据旋转法和气流成粒法原理研发的加工装备及其优缺点。介绍了国内外机械研发领域存在的差距和取得的进展,简述了国内种子丸粒化领域取得的专利和技术标准,最后提出了丸粒化技术研究的不足,同时为该领域发展提出了建议。
育种目标的精准定位是育种设计重要环节,优良育种基础群体的构建是决定育种结果成败的关键。根据黄淮海玉米生产实际情况,以拓宽的国内种质为基础,本土化国外种质为核心,两杂融合的组配模式为手段,选育出配合力高、抗病能力强的自交系JS151040和JS161137,二者杂交育成玉米新品种苏科玉076,该品种丰产性和稳产性好,抗逆能力强,综合了国内和国外品种的优良特征特性,适宜在黄淮海区域推广种植。
利用KASP标记对4个国审小麦品种(漯麦163、漯麦47、漯麦49和漯麦36)的重要性状(包括光周期、粒重、品质、穗发芽、抗旱抗病等)功能基因的组成进行分子检测。结果表明,4个小麦品种均含有矮秆基因Rht-D1b、熟期株高相关等位变异TaPRR73-A1和TaPRR73-B1、光周期敏感等位基因Ppd-A1b和光周期迟钝等位基因Ppd-D1a、高千粒重等位变异TaGS5-Ala、高粒数优异变异基因Hap-7A-3、优质亚基基因Ax1/Ax2*、高脂肪氧化酶活性等位变异Lox-B1a、抗穗发芽基因Rio Blanco type和TaSdr-B1a、木质素含量高的优异等位基因COMT-3Ba,均占比100%。硬质基因型Pinb-D1b、高分子量麦谷蛋白亚基(5+10)、抗条锈病基因Yr78和抗叶锈病基因Lr16在4个品种中的利用程度较高。未检出高千粒重等位基因Hap-A、穗粒数优异等位变异基因TaMoc-7A、籽粒硬度基因Pina-D1b/Null、Pinb-B2b、抗旱基因1-fehw3、抗白粉病基因Pm21、抗叶锈病基因Lr46和Lr48。该研究明确了4个漯麦品种的重要性状功能基因,为品种有效利用提供了重要的参考依据。
于2021年在云南陆良县选取分布于7个植烟乡镇的31处植烟地块,采用面上取样和模糊数学隶属函数模型等研究方法,比较了不同前茬作物下植烟土壤理化特性差异,初步评价了土壤肥力质量,并建立了其与烟叶质量的相关性。结果表明,绿肥为前茬作物的土壤全氮、速效钾、有机质、全钾含量与土壤阳离子交换量均最高,马铃薯为前茬作物的土壤氯含量较高。各处理土壤肥力综合评价得分值为0.589~0.763,绿肥为前茬作物的得分最高,其余依次为玉米、撂荒和马铃薯,对土壤肥力影响最高的因子为氯离子和有效磷含量。结构方程模型和相关性分析表明,前茬作物通过直接影响土壤理化性质而改变土壤肥力,进一步影响烟叶化学性质,最终影响烟叶质量。
以7个鲜食糯玉米品种为研究材料,比较鲜穗适宜采收期不同糯玉米品种籽粒可溶性固形物、可溶性糖、蔗糖、还原糖含量的差异以及与感官品尝各指标间的相关性。结果表明,参试糯玉米品种籽粒可溶性糖、蔗糖和还原糖含量在品种间存在极显著差异。适宜采收期可溶性固形物含量以京紫糯219(12.65%)最高,其次是京科糯768(12.51%),分别比对照品种苏玉糯2号高15.63%和14.35%;可溶性糖和蔗糖含量均以京科糯768最高,其次是京科糯2000E,可溶性糖含量分别为31.02和30.09 mg/g FW,比对照高31.05%和27.12%,蔗糖含量分别为33.12和29.85 mg/g FW,分别比对照苏玉糯2号高80.79%和62.94%;还原糖含量以京科糯2000E(1.88 mg/g FW)最高,其次是京科糯768(1.73 mg/g FW),分别比对照苏玉糯2号高9.21%和0.35%。相关性分析表明,鲜穗蒸煮后滋味、皮的薄厚和气味等评分均与籽粒可溶性固形物、可溶性糖和蔗糖含量呈显著正相关,感官品质总评分以京科糯768最高(91.33),其次是京紫糯219和京科糯2000E,分别为89.67和88.00。综合分析表明,京科糯768和京科糯2000E在适宜采收期可溶性固形物及相关糖分含量较高,口感甜糯相宜,适宜鲜食和速冻加工等用途。
