陆地棉主要农艺性状的相关性及聚类分析

以2005—2012年河北省及国家黄河流域棉区审定的30份棉花品种为试验材料,于2012—2013年在冀中南棉区(河北深州)设置品种比较试验,对供试材料的12个主要性状进行变异性、相关性和聚类分析,以期为冀中南棉花品种选择和新育种目标的制定提供理论依据。结果表明:考察的12个性状中以单株铃数和纤维伸长率的变异系数较大,分别为7.94%和8.80%。相关、通径和聚类分析的结果均表明,冀中南地区影响棉花皮棉产量的主要因素为单株铃数和衣分,生产上应首选单株结铃多、衣分高的品种推广应用。推荐的代表性品种有‘冀丰106’、GK99-1、‘农大棉9号’、‘快育66’、‘邯102’等。皮棉产量与上半部平均长度、整齐度指数、断裂比强度、伸长率呈正相关,且与伸长率的相关性达极显著水平。产量与纤维品质间的负相关性逐渐减弱,反映产量与品质同步改良取得一定成效。     

转基因杂交棉不同组合农艺性状、产量和品质的研究

为了探索转基因抗虫杂交棉新组合农艺性状、产量和品质特性,加快对转基因性状的应用,服务于农业生产。在大田生产条件下,对5个转基因抗虫杂交棉新组合的农艺性状、产量和品质性状进行了比较研究。结果表明：与对照‘湘杂棉7号’相比,生育期、株高、果枝数无明显差异;A3叶绿素含量、产量、纤维品质均优于对照;A5叶绿素含量较高,产量无显著差异,纤维品质较优。A1、A2、A4叶片叶绿素含量低,皮棉减产,品质也略差。综合各方面的因素,A3叶绿色含量高,有利于光合产物生产和供应,且铃大,产量高,纤维品质优,符合湖南省棉花新品种审定产量质量要求。     

紫色土壤施氮对棉花产量品质的效应

通过盆栽试验、田间试验研究了紫色土壤施氮对棉花产量品质的效应。结果表明，施氮对棉花产量有极显著的增产效应，氮与产量的效应模型呈二次抛物线型，施氮量２５０ｋｇ·ｈｍ－２时，棉花产量最高；氮对纤维品质有一定影响，能提高比强度，并有降低麦克隆值、增加细度的趋势，纤维品质受氮磷钾影响顺序为伸长度＞麦克隆值＞比强度＞整齐度＞２．５％跨距长度；施氮能增加棉花叶片中叶绿素含量，但对叶绿素ａ和叶绿素ｂ的含量比例无明显影响；土壤中氮的含量与棉株对氮的吸收和棉株体对氮的积累量呈显著和极显著的正相关。     

氮素对山栏稻光合作用、产量性状和氮素利用的影响

为了提高山栏稻产量,确定山栏稻合理施氮量,改进旱作山栏稻施肥策略,从而探寻山栏稻高效高产生态栽培方式,减少稻田氮素污染。本试验设置了四种施氮量处理：N1 (施氮量90 kg/hm²)、N2 (施氮量180 kg/hm²)、N3 (施氮量270 kg/hm2)和CK (传统不施氮处理),研究两个典型山栏稻品种‘山川24’和‘满坡紫’的产量性状、叶绿素含量、光合速率、植株含氮量、吸氮量和氮素利用效率。结果表明,N2和N3处理相比于CK显著提高山栏稻产量、叶绿素含量和光合速率。其中N3处理产量最高,但N2与N3产量差异不显著,N2在成熟期时光合速率更高。叶、茎和穗的含氮量和吸氮量随施氮量增加而显著增加,N2处理在生育后期具有更高的叶含氮量。N3和N2处理的总吸氮量显著高于N1和CK。相较于N3处理,在成熟期时N2处理茎吸氮量较低,能更好地转运茎中的氮到籽粒中去。N2处理的氮素利用效率各指标基本高于N3处理。从产量和氮素利用两个方面考虑,施氮量180～270 kg/hm²是最适合旱作山栏稻的氮素水平。     

