基于农作制分区的1985—2015年中国小麦生产时空变化

Comparing spatio-temporal variation characteristics of China’s wheat production, yield, sown area and yield-area-contribution in different farming zones in the past 30 years could help improving wheat planting layout and adjusting planting structure. Concentration index, rate of change, moving of gravity and resolution of yield-area-contribution were used to analyze spatio-temporal changes of China’s wheat production and yield-area-contribution based on county wheat production statistics including sown area, production and yield from 1985 to 2015. The wheat sown area decreased obviously in Northeast farming region, Northwest farming region and South farming region and increased rapidly in Huang-Huai-Hai farming region and Yangtze Plain farming region. In Huang-Huai-Hai farming region, the concentration indexes of Haihe Plain farming region, Huang-huai Plain farming region and Fenwei Basin farming region reached to 20.64%, 25.77%, and 21.65% respectively in 2015. Wheat production increased significantly by more than 48 milliontons in Huang-Huai-Hai farming region, and nearly 8 million tons Yangtze Plain farming region but decreased by more than 2.6 million tons in Northeast farming region. In Huang-Huai-Hai farming region, wheat production was concentrated in Haihe Plain farming region, Huang-huai Plain farming region and Yuxi Hill farming region. The average wheat yield continuously improved during the study period, Huang-Huai-Hai farming region and Northwest farming region had the yield increase up to 103.5 kg hm ^-2 and 92.9 kg hm ^-2 each year. Wheat yield in Yuxi Hill farming region, Fenwei Basin farming region and Haihe Plain farming region was relatively high in Huang-Huai-Hai farming region. The yield-reduced area was mainly caused by the decreasing of sown area, while the yield-area-contribution rate was different in yield-increased area. Yield-dominant counties were reduced, area-dominant counties were increased and yield-area-dominant counties were relatively steady. In production increased area, yield-dominant and yield-area-dominant counties were the main types in Huang-Huai-Hai Farming region, area-dominant and yield-area-dominant counties were the main types in Yangtze Plain farming region. Chinese wheat production was increasingly concentrated in Huang-Huai-Hai farming region which has high and rapid increase of wheat yield over the past three decades. Haihe Plain farming region, Huang-huai Plain farming region and Fenwei Basin farming region were the most concentrated areas in Huang-Huai-Hai farming region for wheat production during this period. Wheat yield and sown area jointly promoted the increase of wheat production in Huang-Huai-Hai farming region, wheat sown area was the crucial factor to increase wheat production in Yangtze Plain farming region, especially in the north of Jiangsu, Anhui province and greater part of Xinjiang.     

玉米主要株型性状与产量的全基因组关联分析

为了深入剖析玉米的株型性状和产量性状的遗传基础及其相关关系,本研究以204份玉米自交系作为关联群体,利用分布于玉米全基因组上的558 529个单核苷酸多态性标记(SNPs)对5个相关性状进行全基因组关联分析。结果表明,供试自交系各性状基本呈正态分布,且各性状间存在丰富的变异,变异系数在9.00%~50.00%之间;通过相关性分析和热图层次聚类分析株型和产量相关性状间彼此紧密关联;且由主成分分析筛选出总体方差累计贡献率达到71.667%的主成分2个;以P≤1×10^-5为显著阙值,利用Q+K模型对供试材料的5个相关性状进行全基因组关联分析,在株高、穗位高和单穗重间共检测到13个显著的SNP位点,分别分布于玉米的第3、第5、第6、第7号染色体上,而在总叶片数和穗上叶数间未检测到显著的SNP位点;在显著SNP上下游各50 kb范围共搜索到39个相关候选基因,其中有注释的基因12个,并对株高与穗位高最佳候选基因进行了预测。本研究通过对玉米株型及产量相关性状进行全基因组关联分析,为后期基因功能的验证与新功能的开发奠定了良好的基础。     