苦荞籽粒中的黄酮含量除受遗传影响外,种植地点和土壤品质也是重要影响因素,为研究国内不同种植区域的苦荞籽粒中黄酮及重金属含量与种植地区之间的关系,收集四川、云南、贵州、陕西、甘肃、山西和宁夏等苦荞种植区域的苦荞原料和种植土壤样品,检测并分析籽粒黄酮类物质和重金属含量。结果表明,苦荞籽粒黄酮含量与种植地区海拔和纬度相关,高海拔、低纬度的云南和四川等地区苦荞黄酮含量较高;土壤重金属与籽粒重金属含量相关,四川和陕西等地土壤重金属含量低,其苦荞中重金属含量也相对较低。综合分析,四川苦荞不仅籽粒黄酮含量较高,且重金属含量也相对较低。
为探究适宜广西区域的高效木薯间作南瓜模式,试验共设5个处理,分别为木薯单作(C)、南瓜单作(株距60 cm,P60)、木薯间作南瓜(3种种植密度,南瓜株距分别为40、60和80 cm,记为CP40、CP60、CP80),每个处理重复3次,研究了木薯间作不同密度南瓜后对产量、经济效益及土地生产力的影响。结果表明,与C处理相比,间作降低了木薯的株高、茎径及单株结薯数,对产量及其构成因素没有显著影响;与P60处理相比,3种间作模式均极显著降低了南瓜产量,以CP60产量降幅最少。5个处理总产量表现为CP60>CP80>CP40>C>P60,可见3种间作模式的作物总产量、总收入、净收入均显著高于C和P60处理。木薯在间作系统中对总产量贡献显著大于南瓜。3种间作模式的土地当量比分别为1.68、1.82、1.69,土地生产力提高了68%~82%,说明该系统具有间作优势。研究表明木薯间作南瓜体系中以南瓜株距为60 cm时的土地当量比最大,且具有较高的产量与经济效益,是最适于广西地区推广的木薯间作南瓜模式。
抽穗期作为水稻的重要农艺性状,是决定其生长发育和产量形成的关键因素之一。光周期是影响水稻抽穗的主要环境因素,近年来,随着表观遗传修饰与环境因素交叉作用研究的不断增多,光周期调节水稻抽穗的分子机理及调控机制得到进一步完善。本文综述了光周期调节水稻抽穗的2个主要途径及其相关基因功能、表观遗传在光周期调控水稻抽穗的作用及外界因素对光周期途径的影响,为深入理解水稻抽穗的调控机理以及水稻种质改良和生产管理提供参考。
淀粉是水稻籽粒中含量最多的大分子物质,其组分及含量对于稻米的各项品质指标均有直接影响。本研究鉴定了1个新的粉质胚乳突变体(chalkiness and shrunken endosperm-2,cse-2),分析了突变体的农艺和品质相关性状,并对其开展了基因定位。结果表明,与野生型相比,突变体的株高、穗粒数和结实率等农艺性状以及淀粉含量、淀粉组分比例、淀粉粒形态结构、蛋白质含量、脂肪酸含量等品质性状均发生了显著变化。遗传分析表明,突变性状是由位于4号染色体上的1对隐性核基因控制。序列分析表明,精细定位区间内LOC_Os04g55230/FLO2基因第6064位碱基胞嘧啶(C)突变为胸腺嘧啶(T),形成TAA无义突变。以上结果证明,cse-2是已报道突变体flo2的一个新等位突变体。
为探究高粱籽粒胚乳质地及淀粉类型对高粱产量、株高和其他农艺性状的潜在影响,以一个粉质高粱品系作为母本,一个糯性高粱品系作为父本,于2021年进行人工杂交,2022年对F2胚乳表型重组群体进行随机抽样调查,以鉴定样本胚乳表型,测量和分析样本的产量、株高和其他农艺性状。结果表明,糯性淀粉类型显著降低了植株的单穗重,粉质胚乳质地显著降低了植株的单穗重、千粒重和株高。然而,选择出高产且具有糯性淀粉类型或粉质胚乳质地的品系是可能的,为了有效地识别出具有这种表型的高产品系,需要对其育种工作予以重视。
