不同灌水量对高粱籽粒产量及品质的影响

采用随机区组设计方法,研究了水分对高粱籽粒产量及品质的影响。结果表明,随着灌水量的增加,高粱产量、籽粒中淀粉含量显著增加,蛋白质含量显著降低,脂肪含量变化不明显,单宁含量呈减小趋势。     

地下水水位对灌溉的响应——以北京南部灌区为例

北京地区的地下水为满足农业灌溉,保障粮食生产起到了至关重要的作用。但是随着开采的急剧增加,地下水位出现了连续下降的趋势。为掌握地下水水位对农业灌溉的响应,选取了主要受农业灌溉影响为主的一眼地下水监测井,通过对比地下水水位的日变化量与大气降水以及本地区冬小麦降水耦合度之间的关系,得出了地下水水位与冬小麦灌溉之间的关系。研究发现,冬小麦灌溉各个阶段,地下水水位相应下降,显示出两者之间存在密切关系。冬灌后至返青前,地下水得到了充分有效的补给,水位可以恢复到冬灌之前的水平;但是由于返青-拔节和灌浆期灌溉需水量较大而且降水量较少,地下水不能得到充分有效补给,静储量被消耗,地下水位持续下降。研究结果表明,如果在返青-拔节和灌浆期采用节水措施或者引用其他水源,减少地下水的开采量,可以达到采补平衡,实现地下水的持续利用。     

洱海流域灌水模式对稻田可溶性氮磷浓度的影响

面源污染是全球水环境污染治理面临的严峻挑战之一,氮磷污染是面源污染重要的组成部分。为了探索洱海流域水稻种植较优的灌水模式以促进农业生产和减少面源污染,开展了不同灌水模式施肥后地表水、土壤水和地下水的氮磷浓度变化的试验研究。结果表明同施肥量处理下,稻田地表水中铵氮和磷酸盐浓度在施肥后1天达到峰值,7天到达最低值,之后趋于相对稳定。土壤水和地下水的峰值有滞后性且滞后2天。与常灌相比同一指标控灌浓度总体高于常灌,有利于提高水肥利用率,同时控灌渗漏量低于常灌,使得通过渗漏进入地下水中的污染物降低。     

Effects of Irrigation Schedules on Photosynthetic Carbon Assimilation of Winter Wheat （Triticum aestivum L.） in North China Plain：from Leaf to Population

A field experiment was conducted to elucidate the regulation mechanism of different irrigation schedules on population photosynthetic of winter wheat. The experiment included five irrigation schedules,...     

粒用高粱种质中后期抗旱性鉴定筛选与分类指标评价

【目的】高粱为世界第五大禾谷类作物,具有多种使用价值。与其他作物相比,高粱具有较强的抗旱能力,但是伴随全球干旱的加剧,干旱成为限制高粱尤其是粒用高粱生产的主要因素之一,同时,不同品种间抗旱能力差异显著。通过对粒用高粱材料进行抗旱性鉴定评价,为高粱抗旱性分子机理以及抗旱育种研究奠定基础。【方法】 以165份粒用高粱为材料,通过干旱（DS）和正常灌溉（NI）2种处理方式,在山西省和海南省两地开展抗旱试验。采用大田自然鉴定法,调查株高、穗长、茎粗、叶片持绿性、倒伏率、千粒重、籽粒大小和产量8个主要形态指标。采用综合抗旱系数（CDTC）、抗旱指数（DI）和隶属函数（D）进行聚类分析,结合3种方法对材料进行分类,并对抗旱指标进行评价。【结果】 在干旱胁迫下,粒用高粱8个形态指标均出现下降。除叶片持绿性与株高和籽粒大小不相关,抗倒伏性与穗长和籽粒大小不相关外,其余指标均存在一定程度上的相关性。根据3种综合抗旱评价方法筛选出高抗材料5份（L013、SX44B、SX18-25、SX18-87和L405）,敏感材料4份（SX18-46、SX18-82、SX18-96和SX18-73）;根据形态指标的相对值和变异系数,两地试验都显示叶片的持绿性、产量、籽粒大小和抗倒伏性,4个指标对干旱较为敏感,且存在信息交叉。主成分分析结果显示,决定第一主成分的主要是产量、株高和籽粒大小,贡献率31.841%;决定第二主成分的主要是叶片持绿性和千粒重,贡献率20.441%;决定第三主成分的主要是茎粗,贡献率13.557%;决定第四主成分的主要是抗倒伏性,贡献率11.428%;决定第五主成分的为穗长,贡献率9.461%。【结论】 粒用高粱中后期干旱胁迫对其主要形态指标均有显著影响。不同高粱材料间抗旱性差异显著,结合3种抗旱性综合评价方法,可以较为准确地评价高粱材料的抗旱性。叶片的持绿性和产量可以作为评价高粱花后抗旱性的主要形态指标。     

