基于扩散理论的华北春玉米生理成熟后籽粒脱水过程分析

玉米机收籽粒可以显著提高玉米的生产效率,是玉米生产的发展方向。生理成熟后的籽粒含水率是决定机收质量的关键,受品种、密度和气候等多种因素影响。准确估算生理成熟后玉米籽粒含水率,进而分析其主要影响因素,最终确定玉米收获时间和筛选适宜机收的品种,对玉米主产区华北的春玉米籽粒机收发展具有重要意义。因此,于2017年和2018年在河北省泊头、南大港、玉田和山西榆次进行了两年田间春玉米试验,每年设置7个共性品种,每个品种3个密度,对生理成熟后籽粒含水率、品种性状、气象和管理要素进行了监测,并利用基于扩散理论考虑空气温湿度的脱水模型对籽粒含水率进行了模拟,进而计算脱水曲线下的面积(AUDDC),用以筛选脱水优异的玉米品种。结果表明,基于扩散理论的籽粒脱水模型对玉米生理成熟后籽粒含水率的模拟效果较好;年份、地点和品种对生理成熟时籽粒含水率(M_0)和水分扩散速率(k)具有显著影响,密度对脱水参数影响不显著。逐步线性回归分析得到灌浆期参考作物蒸发蒸腾量(ET_0)、最高气温和灌水量对M_0具有显著的正效应,生理成熟后30 d内ET0和灌浆中后期降雨对k具有显著的正效应,全生育期降雨对k具有显著的负效应。品种性状中对M_0影响最大的为苞叶层数(正效应),对k影响最大的为叶片数(负效应)。通过模型计算得到,生理成熟后10d华北地区春玉米籽粒含水率可以下降到28%,籽粒含水率下降到25%的概率为50%。由模型计算得到各品种生理成熟后10 d内的AUDDC,与AUDDC平均值比较发现‘京农科728’‘张1453’‘华农887’‘广德5’和‘金科玉3306’为脱水表现优异的品种。     

利用直扩PCR试剂盒检测小麦多效抗病基因

为了明确直扩PCR在小麦多效抗病基因检测中的效果,促进廉价、快捷的直扩PCR技术在小麦分子育种中的应用,本研究通过对聚合三个多效抗病基因Sr2、Lr34、Lr67的BC2单株进行直扩PCR检测,筛选到了三个基因聚合的杂合单株,证明了直扩PCR的有效性,并讨论了直扩PCR的优缺点和影响因素,为直扩PCR技术在作物分子育种中的推广应用提供参考。     

施氮量对连粳15号晚直播条件下灌浆特性和米质的影响

晚直播条件下,以中熟中粳超级稻品种连粳7号及早熟优质灌浆快的直立穗型品种连粳15号为试验材料,设置4种氮肥水平,通过水稻籽粒灌浆过程中的动态取样,应用Richard方程对籽粒灌浆过程进行拟合,研究淮北主推品种不同粒位籽粒灌浆特性及其品质对氮肥施用量的响应。结果表明:随施氮量的增加,产量先显著增加后降低,强、弱势粒粒重、灌浆速率、最大和平均灌浆速率减小;与强势粒相比,弱势粒粒重较轻,最大灌浆速率和平均灌浆速率较小,到达最大灌浆速率时间较迟,活跃灌浆期较长。连粳15号二次枝梗籽粒灌浆启动早,灌浆速率较连粳7号快,进入灌浆盛期早,籽粒充实紧密。连粳7号一次枝梗籽粒灌浆速率下降后,二次枝梗籽粒灌浆速率才有较大上升;二次枝梗籽粒较多导致其充实度较低、结实率下降、出米率不高。随施氮量的增加,整精米率显著下降且相同氮水平下品种间差异显著;连粳7号垩白粒率、垩白度呈增长趋势,差异显著;连粳15号垩白粒率降低,垩白度先升后降。     

玉米晚收与主要性状的相关性分析

采取晚收措施,对陕西定边黄土高原栽培玉米新品种进行了主要相关性状的分析研究。结果表明:晚收能不同程度影响玉米籽粒主要相关性状。适时晚收使节本增效最大化。     

不同苦荞品种花和籽粒空间分布特征及差异分析

以8个苦荞品种为试验材料,研究不同苦荞品种花和籽粒在植株不同部位的分布特征及差异。结果表明,不同苦荞品种花和籽粒总数存在显著差异,其中川荞2号总花数、总籽粒数最高,分别为3 046.6和1 367.8,而川荞1号最少,分别为1 017.6和487.2,品种间总花数和总籽粒数变异系数分别为34.8%、29.0%。不同苦荞品种花和籽粒空间分布呈现相同趋势,均主要分布于分枝上,分别占整株的76.3%和74.2%以上,且均显著高于主茎,分别高68.7%~87.0%和65.2%~84.5%。生产上可通过调控分枝的有效籽粒数来提高苦荞产量。     

