模拟降雨量下沟垄微型集雨种植玉米的水温效应

 【目的】探明沟垄微型集雨种植（垄体覆膜沟内种植）适宜的降雨量范围，为确定合理的微型集雨种植模式提供科学依据。【方法】在夏玉米生长期，人工模拟大、中、小3种降雨量（440、340和230 mm），定期测定传统平作（T1）和沟垄微型集雨种植（T2）条件下土壤水分和耕层地温，并分析了农田水分利用效率（water use efficiency，WUE）。【结果】在玉米全生育期230、340和440 mm降雨量下，沟垄微型集雨种植农田200 cm土层平均储水量分别较平作（平作不起垄不覆膜）增加了2.3％、5.2％和4.5％，耕层0～5 cm平均地温分别增加了1.2、1.1和1.0℃。在全生育期230 mm和340 mm雨量下，WUE 较平作分别增加7 kg•ha-1•mm-1和3.1 kg•ha-1•mm-1，提高了61.24％和26.90％；当全生育期降雨量为440 mm时，沟垄微型集雨种植和平作的WUE分别为16.55 kg•ha-1•mm-1和17.46 kg•ha-1•mm-1，差异不显著。【结论】在夏玉米生育期降雨量为230 mm到340 mm雨量范围，沟垄微型集雨种植能明显改善玉米的水温条件，提高WUE。     

渭北旱塬不同施肥与覆盖栽培对冬小麦产量形成及土壤水分利用的影响

 【目的】研究不同施肥和覆盖栽培模式对渭北旱塬旱地冬小麦产量和水分利用的影响。【方法】通过田间试验，研究测土推荐施氮、顶凌追肥、垄覆沟播、秸秆还田覆盖等措施对冬小麦产量、生物量、收获指数、水分利用效率及土壤水分周年变化的影响。【结果】旱地早春追肥使冬小麦增产6%—14%，水分利用效率提高7%—10%，达到12.2—13.6 kg•hm-2•mm-1；“减氮+垄覆沟播”增产达15%—41%，水分利用率提高10%—30%，达到12.2—16.5 kg•hm-2•mm-1。主要原因是，通过测土优化氮肥用量，采用基肥﹕追肥（3﹕1）方式，并与起垄覆膜栽培措施相结合可促进冬小麦利用深层土壤水分，提高冬小麦抽穗开花期植株含水量和成熟期的生物量及收获指数；虽然生育期耗水增加，但水分利用效率也提高。而单纯减少氮肥用量，不利于水分利用效率的提高；夏季垄上覆膜沟内覆盖作物秸秆可提高休闲效率，利于土壤水分恢复，实现土壤水分周年平衡和旱地小麦可持续增产。【结论】优化施氮结合垄覆沟播是黄土高原渭北旱地小麦增产增效的栽培模式。     

超级杂交稻干物质生产特点与产量稳定性研究

 【目的】探明超级杂交稻在不同种植地点和不同施肥量条件下的产量表现及干物质生产特点。【方法】于2004～2005年在湖南省桂东、长沙、衡阳、南县和永州5个地点进行大田试验，按照N﹕P2O5﹕K2O为1﹕0.5﹕1的比例，设置3种施肥量处理（135、180、225 kg N•ha-1），田间采用随机区组排列，4次重复，以超级杂交稻组合准两优527和两优293为试验材料。【结果】超级杂交稻收获产量以桂东点产量最高，地点间差异显著，其中准两优527平均为7 492.3～12 209.2 kg•ha-1，两优293为6 984.0～11 679.5 kg•ha-1。产量构成因子和干物质生产量的地点间变化与收获产量一致，但在同一地点的不同施肥量处理间收获产量和干物质生产量差异均不显著。收获产量与单位面积穗数、结实率和千粒重表现为正相关，而与每穗粒数表现为负相关。【结论】超级杂交稻存在适宜的种植区域，且在施肥量为135～225 kg N•ha-1的范围内，施肥量不是超高产栽培的限制因子。超级杂交稻的库容量大，提高结实率和粒重是获得超高产的可能途径。     