酒用糯高粱资源成株期抗旱性鉴定及抗旱指标筛选

【目的】干旱是影响酒用糯高粱生产的主要因素之一,鉴定酒用糯高粱资源成株期的抗旱性,筛选抗旱指标,培育抗旱品种,对高粱产业的发展具有重要意义。【方法】以50份酒用糯高粱资源为材料,于2015年和2016年设置正常灌水和干旱胁迫2个处理在旱棚内进行田间试验,测定株高、穗长、茎粗、分蘖数、穗粒数、千粒重、单株粒重和产量,采用抗旱性度量值(D值)、综合抗旱系数(CDC值)、加权抗旱系数(WDC)、相关分析、频次分析、主成分分析、灰色关联度分析、隶属函数分析、聚类分析和逐步回归分析相结合的方法,对其进行成株期抗旱性鉴定及抗旱指标筛选。【结果】干旱胁迫对各指标均有极显著影响。相关分析表明,产量与分蘖数、穗粒数和单株粒重呈极显著正相关,与穗长、茎粗和千粒重呈显著正相关,与株高呈不显著的正相关。频次分析表明,各指标对干旱胁迫反应的敏感程度依次为产量、穗粒数、分蘖数、单株粒重、千粒重、茎粗、穗长和株高。主成分分析表明,5个主成分可代表酒用糯高粱抗旱性84.26%的原始数据信息量。基于D值、CDC值和WDC值的供试酒用糯高粱材料抗旱性排序相近。灰色关联度分析表明,各指标DC值与D值间的关联度大小依次为产量、分蘖数、穗粒数、单株粒重、千粒重、穗长、茎粗和株高,这与各指标DC值与WDC值的密切程度基本吻合。根据D值进行聚类分析,可将供试酒用糯高粱材料划分为5个抗旱级别,其中Ⅰ级2份、Ⅱ级16份、Ⅲ级28份、Ⅳ级2份、Ⅴ级2份。除茎粗和分蘖数外,其余指标的隶属函数值、CDC值、D值和WDC值均随抗旱级别的升高而增大。逐步回归分析表明,与D值密切相关的指标有分蘖数、穗粒数和单株粒重。【结论】干旱胁迫对酒用糯高粱资源成株期各指标均有极显著影响。确定了D值为适宜的抗旱性鉴定方法。筛选出成株期抗旱性强的酒用糯高粱材料分别为粱丰141-3和粱丰247-3,可为酒用糯高粱抗旱育种、抗旱机理及干旱调控缓解机制的研究提供基础材料。分蘖数、穗粒数和单株粒重可作为酒用糯高粱资源成株期简单、直观的抗旱性评价指标。     

中晚熟粒用高粱不同组合杂交种的筛选

为选育优质中晚熟粒用高粱新材料,本试验采用单因素随机区组设计,以4份不同杂交组合高粱亲本为试验材料,分析不同组合杂交种的生育期、农艺性状及产量性状的差异,筛选最佳的中晚熟粒用高粱组合.高粱组合杂交种的生育期存在差异,但相差不大,生育期最长的高粱组合23A×014-52,生育期为134天,生育期最短的高粱组合147A×0...     

