年际气象差异对西南丘陵区玉米物质积累与产量的影响

基于2011-2016年大田试验和气象数据资料,研究了年际气象差异对西南丘陵区玉米物质积累与产量的影响,以期为西南丘陵区玉米生产的高产稳产提供理论支持。结果表明：西南丘陵地区雨热资源丰富,但气象因素存在明显的年际波动,降水量波动最大,积温波动最小,且玉米各生育阶段降水、积温和光照配置也有所不同。积温是该区玉米生育前期形态建成的主要限制因子,花前积温、花后日照和降水共同调控玉米的干物质积累与转运,而后期产量形成是各气象因子综合作用的结果。花后日照直接影响玉米穗部性状（穗长、穗粗）和产量构成（穗粒数、千粒重）,从而调控玉米的产量;花后积温和降水则通过影响玉米的穗粒数和千粒重对最终产量产生影响。因此,西南丘陵地区玉米在生产过程中可以通过调整播期,适当提高生育前期积温,促进植株生长发育,提高源器官的形态建成,为花后光合生产奠定良好的基础;减少花后降水量,提高花后日照时数,改善籽粒灌浆,提高籽粒充实度,从而实现高产。     

设施桃对硒的吸收运转及积累特性的初步研究

本试验以设施栽培的4年生春雪毛桃（砧木为青州冬雪蜜桃）为试材，研究硒元素在桃中的吸收运转及积累特性，为设施桃富硒果品生产技术的提出提供理论依据。结果表明：从花后40d至80d，设施桃不同部位硒元素含量的变化趋势不同，其中叶片呈‘升-降-升（土施氨基酸硒）’与‘持续上升（叶面喷施氨基酸硒）’、果肉呈‘升-降’、果皮呈‘升-降（土施氨基酸硒）’和‘降-升-降（叶面喷施氨基酸硒）’、果核呈下降的变化趋势；设施桃从果实硬核至转色阶段是设施桃可食部分-果肉对硒元素吸收的活跃期；硒肥的施用方式不仅影响硒元素在果皮、果肉和果核及果肉和叶片等各部位的累积顺序，而且显著影响硒元素的利用效率，叶面喷硒的硒元素利用率远高于土壤根际施硒的硒元素利用率。综上，设施桃从坐果到果实成熟，采用叶面喷硒，尤其是加强果实硬核至果实转色阶段的施用，是设施桃富硒果品生产的关键措施。此外，抑制设施桃果实成熟前后新梢的补偿性生长是减轻或避免果实中硒元素外流的重要措施。     

鸡粪的施用对薄皮甜瓜果实糖积累及糖代谢相关酶活性的影响

为了探讨鸡粪以及鸡粪与尿素配施对薄皮甜瓜果实糖积累及糖代谢相关酶活性的影响,本试验以薄皮甜瓜DX108为试验材料,以尿素为氮源的处理为对照(CK),研究了相同施氮量条件下,鸡粪与尿素配施(A)以及鸡粪(B)对甜瓜果实葡萄糖、果糖和蔗糖含量的影响,分析了蔗糖磷酸合成酶(SPS)、蔗糖合成酶(SS,蔗糖合成与分解方向)、酸性转化酶(AI)和中性转化酶(NI)的活性。结果表明,与CK相比,B、A明显促进了果实中果糖、蔗糖及葡萄糖积累,尤其是显著增加了成熟果实中这3种糖的含量。相关性分析表明,CK的甜瓜果实蔗糖积累与AI活性呈显著负相关,葡萄糖与SPS和SS(蔗糖合成酶)合成方向酶活性呈显著正相关;A和B果实中蔗糖、葡萄糖和果糖积累(除B中葡萄糖积累)与SPS、NI活性呈显著或极显著正相关,与SS分解方向酶活性呈极显著负相关,而A果实中葡萄糖积累与SPS和NI活性呈极显著正相关。综上所述,A和B提高了果实中SPS、NI活性,降低了SS分解方向酶活性,进而促进了糖的积累。本研究结果为有机肥替代化学氮肥在甜瓜生产上的应用提供了理论依据。     