马铃薯晚疫病是制约马铃薯产业发展的主要病害之一,在马铃薯种植区普遍发生,种植感病品种如果防治不当可能绝产。在病害发生前开展马铃薯晚疫病监测预警,提早预防是控制该病害发展的重要措施,也可以减少农药使用量。本文综述了晚疫病监测预警的发展、现有的主要监测预警方法和未来的发展方向。为研究更精确的晚疫病监测预警技术提供参考。
为明确西北春谷区3个谷子品种的适宜种植密度,以延谷14号、长生07和晋汾107为试验材料,设置4个不同种植密度,分别为39万(D1)、51万(D2)、63万(D3)和75万株/hm2(D4),研究种植密度对谷子农艺性状及产量的影响。结果表明,随着种植密度增大,株高增加,谷子茎粗、穗长、穗粗、单穗重、穗粒重和千粒重逐渐降低。谷子产量表现出先增大后降低的趋势,延谷14号在D3处理下产量最高,达到5969.65 kg/hm2,长生07和晋汾107在D2处理下产量最高,分别达4606.47和4710.69 kg/hm2。春谷中晚熟区谷子适宜种植密度为51万~63万株/hm2。
为探究燕麦叶和茎中可培养内生真菌分布情况、群落组成及其功能特性,通过组织培养分离法对阴山北麓区燕麦拔节期叶片和茎的内生真菌分离纯化,利用ITS鉴定并分析其多样性,同时测定其溶磷、解钾和分泌生长素(IAA)能力。结果发现,燕麦的叶和茎中分离得到74株内生真菌,总定殖率为61.94%,总分离率为20.56%,经过分子鉴定属于2门12属,其中优势菌门为子囊菌门(Ascomycota),优势菌属为链格孢菌属(Alternaria,分离率=5.56%,分离频率=27.03%)和镰刀菌属(Fusarium,分离率=8.06%,分离频率=39.19%)。多样性分析发现,茎中分离的内生真菌多样性高于叶,其多样性指数和辛普森指数分别为3.51和0.78。相似性分析发现,叶和茎中内生真菌的相似系数为0.15。对分离得到的内生真菌的功能分析发现,79.73%的菌株具有溶磷能力,72.97%的菌株具有解钾能力,40.54%的菌株能够分泌IAA。根据内生真菌的功能将74株内生真菌分为4类,分别有41、5、21和7株菌株,最优第4类菌株大部分均具有溶磷、解钾能力,且分泌IAA的能力最强。燕麦地上部组织中的内生真菌物种较为丰富,可为内生真菌的应用提供菌种资源,不同内生真菌的功能差异较大,功能性较强菌株在农业生产中可能会发挥其潜在促生长特性。
为进一步提高玉米种子发芽率,探讨适宜的种子精选方法及参数,以郑单958为材料,通过种子形态自动化识别软件(Seed Identification)获取单粒玉米种子物理参数,并进行单粒种子发芽试验,研究玉米种子活力指标与其形态物理参数之间的相关性,筛选最优精选指标,同时采用单一指标分类法、二元逻辑回归模型和多层感知器神经网络模型预测种子发芽率,确定最佳精选方法。结果表明,幼苗芽长、根长、鲜重与种子物理参数R、A、S、B3呈显著相关。分别按170≤R≤190、10≤A≤20、16≤S≤24、71≤B3≤79进行单一指标精选,其发芽率由未筛选前的66.0%分别提升至72.1%、73.7%、75.0%、73.6%,获选率分别为56.8%、63.6%、52.3%和50.8%;二元逻辑回归模型方法使种子发芽率提高至80.9%,种子发芽获选率88.4%,模型稳定率97.3%;多层感知器神经网络模型方法下种子发芽率提高至82.9%,种子发芽获选率89.5%,模型稳定率97.7%。综上,物理指标R、A、S和B3值可作为玉米种子精选参数;相比单一指标和二元逻辑回归模型,多层感知器神经网络模型在预测种子发芽率、获选率和稳定性方面具有较强优势,可确定为最佳精选方法。