玉米秆、穗、粒力学特性的品种与密度效应研究

为明确玉米"秆-穗-粒"力学特性的品种与密度效应,于2016年和2017年分别设置20个品种、7个品种×3个密度组合的田间试验,测定玉米茎秆-雌穗和穗轴-籽粒的连接力学特性,以及穗轴、籽粒的力学特性。通过方差分析、效应估算、多重比较、遗传相关等方法分析数据,结果表明,供试玉米品种的茎秆-雌穗连接力、穗轴-籽粒纵向和横向连接力、穗轴抗压碎力和抗弯折力的取值范围分别为291～579、5.57～13.69、5.10～9.66、1 070～3 849、140～355 N,籽粒抗压碎力、抗剪切力、穿刺强度的变化范围分别是89～157 N、42.7～105.0 N及48.1～77.0 MPa。品种、品种×密度互作对茎秆-雌穗连接力和穗轴-籽粒纵向、横向连接力影响显著,品种、密度对穗轴抗压碎力和抗弯折力影响显著,穗轴抗压碎力和抗弯折力随种植密度的增加呈下降趋势。品种对茎秆-雌穗连接力、穗轴-籽粒纵向和横向连接力、穗轴抗压碎力和抗弯折力的总贡献率分别为52.08%、40.55%、18.71%、89.71%、56.92%,均高于其他效应因子的总贡献率。品种对籽粒抗压碎力、抗剪切力、穿刺强度影响显著。籽粒抗压碎力分别与长度、周长、面积、表面积、体积、矩形度呈显著正相关,穿刺强度分别与厚度、面积、表面积、体积、矩形度呈显著正相关,抗压碎力、抗剪切力、穿刺强度分别与比表面积呈显著负相关。综之,品种是影响玉米"秆-穗-粒"连接特性和穗轴、籽粒力学特性的主要因素,籽粒比表面积分别与其抗压碎力、抗剪切力、穿刺强度相关性显著。这些结果可为玉米宜机收品种选育和栽培、收获机具设计提供参考依据。     

中国河西走廊东灰山和西灰山作物遗存研究

河西走廊是古代中原文化和西域文化的交叉地带,也是古丝绸之路的重要通道。为了给研究东西方物质和文化交流在中国农业发展史上的作用提供实物证据,对甘肃民乐东灰山和西灰山现有材料采用遗址剖面土壤样本浮选、分拣、鉴定和理化分析方法,以现代作物种子为对照,确定遗址炭化作物籽粒的种类、性状差异及年纪。结果显示,东灰山遗址发现了炭化小麦、大麦、谷子(粟)、糜子(黍、稷)、黑麦、荞麦和燕麦籽粒,以及胡桃壳、枣核等;西灰山遗址发现了炭化小麦、谷子、糜子和大麦籽粒;两个遗址的作物种植结构基本一致。东灰山和西灰山发现的作物以小麦最为古老,距今在3 800~3 600年之间,西灰山小麦种植历史稍早于东灰山。在新石器晚期至青铜器时代,河西走廊的粮食生产已有比较合理的作物种类结构,包括小麦、大麦、谷子、糜子、黑麦、荞麦和燕麦等。炭化小麦籽粒较小,且大小不均匀,说明人工选育程度低。如对东灰山和西灰山作物和植物遗存开展系统性发掘,可能还会有更多新发现或新认知。     

夏玉米品种籽粒灌浆、脱水及机收特性研究

以先玉335、桥玉8号、华美1号和郑单958这4个玉米品种为试验材料,研究了不同玉米品种籽粒的灌浆速率、脱水速率及机收性状指标。结果表明:玉米授粉后15 d籽粒灌浆速率逐渐加快,授粉35 d达最大值后缓慢下降,且均表现出抛物线型单峰变化特性,先玉335、桥玉8号、华美1号的平均灌浆速率分别为6.70、6.86、7.06 mg/(粒·d),均高于对照郑单958;灌浆后期先玉335、桥玉8号、华美1号脱水速率均高于对照,华美1号脱水速率最快,有利于降低玉米收获期籽粒含水量;各玉米品种落穗率为2.46%～6.01%,机收产量损失率为0.93%～1.79%,落籽率为0.17%～0.27%,其中郑单958和先玉335的籽粒破碎率较高,分别为6.17%和5.24%,华美1号最低,为4.19%,籽粒杂质率以华美1号最低,为1.21%。