寒地水稻分蘖期耐盐碱性筛选与评价

【目的】筛选与水稻耐盐碱性相关的指标,对寒地水稻种质资源的耐盐碱性进行筛选与评价,为选育优良的耐盐碱水稻品种提供理论依据。【方法】以苗期种植筛选出的较耐盐碱的17份水稻品种为研究对象,分别采用苏打盐碱土（盐碱胁迫处理）和草甸黑钙土（对照）进行盆栽种植,并于分蘖期调查水稻根长度、根表面积、根体积、根直径、根尖数、根干重、茎数、株高、叶面积和地上干物重等10项指标。运用主成分分析法、聚类分析、相关分析及BP神经网络和回归分析验证其合理性。【结果】盐碱胁迫条件下,17个参试材料10项形态指标的耐盐碱系数范围在0.19～1.00,平均值为0.68。利用主成分分析法将盐碱胁迫下10个单项指标转化为3个彼此独立的综合指标,累计方差贡献率达85.44%。通过对隶属函数值及权重进行计算得到各参试材料的综合耐盐碱值（D值）,依据D值得到各参试材料的综合耐盐碱性排序:L14（松粳18）> L15（龙粳24）> L12（龙粳48）> L17（白粳1号）> L06（空育131）> L05（垦粳8号）> L03（绥粳21）> L16（东稻4）> L09（龙粳42）> L11（绥粳17）> L10（龙稻9号）> L13（龙粳27）> L02（莹稻2号）> L07（松98-131）> L08（东农428）> L01（齐粳10号）> L04（长白9号）。通过聚类分析将17份材料分为四大类:第一类为强耐盐碱型,仅包含松粳18;第二类为耐盐碱型,包括垦粳8号、空育131、白粳1号、龙粳48和龙粳24共5份材料;第三类为敏感型,包括绥粳21、龙粳42、东稻4和绥粳17共4份材料;第四类为强敏感型,包括齐粳10号、长白9号、莹稻2号、松98-131、龙粳27、龙稻9号和东农428共7份材料。基于各指标对综合耐盐碱值的相关分析结果,以及回归分析、BP神经网络对其适宜性的验证,得到根长度、根表面积、根体积、根尖数、根干重和茎数6项指标可作为水稻分蘖期耐盐碱性评价指标。【结论】17份参试材料中松粳18为强耐盐碱种质资源,根长度、根表面积、根体积、根尖数、根干重和茎数6项指标可作为寒地水稻分蘖期耐盐碱性的评价指标。     

秸秆还田和增施氮肥对寒地水稻品质的影响

为明确秸秆还田和增施氮肥对寒地水稻品质的影响。采用二因素完全随机试验设计进行秸秆还田和秸秆离田下增施氮肥的研究,分析稻米的加工品质、外观品质、营养及食味品质。结果表明：与秸秆离田（A1）相比,秸秆还田（A2）显著或极显著降低稻米的糙米率、精米率、整精米率、粒长及粒宽,整精米率降低了3.54%;垩白粒率、垩白度及直链淀粉含量差异不显著;蛋白质含量极显著提高了12.16%;食味评分显著下降了0.92%。与常规施氮（B1）相比,增氮处理间稻米的糙米率、精米率、垩白粒率、垩白度、蛋白质含量及直链淀粉含量差异不显著;调节肥增氮15%(B3)和穗肥增氮15%(B4)的食味评分分别显著下降1.42%、1.66%;秸秆还田和增施氮肥二因素互作的稻米品质效应均不显著。     

生物炭连续还田对苏打盐碱水稻土养分及真菌群落结构的影响

以苏打盐碱土为供试土壤，设置0，3.0，7.5，12.0，16.5 t/hm² 5个梯度生物炭还田量，通过盆栽试验研究不同量生物炭连续多年还田对苏打盐碱水稻土养分及真菌群落结构的影响。结果表明：（1）不同量生物炭还田后，提高了土壤pH、有机质、速效钾、有效磷和全磷含量，土壤全氮和全钾含量呈现先增加后降低的趋势，对盐碱土起到了改良的效果。（2） Illumina MiSeq测序结果表明，还田量为7.5 t/hm²时，Aphelidiomycota、担子菌门以及链格孢属的相对丰度显著高于对照；还田量为12.0 t/hm²时，子囊菌门、毛霉亚门以及被孢霉属的相对丰度显著高于对照，相关分析显示土壤理化特性与菌门和菌属的相对丰度关系密切，表明生物炭通过调节土壤的理化特性，从而影响真菌的相对丰度。（3）生物炭还田处理对土壤真菌α多样性影响不显著，对土壤真菌群落结构产生一定的影响，其中高生物炭还田量处理对其影响更为显著。进一步利用冗余分析（RDA）研究影响群落结构变化的环境因子表明，全钾含量对群落结构影响最大。     

