关中旱区水分高效利用现状与建议

缺水是制约我国北方地区农业发展的关键因素,提高当前水分的利用效率是缓解水资源短缺实现农业生产高产、高效的根本途径。以陕西省渭南市为例探讨了关中平原非灌区农业高效用水技术的发展状况,分析了地膜覆盖、秸秆还田及水肥一体化等水分高效利用技术在该地区应用的情况以及存在问题并给出了相应建议,旨在为水分高效利用技术更好地推广应用,旱地农业更好地发展提供理论基础和实践经验。     

基于国家品种区域试验数据的中国糜子品种产量和性状变化

【目的】整理分析近17年间全国糜子品种区域试验参试品种的产量和农艺性状变化,探讨中国糜子品种改良进展和育种水平变化,为未来中国糜子的遗传改良提供依据。【方法】利用多元回归、相关分析和聚类分析等方法,分析1998—2014年国家糜子品种区域试验参试品种不同年份主要性状的变异,比较主要育种单位选育糜子品种性状的差异。【结果】1998—2014年糜子参试品种性状变异显著。随年份推进,粳性糜子品种产量和单株粒重以及糯性糜子品种产量、单株粒重和穗长持续增加。17年间粳性和糯性糜子产量分别增加了50%和21%,单株粒重分别增加了90%和7%,穗长分别增加了19%和29%,生育期长度、株高、主茎节数量和千粒重等性状变化不明显。来自黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、河北、山西、陕西、甘肃和宁夏等9个糜子主产省(区)的17家育种单位提供了65个糜子区域试验品种,其中7家同时提供了粳性和糯性糜子品种,2家只提供了粳性糜子品种,8家只提供糯性糜子品种。来自内蒙古、甘肃和宁夏的3家育种单位贡献了参试品种的55.4%。近6年来自这3家单位的品种产量表现优异,是中国糜子育种的中坚力量。多元回归分析表明,粳性糜子的生育期长度、主茎节数量和单株粒重决定了产量82.8%的变异,糯性糜子的主茎节数量和单株粒重决定了产量78.6%的变异。相关性分析表明,粳性和糯性糜子的主穗长和单株粒重均与单株产量显著正相关,而其他性状间相关性在粳性和糯性糜子中均有所不同。聚类分析结果表明,粳性糜子育成品种分为2类,糯性糜子育成品种分为3类。【结论】1998—2014年,国家区试中粳性和糯性糜子参试品种产量稳步增加,表明中国糜子育种水平有了一定提高。但育种手段相对单一,育种方法多样性程度较低。糜子区试对产量相关性状和品质性状的关注不够,培育高产、优质、适口性好、蒸煮品质优良、抗性淀粉含量高、耐落粒、适合机械化的糜子品种是未来糜子育种的发展方向。强化杂交、远缘杂交、诱变育种、双单倍体以及多倍体育种等传统技术的应用,充分利用基因组学和分子育种学研究方法,加强传统育种技术与现代生物技术结合,是系统提升糜子育种技术水平的重要途径。     

糜子育成品种农艺、产量及品质性状综合鉴定与评价

【目的】对近年育成糜子品种农艺性状、产量性状及品质性状进行综合评价,比较粳性和糯性糜子间的差异,分析糜子品种改良工作存在问题并提出解决方案,为中国糜子育种及产业发展提供参考。【方法】以近年育成的22个粳性糜子品种和18个糯性糜子品种为材料。田间考种获取农艺性状(生育期、株高、节数、粒色、花序色和穗形)和产量性状(千粒重、穗粒重和主穗)。室内通过正丁醇提取法测定黄色素含量、索氏抽提法测定粗脂肪含量、双波长法测定直链淀粉和支链淀粉含量、凯氏定氮法测定蛋白质含量。【结果】粳性糜子品种平均产量为3 465.5 kg·hm~(-2),变幅为2 976.0—3 915.0 kg·hm~(-2);糯性糜子品种平均产量为3 163.4 kg·hm~(-2),变幅为2 575.5—4 002.0 kg·hm~(-2)。农艺性状相关性分析表明,糜子产量与生育期、千粒重、主穗长、穗粒重之间的相关系数均达到显著水平。数据分析表明,育成品种在生育期、株高、节数、千粒重、穗粒重、主穗长、产量等方面变幅较小。粳性糜子品种黄色素含量平均为2.7 mg·kg~(-1),变幅为1.7—3.3 mg·kg~(-1);糯性糜子品种黄色素含量平均为2.4 mg·kg~(-1),变幅为2.1—2.9 mg·kg~(-1)。粳性糜子品种粗脂肪含量平均为3.6%,变幅为1.7%—5.6%;糯性糜子品种粗脂肪含量平均为4.1%,变幅为2.7%—5.5%。粳糯糜子之间黄色素含量和粗脂肪含量差异性不显著。粳性糜子品种直链淀粉含量平均为32.22%,变幅为11.31%—38.67%;支链淀粉含量平均为35.01%,变幅为21.43%—64.02%;总淀粉含量平均为67.23%,变幅为58.59%—77.87%;直链淀粉、支链淀粉含量比值平均为1.00,变幅为0.18—1.73。糯性糜子品种直链淀粉含量平均为3.69%,变幅为2.24%—5.55%;支链淀粉含量平均为57.37%,变幅为49.40%—68.01%;总淀粉含量平均为61.06%,变幅为54.18%—72.11%;直链淀粉、支链淀粉含量比值平均为0.07,变幅为0.05—0.11。其中,陇糜5号和陇糜8号直链淀粉含量较高,宁糜17号和榆糜2号直链淀粉含量适中,晋黍9号和雁黍7号直链淀粉含量较低。粳性糜子籽粒蛋白质含量平均为11.13%,变幅为9.64%—13.26%;糯性糜子籽粒蛋白质含量平均为13.72%,变幅为12.10%—15.72%,糯性糜子籽粒蛋白质含量显著高于粳性糜子。【结论】近年育成的糜子品种在多种农艺及产量性状中变幅较小,品种类型相对单一,不能满足生产和市场对糜子品种多元化需求。针对产业发展和市场需求,挖掘、利用和创新优异糜子资源,将常规育种与分子育种新技术结合,开展多元化、多目标育种,培育性状优良、抗性强、适应性广、产量高、品质优良的糜子新品种是糜子品种改良的方向。     

