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1. 玉米叶片“源”的高温胁迫阈值研究
张学鹏, 李腾, 王彪, 刘晴, 刘涵瑜, 陶志强, 隋鹏
作物杂志    2021, 37 (2): 62-70.   DOI: 10.16035/j.issn.1001-7283.2021.02.009
摘要169)   HTML8)    PDF(pc) (13157KB)(1119)    收藏

为了明确玉米叶片“源”的高温胁迫温度阈值,采用盆栽试验,利用可精准控温(模拟大气温度变化)的人工气候室,以日最高温32℃为对照,分别设置日最高温34℃、36℃和38℃ 3个处理,于玉米拔节期进行持续10d的温度控制试验,比较叶片光合作用光反应和暗反应阶段对不同高温的响应,以及叶片气孔和叶绿体超微结构的变化。光反应阶段,38℃处理下的光系统Ⅱ最大光化学量子产量(Fv/Fm)和实际光化学量子产量Y(Ⅱ)与其他处理相比均显著降低,但胁迫解除后均恢复至正常水平,而其他3个处理无显著性差异;暗反应阶段,与对照相比,36℃和38℃处理的叶片净光合速率(Pn)均显著降低,胞间CO2浓度(Ci)均显著升高,且38℃处理在胁迫解除后Pn未能恢复。透射电镜结果显示,在36℃和38℃处理下,叶绿体结构逐渐紊乱降解,脂质球体含量增加,淀粉粒合成减少。综上可知,对于玉米叶片“源”,日最高温的胁迫阈值是36℃,阈值附近的高温胁迫主要是限制光合作用的暗反应阶段。

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2. 利用近缘种属优良基因改良小麦研究进展
贾子苗, 邱玉亮, 林志珊, 王轲, 叶兴国
作物杂志    2021, 37 (2): 1-14.   DOI: 10.16035/j.issn.1001-7283.2021.02.001
摘要398)   HTML42)    PDF(pc) (68562KB)(872)    收藏

小麦是我国以及全球最重要的粮食作物之一。随着人口增长、气候变化和人们对高品质生活的追求,需要培育高产、多抗且优质的小麦品种,确保小麦安全生产和小麦产业健康发展。由于在培育小麦新品种过程中严格持续不断的人工选择,小麦初级基因库已得到充分开发。利用小麦的近缘次级基因库,将传统的育种技术和分子育种技术结合,通过细胞遗传学、分子标记辅助选择和基因工程等方法将小麦近缘种属中的优良基因引入到小麦染色体组中可突破这一育种瓶颈,培育符合当代育种目标的小麦新品种。本文简要介绍了将小麦主要近缘种属及将其蕴含的优良性状和优良外源基因引渗到小麦基因组中的主要技术及特点,重点综述了利用近缘种属优良基因改良小麦抗病性、品质和生长发育等性状的最新研究进展,讨论了目前存在的问题和发展趋势,以期促进小麦近缘种属优良基因的挖掘和新品种培育。

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3. 无人机遥感在作物监测中的应用研究进展
田婷, 张青, 张海东
作物杂志    2020, 36 (5): 1-8.   DOI: 10.16035/j.issn.1001-7283.2020.05.001
摘要732)   HTML36)    PDF(pc) (874KB)(465)    收藏

无人机作为新型遥感平台,近年来发展迅速,应用领域不断拓展。无人机遥感技术被广泛用于作物监测,在农田作物长势监测、农作物营养诊断和产量估测等方面有所突破。本文从无人机遥感技术的特点、无人机平台的选择和传感器类型、在作物监测上的主要应用3个方面做了较为详细的综述,对无人机发展的难点进行了讨论,并对无人机遥感技术在作物监测上应用进行了展望。

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4. 水稻根系形态生理及其与稻米品质关系的研究进展
朱安,高捷,黄健,汪浩,陈云,刘立军
作物杂志    2020, 36 (2): 1-8.   DOI: 10.16035/j.issn.1001-7283.2020.02.001
摘要455)   HTML33)    PDF(pc) (903KB)(446)    收藏

水稻根系是吸收水分和养分的重要器官,也是合成和分泌植物激素、有机酸等物质的重要场所。根系形态和生理对水稻产量和品质形成有重要影响。本文综述了水稻根系主要形态生理指标及其与稻米品质的关系,并提出了未来加强水稻根系形态生理与稻米品质关系的研究方向,以期为水稻高产优质栽培根系调控提供理论依据。

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5. 玉米早期籽粒中强表达启动子的筛选
王莉, 王作平, 张中保, 白玲, 吴忠义
作物杂志    2020, 36 (4): 114-120.   DOI: 10.16035/j.issn.1001-7283.2020.04.016
摘要339)   HTML6)    PDF(pc) (5288KB)(434)    收藏

在植物基因表达调控的过程中,启动子作为调控基因表达的顺式元件起着重要作用。为了筛选在玉米早期籽粒中强表达的启动子,选取6个启动子pCaMV35SD、pUbiquitin、pZmActin1、pZmSTK2、pZm66589和pZmbHLH148,分别构建EGFP表达载体并转染玉米原生质体,快速验证载体功能构建的正确性;同时采用花粉磁转染法将6个表达载体导入玉米自交系郑58中,并对不同启动子驱动的EGFP载体在授粉后48h玉米籽粒中的荧光强度和荧光检出率进行观察和统计分析。结果表明,6个启动子驱动EGFP表达载体构建正确;pCaMV35SD启动子驱动EGFP表达载体的荧光最强,6个启动子驱动EGFP表达载体由强到弱依次为pCaMV35SD>pZmSTK2>pZm66589>pZmbHLH148>pUbiquitin>pZmActin1,其荧光检出率分别为27.17%、27.17%、29.83%、23.84%、13.40%和30.57%。

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6. 5个工业大麻品种(系)纤维产量及产量构成因素的相关性分析
张晓艳, 王晓楠, 曹焜, 孙宇峰
作物杂志    2020, 36 (4): 121-126.   DOI: 10.16035/j.issn.1001-7283.2020.04.017
摘要274)   HTML4)    PDF(pc) (1765KB)(389)    收藏