施氮量和底追肥比例对冬小麦产量及肥料氮去向的影响

【目的】应用15N标记技术研究高产麦田中施氮量和底施与追施氮肥比例（底追肥比例）对冬小麦籽粒产量、氮肥利用及土壤残留和损失的影响。【方法】试验设置7个处理：不施氮肥(N0)；在施纯氮量为168 kg•ha-1和240 kg•ha-1条件下，各设底追肥比例为1﹕1(N1和N4)、1﹕2(N2和N5)、0﹕1(N3和N6) 3个处理。【结果】与不施氮处理相比，施氮显著提高了籽粒产量和蛋白质含量，处理N2、N5和N6均较优，其中处理N2显著提高了氮肥利用率，降低了损失率。试验还表明，随底施和追施氮量增加，二者在土壤中的残留量增加，下移层次加深；随小麦的生育进程，土壤残留的肥料氮不断下移。成熟期，底肥氮在0～40、40～100和100～200 cm土层中的残留量分别占总底肥氮残留量的38%～49%、40%～51%和0%～22%；处理N4、N5的追肥氮淋洗至140～160 cm土层，N3、N6分别至160～180 cm和180～200 cm土层。在小麦全生育期，处理N2的底施和追施肥料氮均未淋洗至100～200 cm土层。【结论】在本试验中，施氮量为168kg•ha-1、底追肥比例为1﹕2的处理N2的籽粒产量、蛋白质含量、氮肥利用率均较高，损失率最小，且未淋洗至100～200 cm 土层，为最佳氮肥运筹方式。     

辽西地区坡耕地垄膜沟种对土壤侵蚀和作物产量的影响

【目的】为了充分有效地利用辽西地区有限的自然降雨,减少坡耕地水土流失,提高水土资源利用率,促进作物稳产高产,在辽西地区坡耕地进行了不同耕种模式研究。【方法】2012—2015年在辽宁省农业科学院阜新旱农试验区进行,试验采用径流小区定位观测的方法,研究天然降雨条件下坡耕地不同耕种模式对土壤侵蚀、土壤水分和作物产量的影响。径流小区长15 m,宽4 m。试验为双因素裂区设计,主区为坡度,设5°和10°两个坡度,副区为种植模式,分设传统种植(CK,等高土沟土垄)、等高垄膜沟秸秆种植(T1)、等高垄膜沟种(T2)3种处理,3次重复。垄膜沟种沟宽60 cm,垄宽40 cm,垄高10—12 cm。供试作物为谷子和玉米,轮作种植。【结果】垄膜沟秸秆和垄膜沟种可有效减少和防止水土流失。4年间,5°坡对照总径流量为512.7m3·hm~(-2),总侵蚀量为4 561.3 kg·hm-2,T1处理和T2处理未发生土壤侵蚀;10°坡T1处理总径流量和总侵蚀量较10°坡对照分别减少81.71%和96.17%,T2处理较对照分别减少56.92%和95.15%,10°坡T1处理总径流量和总侵蚀量较T2处理分别减少57.54%和21.05%。垄膜沟秸秆和垄膜沟种较对照减少侵蚀量的同时可明显减少侵蚀泥沙中的养分流失量。随着坡度的增大,径流量和侵蚀量都随之增加,同时垄膜沟秸秆和垄膜沟种防蚀效果相对减弱。4年平均土壤水分,坡度间由5°坡到10°坡呈降低的趋势,但差异不显著;种植方式间垄膜沟秸秆和垄膜沟种与对照差异极显著,较对照分别高出1.68和1.45个百分点。对谷子而言,无论丰水年(2012年)或干旱年(2014年),垄膜沟秸秆和垄膜沟种较对照都表现出极显著的增墒效果;对玉米而言,平水年(2013年)垄膜沟秸秆和垄膜沟种较对照未表现出显著的增墒效果,干旱年(2015年)增墒效果极显著。4年平均产量,坡度间由5°坡到10°坡呈降低的趋势,但差异不显著。种植方式间垄膜沟秸秆与对照及垄膜沟种差异极显著,分别增产25.59%和10.68%,同时垄膜沟种与对照产量差异极显著,比对照增产13.47%。其中2012年和2014年,谷子垄膜沟种较对照增产不显著,垄膜沟秸秆较对照增产显著,分别增产24.75%和74.58%;2013年和2015年,玉米垄膜沟秸秆和垄膜沟种较对照增产极显著,垄膜沟秸秆较对照分别增产11.29%和54.39%,垄膜沟种较对照分别增产5.05%和51.81%。干旱年份,垄膜沟秸秆(谷子,玉米)和垄膜沟种(玉米)增产效果尤为显著。【结论】通过连续4年的旱坡耕地垄膜沟种试验,明晰了该技术模式在辽西半干旱地区的防蚀、集雨、增墒、增产效果,有效减轻干旱缺水和水土流失对坡耕地作物生长所造成的不利影响,丰富了辽西半干旱地区旱作集水农业的理论基础。通过该项技术的推广应用,可有效提高该区水土资源利用率,保护坡耕地质量,提升坡耕地粮食综合生产能力,使作物高产,促进该区旱作农业健康、可持续发展。从防蚀、集水、增墒、增产等角度考虑,垄膜沟秸秆耕种模式比较适宜于辽西半干旱区坡耕地。     

