不同农业气候区域小麦施肥效应模拟及其双标图分析

分析了山西省278个试验点的农业气候区域及其不同土地肥力的小麦施肥试验数据,收集了10 a(2001—2011年)逐日天气资料以及土壤资料,并将这些数据输入CERES─Wheat小麦生长模拟模型,用试错法确定各农业气候区域及其不同土地肥力下小麦品种的遗传参数。将调好的遗传参数、逐日天气资料、土壤资料、施肥处理等输入CERES─Wheat模型,模拟山西省8个农业气候区域及4个土地肥力等级的小麦施肥效应,并对试验结果进行双标图(GGEbiplot)分析。用图解法分别建立了山西省农业不同气候区域及不同土地肥力小麦施肥增产效应模式、产投比模式、施肥利用率模式,旨在揭示不同施肥处理间和不同区域及不同地力间的增产效应和产投比差异,提出合理的施肥方案。     

专家系统在我国农业上的应用现状、存在问题和发展趋势

本文从我国的实际出发,列举专家系统在我国农业中各个方面的应用情况和存在的显著问题,提出了解决问题的办法并展示了更为广阔的发展前景。     

小麦遥感估产研究进展与发展趋势

对国内外小麦遥感估产研究进行了全面的回顾,探讨了遥感技术在小麦种植面积提取、长势监测和模型构建上的应用,并提出了今后的研究方向和发展趋势.     

水分胁迫及复水对达乌里胡枝子酶促防御系统影响

选用来自山西的6个生态型达乌里胡枝子(Lespedeza davurica)在干旱胁迫和复水后,研究植物叶片含水量、膜脂过氧化物和保护酶活性变化来探索不同生态型达乌里胡枝子在水分胁迫下和复水后酶促防御系统与抗旱性关系。结果表明:随干旱胁迫时间延长,达乌里胡枝子的叶片相对含水量和植株相对生长率逐渐下降,脯氨酸含量和丙二醛(MDA)含量上升,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性先升高后下降。复水后,各指标均有不同程度恢复,SOD、POD、CAT 3种酶活性比复水前低,而且比对照低,降低幅度最大的是SOD酶,其次是CAT和POD酶。干旱胁迫下,抗旱性强的阳泉、交口生态型MDA积累少,细胞膜受到伤害较轻,3种酶彼此协调保持酶系统的防御能力较强。抗旱性弱的沁水、沁源生态型MDA积累较多,细胞膜受到伤害较重,POD、CAT两种酶相互协调作用,而SOD同POD、CAT协调性较差。6个生态型达乌里胡枝子的抗旱性由强到弱顺序是:阳泉>静乐>太谷>交口>沁水>沁源。     

施用有机肥对谷子产量、品质及经济效益的影响

为研究有机肥对谷子产量、品质及经济效益的影响,采用大田试验,以晋谷57为试验材料,设置不施肥(T0,为对照)、化肥(常规施氮量180 kg/hm²,T1)、有机肥6 250 kg/hm²(T2)、有机肥8 750 kg/hm²(T3)和有机肥11 250 kg/hm²(T4)共5个处理,对比分析不同处理下谷子的产量及产量构成因素、品质和生物活性物质,并进行成本和效益核算,以期为谷子合理施用有机肥和发展有机旱作农业提供技术支撑。结果表明,不同处理下谷子产量为3 025.25～6 265.20 kg/hm²,其中,T3处理产量为6 265.20 kg/hm²,较T0处理显著提高。Pearson相关分析法分析产量与产量构成因素发现,产量与穗长、穗粗、单穗粒质量、单穗质量、千粒质量和出谷率呈极显著正相关。从谷子籽粒品质来看,T1～T4处理均可以改善籽粒品质,T3处理下的蛋白质、脂肪和淀粉含量增幅最高,分别较对照增加1.74%、0.76%和7.28%;T3处理还显著...     

