西藏高原环境下印度芥菜型油菜农艺性状的典型相关分析

为了调查西藏高原环境下, 印度芥菜型油菜的农艺性状表现, 本文以引进的20份印度芥菜型油菜为材料, 采用单因素随机区组设计并结合典型相关分析方法, 对其主茎性状(4个变量)、分枝性状(3个变量)、角果性状(3个变量)、生育期性状(4个变量)、产量性状(4个变量)等5组农艺性状(共含18个变量)间的典型相关关系进行了研究。结果表明: 印度芥菜型油菜单株产量主要由单株有效角果数决定; 影响印度芥菜型油菜产量性状最主要因素是角果性状, 其次是分枝性状、生育期性状和主茎性状; 印度芥菜型油菜在产量性状、角果性状、分枝性状、生育期性状、主茎性状等5组性状间均有密切的联系。本文所得结论可为引进印度芥菜型油菜新品种资源的开发和利用提供科学依据。     

西藏野生芥菜型油菜生态性状相关分析

本研究在对27份西藏野生芥菜型油菜大田种植、常规考种的基础上,结合气候数据,采用相关分析方法,对野生芥菜型油菜种质生态性状的相关性进行了研究。结果表明：西藏野生芥菜型油菜单株产量和每株角果数主要受植株可遗传的生态性状的影响,与生态环境因子之间的关系不密切,而粒重的高低则主要受生态环境因子,特别是年均降水量的影响,但与植株可遗传的生态性状之间的关系不密切;对野生芥菜型油菜产量性状影响最大的是分枝性状,分枝性状的好坏主要受制于主茎性状,而主茎性状的生长发育较产量性状、分枝性状与气候性状的关系更为密切;单株产量主要是由1级分枝长度、2级分枝数与2级分枝发生高度引起的。典型相关分析和简单相关分析相比,更能在众多的相关变量间抓住主要矛盾,有效揭示两组性状间相关的本质,这对研究油菜的杂交优势利用和遗传育种有一定参考价值,同时也为研究其他农作物两组性状间的关系,揭示其内在本质提供了一条新的、更加有效的研究途径。     

春播半冬性甘蓝型油菜光温因子与产量及农艺性状的典型相关分析

西藏甘蓝型油菜种质资源匮乏。为探讨西藏春播条件下半冬性甘蓝型油菜的温光特性,提高其在高原春播区的利用价值,以18个半冬性甘蓝型油菜品种为材料,应用典型相关分析方法分析了春播条件下光温因子与半冬性甘蓝型油菜产量及农艺性状的典型相关性。结果表明:春播区光温因子与半冬性甘蓝型油菜的产量及农艺性状均有显著典型相关关系,不同生育时期起主导作用的光温因子不同:营养生长期光温因子与分枝性状典型相关,影响分枝数的主要光温因子是营养生长期的积温;蕾花期光温因子与主茎、分枝性状典型相关,影响主花序和主茎生长的主要光温因子是蕾花期累计日极端温差和总日照时数;角果成熟期光温因子与主茎、分枝、产量性状显著相关,影响单株有效角果数、千粒重的主要光温因子是角果成熟期累计日极端温差;角果期较长日照总时数可降低有效分枝高度,促进主花序伸长及单株产量的提高。西藏半冬性甘蓝型油菜的引种及新品种选育中,在早熟和"双低"特性的基础上应重点选育适应光照充足,能够忍耐极端温差的品种。农艺性状的选择应注重主花序长、二次有效分枝数、有效角果数和千粒重等具有较大潜力的品种。     

西藏芥菜型油菜性状演化与分支分类研究

为明确西藏芥菜型油菜的性状演化与分支分类问题, 本文以67 份西藏芥菜型油菜为试验对象, 52 个形态学性状为依据, 白花菜科植物醉蝶花为外类群, 应用最大同步法, 对其进行了研究。结果表明: 芥菜型油菜的基生叶、伸长茎叶、薹茎叶和花器的性状, 均既有同期演化的, 也有非同期演化的, 有各自独特的演化规则; 西藏芥菜型油菜明显分为野生种和栽培种2 大类群, 无论是野生类群还是栽培类群中, 往往是来自于同一地区或气候相似区的材料聚在一起。表明西藏芥菜型油菜种质资源在形态演化上的相似性与其原产地的地理、气候背景密切相关。     

