不同氮反应冬小麦品种幼苗素质及氮代谢关键酶活性的耐低氮差异研究

为了明确不同氮敏感型冬小麦品种的幼苗对低氮胁迫的反应,基于小麦籽粒产量和籽粒氮含量的耐低氮指数,对24个冬小麦品种进行了耐低氮丰产型和氮敏感型分类,并以典型品种为材料,比较了其幼苗(5叶龄)在不施氮(0mmol·L~(-1))和施氮(16 mmol·L~(-1))条件下,地上部和根部的干物质积累量、氮含量、氮积累量及其叶片和根部的硝酸还原酶(NR)和谷氨酰胺合成酶(GS)活性。结果显示,与施氮处理相比较,不施氮处理小麦品种的幼苗根部干物质积累量、根冠比均增加,地上部干物质积累量、氮含量和氮积累量、根部氮含量和氮积累量以及NR和GS活性均降低。在不施氮处理下,耐低氮丰产型小麦品种的幼苗地上部干物质积累量的降幅小于氮敏感型品种,根部干物质积累量和根冠比的增幅均大于氮敏感型品种;耐低氮丰产型小麦品种幼苗总根长和总根表面积显著增加,根直径显著下降;氮敏感型小麦品种幼苗根直径和总根体积显著降低。与氮敏感型品种相比,耐低氮丰产型小麦品种幼苗地上部、根部的氮吸收能力较高,NR和GS两种酶活性降幅较小。     

微咸水对冬小麦萌发及苗期生长发育的影响

华北地区冬春干旱日益频繁, 而环渤海区微咸水资源丰富。探讨微咸水在冬小麦造墒或冬灌中应用的可行性, 对充分利用该区域的微咸水资源具有重要意义。本研究以华北地区不同生态型冬小麦品种(水旱兼用型“石家庄8号”、旱作型“晋麦47”和抗盐型“小偃81”)为试验材料, 采用盆栽方式, 分析了微咸水对冬小麦萌发和苗期生长发育及水分利用效率的影响。结果表明: 微咸水对“石家庄8号”和“小偃81”的萌发无影响, 使“晋麦47”的发芽势和发芽率显著降低, 而3个品种冬小麦的胚芽鲜重对微咸水处理无响应。微咸水处理抑制冬小麦根系的生长, 而促进了地上部的生长, 使“石家庄8号”、“小偃81”和“晋麦47”的根冠比分别降低51.6%、32.3%和36.8%, 使叶绿素含量分别提高38.5%、26.0%和12.9%。微咸水促进冬小麦的地上部生长, 提高冬小麦的水分利用效率, 但是对冬小麦苗期的根系生长有抑制作用。微咸水处理提高3个品种冬小麦的水分利用效率, 主要是由于降低了冬小麦的单株耗水量。     

CO2浓度升高对不同水分条件下冬小麦生长和水分利用的影响

以CO₂浓度升高为主要特征的气候变化对作物生长发育及产量形成的影响日益受到重视。冬小麦是我国主要粮食作物之一, 主要分布在干旱及半干旱地区, 且生长期内多干旱少雨。研究不同水分条件下冬小麦的生长变化及水分利用对CO₂浓度升高的响应具有重要的科学和实践意义。本研究在封顶式生长室中对2个土壤水分水平[适宜水分: 70%~80%田间持水量; 干旱胁迫: 50%~60%田间持水量]的盆栽冬小麦进行了CO₂熏蒸试验[背景大气浓度: (396.1±29.2) μmol·mol^-1; 升高的浓度: (760.1±36.1)μmol·mol^-1]。对小麦植株生理指标、生物量、产量、耗水量和水分利用效率(WUE)等的研究结果表明, 与背景大气CO₂浓度相比, CO₂浓度升高可促进冬小麦生长, 其地上生物量显著增加, 适宜水分和干旱胁迫条件下分别增加了28.6%和18.6%; 籽粒产量显著增加, 适宜水分和干旱胁迫条件下分别增加了32.6%和22.6%; CO₂浓度升高主要通过增加穗粒数提高籽粒产量, 穗粒数在适宜水分条件下提高24.3%, 干旱胁迫条件下提高15.5%, 对千粒重没有显著影响。CO₂浓度升高使群体和产量WUE显著提高, 在适宜水分条件下提高幅度较大, 分别提高17.7%和24.8%。CO₂浓度升高显著提高了叶片光合速率(P_n)、降低了气孔导度(G_s)和蒸腾速率(T_r); 在适宜水分和干旱胁迫下P_n分别提高15.6%与12.9%, G_s分别降低22.7%与18.2%, T_r分别降低8.9%与7.5%。CO₂浓度升高提高了叶片水势及叶绿素含量; 在适宜水分条件下叶片水势提高幅度较大, 为7.7%; 叶片叶绿素含量在2种水分条件分别提高7.5%与3.8%。由以上试验结果可得出: CO₂浓度升高对冬小麦的生长、产量及水分利用效率均具有促进作用, 而且在土壤水分状况较好时, 这种作用效果更明显; CO₂浓度升高主要通过增加穗粒数来促进产量提高。     

