小麦抗干旱和抗干热风育种中几个问题的探讨

为给小麦抗干旱、抗干热风育种工作者提供参考,对我们从事40多年小麦育种、育成新疆）86年以来20多年种植面积最大的春小麦品种的体会进行总结,从9个方面介绍了小麦抗干旱、抗干热风育种的基本思路。     

优质高产抗病春小麦新品种—新春33号

新春33号是新疆农业科学院核技术生物技术研究所1996年以新春9号为母本,新春6号为父本进行杂交,杂交当代种子经60Co-γ射线辐照,经多代单株、单穗选择,温室及南繁加代,于2002年育成的小麦新品种.该品种2010年4月通过新疆自治区农作物品种审定委员会审定,审定编号为(新审麦2010年01号).     

春小麦种质芽期和苗期耐盐性鉴定

[目的]研究国内外引进和本地主栽春小麦种质芽期和苗期的耐盐特性.[方法]参考农业部《小麦耐盐性鉴定评价技术规范》NY/PZT001-2002的方法进行.[结果]芽期相对盐害指数在20.1 ～40.0的耐盐材料4份,占参试材料1.4;,芽期相对盐害指数在40.1 ～60.0的中等耐盐材54份,占参试材料76.05;,其中GCP材料34份,国内引进材料17份,新疆主栽材料3份;苗期盐害指数在40.1 ～60.0的中等耐盐材料20份,占参试材料28.16;,其中GCP材料16份,国内引进材料3份,新疆主栽材料1份.相关性分析表明:芽期盐胁迫根长与盐胁迫发芽率呈显著正相关(P＜0.05),盐胁迫芽长、根长与芽期盐害指数没有显著相关性.苗期盐胁迫根长分别与盐胁迫叶长、相对叶长呈极显著的正相关(P＜0.01),相对叶长与相对根长呈极显著的正相关(P＜0.01),盐胁迫根长、叶长与苗期盐害指数呈极显著的负相关(P＜0.01).[结论]盐胁迫对根生长的抑制作用要强于芽和叶.盐胁迫芽长、根长与芽期盐害指数没有显著相关性.盐胁迫根长、叶长与苗期盐害指数呈极显著负相关,可以作为小麦盐敏感的指标.     

新疆主栽和新育成春小麦品种产量潜力及其构成因素对产量的影响

[目的]研究新疆主栽和近年新育成春小麦品种的产量潜力及其构成因素,为春小麦产量育种提供依据.[方法]在较好的肥、水以及控制病虫害和倒伏的条件下,研究20世纪70年代以来新疆不同时期种植面积最大的4个主栽和近年新育成的3个春小麦品种的产量潜力及其构成因素,并对品种的产量潜力和生产中的实际产量进行对比分析.[结果]随着品种的更替,品种的产量潜力和实际产量均显著提高;主穗粒重、主穗粒数、千粒重、收获指数显著提高;株高显著降低,生育期呈缩短趋势.[结论]新疆春小麦高产育种的重点是:通过增加主穗粒数,稳定千粒重,提高穗粒重和收获指数,株高稳定在85～90 cm.     

减量施肥下小麦产量、肥料利用率和土壤养分平衡

【目的】我国化肥过量施用现象普遍,不利于生态环境保护和农业可持续生产。研究化肥减量施用对小麦产量、籽粒灌浆和肥料利用率的影响,可以为我国化肥高效施用和零增长目标提供理论依据。【方法】在四川盆地进行了两个大田试验,以习惯施肥 (N、P₂O₅、K₂O 分别为 180、120、45 kg/hm2) 为对照,设置减量施肥 (N、P₂O₅、K₂O 分别为 96、60、45 kg/hm2) 处理,测定了小麦产量及构成、籽粒灌浆、花后干物质转运、旗叶叶绿素含量、养分平衡和肥料利用率。【结果】与习惯施肥相比,减量施肥下小麦产量、穗数、穗粒数没有显著变化,小麦–玉米轮作田块小麦千粒重显著提高 5.8%。根据 Logistics 方程拟合结果,减量施肥显著提高了小麦–玉米轮作田块小麦理论最大千粒重,渐增期、缓增期籽粒净增重,对其他灌浆参数影响不显著。减量施肥下小麦干物质转运量、转运率及其对籽粒灌浆的贡献率增加 28.5%、17.5% 和 20.7%,但花后旗叶叶绿素含量下降速度加快。习惯施肥和减量施肥土壤氮素盈余分别为 22.6 和 –30.2 kg/hm2,土壤磷盈余分别为 80.4 和 22.8 kg/hm2。减量施肥后氮肥偏生产力、农学效率和表观回收率比习惯施肥提高 79.2%、69.1% 和 27.9%,磷肥偏生产力、农学效率和表观回收率提高 91.1%、72.7% 和 68.5%。【结论】本试验的两年时间内,减量施肥可以维持小麦产量,促进小麦干物质转运及其对籽粒灌浆的贡献,但花后功能叶衰退加速。减量施肥下肥料利用率提高,土壤磷素盈余降低,土壤氮素亏缺,需要在确保维持小麦产量、土壤肥力和养分平衡的基础上,继续优化减氮量。     

