江苏省小麦籽粒蛋白质达标弱筋小麦的适生性分析与评价

【目的】弱筋小麦是制作饼干糕点类食品的原料,其烘烤特性很大程度上取决于蛋白质的质和量。小麦籽粒蛋白质含量（GPC,%）不仅由品种的遗传特性决定,还受到气候、土壤、栽培措施等影响。明确江苏省弱筋小麦适宜种植区域以及其地理、气候影响因素,可为江苏弱筋小麦的种植区划提供理论依据。【方法】在2年江苏省小麦品质抽样调查数据的基础上,利用随机森林算法筛选重要性指标,结合单组率Meta分析及其亚组分析,探究地理位置及气象因子对江苏省小麦籽粒蛋白质含量（GPC）达到弱筋小麦标准可能性的影响。【结果】2个年度江苏省小麦GPC平均值为13.92 %,其中2018年、2019年小麦GPC变幅分别为11.06%—18.09%、10.20%—16.50%,平均值分别为14.52%、13.33%,GPC<12.5%的样品分别占比10%、29.71%。从地理分布看,江苏的东南沿湖沿海地区小麦GPC达到弱筋小麦标准的可能性最高,达标可能性最高可达92%,其次是江苏东部沿海地区以及江苏西北部沿河一带。种植地距离一级河流和湖泊或者海岸线的最短距离为20—30 km时,达标可能性相对较高,为23.95%。从气象因子方面看,生育前期特别是出苗期和拔节期,降雨量对江苏弱筋小麦的形成影响较为重要;生育后期尤其是开花期以及灌浆期后期,积温对小麦GPC的影响更重要;且出苗和拔节期的日照时数及开花期的降雨量对江苏弱筋小麦的形成亦很重要,其中,江苏小麦GPC达标弱筋小麦标准的可能性与出苗期的降雨量呈正相关,而与出苗和拔节期的日照时数、拔节期的降雨量以及灌浆后期积温则呈负相关。【结论】江苏弱筋小麦适宜的种植范围受到水系分布与气象因素的共同制约,主要集中在东部沿海和东南沿海沿湖地区。在出苗、拔节期降雨量和开花灌浆期积温适宜的情况下,西北沿河一带的小麦GPC也可达标弱筋小麦标准。品质区划应重点考虑地理位置（水系分布等）和气候分布。     

微喷补灌对麦田土壤物理性状及冬小麦耗水和产量的影响

黄淮海麦区水资源短缺,探明畦灌和微喷补灌对麦田土壤物理性状及冬小麦耗水特性、产量和水分利用效率调节的差异,可为该地区冬小麦节水高产栽培提供理论和技术支持。2016—2018年冬小麦生长季,设置畦灌和微喷补灌两处理,研究其对麦田0～40 cm土层土壤容重、总孔隙度、毛管孔隙度、田间持水率,及冬小麦各生育阶段棵间蒸发量、蒸腾量、籽粒产量和水分利用效率的影响。结果表明微喷补灌处理与畦灌处理相比, 0～20 cm土层土壤容重降低,总孔隙度、毛管孔隙度和田间持水率增加;冬小麦返青后春季分蘖明显减少,返青至拔节期的棵间蒸发量和蒸腾量及全生育期总耗水量均显著减少;籽粒产量无明显变化,但水分利用效率显著提高,说明微喷补灌可以改善麦田土壤物理性状,优化冬小麦群体结构,通过减少棵间蒸发和植株无效蒸腾降低麦田耗水量,从而在维持高产水平的同时提高水分利用效率。     

Grain Quality as Affected by Down-regulation of Expression of Different ALK Alleles in indica Rice (Oryza sativa L.)

