Winter Hardiness, Frost Resistance and Vernalization Requirement of European Winter Oilseed Rape (Brassica napus var. oleifera) Cultivars within the Last 20 Years

Cultivars of European winter oilseed rape cultivated in the second half of the 1970s and in the mid-1990s were screened for their winter hardiness, frost resistance and vernalization requirement. A strong correlation between winter hardiness and frost resistance in both groups of rape has been noticed. Among oilseed rapes cultivated in the late 1970s, low erucic acid and particularly double zero cultivars were less winter hard than high erucic acid cultivars. Double zero cultivars were characterized by lower frost resistance and lower vernalization requirement. A significant correlation between vernalization requirement and both frost resistance and field survival has also been shown. Frost resistance of the 1990s (double zero) cultivars was higher than that of double low cultivars from the late 1970s. Their vernalization requirement was still small and did not correlate with either frost resistance or winter hardiness. It was concluded that reduction in the content of glucosinolates in the 1970s involved decrease in winter hardiness and vernalization requirement of cultivars. During the following 20 years winter hardiness of double low cultivars has been improved, but vernalization requirements have not changed. As a result no correlation between winter hardiness and vernalization requirement in contemporary canola cultivars has been observed.     

Irrigation Water Management for Efficient Water Use in Mulched Onion

Caused by the necessarily imperfect seed placement accuracy of sowing machines and, additionally, caused by many other biotic and abiotic factors, the resulting plant stands exhibit nonregular spatial distributions of its plants. Based on several simplifying assumptions, a stochastic approach is developed which allows an estimation of the effects of nonregular spatial patterns on yield per area. In this approach, two random variables are attached to each plant: single plant yield E and individual space A . The latter is estimated by the area of Thiessen polygons. Yield per area, calculated by the expectation of the ratio E/A , can be approximately expressed dependent on the means ( Ē and Ā ) and coefficients of variation ( v _E and v _A ) of E and A and their correlation ( r _EA ). In relation to the commonly used estimate Ē/Ā for yield per area, one obtains yield decreases if v _A / v _E  <  r _EA . This inequality, however, will be usually valid in the field of applications. The theoretical approaches and results were applied to three experimental data sets for drilled seeds of winter oilseed rape ( Brassica napus L.) (plant density: 60 plants m⁻², row distance: 10 cm). These data sets are characterized by different accuracies of longitudinal distributions within rows (58 %, 101 %, 150 %): yield depression increases with an increasing variability of plant distances within rows.     

油菜与核盘菌互作分子机理研究进展

菌核病是由核盘菌（Sclerotinia sclerotiorum (Lib.) de Bary）引起的真菌性病害,每年导致油菜（Brassica napus L.）产量损失10%-20%,是制约我国油菜生产最主要的病害。培育抗（耐）病油菜品种是防治油菜菌核病最为经济有效的途径。本文主要综述了近五年油菜-核盘菌互作分子机制的研究进展。研究表明：（1）核盘菌侵染寄主早期存在活体营养型阶段;（2）草酸提供的酸性pH,而非草酸本身,是核盘菌的必需致病因子;（3）核盘菌有效地利用效应蛋白抑制寄主的抗病反应或者诱导寄主细胞坏死以帮助其侵染;（4）油菜对菌核病的抗性具有中等遗传力,为数量抗性;（5）病原相关分子模式（pathogen-associated molecular pattern, PAMP）引发的免疫反应（PAMP-triggered immunity, PTI）是油菜对核盘菌产生数量抗性的主要根源;（6）功能基因组学研究表明抗（耐）病油菜材料防卫反应更加剧烈,能有效调控细胞内的氧化还原平衡状态,及时清除过量活性氧（reactive oxygen species,ROS）的积累,抑制细胞死亡。核盘菌-油菜互作分子机制的研究将有助于指导油菜抗菌核病育种。     

近10年油菜主要病虫害发生危害情况的统计和分析

2007-2016年,我国油菜种植面积逐年增加,尤其近三年均超过753万hm2,种植制度调整、观赏型油菜与高产型油菜间隔种植、病虫害抗药性增强以及气候异常等因素导致我国油菜病虫害总体处于重发状态,防控压力大。近10年油菜各类病虫害年发生面积在721.18万~881.74万hm2次,防治面积在686.18万~982.28万hm2次,通过防治年均挽回油菜损失98.34万t,占全国油菜总产的7.25%;年均实际损失28.09万t,占全国油菜总产的2.07%。影响全国油菜生产的最为重要的10种病虫害依次为油菜菌核病、油菜蚜虫、油菜霜霉病、小菜蛾、油菜甲虫(叶甲科和露尾甲科甲虫,下同)、油菜茎象甲、油菜病毒病、地下害虫、菜粉蝶和油菜白锈病,以总损失计,比例分别为55.60%、23.44%、9.51%、2.87%、2.43%、1.69%、1.58%、1.53%、0.86%和0.50%。对油菜生产威胁最大的病虫害是油菜菌核病和油菜蚜虫。本文用大量翔实的历史数据统计分析了近10年来油菜主要病虫害造成的危害损失和暴发危害情况,为油菜病虫害的监测预警及防治工作提供参考。     

