旱作覆膜玉米生长和水分利用对气候变化的响应

基于3 a连续冬小麦-夏玉米覆膜轮作试验校准和验证AquaCrop模型的适用性,模拟研究了气候变化对夏玉米生长、产量和水分利用的影响,分析了覆膜措施对气候变化的应对效果。结果表明:关中地区(以武功、宝鸡和西安地区为例)年平均温度呈逐年递增趋势,温度增加幅度由高到低依次为宝鸡、西安和武功,增温速率分别为0.20、0.12℃·10a~(-1)和0.09℃·10a~(-1);降雨量呈逐年递减趋势,减少幅度大小依次为西安、宝鸡和武功,减小量分别为3.59、3.23 mm·10a~(-1)和2.64 mm·10a~(-1)。AquaCrop模型在关中地区表现出了良好的适用性,可以较好地模拟连续覆膜条件下作物的产量指标、水分利用和生长的动态变化,冠层覆盖度模拟值和实测值之间的均方根误差(RMSE)介于1.1%～15.3%,生物量模拟值和实测值之间的RMSE介于0.626～2.540 t·hm~(-2),土壤贮水量模拟值和实测值之间的RMSE介于12.6～47.4 mm。模拟研究表明,上世纪60年代以来,随着气温不断升高,武功、宝鸡和西安地区的夏玉米生育期均呈逐年缩短趋势,特别是1980s以来,减少幅度达2.76、4.82 d·10a~(-1)和5.94 d·10a~(-1);在不同的降水年型下,覆膜处理产量均高于裸地处理,且其变异系数较小;在干旱气候条件下,覆膜处理依然可以获得一定的籽粒产量,与裸地处理相比,覆膜处理表现出了较好的稳产效应。同时,覆膜处理有效减少了玉米苗期土壤表层蒸发(平均减少7.6 mm),从而在土壤中保蓄更多的降雨;覆膜处理虽然增加了土壤耗水量,但其通过保蓄土壤水分,稳定作物产量,有效提高了玉米的水分利用效率。因此,关中地区旱作覆膜可以有效适应当地气候变化,在一定程度上应对干旱气候,具有较好的增产稳产效应。     

中国荷斯坦牛干奶期长度的群体特征及其与生产性能的关系

本研究旨在探究北京地区中国荷斯坦牛干奶期长度（DPL）的变化规律及其变异对奶牛各项生产性能的影响，包括产奶性能、繁殖性能、初乳品质和乳房健康。收集了北京地区34个牧场出生于2009—2018年136 231头中国荷斯坦牛的干奶日期、生产性能记录、繁殖性能记录等。通过整理试验牛群的干奶记录，揭示了北京地区中国荷斯坦牛1胎和2胎DPL的群体规律，利用固定模型分析了胎次、产犊季节、场-产犊年和初产月龄对DPL的影响；此外，利用固定模型分析了DPL的变异对日产奶量、乳脂率、乳蛋白率、首末次配种间隔（interval from first to last insemination，IFL）、产犊至首次配种间隔（interval from calving to first insemination，ICF）和初乳品质的影响，利用Logistic回归过程分析了DPL的变异对首次配种受胎率（conception rate of first insemination，CR）、首次配种56 d不返情率（56-days non-return rate of first insemination，NRR56）、难产率和乳房健康的影响。研究结果显示，北京地区中国荷斯坦牛DPL平均为58.81 d，胎次、产犊季节、场-产犊年和初产月龄均对DPL有显著影响（P<0.05）。DPL的变异对日产奶量、乳蛋白率、ICF、CR、NRR56、难产率和乳房健康有显著影响（P<0.05）。干奶期短的奶牛测定日平均乳蛋白率、CR和NRR56更高；DPL适中的奶牛测定日平均产奶量更高、乳房健康水平更好、ICF更短、难产率更低。本研究在国内利用大规模牛群数据揭示了中国荷斯坦牛DPL的群体规律，可为中国规模化奶牛场提升管理水平提供参考。     