重庆地区生态条件下的油菜产量与农艺性状相关性分析

根据2009-2011年重庆市23个油菜品种区试的试验数据,利用SPSS统计分析软件,分析油菜产量与主要农艺性状之间的相关性。结果表明：油菜主要农艺性状对产量的作用大小依次为全株角果数〉株高〉每果粒数〉千粒重〉一次有效分枝数〉一次有效分枝高度;全株角果数和株高均与单株产量呈极显著正相关;株高和全株角果数之间呈极显著正相关;全株角果数和株高高效地控制着油菜生产力。     

北方不同生态区白菜型冬油菜农艺性状变化分析

为了进一步研究白菜型冬油菜在北方不同生态地区的生长发育特性,明确冬油菜北移的适应区域,扩大冬油菜的种植区划,本研究通过分析18个冬油菜品种在17个不同生态区5 a的农艺性状变化,用适定性参数法、变异系数法分析其稳定性,用隶属函数法综合评价不同品种的农艺性状。结果表明,白菜型冬油菜在北方地区种植,能够安全越冬的地区农艺性状均很优良,且优于胡麻和春油菜等同类型的其他油料作物;品种间、年份间变化不明显,稳定性高。影响冬油菜农艺性状的主要因子是温度,其次是海拔、纬度、越冬率等。北方地区冬季寒冷,极端低温低、低温来临时间早、持续时间长,昼夜温差大,这些气候特点决定了冬油菜农艺性状在不同的生态地区间差异十分明显。与冬油菜原种植北界甘肃省天水市(北纬34°6′)相比,在北纬36°以北的高纬度地区(气温较低)白菜型冬油菜的株高、分枝部位明显降低,分枝数减少;且因花期冻害存在分段结实的现象,突出的表现为主花序长,而主花序角果数少且分布不均匀。但这些地区籽粒灌浆期相对低温,灌浆期较长,且昼夜温差较大,降低了呼吸消耗,因此角粒数和千粒重明显增加。在新疆维吾尔自治区的乌鲁木齐市(北纬43°77′)、塔城市(北纬46°74′)、拜城县(北纬41°82′)等极端寒冷的地区,由于冬春季积雪覆盖,减弱了冬季冻害和春季干旱,反而农艺性状优良,是发展冬油菜的潜在产区。因此,白菜型冬油菜在北方地区种植是可行的,能够安全越冬的地区冬油菜均能正常生长,农艺性状优良,且由于角粒数和千粒重存在潜在优势而使冬油菜具有发展潜力。     

不同基因型油菜氮素利用效率的差异及其与农艺性状和氮素营养性状的关系

通过田间试验对50个甘蓝型油菜基因型进行氮利用效率筛选,并将不同氮利用效率基因型在施氮（N 180 kg/hm2）和不施氮（N 0 kg/hm2）条件下的农艺性状和氮营养性状作了比较研究。结果表明,50个油菜基因型的氮利用效率具有显著差异,最大相差2.5倍（施氮）和1.7倍（不施氮）。油菜的农艺性状及氮素营养性状指标均表现出一定的基因型变异,其中第一个有效分枝高度变异系数最大,超过 50%,而籽粒含氮量的变异系数最小,只有 6% 左右。不论供氮水平高低,氮高效基因型的每角粒数,籽粒生物量,籽粒占地上部生物量的比例以及籽粒氮占地上部总氮的比例均高于氮低效基因型,第一个有效分枝高度则显著低于氮低效基因型。另外,油菜氮素利用效率与各器官含氮量、 茎叶氮素累积量、 果荚氮素累积量、 茎叶氮占地上部氮的比例和果荚氮占地上部氮的比例呈显著或极显著负相关,而不同氮效率基因型的地上部总生物量和地上部氮素累积总量则无显著差异。不同氮利用效率基因型的农艺性状和氮营养性状对氮肥的敏感性有显著差异。     