以自主选育的5个工业大麻品种(系)为研究对象,采用随机区组试验,对纤维产量与产量构成因素进行相关和通径分析,分析参试品种(系)纤维产量、产量构成因素的变化及关系。结果表明,参试工业大麻品种(系)的单株纤维产量及产量构成因素差异显著;单株原茎重与单株纤维产量呈极显著相关,茎粗、单株干茎重、全麻率与单株纤维产量呈显著相关,相关系数的大小依次为单株原茎重(0.962)>全麻率(0.943)>茎粗(0.917)>单株干茎重(0.912)>株高(0.808)>干茎制成率(0.725);单株纤维产量与单株原茎重、单株干茎重、全麻率、株高、干茎制成率的回归方程达显著水平,通径分析结果表明,对单株纤维产量直接贡献最大的是单株原茎重,其次是全麻率,而株高、单株干茎重、干茎制成率其对单株纤维产量的影响主要是通过影响单株原茎重和全麻率的间接作用而产生的。

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7. 玉米ZmGS5基因克隆、分子特性分析及对拟南芥的遗传转化
刘晓丽, 韩利涛, 魏楠, 申飞, 蔡一林
作物杂志    2021, 37 (1): 16-25.   DOI: 10.16035/j.issn.1001-7283.2021.01.003
摘要227)   HTML7)    PDF(pc) (68799KB)(379)    收藏

高产是玉米育种的重要目标,籽粒大小是决定籽粒产量的重要因子。基于水稻中控制籽粒大小的OsGS5基因编码序列,利用同源克隆方法,获得了玉米ZmGS5基因,其cDNA全长为1 695bp,开放阅读框1 491bp,编码496个氨基酸,含有Peptidase-S10结构域、1个信号肽和1个丝氨酸羧肽酶(serine carboxypeptidases,SCP)类蛋白所特有的催化活性中心,这些都与SCP家族结构特点相符,也与OsGS5相关研究结果相同;磷酸化位点分析结果表明,ZmGS5含有丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸等蛋白激酶识别位点。qRT-PCR分析显示ZmGS5在雄穗和叶片中的表达量较高,而在胚及胚乳中的表达量相对较低。除此之外,采用农杆菌介导法,建立了拟南芥的遗传转化体系,得到纯合转基因株系,T3代转基因拟南芥种子千粒重为0.0169g,较野生型千粒重(0.0139g)高。

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8. 小麦Fhb1基因定位、克隆及其在抗赤霉病育种中利用的研究进展
刘东军, 宋维富, 杨雪峰, 赵丽娟, 宋庆杰, 张春利, 辛文利, 肖志敏
作物杂志    2020, 36 (4): 16-20.   DOI: 10.16035/j.issn.1001-7283.2020.04.003
摘要370)   HTML8)    PDF(pc) (1784KB)(371)    收藏

赤霉病已成为小麦第一大病害,严重影响小麦的产量和品质。目前,抗性品种结合化学防治的方法成为当前防治赤霉病的最有效途径。小麦赤霉病抗性受多种基因控制,其中,Fhb1基因抗性效应最大,且抗性稳定,在小麦赤霉病抗性方面具有重要作用。本文综述了赤霉病主效抗性基因Fhb1的定位、分子标记和克隆技术的最新研究进展。利用选择性回交技术和矮败小麦平台将Fhb1基因导入当地小麦中可提升赤霉病抗性,进而结合化学防治方法为我国小麦安全生产提供保障。

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9. 水稻重金属镉代谢的生理和分子机制研究进展
马卉,焦小雨,许学,李娟,倪大虎,许蓉芳,王钰,汪秀峰
作物杂志    2020, 36 (1): 1-8.   DOI: 10.16035/j.issn.1001-7283.2020.01.001
摘要399)   HTML39)    PDF(pc) (699KB)(368)    收藏

水稻籽粒镉污染是一个世界范围内广泛存在和亟待解决的问题。有关控制镉积累的数量性状位点(QTL)和调节水稻镉积累及分配的重要功能基因被广泛研究和报道,揭示了水稻中镉积累的遗传多样性。本文主要回顾和总结水稻中镉的吸收、转运、积累和外排的生理和分子机制,概述目前学者们在培育“低镉大米”方面所做的一些研究,并讨论了降低籽粒中镉含量的现存问题及发展方向。

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10. 产吲哚乙酸(IAA)促生菌的分离鉴定及对烟草种子萌发和幼苗生长发育的影响
陈越,李虎林,朱诗苗,闫寒,郎彬,姬文秀
作物杂志    2020, 36 (2): 176-181.   DOI: 10.16035/j.issn.1001-7283.2020.02.027
摘要168)   HTML8)    PDF(pc) (2213KB)(364)    收藏

为获得用于烟草的优良微生物肥料菌种资源,探讨其对烟草种子萌发、幼苗生长的影响,从延边地区烟草根际土壤中分离筛选具有产吲哚乙酸(IAA)能力的菌株并进行分子鉴定,研究该单一菌及混合菌剂对烟草种子萌发和幼苗生长发育的影响。结果表明,鞘氨醇杆菌属(Sphingobacterium sp.)m-53与咸海鲜球菌属(Jeotgalicoccus sp.)m-60产IAA效果较好,m-53、m-60及二者混合菌剂的最佳培养时间分别为24、48和48h,其对应的IAA产量分别为98、41和141mg/L。与对照相比,单一菌和混合菌剂均能促进烟草种子萌发及幼苗生长,尤以混合菌剂的效果最佳。m-53和m-60可单独施用或混合施用均作为烟草微生物肥料的备选资源。

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11. 稻田种养绿色发展技术
江洋,汪金平,曹凑贵
作物杂志    2020, 36 (2): 200-204.   DOI: 10.16035/j.issn.1001-7283.2020.02.031
摘要168)   HTML6)    PDF(pc) (2006KB)(340)    收藏
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12. 我国北方旱作农田保护性耕作发展与展望
齐华,李从锋,赵明,姜英
作物杂志    2020, 36 (2): 16-19.   DOI: 10.16035/j.issn.1001-7283.2020.02.003
摘要226)   HTML9)    PDF(pc) (2601KB)(336)    收藏