冬小麦叶面积测算方法的再探讨

为使小麦叶面积测算的方法更为精确,以田间种植的冬小麦植株为材料,测算了冬小麦叶面积的校正值K。在小麦每个主茎叶片展开时和主要生育时期取样,用直尺测定小麦叶片的长度（L）和宽度（W）,并用Li-3000便携式叶面积仪测定对应的叶面积（A）,用K=A /(L·W)进行计算。结果表明,冬小麦冬前主茎叶的平均K值为0.748 8≈0.75,春生主茎叶的平均K值为0.780 6≈0.78,全株主茎叶的平均K值为0.766 2≈0.77。按生育时期测定,越冬前全部叶片的平均K值为0.729 8≈0.73,春季各生育时期平均K值为0.768 0≈0.77,全部生育时期的平均K值为0.760 4≈0.76。通过与叶面积仪实测的值比较,用全部生育时期的平均值K=0.76,依据公式A=K∑（L·W）计算的小麦各生育时期的单株叶面积和叶面积指数,比用常用的K=0.83得到的结果更准确,因而建议在利用系数法计算叶面积时采用K=0.76。     

播后镇压和冬前灌溉对冬小麦干物质转移和氮素利用效率的影响

为明确播后镇压和冬前灌溉对高产冬小麦干物质和氮素转移及氮素利用效率的影响,以冬小麦品种石新828和石麦12为材料,采用裂区田间试验,于开花期和成熟期,测定不同器官的干物质和氮积累量和转移量、籽粒产量、蛋白质产量、氮吸收效率和氮肥生产效率。结果表明,冬灌和镇压处理下,2个品种开花期和成熟期的干物质积累量下降,开花前各营养器官干物质的转移量、转移率及对籽粒的贡献率均降低,但开花后籽粒中的干物质积累量增加。冬灌处理小麦成熟期的总干物质积累量和产量下降。冬灌处理下,石新828开花后籽粒中的氮积累量增加,开花后氮素对籽粒的贡献率提高,但各器官的氮转移量显著降低,籽粒氮积累总量显著减少,氮吸收效率下降;冬灌对石麦12成熟期籽粒氮素积累量影响不显著。与不镇压相比,镇压处理下,2个品种开花期的氮积累总量和不同器官中的氮积累量均降低,而成熟期各器官氮积累量及分配比例的差异均不显著。镇压处理与不镇压处理相比,2个品种开花前营养器官中的氮转移量、转移率和贡献率均降低,但是开花后的氮积累量及其对籽粒氮的贡献率提高,其中,镇压的石麦12开花前氮转移量、贡献率和开花后氮积累量、贡献率与不镇压的差异达显著水平;成熟期籽粒氮素积累量的差异不显著。建议在足墒播种条件下不必进行冬灌,应根据播种前后土壤和水分条件确定是否需要镇压。     

褪黑素通过H2O2调控盐胁迫下小豆Na+/K+平衡机制

为探究褪黑素对盐胁迫下小豆幼苗生长发育的影响，以保红876为材料，设置4个处理：CK(清水)、S(60 mmol/L NaCl)、MT(50μmol/L褪黑素)和S-MT(60 mmol/L NaCl和50μmol/L褪黑素),并分析了小豆幼苗生长指标、光合指标、矿质元素离子含量和抗氧化酶活性的变化。结果表明，在盐胁迫条件下，较CK处理，小豆幼苗的生长受到明显抑制，叶绿素含量、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和胞间CO₂浓度(Ci)显著降低；叶、茎中Na⁺含量显著上升，叶片中Ca²⁺含量显著上升而Mg²⁺含量则显著下降，豆苗Na⁺/K⁺比值显著增加；MDA和H₂O₂含量显著上升，破坏了膜脂选择透性。盐胁迫下施加褪黑素后，较S处理，显著提高了豆苗株高、叶面积和生物量，总根长显著增加；同时提高了叶绿素含量、叶片Pn、Tr和Ci;叶、茎中Na⁺和K⁺含量...     

基于改进YOLOv5的菇房平菇目标检测与分类研究

随着食用菌行业由自动化向智能化、信息化发展的趋势越来越明显，为了实现现代化菇房中平菇的准确检测，解决工厂化平菇栽培中收获阶段平菇之间相互遮挡等问题，帮助平菇采收机器人进行准确的自动化采收，该文提出了一种基于YOLOv5（you only look once version 5）模型的OMM-YOLO（ostreatus measure modle-YOLO）平菇目标检测与分类模型。通过在YOLOv5模型的Backbone层添加注意力模块，对输入的平菇图像特征进行动态加权，以获得更详细的特征信息，并在Neck层采用加权双向特征金字塔网络，通过与不同的特征层融合，提高算法的平菇目标检测的精度。此外，为了改善算法的准确性和边界框纵横比的收敛速度，该文采用了EIoU（enhanced intersection over union）损失函数替代了原有的损失函数。试验结果表明，与原始模型相比，改进模型OMM-YOLO对成熟平菇、未成熟平菇和未生长平菇的平均精度均值分别提高了0.4个百分点、4.5个百分点和1.1个百分点。与当前主流模型Resnet50、VGG16、YOLOv3、YOLOv4、YOLOv5m和YOLOv7相比，该模型的精确率、召回率和检测精度均处于优势，适用于收集现代化菇房中的平菇信息，有效避免了平菇之间因相互遮挡而产生的误检测现象。菇房平菇目标检测可以自动化地检测平菇的数量、生长状态等信息，帮助菇房工作人员掌握菇房内的菇况，及时调整温湿度等环境条件，提高生产效率，并且对可以对平菇进行质量控制，确保平菇产品的统一性和品质稳定性。同时可以减少对人工的依赖，降低人力成本，实现可持续发展，对智能化现代菇房建设具有积极作用。