宁夏地区荷斯坦牛成母牛淘汰情况及长寿性影响因素分析

试验通过收集出生、产犊和离群的记录,探究宁夏地区荷斯坦牛成母牛的淘汰情况,分析影响该地区奶牛长寿性的因素。对15 523头荷斯坦牛的生产寿命、在群寿命和利用胎次进行描述性统计,分析淘汰时的胎次、季节和泌乳阶段的分布情况;计算生产寿命、在群寿命和利用胎次之间的表型相关,利用固定模型分析场-出生年、出生季节、牧场规模、淘汰原因和头胎产犊月龄对长寿性的影响。结果显示,宁夏地区荷斯坦牛的平均利用胎次为2.36胎,平均生产寿命为736.59 d。荷斯坦牛成母牛在产后第1个月内的淘汰风险最高,随着泌乳阶段的延长,成母牛在每个胎次内的淘汰风险均逐渐降低;随着淘汰胎次的增加,奶牛淘汰更加集中发生在产后泌乳早期;生产寿命、在群寿命和利用胎次之间存在较高的表型相关（均>0.9）,场-出生年、出生季节、牧场规模、淘汰原因和头胎产犊月龄对长寿性有显著影响（P<0.05）,春季出生和22月龄头胎产犊的奶牛长寿性表现更好。本研究初步揭示了宁夏地区荷斯坦牛成母牛的淘汰规律和长寿性的影响因素,为宁夏地区牛群选育成母牛长寿性状奠定了基础。     

奶牛育种中关注的新性状

各国奶牛群体的选育目标建立之后,选育目标一直在不断发展,选择指数中性状的组成、定义和权重等都在不断变化。奶牛的选育是从关注产奶性能而开始,随后增加了体型外貌性状。由于奶牛的健康和繁殖问题的增加以及社会对动物福利的不断关注,20世纪末,世界范围内平衡育种理念在奶牛育种中逐渐形成,一些重要的功能性状加入各国的选择指数中;进入21世纪后,随着奶牛养殖业和社会的发展,育种家们开始关注和研究更多的性状,部分新性状已经开始在育种实践中选育应用。本文通过整理奶牛育种中有关新性状的研究并收集各国奶牛选育方案中的相关信息,综述了近十年奶业发达国家在奶牛遗传选育中正在研究或已经开始应用的新性状,并将这些新性状分为生产效率相关的新性状、应对环境挑战的新性状、健康福利相关的新性状、产品和加工相关的新性状及管理相关的新性状五大类,总结了这些性状的选育背景、定义方法、遗传基础和选育应用情况等,最后还总结了奶牛育种中新性状的研究应用过程,以期为我国奶牛遗传育种研究和育种目标完善提供一定的借鉴。     

覆膜对不同播期冬小麦根系生长和产量的影响

为探究覆膜对冬小麦根系生长和产量的影响,于2017—2018和2018—2019年度在冬小麦生育期设置2种栽培模式（CK: 裸地穴播,PM: 全膜穴播）和3个播种日期（0：传统播期,10：晚播10 d,20：晚播20 d）,分析了覆膜措施对不同播期冬小麦地上部和根系生长、产量及其构成,以及水分利用效率的影响。结果表明,覆膜处理有效增加了不同播期冬小麦返青期后的根长密度（RLD）、根表面积密度（RSD）、根系生物量、地上部生物量;各生育期PM0处理的RLD、RSD、根系生物量、地上部生物量均最大。覆膜对晚播冬小麦根系生长具有一定的加速作用,使得两季冬小麦PM10处理的RLD、RSD和根系生物量在返青期分别比CK0处理高2.90%、13.63%和23.04%。与CK0处理相比,两季冬小麦灌浆期 PM0、PM10、PM20处理的地上部生物量分别显著增加65.63%、75.57%和54.71%（P<0.05）。两季冬小麦覆膜处理的产量和水分利用效率均比同播期裸地处理高,其中,两季冬小麦PM0、PM10处理的产量分别比CK0处理提高28.92%、14.35%,水分利用效率分别比CK0处理提高17.87%、7.90%。此外,研究还发现,冬小麦返青期、开花期、灌浆期总RLD均与有效穗数、产量、水分利用效率呈极显著正相关关系（P<0.01）;冬小麦返青期总RSD、根系生物量均与有效穗数、产量及水分利用效率呈极显著正相关关系（P<0.01）。综上,覆膜措施通过改良土壤的水热环境,加速并促进了冬小麦根系的生长发育,进而改善了冬小麦根系对水分和养分的吸收,增加冬小麦植株的抗逆性。     