【Objective】Gelatinization temperature (GT) is one of the key physicochemical properties in rice quality, which is mainly regulated by ALK (SSII-3) gene. In general, there are two ALK alleles among indica cultivars. To detect their functional differentiation in indica rice,【Method】Zhenshan 97B (a high GT variety carrying ALKc allele) and Longtefu B (a low GT variety carrying ALKb allele), were used as receptors for the generation of transgenic rice with down-regulation of ALK expression by RNA interference (RNAi).【Result】Down-regulation of ALK gene significantly decreased the GT of the transgenic lines. Due to the difference of original GT between the two receptors, the GT of transgenic rice lines derived from Zhenshan 97B (a high GT variety) decreased significantly, but it is slightly decreased in transgenic plants derived from Longtefu B (a low GT variety). The differential scanning calorimetry (DSC) results showed that the initial temperature of RNAi transgenic rice was significantly lower than the corresponding control and the transgenic lines were gelatinized in advance. The peak value of GT(Tp) in RNAi rice grains was significantly lower than that of the control under Zhenshan 97B background. However, Tp of RNAi rice grains under Longtefu B background was significantly lower than the control to a lesser extent. Also, down-regulation of ALK expression had a significant effect on rice physical-chemical characteristics. An increase of apparent amylose content in RNAi transgenic plants was detected due to the decreased expression of ALK gene. Besides, the pasting properties showed that down-regulation of ALK gene had obvious effects on peak viscosity and breakdown value, improving the taste of the transgenic rice. The gel consistency was significantly different among Zhenshan 97B RNAi lines and their parents, but no difference was found in Longtefu-derived transgenic lines.【Conclusion】RNA interference to ALK allele expression had a significant effect on rice quality, especially the gelatinization characters. Down-regulated expression level of ALKc allele would cause larger variation of physical-chemical characteristics between transgenic rice and their parent than that of ALKb allele.     

大型组合式机械通风玉米穗储粮仓的设计

本研究针对大农户玉米穗储藏的实际情况，研制了大型组合式机械通风玉米穗储粮仓，并对其进行了装粮试验。结果表明：该型储粮仓机械性能稳定，结构组装方便，降水、防霉、防鼠效果显著，可有效降低粮食产后损失，保证粮食品质。 [关键词] 粮仓|玉米穗|机械通风     

不同施氮水平下灌浆期高温对水稻贮藏蛋白积累及其合成代谢影响

【目的】 揭示不同施氮水平下灌浆结实期高温对稻米贮藏蛋白积累及其组分的影响,明确不同温氮处理组合下稻米贮藏蛋白合成积累过程与籽粒氮代谢关键酶及相关基因表达间关系。 【方法】 以2个主栽常规晚粳品种（秀水134和秀水09）为材料,利用盆栽土培试验,在水稻穗分化期设低氮（每盆0.5 g尿素）和高氮（每盆2.0 g尿素）2个氮水平,继而通过在水稻灌浆结实期的人工气候箱控温试验,设置高温（日均温度30℃,日最高温和最低温分别为34℃和26℃）和常温（日均温度23℃,日最高温和最低温分别为26℃和20℃）,构成低氮-常温（LN-NT）、低氮-高温（LN-HT）、高氮-常温（HN-NT）、高氮-高温（HN-HT）4个处理组合,并结合水稻籽粒灌浆不同时期取样,探讨氮素穗肥对水稻高温灌浆过程贮藏蛋白积累和主要蛋白组分含量影响及其与籽粒氮代谢关键酶及相关基因表达间关系。 【结果】 氮素穗肥和灌浆期高温均会导致稻米粗蛋白相对含量上升,但在高温处理下单位籽粒中粗蛋白的绝对量却呈降低趋势,以13 kD醇溶蛋白亚基组分在高温处理下的下降幅度最大,从而引起籽粒谷蛋白/醇溶蛋白质比值的上升,其原因主要是由于编码水稻13 kD醇溶蛋白合成基因（Pro13, Pro14和Pro17）在高温处理下的下调表达所致。与之相比,增施氮素穗肥（HN-NT和HN-HT）在引起稻米粗蛋白相对含量提升的同时,单位籽粒中的粗蛋白总量、谷蛋白和醇溶蛋白含量均显著增加,但对贮藏蛋白谷/醇比的影响不明显,且谷蛋白组分中的37 kD酸性亚基和22 kD碱性亚基在不同氮处理水平下的相对比例也基本保持稳定;氮素穗肥可增强灌浆籽粒中的谷氨酰胺合酶（GS）、谷草转氨酶（GOT）和谷丙转氨酶（GPT）活性,但HN-HT处理下的籽粒GS、GOT和GPT活性显著低于HN-NT处理,高温胁迫对水稻灌浆中后期籽粒器官中的氮转运代谢具有抑制作用。此外,在不同氮素水平下,灌浆期高温均可引起稻米整精米率的明显下降和垩白度的显著上升,但HN-HT处理的千粒重、结实率、产量水平、整精米率却高于LN-HT处理,且前者的稻米垩白度显著低于后者,氮素穗肥不足加剧了高温胁迫对千粒重、结实率、整精米率和垩白度等产量和品质性状的负面影响。 【结论】 氮素穗肥对水稻高温灌浆过程贮藏蛋白合成积累起重要调节作用,增施氮素穗肥虽然对水稻籽粒灌浆过程中的谷蛋白和醇溶蛋白质合成具有促进作用,并导致稻米贮藏蛋白相对量与绝对量增加,但对于高温灌浆下13kD醇溶蛋白亚基合成及其组分含量下降具有一定程度的缓解效应,有利于维持贮藏蛋白谷/醇比相对稳定。     

