含水率对稻米籽粒剪切特性的影响研究

稻米籽粒的剪切特性指标可以作为稻米品质评价的指标之一,本文通过试验获得了稻米籽粒剪切特性的力学指标包括硬度、破坏能、破坏力及破坏应力等,并研究了含水率对稻米籽粒剪切特性的影响,通过多项式回归建立了剪切特性指标与含水率之间关系的回归方程,为水稻品质育种,评定和控制水稻的最后质量提供新的方法和新的研究手段.     

残茬覆盖与耕作方式对夏玉米营养生长及籽粒产量的影响

对小麦机械收获后残茬覆盖与不覆盖 2种条件下免耕、翻耕和间隔深松 3种土壤耕作方式夏玉米的营养生长及籽粒产量进行了研究。结果表明 ,残茬覆盖和深松耕作玉米播种后出苗率高 ,次生根多 ,株高增加而基部节间缩短 ,叶面积系数提高 ,最终产量显著高于其他处理。     

水稻籽粒不同发育时期灌浆速率的遗传及其与环境互作的分析

 以 6个水稻品种作完全双列杂交 ,应用包括基因型×环境互作的三倍体胚乳遗传模型及条件遗传方差分析方法 ,对水稻灌浆速率进行动态遗传分析。结果表明 ,不同类型水稻品种及其组合在不同时期测定的灌浆速率存在明显差异。水稻灌浆速率主要受三倍体胚乳核基因及二倍体母体植株基因的遗传控制 ,细胞质效应较小 ,并且以胚乳核基因的加性效应为主。基因型×环境的互作效应主要表现为母体加性×环境互作。灌浆速率后代的分离主要决定于水稻开花后 18d之前。各时期母体植株基因的遗传效应对水稻灌浆速率均有一定作用 ,并且水稻开花后 18～ 2 4d母体植株基因对灌浆速率的效应比胚乳核基因还大。各时期均以种子直接遗传率为主 ,母体遗传率很低 ,母体加性效应对水稻灌浆速率的作用被胚乳加性效应通过协方差的间接影响而弱化     

从源库观点看玉米籽粒产量的形成

根据作物生产的源库学说,主要介绍了玉米源对干物质生产,库的建成和充实,以及库对干物质生产、分配及灌浆速率的影响。     

黄淮海高蛋白夏大豆新品种适宜种植密度研究

为明确黄淮海地区高蛋白夏大豆新品种最佳种植密度,为其推广利用提供理论依据,本研究以高蛋白夏大豆新品种圣豆18、圣豆24、菏豆37和菏豆38为供试材料,分析单株和群体农艺性状、籽粒品质、产量及产量构成因素对不同种植密度的响应.结果 表明:4个高蛋白夏大豆新品种株高、底荚高随密度增大均逐渐增大,单株有效荚数、单株粒数、根干重、茎干重、豆荚干重及百粒重随密度增大均呈现减小趋势,主茎节数、有效分枝数、籽粒蛋白质和脂肪含量受密度影响不明显.圣豆18和圣豆24群体根、茎、荚干重在种植密度为19.5万～22.5万株·hm-2时均较高;菏豆37和菏豆38群体根、茎、荚干重在种植密度为19.5万株·hm-时最高.种植密度为22.5万株·hm-2时,圣豆18产量最高,为3750.00 kg· hm-2;种植密度为19.5万株·hm-2时,圣豆24、菏豆37和菏豆38产量均最高,分别为3458.65,2952.30和3625.70 kg·hm-2.     