水稻灌浆期穗颈瘟发生对产量及茎节代谢产物的影响

【目的】检测自然条件下稻瘟病感病品种茎节的代谢产物,从代谢物角度解析水稻品种感病和产量降低的原因,为粳稻品种感病机理研究和生态防控提供理论依据。【方法】以稻瘟病感病品种辽星1号和粳型恢复系C418为材料,灌浆期调查穗颈瘟发病率,同时采用气相色谱-质谱（GC-MS）非靶向代谢组学方法检测感病茎节和正常茎节的代谢产物,利用主成分分析（PCA）感病茎节与正常茎节之间代谢物组成,利用偏最小二乘法判别分析（PLS-DA）的变量权重值（VIP>1.0）进行两者之间差异代谢产物种类的筛选,比较两者糖类物质和氨基酸类物质的差异,从代谢物角度解析水稻品种产量降低的原因。成熟期进行结实率、千粒重、粒长、糙米率等产量和品质性状测定。【结果】辽星1号和C418穗颈瘟发病率分别为57.23%和82.94%。穗颈瘟显著降低一次枝梗整精米率、二次枝梗的结实率、千粒重、长宽比和整精米率,其他性状无显著差异。辽星1号和C418的茎节GC-MS检测均定性到358种代谢产物,感病茎节上调了73.46%和67.88%的代谢产物。PCA和PLS-DA分析可以将感病茎节和正常茎节的代谢产物清楚分开,辽星1号和C418的感病茎节和正常茎节之间具有明显不同的代谢产物表型,与正常茎节相比,辽星1号感病茎节诱导61种代谢产物相对含量显著变化,C418感病茎节诱导47种代谢产物相对含量显著变化,两个品种共有显著变化的代谢产物30种。其中,次生代谢产物香草酸、α-生育酚、脱氢抗坏血酸、三十烷醇、大豆苷元和N-乙酰-d-甘露糖胺的相对含量显著下调,辽星1号分别下调了87.03%、96.29%、77.95%、74.56%、86.48%和82.68%,C418分别下调了99.92%、99.68%、97.26%、86.67%、94.96%和76.74%。正常茎节中辽星1号这6种次生代谢产物的相对含量分别是C418的2.64、2.39、2.39、2.27、3.09和2.56倍;感病茎节上调了63.33%的糖类物质和68.42%的氨基酸类物质,糖类物质上调了1.02—17.92倍,氨基酸类物质上调了1.05—13.12倍,其中C418糖类物质上调的幅度更大。【结论】穗颈瘟发生显著改变了感病品种辽星1号和C418的茎节代谢产物组成,感病品种可能通过香草酸、α-生育酚、脱氢抗坏血酸、三十烷醇、大豆苷元和N-乙酰-d-甘露糖胺相对含量的变化调控茎节对稻瘟病的防御反应。感病茎节通过积累大量的糖类物质和氨基酸类物质,降低其向籽粒转运,抑制了产量形成。     

