长江中下游小麦品种根系改良特征及其与产量的关系

为探明小麦品种更替过程中根系改良特征对氮肥的响应及其与产量形成的关系,从而为高产品种选育及根冠构型建成提供理论依据。本研究以长江中下游不同年代大面积推广的代表性小麦品种南大2419、扬麦1号、扬麦158和扬麦16为材料,采用大田和盆栽试验,研究了3个施氮水平(纯氮0、225和300 kg hm–2)下小麦根系形态与生理特性的差异及其与产量的关系。结果表明,小麦籽粒产量随品种育成年代推进逐步增加,现代品种对施氮的响应较早期品种大。现代小麦品种拔节至开花阶段根系干物质积累量和生长速率显著高于早期品种,而播种至拔节期早期品种的根系生长在无氮条件下具有较强的生长优势。小麦根系总根长、表面积、根体积、0~60 cm土层根重密度、根系活力和SOD活性随品种育成年代逐步提高,而MDA含量显著降低。增施氮肥促进了不同年代品种根系生长,但现代品种增幅较早期品种大,说明品种改良提高了小麦根系对氮肥的响应。籽粒产量与开花期根系总根长、表面积、根系生物量和0~60 cm根重密度呈显著正相关。因此,增加根系与土壤接触面积和高氮适应性、提高根系生理活性、延缓根系衰老是长江中下游小麦品种演变的重要特征也是高产高效栽培调控的重要目标。     

条带深松对不同密度玉米群体根系空间分布的调节效应

为探究条带深松耕作(SS)对密植玉米群体根系空间分布与容纳量的调节效应,本试验设置3个种植密度(低密：4.50万株 hm^-2、中密：6.75万株 hm^-2、高密：9.00万株 hm^-2),以土壤免耕(NT)为对照,利用小立方原位根土取样器,通过“3D monolith”根系空间取样方法,比较研究玉米个体与群体根系的空间分布对种植密度与土壤耕作方式的响应。结果表明,单株根长受种植密度影响显著,在0~50 cm土层中(每10 cm为一土层),高密种植的单株根长较低密种植减少110.31、43.18、15.73、10.49和17.45 m;在高密种植条件下,与土壤免耕比,条带深松耕作增加20~30 cm、30~40 cm、40~50 cm土层中的单株根长13.32%、19.80%、47.20%;单株根干重与单株根长的变化一致。种植密度对群体总根长的影响不显著,却显著影响群体根系的空间分布。与低密种植比,高密种植的植株中心根长密度在0~10 cm、10~20 cm土层中分别降低3.82 cm cm^-3、0.62 cm cm^-3,但植株之间的根长密度在0~10 cm、10~20 cm、20~30 cm、30~40 cm土层中分别增加1.13 cm cm^-3、0.18 cm cm^-3、0.06 cm cm^-3、0.05 cm cm^-3;在高密种植条件下对土壤进行条带深松耕作,与土壤免耕比,植株中心的根长密度在0~10 cm土层中降低16.10%,在10~20 cm、20~30 cm土层中却分别增加47.45%和13.37%,植株之间的根长密度在20~30 cm、30~40 cm、40~50 cm土层中分别增加50.26%、30.72%和106.15%;条带深松耕作显著提高密植玉米群体下层根系的容纳量。高密条件下条带深松耕作增加了群体根干重、深层根系量、植株间根系分布及根表面积,进而增加了地上部群体叶面积指数及地上部干重,最终促进产量显著提高。说明密植群体通过条带深松耕作改善了群体的根系空间分布,减弱了上层根系的拥挤,通过增加深层土壤根系量及植株之间根系量增加了群体根系容纳量,发挥了密植群体根系功能,实现了密植群体的高产。     

麦棉两熟双高产条件下麦棉复合根系生长的时空动态分布

在麦棉两熟双高产条件下,以单作棉和单作麦为对照,利用根钻与DT-SCAN扫描相结合的方法研究麦棉复合根系群体生长的时空动态分布,结果表明,套作棉和单作棉的根长和根长密度、根表面积以及根系平均直径均随生育进程呈单峰曲线,套作棉40 cm以下各土层根系根长和根长密度、根表面积的衰退速率在盛花期后明显低于单作棉,根系     

