玉米不同耐旱性品种根系构型和动态建成研究

以不同耐旱性玉米为试验材料,利用根箱冲洗根系的方法进行取材,研究并比较不同耐旱性玉米根系在黑土中的构型分布和动态建成。结果表明:在整个生育期内,耐旱品种较不耐旱品种根系干重大,根系相对发达;耐旱品种玉米根系在水平方向和垂直方向上的分布广,平均单株占有空间大,深层土壤中的根干重以及深层土壤中的根重占总根重的比率大,深层根系优势明显。     

扩行减株对旱作春玉米光合特性和根系分布的影响

为探明扩行减株栽培模式下会宁县旱作春玉米光合参数和根系分布的调控效应，以紧凑型先玉335和平展型豫玉22号为试验材料，在种植密度为67 500株/hm2下设置3个行距处理，即0.55 m(L1)、0.75 m(L2)、0.95 m(L3)，研究光合特性、产量和根系分布特征。结果表明：先玉335在行距0.75 m处理下玉米叶绿素含量、净光合速率和产量显著提高，产量比行距0.55 m处理高出2.76%，在行距0.75 m处理下的总根长、0～10 cm土层根长、0～10 cm土层表面积和干重、总根表面积、总根系干重最大；豫玉22号扩大行距对产量和根系分布的调控效应不佳。因此，在玉米种植过程中紧凑型品种可适当扩大行距，以改善田间光照分布、协调地上生长和地下根系分布，提高玉米产量。     

玉米根系在土壤中的分布及与地上部分的关系

采用双向切片法挖根观察表明,早熟玉米石单早和中晚熟玉米Sc704根系在土壤中的纵向分布里指数函数关系,横向分布呈S形曲线.78%以上的根系集中分布在距植株0—20cm、深40cm的柱状土体内,但石单早根系在土壤中的分布比Sc704集中,两品种单株根系最大重量分别出现在吐丝期和乳熟末期.根量与地上部分的绿叶面积、生物产量、基部茎粗及籽粒产量呈极显著正相关.     

不同抗旱类型冬小麦根系特征及其与产量的关系研究

研究了我国黄淮麦区6种抗旱类型不同的冬小麦品种(系),在自然降水条件下,大田不同土层中小麦根系特征及其对产量和产量构成性状的影响,结果表明:不同抗旱类型的冬小麦根系总量呈现显著性差异,而且在不同土层中分布的根量不同,根系总量主要集中在0²0 cm土层中。抗旱性强高产的品种,其根系干重中等偏上,且在土壤中的垂直分布状况为20 cm以下根系占总根系的25%左右。因此,在干旱半干旱地区根系干重过大且分布在020 cm土层中。抗旱性强高产的品种,其根系干重中等偏上,且在土壤中的垂直分布状况为20 cm以下根系占总根系的25%左右。因此,在干旱半干旱地区根系干重过大且分布在0²0 cm层的比例过高或根系过小,产量均较低。     

不同施氮时期对玉米根系分布及其活性的影响

 以郑单 958为材料 (9株·m- 2 ,每次施氮 90kg·ha- 1) ,研究了不施氮、基施氮、基施氮 + 10叶展追氮和基施氮 +吐丝期追氮共 4个处理对吐丝后 17d玉米单株根系形态、分布及活性的影响。结果表明 ,施氮增加了 0～13 0cm土层中根系干重、长度、根长密度、表面积和根系活力 ,其中基施氮 +吐丝期追氮根重、根长、根长密度和根表面积为 2 6.0g、53 8.6m、0 .3 9cm·cm- 3 和 879.6cm2 ,比不施氮分别增加 2 7.5%、6.6%、5.4%和 9.7% ;不施氮根重和根表面积在上层土 (0～ 40cm)中分布比例为 75%和 87% ,施氮提高到 83 %和 90 %以上 ,绝对量均为基施氮 +吐丝期追氮 >基施氮 + 10叶展追氮 >基施氮 >不施氮 ;基施氮和 10叶展追氮提高了表层土 (0～ 2 0cm)中根重和根表面积分布 ,降低了亚表层土 (2 0～ 40cm)中分布 ,吐丝期追氮提高其在亚表层土中分布。施氮期主要影响上层土中根长、根半径和根系活力 ,推迟施氮期能提高根系活力和亚表层土中根长。在 0～ 13 0cm土层中 ,基施氮根半径比不施氮 (0 .50mm)增加 2 2 % ,追施氮后根半径为 0 .3 0mm且追期之间影响不明显     

