不同类型水稻种质氮素营养效率的变异分析

采用田间试验,在常规氮素管理下,以氮素吸收效率(NAE)、利用效率(NUE)和收获指数(NHI)为衡量指标,分析了国内外607份不同类型水稻种质氮素营养效率的变异状况。结果表明,水稻NAE、NUE和NHI存在显著的基因型差异,以NHI为最大和NAE为最小。不同类型水稻间的NAE、NUE和NHI未达显著差异,但籼型杂交稻NAE、NUE和NHI的变异小于常规籼稻和常规粳稻。相关分析表明,水稻NAE与NUE、NHI呈极显著负相关,NUE与NHI间无显著相关;水稻NUE和NHI与单株产量存在极显著的正相关,NAE与单株产量无显著相关。频数分析可知,常规籼稻NAE、NUE及NHI和籼型杂交稻NUE的种质频数分布呈典型正态曲线,低、高效种质较少,中效种质众多;常规粳稻NAE、NUE和NHI种质的频数分布呈近似正态分布,略偏向低效;籼型杂交稻NAE的种质频数分布离散程度较高和高效种质较多,NHI的种质频数分布呈近似正态分布和略偏低效。籼型杂交稻的NAE、NUE和NHI差异小而分布较集中,常规粳稻最分散,常规籼稻居中。不同类型水稻的氮素营养效率的极差很大,可分为若干组,各组间差异显著。     

单子叶作物叶片气孔自动识别与计数技术

为实现作物叶片气孔的自动识别与快速计数,该研究采用卷积神经网络中高计算效率的YOLOv3算法,开发了一种全自动气孔识别和计数解决方案。该算法优化了物体检测性能,可准确识别显微图像中的气孔。其中,对指甲油印迹法获得照片的气孔检测精确率、召回率和F1值分别为0.96,0.98和0.97,便携式显微镜拍摄法照片气孔检测精确率、召回率和F1值分别为0.95,0.98和0.96,具有很好的鲁棒性。该算法检测速度快,可实现对30帧/s的视频文件进行快速气孔识别,实现了实时检测。此外,采用拍摄的小麦叶片照片进行训练得到的气孔识别模型,还可同时实现对大麦、水稻和玉米等单子叶作物叶片气孔的识别,其中,大麦的检测精确率、召回率和F1值分别为0.94,0.83和0.88;水稻的检测精确率、召回率和F1值分别为0.89,0.42和0.57;玉米的检测精确率、召回率和F1值分别为0.91、0.76和0.83;显示出模型良好的泛化能力。     

不同施氮水平和基追比对小麦籽粒品质形成的调控

采用蛋白质含量不同的2个小麦品种,研究了不同施氮水平（112.5 kg N/hm2和225 kg N/hm2）及基追比（基肥∶追肥为66/34和34/66）对小麦植株C-N积累与转运规律及其与小麦籽粒品质形成的关系。结果表明,高氮水平和追肥比例提高了小麦籽粒蛋白质、面筋含量、沉降值和谷/醇溶蛋白比例,降低了花后营养器官贮存氮素和干物质的转     

施硫时期对小麦颖果和胚乳发育的影响

[目的]本文旨在探究施硫时期对小麦颖果和胚乳发育的影响。[方法]以‘扬麦16’为材料,研究了播种期、拔节期、孕穗期、开花期各施60 kg·hm~(-2)硫肥对小麦颖果发育形态、胚乳中蛋白和淀粉分布与积累的影响,以不施硫肥为对照。[结果]施硫使小麦灌浆中后期颖果长度、宽度、周长、投影面积和干、鲜质量增加,发育后期颖果投影面积增加了0.5%~18.7%;在孕穗期施硫显著增加胚乳细胞数,相对增加量为92%~97%。胚乳中蛋白体总面积因施硫而增加,而小淀粉粒总面积则降低。施用硫肥提高了籽粒各层蛋白质含量,主要调控皮层和外胚乳中淀粉含量。各施硫时期对籽粒蛋白质和淀粉分布及含量的影响从大到小依次为孕穗期、播种期、开花期、拔节期。[结论]施硫提高胚乳细胞数,增大籽粒库容;提高了灌浆中期蛋白体的比例,有利于成熟籽粒蛋白质的积累,并以孕穗期施硫处理调控效果最好。     

氮素和钾素对小麦籽粒淀粉合成关键酶活性的影响

【目的】阐明氮、钾施肥对小麦淀粉合成关键酶活性的影响。【方法】在大田栽培条件下,以两个品质类型不同的冬小麦品种‘宁麦9号’（弱筋）和‘扬麦10号’（中筋）为材料,研究氮、钾施肥对小麦籽粒中淀粉合成相关酶活性和淀粉含量的影响及其与开花期旗叶氮、钾营养的关系。【结果】与不施氮、钾肥的对照处理相比,氮、钾施肥明显提高了花后籽粒中的蔗糖含量及蔗糖合成酶（SS）、可溶性淀粉合成酶（SSS）和束缚态淀粉合成酶（GBSS）的活性,提高了淀粉产量,但降低了总淀粉和支链淀粉含量,两小麦品种的表现基本一致,其中氮肥的作用大于钾肥,施氮降低了直链淀粉含量,施钾提高了直链淀粉含量,宁麦9号高于扬麦10号。【结论】相关分析表明,氮钾肥料配合提高开花期旗叶氮、钾营养并维持适宜的氮/钾比,是氮、钾施肥提高籽粒SSS和GBSS活性,进而促进小麦籽粒淀粉合成、改善籽粒品质的主要生理因素。施钾提高两小麦品种GBSS活性是直链淀粉含量提高的酶学基础。较高的SS、SSS和GBSS活性是弱筋品种宁麦9号较高淀粉含量的酶学保障。     

