栽培稻种间杂种不育性初步研究

栽培稻种间杂种不育是从非洲栽培稻向亚洲栽培稻转移有利基因及利用栽培稻种间杂种优势的最大生殖障碍,为克服栽培稻种间杂种不育障碍以充分、合理利用非洲栽培稻的有利基因,1999年至2001年在海南三亚用9个粳型亚洲栽培稻品种与2个非洲栽培稻品种杂交的17个F1组合,及与相应亚洲栽培稻回交的BC1F1为基本材料研究表明,F1所有组合均高度不育,回交一代花粉育性也很低,为0%～5.75%;在群体较大的BC1F1组合IRGC 102203/IRAT 216∥IRAT 216中选育性最高的1株(32.10%)自交得76株BC1F2,平均花粉育性为89.2%,之后种成76个BC1F3株系,每株系随机取1株自交至BC1F5,BC1F5的花粉及小穗育性基本正常,再随机取23个株系与IRAT 216测交,BC2F1的花粉和小穗育性均表现为半不育.说明这23个株系均带有来自非洲栽培稻亲本IRGC 102203的不育基因,不育基因同时作用于雄配子和雌配子,杂种不育的遗传模式主要表现为"单位点孢子体-配子体互作不育",经一代的选择和淘汰,育性基本恢复正常.大规模的回交转育育性基因及回交高世代QTL分析(AB-QTL)以更好地研究杂种不育的遗传规律及克服对策的研究工作正在进行中.     

深松耕和绿肥还田对云南坡耕地耕层土壤物理性状的影响

利用间作、深松耕和绿肥还田对土壤耕层结构不同的改善作用,将三者集成于同一系统中以发挥各自优势并催生彼此间的协同效应,从而建立适宜持续改善坡耕地耕层结构的耕作措施。于2016~2019年以滇东北规模化种植模式玉米间作马铃薯为研究对象,在此基础上集成利用深松耕与绿肥还田措施。本试验设置6个处理,分别为:T1.玉米单作(对照);T2.玉米/苕子;T3.玉米‖马铃薯;T4.玉米‖马铃薯/苕子;T5.深松耕+玉米/苕子;T6.深松耕+玉米‖马铃薯/苕子,研究不同措施对土壤紧实度、容重和剪切力的影响。结果表明,不同种植模式中,单作处理土壤容重、紧实度和剪切力均高于间作处理;6个处理中,深松耕+玉米‖马铃薯/苕子处理土壤容重、紧实度和剪切力均低于其他处理,在玉米收获期差异显著(P<0.05),与对照相比,土壤容重4年分别降低4.60%、7.00%、3.86%和3.17%;紧实度4年分别降低16.98%、15.06%、30.82%和16.75%;剪切力4年分别降低19.59%、47.72%、23.4%和28.31%。研究表明,玉米间作马铃薯与深松耕、绿肥还田集成应用技术通过利用协同效应,发挥各自优势,达到持续改善土壤耕层结构,为云南山区坡耕地耕层合理构建提供依据。     

作物间套作种植方式间作效应研究

阐述了国内外作物间套作方式的研究进展及内容,总结近五年来作物间套作方式的研究特点：土壤容重、光照强度、叶绿素含量、抗病虫性、土壤水分变化规律、施肥水平对间套作作物性状的影响和经济效益方面研究较多;间套作水土保持作用,土壤水分和养分利用状况及作物地下部分等方面研究较少。提出间套作在栽培措施方面应注意的关键问题：合理安排间套作作物的播种期和移栽期;采用共生系统施肥法(即施肥时要同时考虑间套作作物);种植密度要适宜。     