氮肥对糜子籽粒灌浆期农田小气候及产量的调控效应

为研究旱地条件下氮肥对糜子灌浆期农田小气候、植株光合特性及产量的影响,以榆糜2号为试验材料,在陕西榆林小杂粮示范基地设置4个氮肥处理,分析糜子灌浆期农田小气侯指标、光合生理指标及产量构成要素。试验结果表明,与不施肥对照相比,氮肥处理显著降低糜子株间光照度和株间气温,减少漏光损失的同时又增加株间相对湿度;整个籽粒灌浆期,随着氮肥水平的提高,糜子不同节位叶片的叶绿素相对含量(SPAD)和净光合速率(Pn)均呈增加趋势。其中,以N4处理(纯氮195kg/hm2)对糜子籽粒灌浆期农田小气候特性及光合特性的影响最大。N3处理(纯氮150kg/hm2)的糜子产量可达到4 605.8kg/hm2,比对照增加了44.7%,是该地区糜子生产适宜的施氮量。     

秩次分析法评价甜荞品种产量性能及稳定性

对参加国家甜荞品种区域试验的6个甜荞品种(品系)37个试验环境点的数据资料,应用非参数统计方法——秩次分析法对产量进行综合分析和评价。结果表明,参试品种间产量性能及稳定性存在显著差异,其中8802-1和平荞2号是较高产、稳定性品种;北早生属于较高产、不稳定性品种;榆荞-4属于中产、具有平均稳定性的品种;固引1号属于中产、不稳定性品种;六荞1号属于低产、稳定性品种。     

抗旱小麦籽粒灌浆期旗叶衰老与活性氧代谢研究

以3种抗旱品种长武134、铜麦3号、西农794为供试材料,研究干旱条件下小麦旗叶衰老与活性氧代谢特征。试验结果表明,灌浆期不同抗旱性品种小麦旗叶衰老和活性氧代谢存在差异。与长武134和铜麦3号相比较,西农794的叶绿素含量较高且降低趋势最缓慢;开花后第14天长武134的过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性较高,后期活性降低快,西农794两种酶活性在灌浆后期含量较高,降低速度慢,持续时间长;整个灌浆期间西农794的丙二醛含量最少,膜质过氧化程度最低,叶片衰老程度最慢。     

不同品种（系）小豆花后干物质积累与转运特性

【目的】探讨不同品种小豆地上部各器官的干物质积累、分配与转运规律。【方法】2008-2009年,以高产小豆品种(系)"2000-75"、"冀红9218"和低产小豆品种(系)"红宝1号"、"湾选1号"为材料,研究小豆开花至成熟期植株茎秆、叶片、幼壳、籽粒等的干物质积累特性。【结果】小豆开花后,植株地上部干物质和籽粒干物质积累均呈近"S"型变化趋势,花后7～14d是生物产量和籽粒产量形成的关键时期,高产品种"2000-75"和"冀红9218"地上部干物质和籽粒干物质积累速率明显较低产品种"湾选1号"和"红宝1号"快;主茎上部开花节位叶片是籽粒充实的主要源器官,其转运率高达17.23%～22.31%,对籽粒产量的贡献率最大。不同品种小豆间干物质积累和转运能力差异显著,高产品种"2000-75"和"冀红9218"各器官干物质积累和转运能力强,尤其是主茎上部开花节位叶片干物质积累较多,为后期产量形成奠定了基础。【结论】在小豆生产实践中,提高籽粒产量的关键是选用库容大的多荚、大粒型品种;加强花后田间管理,以延缓主茎开花节位叶片衰老;采用去除无效分枝等措施,增强源库间的物质运输与分配。     