保护性耕作是旱地耕作制度的重要组成部分,我国自2002年开始在全国范围内大规模推广保护性耕作。通过少耕、免耕及秸秆还田等综合配套措施,减少农田土壤侵蚀,保护农田生态环境,达到生态、经济效益协调发展的目的。对我国北方旱作农田土壤耕作发展历程、保护性耕作主要成就进行了梳理,并对未来我国北方旱作农田保护性耕作面临的新任务进行了展望,为气候变化条件下旱作农田持续高效发展提供借鉴。

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13. 澳大利亚农业氮肥施用概况及对我国氮肥施用的启示
许宁, 钟大森, 吴长付
作物杂志    2021, 37 (1): 1-6.   DOI: 10.16035/j.issn.1001-7283.2021.01.001
摘要384)   HTML13)    PDF(pc) (520KB)(334)    收藏

澳大利亚是全球优质农牧业产品的重要出口大国,其农业绿色发展水平与出口农牧产品品质均享誉世界,而其化肥尤其是氮肥用量却明显低于我国。近年来,虽然我国在科学施用氮肥的技术方面取得了一定的进步,但与发达国家相比仍有明显不足。本文系统分析了澳大利亚在降低氮肥施用量、优化氮肥施用方式和提高氮肥利用率等方面的技术、政策和管理等典型做法,以期为我国氮肥施用管理和技术创新等方面提供经验参考和政策借鉴。

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14. 不同土壤条件下化学调控对小麦产量和品质的影响
王玉娇, 曹祺, 常旭虹, 王德梅, 王艳杰, 杨玉双, 赵广才, 石书兵
作物杂志    2021, 37 (2): 96-100.   DOI: 10.16035/j.issn.1001-7283.2021.02.013
摘要185)   HTML6)    PDF(pc) (740KB)(327)    收藏

为探究不同土壤条件与不同化控剂结合对小麦产量及品质的调控效应,通过盆栽方式,研究农麦5号在黑土(A1)和潮土(A2)条件下,在拔节初期喷施清水(B1)、矮壮素(B2)和吨田宝(B3)对其籽粒产量和品质的影响。结果表明,小麦株高、穗长、穗粒数、千粒重、籽粒产量和蛋白质产量在相同化控处理下均表现为A1>A2,其中潮土条件下籽粒产量和总蛋白质产量分别较黑土低56.0%和55.1%,小麦的总蛋白质及其组分含量均为A2>A1。小麦籽粒产量和穗粒数在黑土条件B2处理下达到最大值,株高和穗长在B3处理下达到最大值;在潮土条件下使用化学调控剂处理中,小麦籽粒总蛋白质含量显著高于B1处理,其中清蛋白、球蛋白和醇溶蛋白含量均表现为B2>B3>B1,且差异显著。因此,不同土壤条件配合使用适宜化控剂可以有效促进小麦优质高产,即在黑土条件下配合使用化学调控剂可以显著提升小麦产量;在潮土条件下配合使用化学调控剂可以显著提升小麦品质。

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15. 不同水稻品种幼苗期耐盐性评价
张治振, 李稳, 周起先, 孙伟, 郑崇珂, 谢先芝
作物杂志    2020, 36 (3): 92-101.   DOI: 10.16035/j.issn.1001-7283.2020.03.015
摘要270)   HTML5)    PDF(pc) (242880KB)(306)    收藏

水稻是盐碱地改良利用的重要作物。水稻幼苗期对盐胁迫敏感,筛选幼苗期高耐盐水稻品种是利用水稻进行盐碱地改良的关键。通过分析收集的15个粳稻品种在盐胁迫下的形态和生理特性,综合评价不同水稻品种幼苗期的耐盐性。形态分析结果表明: 150mmol/L NaCl处理下,所有试验材料的生长均受到抑制,出现植株变矮、根长变短和叶片枯萎等表型,其中盐胁迫对宁粳44、南粳46和盐丰47(对照)生长抑制相对最弱,死叶率最低;200mmol/L NaCl处理下,宁粳44、南粳46和盐丰47的存活率最高。耐盐指数结果表明,盐丰47的综合性状最好,其次是南粳46和宁粳44。生理特性结果表明: 150mmol/L NaCl处理下所有试验材料的超氧化物歧化酶(SOD)活性及丙二醛、脯氨酸和可溶性糖含量均有所增加,其中南粳46的SOD活性较其他参试材料高;南粳46、盐丰47和宁粳44的丙二醛含量增加幅度较小,脯氨酸及可溶性糖含量增加幅度大于其他参试材料。推测南粳46、盐丰47和宁粳44具有较强的过氧化物清除能力和渗透调节能力,这可能是其幼苗期具有较强盐胁迫耐性的生理机制。综上所述,筛选到的幼苗期耐盐性较强的水稻品种为南粳46和宁粳44。

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16. 秸秆还田下水稻丰产与甲烷减排的技术模式
张俊, 邓艾兴, 尚子吟, 唐志伟, 严圣吉, 张卫建
作物杂志    2021, 37 (6): 230-235.   DOI: 10.16035/j.issn.1001-7283.2021.06.037
摘要303)   HTML19)    PDF(pc) (765KB)(306)    收藏

依托作者主持的“十三五”国家重点研发计划项目,提出了一种新型实用的秸秆好氧还田耕作与水稻丰产减排栽培的稻作新模式,并总结分析了该模式大面积示范的综合效益及推广应用的技术要点。该稻作模式以秸秆切碎匀抛、稻田旱耕湿整和增密调氮控水为关键技术,改善稻田耕层的通透性和水稻通气组织的输氧能力及抗倒防衰性能,提高耕层和水稻根际氧含量,实现秸秆还田下水稻丰产与甲烷减排协同。在我国水稻主产区大面积示范中,高产条件下取得氮肥利用增效30.2%~36.0%、稻作节本增收8.3%~9.7%和甲烷减排31.7%~75.7%的显著效果。最后就该稻作模式的大面积推广应用,从政府激励机制和配套技术等层面提出了一些建议。