宁夏地区荷斯坦牛成母牛淘汰情况及长寿性影响因素分析

试验通过收集出生、产犊和离群的记录,探究宁夏地区荷斯坦牛成母牛的淘汰情况,分析影响该地区奶牛长寿性的因素。对15523头荷斯坦牛的生产寿命、在群寿命和利用胎次进行描述性统计,分析淘汰时的胎次、季节和泌乳阶段的分布情况;计算生产寿命、在群寿命和利用胎次之间的表型相关,利用固定模型分析场-出生年、出生季节、牧场规模、淘汰原因和头胎产犊月龄对长寿性的影响。结果显示,宁夏地区荷斯坦牛的平均利用胎次为2.36胎,平均生产寿命为736.59 d。荷斯坦牛成母牛在产后第1个月内的淘汰风险最高,随着泌乳阶段的延长,成母牛在每个胎次内的淘汰风险均逐渐降低;随着淘汰胎次的增加,奶牛淘汰更加集中发生在产后泌乳早期;生产寿命、在群寿命和利用胎次之间存在较高的表型相关(均>0.9),场-出生年、出生季节、牧场规模、淘汰原因和头胎产犊月龄对长寿性有显著影响(P<0.05),春季出生和22月龄头胎产犊的奶牛长寿性表现更好。本研究初步揭示了宁夏地区荷斯坦牛成母牛的淘汰规律和长寿性的影响因素,为宁夏地区牛群选育成母牛长寿性状奠定了基础。     

中国荷斯坦牛繁殖性状的基因组预测效果比较

旨在比较不同方法对中国荷斯坦牛繁殖性状的基因组预测效果,选择最佳的基因组预测方法及信息矩阵权重组合（τ和ω）用于实际育种。本研究利用北京地区33个牧场1998—2020年荷斯坦牛群繁殖记录,分析了3个重要繁殖性状：产犊至首次配种间隔（ICF）、青年牛配种次数（NSH）和成母牛配种次数（NSC）共98 483~197 764条表型数据。同时收集了8 718头母牛和3 477头公牛的基因芯片数据,根据具有芯片数据的牛群结构划分为公牛验证群和母牛验证群。随后,通过BLUPF90软件的AIREMLF90和BLUPF90模块利用最佳线性无偏预测（BLUP）、基因组最佳线性无偏预测（GBLUP）和一步法（ssGBLUP）对3个性状进行基因组预测,不同方法的预测效果根据准确性和无偏性来评估。结果表明,3个繁殖性状均为低遗传力性状（0.03~0.08）;ssGBLUP方法中,各性状信息矩阵的权重取值能够在一定程度上提升基因组预测的效果;ICF、NSH和NSC在母牛验证群下的最佳权重取值分别为：τ=1.3和ω=0,τ=0.5和ω=0.4以及τ=0.5和ω=0;在公牛验证群下最优权重组合分别为：τ=1.5和ω=0,τ=1.3和ω=0.8以及τ=0.5和ω=0;基于最佳权重的ssGBLUP方法准确性较BLUP和GBLUP方法准确性分别提升了0.10~0.39和0.08~0.15,且无偏性最接近于1。综上,使用最佳权重组合的ssGBLUP时,各性状基因组预测结果具有较高准确性和无偏性,建议作为中国荷斯坦牛繁殖性状基因组选择方法。     

