利用SOM聚类分析及主成分分析方法鉴定小麦品种萌发期耐盐性

为了研究不同小麦品种萌发期的耐盐性,为小麦萌发期耐盐性鉴定提供快速、准确的鉴定方法和理论依据。本研究以40个冬小麦品种为试验材料,通过主成分分析法(PCA)与神经网络自组织映射(SOM)聚类分析法,研究盐胁迫对40个小麦品种萌发期各项形态指标的影响。主成分分析法结果表明,发芽势、发芽率、最长根长、第一片叶长及胚芽鞘长在PCA下载荷量最大;根据SOM聚类分析结果,‘德抗961’等4个小麦品种属于高度耐盐品种,‘济麦22’等14个小麦品种属于耐盐性品种,‘济麦20’等16个品种属于中等耐盐性品种,‘鲁麦21’等6个小麦品种属于盐敏感性品种。发芽势、发芽率、最长根长、第一片叶长、胚芽鞘长能够作为萌发期小麦耐盐性筛选的主要评价指标,并且结合主成分、SOM聚类分析方法进行小麦萌发期耐盐性鉴定更为科学、方便。     

根土空间对花生营养器官氮、磷、钾吸收积累变化的影响

为探讨花生高产适宜根系的大小,确定作物根系生长的合理空间范围,为花生高产新品种选育和栽培提供理论依据。以高产花生品种青花7号为试材,设长×宽×深分别为40 cm×20 cm×20 cm、40 cm×20 cm×40 cm、40 cm×20 cm×60 cm、40 cm×20 cm×80 cm 4种大小不等的根土空间,采用网袋法,研究了根土空间对花生营养器官氮、磷、钾吸收积累变化的影响。结果表明,根土空间过小限制了花生根茎叶生物量、氮磷钾含量和积累量的提高,当限根深度超过60 cm后,根土空间大小对花生根茎叶生物量、氮磷钾含量和积累量的影响变小。说明限根深度超过60 cm后,根土空间大小已不是限制花生吸收氮磷钾素的关键因素,限根深度不小于60 cm的根土空间是花生获得较高产量水平的一个必要条件。     

根土空间对花生生长发育和产量的影响

为明确花生生长过程中是否存在生长冗余,探讨花生高产的适宜生长度,以高产花生品种青花7号为试材,设长×宽×深分别为40 cm×20 cm×20 cm、40 cm×20 cm×40 cm、40 cm×20 cm×60 cm、40 cm×20 cm×80 cm4种规格不等的根土空间,采用网袋法,研究了根系生长空间对花生生长发育和产量的影响。结果表明,随着根土空间增大,株高逐渐增高,分枝数逐渐增多,根系干质量和茎叶干质量逐渐增大,其生育进程的推进差异越来越大。根土空间过小显著影响各时间段花生开花数、下针和结果;根土空间过大则中前期开花数、下针和结果少,中后期开花数、下针和结果多;适当的根土空间(如限根深度60 cm)则中前期开花数、下针和结果多,中后期开花数、下针少。说明根土空间过小影响产量提高的主要原因是生长量不足,而根土空间过大影响产量提高的主要原因是冗余生长。适当空间则既能保证足够的生长量,产生的冗余生长又少,从而提高荚果产量和籽仁产量,为花生高产新品种的选育和栽培提供理论依据。     

秸秆还田对旱地小麦旗叶衰老及产量的影响

为了研究秸秆还田对旱地小麦的影响,通过田间试验的方法,研究了秸秆还田对旱地小麦旗叶衰老及产量的影响。试验结果表明,秸秆还田处理的小麦旗叶超氧化物歧化酶(SOD)活性、可溶性蛋白含量均比未还田的要高,而过氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)含量均比未还田处理的要低。在花后20天后,秸秆还田处理的小麦旗叶SOD活性、可溶性蛋白含量均比秸秆未还田的要高,并且增加的速度在加快;而POD活性、MDA含量均比秸秆未还田处理的要低,并且降低速度同时也在加快。秸秆还田可以维持较高的保护酶体系,减少膜的破坏。在产量结构及产量上,秸秆还田处理的穗数、穗粒数、千粒重等明显比未还田处理的高,产量也有显著提高,比秸秆未还田处理高10.07%。因此,秸秆还田处理利于缓解旱地小麦旗叶的衰老,对旱地小麦的产量有提高作用。     

干旱锻炼对小麦幼苗期抗氧化特性的影响

为探究干旱锻炼对小麦幼苗期抗氧化特性的影响,设置对照处理和干旱锻炼处理,在一心一叶时用PEG6000营养液进行干旱锻炼,之后恢复霍格兰氏全营养液,在三叶一心时分别进行干旱胁迫处理,观测幼叶中与抗氧化特性相关物质的动态变化.研究发现,随干旱程度及胁迫时间的增加,叶片SOD、POD活性、可溶性蛋白不同程度的减小,MDA、可溶性糖含量显著升高;与对照相比,干旱锻炼后叶片SOD、POD活性、可溶性蛋白及降低程度较小,可溶性糖含量升高程度较大,MDA升高程度较小;不同干旱程度下,25％PEG6000胁迫下干旱锻炼小麦的抗氧化能力较35％PEG6000胁迫下较高.由此说明,小麦经过一定浓度的干旱锻炼能够明显增强其对干旱环境的适应能力,有利于幼苗期的生长,也为小麦的抗逆性研究提供理论支持.     

