山西省功能农业现状与未来

根据功能农业的概念及其发展理念,结合山西的生态系统现状、特色种植业结构和政策机遇,进一步分析了在山西发展功能农业的优势和不足。山西省发展功能农业具有先天的资源禀赋、初具规模的产业基础及先人一步的政策支撑等;不足在于功能农业科研创新基础薄弱、标准制定落后、基础设施和品牌建设滞后等。结合以上分析内容,本文梳理出发展功能农业的主要思路,为山西省发展功能农业提供理论依据。     

玉米覆膜精播多功能一体化播种机的设计与研究

为了解决春玉米种植时种子浪费严重、地膜烧苗、施肥落后等技术难题,研制了玉米覆膜精播多功能一体化播种机,并对玉米覆膜精播多功能一体化播种机整机构造、工作原理以及关键部件进行研究,提供了玉米精密播种机械的主要技术参数,并在试验田进行了播种田间性能测试试验,以2FBJD-2(机械式播种)为对照。结果表明:该机整体结构合理,播种性能优,播种速度快;平均播种深度为3.52 cm,没有过深或晒种现象,与对照相比,比对照深0.20 cm,差异显著;株距合格率为93.80%,重播率9.20%,漏播率2.60%,播种均匀性较好;覆膜质量高,破损率基本为0;施肥的稳定性和各行一致性效果较好;出苗率高达95.60%,较对照91.80%高3.80%。收获后测产表明,该机械播种的田间地块平均产量达12934.50 kg/hm~2,较对照产量11473.40 kg/hm~2高12.70%。该机能够一次性完成平地、覆膜、施肥、打孔、播种、覆土、镇压等多项作业,降低劳动强度,提高工作效率,节约成本,基本能够满足玉米农艺要求。     

不同施肥处理对玉米光合特性及产量形成的影响

为探索在一定无机肥施用量基础上配施有机肥对玉米的增产机理,在山西省农科院东阳试验基地采用大田试验研究了4种有机肥施用量对玉米叶面积指数、光合速率、气孔导度及籽粒产量的影响。结果表明,与对照相比,施有机肥处理的玉米各生育时期的叶面积指数、光合效率和气孔导度都显著增大,产量显著提高。随施肥量增加,叶面积指数增大,促进了营养生长并延缓了叶片衰老,有利于叶片生长;300 kg/hm2(M)有机肥处理下,抽穗期和灌浆期叶片光合速率和气孔导度效果较好,有利于提高光合作用,促进了籽粒灌浆,产量达到最高,较对照提高34.1%。抽穗期和灌浆期光合参数与籽粒产量的相关性高于拔节期和大喇叭口期,说明通过提升花后的光合作用能够更有效地提高作物产量。在常规施用化肥基础上,配施300 kg/hm2有机肥有是山西地区玉米的最佳施肥方式。     

缺磷胁迫下41％草甘膦异丙铵盐水剂对抗草甘膦大豆农艺性状和生理指标的影响

[目的]探明缺磷胁迫下草甘膦对抗草甘膦大豆农艺性状和生理指标的影响,为缺磷条件下抗草甘膦大豆种植时合理使用草甘膦提供理论依据.[方法]以转基因抗草甘膦大豆RR1为材料,采用溶液培养法,在RR1长出真叶时进行缺磷胁迫,第二复叶完全展开时进行4.98 mL/L的41％草甘膦异丙铵盐水剂处理,5d后测定各生理指标,10d后测量农艺性状.[结果]正常供磷条件下,草甘膦处理会降低RR1大豆的叶面积、总根长、主根长、地上鲜重、根鲜重、根冠比、根系活力、根系磷含量和叶片磷含量,而株高、叶片SOD活性和MDA含量增加,但与清水处理差异均不显著(P＞0.05).缺磷胁迫下草甘膦处理的RR1大豆的叶面积、总根长、地上鲜重、根系活力、叶片磷含量和根系磷含量降低,而株高、根鲜重、根冠比、叶片SOD活性和MDA含量增加,其中SOD活性变化达显著水平(P＜0.05).[结论]缺磷胁迫下喷施草甘膦,大豆的根鲜重、根冠比、叶片MAD含量和SOD活性增加,叶面积、地上鲜重、根系含磷量和叶片含磷量减少.     

