玉米转基因在分子农业领域的研究进展

植物转基因技术开辟了作物遗传改良的新途径。近年来,随着植物反应器技术的多元化发展以及日趋成熟,以玉米为分子工厂合成一些高价值产品成为研究热点。笔者就以玉米为植物反应器,用其生产糖类、必需氨基酸、不饱和脂肪酸、维生素、微量元素、生物酶、疫苗、抗体等各种高价值分子代谢物进行了综述,以期为中国分子农业领域的研究与应用提供参考。     

不同品种青贮玉米群体光合性能指标的变化

通过对不同青贮玉米品种群体光合性能指标的研究结果表明，不同青贮玉米品种叶面积指数、光合势、群体生长率在整个生育期均呈单峰曲线变化，峰值出现在散粉至乳熟期间，因不同品种而异。净同化率则呈“马鞍”型曲线变化。多分蘖品种科试1号、植株高大品种东陵白与农大647在生育期间叶面积指数和光合势均较高，东陵白生育前、中期群体生长率显著高于其它品种，且高值持续时间较长，这是其生物产量高的生理基础。生产中，采取合理栽培措施，克服此类品种植株高大、个体繁茂、群体郁蔽导致植株病害和倒伏严重的不足，可实现青贮玉米群体生物产量的进一步提高。     

热带区域冬玉米物候发育的模拟与模型检验

为探索热区环境下冬播玉米物候发育的温度效应,建立具有较好解释性的冬玉米物候发育模拟模型。基于云南陇川、瑞丽、芒市三试点分品种和播期的3年试验资料,比较不同模拟方法对冬玉米物候期的预测效果。结果显示以0℃、6℃、8℃、10℃为下限温度的积温模型,预测精度均不高,根均方差(RMSE)为7~11天。因此本研究在WOFOST模型基础上,以日最高温、日最低温2个驱动变量取代日均温,为不同物候期分别设置基点温度,基于物候期分段函数、建立了新的冬玉米物候发育模拟模型。模型采用独立试验数据进行检验,对两供试品种物候期预测的RMSE分别为4.42天和4.19天。模型体现了日温变化对发育速率的影响,体现了不同物候期温度效应的差异,具有较好的机理性,模型预测精度较高。     

玉米叶混掺对土壤水分入渗的影响

通过不同玉米叶混掺比例及混掺层埋深的垂直入渗试验,并以纯土为对照,研究玉米叶混掺对累积入渗量、入渗率及剖面含水率等的影响。结果表明,处理间土壤水分特征曲线差异明显;相同土壤水吸力下,添加玉米叶的土壤含水率均高于纯土处理,且添加3%玉米叶的土壤保水性明显优于添加1%玉米叶;土壤密度一定时,累积入渗量均表现为纯土1%玉米叶处理3%玉米叶处理;添加3%玉米叶对剖面含水率的影响高于1%玉米叶。     

玉米免耕破茬室内试验装置的研究设计

通过对国内外玉米免耕播种机破茬防堵部件的对比研究,确定采用滚动式破茬犁刀研制出本试验装置,并进行了室内土槽中的实验。该装置测量准确、方便,为研制出适合我国北方垄作玉米免耕破茬防堵部件提供了技术数据。     

苗期调亏处理对玉米根系生长影响的试验研究

以玉米为试验材料 ,利用盆栽试验研究了调亏灌溉对苗期根系形态、活力和干物质累积的影响。试验结果表明 :调亏灌溉减少根系干物质累积 ,根冠比、平均根长和根系活力 ( TTC还原量 )提高 ;单株根系条数下降 ;根系活力在复水后仍保持较高水平。表明调亏在量上抑制根系生长 ,但在形态和吸收功能上表现出一定的补偿效应。     

淄博市发展玉米收获机械化的经验与启示

玉米是我国的第二大粮食作物,但是玉米生产过程机械化水平较低,尤其是玉米收获环节机械化水平低,且总体上发展缓慢.因此,玉米收获机械化是我国北方玉米主产区农业机械化发展的重点.近年来,山东省玉米收获机械化出现快速发展势头,特别是山东省淄博市玉米收获机械化水平已经超过了50%,有些县区已经基本实现了玉米收获机械化.为此,从经济基础、农艺技术和农机技术基础、支持政策和农机管理等方面总结分析了淄博市发展玉米收获机械化的经验,并分析了全国玉米收获机械化发展所面临的农业生产工艺技术路线、农业技术装备体系及其农业机械化组织路线问题.在此基础上,提出了推进玉米收获机械化发展的措施.     

华北冬小麦-夏玉米农田水分动态模拟研究

冬小麦-夏玉米连作是华北地区主要的粮食作物种植模式。根据华北季节性冻土区的特点,将全年划分为作物生长期与越冬期,分别建立了作物生长条件下农田水分运移模型、冻融条件下土壤水热运移模型。前一模型主要包括参照腾发量计算、腾发量分配、作物根系吸水、土壤表面蒸发、土壤水分特征参数和土壤水分运动等子模型;后一模型主要包括冻土水热耦舍迁移、地气水热交换等子模型。应用以上模型对冬小麦-夏玉米连作条件下的土壤水分过程进行模拟,根据北京永乐店试验资料对模型进行检验。模拟了不同降水水平年、不同灌溉处理下的农田灌溉制度及土壤水分过程,分析了降水、灌溉对农田蒸散、土壤水利用、深层渗漏等的影响。     

基于不同有效积温的玉米干物质累积量模拟

为获得研究区适宜的玉米干物质累积量(DM)估算模型,通过2017—2019年在吉林省长春地区开展的3年农田试验,观测玉米生育期内作物根区20 cm地温、40 cm地温、农田气温、作物冠层温度以及玉米地上部干物质累积量等数据,建立基于不同有效积温的Logistic模型及其归一化模型,并用实测数据进行模型验证。结果表明,基于有效积温建立的Logistic模型可以模拟单株玉米干物质累积量生长,但不同地点、不同年份所建立的模型参数差异较大; Logistic归一化模型能够很好地模拟区域玉米干物质增长,在利用实测数据进行模型验证中,基于作物根区20 cm地温、40 cm地温、农田气温和作物冠层温度4种类型有效积温的Logistic归一化模型,其均方根误差、相对误差、决定系数和模型一致性系数都能达到较优值;以2019年数据建立的Logistic归一化模型对玉米干物质累积量模拟效果最优;基于有效冠层积温的Logistic归一化模型模拟效果较优。本研究结果可为灌区精量灌溉决策和管理提供技术支撑。     

以水分适宜指数作为作物适水种植指标的初探

通过对抗旱指数(DRI)的分析和改进,首次提出了水分适宜指数(WAI),并以此为指标,在不同的水分条件下对18个不同的玉米品种进行抗旱性研究。结果表明:WAI可以更好的反映不同水分条件下的产量变化,并且倾向于选择高产型品种。可以作为作物适水种植的筛选方法。