不同抗旱类型冬小麦根系特征及其与产量的关系研究

研究了我国黄淮麦区6种抗旱类型不同的冬小麦品种(系),在自然降水条件下,大田不同土层中小麦根系特征及其对产量和产量构成性状的影响,结果表明:不同抗旱类型的冬小麦根系总量呈现显著性差异,而且在不同土层中分布的根量不同,根系总量主要集中在0~20 cm土层中。抗旱性强高产的品种,其根系干重中等偏上,且在土壤中的垂直分布状况为20 cm以下根系占总根系的25%左右。因此,在干旱半干旱地区根系干重过大且分布在0~20 cm层的比例过高或根系过小,产量均较低。     

不同禾豆间作复合群体根系的时空分布特征

通过土柱栽培试验,研究了小麦间作菜豆、小麦间作蚕豆及不同单作作物根系的时空分布特征。结果表明,小麦间作菜豆的总根干重在小麦苗期、开花期、灌浆期、成熟期与对照相比增减了50.80%、2.42%、31.94%、-4.83%,小麦间作蚕豆根干重的增减幅度分别为-6.82%、7.26%、14.66%和-7.25%。小麦间作菜豆和小麦间作蚕豆全生育期根干重按生育进程呈明显分移特性。两作生长前期,间作作物根系空间分布范围大于单作;生长后期,间作作物根系分布在0~50 cm的土层中,单作主要分布在0~70 cm的范围内。小麦间作蚕豆的总根重在全生育期呈小-大-小-大的双峰变动趋势;小麦间作菜豆根重变化趋势与单作相同,呈以生长盛期为峰值的单峰型。间作作物成熟期深层根系含水量高于单作。     

不同水高效基因型小麦根系特性差异分析

研究不同水高效基因型小麦的根系特性差异,可为抗旱节水小麦品种选育过程中正确选择根系指标提供科学依据。以抗旱品种石新633(DRI=1.300)和不抗旱品种河农58-3(DRI=0.713)为试材,在旱处理(足墒播种出苗后,小麦生育期不再补充灌溉)条件下,采用大田取根方法,比较了不同抗旱性小麦品种的根系特性差异及其在土壤中的垂直分布情况。结果表明:抗旱品种0~160 cm土层的根总长度、根体积、根面积和根干重均非抗旱品种,其中,80~160 cm深层土壤的根总长度和根干重差异达到了显著水平。相关分析结果显示,0~80 cm土层的根总长度、根体积、根面积和根干重与抗旱性均呈负相关,其中,60~80 cm土层的根总长度、根体积和根面积与抗旱性的相关程度达到了显著水平(相关系数分别为-0.508、-0.428、-0.540);80~160 cm深层土壤的根总长度、根体积、根面积、根干重与抗旱性均呈正相关,其中,140~160 cm土层的根总长度、根体积和根干重与抗旱性的相关程度达到了显著水平。干旱胁迫下抗旱节水冬小麦主要利用深层土壤中的水分,由此认为,主要是分布在深层土壤的根系对抗旱性起作用。在选育抗旱节水冬小麦品种时,应注意加大深层根系的比例,选择浅层和中层根系比例相对较小的品种。     

