旱地谷子渗水地膜覆盖栽培的土壤水温效应及其生长发育研究

为了给旱地谷子渗水地膜覆盖栽培技术的推广应用提供参考,在年降雨量400 mm的甘肃中部半干旱地区研究了旱地谷子渗水地膜覆盖种植的土壤水分、地温效应及对其生长发育的影响。试验设露地、普通地膜覆盖、渗水地膜覆盖3个处理,采用单因素随机区组设计,在谷子出苗期、抽穗期、成熟期分别测定各处理耕层含水量、温度,收获后记产。结果表明:渗水地膜的渗水作用使其比普通地膜能接纳更多的雨水(在抽穗期,渗水地膜下0~20、20~40、40~60 cm耕层的含水量分别为8.1%、10.3%、12.7%,而普通地膜为8.1%、9.3%、12.6%,在成熟期,渗水地膜覆盖0~20、20~40、40~60 cm耕层的含水量分别为7.4%、9.6%、10.7%,而普通地膜为5.8%、6.3%、9.1%,均是T1T2);渗水地膜和普通地膜都具有提高地温的作用,而且渗水地膜在温度较低时提高地温的效果更优于普通地膜(在谷子成熟期,当温度低于15℃时,T1T2),在温度较高时渗水地膜的微气孔张开,具有调温作用,使得在气温较高时渗水地膜覆盖下的地温明显低于普通地膜覆盖下的地温(在出苗期的12∶00和18∶00普通地膜下温度超过30℃时,T2、T1之间的差值明显增大);渗水地膜覆盖处理较普通地膜相比,具有改善谷子农艺性状的作用,且使谷子增产6.75%。     

华北夏谷区2001—2015年谷子育种变化

【目的】对华北夏谷区近15年谷子区域试验数据进行分析,探讨谷子育种变化趋势,为谷子品种改良提供参考。【方法】利用2001—2015年华北夏谷区参试品种的主要农艺性状数据,研究其变化规律;以通过鉴定的51个育成品种为材料进行分析,并与15年间华北地区谷子生长季6—9月份气候因素进行相关分析,梳理通过鉴定的51个品种的类型。【结果】2001—2015年华北夏谷区区域试验参试品种各农艺性状在年度间变异较大,随着年份的推移,产量、生育期、株高、穗长、单穗重和穗粒重持续增加,千粒重基本不变,公顷穗数略有下降。51个通过鉴定品种的整体变化趋势与所有参试品种的变化趋势基本一致。51个通过鉴定品种间产量、生育期、株高、穗长、千粒重和公顷穗数差异极显著,单穗重、穗粒重和出谷率差异不显著。华北夏谷区谷子生育期气候趋向于暖湿的变化趋势。通过鉴定的品种产量和生育期、单穗重、穗粒重呈极显著正相关,与最低温、降水量呈极显著负相关。最低温、最高温、降水量、生育期、穗粒重、出谷率决定谷子产量85.17%的变异。对产量贡献较大且为负效应的是最低温,为正效应的是最高温。近几年谷子育种水平有所提高,品种类型较丰富多样,抗除草剂品种和优质米类型逐渐增多,反映了轻简栽培和优质是目前的主要育种方向。但是以冀谷19、豫谷1、冀谷25等3个主干品种为亲本来源的品种数为26个,占杂交选育品种的57.8%,育成品种亲本范围相对较窄的问题越来越严重。【结论】2001—2015年华北夏谷区区域试验育成品种产量有所提高,品种类型较丰富多样,育种水平取得一定的进步。然而,造成产量显著差异的原因主要取决于气候因素,而且品种培育的亲本选择狭窄可能是育种突破的关键瓶颈。在今后的育种过程中,要从亲本创制和选择着手,丰富亲本类型;提高品种穗粒重和出谷率,以适应气候变化,提高夏谷产量。     