荷斯坦泌乳牛4种炎性细胞因子随胎次变化规律的研究

本试验选择北京地区5个牛场不同胎次(1胎、3胎、5胎及以上)、无临床疾病记录的150头荷斯坦泌乳牛,于2017年7月至8月测定促炎细胞因子肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-6(IL-6)和抑炎细胞因子白细胞介素-10(IL-10)、转化生长因子-β(TGF-β)4种血液炎性细胞因子浓度,利用SAS 9.4软件GLM过程分析血液炎性细胞因子浓度随胎次变化的规律,所用固定模型考虑了牛场、胎次、泌乳阶段等因素影响,同时进行各细胞因子间Pearson相关性分析;利用GLM过程分析炎性细胞因子对产奶性能的影响,产奶性能指标包括日产奶量、校正日产奶量、乳蛋白率、乳脂率、乳糖率,所用固定模型考虑了牛场、胎次、泌乳阶段、炎性细胞因子水平等因素的影响。结果显示:荷斯坦牛血液IL-6和TGF-β浓度随胎次升高显著降低;整体来说,IL-6和TGF-β显著正相关,IL-10和TGF-β显著负相关;5胎及以上胎次奶牛各细胞因子间相关关系均不显著;5胎及以上胎次奶牛日产奶量、校正日产奶量和乳糖率显著降低;高TNF-α组的奶牛日产奶量显著低于低TNF-α组,高IL-10组奶牛乳脂率和校正日产奶量显著高于低IL-10组。综上,高胎次奶牛生产性能的降低可能与炎性细胞因子的变化有关。     

宁夏地区荷斯坦牛青年牛繁殖性状遗传参数估计

旨在探究青年牛繁殖性状遗传能力群体遗传参数,评估不同配种季节间青年牛繁殖性状基因型与环境的互作效应（G×E）。本研究利用宁夏地区12个牧场2007—2019年荷斯坦牛繁殖事件信息记录,计算青年牛繁殖性状包括：首配日龄（AFS）、初产日龄（AFC）、首次配种后56天不返情率（NRR56）、首末次配种间隔（IFL）、妊娠期长短（GL）和首次配种受胎率（CR）共30 645~44 888条表型值数据。通过DMU软件的DMUAI模块使用单性状动物模型估计性状遗传力,使用双性状动物模型估计性状间遗传相关和不同配种季节间同一繁殖性状的基因型与环境互作程度（不同环境下同一性状间的遗传相关,r）。结果表明,AFS遗传力为0.483±0.013,AFC遗传力为0.231±0.015,青年牛NRR56、IFL、GL、CR遗传力及标准误分别为0.031±0.007,0.038±0.008,0.216±0.017和0.031±0.007;青年牛IFL、GL与AFC间有显著正相关（IFL-AFC：0.812±0.019,P<0.05;GL-AFC：0.119±0.053,P<0.05）,NRR56和CR与AFC间有显著负相关（NRR56-AFC：-0.274±0.086,P<0.05;CR-AFC：-0.532±0.065,P<0.05）。除IFL在夏季与秋季间和CR、NRR56、IFL在秋季与冬季间无基因型与环境互作效应外（r>0.8）,CR、NRR56、IFL在其他季节间均存在基因型与环境互作效应（r<0.8）。在CR中,春季配种与冬季配种间的遗传相关最低,在NRR56、IFL中则是春季配种与秋季配种的遗传相关最低。结果显示,青年牛生长发育能力和妊娠维持能力具有较大遗传选育潜力,而受胎能力易受环境影响。青年牛繁殖性状的遗传表现存在基因型与环境互作效应。因此,在进行遗传评定时需要考虑配种时的气候环境差异,优化评估模型以提高育种实践中遗传选育的准确性。