为明确黄芪幼苗对不同水分亏缺程度干旱胁迫的响应机制,以“同芪16-1”幼苗为试验材料,研究了不同干旱胁迫程度、胁迫时间及恢复浇水对黄芪幼苗生长、生理特性及次生代谢产物积累的影响。 结果表明,轻度和中度干旱胁迫4、8 d处理,随胁迫程度加深及胁迫时间延长,黄芪幼苗株高、地上部生物量、叶绿素含量和净光合速率逐渐降低,根长、地下部生物量、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)和游离脯氨酸(Pro)含量逐渐升高,根中次生代谢产物大量积累;中度干旱胁迫12 d处理,次生代谢产物积累显著减少,其余指标变化趋势与4、8 d处理基本一致。重度干旱胁迫下,随胁迫时间延长,除MDA和Pro含量持续升高外,其余指标均逐渐下降。复水后,轻度、中度胁迫各项指标基本恢复至对照水平,重度胁迫未能完全恢复,且胁迫时间长的处理仍与对照差异显著。由此表明,“同芪16-1”幼苗具有一定的抗旱性,从幼苗生长和生理生化等指标综合分析,不影响幼苗生长发育的土壤水分相对含水量为50%~60%,胁迫时间不大于8 d。
为探讨钙镁水滑石对双季稻糙米镉含量的影响及其适宜施用方式,通过2年大田试验研究了钙镁水滑石(CK,不施;T1,第1年早稻基施3000 kg/hm2;T2,第1年早稻基施1500 kg/hm2;T3,每年早稻基施1500 kg/hm2;T4,每季基施750 kg/hm2;T5,每季基施375 kg/hm2)对双季稻糙米镉含量与稻田土壤特性的影响。结果表明,随钙镁水滑石施入时间的延长,双季稻糙米镉含量显著降低,但降幅有品种间与年际间差异。2021年各品种糙米镉含量降幅随钙镁水滑石用量增加而增大,但T1、T2、T3处理间差异不显著;2022年糙米镉含量降幅均以T3处理最大。钙镁水滑石显著提高了土壤pH和养分含量,降低了土壤有效镉含量,2021和2022年分别以T1和T3处理效果最好。主成分分析与相关分析表明,钙镁水滑石用量与土壤有效镉含量、糙米镉含量呈显著负相关,与土壤pH及速效磷、速效钾、碱解氮含量呈显著正相关。可见,合理施用钙镁水滑石可改良土壤酸性,提高养分含量,降低土壤有效镉含量,最终使糙米镉含量下降,综上,本试验以T3为最佳处理。
以110份玉米新材料为试验材料,采用田间与室内鉴定相结合的模式,统计萌发期低温胁迫处理下玉米发芽率、发芽指数、发芽势、平均发芽时间、出苗率、出苗指数及其性状相对值等12个耐低温相关指标,通过方差分析、相关性分析、主成分分析和聚类分析方法对玉米新材料进行耐低温性综合评价。结果表明,110份玉米新材料低温萌发能力存在丰富的遗传变异,其中,相对发芽率、相对发芽指数和相对出苗指数可作为玉米萌发期耐低温性鉴定的重要参考指标;相关性分析表明,6个相对性状间呈极显著正相关;主成分分析将6个相对性状指标划分为2个独立的综合指标,累计贡献率达到94.20%;聚类分析将110份玉米新材料划分为6个耐低温等级,其中,耐低温性极强、强、中强、弱、中弱和极弱的分别有27、22、22、21、16和2份。