夏玉米根系与土壤硝态氮空间分布吻合度对水氮处理的响应

【目的】根系是玉米吸收氮素营养的主要器官。在大田条件下,对夏玉米根系生长分布、根系与土壤硝态氮空间吻合度对不同水氮处理的响应,以及根系与土壤硝态氮空间吻合度指标的有效性进行研究,用以了解其时空分布及与土壤氮分布的吻合情况对玉米氮素吸收利用的影响。【方法】2011—2015年,设置不灌水+不施氮(W0N0)、不灌水+300 kg N·hm~(-2)(W0N1)、不灌水+360 kg N·hm~(-2)(W0N2)、大喇叭口期灌水+不施氮(W1N0)、大喇叭口期灌水+300 kg N·hm~(-2)(W1N1)、大喇叭口期灌水+360 kg N·hm~(-2)(W1N2)共6个水氮处理。各施氮处理下拔节期施氮30%、大喇叭口期施氮70%。大喇叭口期灌水量为750 m~3·hm~(-2)。在2015年玉米生长季,分别于玉米拔节期、大喇叭口期、吐丝期、吐丝后20 d和成熟期在玉米种植行和行间采集0—50 cm土体样品(每10 cm一层),测定夏玉米根长密度、根干重密度、土壤硝态氮含量,并计算根系与土壤硝态氮空间吻合度。在成熟期采集植株样品,分析玉米氮素吸收量。【结果】随着玉米生育进程,种植行和行间0—50 cm土壤剖面夏玉米根长密度、根干重密度和硝态氮含量均表现出先升高后降低的趋势,根长密度和根干重密度峰值出现在吐丝后20 d,而土壤硝态氮含量峰值出现在大喇叭口期。在0—360 kg·hm~(-2)的范围内,夏玉米根长密度和吐丝期之前土壤硝态氮含量随施氮量的增加而增加,但玉米根干重密度和吐丝期之后土壤硝态氮含量先升高后降低,峰值出现在施氮300 kg·hm~(-2)处理。大喇叭口期灌水可以提高夏玉米生育后期根长密度和根干重密度,但降低了土壤硝态氮含量。随着土层加深,种植行夏玉米根长密度与土壤硝态氮空间吻合度(RLD1-N)以及根干重密度与土壤硝态氮空间吻合度(RWD1-N)总体呈降低趋势,行间夏玉米根长密度与土壤硝态氮空间吻合度(RLD2-N)以及根干重密度与土壤硝态氮空间吻合度(RWD2-N)总体呈先增加后降低趋势,峰值出现在10—30 cm土层。随着玉米生育进程,各土层RLD1-N、RWD1-N和RWD2-N以及0—40 cm土层RLD2-N呈先升高后降低变化趋势。与不施氮处理相比,施用氮肥提高了RLD1-N、RLD2-N、RWD1-N和RWD2-N。施氮量从300 kg·hm~(-2)增加至360 kg·hm~(-2)时,降低了0—30 cm土层RLD2-N、0—20 cm土层RWD1-N以及拔节至吐丝期间RLD1-N和0—20 cm土层RWD2-N,提高了40—50 cm土层RLD2-N、20—50 cm土层RWD1-N以及吐丝期之后的RLD1-N和RWD2-N。夏玉米种植行和行间根长密度和根干重密度与其硝态氮含量的吻合度与产量极显著正相关,但与氮素利用效率极显著负相关,且其相关性优于根长密度和根干重密度与产量及氮素利用效率的相关性。【结论】在大田条件下,施用氮肥可以提高夏玉米根长密度、根干重密度、土壤硝态氮含量以及夏玉米根系与土壤硝态氮空间吻合度。但施氮量超过300 kg·hm~(-2)时会降低夏玉米生育前期上部土层的夏玉米根系与土壤硝态氮空间吻合度。根系与土壤硝态氮空间吻合度可以作为研究夏玉米氮素利用效率的有效指标。     

地下滴灌对土壤特性及韭菜根系分布的影响

在日光温室内利用地下滴灌栽培韭菜试验,结果表明,由于地下滴灌是通过埋于作物根系活动层的灌水管带定时定量地为作物供水,改变了水分在土壤中的运移方式,与对照相比,地下滴灌耕层土壤有机质含量增加13.71%￣30.08%,土壤容重降低11.2%￣12.4%,耕层土壤孔隙度增加12.2%￣13.9%,给根系创造了良好的生长环境,促进根系向深层土壤生长,10￣15cm、15￣20cm长的根占总根量的比率增加12.5%、2.9%,0￣5cm土层内韭菜根干重占所有土层根干重比率降低30.2%,5￣10cm、10￣15cm、15￣20cm土层内分别增加19.9%、8.5%、1.8%。     

水稻细条病和白叶枯病的化学防治试验

鉴于水稻细条病和白叶枯病的病原菌不同致病变种,为减少用药的盲目性,收集国内外５种农药,分别对基进行防治试验。平皿抑菌试验结果,４０％多丰农和９０％乙霜青对水稻细条病和白叶枯病病原菌产生抑菌作用,抑菌环宽度分别１０ｍｍ和３ｍｍ。３ａ室内盆栽测定结果,多丰农对细条病和白叶枯病平均药效分别为６６．１９％和６６．２９％;乙霜青防治细条病效果为５７．７２－６３．８５％,高一吉青双防效（４１．１４－５４．３４     

水稻叶片营养的光谱诊断研究

通过测定不同氮肥水平下2个水稻品种的叶片营养数据和光谱数据,分析了遥感参量与叶片营养参数间的相关性.结果表明:在400～1 250 nm波段,叶片光谱反射率与SPAD、CHL呈显著负相关;在720～1 000 nm和1 450～1 500 nm波段,叶片光谱透射率与LWC间呈显著正相关;在400 ～ 650 nm波段,叶片光谱吸收率与CHL、SPAD和CAR呈显著正相关;分别构建了以NDVI、NDWI、GreenNDVI和NRI为自变量、叶片营养为因变量的光谱诊断模型,经检验,模型预测性较好,尤其利用NDWI(860,1 240)诊断LWC具有相对最大R2、最小RMSE和最小RE,表明此模型预测能力最强.     