籼、粳超级稻品种根系形态及若干生理特征的差异

为阐明籼、粳超级稻根系干物质积累与分布特征和主要形态生理性状指标的差异及其与产量形成的关系,以当地主体且具有代表性的2个超级杂交籼稻组合和2个常规粳型超级稻品种为试验材料,对麦稻两熟制条件下籼、粳超级稻单茎和群体根干重、总根长、根数、根体积、根系吸收面积、发根力、抽穗后根系伤流强度及根冠比、每条根长、根直径、根密度、颖花根流量、抽穗期根系在土层中的分布和产量构成等方面进行了系统的比较研究。结果表明：(1)整个生育期,粳稻的根冠比、每条根长、发根数、发根体积、发根干重及颖花根流量、穗数、群体颖花量、结实率和实收产量均高于籼稻,而根直径、每穗粒数和千粒重低于籼稻,其中根冠比、每条根长、颖花根流量、穗数、每穗粒数、结实率和实收产量差异达显著或极显著水平;(2)粳稻抽穗前(含抽穗期)单茎根干重、总根长、根数、根体积和根系总吸收表面积及根密度均低于籼稻,但差异不显著,而成熟期这6个指标粳稻均显著或极显著高于籼稻;(3)粳稻拔节前单茎活跃吸收表面积和活跃吸收表面积比均小于籼稻,而拔节后(含拔节期)两者差异趋势与之相反,差异显著或极显著;(4)除拔节期群体根干重、拔节期和抽穗期群体根数外,其他群体形态生理特征指标粳稻均显著或极显著高于籼稻;(5)无论是单茎还是群体,粳稻抽穗后0~35 d根系伤流量均显著或极显著高于籼稻;(6)粳稻0~10 cm土层根系干重所占比例极显著低于籼稻,10 cm以下土层根系干重占根系总干重的比例极显著高于籼稻,粳稻扎根更深,进一步强化了植株抗倒防早衰能力。与超级杂交籼稻相比,常规粳型超级稻抽穗后根系生长优势不断加大,特别是群体生长优势,成熟期粳稻所有根系形态生理特征指标均优于籼稻,是粳稻高产形成的重要原因和保障。     

水氮耦合对固定道垄作栽培春小麦根长密度和产量的影响

固定道垄作(PRB)是在农田中设固定的机械行走道的一种垄作和沟灌栽培模式,是河西灌区春小麦取代传统平作和大水漫灌种植方式的一种新技术。为了明确PRB种植模式下合理的施氮水平和灌水量,2014—2015年连续2年采用二因素裂区设计,以3种灌溉定额(1200、2400和3600 m3 hm–2)为主区,以4种施氮水平(0、90、180和270kg hm–2)为副区,研究水氮耦合对小麦不同生育期的根长密度及最终产量的影响。随灌水量和施氮量的增加,根长密度呈现先增后降的变化趋势,且灌水量的效应大于施氮水平的效应;开花、灌浆和成熟期的根长密度与籽粒产量呈正相关。回归分析显示,根长密度最大值的水氮耦合条件是灌水量约2850 m3 hm–2、施氮量196~207 kg hm–2。中等灌水量(2400 m3 hm–2)条件下,小麦主要生育期根长密度显著增加,提高了根长密度在40~80 cm土层的分配比例,增加了水分利用效率和氮肥农学利用效率。综合评价小麦籽粒产量、水分利用率和氮肥农学利用效率,中等灌水量与中氮水平(180 kg hm–2)是所有处理中的最佳水氮耦合模式,可用于河西灌区春小麦PRB栽培模式。当加大灌水至3600m3 hm–2时,产量没有显著增加,水分利用效率和氮肥农学利用效率显著下降,其原因可能是高灌水量使小麦主要生育期的根长密度降低,且根长密度在0~40 cm土层的比例升高,在40~80 cm土层的比例下降。     