黑龙港地区自然降水条件下粮食生产潜力研究

黑龙港地区为河北省重要粮食产区,但水资源严重匮乏,其中粮食灌溉是第一用水大户,已造成地下水严重超采。2008年10月～2009年10月在大田条件下,以常规灌溉施肥为对照,采用裂区试验设计,研究了不进行灌溉而只靠自然降水进行小麦和玉米生产时的水分生产潜力及其受肥力影响的变化特征。结果表明：在自然降雨条件下,旱地小麦、玉米及周年的平均产量分别为1719．8kg／hm^2、6404．3kg／hm^2和8124．1kg／hm^2。分别是补灌2水处理的22．45％、65．12％和46．44％;平均WUE分别为0．728kg／m^3、1．161kg／m^2和1．031kg/m^3,分别较补灌2水处理低66．44％、26．66％和42．56％。在旱地小麦和玉米生产中,水分是主要限制因素,仅靠自然降雨时肥料的作用不能充分发挥。对缺水的黑龙港地区来说,没有水就没有粮食安全。     

甜高粱与粒用高粱主要性状研究

[目的]寻找甜高粱与粒用高粱主要性状的异同。[方法]选用代表性甜高粱T26T、37品种,粒用高粱R123、LR198品种,研究其生长势、植物学性状表现、含糖量、叶绿素含量、呼吸速率。[结果]结果表明,甜高粱生长优势显著优于粒用高粱,主要表现在与生物产量有关的性状;糖含量的积累起点及总含量均高于粒用高粱,而甜高粱和粒用高粱糖积累总趋势是一致的;甜高粱生物产量优势强,而粒用高粱穗部性状优势强;生理性状中叶绿素含量粒用高粱优于甜高粱,而呼吸速率甜高粱偏高。[结论]甜高粱与粒用高粱功能不同而用途不同。     

基于SSR标记的粒用高粱资源遗传多样性及群体结构

为粒用高粱资源的科学利用和新品种选育提供参考,利用SSR分子标记对156份全国籽粒高粱进行全基因组基因分型。结果表明:33个SSR分子标记的扫描共获得186条多态性DNA条带。多态指数(PIC,polymorphism information content)值为0.01~0.73,平均值为0.45。材料间遗传相似系数GS(Genetic Similarity)变异范围为0.15~0.9,平均值为0.53。NJ(Neighbor Joining)聚类分析和主坐标分析(PCOA,Principal-Coordinates Analysis)将156份高粱资源划分为3个类群:类群I为来源于贵州、四川和云南的56份南方高粱;类群Ⅱ包含的48份全部是北方高粱,来源于辽宁、内蒙古、山西、北京和河北等地;类群Ⅲ包含52个南方和北方的高粱,来源于黑龙江、吉林、陕西、山东、湖北和云南等地。     

双粒高粱发育的细胞学特点研究

为明确双粒高粱的形态解剖结构及发育过程,完善高粱的形态解剖理论,探索双粒高粱形成的细胞学机制,以ISD-1 双粒高粱为材料,利用常规石蜡制片法,对其子房和花药的发育过程进行了细胞学观察。通过对双粒高粱雌、雄配子体发育的细胞学研究发现,双粒高粱无柄小穗中可育花的雌蕊基部膨大为2 个大小不同的腔,中间有分隔层,在2 个腔内各有3 个花药和1 个子房。大腔和小腔的发育无先后顺序之分。2 个腔内胚珠的发育、大孢子的形成、花药的发育、小孢子的形成都是不同步的。花药的发育与传统的形式不同,先发育成1 个或2 个花粉囊再相互结合成完整的花药。与单粒高粱相比,双粒高粱具有独特的细胞发育特点,初步揭示了双粒高粱的形成是由于雌蕊分化为2 个腔,且每个腔具有完整的花药和子房结构。这对于完善高粱的形态解剖理论有重要的意义。     

