秸秆扩蓄肥对土壤水分和马铃薯产量品质及水分利用的影响

为了增强土壤保水力,改善土壤结构,提高土壤水肥利用效率,该文将玉米、小麦和大豆3种作物秸秆经理化处理并与聚丙烯酰胺(PAM)结合造粒形成的秸秆扩蓄肥应用于马铃薯大田栽培,并与单施钾肥及不施肥处理为对比,研究了3种秸秆扩蓄肥对马铃薯生长发育期间的土壤物理性状、生理特征、产量品质及水分利用效率的影响。结果表明,3种秸秆扩蓄肥具有较强的保水性能,能显著增加0～20cm表层土壤含水率,提高马铃薯苗期、块茎增长期、淀粉累积期的土壤耕层及20～70cm水分;有效降低土壤体积质量,提高非毛管孔隙比例,增加土壤孔隙度;显著提高马铃薯盛花期叶片光合速率、气孔导度和蒸腾速率,增加马铃薯株高、冠幅面积和叶面积。与不施肥处理比较,秸秆扩蓄肥处理的淀粉含量提高12.3%～13.6%,大中薯率提高37.9%～42.8%,产量提高39.3%～50.4%,水分利用效率提高35.6%～45.4%。该研究为秸秆扩蓄肥的推广提供了依据。     

对目前大豆抗旱育种选择指标及分子标记的应用调查

分子标记育种给作物抗旱育种提供了新的途径。在此,对大豆抗旱育种的研究现状进行了调查,分析了近年来分子标记在大豆抗旱育种中的应用情况,并对目前与大豆抗旱性状相关的QTL(QuantitativeTraitLoci)分子标记辅助育种进行了初探,最后指出了分子标记在大豆抗旱育种中的广阔前景及其发展趋势。     

基于光谱植被指数的冬小麦叶绿素含量反演

植物功能叶的SPAD值与其氮素和叶绿素有较强的相关性,研究功能叶SPAD与其冠层光谱的关系,对实现植株叶绿素含量快速、无损检测具有重要意义。本文通过对冬小麦生育期的冠层原始光谱进行一阶导数变换,研究其功能叶片SPAD值与冠层光谱的相关性,对监测冬小麦叶绿素含量的敏感波段进行了提取,并建立了叶绿素含量与冠层反射光谱的定量关系。结果表明,基于小麦冠层原始光谱反射率、冠层光谱导数反射率与SPAD的相关系数曲线,提取的各形式下冬小麦叶绿素含量的敏感波段分别为500、690、760和470、630、723nm;并构建了冬小麦叶绿素含量的预测模型,以FDNDVI(630,723)预测模型较好,其R2可达0.9485,模型验证参数R2、MRE和RMSE分别为0.8099、0.0294和1.805,拟合效果较好,表明该模型能有效地对冬小麦叶绿素含量进行预测。该研究结果可为冬小麦长势监测提供一定的理论参考。     

农作物冷冻害遥感监测研究进展

当前全球极端天气气候事件发生的频率和强度增大,造成的灾害损失不断增加。其中,冷冻害是作物常见的灾害之一,农业部门及各地方政府等相关部门都对农作物灾害的实时监测极为关注。遥感技术的发展为作物冷冻害的监测和预报提供了快速、无损、大面积监测的手段。本文对作物冷冻害遥感监测的主要研究进展进行了综述,并归纳了作物冷冻害遥感监测的主要技术方法。目前国内外关于农作物冷冻害遥感监测,在监测机理、精度、实时性和实用化等方面还存在着较大的不足,还有待于深入研究。对此提出了进一步加强光谱响应机理研究、空基和地基相结合、多源多时相数据互补的解决对策,并进行了展望。     

达乌里胡枝子种子发芽吸水规律及吸水模型研究

试验选用5个地区的野生达乌里胡枝子(Lespedeza daurica (Laxm.) Schindl.)及其对应的栽培种种子进行32 h的浸种处理,分别在2、4、6、8、10、12、14、16、18、22、26、32 h测定种子的吸水量来研究其发芽过程中的吸水规律,并运用动力学隔室理论建立吸水模型,为生产中需水量供应和理解种子吸水机制提供理论依据.结果表明:无论是野生种还是栽培种,在萌发过程中吸水量同千粒重呈正相关;从种子的吸水变化趋势来看种子发芽时的吸水过程可以分为吸胀阶段(物理吸水阶段)和萌发阶段(胚的生长阶段);运用动力学隔室理论对其变量建立模型,确定达乌里胡枝子种子物理吸水阶段模型为单室模型:W=-e^-5.7t×10-3,胚生长阶段模型亦为单室模型:W=1.4728+e-e^-t×10-3,对模型值与观察值进行拟合度检验,物理吸水过程的拟合度R²=0.7256(P<0.01),胚芽生长过程的拟合度R²=0.9350(P<0.01).     