甘蓝型油菜EMS诱变后代农艺性状观察及分子检测

利用不同浓度甲基磺酸乙酯(EMS)溶液处理甘蓝型油菜常规品种川油20和渝黄1号选系种子,结果表明:EMS对成苗率的抑制作用随着浓度的增加而增强,浓度1.0%为半致死量。M1中出现叶片卷曲、皱缩、黄化、双茎、扁茎和植株矮化等变异性状;M2中筛选到双茎、长角、多分枝等变异性状。对M2长角果等产量性状变异株进行考察,结果表明变异株角果长度(果身和果喙)高于对照,有效分枝数、有效角果、角果粒数和千粒重高于对照,一次分枝高度低于对照。对变异株进行SSR分析表明,变异株与对照在电泳条带上表现出多态性,进一步证明了变异的真实性。     

外源钙对镉胁迫下芥菜型油菜幼苗生长和生理特性的影响

通过水培试验研究5、10mmol·L^-1Ca^2＋对不同水平镉处理下的油菜幼苗生物量、根长、丙二醛（MDA）和H2O2含量以及抗氧化酶活性的影响,利用HPLC分析外源钙对油菜幼苗镉胁迫下还原型谷胱甘肽（GSH）含量的变化情况。结果表明,镉处理浓度为150、300、450μmol·L-^1时,5和10mmol·L-1Ca^2＋均能有效增加植株的生物量和根长,5mmol·L^-1Ca^2＋能显著减少油菜幼苗中MDA和过氧化氢（H2O2）含量,增强超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽还原酶（GR）、谷胱甘肽过氧化物酶（GPX）和谷胱甘肽转移酶（GST）的活性及GSH的含量。镉胁迫浓度为600μmol·L-1时,施钙后油菜幼苗出现生物量低、MDA含量高、抗氧化酶活性和GSH含量均下降,与CK相比差异不显著（P〉0.05）。镉处理浓度≤450μmol·L-1时,5mmol·L^-1Ca^2＋能明显缓解芥菜型油菜生长和生理所受胁迫,外源钙可作为减轻镉胁迫对油菜毒害的保护剂。     

小白菜镉耐性形成的生理生化机理研究

以50μmol/L Cd胁迫培养13个品种的小白菜,通过形态指标和生理生化指标的测定,探讨其Cd耐性形成的生理生化应答机制。结果表明:Cd胁迫下,供试材料生长和生理生化代谢均不同程度受到抑制,但与其茎叶Cd累积量无直接关系,且不同品种小白菜对Cd耐性不同。对供试材料Cd耐性指数(Tolerance index,TI)分析表明,基于植株干物质累积的耐性指数(TI-P)与基于茎叶生长的耐性指数(TI-S)极显著相关(R2=0.686),而前者与基于根系生长的耐性指数(TI-R)的显著相关(R2=0.349)。可见,以基于茎叶生长的耐性指数比基于根系生长的更能反映小白菜的Cd耐性。Cd胁迫条件下,供试材料体内脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)含量以及抗坏血酸过氧化物酶(AsA-POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性都有不同程度的提高。Cd胁迫下,各品种叶片脯氨酸增量、SOD活性增量均与供试小白菜Cd耐性正相关,二者可作为供试材料Cd耐性的生化指标。     

黄淮海地区夏玉米农艺性状与产量的通径分析

为应对当前黄淮海地区农业用水紧缺的情况, 选育和推广高水分利用率的高产夏玉米品种是一项重要措施。本试验采用完全随机设计, 对黄淮海区域11 个主推夏玉米品种在灌溉1 水条件下的农艺性状、产量和水分利用率进行通径分析与主成分分析, 结果表明: "滑丰8 号"、"蠡玉18"、"浚单20"和"冀玉3 号"的产量均超过10 000 kg·hm^-2, 且这4 个品种的水分利用率均在3.0 kg·m^-3 以上, 属于水分利用率高的超高产品种; "源申213"和"中科11"产量超过9 000 kg·hm^-2, 其水分利用率也均大于2.7 kg·m^-3, 属水分利用率较高的高产品种;"浚单18"、"登海662"、"冀农1 号"和"登海超级玉米"产量均超过8 000 kg·hm^-2, 其水分利用率在2.3~2.7 kg·m^-3之间, 属稳产品种。主成分分析及综合评价排名的结果表明, "冀玉3 号"、"蠡玉18"、"滑丰8 号"和"浚单20"4 个品种综合表现优异, 可以作为抗旱节水高产品种在黄淮海地区大面积推广。通径分析结果表明, 7 个主要农艺性状对产量的综合效应排名为: 芯重＞百粒重＞行粒数＞秃尖长度＞粒长＞棒长＞行数。芯重、行粒数和百粒重对产量的直接正效应最大, 秃尖长度对产量的直接负效应最大。以上结果为黄淮地区抗旱节水高产玉米品种选育和推广提供了重要信息。     