2005—2015年西北春谷中晚熟区谷子育成品种评价

【目的】对11年来西北春谷中晚熟区育成的谷子品种产量、农艺性状、抗逆性及品质性状综合分析,为西北春谷中晚熟区谷子新品种选育、推广及资源利用提供理论参考。【方法】基于2005—2015年国家谷子品种区域试验西北春谷中晚熟区数据,对参试品种及通过鉴定品种的产量、主要农艺性状进行比较与分析。并对通过鉴定的30个品种抗逆性、品质进行分析。【结果】2005—2015年参试品种及通过鉴定品种的产量有逐年增加的趋势。参试品种和通过鉴定品种的农艺性状在年度间存在一定的变异,参试品种的株高、单穗重、穗粒重、出谷率有逐年增加的趋势,生育期有缩短的趋势;通过鉴定的30个品种和对照相比,生育期、株高有降低趋势,株高变幅为105—165 cm;穗长在17—27 cm,70%的品种分布在19—23 cm;单穗重变幅为15—25 g,80%品种为18—22 g;穗粒重为12—20 g;出谷率分布在74%—84%,80%的品种在75%—80%;千粒重变异范围较大,分布在2.5—3.4 g,有9个品种的千粒重超过对照,公顷穗数分布在33万—43万。对通过鉴定品种农艺性状与产量的相关分析表明,产量与单穗重、穗粒重和公顷穗数呈显著正相关,与生育期呈负相关。鉴定品种总体抗性有提高的趋势,其中抗倒性明显优于对照,红叶病和白发病为主要病害,谷锈病、谷瘟病、纹枯病、蛀茎率也有不同程度地发生。穗松紧度多为中等偏紧类型,熟相中等偏好为主。品质上,通过鉴定品种的米色全为黄色,优质米的粗蛋白、粗脂肪含量及胶稠度偏低,赖氨酸含量相对较高。鉴定品种中包括了糯质、高蛋白、高脂肪及粮草兼用、抗除草剂、优质米等多种类型,丰富了品种类型。【结论】西北春谷晚熟区谷子品种的选育取得了一定的进步,所育品种在数量、多样性、产量、品质等方面有了一定的提高,但没有取得大的突破。在育种方法上比较单一,多采取简单杂交、系选的方法,应根据育种目标要求,开展材料创新,融合回交、复交、理化诱变等多种方法,并结合分子育种新技术,提高育种水平。在育种目标上,重点培育品质优良、矮秆抗倒、生育期略短、适合机械化收获的品种,培育多种类型的抗除草剂品种,满足谷子规模化生产的需求。     

谷子不同栽培模式对土壤水温环境及水分利用效率的影响

通过大田试验研究了山西中部地区谷子不同栽培模式(覆膜穴播、精量条播、传统穴播)对土壤水温环境、谷子叶片及群体水分利用率的影响。结果表明:覆膜穴播处理与不覆膜的精量条播和传统穴播处理相比,全生育期土壤平均含水量分别增加1.59%和1.84%,土壤平均积温增加182.3℃,为谷子生长提供了良好的土壤环境条件。覆膜穴播与2个不覆膜处理相比,显著提高了谷子各生育阶段的叶片水平水分利用效率(WUEl)和群体水平水分利用效率(WUEc),促进了谷子的生长发育,产量显著增加。精量条播处理与传统穴播处理相比,在部分生育期的WUEl、群体WUEc、部分生长指标及产量上有着更好的表现。不同栽培模式之间的水分利用差异,WUEl提高的主要原因是净光合速率的显著增加,而WUEc提高的主要原因则是产量的显著增加。综合试验研究结果,可以确定覆膜穴播是山西中部地区谷子最适宜的高产高效栽培模式,而在不使用地膜覆盖的条件下,则应当优先选择精量条播栽培模式。     

不同播期对谷子产量及主要农艺性状的影响

试验研究了不同播期对谷子产量及主要农艺性状的影响,采用裂区试验,播期为主裂区,副裂区为品种。结果表明,早播或晚播都会使谷子产量降低,综合对产量及农艺性状的影响得出试验所选几个品种的适宜播期为5月13日。     