长期施肥对潮土土壤磷素利用与积累的影响

 【目的】探讨小麦-玉米轮作方式下长期不同施肥方式和施肥量对潮土土壤磷素积累与利用。【方法】采用14年28季长期肥料试验。【结果】不施磷肥土壤每年接收外源P 2.4～3.1 kg·ha-1,作物带走P16.7～21.6 kg·ha-1，每年亏缺P 14.3～18.5 kg·ha-1；施磷肥处理除每年无机磷肥带进78 kg·ha-1和107 kg·ha-1（1.5MNPK）外，有机肥、秸秆、雨水及灌溉水和种子带进土壤P 2.7～134 kg·ha-1，其中9.2%～38.3%被小麦、玉米吸收利用，14年小麦的磷素累积利用率在4.4%～51%之间，高低顺序为：NPK>NP>SNPK>MNPK>1.5MNPK>PK；玉米在13.4%～36.1%之间，高低顺序为：1.5MNPK>SNPK>NPK>NP>MNPK>PK。【结论】磷素施入越多，残留在土壤中越多，磷素利用率越低，其中38%～60%转化为0～40 cm土层全磷，6.7%～13.6%转化为有效态磷，有机肥处理磷的有效化高于无机肥；40%～62%成为非测定磷，即至少有40%～62%的外源磷素被浪费。     

杏棉间作系统棉花冠层小气候特征及棉花产量边际效应研究

【目的】为新疆喀什地区杏棉间作棉花获得高产高效优化田间配置提供实践与理论依据。【方法】在树龄为5年的杏树行间种植棉花,研究杏棉间作系统棉花冠层小气候特征及棉花产量边际效应。【结果】一天之中杏树遮荫最大长度为6.5 m,间作棉花全部被遮荫,正午最小值为1.82 m,边1行棉花受到遮荫。间作棉花冠层日均光照强度不同行间均表现为边际负效应,其中树西1行边际负效应最大,其边际效应指数为-47.50%,其余各行依次为树东1行为-27.69%、树东2行为-12.28%、树西2行为-18.93%,而且各行棉花冠层的光照强度大部分时间均低于棉花适宜生长的光照强度。间作棉花各行冠层湿度表现为离杏树越远湿度越大,棉花冠层温度则表现为树东2行>树西2行>中行>树东1行>树西1行,均在棉花的适应生长温度范围内。【结论】棉花不同行间产量差异显著,边2行棉花产量表现为边际正效应,比中行增产15.45%,边1行表现边际负效应,比中行棉花减产15.71%,杏树西边的棉花受果树遮荫的负效应影响更为明显,西边棉花平均比东边的减产12.92%。     

湖北省油菜施硼效果及土壤有效硼临界值研究

 【目的】从区域角度研究湖北省油菜主产区硼肥施用对油菜（Brassica napus L.）生长及产量的效果，确定目前生产条件下土壤有效硼临界值，为油菜科学施肥提供依据。【方法】2005～2006年在湖北省布置30个田间试验研究油菜施硼产量效应，结合土壤有效硼含量确定缺硼临界值。【结果】施硼对油菜的营养生长及产量构成因素均有促进作用，30个试验点施硼平均增产油菜籽428 kg•ha-1，平均增产率19.2%，70%的试验增产效果显著，增产量超过500 kg•ha-1的试验点占26.7%；土壤有效硼含量与施硼效果呈极显著负相关；按照不施硼产量相对于施硼处理的90%作为判断标准，土壤有效硼临界值比20年前第二次土壤普查时确立的临界值有所提高。【结论】湖北省油菜施用硼肥增产效果显著，现阶段油菜种植的土壤有效硼临界值为0.58 mg•kg-1，大约80%的地块在种植油菜时需要施硼。     

磷氮配施对小麦籽粒蛋白质组分含量和面团特性的影响

 【目的】试图阐明磷氮配施对小麦籽粒蛋白质品质的影响。【方法】以蛋白质品质差异较大的小麦强筋型品种藁城8901和弱筋型品种山农1391为材料，进行磷氮配施田间试验，测定籽粒蛋白质及其组分含量的动态变化和面团的流变学特性。【结果】藁城8901在施225 kg•ha-1氮肥水平下，与不施磷肥相比，增施磷肥的清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白、谷蛋白和总蛋白及谷蛋白大聚合体含量提高，吸水率、面团形成时间、稳定时间和评价值增加，公差指数降低。施P2O5 240 kg•ha-1处理较施P2O5 120 kg•ha-1处理的相应效果降低。藁城8901在不施氮肥、山农1391在不施氮肥及施225 kg•ha-1氮肥水平下，随磷肥用量增加清蛋白和球蛋白含量提高，醇溶蛋白、谷蛋白、总蛋白和谷蛋白大聚合体含量降低；吸水率、面团形成时间、稳定时间和评价值下降，公差指数升高。【结论】不同品种在不同供氮水平条件下，增施磷肥时，小麦籽粒蛋白质及其各组分含量、面团流变学特性等变化的趋势不同。对强筋型品种藁城8901，在保证氮肥供应的基础上适量增施磷肥可提高其加工品质；对弱筋型品种山农1391，增加磷肥用量有利于其加工品质的改善。     