不同栽培措施和药剂对油菜茎象甲防治效果及对油菜的影响

研究不同栽培措施和7种药剂对油菜茎象甲防治效果及对油菜农艺和产量性状的影响。结果表明,初春漫灌浇水一次在田间应用和小区试验中对茎象甲成虫的防治效果分别为18.09%和19.91%,为害株率比对照CK分别降低30.37%和32.11%,浇水施肥处理试验组油菜株高比CK提高76.84%,含油量提高2.9百分点,单株产量比对照提高37.7%;25%甲维·氯虫苯EC 150 g/hm~2处理对茎象甲成虫防治效果最高,达85.45%,为害株率比CK降低75.8%,其次为20%氯虫苯甲酰胺SC 150 g/hm~2,防治效果达到80.21%,两种药剂处理可使油菜农艺性状株高、分枝部位、一次分枝数、主花序长比对照显著提高,一次分枝长度则显著降低,单株产量分别比对照提高47.16%和36.76%,含油量分别提高2.63和2.93百分点;其他药剂处理对油菜茎象甲成虫防治效果在49.69%～69.23%之间,防治效果较差。     

油菜菌核病发生流行与菌源量、气候因子关系分析及病情预测模型的建立

为探究油菜菌核病田间发生流行的影响因子并建立病情预测模型,采用田间调查法测定油菜田菌核密度、子囊盘密度、花朵带菌率,并分析了2008—2014年各气候因子与病叶率、成熟期茎秆病株率、病情指数之间的关系。结果显示,田间菌核密度、子囊盘密度、花朵带菌率与病叶率及成熟期茎秆病株率均呈极显著正相关;2月下旬至5月上旬日均气温及2月下旬至4月上旬日均相对湿度、降雨量及降雨天数与各年度成熟期病株率及病情指数均呈显著正相关,而日照时数与各年度成熟期病株率及病情指数均呈极显著负相关。以油菜盛花期花朵带菌率作为指标,可预测其田间成熟期病株率;以降雨量(x_2)、降雨天数(x_3)及日照时数(x_4)与各年度成熟期病株率(y_1)及病情指数(y_2)分别建立了预测模型y_1=15.47+0.07x_2+0.42x_3-0.03x_4和y_2=10.36+0.07x_2+0.38x_3-0.03x_4,其拟合度均最高,分别为99.07%和98.43%,可作为油菜成熟期茎秆发病株率及病情指数的预测模型。表明油菜菌核病菌源量和气候因子是影响病害发生流行的关键因子。     

油菜角果抗裂角性二自由度碰撞测试方法研究

为了筛选更利于机械化收获的油菜品种,提出了二自由度油菜角果抗裂角性碰撞测试技术。该文对二自由度碰撞测试仪的结构原理、参数设计、机构运动特性进行分析,并对二自由度碰撞与摇床碰撞下的钢球运动进行EDEM仿真;对二自由度碰撞的适宜碰撞参数进行研究,且对二自由度碰撞法与摇床随机碰撞法、田间角果与剪取后干燥角果的抗裂角性分别进行对比试验。研究结果表明:摆动电机转速60 r/min、移动电机转速75 r/min为适宜碰撞参数;二自由度碰撞法(平均标准偏差0.025 6)比摇床碰撞法(平均标准偏差0.020 3)结果重复性更好,且二自由度碰撞对抗裂角性较好的品种区分度更好;而同含水率水平下的田间油菜角果抗裂角性(抗裂角指数范围0.013～0.553)相比于干燥后角果抗裂角性(抗裂角指数范围0.008～0.948)要差,二者结果差异显著(P=0.010.05),田间角果测试可以更为真实的反映出角果的抗裂角性,研究结果为不同油菜品种抗裂角性的评价测试提供参考。     