夏播旱地谷子渗水地膜穴播增产机理研究

为了研究渗水地膜穴播栽培技术对夏播谷子产量的影响机制,测定并分析了谷子产量构成、干物质积累、植株农艺性状以及抽穗期功能叶光合性能等生理指标对产量的影响。结果表明:在全生育期不浇水、降雨量356 mm的情况下,渗水地膜穴播栽培较对照露地条播增产48.57%。渗水地膜穴播栽培在各生育时期的各器官干物质积累量高于对照,营养生长和生殖生长旺盛,表现为株高略高于对照,茎秆粗壮,穗子较大;抽穗期净光合速率、叶面积指数和主要功能叶片的叶面积高于对照,说明在产量形成的关键时期抽穗期个体和群体叶面积较大,有效光合面积增加,光合能力增强,有利于有机物质的合成,是增产的关键;在群体亩穗数和出谷率相当的基础上,个体产量要素单穗重、穗粒重显著提高,使产量大幅提高。渗水地膜穴播栽培水分利用效率和氮肥偏生产力均显著提高了45%以上。渗水地膜保水、保肥、抑制杂草生长,穴播既保证了群体顶土出苗,又减少了多余谷苗对水肥的浪费,因此,渗水地膜穴播栽培可提高水分和肥料的利用效率,进而提高了谷子的产量。     

谷子微垄膜侧沟播轻简化栽培技术

针对旱地谷子生产完全依赖自然降水、产量低而不稳,人工间苗除草、劳动强度大、费时费工的问题,河北省农林科学院谷子研究所将微垄膜侧沟播技术、简化栽培技术和机械化生产技术进行集成,形成了谷子微垄膜侧沟播轻简化栽培技术.本文介绍了谷子微垄膜侧沟播轻简化栽培技术的技术要点,包括播前准备、播种、配套机具、田间管理、收获、残膜回收等主要环节的关键技术.     

水分胁迫后复水对糜子根冠功能的补偿效应

【目的】研究水分胁迫后复水对糜子根、冠生长和光合作用的补偿规律及补偿条件的影响,为糜子抗旱节水栽培和补偿效应研究提供理论依据。【方法】采用盆栽控水方式,以全生育期正常供水为对照,分别在糜子不同生育时期水分胁迫后复水,对复水后糜子根、冠功能的恢复以及复水前后新老叶片净光合速率等指标进行分析。【结果】(1)水分胁迫后复水,根冠功能和光合作用的补偿效应与胁迫持续时间、胁迫程度及复水时期有关。(2)三叶一心期水分胁迫复水后,重度胁迫拔节期复水处理的根冠比、根系伤流量和叶面积的恢复最快,分别高于对照和中度胁迫拔节期复水处理;同时,拔节期复水处理各指标的补偿效应高于抽穗期复水的2个处理。拔节期水分胁迫复水后,中度胁迫抽穗期复水处理的根冠比、根系伤流量和叶面积高于对照和重度胁迫复水处理。(3)与对照相比,无论是三叶一心期还是拔节期开始水分胁迫,胁迫前生长出的叶片复水后其净光合速率低,胁迫程度越重净光合速率越小;而复水后长出的新叶,三叶一心期重度水分胁迫拔节期复水处理新叶净光合速率最高,复水20d时比对照高出14.5%,中度水分胁迫拔节期复水后新叶净光合速率与对照无显著差异。【结论】三叶一心期重度水分胁迫拔节期复水有利于新生器官生理活性的提高,对糜子根冠功能和净光合速率的补偿效应最佳。     

两个谷子CIPK基因在非生物逆境胁迫下的表达分析

CIPK是一类丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,该蛋白在植物响应逆境胁迫过程中发挥重要作用。本文利用生物信息学方法从谷子基因组中鉴定出2个CIPK基因, 命名为SiCIPK6和SiCIPK16。序列分析表明SiCIPK6基因组序列长1994 bp,编码451个氨基酸;SiCIPK16基因组序列长1885 bp,编码473个氨基酸,2个基因均无内含子和可变剪切。生物信息学分析显示这2个基因在蛋白质序列和结构上与其他物种CIPK基因一样非常保守。实时定量PCR分析表明SiCIPK6和SiCIPK16在ABA、低温、高温、干旱、高盐诱导下表达量均有所上调, SiCIPK6基因在ABA、干旱和盐处理时表达量上调幅度较大,而SiCIPK16基因在低温、干旱和高温处理时表达量上调幅度较大。半定量PCR检测结果表明SiCIPK6和SiCIPK16两个基因在拔节、孕穗、灌浆期时均有表达,在相应生育时期受到干旱胁迫时它们表达量均有所提高。推测SiCIPK6和SiCIPK16基因在谷子的干旱或其他逆境胁迫中起一定作用。