种间互作的生态效应Ⅰ. 间作对蚕豆结瘤的影响

【目的】探讨不同间作系统对蚕豆结瘤的影响，为选择适合蚕豆间作的作物种类和合理的间作模式提供参考。【方法】在胶泥土和砂壤土条件下，于结荚期调查小麦/蚕豆、油菜/蚕豆、大蒜/蚕豆3种间作系统和单作蚕豆系统的蚕豆根瘤生长情况。【结果】砂壤土中不同间作系统的蚕豆结瘤量均明显高于胶泥土。在胶泥土中，蚕豆单作及与小麦、油菜间作系统的中行蚕豆根瘤量分别比边行增加24.54%、97.24%和61.94%，而大蒜间作系统的边行蚕豆根瘤量比中行增加80.06%；在砂壤土中，单作蚕豆根瘤量比中行增加8.14%，小麦、油菜和大蒜间作系统分别增加54.00%、20.45%和45.33%。与单作蚕豆相比，在胶泥土中油菜、小麦和大蒜间作中行的蚕豆根瘤量分别增加491.13%、75.86%和70.44%，小麦、油菜和大蒜间作边行的蚕豆根瘤量分别增加11.04%、354.60%和282.21%；在砂壤土中，除小麦间作模式外，油菜和大蒜间作模式的中行蚕豆根瘤量分别增加30.69%和76.41%，而小麦、油菜和大蒜地的边行蚕豆根瘤量比单作地分别增加37.64%、45.56%和137.07%。在胶泥土和砂壤土中，油菜、大蒜间作均能提高蚕豆的结瘤水平，分别增加61.94%和80.05%。【结论】间作对蚕豆结瘤能力的影响不仅受作物种类的影响，还受土壤类型和栽培方式的影响。     

2005—2015年西北春谷中晚熟区谷子育成品种评价

【目的】对11年来西北春谷中晚熟区育成的谷子品种产量、农艺性状、抗逆性及品质性状综合分析，为西北春谷中晚熟区谷子新品种选育、推广及资源利用提供理论参考。【方法】基于2005—2015年国家谷子品种区域试验西北春谷中晚熟区数据，对参试品种及通过鉴定品种的产量、主要农艺性状进行比较与分析。并对通过鉴定的30个品种抗逆性、品质进行分析。【结果】2005—2015年参试品种及通过鉴定品种的产量有逐年增加的趋势。参试品种和通过鉴定品种的农艺性状在年度间存在一定的变异，参试品种的株高、单穗重、穗粒重、出谷率有逐年增加的趋势，生育期有缩短的趋势；通过鉴定的30个品种和对照相比，生育期、株高有降低趋势，株高变幅为105—165 cm；穗长在17—27 cm，70%的品种分布在19—23 cm；单穗重变幅为15—25 g，80%品种为18—22 g；穗粒重为12—20 g；出谷率分布在74%—84%，80%的品种在75%—80%；千粒重变异范围较大，分布在2.5—3.4 g，有9个品种的千粒重超过对照，公顷穗数分布在33万—43万。对通过鉴定品种农艺性状与产量的相关分析表明，产量与单穗重、穗粒重和公顷穗数呈显著正相关，与生育期呈负相关。鉴定品种总体抗性有提高的趋势，其中抗倒性明显优于对照，红叶病和白发病为主要病害，谷锈病、谷瘟病、纹枯病、蛀茎率也有不同程度地发生。穗松紧度多为中等偏紧类型，熟相中等偏好为主。品质上，通过鉴定品种的米色全为黄色，优质米的粗蛋白、粗脂肪含量及胶稠度偏低，赖氨酸含量相对较高。鉴定品种中包括了糯质、高蛋白、高脂肪及粮草兼用、抗除草剂、优质米等多种类型，丰富了品种类型。【结论】西北春谷晚熟区谷子品种的选育取得了一定的进步，所育品种在数量、多样性、产量、品质等方面有了一定的提高，但没有取得大的突破。在育种方法上比较单一，多采取简单杂交、系选的方法，应根据育种目标要求，开展材料创新，融合回交、复交、理化诱变等多种方法，并结合分子育种新技术，提高育种水平。在育种目标上，重点培育品质优良、矮秆抗倒、生育期略短、适合机械化收获的品种，培育多种类型的抗除草剂品种，满足谷子规模化生产的需求。     