中晚熟区主要高粱品种耐瘠性综合评价

【目的】土壤肥力是影响作物生长发育和产量的重要因素。中国人均耕地资源缺乏,全国约有21.95%的耕地生产障碍问题突出,保障中国未来粮食安全不仅要兼顾现有耕地产能提升,同时要高度重视后备耕地资源合理开发利用,因此,在贫瘠的土地上种植耐瘠作物,避免与主要粮食作物生产竞争,对满足粮食需求至关重要。为利用边际土地发展高粱生产,2019年在山西省榆次区比较研究中晚熟区高粱品种耐瘠性差异,筛选耐瘠性强的高粱品种和高粱耐瘠性评价指标,为边际土壤高粱种植品种筛选提供依据。【方法】以23个高粱品种为试验材料,采用大田试验,设置高土壤肥力(对照处理)和低土壤肥力(瘠薄胁迫)2个处理,调查其对高粱产量性状、干物质积累、养分吸收等15个指标影响,计算各指标的耐瘠指数,采用基于主成分分析的隶属函数法与聚类分析评价参试高粱的耐瘠能力,筛选耐瘠品种;利用耐瘠指数和耐瘠综合评价值(D值),通过回归分析与相关性分析确定高粱耐瘠性鉴定的适宜指标。【结果】瘠薄胁迫下,高粱产量、穗粒数、收获指数(HI)、干物质积累量、抽穗后干物质积累量、抽穗时叶面积指数(LAI)、穗长和穗宽有不同程度降低,降低幅度依次为抽穗后干物质积累量&...     

不同类型饲用高粱粗蛋白含量积累规律研究

为了解不同类型饲用高粱粗蛋白含量的积累规律,选用6个品种为材料进行研究。结果表明:饲草高粱和甜高粱品种籽粒粗蛋白含量先升高后降低,籽粒型品种则先降低后升高;饲草高粱和籽粒型高粱品种茎秆粗蛋白含量均从拔节后10d开始逐渐升高,甜高粱品种则呈现出"M"型曲线的变化趋势;饲草高粱和甜高粱叶片粗蛋白含量呈现降-升-降的变化趋势,籽粒型饲用高粱呈单峰曲线变化;饲用高粱茎秆和叶片的粗蛋白含量呈正相关关系。不同类型饲用高粱粗蛋白含量积累规律不同,均宜在含量最高时采收。     

干旱胁迫对甜高粱幼苗渗透调节物质的影响

为探讨不同水分条件对甜高粱和普通高粱幼苗渗透调节物质的影响,以辽甜1号和辽杂10号为试验材料,采用桶栽人工控水试验方法,研究了不同水分处理甜高粱和普通高粱各渗透调节物质的动态变化,并探讨了这些指标与其抗旱性的关系.结果表明:随着水分胁迫的加剧,甜高粱的叶片保水能力、脯氨酸含量、可溶性蛋白含量较普通高粱均有不同程度提高,...     

中国酿造高粱品质遗传改良研究进展

高粱具有抗旱、耐涝、耐瘠、高产等特点,历来是中国北方的主要粮食作物。改革开放后,随着中国国民经济的增长,人民生活水平的提高,高粱的用途发生了重大的改变,逐步从粮食作物转变为轻工业原料,酿造高粱成为中国高粱生产的主体,特别是农业部关于“镰刀弯”地区玉米结构调整的指导意见提出后,酿造高粱成为“镰刀弯”地区优化种植结构的优势作物。为了进一步提高酿造高粱在优化种植结构中的作用,本文综述了高粱酿造品质遗传改良研究、品种选育和产业化开发进展,分析了存在问题和发展方向,认为酿造高粱育种应进一步加强与酿造企业的合作,深入开展高粱品质和酿造品质的关联研究,全面推进高粱产业发展。     

太行山山前平原农田水分动态模拟研究

以中科院栾城农业生态试验站的田间灌溉试验为基础,以荷兰Wageningen农业大学等单位开发的土壤-水分-大气-作物系统模拟软件SWAP软件为工具,应用试验站的土壤、水分试验资料对模型的参数进行了率定和验证.在此基础上设计了该地区不同降水水平年、不同灌溉定额下的多种灌溉方案,并应用SWAP软件模拟了各种方案的农田水分平衡情况,提出了在当地平水年份下冬小麦灌水5次,夏玉米灌水1次的灌溉指导方案,其研究结果对该地区的农田水分利用具有一定的借鉴意义.     