湖北稻茬小麦主茎、分蘖1、分蘖2和分蘖3的成穗率、产量贡献率及主要农艺性状分析

合理的茎蘖组合是提升小麦绿色高效生产的重要因素。为了解湖北稻茬小麦主要茎蘖对产量及主要农艺性状的影响,以大穗型小麦品种川麦104和多穗型小麦品种扬麦15为材料,于2016-2018年在湖北十堰和武汉两地稻茬麦大田条件下,设置低(1.35×106~1.65×106株·hm^-2)、中(2.85×106~3.15×106株·hm^-2)、高(4.35×106~4.65×106株·hm^-2)三种种植密度,分析了主茎(S)、分蘖1(T1)、分蘖2(T2)和分蘖3(T3)(按出现先后顺序)的成穗率、产量贡献率及相关农艺性状的表现。结果表明:(1)湖北稻茬小麦成穗茎蘖农艺性状表现值偏低,除穗长和茎高受品种的影响最大外,其他被测性状受影响程度表现为蘖位>种植密度>品种;(2)在主茎均能成穗的情况下,分蘖成穗率随蘖位和种植密度的升高而降低,大穗型品种川麦104的降幅大于多穗型品种扬麦15;(3)主茎产量贡献率随种植密度的升高而升高(35.12%~54.50%),分蘖1产量贡献率稳定在23.25%~25.50%,分蘖2和分蘖3的产量贡献率随种植密度升高而降低,分别为14.59%~23.22%和5.42%~16.77%;(4)主茎的穗粒数(35.94~44.13粒)和穗粒重(1.44~1.93 g)显著高于其分蘖,茎高、茎蘖收获指数和穗茎节长只在川麦104中、高种植密度下的分蘖3与其他茎蘖差异显著;穗长、可孕小穗数和不孕小穗数有随蘖位和种植密度升高而变劣的趋势。聚类分析得出:湖北稻茬小麦绿色高效生产模式,以主茎成穗为主体,低种植密度下增加分蘖1和分蘖2,争取分蘖3成穗为辅;中种植密度下争取分蘖1+分蘖2成穗为辅;而高种植密度下争取分蘖1成穗为辅。     

Spraying exogenous synthetic cytokinin 6‐benzyladenine following the waterlogging improves grain growth of waterlogged maize in the field