华北夏谷区2001—2015年谷子育种变化

【目的】对华北夏谷区近15年谷子区域试验数据进行分析，探讨谷子育种变化趋势，为谷子品种改良提供参考。【方法】利用2001—2015年华北夏谷区参试品种的主要农艺性状数据，研究其变化规律；以通过鉴定的51个育成品种为材料进行分析，并与15年间华北地区谷子生长季6—9月份气候因素进行相关分析，梳理通过鉴定的51个品种的类型。【结果】2001—2015年华北夏谷区区域试验参试品种各农艺性状在年度间变异较大，随着年份的推移，产量、生育期、株高、穗长、单穗重和穗粒重持续增加，千粒重基本不变，公顷穗数略有下降。51个通过鉴定品种的整体变化趋势与所有参试品种的变化趋势基本一致。51个通过鉴定品种间产量、生育期、株高、穗长、千粒重和公顷穗数差异极显著，单穗重、穗粒重和出谷率差异不显著。华北夏谷区谷子生育期气候趋向于暖湿的变化趋势。通过鉴定的品种产量和生育期、单穗重、穗粒重呈极显著正相关，与最低温、降水量呈极显著负相关。最低温、最高温、降水量、生育期、穗粒重、出谷率决定谷子产量85.17%的变异。对产量贡献较大且为负效应的是最低温，为正效应的是最高温。近几年谷子育种水平有所提高，品种类型较丰富多样，抗除草剂品种和优质米类型逐渐增多，反映了轻简栽培和优质是目前的主要育种方向。但是以冀谷19、豫谷1、冀谷25等3个主干品种为亲本来源的品种数为26个，占杂交选育品种的57.8%，育成品种亲本范围相对较窄的问题越来越严重。【结论】2001—2015年华北夏谷区区域试验育成品种产量有所提高，品种类型较丰富多样，育种水平取得一定的进步。然而，造成产量显著差异的原因主要取决于气候因素，而且品种培育的亲本选择狭窄可能是育种突破的关键瓶颈。在今后的育种过程中，要从亲本创制和选择着手，丰富亲本类型；提高品种穗粒重和出谷率，以适应气候变化，提高夏谷产量。     

西北春谷早熟区谷子品种十五年变化趋势及主要性状分析

【目的】通过对过去15年西北春谷早熟区区试谷子品种的产量及农艺性状进行综合分析,明晰了该区15年来谷子育种进展,并提出今后的发展方向,为该区新品种选育及产业发展提供理论指导。【方法】基于2001—2015年国家区域试验西北春谷早熟区的数据,对参试品种及通过鉴定品种的主要农艺性状、产量性状进行比较与分析,同时对通过鉴定的18个品种进行了抗逆性分析。【结果】2001—2015年西北春播早熟区共有85个新品系参加国家区试,12个常规品种和6个杂交种达到新品种鉴定标准通过鉴定,新育成品种比对照增产10%以上的品种有3个,其中,常规品种1个为大同32,杂交种2个分别为张杂谷1号和张杂谷15号。参试品种和通过鉴定品种的产量平均数在年度间表现了较大差异,但总体趋势表现为产量潜力水平的提高。参试品种穗长和千粒重年度间差异不显著,穗长基本稳定在23—27 cm,千粒重稳定在3—3.4 g,但参试品种的株高、单穗重、穗粒重年度间差异大,株高、单穗重、单穗粒重随年份有增加的趋势。通过鉴定的18个品种有13个生育期长于对照,5个短于对照,同时伴随着株高的增加,单穗重和穗粒重的提升,说明新育成品种生育期的延长和单株产量性状的提升。多元回归分析表明,生育期、株高、单穗重、穗粒重和出谷率决定了产量81.43%的变异,产量与穗粒重和单穗重呈显著正相关,穗粒重与株高、单穗重呈显著正相关。对通过鉴定品种的抗逆性分析表明,这15年该区主要病害有红叶病和白发病,不同年份间不同品种都有一定发生,通过鉴定品种的抗倒性、抗旱性呈现下降趋势。【结论】2001—2015年春谷早熟区选育的品种产量有增加的趋势。影响产量的主要因素为单穗重和穗粒重,其次为株高、生育期,育种中应注意提高品种的综合性和各性状之间的协调性。生育期延长、株高增加、抗倒性降低等因素直接影响到早熟区品种产量的突破,同时也不利于谷子机械化生产的发展。早熟区品种选育应以中矮秆、抗倒性强、结实率高、品质优、适合机械化收获为发展方向。     