转Bt杂交棉花新品种 ‘苏棉29’ 性状研究

客观分析杂交棉花新品种‘苏棉29’的性状,为棉花育种者制定合适的育种策略提供依据。基于江苏省棉花品种区域试验数据,采用Excel、G—GE等统计软件系统研究了新品种‘苏棉29’的丰产性、稳产性、产量构成因素及纤维品质、抗性等性状。结果表明：在江苏省区域试验中2年（2010、2011）平均,‘苏棉29’籽棉产量和皮棉产量为4185、1737kg／hm^2,分别较对照品种‘泗杂3号’增产10．6％和8．5％;生产试验中（2012）平均籽棉产量达到4176kg／hm^2,皮棉产量1744．5kg／hm^2;‘苏棉29’纤维品质各项指标均达国家Ⅲ级以上标准,高抗棉铃虫,兼抗棉花枯黄萎病。该品种在2013年通过江苏省农作物品种审定委员会审定。本研究从表型数据初步解析了该品种高产、稳产、抗病虫机理,将为进一步推广利用该品种奠定了基础。     

陆地棉抗虫品种不同年份间农艺性状的比较

笔者对3个陆地棉抗虫品种在两年间的农艺性状和纤维品质性状进行了研究。结果表明,3个抗虫棉品种的产量性状年份间表现基本一致,而纤维品质性状差异较大。新棉33B在3个抗虫棉品种中产量性状表现最好。品种与年份的互作极为显著,2002年新棉33B在籽棉产量和皮棉产量上显著高于对照品种中棉所12号,而在2003年则与对照品种产量相当。JS166在单株籽棉产量和单株皮棉产量、单株铃数、单铃重等性状上两年间表现均较好,2003年还有较低的蕾铃脱落率。99035两年间在产量性状上与对照相比略有提高,但差异并不明显。所有3个抗虫棉品种2002年的纤维品质指标与对照相当,而2003年纤维长度和纤维整齐度明显高于对照。     

棉花叶片叶绿素和氮含量与产量的相关性研究

在同一施氮水平下,研究不同棉花品种的不同叶位叶绿素含量和氮素分布特征及其与产量的关系。结果表明,棉花品系H-55的倒4叶叶绿素含量及含氮量与其他2个试验品种的倒4叶的叶绿素含量及含氮量均存在极显著差异,且H-55的产量与其余2个品种间存在显著性差异,说明棉花倒4叶是较为理想的指示叶,可较宏观地诊断棉花产量水平,可以作为棉花产量水平的诊断指标。     

新疆超高密度棉田氮肥运筹对产量和氮肥利用的影响

研究了南疆超高密度(27.8万株.hm-2)栽培条件下不同施氮量对棉花产量、氮素养分吸收及氮素利用的影响。结果表明:随生育期推进,棉株叶、茎、铃壳和纤维含氮量呈下降趋势,棉子中含氮量变化不大;随施氮量的增加,蕾期叶、茎和吐絮期叶的含氮量与氮肥用量呈一元二次函数关系,在铃期和吐絮期棉株的茎以及铃壳中的含氮量与施氮量呈线性正相关,吐絮期的棉子含氮量与施氮量呈线性负相关。随氮肥投入的增加氮肥利用率降低,土壤供氮能力变化不大,氮肥对棉花产量的贡献率在施氮量达到300 kg.hm-2后随施氮量的增加而降低。     

基于耐低氮综合指数的棉花苗期耐低氮品种筛选

在棉花生产中,氮肥的过量施用,不仅增加了生产成本,还造成了氮肥的大量流失,对环境造成了破坏。筛选耐低氮棉花品种是解决该问题的有效途径之一。本研究以21个在我国各大棉区主栽的棉花品种为试验材料,采用苗期土培的方式,设置正常氮(138 mg kg^–1)和低氮(0 mg N kg^–1) 2个处理,测定了23个农艺性状,采用主成分分析、模糊隶属函数、聚类分析、相关性分析评价各品种的耐低氮能力。结果表明,所测定的大部分性状的变异系数均大于10%,说明所选择品种具有很好的代表性。根据主成分分析和相关性分析得出作为棉花低氮耐受性评价的7个性状,分别为根长、根表面积、根体积、地上部干重、总干重、实际光化学效率、最大光化学效率。根据耐低氮综合指数,筛选出鲁无403、新海12号、中棉所64号、新陆早23号4个耐低氮品种,丰抗棉1号、TM-1、农大棉601、中棉所35、新陆早53号5个低氮敏感型品种。4个耐低氮品种的耐低氮综合指数介于0.5723～0.6818,而5个低氮敏感型品种的耐低氮综合指数介于0.2914～0.3962。本研究提出的基于耐低氮综合指数的筛选...     