感染甘蔗黄叶病毒后甘蔗叶组织超微结构的病变

利用电镜技术对感染甘蔗黄叶病毒蔗叶组织超微结构进行观察表明,韧皮部伴胞及叶肉细胞内的线粒体、叶绿体等细胞器及细胞核都发生了明显的病理变化.线粒体形态异常,有的肿大、内嵴模糊,严重者内嵴消失,空泡化,仅剩未被消解的残骸;叶绿体被膜破裂,严重者被膜完全消解,基粒类囊体和基质片层消失,基质外流.维管束鞘细胞中的叶绿体被膜和基质片层也遭到破坏,淀粉粒增多、膨大;细胞核形态变为不规则,局部核膜破裂,核内染色质分布不均匀,呈降解状.     

小白菜不同叶期及不同叶位硫苷的质量摩尔浓度

硫代葡萄糖苷简称硫苷,是一种重要的植物次生代谢产物,具有多种生物学活性,与人类的生活密切相关。为研究小白菜Brassica rapa ssp. chinensis不同叶期、不同叶位硫苷质量摩尔浓度的变化,以小白菜品种‘黑油冬’‘Heiyoudong’为试材,利用固相萃取仪和高效液相色谱仪对四叶期、八叶期、十二叶期及八叶期不同叶位的硫苷质量摩尔浓度进行检测。结果表明:小白菜八叶期的总硫苷质量摩尔浓度明显高于四叶期和十二叶期,脂肪族硫苷质量摩尔浓度随叶期升高呈下降趋势,吲哚族、芳香族硫苷变化趋势与总硫苷变化趋势一致;小白菜八叶期内叶位总硫苷质量摩尔浓度高于外叶位,菜心部位硫苷质量摩尔浓度最高,为4.35 μmol·g-1,其中脂肪族硫苷质量摩尔浓度高达2.55 μmol·g-1,吲哚族硫苷质量摩尔浓度高达1.60 μmol·g-1,芳香族硫苷质量摩尔浓度相对较低;此外,叶位Y7吲哚族硫苷占比最高,占总硫苷质量摩尔浓度的56.7%,其他叶位则以脂肪族硫苷为主,占总硫苷质量摩尔浓度的59.0%~79.0%。在所有叶位中,芳香族硫苷质量摩尔浓度最低,占比低于7.1%。     

大豆不同叶形叶面积校正系数的研究

采用叶面积扫描法、复印称重法和Photoshop图像处理法等3种方法,分别对大豆圆形、卵圆、披针等3种叶形的三出复叶进行叶面积校正系数研究。结果表明,3种测定方法,叶面积校正系数依卵圆形、披针形、圆形叶形依次升高;三出复叶中左小叶和右小叶的叶面积校正系数相近,均高于中小叶;叶面积扫描法和图像处理法数据吻合程度较高,复印称重法数据误差较大。卵圆形、披针形、圆形叶形的叶面积校正系数分别为0.67、0.68和0.70。建议今后测量中,以中间小叶为准,数据采用叶面积仪测定的数据。     

冬大麦叶龄与单株叶面积模拟的研究

2005~2006年在扬州大学实验农场进行了发育特性明显差异的4个冬大麦品种不同播期的田间试验。通过对大麦出叶、叶龄和单株叶面积的系统观测,以生理发育时间为基础,构建了大麦叶龄和单株叶面积动态模型,并进行了检验。结果表明:不同品种和播期大麦叶热间距观测值与模拟值绝对误差为0.2~9.9℃d,根均方差(RMSE)为3.8~5.4℃d;叶龄预测绝对误差为0~1.9,RMSE为0.6~0.7;最终叶片数预测绝对误差为0.2~2.0,RMSE为0.7~1.0。不同品种在各生育时期单株叶面积观测值与模拟值绝对误差为0.72~9.09 cm2,RMSE为1.20~3.53 cm2。     