长期施用化肥和秸秆对紫色土非交换性钾释放特性研究

土壤非交换性钾的释放总量和释放速率是土壤供钾能力的重要指标.本文采用CaCl2连续提取的方法研究了22年长期不施肥(CK)、NP(不施钾肥)、NPK(施钾肥)、NPKS(钾肥与秸秆还田配施)和S(单施秸秆)对紫色土非交换性钾释放特性的影响,以期为紫色土钾素管理提供科学依据.结果表明:当运用不一样的施肥处理紫色土非交换性钾的释放全部是前期迅速释放、后期缓慢平稳释放的特点.采用4种动力学方程对紫色土交换性钾的释放过程进行模拟发现,前期快释放阶段(1~168h)用Elovich方程(对数曲线方程)模拟最佳,释放量占全过程的74.2%~77.0%;后期慢释放阶段(168~1 472h)用抛物线方程模拟效果最佳.不同处理土壤非交换性钾的释放速率和释放量的差异有统计学意义,其大小为:S原始土壤NPKS、CKNPKNP,长期不施钾肥的NP处理非交换性钾的释放速率比NPK处理低18.3%,比试验前土壤低26.7%;该处理土壤的非交换性钾累积释放量(133.32mg/kg)仅占NPK释放量的78.69%;化肥配施秸秆土壤非交换性钾释放量为176.26mg/kg,释放速率为16.13mg/kg·h~(-1)略高于氮磷钾施肥,秸秆还田能够提高紫色土供钾能力.     

有机肥施用量及深度对柑橘产量和品质的影响

为提高重庆长寿柑橘的产量和品质,通过田间小区试验,研究了有机肥不同施用量与施肥深度对柑橘园土壤肥力和柑橘养分、品质及产量的影响。结果表明:与未施有机肥处理相比,施用有机肥可以不同程度增加土壤中碱解氮、有效磷和速效钾含量,处理5碱解氮最高,处理6有效磷、速效钾最高,分别提高98.25%、106.79%和43.33%;并能提高土壤有机质含量,最好的处理3高出对照58.87%;同时可以减小土壤容重,提高土壤p H值及土壤地力;施用有机肥可以提高柑橘叶片中的全磷、全钾、全钙、铜、硼、锌含量,使柑橘叶片中的养分含量更适宜于柑橘生长,进而改善柑橘果实品质,提高柑橘产量,增加经济效益。综合考虑土壤肥力变化,柑橘叶片营养、产量和品质提高,以及经济效益,有机肥施用量20 t/hm2并施入0~40 cm土层效果最好。     