雨养条件下植物生长调节剂对冬小麦根系生长和产量形成的调控研究

为了探讨雨养模式下植物生长调节剂协同调控冬小麦根系生长和产量形成的机理,在华北平原雨养条件下,研究烯效唑和矮壮素复配剂以及清水对照对冬小麦产量形成、群体数量和根系生长的影响。结果表明:植物生长调节剂处理显著提高冬小麦穗数和籽粒产量,但是对小穗数和穗粒数没有显著影响。植物生长调节剂可以促进冬小麦冬前分蘖,明显提高生育前期群体数量。植物生长调节剂处理下,冬小麦分蘖期单株根系根长和根表面积显著降低,但是冬小麦单株根直径、根条数、根重和根冠比显著增加。植物生长调节剂处理主要影响冬小麦分蘖期0~30 cm土层的根长密度和0~50 cm土层的根重密度,而对深层土壤中的根长密度和根重密度影响较小。植物生长调节剂可以协同调控冬小麦根系生长和分蘖形成,从而有利于塑造合理群体结构和提高产量。     

甬优系列籼粳杂交稻根系形态与生理特征

以甬优籼粳杂交稻群体(A)为研究对象,在稻麦两熟制机插高产栽培条件下,以三系杂交粳稻群体(B)、超级常规粳稻(C)和超级杂交籼稻群体(D)为对照的试验,旨在揭示甬优系列籼粳杂交稻超高产根系形态生理特征。结果表明:(1)在生育中、后期,A的根系干重、地上部干重、根尖数、根系长度、根系表面积、根系体积及根冠比均显著高于B、C和D。(2)抽穗期不定根(根径0.3 mm)的根尖数、根系长度、根系表面积和根系体积占总根的比例表现为A大于B和C,小于D;细分支(根径≤0.1 mm)与粗分支(0.1 mm根径≤0.3 mm)的根尖数、根系长度、根系表面积和根系体积占总根的比例均表现为A大于D,小于B和C。抽穗期土层0~5 cm、5~10 cm和10~15 cm范围根干重占根系总干重的比例表现为A大于B和C,小于D;土层15~25 cm、25~35 cm、35~45 cm、45~55 cm范围根干重占根系总干重的比例表现为A大于D,小于B和C。(3)A抽穗后根系总吸收面积、根系活跃吸收面积、根系伤流强度以及根系氧化力和根系还原力均高于B、C和D。与杂交粳稻、常规粳稻和杂交籼稻相比,甬优系列籼粳杂交稻具有根冠协调水平高、群体根量大、分支结构优、根系深扎性好以及中、后期生理活性强等优势,这种根系特征为其超高产的实现提供了重要保障。     

施肥及光合调节剂对小麦根系及籽粒产量和蛋白质含量的影响

以在施肥总量相同条件下不同底施和追施比例及光合调节剂的处理，研究了小麦不同时期根系特征及籽粒产量和蛋白质含量。结果表明：氮肥全部底施和提高底施比例有利于增加拔节期和孕穗期的根长密度、根平均直径和根总表面积。各种氮肥处理上述根系特征指标在各土层中均表现为孕穗期比拔节初期数值大。增加追施氮肥的比例有利于     

灌溉水盐度和施氮量对棉花根系分布影响研究

通过田间小区试验,研究了不同灌溉水盐度和施氮量对滴灌棉花根系分布的影响。试验设置3种灌溉水盐度;0.35、4.61和8.04 dS·m-1(分别代表淡水、微咸水和咸水三种灌溉水类型);施氮量为0、240、360和480 kg·hm-2。结果表明,按质量计,棉花的根主要分布在0~20 cm,此部分占根总质量的85%~90%。微咸水和咸水灌溉棉花根的总质量显著降低,分别较淡水灌溉减少10%和36%,尤其在土壤表层0~20 cm和下层60~100 cm显著降低;施用氮肥可以显著增加棉花根的质量。以长度计,棉花根集中分布在0~60 cm,此部分占总根长的87%~96%;60 cm以下根长密度明显降低。微咸水灌溉棉花根长密度最大,其次是咸水,淡水灌溉最低;淡水灌溉下,根长密度随施氮量增加显著降低;微咸水和咸水灌溉下,根长密度随施氮量增加呈先增后降趋势,其中施氮240 kg·hm-2最高。棉花根表面积表现为微咸水淡水咸水,平均根直径为微咸水咸水淡水,而不同灌溉水处理间根体积的差异不显著。随着施氮量的增加,根表面积、根体积和平均直径均显著降低。     