施氮量对超级稻‘松粳9号’产量及氮肥利用率的影响

为了探讨施氮量与‘松粳9号’干物质积累、产量、氮肥利用率之间的关系,明确最佳氮肥施用量,使其在生产中真正发挥超级稻的增产潜力。以超级稻‘松粳9号’为材料,通过田间小区对比试验,研究了不同氮肥施用量对超级稻‘松粳9号’产量及氮肥利用率的影响。结果表明,在水稻齐穗期,地上部植株干物质积累量和吸氮量都随着施氮量的增加而增加;成熟期地上部植株干物质积累量和吸氮量都随着施氮量的增加出现先增后减的趋势。氮肥利用率随着施氮量的增加而降低。随着施氮量的增加产量出现先增后减的趋势。产量与成熟期稻穗和植株干物重、齐穗期稻穗含氮量、成熟期稻穗和植株含氮量呈极显著正相关,与氮肥生理利用率呈显著正相关。施氮量195 kg/hm²能实现超级稻‘松粳9号’最高产量。     

棉花苗期氮营养高效品种筛选

以33个棉花品种（系）为材料,采用温室苗期水培方法,在低氮和正常供氮2个水平下,对耐低氮棉花基因型的筛选指标进行了分析,并对氮高效型品种进行了筛选。结果表明,相对整株干重与相对氮积累量呈极显著正相关（r=0.946**,N=33,P<0.01）,与相对氮利用效率呈显著正相关（r=0.432*,N=33,P<0.05）,说明整株干重可作为棉花苗期氮高效基因型筛选的主要指标,相对氮积累量与相对氮利用效率呈显著正相关（r=0.445*,N=33,P<0.05）,这2个指标可作为苗期筛选的辅助指标。不同棉花品种的耐低氮能力不同,其中新陆早12号、新陆早21号、新陆早32号、新陆中26号、新陆中31号、新海25号品种的相对整株干重较高,具有在低氮条件下氮积累干物质能力强,氮利用效率较高等特点;炮台一号、新陆早19号、新陆早36号、A杂交铃、新海3号、新海13号为氮低效基因型品种,具有正常氮条件下干物质积累较少、吸氮能力相对较弱等特点。通过对不同时期苗期水培试验,在正常和缺氮条件下对不同棉花基因型形态和生理指标进行了分析比较,初步探讨了氮高效的机理,以为棉花优质、高产、高效栽培和棉花氮素高效利用品种的选育提供理论依据。     

马铃薯不同品种间气孔密度及叶绿素含量的差异性研究

为不同地区马铃薯优质高产栽培选择合适的品种,采用显微照相法和相对叶绿素含量测定仪SPAD-502plus,研究3个品种间马铃薯气孔密度和相对叶绿素含量。结果表明,马铃薯气孔密度随生育期而逐渐变大,在盛花期达到最大值后略有下降;马铃薯相对叶绿素含量（SPAD值）的变化趋势与马铃薯气孔密度基本一致;通过试验研究得出抗旱性高的品种为‘青薯168’,需氮量较高的为‘青薯2号’。     

棉花苗期钾营养效率的基因型分类及钾营养特性差异分析

采用营养钵砂培法,将相对生物量及与之存在显著或极显著相关的6个养分相关辅助指标作为棉花苗期钾营养效率差异评价指标。并基于上述指标,利用SAS软件对38个品种(系)的钾营养效率进行聚类分析,最后综合归纳,将其划分为4种钾效率类型,分别为耐低钾型、较耐低钾型、中间型及低钾敏感型,各包括3个、4个、26个及5个品种,总体呈现出中间多两头少的正态型分布,表明这些指标能较好地反映各品种间钾营养效率的差异。此外,对两极端钾效率类型间的营养特性进行了差异比较与分析,结果表明耐低钾基因型的相对生物量高,具有在低钾下对钾素吸收积累能力强和利用指数高的特点,且二者缺一不可;而低钾敏感型恰恰相反,表现为低钾下相对生物量低,对钾吸收积累能力差、利用指数低的特点。     