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17. 不同施氮量对冬小麦光合生理指标及产量的影响
陈天鑫,王艳杰,张燕,常旭虹,陶志强,王德梅,杨玉双,朱英杰,刘阿康,石书兵,赵广才
作物杂志    2020, 36 (2): 88-96.   DOI: 10.16035/j.issn.1001-7283.2020.02.014
摘要264)   HTML7)    PDF(pc) (3707KB)(301)    收藏

为了探索不同施氮量对冬小麦光合生理指标及产量的影响,在中国农业科学院作物科学研究所北京试验基地,以3个强筋冬小麦品种藁优2018(C1)、师栾02-1(C2)、石优20(C3)和1个中筋冬小麦品种济麦22(C4)为试验材料,设置0、180、210、240、270kg/hm 2 5个氮肥处理,分别用N0、N180、N210、N240、N270表示。结果表明:N240处理下不同冬小麦品种的旗叶净光合速率、SPAD值、旗叶长度、旗叶宽度,叶面积指数、归一化差值植被指数、籽粒产量及其构成因素等指标均达到最高值,且显著高于不施氮肥的处理,但与N270处理间无显著差异。综合考虑光合生理、植株性状、产量构成因素等指标,施氮量240kg/hm 2是充分发挥不同冬小麦品种植株光合性能及产量潜力的适宜施氮水平。

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18. 水稻旱直播栽培发展现状、问题及应用前景
轧宗杰,卢树昌,侯琨
作物杂志    2020, 36 (2): 9-15.   DOI: 10.16035/j.issn.1001-7283.2020.02.002
摘要290)   HTML15)    PDF(pc) (775KB)(299)    收藏

粮食安全是世界各国关注的重要课题。水稻生产在粮食安全中起着重要作用,而传统水稻种植与水资源紧缺、劳动成本高等矛盾日益突出。水稻旱直播栽培技术越来越得到各国研究者高度重视。本文分析了国内外关于水稻旱直播栽培的发展研究现状,表明水稻旱直播栽培具有省工、节水、便于机械化种植,能提高水肥利用率及降低劳动成本等特点与优势,同时也指出该种栽培方式存在杂草和倒伏问题较难控制、对田间管理要求较高及稻米品质较差等不足,提出水稻旱直播栽培技术可以缓解我国水资源紧缺情况,提高水稻生产效率,对保障我国粮食安全起重要作用,在我国水稻生产中具有广阔的应用前景。

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19. 黄淮海夏大豆品种(系)主要农艺性状的综合性分析
常世豪, 杨青春, 舒文涛, 李金花, 李琼, 张保亮, 张东辉, 耿臻
作物杂志    2020, 36 (3): 66-72.   DOI: 10.16035/j.issn.1001-7283.2020.03.011
摘要223)   HTML7)    PDF(pc) (5272KB)(299)    收藏

以2018年黄淮海区试60个夏大豆参试品种(系)为材料,对12个主要农艺性状进行综合性分析。统计分析结果显示: 中组平均产量最高,南组平均粗蛋白含量最高;有效分枝数的变异系数最高,生育期的变异系数最低。相关性分析结果显示: 产量与单株有效荚数、单株粒数呈显著正相关,与单株粒重呈极显著正相关,与主茎节数呈显著负相关;百粒重与株高、主茎节数呈显著负相关,与单株有效荚数、单株粒数呈极显著负相关;粗蛋白含量与粗脂肪含量呈极显著负相关。主成分分析结果显示: 12个主要农艺性状被提取到4个主成分,累计贡献率达76.78%。聚类分析结果显示: 60个品种(系)被分为2大类,每类又分为2个亚群,但60个品种(系)未按照北组、中组和南组的地域而区分开,说明黄淮海区域大豆品种(系)遗传背景相似。

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20. 过表达FtbZIP5提高苦荞毛状根黄酮积累及其耐盐性
翁文凤, 伍小方, 张凯旋, 唐宇, 江燕, 阮景军, 周美亮
作物杂志    2021, 37 (4): 1-9.   DOI: 10.16035/j.issn.1001-7283.2021.04.001
摘要168)   HTML17)    PDF(pc) (1223KB)(299)    收藏

bZIP转录因子不仅在植物盐胁迫网络中起着重要的作用,还可调节植物类黄酮的积累。在苦荞品种川荞1号中克隆了1个具有转录激活活性的bZIP家族基因FtbZIP5FtbZIP5基因能被NaCl和脱落酸(ABA)诱导表达,在茎和叶中的表达高于根中。对过表达FtbZIP5基因毛状根的总黄酮含量进行检测,结果显示,总黄酮含量在过表达株系中显著高于野生株系。同时检测其类黄酮合成途径中关键酶基因的表达量,其中黄烷酮-3-羟化酶基因(F3H)的表达量较高。可推测该过表达毛状根株系中总黄酮的积累与F3H的表达有关。在NaCl(100mmol/L)胁迫下,各株系的总黄酮积累受到抑制,过表达株系的含量减少至0.63mg/g。并且,在这种压力下,F3H的表达水平仍然高于对照。植株在受到胁迫后,对照株系的过氧化氢酶(CAT)活性显著低于过表达株系。随着野生型植株受到胁迫的增强丙二醛(MDA)含量增加,但过表达株系的含量趋于稳定。以上结果表明,在过表达FtbZIP5毛状根中,总黄酮的积累可能是通过关键酶基因F3H的上调表达来调节的。并且FtbZIP5可提高苦荞毛状根耐盐性。通过解析FtbZIP5对苦荞毛状根中总黄酮积累及植株耐盐性的影响,为荞麦耐盐性和解析其耐盐机制研究奠定基础。

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21. 小麦有机生产现状与分析——以湖北省南漳县稻茬麦有机产品认证为例
刘勇, 刘易科, 朱展望, 田进东, 陈泠, 邹娟, 赵发文, 关健, 高春保, 佟汉文
作物杂志    2020, 36 (3): 16-21.   DOI: 10.16035/j.issn.1001-7283.2020.03.003
摘要163)   HTML4)    PDF(pc) (851KB)(285)    收藏

