水稻穗结构的定量特征与虚拟表达的初步研究

连续观察了不同品种和不同氮肥处理条件下水稻穗结构,并对其进行了定量分析及参数化处理。结果表明,一次枝梗长与穗长之比随穗轴节位呈两次函数变化,不同品种类型之间的参数变异较大;一次枝梗上的二次枝梗数与一次枝梗长度呈线性变化;一次枝梗基本均匀着生于穗轴上,一次枝梗和二次枝梗的节间距离变化不大。进一步利用水稻生长模型输出的穗粒数和一次枝梗数分析了二次枝梗的空间分布。最后结合上述结构特征,进行了水稻穗结构的计算机模拟。     

硫对不同氮水平下小麦旗叶氮硫同化关键酶活性及产量的影响

在大田条件下,以豫麦34为试材,研究了2个施氮水平（330和240 kg .hm^-2）下施用纯硫0、60、100 kg.hm^-2对小麦旗叶氮、硫同化关键酶活性及其产量的影响。结果表明,两种氮素水平下施硫对小麦旗叶中硝酸还原酶（NR）、谷胺酰氨合成酶（GS）、谷氨酸-丙酮酸转氨酶（GPT）活性均有影响。高氮水平下随施硫量的增加NR活性降低,GS活性提高,GPT活性在灌浆中期也表现出与GS活性相同的趋势,中氮水平下表现为随施硫量的增加NR活性提高,GS活性S60处理显著高于其他处理,GPT活性不同施硫处理间差异不明显。表明高氮条件下施硫抑制了NR活性,但提高了GS、GPT活性,中氮条件下施硫提高了NR和GS活性。两种氮素水平下乙酰丝氨酸水解酶（OASS）活性均随施硫量的增加而降低,尤其高氮和低硫条件下OASS活性升高。两种施氮水平下干物质积累量均随施硫量的增加而提高。氮和氮硫互作对籽粒产量的影响达到显著水平,硫对籽粒产量的影响达到极显著水平,两种氮素水平下均随施硫量的增加而提高,N330水平显著低于N240水平,N330水平下S100和S60 与对照相比达显著水平,N240水平下,施硫处理籽粒产量均显著高于对照。两种氮素水平下施硫处理千粒重均较对照显著提高,但穗数和穗粒数差异不显著,无论何种施氮水平下,千粒重提高是产量增加的主要原因。     

灌浆期温度对两种类型小麦籽粒蛋白质组分及植株氨基酸含量的影响

以扬麦9号和徐州26两个蛋白质含量不同的小麦品种为材料,利用人工气候室模拟灌浆期高温环境,研究了高温对小麦籽粒蛋白质组分和植株游离氨基酸含量的影响。结果表明,高温处理显著提高了小麦籽粒蛋白质及清蛋白、球蛋白和醇溶蛋白含量,但降低了谷蛋白含量,导致麦谷蛋白/醇溶蛋白比值降低。与适温处理相比,高温提高了地上部营养器官中游离氨基酸含量,显著降低了灌浆后期籽粒游离氨基酸含量。表明高温下提高的营养器官游离氨基酸含量及籽粒对氨基酸的快速利用是籽粒蛋白质含量增加的生理原因。此外,发现籽粒中蛋白质及其组分形成所需的适宜昼夜温差随不同小麦品质类型而异。     

氮磷钾肥长期配合施用对冬小麦籽粒品质的影响

 在长期定位肥料试验的基础上,研究了氮、磷、钾肥配合施用对不同专用小麦籽粒品质形成的影响。结果表明,与不施肥处理相比,长期施用氮肥显著提高了小麦籽粒产量和籽粒蛋白质含量,提高幅度分别达107%～268%和7.4%～13.9%。长期磷肥与氮肥配合施用处理提高了小麦产量,但降低了籽粒蛋白质含量。仅施氮、钾肥处理的面筋和籽粒蛋白质含量虽然大幅度提高,但面筋指数和产量显著降低至与对照相近的水平,表明土壤养分与肥料的均衡对小麦籽粒品质的形成较为重要。对于籽粒蛋白质含量较高的小麦品种,较高的氮肥水平和适宜的磷、钾肥有利于     