华北平原压采地下水对小麦生产的影响分析

华北平原是我国农业主产区,长期以来,该区域农业生产主要依靠大量抽取地下水维持,区域的水资源安全乃至生态安全面临重大挑战。当前为实现地下水压采,该区域提出了以节水为核心,着力调整种植结构,大力发展高产量、低耗水作物的农业措施,而小麦又是该地区的主粮作物,同时也是高耗水作物,因此,在优化农业灌溉方式和调整种植结构方面明确小麦生产与水资源安全的关系对于实现华北平原农业可持续发展具有重要意义。采用调查和数据收集相结合的方法,研究了不同灌溉方式和种植结构对小麦产量、耗水量的影响,进而探讨不同生产方式对小麦产量以及粮食安全的影响。结果分析认为各地在推进压采地下水措施时应当根据实际情况选择合理的节水模式或节水技术,而不是简单地调减小麦种植面积乃至退出小麦生产。     

中国高粱产业发展特征及趋势分析

高粱是我国重要的杂粮作物。近年来，中美贸易中高粱交易量剧烈波动，高粱供需形势发生显著变化，高粱产业发展备受关注。从中国高粱的生产特征、贸易特征、消费特征等方面入手，对1960-2018年国内高粱产业发展趋势及发展现状进行分析。研究发现，中国高粱从主要粮食作物转变为小杂粮，近年来种植面积略有提高；国内高粱消费主要用于酿酒和饲料，虽然中国是世界第三大高粱消费国，但人均消费水平并不高；目前，中国作为世界第一大高粱进口国，进口量受饲料高粱需求影响猛增猛减，出口量极小且相对稳定。未来，中国高粱的发展规模将保持相对稳定，新的增长空间主要取决于旱作粮食作物的发展和消费途径的拓展。     

中国高粱产业发展特征及趋势分析

高粱是我国重要的杂粮作物。近年来,中美贸易中高粱交易量剧烈波动,高粱供需形势发生显著变化,高粱产业发展备受关注。从中国高粱的生产特征、贸易特征、消费特征等方面入手,对1960—2018年国内高粱产业发展趋势及发展现状进行分析。研究发现,中国高粱从主要粮食作物转变为小杂粮,近年来种植面积略有提高;国内高粱消费主要用于酿酒和饲料,虽然中国是世界第三大高粱消费国,但人均消费水平并不高;目前,中国作为世界第一大高粱进口国,进口量受饲料高粱需求影响猛增猛减,出口量极小且相对稳定。未来,中国高粱的发展规模将保持相对稳定,新的增长空间主要取决于旱作粮食作物的发展和消费途径的拓展。     

微咸水淋洗对中度盐渍土区高粱和谷子生长发育的影响

[目的]探讨微咸水淋洗对高粱和谷子生长发育特征及产量的影响。[方法]选择松嫩平原吉林西部中度苏打盐渍土壤种植高粱和谷子,设对照、补充灌溉、低额淋洗(250 mm)和高额淋洗(400 mm)4个处理,利用当地微咸水进行淋洗灌溉试验与研究。[结果]补充灌溉和淋洗处理较对照均更好地促进了2种作物的植株生长和根系发育;2种作物补充灌溉处理的产量较对照达到极显著增长水平。高额、低额淋洗处理的高粱产量分别较补充灌溉增加26.2%和14.1%(P=0.01);高额淋洗处理的高粱产量虽比低额淋洗有显著增加,但未达极显著水平;高额、低额淋洗处理的谷子产量分别较补充灌溉增加78.5%和33.9%(P=0.01)。[结论]400 mm淋洗量已接近高粱试验地的淋洗上限,但不是谷子试验地淋洗量的上限。