生物技术在农业领域的应用

生物技术包括基因工程、细胞工程、酶工程等,在农业领域有着广阔发展前景.生物技术可保障粮食安全,促进农村农业经济的发展,提高农业产出效益,同时能为医药工业及其它产业提到原料.农业生物技术是新兴的现代技术,还不能在传统农业中大规模推广应用.     

基于正交试验的花生种养结合栽培方式研究

种养结合是农业循环经济发展的重要措施之一。通过正交试验设计,分析了不同种植密度、复合肥用量、腐熟干粪用量对花生生长发育及产量的影响。分析结果表明:1)三因素中高钾复合肥用量对花生的生长发育及产量影响最大。2)13-10-20高钾复合肥用量为300kg/hm2的处理组合普遍表现出植株较高、分枝数较多、单株结果数多等特点。3)产量分析结果显示:最优处理组合为种植密度120 000穴/hm2、高钾复合肥300kg/hm2、腐熟干粪30kg/hm2,同时影响产量大小的因素顺序为:高钾复合肥腐熟干粪种植密度。     

DPC~+化学封顶对不同施氮量下棉花叶片光合生理特性的影响

在北疆气候条件下,为明确棉花对不同施氮量下增效缩节胺[DPC+,25%甲哌鎓(1,1-dimethylpiperidinium chloride, DPC)水剂]化学封顶效应的响应,以新陆早53号为试验材料,在150(N1)、300(N2)和450(N3) kg hm~(–2)施氮水平下,以人工打顶(P0)为对照,研究DPC+剂量[450(P1)、750(P2)和1050(P3) mL hm~(–2)]对棉花叶绿素含量(Chl)、叶面积(LA)、气体交换参数、叶绿素荧光参数及干物质累积与分配的影响。结果表明,同一DPC+剂量下,随施氮量增加, Chl、LA、气体交换参数、叶绿素荧光参数和生殖器官干物质(RODM)均呈现先上升后下降的趋势;同一施氮量下,上述参数因DPC+剂量不同呈不同变化趋势,其中N1水平下以P1处理、N2水平下以P2处理、N3水平下以P3处理表现出较高的RODM、Chl、净光合速率(Pn)、实际光化学效率(ФPSII)、电子传递速率(ETR),较低的非光化学淬灭(NPQ)。DPC+与施氮量互作表现为,与其他处理相比, Chl、Pn、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、ФPSII、ETR、RODM在N2P2处理下分别提高了15.52%、29.39%、27.97%、36.77%、23.28%、23.55%、8.41%～22.24%, NPQ降低了34.54%。相关分析表明,干物质累积和Chl、LA、Pn、Gs、ФPSII均呈显著正相关,与NPQ呈极显著负相关。因此,在喷施DPC+(750 mL hm~(–2))条件下,适量追施氮肥(300kghm~(–2))能改善棉花光合性能,在增加干物质累积的基础上,促进了光合产物向生殖器官分配。     

施肥对春青稞干物质积累、分配及产量的影响

为研究施肥对青稞干物质积累、分配及产量的调节作用,以‘藏青27’、‘QTB13’和‘QTB25’为试验材料,比较分析不同施肥处理下干物质积累、分配及产量的变化规律。结果表明：增加施肥量促进青稞分蘖期—成熟期的干物质积累及开花期和成熟期干物质向营养器官和籽粒的分配,提高了花前营养器官贮藏同化物转运量及对籽粒贡献率,降低了花后同化物输入籽粒量对籽粒贡献率。‘QTB13’和‘QTB25’在F₂条件下,更有利于干物质积累及向营养器官和穗部的分配,花后同化物输入籽粒量最大,产量也最大。‘藏青27’在F₃条件下,更有利于干物质积累及向营养器官和穗部的分配,花后同化物输入籽粒量和对籽粒贡献率最大,产量也最大。说明合理施肥有利于青稞干物质积累分配及产量提高。     