为探究氮肥减施对玮两优8612产量和稻米品质的影响,确定生产中氮肥减施的可行性,设置了0 (N0)、50(N50)、100(N100)、150(N150,一般氮肥施用量)和200 kg/hm2(N200)5个氮肥施用水平,连续开展3年大田试验,测试其产量、产量相关性状及稻米品质。结果表明,与N150相比,适当增施(N200)和减施(N100)氮肥,玮两优8612的产量无显著增产或减产,对稻米加工、外观以及蒸煮品质也没有显著影响;N100处理下稻米蛋白质含量降低,有助于食味品质提升。综上,土壤肥力中等偏上的条件下,在氮肥减施(N100)处理下超级稻玮两优8612无显著减产;同时加工和外观品质指标对施氮量不敏感,氮肥减施下蛋白质含量下降,可以改善其食味品质。
荞麦茎溃疡病是影响荞麦产量和品质的重要因素,选用常用真菌杀菌剂,测定其对荞麦茎溃疡病菌生物活性并进行田间防治效果试验。生物活性测定结果显示,40%氟硅唑EC、25g/L咯菌腈FS、15%三唑酮WP、40%福美·拌种灵WP抑制作用较好,其中40%氟硅唑EC 500 μg/mL抑制率最高,为89.7%,有效浓度EC50为1.56 μg/L。田间防治效果试验中,250 g/L嘧菌酯SC 675~855 mL/hm2、40 %氟硅唑EC 150~375 mL/hm2、250 g/L吡唑·醚菌酯EC 570 mL/hm2、40%福美·拌种灵WP 0.15~2.85 g/hm2和50%氟啶胺SC 375~480 mL/hm2防治效果较好,产量和净利润明显提升。生产中,荞麦茎溃疡病可以使用嘧菌酯、氟硅唑、吡唑·醚菌酯、福美·拌种灵和氟啶胺沟施防治。
绿豆作为一种重要的药食同源作物,单产水平较低,施用铁肥可提高植株的光合作用,进而提高绿豆产量和品质。设置2种铁肥施用方式(基施,B1;80%基施+20%喷施,B2)搭配4种铁肥施用量(0、250、500和750 kg/hm2,分别以CK、A1、A2和A3表示)的处理试验,研究对绿豆光合作用参数、产量及其相关指标和绿豆籽粒含铁量的影响。 结果表明,与CK相比,A3处理绿豆植株的叶绿素含量、叶绿素荧光参数、产量相关指标(株高、荚长、单株荚数、百粒重、籽粒产量、生物产量)及籽粒含铁量均显著提高。与B1方式相比,B2方式对光合系统Ⅱ实际光化学效率[Y(Ⅱ)]、光合电子传递速率(ETR)和籽粒含铁量有显著影响。因此,本研究认为750.00 kg/hm2的铁肥搭配80%基施+20%喷施能显著提高绿豆的产量和籽粒品质。
以连作3年的青花菜地为供试土壤、不施任何菌肥为对照(CK),设2种生物菌肥(M和K),4个施肥量处理,分别是300(T1)、600(T2)、900(T3)和1200 kg/hm2(T4),分析不同生物菌肥种类及用量对根际土壤理化性质和青花菜产量、品质的影响。 结果表明,与CK相比,施用2种生物菌肥均可显著提高脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性,显著降低pH,一定程度起到了改良土壤的作用。随着生物菌肥用量的增加,脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性均有递增趋势。施用2种生物菌肥对可溶性蛋白、硝酸盐、Vc和可溶性固形物均有显著影响,但不同用量生物菌肥效果各异,T3处理可显著提高Vc含量,T4处理可显著提高可溶性蛋白含量。不同生物菌肥的产值和经济效益受产量和生产投入的影响,施用效果可能与生物菌肥本身所含的有效活菌数有关。综合分析,施用600 kg/hm2菌肥M综合效果最佳,施用1200 kg/hm2菌肥M次之,施用900 kg/hm2菌肥K综合效果最差,菌肥M的各用量综合效果排名靠前,农业生产中推荐施用600 kg/hm2菌肥M。