谷瘟病菌生理小种鉴别及谷子标准品种体系的构建

【目的】谷瘟病是谷子生产中的重要病害,确定谷瘟病菌不同生理小种对谷子抗病资源鉴定、抗病品种培育和生产上不同抗病品种的合理配置有重要意义。构建谷瘟病小种鉴别的谷子品种体系,为鉴别不同谷瘟病生理小种奠定基础。【方法】用采集自不同谷子产区的10份谷瘟病菌对苗期谷子核心种质资源的60份代表品种进行接种鉴定,分别对不同菌株进行致病性和谷子品种抗、感敏感性判定,按照谷子谷瘟病0—9级法划分标准进行划分,将不同的抗性结果分别记录为高抗、抗病、中抗、感病和高感5个抗病水平,其中,高抗、抗病和中抗记作0,感病和高感记作1,将抗感性结果转化为0/1数据,用NTSYS软件构建进化树,根据品种的抗感性分类,选择最少的品种数量构建谷瘟病小种鉴定的标准品种体系。【结果】根据谷子资源对接种病菌的抗感反应差异,用NTSYS软件开展谷瘟病菌致病性聚类分析,以相似系数0.70为界,将10个谷瘟病菌株分为3类,将供试品种对10个谷瘟病菌株的抗感反应数据同样用NTSYS软件进行聚类分析,以相似系数0.65为界,将谷子品种资源划分为5类,并筛选出单皮粘、金屏谷子、锦谷5号、大毛毛谷、龙爪谷、假金苗和牛头谷等7个品种作为谷瘟病小种鉴别品种体系。同时筛选出黄棒头、齐头黄、单皮粘、白谷、维子那谷和郑谷4号等6个抗广谱菌株的品种,可以作为谷子抗病育种的抗性基因来源。【结论】建立了一套谷瘟病生理小种鉴别的品种体系,并为谷子抗谷瘟病育种筛选出多份广谱抗性基础材料。     

滴灌施肥条件下玉米水肥耦合效应的研究

 【目的】"一旱二薄"是限制干旱和半干旱地区农业发展的最主要因子。因此，研究滴灌施肥下不同水肥因子对玉米产量的效应具有重要的现实意义。【方法】在滴灌施肥条件下，采用"311-B"D饱和最优设计，通过旱棚防雨条件下进行田间微区试验。【结果】通过对玉米产量结果进行二次回归拟合，建立了水肥回归数学模型。因素效应分析结果表明，影响玉米产量的主要因素是氮肥用量，其次是灌水量和磷肥用量。各因素交互作用对玉米产量的影响都表现为正效应，其效应顺序为：N水＞P水＞NP；从产量角度评价，以较高氮肥用量、高磷肥用量和丰富灌水量为水肥调控的最佳组合。【结论】水肥调控的最佳组合为：较高氮肥用量243.27 kg·ha-1、高磷肥用量137.431 kg·ha-1、灌水下限为田间持水量的65.6%。     

滴灌施肥中施氮量对两年蔬菜产量、氮素平衡及土壤硝态氮累积的影响

 【目的】研究滴灌施肥中传统施氮和减氮的处理对宁夏引黄灌区温棚两年蔬菜的产量、氮素平衡和硝态氮累积及淋洗状况的影响。【方法】试验于2004～2006年在宁夏引黄灌区日光温室条件下，以番茄-番茄-黄瓜-番茄四茬蔬菜为材料，研究滴灌施肥中的传统施氮和减氮两处理对宁夏引黄灌区温棚两年蔬菜的产量、氮素平衡和硝态氮累积及淋洗状况的影响。【结果】在前两茬传统施氮与增（减）氮两处理，对番茄的产量与吸氮量影响不大，在第三、四茬随着施氮量的下调，蔬菜果实产量、总吸氮量受到影响，第4茬番茄产量比第1茬下降了48.7～72.3 t•ha-1；不同施氮处理会造成对当季蔬菜收获后土壤表层0～30 cm NO3--N累积量高，在第4茬番茄收获后，在表层NO3--N累积量比第1茬下降了91.1%～92.2%，同时造成下茬蔬菜收获后土壤NO3--N累积量向下层运移，第2茬冬春茬番茄收获后，在60～90 cm土层NO3--N累积量比第1茬增加了105.4%～137.3%，在第3茬秋冬茬黄瓜收获后，90～120 cm土层NO3--N累积量比第1茬增加了4.8%～30.8%，而120 cm以下土层NO3--N累积变化不大；连续种植四茬蔬菜，有机肥也有向下淋失的可能。第4茬番茄收获后，在有机肥处理和有机肥后效处理中60～90 cm土层的NO3--N累积量比第2茬高22.7%；在黄瓜-番茄种植体系下，滴灌量及土壤表层水分含量对土壤溶液NO3--N含量有直接影响，表层土壤溶液中NO3--N有不断向下层淋洗的趋势，施氮量高的处理表现的更为明显；四茬蔬菜整个种植体系下氮素平衡，在氮素的总输入项中，以施氮量和灌溉水为主，总输入量随氮肥施用量的增加而增加，氮素输出项中以Nmin残留为主。【结论】在当地设施蔬菜滴灌施肥条件下，传统施氮量800 kg•ha-1过高并没有使当季蔬菜增产，造成当季蔬菜收获后土壤表层0～30 cm NO3--N累积量高，并对下茬蔬菜收获后有向下淋失的趋势影响，因此采取减量施氮是切实可行的。在有机肥和磷钾肥配施基础上，秋冬茬番茄氮肥推荐施用量在100～150 kg•ha-1、冬春茬番茄推荐施氮量在250～300 kg•ha-1、秋冬茬黄瓜氮肥推荐施用量在400～450 kg•ha-1。     