玉米秸秆消化率全基因组关联分析

48h体外干物质消化率（48h in vitro dry matter digestibility, 48h IVDMD）是衡量青贮玉米品质的重要指标。为了初步探究玉米秸秆消化率的分子遗传机理,以341份玉米自交系为材料,于2018年在沈阳和通辽种植,收获后测定秸秆48h IVDMD。利用全基因组重测序获得的6 276 612个高质量SNPs进行全基因组关联分析,共检测到153个与玉米秸秆消化率显著相关的SNPs位点（P<1.0×10^-6）,4个SNPs显著水平在P<1.0×10^-8以上;共找到38个秸秆消化率的候选基因,主要涉及细胞生长发育、防御反应和信号转导等生物学功能。     

滴灌模式和水分调控对夏玉米干物质和氮素积累与分配及水分利用的影响

采用裂区试验设计探究了地下滴灌和地表滴灌(drip underground, DU; drip surface, DS)模式下土壤水分调控(分别为田间持水量的40%～50%、60%～70%和80%～90%,记为W40、W60和W80)对夏玉米干物质和氮素积累与分配及水分利用效率的影响。结果表明,DU处理的吐丝后氮素积累量及水分利用效率分别较DS显著提高了6.18%和4.85%～8.61%。夏玉米的干物质、氮素指标及产量对滴灌模式的响应依赖于土壤水分调控水平,在W40和W60处理条件下,DU处理显著增加夏玉米的净光合速率,提高了吐丝后干物质和氮素的积累量及向籽粒的转运,最终DU处理的干物质积累量、籽粒氮素积累量、产量及氮肥偏生产力分别提高了3.29%～19.94%、?1.10%～20.65%、3.29%～19.94%和3.31%～23.64%。而在W80处理条件下, DS处理的干物质积累量、吐丝后氮素积累量、产量及蒸散量比DU处理分别提高了6.80%～12.24%、5.93%、8.39%～14.91%和9.73%～14.57%。综上所述,在限水灌溉条件下,地下滴灌能够增加吐丝后干物质积累量、氮素积累量及其对籽粒氮素的贡献率,最终增加产量。在充分供水条件下,地表滴灌更有利于干物质及氮素的积累,但由于消耗过多的水分,因此水分利用效率未显著增加。     

Agronomic performance of winter wheat grown under highly divergent soil moisture conditions in rainfed and water‐managed environments

Even in the temperate climates of Europe, increasing early season drought and rising air temperature are presenting new challenges to farmers and wheat breeders. Sixteen winter wheat (Triticum aestivum L.) genotypes consisting of three hybrids, six line cultivars and two breeding lines from Germany as well as five line cultivars from France, Austria, Slovakia, Hungary and the Ukraine (referred to as “exotic” lines) have been included in this study. The genetic materials were evaluated over three growing seasons under a range of soil moisture regimes at the three North German sites Braunschweig (irrigated and drought‐stressed), Warmse (rainfed) and Söllingen (rainfed). The average grain yields in the twelve growth environments (water regime × season combinations) ranged from 6.1 to 13.5 t ha^?1. The exotic lines showed little evidence of specific phenological adaptation to drought although they are frequently faced with water scarcity in their countries of origin. The hybrids and German lines exhibited higher regression coefficients (b_i) to environmental means than the exotic lines, indicating particular adaptation to favourable growing conditions. The phenotypical correlations of grain yield between the various environments were high, ranging for instance from 0.6 to 0.8 for the irrigated and drought‐stressed environments at Braunschweig. It is thus expected that in the foreseeable future continued selection aiming at high yield potential will suffice as a means to counter the expected increase in droughts.     