栽培技术优化对冬小麦根系垂直分布及活性的调控

为探索优化小麦根系构建,促进小麦根系功能发挥,以达到小麦高产高效的栽培技术,于2012—2013和2013—2014年度小麦生产季,通过大田试验,比较研究了鲁原502在旋耕-基肥撒施(RT-SF),深翻-基肥撒施(PT-SF)和苗带旋耕-间隔深松-分层深施肥(SRT-SS-DT)3种栽培技术下产量及其构成,研究麦田0~90 cm内不同土层根系形态分布及生理特性的差异。与RT-SF和PT-SF处理相比,SRT-SS-DT处理显著提高了小麦的千粒重及单位面积穗数,使最终产量提高了3.96%~13.29%。SRT-SS-DT处理促进了小麦根系生长发育,拔节后15~60 cm土层内的根长密度和根干重密度、30~75 cm土层内根系总吸收表面积和活跃吸收面积较其他处理显著提高,尤其是在施肥层(15~30 cm土层)。开花后20 d,15~30 cm土层SRT-SS-DT的根系总吸收表面积和活跃吸收面积较RT-SF提高了66.3%和56.5%,较PT-SF提高了75.9%和59.8%。SRT-SS-DT增强了15~90 cm土层的根系活力,同时减缓了生育后期根系活力的下降,开花期至花后20 d,15~30 cm土层根系活力下降值在SRT-SS-DT处理下较RT-SF和PT-SF降低了28.5%和14.9%。此外,在花后20 d,SRT-SS-DT处理小麦15~90 cm土层根系表现较低MDA含量和较高SOD活性,尤其是15~30 cm土层,根系SOD活性分别比PT-SF和RT-SF处理高20.6%和10.9%。15~90 cm土层根系活力和根干重占比与小麦产量呈显著正相关。结果表明,通过对苗带旋耕、间隔深松和分层深施肥等栽培技术的集成和优化,可以有效扩展深层土壤根系的分布,提高深层土壤根系的活性,尤其是施肥层,有助于小麦产量提高。     

完善质量检测体系严格种子质量监管

<国务院办公厅关于推进种子管理体制改革,加强市场监管的意见>(国办发[2006]40号文)指出,"要加强种子管理技术支持和服务体系建设,不断完善种子质量检测体系、品种区域试验体系和信息服务体系".     

施氮水平对优质稻产量、品质及稻米Hg、As、Cd含量的影响

以优质稻桂小占为材料,通过田间小区试验的方法,研究了空白,低肥（75 kg/hm2）、中肥（150 kg/hm2）、高肥（225 kg/hm2）4种施氮量对水稻产量、稻米品质和食用安全性（稻米Hg、As、Cd含量）的影响。结果表明,当施氮量低于150 kg/hm2时,随着施氮量的增加,水稻有效穗数显著增加,从而显著提高水稻产量,而当施氮量超过150 kg/hm2时,增产效果不显著。随着施氮水平的提高,出糙率、精米率、整精米率和蛋白质含量也逐渐增加,而垩白粒率、垩白度、直链淀粉含量和胶稠度则有所降低。其中出糙率、精米率、整精米率在高肥、中肥、低肥3种施肥处理下差异不显著,但均显著高于不施肥处理。中肥、高肥水平下的垩白粒率、垩白度无显著差异,并均显著低于低肥处理。蛋白质含量、直链淀粉含量和胶稠度在不同施氮水平间的变化最大,各肥料处理间的差异均达到显著水平。施氮量的提高对稻米中Hg含量的影响不明显,但可导致As、Cd含量的升高,其中稻米Cd含量在高肥与中肥水平下的差异显著,As含量在各施氮水平处理间均存在显著性差异。在此试验条件下,适量的增施氮肥,有利于优质稻获得高产并将稻米品质提升到较高水平;通过降低施肥量可减少稻米对As、Cd的吸收和积累,提高食用安全性。在优质稻栽培过程中应适量增加氮肥,施氮水平以不超过150 kg/hm2为宜。     