栽培稻种间近等基因系杂种育性遗传及其基因定位

 用粳型亚洲栽培稻品种WAB56-104与来自种间回交组合WAB56-/104/CG14∥WAB56-104///WAB56-104的3个栽培稻种间近等基因系杂交、回交，对3个BC1F1群体的花粉及小穗育性遗传研究表明，育性遗传符合单位点孢子体-配子体互作模型，来自非洲栽培稻的不育基因在与相同位点的亚洲栽培稻等位基因互作时，导致携带亚洲栽培稻等位基因的雌雄配子败育，而形成花粉及小穗的半不育，但本研究的3个组合中，并未导致所有携带亚洲栽培稻等位基因的雌配子完全败育，其作用介于配子消除与花粉灭杀之间。用微卫星标记对这3个群体的育性基因定位表明，它们都位于第6染色体短臂末端，但WAB450-2、WAB450-8携带的不育位点与紧密连锁的微卫星标记RM190、RM133共分离，且很可能与S1等位，而WAB450-7的不育基因则与位于相邻区间的RM253呈松散连锁，可能与WAB450-2、WAB450-8的育性位点不同。     

坡耕地间作作物群体水土保持耕作措施

为解决云南山区坡耕地作物生态系统中存在的作物栽培技术措施不配套,水土等自然资源不能有效利用与保护的问题,对不同作物搭配间作方式水土保持效应进行了研究,为坡耕地水土流失治理提供了合理可行的保护性作物种植措施。试验选用玉米、辣椒和混播草带搭配成不同间作方式:玉米间作辣椒(行比为2∶2,2∶4,2∶6)、玉米间作草带、辣椒间作草带,研究不同间作群体对坡耕地水土流失的影响。结果表明:作物间作群体总水土流失量均低于作物单作,玉米间作草带总径流量最多比玉米单作减少97.52%,总侵蚀量最多比辣椒单作减少99.49%;玉米间作辣椒群体中,行比为2∶2,2∶4的水土保持效果好于2∶6处理。随着降雨强度增加,间作处理的水土保持效果更明显,玉米间作草带和辣椒间作草带的径流量和侵蚀量均显著小于辣椒单作及玉米单作(p0.05),在高强度降雨下,玉米间作草带径流量最多比玉米单作减少98.25%,侵蚀量最多减少99.96%。玉米间作辣椒、玉米间作草带和辣椒间作草带均能有效减轻坡耕地水土流失,在高强度降雨下,该间作模式的水土保持效果更明显,有利于山区坡耕地水土资源的持续利用与保护。     

玉米和马铃薯根系分泌物对马铃薯生长的影响

通过溶液培养法获取供体玉米和马铃薯根系分泌物，用来浇灌盆栽受体马铃薯“会-2号”，设单株马铃薯浇玉米根系分泌物（P+M-RE）、单株马铃薯浇马铃薯根系分泌物（P+P-RE）和单株马铃薯浇自来水（CK）3个处理，研究玉米、马铃薯根系分泌物对盆栽马铃薯生长的影响。结果表明：（1）盛花期和成熟期，P+M-RE处理的块茎生物量比P+P-RE增加了42.4%和28.5%，比CK增加了28.8%和8.2%，P+P-R比CK减少了23.7%和28.4%，差异分别为显著和极显著；（2）分枝期、盛花期和成熟期与CK相比，P+M-RE处理地上和地下部分生物量分别提高了8.3%~12.7%和7.5%~45.6%，P+P-RE处理分别降低了1.7%~12.9%和5.5%~20.9%；两处理的茎叶比均比CK低，根冠比在盛花期和成熟期比CK提高了64.1%、42.5%和56.8%、40.0%；(3)观测期内，P+M-RE处理叶片、茎秆、根系和块茎的化感敏感指数RI>0，表现为促进作用，敏感程度为根系>叶>块茎>茎秆；P+P-RE处理根系RI<0，叶片、块茎在分枝期和盛花期RI>0，成熟期为RI<0，整体表现为抑制作用；（4）盛花期马铃薯干物质转移率(DMME)及贡献率（DMCR）P+M-RE处理比CK分别提高了45.6%和48.0%，P+P-RE处理比CK分别提高了30.7%和43.9%。由此说明，玉米根系分泌物对马铃薯地上茎叶和地下根系及块茎生长具有净促进作用，有利于块茎的膨大，而马铃薯根系分泌物对自身地上和地下生长则具有抑制作用，影响了块茎膨大，这为揭示玉米||马铃薯体系增产机制提供了一定的理论依据。     