作为有机农业的重要组成部分,小麦有机生产对于改善农业生态环境、增加优质农产品供给和促进农业增效、农民增收具有重要意义。以湖北省南漳县小麦有机生产为例,总结了发展小麦有机生产在改善农业生态环境、标准生产过程和提高种植效益方面取得的主要成效;分析了适度规模经营、中长期规划和集成绿色综合防控技术等措施缓解小麦有机生产中存在的监管难、周年生产衔接难和病虫草害防控难等问题的进展;提出了通过积极拓宽销售渠道、加快新品种新技术转化以及与养殖业的合理布局和深度融合等建议,以助力小麦有机产品认证基地创建。因地制宜地利用有机农业理论和技术改造常规农业,可更广泛地促进我国小麦产业健康持续发展。

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22. 烟草Nt14-3-3-like C基因的克隆与功能分析
宋坤锋, 郝风声, 姚欣, 王静, 刘卫群
作物杂志    2021, 37 (5): 6-13.   DOI: 10.16035/j.issn.1001-7283.2021.05.002
摘要127)   HTML7)    PDF(pc) (1033KB)(285)    收藏

烟草花叶病毒(tobacco mosaic virus,TMV)寄主范围广泛、传染性极强,严重影响作物的产量和品质。实验室前期在不同耐受 TMV侵染的烟草品种中筛选出1个表达显著差异的蛋白14-3-3-like C,在此基础上,对Nt14-3-3-like C基因进行了克隆、生物信息学分析和亚细胞定位;通过农杆菌介导遗传转化,获取转基因植株;通过qPCR对转基因植株中TMV侵染响应相关基因的表达进行分析。结果显示,14-3-3-like C蛋白序列长度为780bp,编码260个氨基酸,具有14-3-3蛋白的典型沟槽结构,但没有跨膜结构和信号肽;定位于细胞核和细胞膜;转基因材料的qPCR分析发现,在Nt14-3-3-like C基因抑制的植株中,病原防卫和光合途径相关的基因表达显著下降,表明Nt14-3-3-like C可能通过抑制病原防卫和光合途径相关基因表达参与TMV对烟草的侵染。

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23. 119个苜蓿品种(系)产量和农艺性状的遗传多样性分析
杨婉君, 潘香逾, 王秀华, 王璐, 赵岩
作物杂志    2020, 36 (6): 17-22.   DOI: 10.16035/j.issn.1001-7283.2020.06.003
摘要323)   HTML12)    PDF(pc) (2021KB)(280)    收藏

研究了紫花苜蓿的产量和农艺性状的遗传多样性,旨在为紫花苜蓿品种的改良和选择提供科学依据。应用相关性分析和聚类分析等方法对国内外119个苜蓿品种(系)的13个产量和农艺性状进行综合评价和分析,其变异系数范围为10.57%(株高,2017年初茬)~45.09%(茎干重,2018年末茬)。相关性分析表明,鲜草产量与干草产量呈极显著正相关,且二者均与株高、植株密度呈极显著正相关,说明较高的株高和较大的植株密度是高产的重要性状特征。聚类分析将119份苜蓿材料分为3类,类群Ⅰ的植株生长密度大,叶片较大;类群Ⅱ植株枝条数多,叶片数多;类群Ⅲ植株较高,产量较大,茎叶较大,叶片相对较小。

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24. 高粱硬脂酰-ACP脱氢酶基因(SbSAD)家族鉴定及不同发育阶段表达分析
赵训超,徐晶宇,盖胜男,魏玉磊,许晓萱,丁冬,刘梦,张今杰,邵文静
作物杂志    2020, 36 (2): 20-27.   DOI: 10.16035/j.issn.1001-7283.2020.02.004
摘要210)   HTML6)    PDF(pc) (3296KB)(276)    收藏

硬脂酰-ACP脱氢酶是形成不饱和脂肪酸的关键酶。利用拟南芥蛋白序列作为比对序列在NCBI和Phytozome数据库进行Blastp同源比对,共鉴定11个SbSADs基因。对SbSAD基因家族进行蛋白特性、进化关系、不同发育阶段表达、基因结构、保守基序、染色体定位、基因二级和三级结构、启动子区的顺式元件及种子发育阶段表达分析,结果显示,SbSADs基因编码区为1 134~1 290bp,其编码蛋白的氨基酸数为377~449,分子量最大为48.0kDa,最小为39.8kDa,等电点为5.26~8.76;根据系统发育树,将SbSAD基因家族分为3个亚族,其中亚族I在不同组织发育阶段表达量较高;11个SbSADs基因不均等地定位在高粱1、2、3、4、6、7和10号染色体上;SbSADs蛋白二级结构均以α-螺旋和无规则卷曲为主,三级结构预测显示,除SbSAD8外,其余SbSADs的蛋白三级结构高度相似;11个SbSADs基因的启动子区与低温胁迫相关的元件数量高度富集。SbSAD5基因在种子发育5和10d均有较高的表达量。

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25. 对观赏稻的认识和思考
戴红燕, 华劲松
作物杂志    2020, 36 (4): 1-8.   DOI: 10.16035/j.issn.1001-7283.2020.04.001
摘要267)   HTML13)    PDF(pc) (2502KB)(272)    收藏

对观赏稻进行了新的定义,并赋予其新的内涵,阐述了观赏稻与普通稻在种植目的、农艺性状和应用途径等方面的差异以及作为园艺花卉的优势,从静态、动态以及观赏多点组合和颜色搭配等方面分析了观赏稻的观赏特性;综述了观赏稻研究及应用现状,并针对目前观赏稻品种资源匮乏、种质创新不足、研究内容不系统、观赏价值评价体系缺乏、应用途径单一等问题,提出了应加强观赏稻种资源收集、评价和保护,加大种质资源创新力度,完善品种审(认)定办法,加快栽培技术和色泽变化机理等研究,制定科学的观赏价值评价体系,挖掘观赏稻潜力,拓展应用途径等建议。

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26. 老芒麦研究进展
王传旗, 王红梅, 魏小星, 马祥, 周青平
作物杂志    2020, 36 (6): 1-7.   DOI: 10.16035/j.issn.1001-7283.2020.06.001
摘要354)   HTML14)    PDF(pc) (1689KB)(270)    收藏