套袋对西藏拉萨不同品种苹果果实品质的影响

以西藏拉萨地区5个不同品种苹果‘嘎啦’、‘意大利早红’、‘寒富’、‘新红星’、‘丹霞’为试材,研究套袋对拉萨地区主要栽培品种苹果成熟期果实外观和内在品质的影响。结果表明:与未套袋苹果相比,套袋对供试品种苹果的单果重、果皮色差指数(L~*、a~*、b~*值)均有提高作用,但是会降低果实硬度(‘嘎啦’除外)、可溶性固形物(‘嘎啦’除外)、可滴定酸含量(P0.05),而对果形指数虽有降低趋势但差异未达显著水平。其中,套袋对‘嘎啦’、‘新红星’的外观品质改善作用突出。套袋对拉萨主要栽培品种苹果外观品质有明显的改善作用,但对内在品质存在一定的负面影响。     

育苗方式对寒地水稻秧苗素质、产量及品质的影响

基于育苗土需求量越来越大,选用基质板育苗对于农业可持续发展有着重要作用。试验以水稻品种龙粳31为材料,采用二因素随机区组设计,A因素为4个种植地区（黑龙江省查哈阳农场、富裕牧场、齐齐哈尔种畜场和泰来县）,B因素为育苗方式（基质板育苗和常规育苗）,探讨了基质板育苗和常规育苗对水稻秧苗素质及产量品质的影响。结果表明,在水稻秧苗素质比较中,试验点与育苗方式二因素互作极显著或显著影响株高、第1叶长、第2叶长和第3叶长等8个秧苗素质指标;基质板育苗除2～3叶枕间距差异不显著外,第1叶长、第2叶长和第3叶长等指标均显著或极显著高于常规育苗,其中,第1叶长、第3叶长和根长最为显著,分别提高了28.01%、29.20%和33.10%。在水稻产量及其构成因素的比较中,基质板育苗结实率显著高于常规育苗,提高了1.36%。在稻米品质指标比较中,基质板育苗各个稻米品质指标与常规育苗差异不显著。     

对推进我省种子科技创新、加快良种选育的探讨

黑龙江省是农业大省,农业资源和农产品丰富多样,农业生产具有多方面的优势.农业部发布的<优势农产品区域布局规划>(2003～2007)中,我省的高油大豆、专用玉米、专用小麦、肉牛和牛奶被定为国家优先发展的优势农产品及其优势区域.这对于充分发挥我省比较优势,推进农业结构战略性调整向纵深发展,形成科学合理的农业生产力布局,提高我省农业的市场竞争力具有重要意义.引进、培育和推广优良品种是加快优势农产品发展的基础.这就要把种业作为优势农产品和优势产品发展壮大的先导产业,加大投资力度,推进种子科技创新,加速培育优质、丰产、高效的专用新品种.     

Mixolab参数与粉质、拉伸参数及面包烘烤品质的关系

根据仪器测定的面粉品质特性预测面包烘烤品质是进行小麦品质改良的重要方法。法国肖邦公司(Chopin Technologies, France)最新推出的Mixolab分析仪可以同时测定面粉加水后恒温揉混及面团升温后蛋白质弱化和淀粉糊化特性,明确其与现有相似仪器如粉质仪和拉伸仪等的关系对小麦品质测试具有重要意义。利用 Mixolab分析仪、粉质仪、拉伸仪测定了41份高代育种品系的有关参数和面包烘烤品质,并分析了Mixolab与粉质仪和拉伸仪相关参数的关系及预测面包品质的可靠性。结果表明,可以用Mixolab的形成时间、稳定时间、面团受热后蛋白质弱化值(C2值)和到达淀粉糊化反弹值的时间(C4时间)来预测粉质仪和拉伸仪的品质参数,可解释其变异的74%~90%;可以直接用C2值预测面包体积、外观、结构和总分,决定系数分别为52%、73%、70%和68%;预测面包质地和弹性的参数不仅包含Mixolab稳定时间和C2值,还有表示淀粉糊化特性的C3时间、C4和C5值及C5温度。用Mixolab分析仪既可以了解蛋白质特性和面包烘烤品质的关系,又明确了淀粉品质对面包品质的显著影响,在品质测试中有其独特之处。Mixolab、粉质仪和拉伸仪各参数对预测小麦面包体积、内部质地结构等烘烤品质性状的贡献不同。     