不同品种甜高粱苗期耐寒性分析研究

低温胁迫是影响甜高粱产量和品质的主要非生物因素之一,为更好地了解低温胁迫下苗期甜高粱耐低温的机制,并服务于甜高粱耐低温品种的选育,本研究以6 个甜高粱品种为材料,对其在低温胁迫及恢复处理后苗期叶片中的各项生理指标进行测定,并以各项指标的抗冻系数作为衡量抗冻性的指标,采用主成分分析法以及聚类分析对抗寒性做出综合评价。研究表明,低温胁迫后,6 个甜高粱品种Pro 含量均不同程度上升;而SOD、POD、CAT活性以及可溶性糖含量却呈现不同的变化趋势,部分品种表现为下降趋势。通过主成分分析以及聚类分析最终将6 个品种分为3 类,‘BJ0603’和‘EN-11’为强抗寒类型,‘EN-12’、‘IMP-2’和‘KFJT-1’为中度抗寒类型,‘BJ0602’为弱抗寒类型。本研究结果为甜高粱抗寒品种的选育提供了一定的理论依据。     

Screening and Verification of Low Nitrogen Tolerant and Nitrogen Sensitive Cotton Germplasm

[Objective] The aim of this study is to evaluate nitrogen efficient cotton germplasms and improve nitrogen use efficiency. [Method] Eighty cotton germplasms were selected and evaluated in the hydroponic experiment under low (0.25 mmol·L^－1) and high (5 mmol·L^－1) nitrogen concentration. Different traits for screening were identified and nitrogen use efficiency types were classified. Field experiments were also performed for comparison and confirmation of the identified germplasms. [Result] The results showed that there were significant differences in the total plant dry matter, shoot nitrogen accumulation and nitrogen absorption efficiency in cotton germplasms at the two nitrogen levels. Based on coefficient of variation, principal component analysis and correlation, six traits including total plant dry matter, shoot dry matter, root dry matter, total nitrogen accumulation, shoot nitrogen accumulation and nitrogen absorption efficiency were used as screening indicators. According to the Heatmap clustering analysis and the nitrogen efficiency comprehensive index, two germplasms (Lu05R59 and CCRI 69) were identified as low nitrogen tolerant and nitrogen efficient, and two germplasms (Coker 201 and Xinluzhong 30) as low nitrogen sensitive and nitrogen inefficient. The results of field experiment were consistent with the results of the hydroponic culture at the seedling stage. [Conclusion] It was finally determined that Lu05R59 and CCRI 69 were the low nitrogen tolerant and nitrogen efficient germplasms, and Coker 201 and Xinluzhong 30 were low nitrogen sensitive and nitrogen inefficient germplasms. The results of these studies provide the possibility for screening and rapid identification of nitrogen use efficiency in cotton at the seedling stage, and provide the ideal materials and theoretical basis for further study of cotton nitrogen efficient.     

麻育秧膜对水稻秧苗生长发育的影响及其机理研究

探讨秧盘铺垫麻育秧膜对水稻秧苗生长发育的影响及其机理。以常规稻‘湘晚籼13’和杂交稻‘Y两优’1号为材料,研究了麻育秧膜的应用对水稻秧苗地上部生长发育和根系呼吸酶活性带来的变化。研究表明,与无膜对照处理相比,秧盘铺垫麻育秧膜处理的秧苗生物量,叶绿素含量,可溶性糖含量,硝态氮含量,伤流强度均得到了不同程度的提高;铺膜处理秧苗根系的整体呼吸代谢水平显著上升,乙醇脱氢酶(ADH)和苹果酸脱氢酶(MDH)活性和对照相比显著提高,乳酸脱氢酶(LDH)活性和对照相比无明显差异。‘湘晚籼13号’秧苗各项生理指标和‘Y两优1号’的品种间差异未达到显著水平。说明秧盘铺垫麻育秧膜对水稻秧苗的生长发育具有明显的改善作用。     