不同材料包膜氮肥氮素挥发特征及对油菜产量的影响

【目的】施用包膜缓/控释肥料是减少氮素损失,提高氮肥利用率的重要途径之一。新型有机-无机复合包膜氮肥具有缓释性能好、环境友好等优点。研究不同有机-无机复合包膜氮肥的气态氮损失特征,可为新型包膜缓/控释肥料的研发与应用提供科学依据。【方法】本研究以改性聚乙烯醇分别与无机材料硅藻土、沸石粉、生物质炭、磷矿粉、硫磺进行混合作为包膜材料制备包膜尿素（分别记作Ag、Af、Ac、Ap、As肥料）,采用室内培养方法,以普通尿素为对照（CK）,通过测定60 d内土壤的氨挥发速率和氮氧化物排放速率,揭示不同膜材料包膜氮肥施入土壤后的氨挥发和氮氧化物排放特征。并设计盆栽试验,研究施用不同包膜氮肥对油菜生长和产量影响。【结果】施肥后土壤氨挥发从培养的第1天开始出现,且不同包膜氮肥的氨挥发速率均在培养的第3-10天达到最大值,CK、Ag、Af、Ac、Ap和As肥料的最大氨挥发速率分别为1.132、0.373、0.508、0.696、0.347和 0.304 mg·L^-1·d^-1,各包膜肥料氨挥发峰值的出现时间迟于普通尿素,说明包膜肥料的包裹层可以有效地阻碍外界水分同其内部的尿素核心相接触,使尿素溶解时间延长,减缓尿素溶出速率。氨挥发速率呈现先快后趋于平稳的趋势。CK、Ag、Af、Ac、Ap和As肥料的氨挥发总量分别为104.0、88.2、93.4、95.6、81.9和79.4 mg,Ag、Af、Ac、Ap和As肥料氨挥发总量较普通尿素CK分别降低了15%、10%、8%、21%和23%。包膜肥料的氮氧化物排放特征与氨挥发相似,氮氧化物排放速率峰值与氨挥发相比明显后移。排放高峰期出现在第6-23天,CK、Ag、Af、Ac、Ap和As肥料的氮氧化物排放速率峰值分别为 0.092、0.033、0.039、0.051、0.027和0.022 mg·L^-1·d^-1,其氮氧化物排放总量分别为15.8、11.1、12.4、13.2、10.3和8.5 mg,包膜肥处理氮氧化物排放总量均低于普通尿素处理。各处理氨挥发占氮素气态损失总量的80%-90%。施用包膜肥料的油菜产量与普通尿素（CK）相比均有提高,提高量分别为 47%（Ag）、37%（Af）、31%（Ac）、52 %（Ap）、63%（As）。【结论】氨挥发是肥料氮素气态损失的主要形式,发生在施肥后的前两周。硅藻土、沸石粉、生物质炭、磷矿粉和硫磺与改性聚乙烯醇制备的包膜肥料对氨气和氮氧化物的排放具有抑制作用,能够提高油菜产量。     

油菜纸钵苗移栽机气动插入式取苗过程分析与试验

设计一种油菜纸钵苗移栽机气动插入式取苗装置,构建取苗过程的力学模型,通过取苗各阶段的关键参数优选试验,获得取苗装置最优参数组合。选择倒四棱台形纸钵,并设计一种双针插入式取苗末端执行器,根据取苗针间距要求确定取苗执行气缸型号为MHS4-20D。气动取苗过程分为取苗阶段、送苗阶段和脱苗阶段,各阶段力学分析与参数优选试验表明,取苗针与苗钵基质间摩擦力不小于3.67 N、苗钵脱落高度低于380mm时取苗装置可有效实施取苗功能。台架试验表明,当取苗针为直径4mm不锈钢、插入苗钵基质深度20mm、脱苗高度340mm时,取苗成功率达92%。田间试验结果表明,气动插入式取苗装置取苗效果满足钵苗移栽机技术要求。     

基于高光谱遥感的叶片总初级生产力GPP反演

为探究利用高光谱植被指数反演叶片总初级生产力(GPP)的模型,以湖北省武汉大学试验田油菜和小麦叶片高光谱反射率和光照强度(PARin)为数据源,利用7种植被指数与PARin的乘积分别反演2种植被叶片GPP,构建线性及非线性回归模型,并对模型进行验证。结果表明:1)从油菜生理特点出发,需要分生育期建模。在选择的7种植被指数中,花期SR构建的一次模型效果最优,建模和验模R2分别为0.80和0.82,RMSE不超过2.85g/(m~2·d);荚果期选择CIred edge和MTCI为优选模型,建模和验模R2为0.84和0.72,RMSE3.91g/(m~2·d);全时期基于红边波段的CIred edge、MTCI为优选模型,建模集R2达到0.80,RMSE3.67g/(m~2·d),验模R2达到0.65,RMSE3.92g/(m~2·d);2)小麦中NDVI模型效果最优,建模集R2=0.59,RMSE=2.80g/(m~2·d),验模R2=0.67,RMSE=3.39g/(m~2·d)。将油菜与小麦做对比,基于红边波段的植被指数CIred edge和MTCI对2种植被差异不敏感,R2为0.72~0.73,表明CIred edge和MTCI模型可以用于小麦和油菜叶片GPP的统一反演。