水稻粒型基因研究进展及应用

水稻(Oryza sativa L.)粒型包含粒长、粒宽和长宽比等一系列农艺性状,是影响水稻稻米品质和产量的重要因素之一。随着功能基因组学和分子标记技术的发展,越来越多的粒型基因逐渐被定位和克隆。本文主要总结了目前已经克隆的与水稻粒型有关的基因：粒长基因有GS3、GL7、GL3.3等;粒宽基因有GW2、GW5、GS5等;长宽比基因有GW7、TGW3、GS2等,各个基因之间的互作关系以及各个粒型基因在生产中的实际应用。同时,指出了水稻粒型基因在进行分子植物育种时出现的问题并针对相应的问题提出解决建议。     

麦玉两熟秸秆长期全量还田模式下氮肥对冬小麦生长发育、产量及品质的影响

为了探讨小麦-玉米两熟区长期秸秆还田模式下氮肥的适宜用量,采取秸秆不还田、秸秆全量还田为主因素,氮肥用量(设0、90、180、270、360 kg/hm~25个水平)为辅因素的裂区试验设计,研究了麦玉两熟秸秆长期还田配施氮肥对冬小麦生长发育、产量及品质的影响。研究结果表明:同一氮肥水平秸秆还田处理能够增大叶面积,增强光合作用,提高叶绿素含量及地上干物质量,增加产量。随施氮量的增加,叶绿素呈增长趋势,但叶面积、地上干物质量、穗数、穗粒数及产量均呈先增后减的趋势。蛋白质及湿面筋含量随施氮量增加而提高。过量施用氮肥(270、360 kg/hm~2),产生盐害,会抑制小麦生长,导致减产。秸秆还田配施180 kg/hm~2氮肥处理能明显促进冬小麦的生长发育,提高产量和品质。经模拟分析,秸秆全量还田模式下小麦最高产量的推荐施氮肥量为216.11 kg/hm~2。     

拔节后补灌对不同穗型冬小麦耗水和籽粒产量的影响

为探究拔节期和开花期不同补灌方案对不同穗型冬小麦耗水特性、籽粒产量和水分利用效率的影响，于2017-2019年在山东省泰安市以大穗型品种山农23和中多穗型品种山农29为试验材料，以拔节后无灌水(T1)为对照，设置拔节期补灌目标为0~20 cm土层相对含水率达100%田间持水率(T2)、拔节期和开花期补灌目标为0~20 cm土层相对含水率达100%田间持水率(T3)和拔节期补灌目标为0~40 cm土层相对含水率达100%田间持水率(T4) 3种补灌方案。结果表明，拔节后不同补灌方案对大穗型和多穗型小麦品种影响基本一致。与T1处理相比，T4处理显著提高了0~100 cm土层土壤相对含水率，使60~100 cm土层土壤相对含水率在开花期仍保持较高水平；T3处理显著提高了拔节期0～60 cm和开花期0~40 cm土层土壤相对含水率。与T3处理相比，T4处理的拔节至开花阶段耗水量增加了28.9%，其中对上层土壤总供水的表观消耗量增加了66.4%；T4处理在开花至成熟阶段对深层土壤总供水的表观消耗量增加了68.0%，对上层土壤总供水的表观消耗量降低了37.4%。在开花至成熟期降水较多(121.2 mm)的年份，T4处理的开花至成熟阶段耗水量、开花后旗叶净光合速率和籽粒产量相对于T3处理均无显著变化，但总耗水量较高，水分利用效率显著降低；在开花至成熟期降水较少(45.2 mm)的年份，T4处理的开花至成熟期的阶段耗水量、开花后旗叶净光合速率、籽粒产量和水分利用效率较T3处理均显著降低。因此，在小麦全生育期降水量为111.6~220.2 mm、开花后降水量为45.2~121.2 mm的条件下，大穗型和中多穗型小麦品种均以在拔节期和开花期将0~20 cm土层补灌至100%田间持水率的补灌方案最优，可同时实现高产和高水分利用效率。     