东北春谷区近年来谷子育成品种的评价

【目的】通过对11年来东北春谷区育成的谷子品种产量、农艺性状进行相关分析,为东北春谷区谷子新品种选育、推广、资源利用和育种方向提供理论指导。【方法】基于2005—2015年国家谷子品种区域试验东北春谷区生育期、株高、单穗重、穗粒重、出谷率、千粒重、产量等农艺性状数据,结合东北春谷区生态区域类型特点,研究参试品种的农艺性状变化规律,对参试品种及通过鉴定品种的产量、主要农艺性状用DPS软件进行比较与分析。【结果】2005—2015年参试品种共有60个,按照全国农业技术推广中心的谷子品种鉴定标准,11年间通过鉴定的品种18个。参加区试的品种和通过鉴定品种的农艺性状平均值在年度间存在一定的变异,受气候条件因素影响较大,2010年通过鉴定的品种的产量较2005年增产4.6%,2015年通过鉴定的品种产量分别较2005年和2010年的品种增产12.62%和7.66%,总体来看育成品种表现出产量逐步增加的趋势。育成品种的产量增产幅度因品种类型不同而有一定的差异,单就产量而言,11年间九谷23、九谷14和龙谷31增产幅度超过10%,是增产幅度较大的品种。通过对18个鉴定品种农艺性状与产量进行相关和多元逐步回归分析表明,产量与单穗重、穗粒重呈极显著正相关;生育期、株高、单穗重、出谷率、千粒重和公顷穗数决定了产量90.98%的变异。过去11年东北春谷区利用夏谷血缘育成的品种九谷23,表现较突出,且株高约115 cm,株高显著低于其他品种,代表着东北春谷区育种的整体方向。【结论】东北春谷区谷子品种的选育取得了一定的进步,2005—2015年参试品种及通过鉴定品种的产量有逐年增加的趋势。单穗重和穗粒重对产量影响最大,同时农艺性状受品种特性、气候、栽培条件等多种因素影响,因此,育种中应在注重单穗重和穗粒重的同时,兼顾株高、生育期、抗性等其他因素对产量的影响,特别是应该降低株高和缩短穗颈长,使新培育的品种适应机械化轻简栽培,并继续加大抗除草剂品种和优质品种的培育,满足中国种植业结构调整和人们膳食结构改善对轻简栽培和优质品种的追求。     

基于PCR技术的谷子分子标记遗传图谱构建

【目的】构建一张基于PCR技术的谷子分子标记遗传图谱。【方法】以谷子高146A和K103杂交自交F2分离群体为作图群体,以分布于谷子9条染色体上的81个SSR标记为主要参考标记,采用来自谷子、水稻、珍珠粟和高羊茅的SSR、STS、SNP、SV和ACGM标记共1 733个,在亲本间筛选多态性标记,并进一步在F2群体间进行验证,利用MAPMAKER VERSION 3.0软件进行连锁分析,采用MapDraw V2软件绘制遗传连锁图谱。【结果】构建了一张包含192个不同类型分子标记的谷子遗传图谱,新定位标记33个,其中32个来自谷子,另1个来自珍珠粟。遗传图谱包含9个连锁群,覆盖基因组全长2 082.5 cM,连锁群长度介于119.5—475.2 cM,平均长度231.39 cM,标记间平均距离10.85 cM,每个连锁群上的标记数介于10—37个。部分连锁群上标记存在偏分离现象,在定位的192个标记中,共有36个标记发生偏分离,占图谱总标记的18.75%,其中,在LG2、LG6和LG7上分别聚集分布了10、15和7个偏分离标记,出现了偏分离热点区域,而在LG1、LG4、LG5和LG8上仅有零星分布,LG3和LG9上则没有偏分离标记。对来自不同作物的分子标记在谷子上的可转移性分析发现,来自谷子的1 235个PCR标记中有205个标记在双亲及其F2群体间有多态性,多态率为16.60%,而来自珍珠粟、高羊茅和水稻的498个PCR标记,在该群体上仅发现1个多态性标记。【结论】利用不同物种中的分子标记构建了一张覆盖基因组长度为2 082.5 cM的谷子遗传连锁图谱,其分子标记主要来自于谷子。     