长宽法测定作物叶面积的校正系数研究

在分析作物的叶面积和叶长宽积之间关系的基础上,确定了玉米、水稻、大豆和甘薯4种作物利用长宽法计算叶面积的修正系数,并用实测结果进行了验证。结果表明:玉米、水稻、大豆和甘薯叶面积计算的修正系数分别为0.734 8、0.774 6、0.729 6和0.731 1,与通常采用的0.75相比,玉米的修正系数有所减小,而水稻的修正系数有所增加;玉米和水稻狭长形叶片的修正系数比较大,大豆和甘薯圆形叶片修正系数较小;对于狭长形叶片,长宽比较大的水稻的修正系数大于长宽比较小的玉米的修正系数,圆形的大豆叶片和甘薯叶片的修正系数比较接近;采用长宽法计算的结果与叶面积仪测定的结果具有较好的一致性,并且对狭长形叶片的计算结果优于圆形叶片。     

基于四交群体的玉米叶夹角和叶向值QTL定位分析

选育耐密紧凑株型是增加玉米单位面积产量的重要途径之一,而叶夹角和叶向值是衡量株型的重要参数。本研究选用叶夹角和叶向值存在差异的玉米自交系郑58、PH6WC、87-1和自330构建1个四交(郑58/豫87-1//PH6WC/自330)组合,以228个四交F1单株为作图群体,构建了1张含225个SSR位点,全长1 387.2cM的玉米分子标记遗传连锁图谱,标记间平均间距为6.19cM。基于四交群体应用区间作图法检测4个环境下的QTL,共检测到13个叶夹角相关QTL,分别位于第1、2、3、4、5、7和10染色体上,单个QTL可解释5.1%~20.0%的表型变异;检测到15个叶向值相关QTL,分别位于第1、2、4、5、7、8和9染色体上,单个QTL可解释5.4%~20.1%的表型变异。其中qLA-E2-2和qLA-E4-2落在同一标记区间umc1692-umc2297(bin 5.03),分别解释16.6%和13.2%的表型变异;qLO-E1-1、qLO-E3-2和qLA-E4-1落在同一标记区间umc1568-bnlg1953(bin1.02),分别解释10.1%、19.9%和12.3%的表型变异;qLO-E2-1和qLO-E3-1落在同一标记区间phi056-phi427913(bin 1.01),分别解释13.8%和10.0%的表型变异。这些多个环境共同检测到的QTL将为玉米耐密理想株型育种中叶夹角叶向值的分子标记辅助选择提供有益信息,加速耐密株型玉米品种的选育。     

Higher leaf area through leaf width and lower leaf angle were the primary morphological traits for yield advantage of japonica/indica hybrids

The yield potential of japonica/indica hybrids (JIH) has been achieved over 13.5 t ha⁻¹ in large-scale rice fields, and some physiological traits for yield advantage of JIH over japonica inbred rice (JI) and indica hybrid rice (IH) were also identified. To date, little attention has been paid to morphological traits for yield advantage of JIH over JI and IH. For this reason, three JIH, three JI, and three IH were field-grown at East China (Ningbo, Zhejiang Province) in 2015 and 2016. Compared with JI and IH, JIH had 14.3 and 20.8% higher grain yield, respectively, attributed to its more spikelets per panicle and relatively high percentage of filled grains. The advantage in spikelets per panicle of JIH over JI and IH was shown in number of grains on the upper, middle, and lower branches. Compared with JI and IH, JIH had higher leaf area through leaf width and lower leaf angle of upper three leaves, higher leaf area index and leaf area per tiller at heading and maturity stages, higher stem weight per tiller and K and Si concentrations of stem at maturity, higher dry matter weight in leaf, stem, and panicle at heading and maturity stages, and higher biomass accumulation after heading and lower biomass translocation from stem during ripening. Leaf width of upper three leaves were correlated positively, while leaf angle of upper three leaves were correlated negatively with biomass accumulation after heading, stem weight per tiller, and per unit length. Our results indicated that the grain yield advantage of JIH was ascribed mainly to the more spikelets per panicle and relatively high percentage of filled grains. Higher leaf area through leaf width and more erect leaves were associated with improved biomass accumulation and stem weighing during ripening, and were the primary morphological traits underlying higher grain yield of JIH.     

水稻叶片反射率模拟

利用1999年实测的水稻叶片生物化学组份,通过PROSPECT 模型,建立水稻叶片反射率模拟模型,对不同生育期的水稻叶片光谱进行模拟,其反射率的实测值与模拟值的相关系数大于99.5%,均方根误差RMSE值小于0.0212.