苦荞全生育期芦丁积累与其生物合成途径相关基因表达分析

【目的】探究苦荞全生育期芦丁含量变化与其合成途径关键酶基因和调控因子MYB基因表达量之间的相关性,以期进一步明确苦荞植株体内芦丁生物合成的分子机制。【方法】以九江苦荞为试验材料,整个生育期分别在萌发期、子叶期、真叶期、盛叶期、现蕾期、盛花期、灌浆期和籽粒成熟期共8个时期取材(S1—S8)。采用RT-PCR方法,克隆获得与黄酮类代谢相关的MYB类转录因子基因。采用T-coffee软件进行氨基酸同源序列比对及保守结构域分析。与拟南芥黄酮类代谢相关的MYB转录因子及荞麦同源MYB转录因子序列比对,基于邻近法构建系统进化树;实时荧光定量PCR技术分析芦丁合成途径中5个关键酶Ft CHS、Ft F3H、Ft4CL、Ft FLS-like和Ft UFGT及上述克隆到的MYB转录因子在不同组织中的表达模式。基于高效液相色谱法(HPLC)测定全生育期取材组织的芦丁含量。同时采用相关性分析方法分析不同组织中芦丁含量变化与基因表达模式的相关性。转换上述数据为矩阵,采用欧式距离法构建共表达层次聚类图谱。【结果】克隆到2个MYB类转录因子,即Ft MYB7和Ft MYB9,其核酸序列长度分别为876和912 bp,分别编码291和303个氨基酸残基。氨基酸序列同源性比对分析结果表明,二者均具有典型的R2R3保守结构域,为R2R3类型的MYB转录因子。结合Nr数据库中17个苦荞和3个拟南芥黄酮类代谢相关MYB转录因子同源氨基酸序列构建系统进化树,结果表明这22个基因分成6大类群,其中Ft MYB7属于第II类群,Ft MYB9属于第IV类群,二者分属于不同类群,暗示这2个MYB转录因子可能涉及调控植物生长发育过程中不同功能类型。荧光定量结果显示,Ft MYB7在S3(真叶期)和S5(现蕾期)基因相对表达量最高,达到501和867倍;Ft MYB9在S1(萌发期)和S2(子叶期)相对表达量最高,分别为34和72倍。上述基因表达量与芦丁含量变化模式相关性分析表明,8个生长时期中,Ft4CL、Ft CHS、Ft F3H、Ft UFGT和Ft MYB7相对表达模式与芦丁含量变化幅度呈正相关,其相关系数分别为0.748、0.683、0.704、0.890和0.862。而Ft FLS-like和Ft MYB9与芦丁含量的变化幅度呈负相关,其相关系数分别为-0.442和-0.501。【结论】Ft MYB7和Ft MYB9转录因子在整个生育时期中表达模式存在明显差异。其中Ft MYB7可能在苦荞芦丁积累的过程中起到正调控作用,而Ft MYB9则为负调控作用。     

基于反射光谱的不同播期冬小麦LAI监测研究

为利用遥感技术快速、无损伤监测不同播期冬小麦LAI,通过大田和室内试验,对5个不同播期处理的冬小麦LAI进行了测定,并在此基础上建立了基于反射光谱的不同播期冬小麦LAI监测模型。结果表明,在4个播期处理和一个所有播期组合下所建立的LAI监测光谱模型中,以播期3条件下的PVI(1460,460)和LAI相关性最好,决定系数可达0.8296,播期3是监测冬小麦LAI的最适播期,依此所建立的冬小麦LAI监测光谱模型是可行的。同时,所有播期组合的LAI与PVI(1460,460)也有较高的相关性,说明在此基础上所建立的模型具有较好的普适度,这为冬小麦品质的大尺度遥感监测和小麦生产的宏观管理调控提供理论依据。     

小麦TaMvb2-Ⅱ基因的克隆

为了研究小麦转录因子基因TaMyb2-Ⅱ的功能,利用SalⅠ和SacⅠ双酶切的方法,构建了基因克隆及表达载体PEBV,获得了正义PEBV-35Sp-TaMyb2-Ⅱ-NOSter阳性克隆,实现了TaMyb2-Ⅱ基因的定向克隆。     

冬小麦叶片氮含量的时空分布及光谱监测研究

叶片氮素含量与作物生长密切相关,为明确对氮素响应敏感的叶片位置,比较冠层光谱和叶片光谱预测叶片氮含量的精度,研究基于氮素运筹试验,测定叶片氮含量以及冠层、叶位光谱反射率,分析氮含量与反射率的响应关系。结果表明,冬小麦叶片氮含量随施氮量增加而增加,随生育进程而降低,其中,顶3叶变化幅度最大;孕穗期,各施氮处理含氮量大小趋势基本为顶2叶顶1叶顶3叶,其余时期为顶1叶顶2叶顶3叶,顶2叶对氮素响应也较为敏感;叶片光谱预测不同叶位叶片氮含量PLS模型效果均优于冠层光谱,R2最大达0.810,RMSE为0.242。研究以期为冬小麦氮素研究提供一定的理论依据。     

基于高光谱和HJ-1 CCD的水旱地冬小麦叶绿素含量反演

叶绿素作为绿色植物光合作用的必要组成成分,其含量的高低可反映作物的长势状况。实时监测植物叶片叶绿素含量的动态变化是监测植物长势的重要环节。以山西省闻喜县冬小麦为研究对象,基于高光谱技术和实测数据,对研究区冬小麦拔节期的叶绿素含量进行定量估算,并在此基础上利用卫星遥感数据对冬小麦的叶绿素含量进行反演,以达到仅应用卫星遥感数据估测叶绿素含量的目的。结果表明,水旱地冬小麦叶绿素含量敏感波段在可见光区域不同,在近红外区域一致;水旱地分别以DVI和NDVI为变量所构建的预测模型效果最佳,R2值均达到0.9以上,均方根误差分别为0.470 0和0.458 7;对叶绿素含量反演值与实测值对比分析,水地反演值与实测值大致吻合,而旱地反演值则偏高;采用均方根误差(RMSE)法,检验反演值和实际值的符合度,水地RMSE为0.926,旱地RMSE为1.540。