老芒麦(Elymus sibiricus Linn.),别名西伯利亚野麦草,为优良饲用植物。老芒麦生态适应性强,是青藏高原地区高寒草甸草原群落中的常见草种,具有较大的经济和生态价值。文章综述了老芒麦在栽培技术、引种、产量、品质、生理生化、形态和分子等7个方面的研究进展,分析了现阶段的优势和不足,同时也展望了老芒麦未来的研究方向,为老芒麦的进一步研究与利用提供参考。

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27. 211份小麦种质资源抗旱性的评价
陈卫国, 张政, 史雨刚, 曹亚萍, 王曙光, 李宏, 孙黛珍
作物杂志    2020, 36 (4): 53-63.   DOI: 10.16035/j.issn.1001-7283.2020.04.008
摘要250)   HTML4)    PDF(pc) (1919KB)(268)    收藏

为了筛选更多抗旱小麦种质资源供育种利用,选用来自我国17个省的211份小麦品种资源,连续2年分别在旱地和水地种植,调查其株高、穗长、每穗小穗数、主穗粒数、单株产量和千粒重6个产量相关性状,利用综合抗旱系数、抗旱指数和隶属函数综合评价值3种方法对试验材料进行抗旱性评价。结果表明,在干旱胁迫下,这些产量相关性状均受到了不同程度的抑制,单株产量对干旱胁迫的敏感程度最大,综合3种抗旱评价方法共鉴定出8份高度抗旱种质:藁城8901、蒙科3号C、海宁75-39、济南13、烟农15、有芒红18号、郑麦9023和中优16,其中藁城8901与蒙科3号C是利用3种方法同时鉴定为高度抗旱类型的优良种质资源。

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28. 河北省小麦品质相关基因的KASP标记检测
单子龙, 班进福, 赵彦坤, 曹巧, 田国英, 何明琦, 高振贤
作物杂志    2020, 36 (4): 64-71.   DOI: 10.16035/j.issn.1001-7283.2020.04.009
摘要227)   HTML2)    PDF(pc) (1851KB)(267)    收藏

为了加速小麦品质改良,利用高通量KASP标记检测1970年以来河北省审定的小麦品种153份,这些功能标记包括检测1RS/1BL和1RS/1AL易位系、高分子量麦谷蛋白亚基、籽粒硬度、提高籽粒蛋白含量和促进直链淀粉合成,以及与籽粒品质颜色相关基因的KASP标记,共计22个。结果表明,1RS/1BL和1RS/1AL易位系占比分别是43.14%和9.15%;5个标记检测高分子量麦谷蛋白亚基,Glu-A1位点Glu-Ax1和Ax2*亚基占比分别是39.22%和11.76%,Glu-B1位点Bx7OE亚基占比1.96%,Glu-D1位点1Dx5+1Dy10亚基占比13.07%。3个标记检测小麦籽粒硬度基因,Pina-D1bPinb-D1bPinb-B2b等位变异,占比分别是5.88%、70.59%和35.95%;没有检测到与提高籽粒蛋白含量和促进直链淀粉合成有关的基因Gpc-B1Wx-B1的优异等位变异;检测了10个与籽粒品质颜色有关的基因Ppo-A1Ppo-D1Psy-A1Psy-B1Psy-D1/Sr25Zds-A1Lox-B1TaLyc-B1TaPds-B1TaPod-A1,优异等位变异占比分别是69.93%、7.19%、27.45%、9.15%、100.00%、15.03%、75.82%、71.90%、25.49%和25.49%,其中Ppo-D1位点的优异等位变异呈逐年下降的趋势。综上所述,KASP标记可高效检测小麦品质相关基因的优异等位变异,在河北省小麦品质改良中有很好的应用前景。

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29. 花生分子育种研究进展
蔺儒侠, 郭凤丹, 王兴军, 夏晗, 侯蕾
作物杂志    2021, 37 (5): 1-5.   DOI: 10.16035/j.issn.1001-7283.2021.05.001
摘要352)   HTML17)    PDF(pc) (577KB)(266)    收藏

随着高通量测序技术、基因组学分析技术和分子生物学技术的发展,分子育种已成为花生育种的重要手段之一。在新一代高通量测序技术的影响下,大量的花生功能基因和分子标记被挖掘出来,遗传连锁图谱更加精细化,强化了分子标记与常规育种的有机结合,促进了花生转基因技术发展。本文对国内外花生分子育种的研究进展进行综述,并对花生分子育种的主要问题和发展前景进行了讨论。

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30. 玉米葡萄糖转运蛋白基因ZmGLUT-1表达特征分析及互作预测
张新,曹丽茹,魏良明,张前进,周柯,王振华,鲁晓民
作物杂志    2020, 36 (1): 22-28.   DOI: 10.16035/j.issn.1001-7283.2020.01.005
摘要215)   HTML12)    PDF(pc) (1416KB)(263)    收藏

葡萄糖转运蛋白(GLUT1)通过维持细胞膜两侧的葡萄糖浓度来维护细胞的稳定,在植物抗逆境方面起重要作用。从郑36自选系中克隆了1个GLUT1基因,暂时命名为ZmGLUT-1,该基因含有1 263bp的开放阅读框,编码420个氨基酸;对启动子顺式元件分析,发现该基因含有响应逆境胁迫、激素信号传导、光刺激应答等多种结合位点;蛋白序列分析表明,该蛋白属于疏水性蛋白,含有12个跨膜结构域,主要以α螺旋结构存在,亚细胞定位于质膜上;qRT-PCR结果表明该基因属于组成型表达基因,且在叶尖和胚中高表达,同时发现该基因受脱落酸(ABA)和PEG胁迫下调表达,而复水后表达虽有上升但无法达到正常水平;互作蛋白分析发现,或许ZmGLUT-1与互作蛋白构成调控网络,通过催化和跨膜转运糖类、脂质、激素等物质,来参与细胞代谢物的合成与降解,维护细胞的稳定性,以此来维护植物的生长发育。以上研究表明ZmGLUT-1基因与干旱胁迫和ABA诱导相关。