定州市土壤肥力演变规律与玉米推荐施肥量研究

本研究根据1986—1994年和2007—2010年河北省定州市土壤肥力监测数据,明确了该市土壤肥力演变规律;并通过"3414"田间试验,研究了不同肥力水平下土壤基础地力贡献率和养分贡献率,以及氮磷钾肥用量与玉米产量间的关系。结果表明:1986—1994年土壤有机质、碱解氮和速效磷呈上升趋势,速效钾呈下降趋势,而2007—2010年四种肥力指标均呈上升趋势;随时间延长,土壤基础地力和养分贡献率均下降;回归分析表明,不同土壤肥力水平下玉米产量与氮磷钾肥施用量间均呈显著的三元二次和一元二次曲线相关,结合这两种模型的拟合结果,提出了本市玉米最高产量施肥量和经济最佳产量施肥量推荐范围。     

藜麦DAPB基因丰度及生物信息学分析

二氢砒啶二羧酸还原酶(DAPB)是赖氨酸合成途径中的一个重要酶,在蛋白质和细胞壁的合成中起着重要作用。本研究基于KEGG总数据库分析表明,藜麦中DAPB的基因拷贝数远高于水稻、玉米及大豆等作物。对藜麦基因组数据筛选得到4个DAPB基因成员,均属于碱性蛋白质,氨基酸序列长度约330 bp,分子量为36.623~36.880 k D,等电点(p I)为5.79~6.01,最大疏水系数为0.028~0.123,为疏水性蛋白,亚细胞定位于细胞质中,不存在跨膜区。4个DAPB基因之间的Ka/Ks值均小于0.5,表明该基因在进化过程中比较保守。系统进化分析发现,藜麦DAPB家族成员位于同一个亚家族,且与菠菜的亲缘关系较近。启动子顺式作用元件分析结果显示,DAPB家族除含有TATA-box和CAAT-box以外,还含有多个参与激素响应、光照、低温及其它应激反应相关的顺式作用元件和转录因子结合位点,暗示藜麦DAPB家族成员可能参与以上多种响应。本研究分析了藜麦DAPB基因的拷贝数并对DAPB进行了生物信息学分析,可为进一步了解DAPB基因家族的生物学功能提供参考。     

谷子精量播种机播种参数对晋谷21号生长特性与产量的影响

探讨自走式谷子精量播种机不同的播距和播量配置对晋谷21号出苗质量、光合特性及产量的影响,可为丘陵山地谷子机械化精量播种提供理论依据。该研究以山西省为研究区域,于2013-2014年在太谷县和泽州县进行试验。2013年晋中市太谷县试验中,精量播种机的播种行距为33.3 cm,播深为3 cm。出苗试验采用裂裂区设计,主区为镇压和不镇压2个处理,裂区设置为7、10和13 cm 3个播距,裂裂区分别设置3～4、2～3和1～2粒3个播量,测定出苗数和出苗均匀度;生长特性及产量试验采用随机完全区组设计,不进行镇压处理,测定灌浆期谷子倒2叶的叶绿素a含量(chlorophyll a, Chl-a)、叶绿素b含量(chlorophyll b, Chl-b)、叶绿素(a+b)含量(chlorophyll (a+b), Chl-(a+b))、类胡萝卜素含量(carotenoids,Car)、净光合速率(P_n)、胞间CO_2浓度(C_i)、气孔导度(G_s)、PSⅡ实际光化学效率(Φ_(PSⅡ))、光合电子传递速率(Apparent Photosynthetic Electron Transport Rate, ETR)、光化学淬灭系数(Photochemical Quenching Coefficient, q_P)、非光化学淬灭系数(Non-Photochemical Quenching Coefficient, NPQ)、产量及产量构成因素等。2014年晋城市泽州县试验中,设置播量2～3粒,播距7cm(X-7);播量2～3粒,播距10cm(X-10);播量1～2粒,播距7cm(YJ-7);播量3～4粒,播距13cm(F-13);播量3～4粒,播距10cm(F-10)等处理进行产量验证试验。太谷县试验结果显示,相同播距下,不同播种轮的出苗数为从多到少的顺序F播种轮、X播种轮、YJ播种轮,株距及株距标准差为F播种轮、X播种轮、YJ播种轮;相同播种轮下,不同播距的出苗数从多到少的顺序为7、10、13 cm,株距及株距标准差从小到大为7、10、13 cm。镇压处理后的出苗数更高,并且株距和株距标准差更小,出苗更加均匀。随着播量增大和播距减小,谷子倒2叶的Car含量呈下降趋势,Chl-(a+b)呈先上升后下降的趋势;P_n和G_s降低,C_i升高;Φ_(PSⅡ)、ETR、NPQ和q_P均无显著差异;每667 m~2穗数呈升高趋势,穗粒质量呈下降趋势,产量呈现先增后降的趋势。随着出苗数的降低,其各项指标呈相反趋势。泽州试验结果与太谷县类似。分析表明,在行距33.3 cm的条件下,精量播种机播量为2～3粒,播距为10 cm(X-10)时,晋谷21号的产量较高,太谷试验区的理论产量可达到290.04 kg/667 m~2,泽州试验区的实收产量达到242 kg/667 m~2,且出苗均匀度高,达到少或者免间苗的效果。在土壤墒情较差时,可适当增大播量,进行镇压和减小播距,以保证出苗数。     