近20年重庆市农牧生产体系氮素流动特征及驱动力分析

【目的】通过评价重庆地区农牧系统的氮素流动特征,明确氮素的主要损失途径及驱动因素,提出未来农牧生产中氮素管理措施,为实现重庆地区农牧系统氮养分的高效利用提供数据支撑。【方法】通过查阅文献及统计数据并结合调查研究,采用NUFER（nutrient flow in food chain, environment and resources use）评价方法,以重庆市农牧生产系统为主要研究对象,定量1996-2015年间农牧系统的氮素流动特征,明确其环境代价。在此基础上,探讨人类活动与农牧系统氮素流动特征变化之间的关系,并通过对2020年不同氮素管理情景分析,探索区域氮素的可持续利用途径。【结果】1996-2015年,重庆市农牧系统氮素输入总量增长19.2%,2015年达到1 006 Gg,其中化肥贡献57%以上;氮素输出总量增长16.5%,2015年达到844 Gg,环境损失为最大的氮素输出项,占输出量的61.7%左右,其中农田生产和畜禽养殖系统分别贡献45.1%和54.9%;农牧系统内氮素循环总量增长42.7%,2015年达到448 Gg,其中秸秆还田和畜禽粪尿还田氮量分别达到32.7和95.0 Gg,20年间分别增长55%和44%。1996-2015年重庆市蔬菜瓜果等经济作物种植比例从10%升至28%,粮食作物种植比例从82%降至62%,肉蛋奶等动物主产品输出量增加83%。农牧生产结构的变化与氮素利用和损失的变化呈现显著的线性正相关关系,但人均GDP (gross domestic product)的增长与氮素利用和损失的变化没有呈现明显的线性关系,表明影响系统氮素流动特征的主导因素应该是农牧生产结构变化,而经济发展水平的变化只是起到了刺激农牧产品消费的作用。通过情景分析,若在2020年实现《重庆市农业农村发展“十三五”规划》的农产品生产目标,保持目前的氮肥投入和氮素管理现状,将会增加18 Gg氮素损失,同时降低氮素利用率1.2%;通过提高系统内部氮素循环利用率,优化作物生产养分管理,可在实现生产目标的同时,分别减少氮肥投入和氮素损失量15%和4.2%,提高农牧系统氮素利用率1.3%以上。【结论】在近20年中,重庆市农牧生产系统氮素流动特征发生了很大变化,氮素输入强度和环境损失在不断增加,而农牧生产结构改变是其变化的主要驱动力。在重庆未来农牧生产中,减少畜禽生产系统氮素的直接排放,加大畜禽粪尿和秸秆循环利用力度,优化作物生产系统氮素管理措施和提高氮素利用效率,是实现农牧生产和生态环境的平衡发展的有效措施。     

不同镁肥在中国南方三种缺镁土壤中的迁移和淋洗特征

镁淋溶是导致南方土壤缺镁的关键因素之一。通过室内土柱模拟实验探究了四种镁肥(氧化镁、改性硫酸镁、钙镁磷肥和硫酸钾镁)在中国南方三种酸性缺镁土壤(黄壤、紫色土、红壤)中的有效性、迁移和淋洗特征以及土壤对镁素的固持,以期为南方缺镁土壤科学施用镁肥提供依据。结果表明,施用镁肥(折合MgO 100 mg·kg~(-1))后,三种土壤施镁土层(0～15 cm)交换性镁含量提高了2倍～15倍。氧化镁、改性硫酸镁和硫酸钾镁在三种土壤中均表现出较强的迁移能力,经过60 d淋洗(模拟降雨量1 000 mm),未施用镁肥土层(15～50 cm)中有效镁含量均较对照增加17.9～105.4mg·kg~(-1)。黄壤上不同镁肥处理镁累积淋失量在104.9～243.8 kg·hm-2,与紫色土接近,但较红壤高2倍～3倍。实验结束后,黄壤和紫色土上施用氧化镁、改性硫酸镁和硫酸钾镁的淋失率均超过三分之一,而红壤中均低于7%;施用钙镁磷肥增加了土壤对镁的固持,减缓了镁向下淋洗,淋失率在三种土壤中均为负值。综合四种镁肥在土壤中的有效性、土壤对镁素的固持、镁在土壤中的淋洗特征以及土壤酸化阻控,钙镁磷肥在三种酸性缺镁土壤中施用效果均较好。     

小麦新品系高分子量麦谷蛋白亚基的组成研究

采用SDS-PAGE电泳方法鉴定和分析了199个春小麦高代品系的高分子量谷蛋白亚基( HMW-GS)组成与分布.结果表明,在Glu-A1、Glu-B1 和Glu-D1三个位点上共检测到10种不同的高分子量谷蛋白亚基及21种亚基组合类型,优质亚基5+10占的比例较高(60.30;),但含2*、7+8、5+10,1、7+8、5+10和1、17+18、5+10等优质亚基组合的比例较低(16.58;) .按照Payne等人的评分方法进行了评分, 199个春小麦高代品系的高分子量麦谷蛋白亚基Glu-1评分在3～10,平均为7.38分.