施肥和刈割间隔对杂交狼尾草钙磷镁含量的影响

施肥显著影响杂交狼尾草植株磷和镁含量,对钙含量无显著影响,植株镁含量随施肥水平的提高而升高,植株磷含量随施肥水平的提高而降低。刈割间隔对植株钙、磷和镁含量具有显著影响,植株钙、磷和镁含量随刈割间隔的变化年度间表现不一。基肥施用氮磷钾复合肥,可促进植株对钙、镁的吸收,显著提高植株磷含量。     

基于固定翼无人机多光谱影像的水稻长势关键指标无损监测

【背景】近年来随着遥感技术的快速发展，实时无损监测作物生长状况已成为当前研究热点，遥感获取的农情信息将为实现大面积作物精确管理提供指导。在众多遥感监测平台里，无人机因其操作简单、使用成本低等特点而受到广泛关注，无人机搭载多光谱相机可以快速获取作物的长势信息。【目的】尝试将固定翼无人机多光谱影像纹理信息与光谱信息结合，探究“图谱”信息对水稻长势指标的监测效果。【方法】通过开展两年涉及不同播期、品种、播栽方式、施氮水平的水稻田间试验，在水稻关键生育期使用固定翼无人机搭载Sequoia多光谱相机获取水稻冠层遥感影像，同步进行地上部破坏性取样以获取水稻叶面积指数(LAI)、地上部生物量(AGB)和植株氮含量(PNC)等农学指标，采用简单线性回归、偏最小二乘回归和人工神经网络回归算法，构建基于固定翼无人机多光谱影像的水稻长势指标监测模型，比较分析光谱纹理信息在不同模型中的监测效果。【结果】利用简单线性回归方法探究了植被指数(VI)、单波段纹理特征与水稻LAI、AGB和PNC间的定量关系，结果表明植被指数与LAI和AGB之间有较强的相关性，表现最好的植被指数为CIRE和NDRE,R 2分别为0.8...     

基于形态参数的水稻根系三维建模及可视化

构建基于形态特征参数的水稻根系几何模型，实现不同生长条件下水稻根系生长动态的三维可视化。本文通过分析水稻根尖生长随生育进程的变化模式，构建了水稻单根三维显示模型，包括根节点初始位置和生长方向的确定以及根轴的空间模拟等；进一步结合水稻根系拓扑结构，以生长度日（GDD）为驱动因子，建立了水稻根系三维重构模型，包括不定根初始发生时间和位置、不定根初始伸展角度、不定根伸长速率、不定根空间分布模型等；然后在Visual C++环境下，结合可视化显示模块、场景控制模块、人机交互界面和数据库模块等，研制了水稻根系三维可     