基于非线性主成分分析的寒地水稻齐穗期抗旱性评价

为鉴定寒地水稻在全生育期干旱条件下的齐穗期抗旱性及筛选抗旱性鉴定的适宜指标,以其齐穗期伤流量、干物质量、高效叶面积等17个性状为指标,采用对数主成分分析法对12份寒地水稻种质资源进行抗旱性综合评价。结果表明,利用对数主成分分析将17个单项指标的抗旱系数转化为5个相互独立的综合指标,累积贡献率达83.829%。依据抗旱综合评价S_f值将12份材料分成3类,第一类包括齐粳10、DPB120和DPB15,S_f值在0.548～0.609之间,属于干旱敏感型;第二类包括垦稻24、DPB71、绥育117463、绥育118146和绥粳21,S_f值在0.660～0.764之间,属于中抗旱型;第三类包括DPB70、绥稻3号、DPB112和莹稻2,S_f值在0.859～0.872之间,属于强抗旱型。基于灰色关联系数大小和鉴定效率的考虑,确定有效叶面积、高效叶面积、干物质量和主穗颖花数作为寒地水稻在全生育期干旱条件下的齐穗期抗旱性鉴定指标。     

两种微生物菌剂对工业大麻田中大麻螟的防治效果

为有效防控大麻螟,减少工业大麻虫害损失,选用2种微生物菌剂绿僵菌和白僵菌,设置常规施用量,通过田间小区试验,筛选出安全、高效、防效长久的大麻螟防治药剂。结果表明,绿僵菌制剂和白僵菌制剂处理均在播种后喷施47和54 d后对大麻螟的平均防效最佳,分别为85.56%～88.89%和64.71%～64.81%;喷施后41,47和54 d绿僵菌的虫口减退率几乎持平,为83.72%～88.89%,喷施后47,54和61 d白僵菌的虫口减退率几乎持平,为63.16%～64.81%。快速生长期喷施,绿僵菌制剂与白僵菌制剂处理对大麻螟校正防效差异不显著,喷施9,12和15 d校正死亡率分别是43.83%～79.87%和47.14%～83.84%,绿僵菌和白僵菌在喷施后15 d达到了虫口减退率最佳,分别为82.03%和86.09%,两制剂之间差异不显著。对于连作工业大麻种植田建议播种后喷施绿僵菌制剂或白浆菌制剂防治大麻螟,快速生长期建议喷施微生物杀虫剂配合化学杀虫剂,以达到迅速减少虫口且延长防效的目的。     

秸秆还田与蘖肥增氮对寒地水稻产量和氮素吸收、利用的影响

为明确秸秆还田同时增施氮肥对寒地水稻产量及氮素吸收利用的影响,采用盆栽试验,二因素完全随机试验设计,测定秸秆离田(S₁)、还田(S₂)和常规施氮(N₁)、蘖肥增氮(N₂)处理的水稻产量、氮素积累量、氮素生产效率及氮素利用效率等指标。结果表明,在S₂条件下,水稻生物产量和籽粒产量分别下降3.18%和3.90%,氮素积累量和穗部氮增加量分别减少9.34%和6.48%,氮素干物质生产效率和氮素稻谷生产效率可分别提高6.87%和6.34%。相较(秸秆还田+常规施氮),(秸秆还田+蘖肥增氮)处理的生物产量和籽粒产量分别增加4.60%和4.38%,氮素积累量和氮素穗部增加量分别提高13.69%和11.69%,氮素干物质生产效率下降7.98%。S₂的氮素农学利用率、吸收利用率及偏生产力较S₁分别降低8.54%、15.77%和3.93%,生理利用率较秸秆离田提高9.52%。秸秆还田和蘖肥增氮二因素互作对水稻的氮素农学利用率、吸收利用率及偏生产力的影响...     