以兴仁白壳和安国黑壳薏苡为材料,设置CO2浓度[自然CO2浓度(400±20 μmol/mol)和高CO2浓度(800±20 μmol/mol)],测定相关指标,分析CO2浓度变化对薏苡生长及生理特性的影响。结果显示,CO2浓度升高显著促进薏苡形态生长及生物量积累,兴仁白壳和安国黑壳的总生物量增幅分别为30.00%和20.85%。CO2浓度升高,2个品种的薏苡素含量均显著下降,兴仁白壳降幅更大;CO2浓度升高,兴仁白壳的过氧化氢酶(CAT)活性显著升高,增幅达133.89%,过氧化物酶(POD)活性及丙二醛(MDA)含量显著降低,安国黑壳的CAT、POD活性显著降低,降幅分别为69.25%、56.37%;CO2浓度升高,兴仁白壳的玉米素(ZA)、赤霉素(GA3)含量显著升高,生长素(IAA)、脱落酸(ABA)含量显著降低,降幅分别为38.04%、27.91%,安国黑壳的ZA、IAA、ABA含量均降低,IAA含量变化显著,降幅达64.91%,GA3含量显著增加,增幅达66.39%。综上,CO2浓度升高促进薏苡生长,对薏苡生理特性的影响存在品种间差异,安国黑壳薏苡对CO2浓度变化更敏感。
今年(2024年)冬小麦秋播形势总体有利,一是底墒普遍比较充足,有利于适墒播种。二是种子质量好,数量充足,能满足秋播用种需求。不利因素主要是自然灾害频发、重发,气象条件不确定性大。秋播关键技术以“四适”(适墒、适期、适量、适深)为主线,冬前管理围绕“四关键”(关键时期、关键地区、关键环节、关键技术),突出抓好“三环节”(整好地、播好种、出好苗),落实落细“双镇压”(播前镇压、播后镇压),努力实现“一提高”(提高冬前一类苗比例),奠定2025年小麦丰产基础。
采用耐盐燕麦品种张燕7号(A)和盐敏感品种坝莜18号(B)为试验材料,研究不同盐胁迫处理(对照0.0%、0.2%、0.4%和0.6%)对燕麦生长、光合生理特性及籽粒酚类物质含量的影响。结果表明,随着盐浓度增加,品种A和B出苗率、株高、单株干重、单株鲜重和叶片含水量都显著降低;在0.2%盐浓度下,2个品种的净光合速率、胞间CO2浓度、超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性都显著高于对照;在0.4%盐浓度处理下相对叶绿素含量和蒸腾速率显著高于对照。在0.6%浓度盐处理下气孔限制值达到最高峰,品种A较B高。盐浓度分别在0.6%和0.4%时,品种A和B籽粒总酚和总黄酮含量达到最高水平。盐浓度0.6%时,2个品种籽粒的抗氧化能力达到最高。综上所述,盐胁迫会影响植株的生长,降低光合指标,提高燕麦的酶活性、酚类物质及抗氧化能力,且盐胁迫对盐敏感品种坝莜18号的抑制作用大于耐盐品种张燕7号。
为探究高低畦栽培模式对小麦病虫草害的影响,设置2种栽培模式(小畦平作:SFB;高低畦:HLB),研究不同栽培模式下小麦田病虫草害发生情况。结果表明,与小畦平作相比,高低畦处理下杂草为害明显减轻,数量降低22.26%~27.87%,鲜重降低50.06%~66.94%。不同栽培模式对小麦蚜虫、红蜘蛛和麦叶蜂的发生均有显著影响,高低畦处理红蜘蛛发生数量较小畦平作处理降低4.65%~28.81%,而蚜虫和麦叶蜂发生数量均有不同程度提高。高低畦模式下小麦纹枯病、白粉病和茎基腐病病株(叶)率和病情指数均有所降低。因此,该模式在黄淮海井灌区具有广阔的应用前景,该模式下应重点防治小麦白粉病、小麦蚜虫、麦叶蜂等病虫害,也需加强对其他病虫害的监测。