苦荞粒形相关性状的遗传分析

利用籽粒大小差异较大的2个苦荞品种的杂交后代开展了与产量具有密切关系的粒形相关性状的遗传规律及其性状间的相关性分析。结果表明,F₂和F₃群体的粒长、粒宽、长宽比和千粒重表现值范围都超过亲本的表现值,并且粒长、粒宽和长宽比的变异系数均小于10%,千粒重的变异系数大于10%。另外,粒长、粒宽、长宽比和千粒重的加性方差均大于显性方差,广义遗传率在F₂和F₃代中分别为0.77~0.82和0.82~0.85,固定遗传率都达到0.80以上。粒形性状间的相关性分析结果表明,粒长、粒宽和千粒重相互间都存在极显著的正相关,粒宽和千粒重,粒长和长宽比的遗传相关系数较大。以上结果表明,具有较高遗传率的粒形相关性状可以在后代早期进行选择,但由于这些性状是数量性状而且受多个基因的控制,因此建议继续繁殖后代到基因型稳定,同时考虑性状间的相关性选拔最为有效。     

不同覆膜方式对西北旱地麦田土壤水热特征和产量形成的影响

为了改善西北旱区土壤水热条件,提高降水利用效率,研究西北旱作条件下白膜平铺覆土穴播(T1)、黑膜平铺覆土穴播(T2)、白膜垄沟覆土穴播(T3)、黑膜垄沟覆土穴播(T4)、白膜平铺无土穴播(T5)、黑膜平铺无土穴播(T6)和露地穴播(CK)对麦田土壤水热效应和籽粒产量及水分利用效率的影响,以期为实现春小麦高产高效种植提供理论依据。结果表明:地膜覆盖具有明显增温和降温双重效应。与CK相比,在春小麦苗期和分蘖期覆膜处理下0~25cm土层土壤平均温度增加0.73℃和0.88℃,而在扬花期和灌浆期降低0.38℃和0.75℃。从整个生育期看,不同覆膜处理在0~25cm土壤温度变异系数(18.24%~20.02%)低于CK处理(21.48%),说明地膜覆盖有利于减轻土壤温度波动。不同处理下小麦全生育期0~25cm土层地温随土层的加深而逐渐降低,在25cm处的平均地温低于5cm处5.38℃。春小麦抽穗至灌浆期阶段的耗水量和耗水比例均最大,平均分别为126.83mm和47.37%,T3处理在此阶段的耗水量最高,显著高于CK处理21.33%。地膜覆盖可显著提高春小麦的籽粒产量和水分利用效率,增幅分别为9.64%~21.92%和6.45%~20.15%,且T3处理的籽粒产量最高(3 915.40kg·hm~(-2));而T4处理的水分利用效率最高,T1处理次之,T5处理最低,分别较CK显著增加20.15%、15.39%和6.45%。综合考虑,T4处理是最适宜在西北旱区条件下推广的春小麦种植模式。     

水氮处理对稻茬小麦籽粒产量及品质的影响

为给稻茬小麦水肥优化管理提供对策，以国审小麦品种兰考198为供试材料，连续两年在河南信阳研究了水（正常和渍水）、氮（0、225和300 kg·hm^-2）处理对小麦产量和品质的影响。结果表明，水氮处理对小麦产量与品质性状的影响表现为氮>水>水×氮。施氮处理可显著提高小麦穗数、穗粒数、产量、籽粒容重、蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值，对千粒重影响不大。渍水处理降低了小麦籽粒产量、蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值，但两种水分处理间差异不显著；渍水对产量构成三因素的影响也因年降雨量的不同有所差异，对籽粒容重无显著影响。因此，在当前土壤水分含量相对较高的豫南稻茬麦区，氮肥仍是决定小麦籽粒产量与品质性状的关键因素。     