玉米秸秆还田下深松年限对土壤有机碳含量及胡敏酸结构特征的影响

为明确不同秸秆还田结合耕作措施下土壤有机碳组分的变化特征,基于6 a秸秆还田长期定位试验,利用三维荧光光谱技术,对CK（不深松+不秸秆还田）、NFG（不深松+每年秸秆还田）、EFG（隔一年深松+每年秸秆还田）、TFG（隔两年深松+每年秸秆还田）和SFG（连年深松+每年秸秆还田）处理下土壤有机碳（SOC）含量及胡敏酸（HA）结构特征进行分析。结果表明：与CK相比,EFG处理0~10 cm土层的SOC、HA含量和PQ值分别显著增加25.23%、16.19%和4.27%,FA含量降低4.55%。10~20 cm土层,EFG处理的SOC含量最高,较CK增加13.18%;SFG处理的HA和FA含量较CK提高最多,增幅分别为13.27%和32.74%。通过HA三维荧光图谱发现,与CK(Ex/Em=270/455,270/460)相比,EFG(Ex/Em=280/455,270/465)处理下0~10 cm和10~20 cm土层中的HA荧光峰波长均有红移现象。土壤胡敏酸中包含两个组分,C1(Ex/Em=270/280)和C2(Ex/Em=440/515)同为类腐殖酸物质,胡敏酸整体腐殖化程度较高,结构较为复杂;其中EFG和TFG处理的C2组分所占比例最高,分别为28.59%和31.38%。各处理的C1和C2组分F_max值均较CK有所增加,即腐殖化程度增加。综上所述,EFG处理（隔一年深松+每年秸秆还田）通过提升土壤有机碳及腐殖酸类物质含量,增加腐殖化程度,加强了土壤的供肥能力,为黑龙江黑土区较佳的耕作技术措施。     

秸秆还田和增施氮肥对寒地水稻产量的影响

为探究秸秆还田与合理的施氮模式对寒地水稻产量及穗部性状的影响，以水稻品种齐粳2号为试验材料，采用秸秆还田和增施氮肥二因素完全随机试验设计，秸秆不还田(A1),秸秆还田(A2),即秸秆全量还田(0.054 kg·盆^-1);常规施氮(B1,施氮比例为基肥∶分蘖肥∶调节肥∶穗肥=4∶3∶1∶2),分蘖肥增氮10%(B2),调节肥增氮10%(B3),穗肥增氮10%(B4)。以常规施氮作对照，就秸秆还田与增施氮肥处理对水稻干物质积累量，枝梗数，各部位穗粒数、结实率、千粒重等方面的影响进行了分析比较。结果表明：秸秆还田平均减产5.59%,增施氮肥水平间产量呈B3>B2>B4>B1,调节肥增氮10%(B3)处理较常规施氮(B1)增产14.61%,主要由于穗数、结实率、千粒重提高，同时干物质积累量也有所提高。     

基于BP人工神经网络的寒地水稻抗旱性综合评价

为筛选适宜寒地水稻大田抗旱性的综合评价指标，并鉴定抗旱水稻种质资源，以分蘖期干物质量、拔节期株高、产量等15个性状的抗旱系数为指标，使用主成分分析法对50个参试材料的抗旱性进行综合评价。选取45个样本的抗旱系数作为输入，把对应的抗旱综合评价值作为输出，利用误差返向传播和神经网络的方法建立学习模型；剩余5个样本为验证样本，用于判断学习模型的预测准确性。改变3组学习样本来建立3个不同的学习模型并进行对比，比较其预测的准确度，进而验证该模型方法的合理性和稳定性。结果表明，采用主成分分析法可将15个单一抗旱系数转换成6个互相独立的综合性指标，方差累计贡献率达84.013%。采用聚类分析法将50个参试材料分为3种类型：强抗旱型、中间抗旱型、干旱敏感型。强抗旱类型含有24个材料，中间抗旱型含有18个材料，干旱敏感型含有8个材料。根据各性状抗旱系数与抗旱综合评价值(D值)的相关性分析结果，筛选出分蘖期干物质量、分蘖期叶面积、拔节期株高、最高分蘖数、穗粒数、结实率、千粒质量、产量、生物量、经济系数等10个适宜抗旱性评价指标。以特征指标值为输入层，综合评价值(D值)为输出层，构建BP神经网络学习模型，定...