黄土高原区草粮（油）翻耕轮作的土壤水分及作物产量效应

为了评价苜蓿翻耕后进行不同轮作模式的水分适应性和经济效益,提出黄土高原区生态效益和经济效应较好的草田轮作模式。该文测定了6a生苜蓿草地翻耕后轮作农田和休闲地的土壤水分及作物产量,并进行经济效益分析。结果表明,不同草田轮作模式的土壤水分恢复作用存在差异。苜蓿地轮作第2年收获后,以苜蓿-休闲-休闲模式土壤水分状况最好,0～300cm土层土壤水分已接近连作农田水平,且100～340cm土层土壤水分较耕前出现了恢复现象;而苜蓿-冬小麦-冬小麦模式最差,土壤水分恢复层出现在120～320cm土层;6a生苜蓿地翻耕后经过2a轮作,0～500cm土层土壤水分仍未达到连作农田水平。轮作2a冬油菜平均籽粒产量和平均籽粒水分利用效率较连作冬油菜分别增加了34.9%、44.4%(P<0.05),轮作2a冬小麦平均籽粒产量和平均籽粒水分利用效率较连作冬小麦分别提高了45.0%、42.9%(P<0.05);效益分析表明,轮作2a冬小麦的平均产投比是连作2a冬小麦的近1.5倍,是轮作2a冬油菜的2.5倍,是连作2a冬油菜的3.4倍,6a生苜蓿地翻耕后轮作冬小麦比轮作冬油菜具有更高经济效益。该研究结果为黄土高原苜蓿草地可持续利用,建立稳定的旱地农业生态系统提供了理论依据。     

Temporal change in land use and its relationship to slope degree and soil type in a small catchment on the Loess Plateau of China

We sought to detect the temporal change (1958–1999) in land use patterns and its relationship to physical landscape parameters in a small catchment in the semi-arid hilly area of the Chinese Loess Plateau. Degree of slope and soil type were selected as stable discriminating parameters that might constrain land use. With the help of GIS and canonical correspondence analysis, the relationship between rural land use distribution or transformation and the selected physical parameters was examined. The land use had undergone a general shift from farmland to woodland or grassland. Canonical correspondence analyses (CCA) indicated that a relationship between land use and the selected physical parameters was evident, farmland coincided with favorable conditions of fertile soil and gentle slope, while grassland and woodland were associated with conditions of poorer soil and steep slope. In the more favorable conditions the main land use change process was the intensification of farming, while in the less favourable conditions it was the abandonment of farmland. A thorough understanding of the relationship between land use temporal or spatial patterns and landscape physical parameters in the Loess Plateau of China, like degree of slope and soil type, will enhance our capability to predict landscape dynamics and lead to more sound and effective land use management strategies.     

Determination of photosynthetic parameters Vcmax and Jmax for a C3 plant (spring hulless barley) at two altitudes on the Tibetan Plateau

On the Tibetan Plateau, the unique alpine climate factors of low air pressure, low CO₂ partial pressure and low air temperature have significant but non-explicit influences on the photosynthetic capacity of plants. To evaluate these influences, we measured the net photosynthetic rates for spring hulless barley leaves at two altitudes of 3688 m (the low altitude) and 4333 m (the high altitude), respectively. Two photosynthetic parameters—Vc_max, the maximum rate of Rubisco carboxylase activity, and J_max, the maximum rate of photosynthetic electron transport—were determined. The net photosynthetic rate and the photosynthetic parameters Vc_max and J_max were higher for leaves from plants grown at the high altitude than for those at the low altitude. Vc_max and J_max were approximately 24% and 22% greater, respectively, for leaves from plants grown at the high altitude. The CO₂ and air temperature at the high altitude were lower than those at the low altitude. As a consequence, plants exposed to lower CO₂ partial pressure and lower air temperature have a higher photosynthetic capacity on the Tibetan Plateau. The optimal temperatures for Vc_max and J_max were approximately 6.5% and 3.5% higher, respectively, in leaves from plants grown at the high altitude than those grown at the low altitude, and the ratio of J_max to Vc_max was 12.7% lower at the low altitude. Simulation analyses revealed that the photosynthetic capacities of plants decreased after long-term increases in CO₂ partial pressure and temperature associated with global climate change on the Tibetan Plateau.     