美国软麦籽粒品质变化趋势及对我国弱筋小麦标准达标度分析

【目的】我国饼干消费量逐年增加,但制作饼干的原料软麦长期供应短缺,美国软麦品质稳定、加工性能优良,受到我国加工企业的欢迎,研究美国软红冬和软白麦籽粒品质多年变化特点及品质指标间相互关系,可为我国弱筋小麦籽粒品质研究提供参考。【方法】本文汇总了美国小麦协会1999—2019年间发布的软白麦和软红冬小麦品质相关性状数据,通过相关性分析、聚类分析方法探讨了软麦籽粒、面粉、面团及烘焙品质特点及品质性状间相互关系,并分析了美国软麦品质对我国现有弱筋小麦标准的适合度。【结果】从籽粒品质看,软红冬麦籽粒蛋白质含量（GPC,%）、硬度（H）、容重（TW,g·L^-1）和千粒重（TKW,g）均低于软白麦;指标年度间的变异系数表现为H>TKW>GPC>TW。从面粉品质看,两类软麦的湿面筋含量（WG,%）均在22%左右;4种溶剂保持力（SRC,%）中,软红冬麦的值高于或接近软白麦;软红冬麦的WG、沉降值以及4种SRC的变异系数均小于软白麦。从面团品质看,软红冬麦的面团形成时间、稳定时间（ST,min）、吹泡P值、L值、W值、拉伸参数均低于软白麦,两者吸水率（WA,%）均为52%左右。粉质参数、吹泡性能和拉伸参数变异系数均表现为软红冬麦小于软白麦。从我国弱筋小麦标准来看,软红冬麦的GPC、WG和ST对GB 17320-2013下的达标率为100%、100%和57.1%;软白麦达标率分别为90.5%、95.2%和38.1%。两类软麦的GPC、WG和ST对GB 17893-1999下的达标率均小于70%,达标率高低表现为GPC>WG>ST。软白麦各项品质指标的相关性分析表明,TKW与GPC、WG和蔗糖SRC呈显著负相关,H仅与WG呈显著负相关,GPC与WG、蔗糖和乳酸SRC呈显著正相关;蔗糖SRC与吹泡仪W显著正相关,乳酸SRC与延展度显著正相关;饼干直径与GPC、吹泡仪W和蔗糖SRC呈显著负相关,与TW呈显著正相关,炉涨率仅与蔗糖SRC显著负相关。软红冬麦的相关性分析表明,面粉蛋白质含量仅与WG和ST显著正相关;饼干直径仅与TW和吹泡仪W呈显著负相关。【结论】软红冬麦较软白麦籽粒质地更软,粒重更小,面团强度更弱;品质指标中TW、出粉率（FER,%）和WA年度间相对稳定。软红冬麦对中国弱筋小麦标准的达标度更高,中国弱筋小麦标准对GPC、WG和ST要求过于严格。软白麦品质指标间相关性较软红冬麦显著,两类软麦中GPC、蔗糖SRC和吹泡仪W与其他品质指标相关性显著,可用于弱筋小麦品质评价。软麦年度间GPC、WG、沉降值和吹泡仪L具有相似性,可归为一类。     

二向反射和方向半球反射光谱差异及其对小麦叶片叶绿素含量反演的影响

二向反射率因子(bidirectionalreflectancefactor,BRF)和方向半球反射率因子(directional-hemisphericalreflectancefactor,DHRF)是反射光谱的两种形式,但在生化参数监测过程中,多数研究忽略了BRF和DHRF光谱的差异及其对叶片叶绿素含量(leaf chlorophyll content, LCC)反演的影响。本研究以不同品种、密度及氮素处理的小麦田间小区试验为基础,在叶片尺度获取了BRF和DHRF光谱,并计算相应的植被指数和小波系数,建立了基于植被指数和小波系数的LCC监测模型,定量分析BRF和DHRF光谱、植被指数和小波系数的差异及其对LCC反演的影响。结果表明, 1) BRF和DHRF随LCC变化趋势一致,但两种光谱存在显著差异,且BRF光谱值高于DHRF光谱值; 2)在一定程度上,应用植被指数和小波系数均可消除BRF和DHRF光谱差异的影响,其中归一化红边植被指数(normalizeddifferentialrededgevegetationindex,NDRE)和红边叶绿素指数(rededgechloro...     

谷氨酰胺对扬麦9号强势和弱势籽粒淀粉及蛋白质积累的调控

离体穗培养条件下,研究了培养基中不同谷氨酰胺供应水平对冬小麦品种扬麦9号强势和弱势籽粒粒重以及淀粉和蛋白质及其组分积累的影响。结果显示,弱势籽粒的蔗糖和氨基酸含量均较强势籽粒高,而其积累量均较强势籽粒低,可见弱势籽粒中同化物贮存量较强势籽粒少,其合成淀粉和蛋白质的能力较强势籽粒低。在一定范围内提高谷氨酰胺供应水平可显著促进弱势籽粒淀粉和蛋白质的积累,提高弱势籽粒粒重,可见一定范围内改善氮素营养有利于弱势籽粒物质积累;但相同谷氨酰胺浓度下强势籽粒淀粉、蛋白质和氨基酸积累量均高于弱势籽粒,强势籽粒四种蛋白组分的积累量均较弱势籽粒高。4和6 g／L谷氨酰胺处理下,强势和弱势籽粒淀粉、蛋白质及氨基酸含量的差异小于其他较高或较低谷氨酰胺浓度。强势籽粒清蛋白和球蛋白含量略低于弱势籽粒,而醇溶蛋白和麦谷蛋白在2-6 g／L时高于弱势籽粒,但差异较小。