干旱胁迫下小麦TaMyb2-Ⅱ基因的表达水平变化研究

为了研究TaMyb2-Ⅱ基因的功能,将不同时间段PEG处理和未进行胁迫处理(CK)小麦叶片总RNA进行了Northern杂交分析。结果表明,TaMyb2-Ⅱ参与了对水分胁迫的应答过程,水分胁迫1 h时,其表达水平较对照有明显提高,水分胁迫12 h到24 h的表达量达到最高,在48 h时其表达量下降到与对照相当的水平。     

基于SPA-MLR方法的土壤含水量光谱预测模型研究

以人工调配的不同含水量土壤的高光谱数据为基础,运用11种常规的变换方法对原始光谱反射率进行变换,使用连续投影算法(SPA)提取特征波段,然后建立多元线性回归(MLR)模型,并对不同模型进行评价比较,旨在选择监测土壤含水量的最佳高光谱模型,实现土壤含水量高光谱监测。结果表明,随着土壤含水量的增加光谱反射率先升高后降低;使用SPA提取的特征波段为3~5个,且不同变换处理后提取的特征波段存在差异。利用特征波段建立MLR回归模型,表明原始光谱经一定数学变换处理可以提高土壤含水量高光谱监测精度,其中对数的一阶微分变换处理(T_8)后建立的SPA-MLR模型监测精度最高,其校正模型表现为R~2=0.957,RMSE=2.16,RPD=4.74,验证模型表现为R~2=0.903,RMSE=3.41,RPD=2.95。故基于反射率对数一阶微分变换处理所建立的SPA-MLR模型可以更好地实现土壤含水量的高光谱监测。     

基于冬小麦冠层高光谱的干生物量监测

冬小麦地上干生物量(AGB)能够表征麦田生态系统生产力的大小,提取AGB光谱特征信息和实现其准确估算,对于掌握冬小麦长势情况具有重要的作用。基于连续2 a的氮运筹试验,利用连续投影算法(SPA)提取原始光谱和一阶微分光谱的重要波段,并基于所提取的光谱特征利用多元线性回归(MLR)方法构建AGB的光谱监测模型。结果表明,利用SPA算法可有效降低光谱维度,基于原始光谱所筛选的重要波段分别为528,671,734,910,1 235 nm,而基于一阶微分光谱所筛选的波段为530,669,740,817,1 209 nm;基于一阶微分处理所建立的模型校正集与验证集模型均达到了较高的精度,Y=-5.01+2 043.86R530-7 772.11R669+348.54R740+14 462.04R817+14 196.13R1209,其R2,RMSE和RPD分别为0.72,1.92 t/hm2和2.53;验证集R2和RMSE分别为0.67,2.25 t/hm2。研究表明,结合SPA和MLR可以实现冬小麦AGB的实时估算,研究结果对冬小麦生长状况监测具有一定的参考价值。     

籽粒苋C4型磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因的克隆和表达分析

磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(phosphoenolpyruvate carboxylase, PEPC)是C₄途径的关键酶之一。本研究克隆了双子叶植物籽粒苋(A. hypochondriacus L) C₄型PEPC基因的cDNA和gDNA全长序列。该基因编码区cDNA全长2 895 bp (GenBank Accession: HQ186302),编码964个氨基酸残基。对应的gDNA全长为6 785 bp,含10个外显子和9个内含子,内含子总长3 890 bp,其中第一内含子最长,为1 662 bp,具GATA-motif、G-box等15个光应答元件,9个激素应答元件,29个CAAT box,72个TATA box。该特征在本研究范围内的植物中,为籽粒苋所独有。比较多种植物表明,不同植物之间的C₃/C₄型PEPC基因的外显子长度具有较高的一致性,而内含子的长度变化较大。不同植物PEPC基因对核苷酸具有一定的选择性,并且外显子和内含子的GC含量呈正相关。总的趋势是单子叶植物外显子和内含子的GC含量均高于双子叶植物。利用半定量RT-PCR分析表达模式,发现籽粒苋PEPC基因主要在叶片中表达,表达量随光照时间延长而增加。     

九个黄淮和长江中下游冬麦区的优质冬小麦品种在晋中麦区的生育及品质表现

为拓宽山西优质小麦品种资源,采用田间试验,分秋播(2010年9月28日)和春播(2011年2月28日)两个播种时期,研究了来自黄淮冬麦区和长江中下游冬麦区的9个优质小麦品种在晋中晚熟冬麦区的农艺、产量及品质性状表现。其中黄淮冬麦区品种为烟农19(冬性,强筋)、淮麦18(半冬性,中筋)和宁麦9号(冬性,弱筋),长江中下游冬麦区品种为镇麦168(春性,强筋)、皖麦33(春性,强筋)、宁麦13(春性,弱筋)、扬辐麦2号(春性,弱筋)、扬辐麦4号(春性,弱筋)和扬麦15(春性,弱筋)。结果表明,烟农19和淮麦18在晋中麦区秋播可正常越冬,并获得相当的产量,且烟农19的成穗数和产量高于淮麦18;9个引进小麦品种在晋中麦区春播均可抽穗成熟,但因2010-2011年度秋冬春三季连旱,所有品种在苗期到拔节期受旱,因而均未能获得较高的籽粒产量。烟农19和淮麦18的籽粒产量和品质秋播明显高于或优于春播。总体来看,在晋中麦区,烟农19和淮麦18适宜通过秋播种植加以利用,扬辐麦2号、宁麦9号有望通过春播种植加以利用。