为探究雾培条件下外源激素对马铃薯叶片气孔密度和块茎产量的影响,以费乌瑞它和甘农薯7号为试验材料,设置叶面喷施10 mg/L 6-苄氨基嘌呤(6-BA)、0.1 mmol/L茉莉酸甲酯(MeJA)和0.1 mg/L油菜素内酯(BR)处理。结果表明,3种激素处理均可不同程度增加马铃薯叶片气孔密度,其中喷施10 mg/L 6-BA,费乌瑞它叶片近轴面和远轴面气孔密度较对照分别增加13.89%、6.74%,甘农薯7号分别增加了12.02%、3.38%;喷施0.1 mmol/L MeJA,费乌瑞它叶片近轴面和远轴面气孔密度分别较对照增加26.98%、29.43%,甘农薯7号分别增加12.75%、15.25%;喷施0.1 mg/L BR,费乌瑞它叶片近轴面和远轴面气孔密度分别较对照增加11.78%、10.70%,甘农薯7号分别增加28.84%、39.15%。喷施10 mg/L 6-BA使费乌瑞它与甘农薯7号单株结薯数较对照分别增加10.00%、23.67%,单株产量较对照分别增加23.24%、28.31%%;喷施0.1 mmol/L MeJA,费乌瑞它的单株产量较对照极显著增加17.66%,甘农薯7号的单株结薯数较对照显著增加19.86%;喷施0.1 mg/L BR,费乌瑞它、甘农薯7号的单株结薯数较对照分别增加19.84%、47.89%。研究结果表明,雾培条件下叶面喷施10 mg/L 6-BA、0.1 mmol/L MeJA、0.1 mg/L BR可增加马铃薯气孔密度,并通过增加单株结薯数提高块茎产量,且近轴面与远轴面的气孔密度均与单株结薯数呈极显著正相关。
为探索新疆棉区生物降解地膜覆盖下棉田土壤水热特性及其适宜灌溉量,以地膜为主区,设新疆宝利丰达热氧―生物双降解地膜(BF)、宿州天壮全生物降解地膜(TZ)、蓝山屯河生物降解地膜(LS)和聚乙烯地膜(PE)4个处理;灌溉定额为副区,设3150(亏缺灌溉,W1)、4050(常规灌溉,W2)和4950 m3/hm2(增量灌溉,W3)3个处理,PE为对照,研究生物降解地膜和灌溉定额对棉田土壤温度、水分分布、产量及其构成因素的影响。 结果表明,地膜的降解率表现为BF>TZ>LS>PE。相同地膜覆盖下,W3处理较W1和W2处理可增加0~30cm土层土壤含水率,土壤温度降低,可促进棉花根系对土壤水分的吸收,籽棉产量分别提高3.15%和1.49%。与PE相比,BF和LS保温保墒效果较弱,不利于棉花的生长发育,产量降低,而TZ降解速率适中,籽棉产量达5665.20~5776.36 kg/hm2,当灌溉定额较W3高6.53%时,籽棉产量增加1.27%。因此,天壮全生物降解地膜和灌溉定额在4050~5361 m3/hm2范围内组合,在南疆棉区应用可使土壤保持较好的温度和水分,确保产量不下降的同时降低残膜污染。
为探讨聚糠萘合剂(PKN)对东北地区高粱不同密度群体叶片衰老与产量的影响,于2021-2022年在中国农业科学院公主岭试验站(124°48′43″ E,43°29′55″ N)以龙杂25号和吉杂127号为试验材料,设置聚糠萘合剂和密度梯度处理,研究密度梯度对东北地区高粱叶片衰老与产量的影响以及PKN的调控效应。结果表明,花期到成熟期,随着种植密度增加,2个高粱品种单株叶面积减小,旗叶叶绿素相对含量(SPAD值)降低,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性降低,丙二醛(MDA)含量增加,上述指标在2个品种间存在差异。PKN处理可显著提高各密度下2个高粱品种旗叶SOD、CAT和POD活性以及SPAD值,显著降低MDA含量;显著减小单株叶面积降幅,延缓植株衰老进程。PKN处理后,各密度条件下,龙杂25号和吉杂127号较各自对照分别增产1.86%~7.61%和5.39%~8.94%;2个高粱品种均在12.75万株/hm2密度下显著增产,增幅分别为7.61%和7.82%。因此,合理的种植密度配合喷施PKN可作为东北地区高粱高产稳产栽培的重要技术措施。