谷子抗旱相关性状的主成分与模糊聚类分析

 【目的】探讨作物抗旱性分析评判的方法,对谷子主要农艺性状和部分生理指标与抗旱性之间的关系进行综合评价。【方法】采用主成分分析（Principal Components Analysis,PCA）和模糊聚类（Fuzzy Clustering, FC）分析,根据16个谷子品种在干旱胁迫和自然降水条件下的抗旱相关性状对其抗旱性进行综合评价。【结果】主成分分析结果表明,6个综合主成分可代表谷子抗旱性90.71%的原始数据信息量。利用抗旱性度量值进行模糊聚类,可将16个谷子品种的抗旱性划分为3类,聚类结果可以较好地反映这些谷子品种的选育和种植区域的干旱特点,其中冀谷18和豫谷1号抗旱性强且稳定性好。【结论】利用主成分分析,结合模糊聚类的方法进行谷子的抗旱性综合评价,不仅可以避免单一指标的片面性和不稳定性,而且可以较好地揭示谷子抗旱相关性状与其抗旱性的关系。     

谷子萌发吸水期关键代谢途径的筛选与分析

【目的】谷子适应性强,抗旱耐瘠,是起源于中国的重要作物。通过转录组测序技术分析谷子萌发不同吸水期的转录组差异,以期获得谷子萌发过程中的差异表达基因,寻找调控谷子萌发的重要代谢途径和代谢物。【方法】以晋谷20为材料,构建谷子萌发过程中开始快速吸水期、滞缓吸水期和重新大量吸水期的cDNA文库,进行转录组分析;采用K-Means开展基因表达聚类分析;利用DESeq筛选差异表达基因;通过COG、GO、KEGG等对差异表达基因进行功能注释;利用KEGG富集挖掘不同吸水期调控种子萌发的关键代谢途径和关键基因;并采用qRT-PCR验证其可靠性;用HPLC分析关键代谢物含量。【结果】转录物测序分析获得谷子萌发开始快速吸水期、滞缓吸水期和重新大量吸水期覆盖整个基因组的基因表达谱,共获得33 643个基因,识别9个具有不同表达模式的共表达基因簇。比较种子萌发的开始快速吸水期与滞缓吸水期、滞缓吸水期与重新大量吸水期、开始快速吸水期与重新大量吸水期,分别筛选出3 893、4 612和8 472个差异表达基因。KEGG富集分析表明,3个比较的差异表达基因都显著富集到phenylpropanoid biosynthesis、phenylalanine metabolism、starch and sucrose metabolism代谢途径;开始快速吸水期与滞缓吸水期、开始快速吸水期与重新大量吸水期的差异表达基因还显著富集到plant hormone signal transduction途径。并且3个比较中富集到phenylpropanoid biosynthesis和phenylalanine metabolism代谢途径的差异表达基因数都最多,其中过氧化物酶基因（peroxidase）比例最高。通过qRT-PCR对4个苯丙烷生物合成途径相关基因的分析表明,其表达趋势与转录组分析结果基本一致,其中,4-香豆酸-CoA连接酶3（4-coumarate-CoA ligase 3）在谷子种子中存在已形成mRNA,萌发吸水过程中呈先下调后上调再下调的表达趋势。苯丙烷类相关代谢物含量分析显示,芥子酸在种子中大量储备,在萌发过程中呈下调趋势;阿魏酸、对香豆酸和咖啡酸呈先上调后下调趋势。【结论】谷子萌发过程中,不同吸水期的差异表达基因显著与苯丙烷生物合成途径和苯丙氨酸代谢途径相关;其上游基因4-香豆酰-辅酶A连接酶和下游基因过氧化物酶家族成员在谷子萌发响应水分过程中发挥调控作用;中间产物芥子酸可能参与种子的休眠与萌发。