略阳乌鸡体重和产蛋数性状遗传参数估计

【目的】略阳乌鸡是陕西省特有的家禽品种,该品种具有体型大、肉质好、氨基酸含量丰富、对林地散养适应性强的优点,但也存在生长缓慢,产蛋性能差的不足。为此,在系统测定略阳乌鸡生产性能的基础上,开展对体重和产蛋性状遗传参数的估计,阐明遗传效应对上述性状的调控作用及性状间的遗传关系,期望为这些性状的选育奠定理论基础。【方法】对略阳乌鸡蛋用系一世代71个半同胞家系799只公鸡和804只母鸡6、10、14、20周龄和开产日龄体重进行测定,以个体为单位记录从开产到31、35和40周龄产蛋数,以四分位数±1.5倍四分位距为界删除异常值,更正性别记录错误。以性别为固定效应,育种值为随机效应用单变量动物模型估计各性状遗传力,用双变量动物模型估计性状间遗传相关,用逆伽玛分布指定育种值和残差项方差先验分布,用贝叶斯算法执行130 000次迭代,弃去前30 000次迭代结果,以100为间隔抽取1 000个估计值获得方差和协方差后验分布,计算各性状遗传力和性状间遗传相关。用R语言PerformanceAnalytics软件包chart.Correlation命令计算性状间表型相关。【结果】略阳乌鸡6、10、14、20周龄公鸡体重为（0.56±0.07）、（1.07±0.13）、（1.56±0.19）、（1.97±0.21）kg,母鸡体重为（0.47±0.06）、（0.86±0.12）、（1.18±0.16）、（1.48±0.19）kg,开产体重为（1.68±0.23）kg;31、35和40周产蛋数为（31.2±11.5）、（42.5±16.7）和（54.7±20.4）枚。体重遗传力随年龄逐渐减小,分别为0.74、0.76、0.63、0.54和0.52,置信区间在0.25—0.33之间。产蛋数遗传力为0.27、0.25和0.26,置信区间在0.35—0.42之间。10、14、20周龄体重间维持中等偏上（0.52—0.68）的遗传相关性,但6周龄体重（0.21—0.52）和开产体重（0.21—0.46）与各时间点体重遗传相关性较弱。体重间遗传相关系数置信区间在0.13—0.34之间。在3个时间点产蛋数间遗传相关系数趋近于1,置信区间在0.03—0.06之间。体重和产蛋数间遗传相关系数均不显著。在时间维度上,各体重性状间表型相关系数在0.43—0.90之间（P<0.001）,产蛋数性状间表型相关系数在0.79—0.94之间（P<0.001）。6—20周龄体重与产蛋数间维持了弱（0.023—0.15）正相关关系,但开产体重与产蛋数存在弱负相关关系（-0.17—-0.14）。【结论】首次估计了略阳乌鸡品种特异性的遗传参数,发现略阳乌鸡体重性状主要受遗传效应调控,而产蛋数性状受环境影响更大,阐明了早期与晚期性状间、体重与产蛋数间的遗传关系,为早期选种和多性状育种奠定了理论基础。这些结果建议在略阳乌鸡群体中对体重性状表型选择有望取得良好效果,但对产蛋数性状应建立纯系利用杂种优势;体重和产蛋数间不存在负遗传相关关系,可同时对两个性状选育提高。     

基于实地和遥感调查的离子型轻稀土尾砂土壤侵蚀对植被修复措施响应

稀土开采产生大量尾砂,导致严重土壤侵蚀,伴生水质和地质灾害,评价植被修复措施对稀土尾砂土壤侵蚀治理效果可为措施优选提供理论依据。以寻乌县离子型轻稀土尾砂区为研究区,基于1982—2015年GIMMS NDVI 3 g、DEM等遥感和尾砂理化性状现场调查数据,采用空间代时间方法,结合RUSLE模型及其全微分公式探究不同修复年限土壤侵蚀量对植被修复措施的响应机理。结果表明:1982—2015年研究区土壤侵蚀模数显著下降,倾向率为-60 t/(km~2·10a),突变年份为2008年;在植被修复措施实施年(2008年)前后,多年平均土壤侵蚀量减幅超过60%;土壤侵蚀模数呈现上升、平稳、上升、平稳、上升和下降的阶段性变化,与NDVI时程变化呈负相关;水土保持措施、植被覆盖、土壤可蚀性和降雨变化对土壤侵蚀量减小的贡献率分别为33.18%,32.19%,19.95%,13.19%。植被修复过程中,矿区土壤侵蚀量减少的主要影响因子为水土保持措施因子和植被覆盖因子。     