黄土高原春玉米保护性耕作农田土壤养分时空动态变化研究

试验以传统耕作(CT)为对照,连续3 a研究了保护性耕作(NT),传统耕作+秸秆还田(TS)处理下黄土高原春玉米田土壤养分含量的动态变化。结果表明,与传统耕作相比,保护性耕作处理各土层土壤有机质含量随春玉米生育期推进呈上升趋势,其中收获后耕作层土壤有机质含量增加明显;保护性耕作使得土壤碱解氮有向表面富集的趋势,保护性耕作下土壤速效磷略显增加趋势,其中在玉米收获后表现较明显,且较TS和CT处理差异显著;速效钾含量保护性耕作处理要显著低于其它处理,但有增加趋势。     

基于连续12年国家苦荞区域试验的中国苦荞品种选育现状分析

【目的】分析连续12年国家苦荞品种区域试验参试品种农艺性状以及产量变化,探讨中国苦荞品种改良现状和存在的问题,为未来中国苦荞遗传改良提供依据。【方法】依据气候、地理等环境因素对苦荞性状的影响,按照中国南北方地理划分标准将苦荞区试试点分为北方组和南方组,利用聚类分析、相关性分析和多元回归等方法,分析了2003—2014年共12年间国家苦荞品种区域试验参试品种生育日数、株高、主茎分枝数、主茎节数、单株粒重、千粒重以及产量性状在南北方的变异,并比较北方组和南方组苦荞不同性状间的相关性,以及不同育种单位选育的苦荞品种在南北方的性状差异。【结果】12年间,苦荞北方组和南方组参试品种产量分别增加了21%和32%,年均增幅分别为1.8%和2.6%。来自陕西省、甘肃省、云南省、贵州省、江西省、山西省、四川省、湖南省和重庆市等19家育种单位共提供了42个苦荞品种。其中,云南省5个单位,贵州省4个单位,陕西省3个单位,甘肃省、山西省和四川省各2个单位,江西省、湖南省和重庆市各1个单位。来自云南省、贵州省和陕西省的12家育种单位贡献了59.5%的参试品种,这些省区也是苦荞的主要产区。依据不同省（区）苦荞品种聚类分析,在相对遗传距离为5时,可将北方组和南方组苦荞分别分为4类和3类。北方组中陕西省、湖南省和山西省育成品种被分为一组,甘肃省、贵州省、江西省和云南省育成品种被分为一组,重庆市和四川省的育成品种各自分为一组;南方组中贵州省、江西省、云南省和重庆市育成品种被分为一组,陕西省、甘肃省和山西省育成品种被分为一组,四川省和湖南省育成品种被分为一组。相关性分析表明,北方组苦荞和南方组苦荞的单株粒重和产量显著正相关,在北方组苦荞中,单株粒重和株高呈显著正相关;在南方组苦荞中,单株粒重和产量均与主茎分枝数呈显著正相关,而其他性状之间的相关性在南北组中均有所不同。多元回归分析表明,北方组苦荞的生育日数、主茎分枝数、单株粒重和千粒重共同决定了产量53.0%的变异,南方组苦荞的生育日数、主茎分枝数、主茎节数、单株粒重和千粒重共同决定了产量61.4%的变异。【结论】连续12年国家苦荞区域试验表明,苦荞产量及相关性状的改良取得成效,产量有了一定的提升,生育日数有一定缩短,其他性状变化不大。全部供种单位中,云南省、贵州省和江西省选育的品种较其他省份选育的品种具有更广泛的环境适应性。培育高产、稳产、抗逆的苦荞品种仍然是当前苦荞品种改良的主要目标。提高单株粒重、增加主茎分枝数等性状仍是苦荞品种选育的重要途径。选育高黄酮、易脱壳、抗落粒、抗倒伏、成熟期一致和适于机械化栽培的优质专用品种是苦荞生产亟待解决的关键问题。挖掘新型苦荞种质资源与优异基因,加强分子设计育种等新技术研发与应用,提升苦荞品种改良技术和水平是苦荞品种改良的重要努力方向。     

荞麦提取物抗氧化活性研究

以不同生育时期的甜荞和苦荞乙醇提取物为研究对象,在测定其提取物中总酚和总黄酮含量的基础上,利用体外法研究了荞麦提取物的总抗氧化性及对羟基自由基的清除作用。结果表明,参试品种总酚和总黄酮含量在整个生育期变化趋势一致,呈先升高后降低的变化趋势,在盛花期达到最高,苦荞含量高于甜荞,达0.05显著水平;两品种的乙醇提取物均有显著的抗氧化性,与甜荞相比,苦荞的总抗氧化活性以盛花期最强,羟基自由基的清除作用也最强,清除率达57.1%;回归分析表明,荞麦的总酚含量与总抗氧化性及对羟基自由基的清除率呈线性相关,相关系数可达0.90以上。