云南省玉米间作蔬菜和牧草对坡地土壤侵蚀的影响

2005—2006年在云南农业大学试验农场10°坡地上研究了玉米间作蔬菜和牧草对径流、土壤侵蚀的影响。结果表明,间作的水土保持效果优于玉米单作。2005年径流和土壤侵蚀,间作比玉米单作分别减少24.4%～34.1%和13.0%～50.9%;2006年间作比玉米单作分别减少8.5%～55.3%和32.5%～85.3%。其中玉米间作牧草水土保持效果最好,其次是玉米间作马铃薯及间作甘蓝。2005年径流量与降雨量、降雨强度和降雨侵蚀力呈极显著正相关;土壤侵蚀量与降雨强度和降雨侵蚀力呈极显著正相关关系。     

间作条件下玉米与马铃薯的养分利用特征

采用田间小区试验,通过2行玉米间作2行马铃薯、4行玉米间作4行马铃薯及相应单作试验,在玉米拔节期和大喇叭口期比较植株氮磷钾浓度和养分吸收量,研究玉米间作马铃薯中养分吸收和肥料利用效率的变化。结果表明,玉米大喇叭口期,间作玉米植株氮钾浓度显著低于单作(F_氮=6.608,P_氮=0.015;F_钾=5.148,P_钾=0.028),且根、茎、叶中氮磷钾浓度都低于单作处理,部分差异达到了显著水平,根对氮和磷的利用贡献大一些,茎对钾的利用贡献大。间作玉米的养分吸收量没有优势,但间作玉米单株产量极显著高于单作,产量与玉米大喇叭口期植株氮钾浓度极显著和显著负相关,表明提高玉米氮钾利用效率可促进增产。     

玉米马铃薯间作和起垄对坡面水动力学特性的影响

为了研究间作体系下地表特性对土壤侵蚀的影响,采用人工降雨法分析了玉米马铃薯间作及起垄在不同降雨强度(40,80 mm/h)下的水力学参数的变化特征。结果表明:(1)同一降雨强度下玉米马铃薯间作的阻力系数高于玉米单作处理,雷诺数、弗劳德数和径流流速低于单作玉米处理(P0.05)。7月初80 mm/h降雨强度下玉米马铃薯间作和玉米单作的阻力系数分别为0.41～0.53和0.09～0.10;径流流速分别为0.11～0.12,0.19～0.21 m/s。玉米马铃薯间作的径流流速和阻力系数与马铃薯单作差异不显著(P0.05)。(2)同一降雨强度下间作高垄的阻力系数最高,径流流速、雷诺数和弗劳德数最低。40 mm/h降雨强度下间作高垄、间作低垄、玉米高垄的径流流速分别比玉米低垄分别减少35.71%,35.71%和14.29%。间作条件下起垄能增加坡面流阻力,降低雷诺数和弗劳德数,进而减缓坡面径流流速,这对于坡耕地土壤侵蚀的防治以及农业的可持续发展具有重要的指导意义。     

玉米间作马铃薯及起垄的水土保持效应

【目的】探讨间作体系下地表特性(如地表糙度)对土壤侵蚀的影响。【方法】结合野外和人工模拟降雨试验,观测了种植方式(单作玉米,单作马铃薯和玉米马铃薯间作)和耕作(起垄和无垄)方式下的径流和侵蚀量特征。【结果】大田条件下起垄和种植方式具有显著的交互效应(P 0. 01)。间作起垄的径流量显著低于间作无垄(P 0. 05)、玉米起垄(P 0. 01)和玉米无垄(P 0. 001)。侵蚀量的结果与径流量相一致,间作起垄的侵蚀量分别比间作无垄、玉米起垄和玉米无垄减少了82. 29%、52. 16%和30. 02%。模拟条件下间作高垄的径流量最低,40和80 mm/h降雨强度下间作高垄的径流量低于间作低垄、玉米高垄和玉米低垄。侵蚀量的变化与径流量相类似,7月初40 mm/h降雨强度下间作高垄、间作低垄、玉米高垄的侵蚀量分别比玉米低垄减少了39. 39%、45. 90%和67. 21%。【结论】间作条件下起垄控制土壤侵蚀效果最好,这对于区域土壤侵蚀的防治具有重要的指导意义。