河北板栗、金丝小枣和红小豆品质气候与品质预报

对板栗、金丝小枣和红小豆的主要成分进行了分析鉴定,确定了它们的品质等级分类标准。通过诸多气象因子的分析筛选,建立了相关气象因子预报品质的数学模式和计算机(图形输出)模式。     

粳稻不同粒位上粒重和食味与其他品质性状的关系

为探明粒重和食味与其他品质性状之间的关系,选用直立穗型和弯曲穗型水稻为材料,按照穗部位置分为27个粒位,分析了它们之间的相互关系。结果表明:不同粒位间粒重与食味值和整精米率有极显著正相关关系,碾米品质的好坏对食味有显著影响;粒重和食味值与垩白率和垩白度有极显著负相关性,与粒长、粒宽和长厚比有极显著正相关关系;粒重与直链淀粉含量和胶稠度呈极显著正相关,食味值只与胶稠度呈显著正相关,而与直链淀粉含量相关性不大;粒重和食味值与总蛋白、醇溶蛋白、谷蛋白和脂肪酸含量有极显著负相关关系,而与球蛋白含量有显著正相关关系,可以通过提高籽粒的球蛋白含量,来协调食味、产量和营养品质之间的矛盾;粒重和食味与淀粉RVA谱特征值有非常密切的关系,两者与峰值黏度、热浆黏度、崩解值、冷胶黏度和回复值呈极显著正相关,而与消减值和起浆温度呈极显著负相关;食味值与峰值黏度、崩解值和脂肪酸含量的相关系数较大。粒重对整精米率和食味有重要影响,峰值黏度、崩解值和脂肪酸含量这3个指标可以作为选择水稻品种良好食味的首选指标。     

不同地区繁育的马铃薯‘早大白’脱毒种薯继代植株生物学特性、产量与品质研究

经过20多年的马铃薯脱毒技术的研究与应用,目前中国不同地区繁育的同一品种马铃薯脱毒种薯,其继代植株表现出比较大的差异。笔者以辽宁本溪马铃薯研究所（BX）繁育的‘早大白’种薯为对照,研究了河北坝上农科所（HB）和黑龙江大兴安岭农科所（HLJ）2地繁育的马铃薯‘早大白’种薯的继代表观遗传变异的生物学性状和产量品质的变化。结果表明：河北坝上繁育的脱毒种薯继代植株在苗期长势较旺,进入现蕾期以后,黑龙江大兴安岭繁育脱毒种薯继代的株高、茎粗、叶面积迅速增加,开花期延后,生育期延长,有利于干物质的合成与积累。出苗后50天收获,河北坝上繁育脱毒种薯继代块茎产量和商品率与对照无明显差异,而黑龙江大兴安岭繁育脱毒种薯继代块茎产量和商品率均低于对照。出苗后60天收获,黑龙江大兴安岭繁育脱毒种薯的继代产量比对照提高30.26%,商品率无明显差异,同时块茎中可溶性蛋白、可溶性糖、淀粉和Vc含量与对照无明显差异。     

K、T、V、CHA型杂种小麦品质性状的细胞质效应

采用2个母本基因型，4种细胞质类型的两因素实验设计，对T、K、V、CHA型杂种小麦的品质性状表现及其差异进行了比较研究。结果表明，K、V、T型细胞质对杂种小麦某些品质性状具有正向效应，其中K型细胞质效应较大，其杂种的千粒重、面粉白度、蛋白质含量、湿面筋含量、面筋指数、沉淀值、降落值、面团形成时间、稳定时间和评价