苗期模拟渍涝对大麦农艺性状、产量和秸秆饲用品质的影响

为了给大麦耐渍性品种的筛选、改进栽培措施和应对气象灾害提供理论依据,通过采用盆栽‘华大麦9号’进行苗期模拟渍涝处理,探讨大麦在苗期受渍后的生长状况、生理特性。试验结果表明：大麦苗期对渍涝的抵抗能力较强,21天以内的渍涝对大麦生育期影响较小,随受渍害时间的延长,大麦生育期出现推迟。苗期渍害对大麦的株高、茎粗和叶绿素SPAD值有影响,随着淹水处理时间的延长而胁迫加重,21天以上的渍涝处理会造成其显著降低。苗期渍害对大麦穗数、穗长、总粒数、实粒数、千粒重、种子产量和秸秆产量都有显著影响,随着淹水处理时间的延长,种子和秸秆产量减低直至绝产,21天以上的渍涝处理其农艺性状显著降低。苗期渍害对对大麦秸秆饲用品质有严重影响,受渍害时间的延长,饲用品质降低,尤其以21天以上的渍涝处理降低较显著。因此综合以上分析可知,大麦苗期淹水对其农艺性状无显著影响的极限时间为14天。     

Identification of natural variants affecting chlorophyll content dynamics during rice seedling development

Seedling vigour is an important characteristic in relation to crop growth and yield. Traits such as photosynthetic capacity and chlorophyll content contribute significantly to seedling establishment at the early growth stage in various crop species, including rice. A diverse panel of 227 rice varieties from several countries was evaluated to determine chlorophyll contents at multiple time points during the seedling stage using a soil–plant analysis development (SPAD) meter, a non‐destructive portable device. Using new statistical approaches, several chromosomal regions associated with variations in chlorophyll content in the third leaf at 13, 16 and 19 days after imbibition were detected. A single nucleotide polymorphism (SNP) cluster on the end of chromosome 11 was significantly associated with the onset of leaf senescence. This region was enriched with genes related to cell death and the stress response. We have identified rice germplasm showing delayed‐senescence phenotypes, these could be suitable donors and genetic resources for breeding, and the use of significant SNP markers associated with these traits could enhance the efficiency of their selection in breeding programmes.     

施氮量对花生产质量及氮肥利用率的影响

采用大田裂区随机区组设计试验,研究了施氮量对不同品种花生产质量和氮肥利用率的影响,以期为豫南砂姜黑土区花生高产优质和氮肥高效利用提供合理的施氮依据。研究结果表明,随着施氮量的增加,不同花生品种荚果产量均呈增加趋势,施氮量为180 kg/hm2时,豫花23、远杂9102和远杂6的花生产量均最高,分别比不施氮的增产30.45%、25.96%和21.46%;随着施氮量的增加,豫花23花生仁中蛋白质含量和粗脂肪含量均呈抛物线变化趋势,而远杂6和远杂9102花生仁中蛋白质含量呈增加趋势,粗脂肪含量呈降低趋势;除了施氮降低远杂6和远杂9102花生仁中蛋氨酸含量外,施氮均能增加其他花生蛋白质组分的含量;远杂9102的氮利用率最高,为36.7%;豫花23的农学效率和氮肥偏生产力均最大,分别为6.9 kg/kg和36.9 kg/kg。本试验条件下,豫花23、远杂6适宜的施氮量为180kgN/hm2,花生产量分别为5330.36 kg/hm2、5002.98 kg/hm2,远杂9102适宜的施氮量为135 kgN/hm2,花生产量为5199.40 kg/hm2。     

短季棉与中熟棉生理特性的比较研究

短季棉(Gossypium hirsutum L．)与中熟棉生理特性的比较研究结果表明,蕾期～盛花期,短季棉功能叶中SOD活性、叶绿素、全氮、钾含量和比叶重显著高于中熟品种,其中尤以浙506最高,使MDA积累延缓和减少,促进提高光合作用强变;细胞间隙CO2浓度显著低于中熟棉;短季棉光合作用强度的高峰提前在初花期,至盛花期仍维持在较高水平,促进提早并增加光合产物的积累。始絮后,功能叶中MDA含量显著高于中熟棉,并伴随有叶绿素、全氮、钾含量的下降,叶片生理功能衰退较快。