不同鸭品种在“稻鸭共作”系统中的行为学差异及对水稻产量的影响

为探究鸭在稻田间的运动规律，揭示不同鸭品种在田间的行为学差异以及对水稻产量的影响。本研究选取稻鸭共作试验田9块（766 m2/块），按225只/hm2分别放入役用鸭（绿头野鸭♂?金定鸭♀）、金定鸭、白改鸭等3个鸭品种，通过视频监控系统，采用连续观察法记录鸭在每天的5:00—20:00时间段内在田间的游动、休息、采食等行为的发生时间和持续时间，连续观察5天。经观察发现，鸭田间活动高峰一般是在早上5:00—7:00，8:00—11:00以及15:00—18:00等时间段，役用鸭和金定鸭每天的活动时间分别为324.50 min(36.06%)，315.75 min(35.08%)，极显著高于白改鸭264.50 min (29.39%) (P＜0.01)。采用役用鸭、金定鸭、白改鸭进行稻鸭共作后，水稻产量分别比对照组提高了22.75%，20.14%和10.89%。水稻产量构成因素与鸭游动时间相关性分析发现，结实率、理论产量与游动时间呈极显著正相关(r=0.959，P＜0.01；r=0.858，P＜0.01)，千粒重、实际产量与游动时间呈显著正相关(r=0.627，P＜0.05；r=0.767，P＜0.05)。研究结果表明：役用鸭对水稻的增产效果最好，且发现游动时间可作为影响稻鸭共作水稻产量的重要评价指标。该研究结果为稻鸭共作鸭品种的筛选以及稻鸭共作系统水稻产量的提升提供了重要的参考数据。     

臭氧胁迫对不同敏感型水稻干物质积累与分配的影响

【目的】研究臭氧胁迫对不同敏感型水稻物质生产与分配的影响,为耐性水稻品种的选育提供参考。【方法】利用自然光气体熏蒸平台,以23个水稻品种或株系为供试材料,设置室内对照(臭氧浓度为10 nL/L)和臭氧浓度增高臭氧浓度为(100 nL/L)处理,研究臭氧胁迫对水稻成熟期地上部物质积累与分配的影响及其与最终生长量响应的关系。采用组内最小平方和的动态聚类方法,将所有供试材料按地上部最终生物量对臭氧胁迫的响应从小到大依次分为A、B和C三类不同敏感型水稻。【结果】与对照相比,臭氧胁迫使A、B和C类水稻成熟期地上部干质量平均分别下降19%、39%和52%,B和C类达极显著水平。臭氧胁迫使A类水稻成熟期叶片干质量略增,但使B类(–11%)、C类水稻(–25%)极显著下降。臭氧胁迫下A、B和C类水稻的茎秆和稻穗干质量均显著或极显著下降,其中茎秆干质量分别下降26%、41%和57%,稻穗干质量分别下降34%、59%和62%。臭氧胁迫使叶片占地上部干质量的比例大幅增加(+46%),而茎秆(–8%)和稻穗(–24%)占地上部干质量的比例极显著下降。臭氧处理与水稻类型对上述参数均有不同程度的交互作用,表现为A类水稻对臭氧的响应明显小于其他两类水稻。【结论】100 nL/L臭氧浓度严重影响水稻器官建成,减少光合产物向茎秆和稻穗的分配比例,但使叶片干质量比例大幅增加,臭氧熏蒸还导致茎秆机械强度明显下降。这些变化敏感水稻总体上较钝感类型水稻表现更为明显。     

油茶高接换冠枯桩现象调查与研究

为了探寻影响油茶高接换冠后枯桩的相关因素,为今后油茶高接换冠技术改良提供理论依据,调查研究了嫁接方法、接穗品种、砧木粗度、留截高度和嫁接方位等因素对油茶高接换冠后枯桩现象的影响。结果表明:5种因素对油茶枯桩程度影响极显著。其中,采用插皮腹接、砧木直径2~6 cm枯桩程度最低;采用‘华硕’和‘湘林XLJ14’其枯桩程度显著低于其它品种;留截高度越低枯桩程度越低;嫁接方位在外侧枯桩程度最低。偏相关分析结果表明,留截高度对油茶枯桩程度的影响最大;其次是嫁接方法、砧木直径和嫁接品种;而嫁接方位对油茶枯桩程度的影响最小。