基于机器学习算法的土壤有机质 质量比估算

为快速高效地估测干旱、半干旱地区土壤有机质(soil organic matter, SOM)质量比,提出了一种结合竞争适应重加权法(CARS)和随机森林(RF)的估测模型.以内陆干旱区艾比湖流域为研究区,测定土壤高光谱反射率和SOM质量比,经预处理后,利用CARS对原始光谱(R)、一阶导数(R′)、吸光度(log(1/R))及吸光度一阶导数［log(1/R)］′4种光谱变量的可见-近红外光谱进行筛选,并结合RF算法,建立全谱段RF模型与CARS-RF模型.结果表明,基于CARS方法对光谱进行变量筛选后,得出4种光谱变量的优选变量集个数分别为35,26,34和121;在4种光谱变量中,R′和［log(1/R)］′的SOM估测模型精度较高,以［log(1/R)］′为基础数据获得的模型精度最高;CARS-RF模型精度优于全谱段RF模型,模型验证集决定系数(R²)、均方根误差(RMSE)、相对分析误差(RPD)分别为0.881,6.438 g/kg和2.177.该研究在预处理的基础上通过变量优选,应用较少的变量个数获得较高的估测精度,为干旱、半干旱区SOM高光谱估测提供了适宜高效的方法.     

Using vibrational molecular spectroscopy to detect moist heating induced carbohydrates structure changes in cool-climate adapted barley grain

There is limited research to study how moist heating affects internal structure of barley grain on a molecular basis. The objectives of this study were to use vibrational molecular spectroscopy: 1) to determine the moist heating induced changes of barley carbohydrate (CHO) structure on a molecular basis, 2) to study the effects of moist heating on CHO chemical profiles, Cornell Net Carbohydrate and Protein System (CNCPS) subfractions, in situ rumen degradation, and predicted intestinal carbohydrate supply of barley grain; and 3) to reveal the association between molecular structure spectral features and CHO related metabolic characteristics. Barley samples (CDC cowboy) were collected from Kernen Crop Research Farm (Saskatoon, Canada) during two consecutive years. Half of each sample was kept as raw barley and the other half underwent moist heating (autoclaving at 120 °C for 60 min). The molecular spectroscopy (attenuated total reflectance-fourier transform infrared, ATR-FTIR) was used to detect the barley CHO related molecular structure spectral features. Moist heating did not affect carbohydrate related chemical profiles and CNCPS subfractions but it decreased rumen degradable carbohydrate. Rumen undegradable and intestinal digestion of CHO subfractions were not affected by moist heating. The advanced vibrational molecular spectroscopy can be used to detect carbohydrate molecular spectral features. Nutrient utilization prediction using molecular spectral characteristics is warranted and further investigation is encouraged.     

不同波长选择方法在土壤有机质含量检测中对比研究

由于近红外光谱数据的多重共线性，特征波长选择一直是近红外光谱分析技术的重要研究内容。以108个土壤样本光谱数据和土壤有机质(SOM)含量为研究对象，以连续投影算法（SPA）、间隔偏最小二乘法（IPLS）、竞争自适应重加权采样法（CARS）三种典型的特征波长选择算法进行近红外光谱波长选择和土壤有机质含量建模。研究结果表明，基于上述三种方法提取的特征波长所建立的模型预测能力均优于全谱模型。其中，基于SPA算法的MLR预测模型精度最优，预测集相关系数（Rp）和均方根误差（RMSEP）分别为0970 2和1.214 4，模型参数只有6个。因此，SPA-MLR可以有效地应用近红外光谱的建模，并且简化模型的复杂度，提高模型的计算效率。     

常用肥料对作物重金属积累的影响及其机理研究进展

我国肥料用量和种类均日益增多，其重金属含量及对作物重金属积累影响复杂，亟待全面开展肥料重金属安全性评价工作。从常见肥料重金属含量、肥料对作物积累重金属的影响及影响机理三方面阐述了肥料重金属安全性评价的研究进展。有机肥和固废堆肥重金属污染问题严重，无机化肥和其他新型肥料中重金属污染问题也不容忽视。肥料一方面可以作为重金属污染源对土壤和作物造成重金属污染，另一方面也可能通过改变土壤中重金属的赋存形态、影响作物根对重金属的吸收和根向地上部分的转运等生化机理而影响作物中重金属含量。在比较了常见肥料中重金属污染特征、生物积累行为及机理基础上，对肥料重金属安全性评价的研究前景进行了展望。     