高原鼠兔干扰强度对高寒草甸土壤碳氮分布的影响

采用高原鼠兔(Ochotona curzoniae)有效洞口数差异划分其干扰梯度的方法,研究其不同干扰强度对高山嵩草(Kobresia pygmaea)草甸土壤有机碳和速效氮分布特征及耦合关系的影响。结果表明:随着高原鼠兔干扰强度的增加,植被覆盖区和裸斑生境窗区各土层有机碳含量均先升高后降低,在干扰强度Ⅱ(有效洞口数密度为192个hm~(-2))时显著升高达到最大值(p0.05),相比干扰强度Ⅰ时增加了21.51%和46.03%;裸斑生境窗区速效氮含量先升高后降低,在干扰强度Ⅱ时最大且显著高于植被覆盖区(p0.05),高于植被覆盖区155.63%。高原鼠兔干扰下植被覆盖区0~10 cm土层有机碳、速效氮和铵态氮含量均显著高于10~20 cm土层,而硝态氮含量显著低于10~20 cm土层(p0.05),且表层土壤有机碳占整个土层的69.74%;裸斑生境窗区0~10 cm土层速效氮和铵态氮含量均显著低于10~20 cm土层,硝态氮含量显著高于10~20 cm土层(p0.05),而不同土层间有机碳含量仅在干扰强度Ⅰ时差异显著。高原鼠兔干扰下,土壤有机碳与速效氮、硝态氮、铵态氮在植被覆盖区为极显著的负相关关系(p0.01),而在裸斑生境窗区为极显著正相关关系(p0.01)。这说明高原鼠兔改变了土壤碳氮的耦合关系,适宜的干扰强度能明显提高高山嵩草草甸土壤有机碳的含量和形成氮素含量较高的裸斑生境窗区。     

黄淮和长江中下游冬麦区小麦品种(系)农艺性状及其聚类分析

气候变暖对我国乃至世界小麦育种和生产有很大影响。为了研究我国不同生态麦区小麦品种(系)农艺性状适应气候变化调控机理,本研究以黄淮冬麦区北片和南片及长江中下游冬麦区的20个当前大面积推的小麦品种、新审定品种和新选育品系为试验材料,在黄淮冬麦区北片河北省石家庄市种植,在返青期前对其抗旱抗冻性、根冠比和叶片干重与鲜重比进行调查;收获后对株高、穗长、穗下节间长、分蘖数、小穗数、穗粒数、千粒重、单株生物量、单株粒重、经济系数等10个农艺性状进行了考种和相关、聚类和主成分分析。结果表明,不同麦区小麦品种(系)苗期的抗旱抗冻性为黄淮冬麦区北片黄淮冬麦区南片长江中下游冬麦区。三大生态麦区的单株粒重与分蘖数、穗粒数、单株生物量、经济系数均呈极显著正相关,黄淮冬麦区南片和长江中下游冬麦区呈显著和极显著的农艺性状相对较多,说明这两个生态麦区的品种有很大的相似性;但不同生态麦区其他农艺性状正负相关各有一定差异。在欧氏距离20处,20个小麦品种(系)被聚类为长江中下游冬麦区和黄淮冬麦区南片品种(系)(第Ⅰ类)及黄淮冬麦区北片品种(系)(第Ⅱ类)两个大的生态型;在欧氏距离6处,Ⅰ类又分为分别以‘百农207’‘济麦22’和‘西农979’为代表的3个亚类,Ⅱ类是以‘长旱58’为代表。产量、穗长、株高和经济系数4个主成分因子对10个农艺性状表现型变异累计贡献率为76.39%。‘济麦22’等黄淮冬麦区北片的品种(系)综合得分在前20株中占95%。以上研究结果为小麦适应气候变暖育种和引种示范推广提供了重要参考信息。