新疆生产建设兵团第四师71团玉米密植高产全程机械化生产技术模式发展调研

从种植品种、种植密度与种植方式、机械化作业和收储烘干等环节对新疆生产建设兵团第四师71团场玉米生产技术的发展进行调研。分析表明,71团场位于西北灌溉玉米区,通过规模化、标准化生产和统一作业管理,以密植增产为基础、子粒收获为核心、绿色防控与秸秆还田为保障构建的玉米密植高产全程机械化绿色生产技术,实现了高产和高效的协同提高与绿色可持续生产。经农业农村部专家指导组田间测产验收,2012年、2014年和2017年连续创造16701 kg/hm^2、18414 kg/hm^2和18447 kg/hm^2的全国玉米大面积(700 hm^2)高产纪录,净利润在15000元/hm^2以上,为现代玉米生产树立了成功的模式和样板。     

灌溉量对玉米生育后期脱水阶段子粒水分的影响

以玉米品种先玉335、九圣禾2468为试验材料,测定不同灌溉量处理的玉米生理成熟至田间收获期间子粒含水率的变化。结果表明,生育期等量灌溉和分配灌溉量试验,在9.0×10~4株/hm^2、12.0×10~4株/hm^2种植密度下,灌溉量增加使子粒含水量呈增加趋势,且脱水速率减慢。灌溉量从3 600 m^3/hm^2增至7 200 m^3/hm^2,子粒含水率分别增加0.94~2.87个百分点,差异达显著水平。灌溉量与种植密度双因素辅助试验,在种植密度6.0×10~4株/hm^2至13.5×10~4株/hm^2时,灌溉量从3 000 m^3/hm^2增至6 000 m^3/hm^2,子粒含水率分别增加1.60~5.00个百分点;在灌溉量3 000 m^3/hm^2和6 000 m^3/hm^2条件下,种植密度从6.0×10~4株/hm^2增至13.5×10~4株/hm^2,子粒含水率有差异,无明显增加或降低趋势;4 500 m3/hm^2灌溉量下各种植密度处理间的子粒含水率未表现出显著差异。     

吉林省西部地区滴灌条件下宜机械粒收玉米品种筛选

确定宜机械粒收的玉米品种是构建吉林省西部旱作补灌区玉米丰产增效技术模式的重要内容之一。2018年和2019年在吉林省西部地区开展滴灌条件下宜机械粒收玉米品种的筛选试验,测定38个玉米品种的收获子粒含水率和产量,并按玉米子粒含水率和产量水平采用双向平均法作图进行品种分类。结果表明,本研究初步筛选出5个滴灌条件下宜机械粒收玉米品种,分别是迪卡159、福莱77,稷秾108、吉农大889和优迪919。根据品种综合性状分析,吉农大889较优,其次为迪卡159,可以作为适宜吉林省西部滴灌条件下丰产高效栽培的推荐品种。     

施氮量对粮饲兼用玉米子粒产量和饲用品质的影响

2017~2018年以主推粮饲兼用玉米陕科9号品种为材料，设0、90、180、270和360 kg/hm² 5个氮肥水平进行大田试验，测定不同氮肥处理下叶面积指数、产量和饲用品质和氮肥利用率等性状指标，分析施氮量对玉米子粒产量、饲用品质和氮肥利用率的影响。结果表明，随施氮量的增加，叶面积指数、SPAD值和生物量增加；子粒产量随施氮量的增加先增加后稳定，此时最佳施氮量为268 kg/hm²，产量增加64.4%。随着氮肥增加，氮肥农学效率呈先增加后降低，氮肥偏生产力降低。饲用品质分析显示，子粒蛋白质、淀粉和脂肪含量随着施氮量增加而增加，在氮肥270 kg/hm²处理下分别较不施氮处理增加2.4%、13.7%和22.5%；秸秆中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量分别减少20.4%和18.1%，秸秆粗蛋白和体外干物质消化率分别增加22.5%和17.6%。适当增施氮肥改善玉米群体质量，增加产量和氮肥利用率，提高饲用价值。陕北灌区粮饲兼用玉米生产实践中，推荐适宜施氮量为268 kg/hm²。