为探究有机质提升下马铃薯对土壤氮、磷、钾养分的吸收利用特点,采用中晚熟品种青薯9号,在2个基础肥力差异较大的试验点,设置有机质0(T1)、975(T2)、1950(T3)、2925(T4)和3900 kg/hm2(T5)5个有机质用量处理,并设不施肥处理(T0),研究有机质施用总量增加对土壤养分含量与微生物数量,及对中晚熟品种青薯9号产量、干物质积累量和养分吸收利用情况的影响。结果表明,有机质施入总量增加能有效提高土壤养分含量和土壤微生物数量;随着有机质施入量的增加,马铃薯产量、养分积累量以及养分利用率、肥料贡献率、肥料偏生产力与土壤细菌/真菌比率均呈现先增后减的趋势,且基础肥力较高试验点高于基础肥力较低试验点。在基础肥力较高的歇马试验点和基础肥力较低的尖山试验点分别施入有机质975和1950 kg/hm2时其产量最佳,较T1处理分别增产11.84%和8.22%。综上,施入有机质对肥料利用率、偏生产力与肥料贡献率的作用更突出;土壤肥力较高时,马铃薯更易于达到高产目标;施入过多或过少有机质均不利于马铃薯的营养吸收与产量形成。
药用野生稻具有丰富的遗传多样性并含有大量的优异基因,是稻类遗传资源的重要组成部分。与其他野生稻相比,药用野生稻种质资源和多组学的研究相对滞后。为了给药用野生稻资源保护和育种研究提供参考依据,本文从种质资源、基因组、转录组和蛋白质组研究4个方面对药用野生稻遗传学研究现状及其进展进行评述,并对其研究前景进行展望。
以4个杂交籼稻品种(Y两优900、两优培九、珞优10号和川优6203)为材料,在0(N1)、90(N2)和180 kg/hm2 N(N3)3个氮肥及22.2(D1)和33.3株/m2(D2)2个种植密度处理下进行大田试验,以此研究增密减氮栽培对稻米品质的影响。结果表明,两优培九、珞优10号和川优6203在增密减氮栽培(N2D2)下的产量较正常氮正常密度(N3D1)处理分别增加10.0%、9.2%和7.6%,而Y两优900在2个处理间产量差异不显著。N2D2处理显著降低了稻米的加工品质,整精米率降低15.3%;但改善了外观品质,垩白度和垩白粒率分别降低26.9%和9.7%;同时还使直链淀粉和总蛋白含量分别降低6.2%和21.9%。此外,N2D2处理提高了稻米的峰值黏度、热浆黏度、最终黏度和崩解值,降低了消减值。综上,增密减氮栽培对水稻产量和品质的影响存在显著的品种间和年际间差异,整体上表现为在稳定产量的同时改善了稻米的外观品质,显著提高了稻米的蒸煮食味品质,但降低了稻米的加工和营养品质。因此,增密减氮栽培在一定程度上可以协同丰产和优质。
以发酵液菌量为筛选指标,采用单因素方法筛选菌株PBSH9的最佳碳源、氮源、接种量、pH、温度及培养时间,以优化发酵培养条件。 结果表明,小麦麸皮最有利于菌株PBSH9的生长,将小麦麸皮以1%浓度替代高氏1号培养基的可溶性淀粉时,菌株PBSH9发酵液菌落数为1.04×1011CFU/mL,抑菌率为60.3%;豆粕饼粉最有利于菌株PBSH9的生长,以0.5%浓度取代高氏1号培养基的硝酸钾时,菌落数及抑菌率最大,分别为1.24×1011 CFU/mL和55.6%;将浓度为1×108 CFU/mL种子液以4%比例接种到高氏1号培养基中,发酵液菌量和抑菌率最大,菌落数为1.45×1011 CFU/mL,抑菌率为71.9%;菌株PBSH9 pH 6.0~7.0抑菌率最高,分别为66.3%和65.8%;28 ℃时发酵液菌落数和抑菌率最大,菌落数为1.02×1012 CFU/mL,抑菌率为69.1%;在优化发酵培养基中培养6 d时,菌量最大,抑菌率(71.9%)最高。
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