不同覆膜栽培方式对玉米光合特性及产量形成的影响

为探索山西晋中地区获得玉米高产稳产的适宜覆膜种植方式,在大田试验条件下研究了4种覆膜方式对玉米叶面积指数、光合速率、蒸腾速率、气孔导度、叶片水分利用效率及籽粒产量的影响。结果表明:与对照相比,不同覆膜栽培方式均可显著提高叶面积指数、净光合速率、气孔导度和叶片水分利用效率,可显著提高花后叶片的蒸腾速率,从而显著提高产量。其中,起垄膜侧种植方式处理的光合特性最佳,产量最高,较对照提高36.2%。籽粒产量与穗行数呈显著正相关,与穗长、行粒数及百粒重呈极显著正相关;抽穗期、灌浆期和成熟期光合参数与籽粒产量的相关性略高于拔节期和大喇叭口期,说明通过提升花后的光合作用能够更有效地提高作物产量。总之,起垄膜侧种植栽培方式有利于玉米提高光合特性和籽粒产量,是一种适合晋中地区玉米生产的覆膜方式。     

阔世玛对谷子幼苗叶片光合特性及可溶性物质含量的影响

为明确阔世玛(Sigma Broad)对谷子幼苗叶片光合特性和可溶性物质含量的影响,以张杂谷5号和晋谷21号为试验材料,分别于施药后7 d测定不同浓度(0、7.5、15.0、30.0、60.0 mg·L^-1)的3.6%阔世玛水分散粒剂对叶片气体交换参数、叶绿素荧光参数、光合关键酶活性和可溶性物质含量的影响。结果表明,谷子叶片的净光合速率(Pn)、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)活性、丙酮酸磷酸双激酶(PPDK)活性、苹果酸脱氢酶(NADP-MDH)活性以及表观光合电子传递速率(ETR)均随着阔世玛浓度的增加而降低,阔世玛浓度高于15 mg·L^-1时均与CK差异显著;而2个品种的苹果酸酶(NAD-ME)和1,5-二磷酸核酮糖羧化酶(Rubisco)活性以及可溶性物质含量均随着阔世玛浓度的增加呈先升高后降低的趋势,NAD-ME活性、还原糖、蔗糖和可溶性蛋白含量均在阔世玛浓度为15 mg·L^-1时达到最大值。综上所述,阔世玛处理会降低光系统反应中心的活性及光合作用暗反应过程中的关键酶PEPC、NADP-MDH和PPDK的活性,导致叶片Pn降低,影响Rubisco和NAD-ME的活性以及糖的代谢。本研究明确了阔世玛影响谷子光合作用的生理机制,为阔世玛在谷子田间的安全使用提供了理论基础。     

油菜素内酯处理对谷子农艺性状和生理特性的影响

为了明确不同油菜素内酯(BR)处理对谷子生长的影响,2014年采用浸种和叶面喷施的方法,研究BR浸种对晋谷21号和张杂谷5号种子过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响,及叶面喷施BR对谷子株高、生物重、POD活性、叶绿素和丙二醛(MDA)含量的影响。结果表明,两个品种的POD和SOD活性均随BR浸种浓度的增加呈先增高后降低趋势,分别在0.10和0.05mg/L的处理达最大值;晋谷21号的POD活性高于张杂谷5号,SOD活性无明显差别。两个品种的株高、生物重、叶绿素含量和POD活性均随BR喷施浓度的增大呈先增高后降低趋势;MDA含量却呈先降低后增高趋势。晋谷21号的株高明显高于张杂谷5号,但叶面积和生物重低于张杂谷5号。0.10和0.05mg/L的BR浸种明显提高晋谷21号和张杂谷5号种子的抗氧化能力;叶面喷施0.05~0.20mg/L的BR可显著提高谷子叶片的POD活性和叶绿素含量,降低膜脂化产物,增强谷子的抗逆性,培育壮苗,但对BR处理的反应存在品种间差异。