γ-氨基丁酸和2-乙酰-1-吡咯啉代谢通路在水稻籽粒发育过程中的变化分析

【目的】结合代谢组和转录组技术,分析香稻和非香稻不同发育时期籽粒中γ-氨基丁酸（GABA）和2-乙酰-1-吡咯啉（2AP）代谢通路主要化合物和基因的动态变化,为高含量GABA和2AP的水稻育种提供理论依据。【方法】本研究收集优质香籼稻美香占2号和优质籼稻黄华占花后8 d（乳熟期）、花后15 d（蜡熟期）、30 d（完熟期）的脱壳籽粒和花后40 d收获的籽粒的精米,对各样本采用LC-MS/MS和RNA-seq技术进行代谢产物检测和转录表达分析,分析两个水稻品种GABA和2AP代谢通路相关化合物的空间分布以及含量变化特征。【结果】代谢组数据PCA分析表明两个水稻品种乳熟期籽粒和花后40 d收获的籽粒的精米明显分离,蜡熟期和完熟期籽粒分离不明显。代谢组共鉴定出623种代谢物,四个时期差异代谢物合计161个。GABA和2AP通路中9个代谢物被检出,两个水稻品种的相关代谢物变化趋势相似,其中腐胺主要定位于籽粒的糊粉层,而亚精胺在内胚乳特异累积。转录组共检出3.3万个左右基因,其中检出GABA通路18个酶中的14个酶对应的基因有较高的表达水平,除Badh2外其他基因均不是差异表达基因,同一基因在两份水稻材料中的表达水平和变化趋势相似,GAD1、GABA-T1、DAO4和PAO4在相应同源基因中表达水平较高。黄华占籽粒中L-精氨酸和腐胺的代谢在蜡熟期已基本结束,美香占2号在籽粒整个发育期具有持续较强的多胺降解水平。美香占2号籽粒具有合成2AP的物质基础,多胺降解途径和谷氨酸-脯氨酸转化通路同时有助于2AP的积累。【结论】水稻籽粒GABA代谢以降解为主,GABA-T1和GABA-T2共同调控GABA的降解。GABA相关代谢物主要集中在糊粉层,黄华占籽粒中代谢物分布和基因表达特征与美香占2号相似,美香占2号籽粒成熟过程中具有持续较高的线粒体活性。     

北方麦区土壤有效磷阈值及小麦产量、籽粒氮磷钾含量对监控施肥的响应

  【目的】  分析我国北方麦区不同土壤有效磷水平下,监控施肥后小麦籽粒产量与养分吸收利用变化,为保证减施磷肥后小麦的丰产、优质、绿色生产提供理论依据。  【方法】  于2018—2020年在我国北方麦区49个地点进行了田间试验。所有试验均设农户施肥(FF)、监控施肥(RF)和监控无磷(RF-P) 3个处理,监控施肥的磷(P₂O₅)肥用量较农户施肥平均减少60 kg/hm2,相当于减少了46%。在小麦成熟期调查了土壤不同磷素水平下,小麦产量、产量构成、籽粒氮磷钾含量,并计算了磷素养分吸收利用率;在小麦收获期,采样测定土壤有效氮磷钾含量。  【结果】  当土壤有效磷<15 mg/kg时,小麦产量最低,为5155 kg/hm2;当土壤有效磷在25～30 mg/kg时,产量达到最高,为7217 kg/hm2;有效磷过高并不能持续提高小麦产量,反而因穗数、千粒重低导致产量降低。土壤有效磷<15、15～20、20～25、25～30和>30 mg/kg时,监控施肥处理小麦产量与农户施肥处理相比差异虽然未达显著水平,但小麦的磷肥吸收效率与磷肥偏生产力平均分别为1.03和104.7 kg/kg,分别较农户处理显著提高了119.6%和112.2%,籽粒氮磷钾含量与农户施肥处理相比无显著差异。当土壤有效磷<15 mg/kg,或速效钾达171和200 mg/kg、有效磷为15～20和>30 mg/kg时,不施磷肥小麦显著减产;但土壤速效钾为147和158 mg/kg、有效磷在20～25和25～30 mg/kg时,不施磷肥不减产。土壤有效磷含量越高,小麦籽粒平均氮含量越低、磷含量越高,籽粒平均钾含量在有效磷为20～25 mg/kg时达到最高。  【结论】  在北方麦区,过高的土壤有效磷含量有降低小麦氮素营养的风险,适当降低磷肥用量在保证产量的同时,还可大幅提高磷肥的利用率。土壤有效磷维持在20～30 mg/kg时,减施或不施磷肥依然可以实现小麦高产,但若速效钾>170 mg/kg时不施磷肥小麦有减产风险。因此,应基于对小麦目标产量、籽粒养分含量和土壤有效磷钾的监控,确定合理的磷肥用量,实现北方麦区化肥减施,小麦稳产提质增效和绿色生产。     