磷硫配施对冬小麦硒吸收及转运的影响

为了探讨磷硫配施对冬小麦产量、硒的吸收及转运的影响，为生产富硒小麦或合理调控小麦硒含量提供理论依据，采用盆栽试验，设置不同磷、硫水平，在小麦成熟期测定产量及植株各部位硒含量。结果表明：硫磷的配合施用能显著提高冬小麦产量，S0.1P0.4处理下冬小麦产量最高。除颖壳外，冬小麦各部位硒含量最高值都出现在S0P0处理。不论施硫与否，施磷均能显著降低冬小麦各部位硒含量，提高小麦植株硒累积量，促进冬小麦茎叶向颖壳的硒迁移，降低根向茎叶、颖壳向籽粒的硒迁移系数，还会减小籽粒的硒分配。单独施硫会降低植株的硒累积量，促进冬小麦根向茎叶、茎叶向颖壳的硒迁移，降低颖壳向籽粒的硒迁移系数，低硫处理能增加小麦籽粒的硒分配，高硫处理则降低了籽粒的硒分配。S0P0.2处理能显著提高籽粒硒累积量，而高浓度的磷硫配施会降低籽粒硒累积量；S0.1P0和S0.1P0.2处理籽粒硒分配较大,分别是45.3%和44.8%。因此，硫磷的合理配施能显著提高小麦产量，低硫（S0.1）高磷（P0.4）处理增产最显著。低硫（S0.1）低磷（P0.2）处理能更有效地增加植株硒累积量，增强硒在籽粒中的累积。     

适宜机插的优质籼稻品种筛选及其评价指标体系

为了筛选适宜贵州稻区机插的优质籼稻品种，建立适宜机插优质籼稻品种的评价关键指标体系，以近年选育的34个优质籼稻品种为试验材料，在贵州省遵义市湄潭县进行机插试验，对各品种的秧苗素质以及机插条件下水稻分蘖生长、干物质积累、抗倒伏性、产量及其构成因素进行研究。结果表明，机插条件下34个优质籼稻的产量变幅为6.1~10.5 t·hm-2，结合两步聚类算法，以产量为依据将参试品种划分为适宜机插和不适宜机插两类。适宜机插优质籼稻类型主要表现为产量均高于8.25 t·hm-2，其成苗率高、秧苗均匀性好、幼苗健壮；分蘖早生快发，易形成充足的有效穗数；植株能获得较高的花前和花后干物质积累量，并重新分配到籽粒；茎秆粗壮，基部3个节间平均抗折力强，倒伏指数小。综合来看，F优498、晶两优534和蓉18优2348等15个优质籼稻品种适宜贵州地区机插，且适宜机插优质籼稻关键评价指标为：成苗率>85%，秧苗均匀性>1.5苗·cm-2；倒伏指数<150%，基部3个节间平均抗折力>1 500 g；产量>8.25 t·hm-2，有效穗数225×104～300×104 hm-2，每穗粒数>140粒，结实率>75%，成熟期干物质积累量>15 t·hm-2，收获指数>0.45。研究为机插专用优质籼稻品种选育及应用提供理论依据。     

垄作稻鱼鸡共生对水稻群体生长特性及产量形成的影响

为了探究水稻垄作栽培和稻鱼鸡共生模式的结合对水稻群体生长特性及产量形成的影响，在总结前人垄作栽培、稻鱼和稻鸡共生模式的研究基础上，提出了水稻垄作栽培养鸡养鱼的种养结合技术，通过设计常规水稻垄作栽培(CK)、水稻垄作养鱼(RF)、水稻垄作养鸡(RC)和水稻垄作养鸡养鱼(RFC)的田间对比试验，研究了不同垄作稻鱼鸡共生模式下的水稻群体生长特性和产量形成。结果表明：与CK处理相比，2年中RFC和RC处理的水稻平均产量能够维持稳定，平均有效穗、每穗总粒数、结实率和千粒重虽有差异，但均未达到显著性差异；RF处理水稻产量、有效穗、每穗总粒数、结实率和千粒重平均降幅分别为29.98%、19.70%、484%、3.99%和5.74%，且均达到显著性水平。2年中RFC、RC处理的茎、叶和穗的干物质平均积累量与CK处理整体不存在显著差异，但较RF处理均显著增加。RFC、RC和CK处理水稻茎和叶在齐穗前干物质积累量显著高于RF处理，平均增幅分别为56.23%、50.66%和54.15%，齐穗后干物质积累量的降幅慢于RF处理，并且维持叶面积指数在较高水平，平均增幅为41.38%、38.35%和38.23%。2年中RFC、RC和CK处理较RF处理均具有较高的群体生长速率、净同化率和光合势，其中群体生长速率增幅分别为77.94%、70.29%和7669%，净同化率为40.07%、39.47%和38.87%，光合势为38.39%、35.49%和35.94%，进而为稻穗积累更多的干物质量和产量的形成奠定基础。综上可知，垄作稻鱼鸡共生和垄作稻鸡共生利于水稻的干物质积累及叶面积指数、群体生长速率、净同化率和光合势的提高，进而保证水稻产量稳定。