中国奶业全产业链绿色发展指标的时空变化特征

奶业是关乎国民健康和食品安全的战略性农业产业,本文从社会发展、经济效益、产品生产、资源投入和生态环境5个方面选取28项指标,发展和完善了中国奶业全产业链绿色发展指标体系和分级标准。基于该指标体系,利用NUFER-animal模型,定量分析了1990—2017年中国奶业绿色发展指标的时空分布特征,剖析了产业绿色发展的限制因素,阐明了优化途径。结果表明:中国人均奶制品消费量稳步提高,从2.0kg?cap.?1?a?1增加到12.5kg?cap.?1?a?1;奶牛单产水平不断提高,从2.4t?head?1?a?1增加到7.0t?head?1?a?1,种养系统氮素利用效率由8.4%提升至14.4%;单位牛奶的资源投入和环境代价均呈下降趋势,生产单位牛奶的蓝水足迹由0.5 m3?kg?1降低到0.2 m3·kg?1,耕地资源投入量由18.5 m2?kg?1降低到3.3 m2?kg?1;养殖系统氨挥发量指标由21.9 g(N)?kg?1降低到7.0 g(N)?kg?1,但仍远远高于欧美国家水平;牛奶生产和加工成本逐年增加,利润却低于欧美等先进国家的水平。空间特征分析表明:农牧交错带和东部沿海地区产品生产、资源投入和生态环境绿色发展水平相对较高,北方地区牛奶及奶制品的生产、消费水平均高于南方地区。发展种养一体化产业链融合绿色发展技术与模式、构建产销一体化产业链融合绿色发展利益共享机制和形成全产业链质量追踪服务体系与国民消费信任机制是促进中国奶业振兴和绿色发展的有效途径。     

国审新品种鲜玉糯4号性状分析

根据2013-2014年国家东南区鲜食糯玉米区试结果数据,分析了鲜玉糯4号的品质、理化及皮渣率、产量、植株、穗部及抗病性等性状.结果表明,鲜玉糯4号各项指标均达标.符合国家玉米品种审定标准,通过审定(国审玉2015035).     

基于物联网技术的农产品仓储管理系统设计

针对传统仓储管理效率低下的问题,设计了一种基于物联网技术的农产品仓储智能管理系统。给出了系统的总体硬件和软件设计方案。以ARM Cortex-M0和CC2430构成系统的无线传感器采集节点,实现仓库温度、湿度、光照度、物品刷卡信息的采集和发送,以ARM Cortex-A8、CC2430和GPRS模块构成数据处理中心,负责接收环境参数和物品信息,激活数据库线程对数据进行处理,构建嵌入式Web服务器,使用户通过网络利用PC机进行监控,当环境参数超过阈值时可通过GPRS短信息功能向用户报警。实践证明,该系统能够增强库房作业的准确性和快捷性、降低储存成本、保障农产品仓库物资的安全。     

黄土沟壑区开采沉陷对地形因子的影响研究

以黄土沟壑区的采煤沉陷区为研究对象,以地面数字高程模型和开采沉陷预计结果为基础数据,基于ArcGIS平台对煤矿开采沉陷区的地形数据进行分析处理,研究开采沉陷前、后地形因子的变化特征,并对不同地形因子之间的相关性进行了分析.研究结果表明:黄土沟壑区地面高程、坡度、坡向、起伏度等各种地形因子均受开采沉陷影响而发生改变,开采沉陷和地形因子之间存在明确的量化关系,而平均高程、起伏度、曲率、沟壑密度等因子与地面坡度之间存在显著的相关性.研究结果有助于揭示煤矿开采沉陷区的地形地貌演变规律,为保护西部矿区的生态环境提供技术支持.     

保定地区几个早熟苹果品种(系)生长观察

为筛选适宜保定地区栽植的早熟苹果品种,以嫁接在SH40中间砧上的不同早熟苹果品种(系)为试材,测定了不同品种(系)早熟苹果树体生长发育指标和果实品质。结果表明:除嘎啦早熟变异外,其他供试品种(系)树体生长较好,3年生时Xu2-7、Xu3-2树高330.0~352.5 cm,4年生时为394.0~417.5 cm,Xu3-2、藤牧1号、信浓红4年生为336.5~381.0 cm。4年生时,干径以Xu2-5最大;短枝、中枝、叶丛枝均以Xu2-5最多,长枝以Xu2-7最多,总枝量以Xu2-5最多;藤牧1号短枝所占比例最高(57.4%)。应用模糊综合评判法得出Xu2-5、Xu2-7、信浓红、藤牧1号果实品质较高。