低植酸作物遗传改良途径与磷资源高效利用

  【目的】  磷是作物生长发育所必需的营养元素。在植物体内,磷多以植酸形式储存在成熟籽粒中。非反刍动物,包括人类,无法消化植酸来获取磷及植酸螯合的有益元素,籽粒中收获的大量磷素进入人及动物排泄物,不仅造成磷资源浪费,也加大了环境风险。因此,培育籽粒低植酸品种是改善作物营养品质、降低磷素环境风险的重要途径。本文综述作物籽粒磷的来源,控制籽粒植酸磷含量的主要生理过程及遗传改良策略等研究进展,为相关领域研究奠定基础。  主要进展  籽粒植酸磷的积累主要由3步组成,木质部或韧皮部向籽粒转运无机磷酸盐,籽粒利用无机磷酸盐合成植酸,植酸被运输至液泡中储存。目前已分离鉴定到负责相关过程的转运蛋白和关键酶及其编码基因,如SULTR3;4、SULTR3;3、PHT1;4蛋白介导无机磷酸盐向籽粒的转运,MIPS、ITPK、IPK1酶参与植酸的合成,以及MRP蛋白介导植酸合成后的转运储藏。对籽粒低植酸突变体的产量、农艺性状表型及改良策略的优缺点进行比较,籽粒低植酸品种可能存在产量下降、种子萌发率低等不足。  展望  未来可以从特异性修饰籽粒中关键基因的时空表达、发掘关键基因的优良等位变异及针对品种的磷营养管理3个方向,深入研发籽粒低植酸含量的高产品种,实现磷资源高效利用。     

农田机械碾压对土壤物理特性及玉米生长和产量的影响

【目的】研究实际生产中大型农业机械碾压对土壤物理特性及玉米生长和产量的影响程度,为改善耕作措施、实现作物壮根高产和土壤的可持续生产提供依据。【方法】选取小麦—玉米两熟制中前茬小麦收获时节受谷物联合收割机反复碾压的地块（JS处理）和常规收割未经反复碾压地块（CK）,以玉米品种登海605（DH605）和登海3号（DH3）为试验材料,测定并分析玉米播种前的土壤容重和含水量及玉米的农艺性状、光合特性、干物质积累与分配、果穗性状及产量等指标。【结果】JS处理地块0～50 cm土层土壤容重和土壤含水量均较CK增加,其中0～10和10～20 cm土层土壤容重均显著大于CK（P<0.05,下同）,即大型农机反复碾压对土壤容重的影响主要集中在0～20 cm耕层。耕层土壤紧实进一步造成玉米根系发根数量减少,根干质量降低,根冠发育失调,茎、叶分化受阻,单株叶片数量和茎节数量减少,叶面积指数下降,株高降低,光合速率降低,干物质积累量减少,穗粒数和百粒质量下降。2个品种比较,DH3根系生长受紧实胁迫影响较大,根层数、根条数、根干质量、根冠比较CK分别显著减少17.9%、26.9%、45.2%和32.9%,而DH605分别下降0、14.4%、31.7%和12.7%,仅根干质量达到显著差异;JS处理下DH605的叶面积指数和穗位叶SPAD较CK分别显著降低36.9%和14.4%,穗位系数显著增加,茎粗、百粒质量显著降低;虽然DH3根系生长受紧实胁迫影响较大,JS处理下DH3的叶面积指数较CK显著降低21.8%,但穗位叶SPAD值、穗位系数、茎粗、百粒质量则与CK差异不显著（P>0.05）,且干物质向叶片、籽粒的分配比例增加,最终减产幅度（20.8%）与DH605（24.4%）差异不大。【结论】当前生产中大型农机反复碾压造成的耕层土壤紧实现象已十分严重,使免耕直播的玉米生长受到明显抑制,产量显著降低;不同玉米品种对土壤紧实胁迫的响应存在差异,生产中可通过深松深耕、秸秆还田、选用抗土壤紧实品种等措施消减土壤紧实对作物生长的不良影响。