基于GIS的山西省玉米热量资源精细区划

山西省复杂多变的地形客观上要求开展玉米气候资源的精细区划。以省、市/县、镇三级行政区划图、DEM图和30 a历史气象资料为基础,结合玉米对热量资源的要求,采用GIS及其空间分析工具开展山西省玉米热量资源精细区划。结果显示,玉米安全播种期随纬度和海拔的升高而推迟,安全成熟期、安全生育期和10℃始日至15℃终日的积温均随经度、纬度和海拔的升高而提前;安全播种期、安全成熟期和安全生育期均具有明显的空间自相关性,各种热量因子的空间变异性依次为:10~15℃积温安全生育期安全播种期安全成熟期,全省气候变暖趋势明显。热量气象要素的精细区划结果对于山西省玉米的科研和生产具有重要的应用价值。     

不同含水量的花生种子低温贮藏对种子活力及幼苗生长的影响

在培养箱及田间试验条件下,研究了不同含水量的花生种子低温贮藏对种子活力及幼苗生长的影响.结果表明:经-20℃低温贮藏,种子含水量5%时,受贮藏温度影响较小;种子含水量10%时,种子活力和出苗率降低,苗期主茎高度、主茎叶数、侧茎长度、侧茎叶数、总茎数减少,叶片叶绿素含量、POD活性降低,叶片电导率升高,根系活力下降;当种子含水量15%时,则完全丧失发芽能力.     

两个玉米品种不同混种方式对玉米植株性状和产量影响的研究

利用登海605和伟科702两个品种进行不同的混种处理,探究其对玉米植株性状和产量的影响。结果表明,两个品种隔行种植的产量要高于其混合后播种的产量,而且要比对照组的登海605单产增加6.28%,比伟科702单产增加2.32%。因此,两个品种隔行种植可实现比单一品种种植高5%以上的产量目标,有利于普通大田种植的农户在不增加投入的情况下得到较高的产量,是一种节本增效的好措施。     

盐胁迫对小麦苗期荧光特性的影响及综合评价

为探究4份小麦苗期耐盐能力,筛选优异的高抗性种质资源,采用水培法,设置NaCl处理浓度为0、100、200 mmol/L,研究不同盐浓度对小麦幼苗生长发育、光合特性、叶绿素荧光特性、丙二醛含量和脯氨酸含量的影响,并通过主成分分析法和隶属函数法对4份小麦幼苗进行耐盐性综合评价。结果表明,随着盐浓度增加,各小麦品种叶鲜重、根鲜重、总根长、总根表面积、总根体积、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、光系统II最大光化学效率(Fv/Fm)、光系统II实际光化学效率(ΦPSII)和光化学猝灭(qP)与对照相比均有不同程度的下降,根平均直径、胞间CO₂浓度(Ci)、丙二醛含量(MDA)、非光化学猝灭(NPQ)和脯氨酸含量均有不同程度的上升。4份小麦盐胁迫下耐盐性由强到弱为‘冀麦32’>‘德抗961’>‘泰农18’>‘师栾02-1’。根据耐盐综合评价值筛选出‘冀麦32’和‘德抗961’具有较高的耐盐能力。     

不同高产玉米品种抗旱性的比较研究

为了有效筛选出适合鲁东半干旱区应用的夏玉米品种,以山东省目前主推的9个玉米品种为试材,通过2010-2011年连续2年防雨棚控水干旱试验,以抗旱隶属度、抗旱指数为评价参数,对各品种进行抗旱性综合评价。结果表明,干旱胁迫导致各品种玉米株高、穗位高、穗长、穗粒重均不同程度地降低,茎秆变细,秃尖变长,产量降低。年份间比较,2011年夏玉米植株性状、穗部性状、地上部干物重、产量均显著高于2010年。以茎秆性状、穗部性状、地上部干物重及产量指标隶属度的平均值为综合评价标准,‘登海701’为典型抗旱性品种;‘莱农14’、‘农大108’、‘金海5号’为抗旱性较强的品种;‘登海662’、‘郑单958’、‘中科11’、‘浚单20’为抗旱性弱的品种;‘青农105’在2年内的隶属度值差异较大,其抗旱性有待进一步研究。