6‐Benzyladenine (6‐BA, a synthetic cytokinin) could improve the ability to resist adversity. However, very little attention has been given to its role in alleviating waterlogging damages on grain growth. A field experiment was performed to investigate effects of exogenous 6‐BA after waterlogging for 6 days at the third leaf stage (V3‐WL + 6‐BA) or the sixth leaf stage (V6‐WL + 6‐BA) on grain filling, and endogenous hormone of summer maize hybrids DengHai605 (DH605) and ZhengDan958 (ZD958), which were planted popularly in China. Exogenous 6‐BA alleviated waterlogging damages on grain filling by improving grain weight and volume, which was beneficial to yield increase. Grain yield of DH605 under V3‐WL + 6‐BA and V6‐WL + 6‐BA increased by 16% and 12%, respectively, compared with that of V3‐WL (waterlogging at the third leaf stage) and V6‐WL (waterlogging at the sixth leaf stage), while the corresponding values for ZD958 increased by 20% and 15%, respectively. Moreover, exogenous 6‐BA alleviated waterlogging damages on grain endogenous hormone content by increasing levels of endogenous indole‐3‐acetic acid, zeatin riboside, and gibberellic acid, and decreasing level of abscisic acid in grain of waterlogged summer maize during grain‐filling periods. Clearly, exogenous 6‐BA improved grain‐filling characteristics, and endogenous hormone, resulting in a significant yield increase of waterlogged summer maize.     

促进粮食作物适度规模化生产的关键问题及解决方法

本文将从土地流转、种粮主体以及种粮方式等角度出发，指出当今促进粮食作物适度规模化 生产的关键问题，进而提出针对性的有效解决方法，以期为有关人员提供可靠参考。     

鲜食玉米果穗收获负压除杂装置参数优化与试验

针对现有鲜食玉米收获机在收获果穗时，果穗中含有茎叶等杂质，影响运输、贮存和后续加工等问题，采用轴流风机负压除杂技术去除果穗中的茎秆和茎叶等杂质，同时在除杂装置内增加动、定刀，切碎杂质，便于后续的打包回收利用，并对风机负压除杂装置进行了性能分析和参数优化。通过对动、定刀进行动力学分析，对动、定刀数和刀间隙进行分析，确定了该装置的风机转速范围为1326~1573r/min，动、定刀间隙20mm，定刀数为3~8。采用二次回归正交组合试验方案，以风机转速、定刀数、喂入量为试验因素，以果穗含杂率和茎秆切碎长度合格率为试验指标进行台架试验，通过分析各因素对指标贡献率，得到影响茎秆切碎长度合格率的主次顺序为喂入量、风机转速、定刀数，影响果穗含杂率的主次顺序为风机转速、喂入量、定刀数。建立了参数优化数学模型，利用Optimization模块优化得出，当风机转速为1524r/min、单排定刀数为4、喂入量为7.6kg/s时，茎秆切碎长度合格率为96.8%，果穗含杂率为0.69%。对优化后的参数组合进行了5组验证试验，得到茎秆切碎长度合格率平均值为96.2%，果穗含杂率平均值为0.71%。相比于传统收获机，该装置使果穗含杂率降低了23.3%，说明该优化参数能够满足鲜食玉米果穗收获和茎叶青贮相关技术要求。     

大麦籽粒抗性淀粉含量快速测定方法研究

为探索快速高效测定大麦籽粒中抗性淀粉含量的方法，利用衰减全反射中红外（attenuated total reflection mid-infrared spectroscopy,ATR-MIR）和近红外（near-infrared spectroscopy,NIR）光谱技术，分别用3种不同方法进行预处理，建立大麦样品的抗性淀粉含量快速测定红外模型，通过不同预处理预测模型的校正和内部交叉验证结果的比较，依据决定系数（r）和均方根误差（RMSE）筛选出基于ATR-MIR和NIR光谱的最佳预测模型，再对最佳预测模型进行外部验证。结果表明，经基线位移校正+范围归一化（BOC+RN）预处理后的PLS模型为最佳ATR-MIR预测模型；经标准正态变换+Savitzky-Golay法一阶求导（SNV+1thD）的预处理模型为最佳NIR预测模型。用验证集材料对BOC+RN和SNV+1thD最佳预测模型的预测效果进行外部验证，光谱预测值与化学测定值之间没有显著差异，说明两种方法均可以用于大麦籽粒抗性淀粉含量测定；ATR-MIR光谱比NIR光谱具有更好的预测能力。