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31. 播期对糯玉米籽粒产量及品质的影响
周伟,崔福柱,段宏凯,郝国花,杨慧,刘芮芮
作物杂志    2020, 36 (2): 156-161.   DOI: 10.16035/j.issn.1001-7283.2020.02.023
摘要224)   HTML4)    PDF(pc) (905KB)(262)    收藏

为满足农户对糯玉米种植的不同需求,探讨山西中晚熟地区播期对糯玉米产量与品质的影响。以晋糯18和晋糯20为试验材料,4月26日-7月5日,设置6个播期处理,研究其对产量、穗长、百粒重、穗粒重及籽粒蛋白质、淀粉、粗纤维素及赖氨酸相对含量的影响。结果表明,播期与品种对糯玉米产量及品质都有显著影响。其中B3播期(5月24日)处理下2个糯玉米品种产量、穗长、百粒重及穗粒重都高于其他播期处理,说明糯玉米适宜在小满前后播种。提前播期有利于籽粒蛋白质、赖氨酸相对含量的提高,而推迟播期降低籽粒粗纤维素、赖氨酸相对含量。B1与B6播期下籽粒淀粉相对含量低于其他播期,且B4、B5播期下籽粒淀粉相对含量高于其他播期。说明适当推迟播期有利于籽粒淀粉相对含量的提高,但过早或过迟播种均显著降低籽粒淀粉含量。糯玉米籽粒中粗纤维素含量与品种遗传背景密切相关,且推迟播种后品种差异对籽粒淀粉含量的影响降低。通过相关性分析发现积温、降水量与产量、穗粒重以及赖氨酸相对含量均达到极显著正相关关系,与穗长、百粒重均达到显著正相关关系,说明播期对产量性状及籽粒赖氨酸相对含量有显著影响。在山西中晚熟地区糯玉米在小满前后播种时产量最高,适当提前有利于籽粒蛋白质、赖氨酸含量的提高,适当推迟有利于籽粒粗纤维素、淀粉含量的提高。

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32. 种子活力光学无损检测技术研究进展
袁俊, 郑雯, 祁亨年, 高璐, 胡晓军, 赵光武, 施俊生, 贾良权
作物杂志    2020, 36 (5): 9-16.   DOI: 10.16035/j.issn.1001-7283.2020.05.002
摘要377)   HTML10)    PDF(pc) (842KB)(261)    收藏

种子活力检测是种子检测中的重要一环,国际种子检验协会建议的检测方法主要有标准发芽实验法、TTC染色法、电导率测定和加速老化试验等方法。这些检测方法具有检测结果显示直观、测量准确等优点,但也存在对种子有破坏作用、检测过程复杂和耗时耗力等缺点。随着现代免耕直播技术的发展,对种子活力的检测在速度和无损性方面提出了更高的要求,而传统方法难以实现快速无损检测目标。基于光学技术的种子活力检测方法具有效率高、无损的特点,近年来得到了国内外相关学者的关注。本文对光学技术在种子活力检测上的应用进行了综述,介绍了X光、近红外光谱、高光谱、光声光谱、可调谐半导体激光吸收光谱和色选技术等光学技术在种子活力检测中的研究,并对光学技术在种子活力检测的前景进行了展望。

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33. 小麦微喷(滴)灌水肥一体化高产优质高效生态栽培研究进展
石雄高, 裴雪霞, 党建友, 张定一
作物杂志    2022, 38 (1): 1-10.   DOI: 10.16035/j.issn.1001-7283.2022.01.001
摘要529)   HTML44)    PDF(pc) (808KB)(258)    收藏

高产优质高效生态栽培是现代农业的发展目标,水肥一体化技术是实现这一目标的有效手段,其为国家粮食安全和农业可持续发展做出了重要贡献。微喷(滴)灌水肥一体化技术在小麦栽培上可实现节水30%~40%、节肥20%~30%以及增产15%~30%,水分和肥料利用率分别提高40%~60%和30%~50%;同时可改善小麦籽粒品质,减少100cm以下土层NO3--N积累,降低氮肥淋失风险,以及缓解土壤中N2O气体向大气排放。本文概述了水肥一体化技术及国内外发展现状,并对微喷(滴)灌水肥一体化技术对小麦产量、品质、水肥利用率及水肥运移规律、N2O气体排放等方面的影响进行综述,为水肥一体化技术从“高端农业”走向普遍、从设施农业走向大田提供参考。

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34. 甘蔗脱毒种苗第三代种茎不同体积单芽育苗差异及其移栽效果
范业赓,闫海锋,陈荣发,丘立杭,周慧文,黄杏,翁梦苓,吴建明,李杨瑞,韦生满
作物杂志    2020, 36 (2): 194-199.   DOI: 10.16035/j.issn.1001-7283.2020.02.030
摘要156)   HTML2)    PDF(pc) (5929KB)(256)    收藏

推动现有甘蔗栽培模式实现从“甘蔗种茎”向“甘蔗种苗”变革,达到消除农民自留种目的,提高甘蔗产量和蔗糖分。以桂糖42号脱毒健康苗第3代种茎为材料,设完整单芽、1/2单芽、1/4单芽育苗、常规种茎种植(对照)4个处理,比较不同体积单芽育苗差异及移栽效果。结果表明,完整单芽处理的株高、苗粗、叶片数、根鲜重、根干重均显著高于1/2单芽和1/4单芽处理;1/2单芽处理的叶片数、根鲜重和根干重显著高于1/4单芽处理,而两者之间的株高和苗粗差异不明显;所有育苗移栽处理的成活率和有效茎数均优于常规种茎种植,产量和蔗糖分也高于常规种茎种植,其中完整单芽处理的产量和蔗糖分分别比常规种茎种植提高了18.13%和1.10个百分点,差异达到显著水平。完整单芽育苗的农艺性状、原料蔗产量和蔗糖分表现最好。

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35. 我国多类型水肥一体化技术进展
赵明,李从锋,钟大森,张昭
作物杂志    2020, 36 (1): 199-200.   DOI: 10.16035/j.issn.1001-7283.2020.01.032
摘要139)   HTML5)    PDF(pc) (512KB)(254)    收藏
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36. 播种至苗期不同阶段低温对玉米幼苗生长及生理抗性的影响
菅立群, 张翼飞, 杨克军, 王玉凤, 陈天宇, 张继卫, 张津松, 李庆, 刘天昊, 肖珊珊, 彭程, 王宝生
作物杂志    2020, 36 (6): 61-68.   DOI: 10.16035/j.issn.1001-7283.2020.06.009
摘要227)   HTML7)    PDF(pc) (2169KB)(253)    收藏