不同水稻基因型籽粒产量与品质的生态变异研究

以日本和国际水稻研究所的9个水稻品种为材料,分别以武香粳9号和两优培九为对照,在江苏南京和云南丽江研究了不同水稻基因型的产量和品质特性及其生态变异性。结果表明,丽江点水稻产量显高于南京点,丽江点单位面积穗数极显高于南京点,其他构成因素在两生态点间差异较小。通径分析表明,每穗颖花数是限制丽江点水稻产量的主要因素,南京点是有效穗数。基因型、生态环境及其互作均对产量和产量构成因素及稻米品质性状有显或极显的影响,稻谷产量、穗数和结实率主要受生态环境的影响,每穗颖花数受基因型控制,千粒重受基因型或环境的独立影响;糙米率、整精米率主要受生态环境的调控,直链淀粉含量、碱消值和蛋白质含量主要受基因型控制,垩白米率受基因型和基因型环境互作的共同调节。丽江点整精米率和直链淀粉含量较高,垩白米率和糊化温度偏低,表明丽江点稻米品质稍优于南京点。     

不同小麦品种苗期对混合形态氮素营养的反应

采用水培方法研究了不同基因型小麦对不同NH 4/NO-3 混合比例营养的反应。结果表明 ,增铵营养对 40个基因型小麦的早期生长均有促进作用 ,但各个基因型的表现不尽一致。与单一NO-3 营养相比 ,增铵营养显著提高了茎干重、总干重、单株分蘖数、叶片叶绿素含量、植株氮含量和氮积累量 ,但对根干重没有影响。营养液中 2 5 %～ 5 0 %的NH 4比例对植株生长更为有利。与单一NO-3 营养相比 ,单一NH 4营养下植株的叶绿素含量和氮含量较高 ,但茎干重、总干重、单株分蘖数和氮积累量较低。分析表明 ,植株在增铵营养中干物质积累的增加与单株分蘖数和氮积累量相关。     

小麦栽培管理知识模型系统的设计与实现

在总结、归纳和提炼小麦栽培理论与技术的研究成果和知识积累的基础上，运用系统学方法和结构化途径，建立了具有时空适应性的小麦栽培管理动态知识模型系统，用于确定不同环境条件和生产系统下的小麦生育特征及栽培管理技术方案，系统包括：产量水平与产量结构、主要品质指标、品种类型、播种期、基本苗、播种量、适宜生育期；主要生育期的茎蘖数、叶龄、叶面积指数、生物量等动态指标；有效叶面积率、高效叶面积率和粒叶比等源库指标；氮、磷、钾肥料运筹及主要生育期的水分管理等。本系统克服了传统作物栽培模式与专家系统的地域性强和广适性差的不足，从而为实现作物栽培管理的定量化和信息化奠定了基础。     

拔节至成熟期遮荫对小麦籽粒高分子量麦谷蛋白亚基积累及GMP含量的影响

 【目的】高分子量麦谷蛋白亚基（HMW-GS）和麦谷蛋白大聚合体（GMP）含量是反映小麦籽粒品质的重要性状,本试验研究拔节到成熟期遮荫对2个含相同HMW-GS亚基类型（7+8、2+12）小麦品种胚乳HMW-GS积累动态和GMP含量的影响。【方法】采用SDS-PAGE电泳和切胶比色的方法,对遮荫条件下小麦籽粒中HMW-GS亚基进行定量分析。【结果】遮荫使HMW-GS的起始形成时间提早,18%和25%重度遮荫处理缩短各亚基和总亚基快速积累期,并降低灌浆后期积累速度,成熟期单粒总HMW-GS积累量低于对照,但成熟期籽粒HMW-GS和GMP含量高于对照。轻度遮荫（10%）延长了籽粒HMW-GS快速积累期,亚基积累量和含量均高于对照。【结论】遮荫处理影响小麦籽粒HMW-GS积累,但其效应与遮荫强度有关。     

氮肥基追比对啤酒大麦花后叶片光合特性、干物质分配及产量的影响

在江苏南京和盐城两生态点研究总施氮量为225 kg·hm-2条件下,氮肥基追比对苏啤3和单2两个大麦品种花后叶片光合特性、干物质分配及产量的影响.结果表明:大麦花后叶片净光合速率、叶面积指数、花后干物质转运量及对籽粒贡献率均随着氮肥基追比先升高后降低,在氮肥基追比为7∶3时达到最大.大麦籽粒产量亦呈现相同的趋势,以氮肥基追比7∶3处理的产量最高.进一步分析表明,采用合理的氮肥基追比、保持花后较高的光合速率有利于提高花后干物质积累和再分配,最终提高籽粒产量.