为应对未来气候变化所产生的阶段性低温对寒地玉米幼苗建成的不利影响,以先玉335为试验材料,基于对寒地玉米田间温度条件的动态模拟,采用二因素完全随机设计,分别设置低温处理阶段(播后第1~5、6~10、11~15、16~20、21~25和26~30天)和低温持续时间(0、1、2、3、4和5d)处理,探讨了不同处理组合条件下玉米出苗进程、幼苗生长、生物量积累及抗性生理指标的变化差异。结果表明,播后至苗期各阶段经历1~5d低温处理后,均可降低玉米出苗速率和成苗率,抑制玉米幼苗的生长及生物量积累,并引起叶片叶绿素含量与最大光化学效率下降,以及渗透调节物质含量与膜脂过氧化水平的增加,其影响程度随低温持续时间的延长不断加剧,且以播种后11~25d特别是16~20d,即处于破土至出苗临界期的玉米植株对低温响应最为敏感。

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37. 抗旱基因在小麦抗旱基因工程中的应用进展
段俊枝, 齐学礼, 冯丽丽, 张会芳, 孙岩, 燕照玲, 陈海燕, 齐红志, 樊文杰, 杨翠苹, 刘毓侠, 任银玲, 张甲源, 李莹, 卓文飞
作物杂志    2020, 36 (3): 7-15.   DOI: 10.16035/j.issn.1001-7283.2020.03.002
摘要257)   HTML5)    PDF(pc) (820KB)(252)    收藏

干旱严重影响小麦的生长发育及产量,小麦抗旱育种是保障小麦生产的重要措施,利用基因工程技术提高小麦抗旱性是优于传统育种的有效途径。抗旱基因主要包括调节基因(蛋白激酶、蛋白酶和转录因子基因)和功能基因。目前,已证实的可提高小麦抗旱性的基因主要为转录因子基因CBF/DREB1、MYB、NAC(NAM、ATAF1、ATAF2和CUC2)、HD-Zip和WRKY等和功能基因LEA蛋白基因、甜菜碱合成酶基因和海藻糖合成酶基因等。本文从转录因子基因和功能基因2个方面概述国内外利用基因工程技术提高小麦抗旱性的研究进展,并对目前存在的问题进行分析,以期为小麦抗旱遗传改良及育种提供参考。

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38. 冷等离子体对作物种子处理效应的研究进展
宋璟, 岑慧芳, 刘华玥, 王慧, 张蕴薇
作物杂志    2021, 37 (6): 9-14.   DOI: 10.16035/j.issn.1001-7283.2021.06.002
摘要121)   HTML4)    PDF(pc) (597KB)(251)    收藏

冷等离子体处理作为一种环境友好、操作简单、安全性高的现代农业物理技术,具有较大的研究潜力和应用前景。本文总结了不同压强和放电方式组合下冷等离子体的性质、冷等离子体对作物种子处理效应的研究进展及展望。归纳发现冷等离子体处理能够改变作物种皮结构,提高种子代谢水平,改善作物的表型、产量等生产性能,并在一定程度上提高植株的抗逆能力。目前对冷等离子体处理效应的报道多集中在作物表型和生理层面,对机理的研究仍有待深入。常压室温等离子体(atmospheric and room temperature plasma,ARTP)是一种近年开始应用的新型冷等离子体源,操作条件更为温和可控,处理效应更加稳定高效。相信今后常规冷等离子体及ARTP处理技术会在改善作物农艺性状、提高作物综合品质等方面得到更加广泛的应用。

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39. 不同生长因素变化对小麦产量及品质的影响——以驻马店市近10年小麦生产情况为例
朱统泉, 宋全昊, 孟祥锋
作物杂志    2020, 36 (6): 80-88.   DOI: 10.16035/j.issn.1001-7283.2020.06.011
摘要211)   HTML7)    PDF(pc) (2176KB)(249)    收藏

河南省驻马店市的小麦播种面积常年在66.67万hm2以上,是河南乃至全国的重要小麦生产基地。为深入了解该地区气象、土壤、病虫害和品种等因素对小麦产量和品质的影响,更好地指导小麦生产,对2010-2019年当地气象、土壤、病虫害和品种等因素与小麦产量和品质的关联性进行了分析。结果表明:平均气温和日照时数与小麦单产存在明显关联。生长期的降水量与小麦品质也有着较为明显的变化趋势,尤其是5月份的降水量对小麦籽粒品质影响至关重要,在未构成干旱胁迫的条件下,降水量与降水天数的适度减少可提高籽粒品质。土壤养分的提升可促进小麦产量的提高。小麦病虫害防治面积,以及防治面积与总发病面积占比均与小麦的单产和品质变化趋势一致。主导品种面积占比与产量和品质变化趋势存在一致性。

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40. 大粒花生品种区域试验的AMMI模型分析
刘卫星,贺群岭,张枫叶,范小玉,陈雷,李可,吴继华
作物杂志    2020, 36 (2): 60-64.   DOI: 10.16035/j.issn.1001-7283.2020.02.010
摘要175)   HTML1)    PDF(pc) (746KB)(248)    收藏

运用AMMI模型分析了2015-2016年国家北方片花生区域试验荚果产量数据,结果表明,品种、试验地点、品种与试验地点互作、交互效应主成分值(IPCA)均达极显著水平。不同花生品种在各试验地点的稳定性和不同试验地点对品种的分辨力差异较大,开农705的稳定性参数最大(Dg=32.9718),对照品种花育33号的稳定性参数最小(Dg=11.3287);8个花生品种中高产稳产的品种是商花11号和郑农花15号,产量高而稳定性一般的品种是开农705和龙花二号,稳产但不高产的品种是花育33号;19个试验地点中山东日照和河南洛阳的分辨力强,河南漯河和安徽固镇的分辨力较差。

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