生育约束型直播水稻生育特征与稳产关键技术

随着农村优质劳力减少和劳动力成本攀升以及农业规模化经营的发展,直播水稻作为一种轻简化的种植技术应用面积不断扩大。因此,促进直播水稻稳产与增产对保证中国粮食安全具有重要意义。根据我国南方多熟制地区直播水稻生产特点,笔者提出了生育约束型直播水稻的概念,即受前茬作物的影响,直播水稻较移栽水稻播种晚,全生育期缩短,温光资源利用减少,加上前茬秸秆全量还田和短农耗期内粗放或半粗放化整地播种,造成种子和苗期都处于多种逆境下,显著制约了水稻的正常出苗与生育,使水稻产量不高不稳。这种生育约束型直播水稻在生产上应用已较为广泛,制约了大面积平衡增产。为此,有针对性地探究了生育约束型直播水稻稳产栽培途径,选用江苏代表性的穗粒兼顾型粳稻品种,在大面积有代表性的简化耕作播种条件下,通过设置基本苗量120万/hm ²、240万/hm ²和360万/hm ²处理,分别代表分蘖为主成穗型、主茎分蘖成穗并重型、主茎成穗型3种栽培途径,系统比较研究各类型水稻群体光合物质生产特征、产量与品质特征,初步认为“适当增加基本苗,增加主茎成穗比例,以主茎成穗为主,通过足量主茎穗数产出较高群体颖花量,在生育中后期积累更多的干物质量”是利于生育约束型直播水稻稳产增效的有效栽培途径。本文中还介绍了生育约束型直播水稻稳产栽培关键技术,并对合理发展直播水稻提出了建议。     

不同日产量类型机插杂交籼稻的氮素吸收利用特性

【目的】 明确不同日产量类型机插杂交籼稻的氮素吸收利用特性,为西南稻区中籼杂交稻机插高产栽培和品种选育提供理论和实践依据。 【方法】 以西南稻区的20个中籼杂交稻品种为材料,依据日产量将供试品种聚类为高日产、中日产和低日产3个类型,进而研究了不同日产量类型机插杂交籼稻间的氮素积累、分配、转运及氮素生产利用效率的差异及其与日产量的关系。【结果】（1）不同日产量类型机插杂交籼稻间氮素积累特性差异明显。较中日产和低日产类型,高日产类型机插杂交籼稻在拔节前（播种—拔节期）具有较低的氮素积累比例,但其能有效提高拔节期和齐穗期各器官及植株含氮量,成熟期穗部和植株含氮率,以及2017年拔节—齐穗阶段的氮素积累量和2018年齐穗—成熟阶段氮素积累速率,进而提高全生育期氮素积累速率,使全生育期植株氮素积累量分别增加了3.70%—5.97%和16.57%—18.63%。（2）高日产类型机插杂交籼稻具有较高的齐穗期茎鞘和成熟期穗部氮素分配比例,以及较低的成熟期叶片氮素分配比例,其地上部营养器官（特别是茎鞘）氮素转运量明显高于中日产和低日产类型。（3）低日产类型机插杂交籼稻显著提高了氮素干物质生产效率,而高日产类型则能有效提高氮素收获指数和偏生产力。（4）相关分析表明,随日产量增加,各生育时期植株含氮率,拔节—齐穗阶段植株氮素积累量和积累速率,齐穗期茎鞘氮素分配比例和氮素偏生产力均显著增加,拔节前氮素积累比例、成熟期叶片氮素分配比例和氮素干物质生产效率均显著降低。【结论】整体看来,拔节—齐穗阶段植株氮素积累速率快、积累量大,齐穗期茎鞘和成熟穗部氮素分配比例高,可作为高日产类型机插杂交籼稻的氮素吸收利用特征指标。     

甘薯病毒病发生关键因素研究

【目的】 明确甘薯种薯携带的病毒种类与苗期病毒病发生率和严重度之间的关系,以及甘薯田烟粉虱发生量和带毒率与种薯带毒率之间的关系,建立甘薯苗期病毒病预测预报方法和种薯质量早期预警技术,为甘薯无病毒种薯生产和病毒病防控提供理论依据。【方法】 利用PCR和RT-PCR方法对随机采集的不同来源的甘薯种薯进行病毒检测,检测的病毒种类包括马铃薯Y病毒属（Potyvirus）的甘薯羽状斑驳病毒（sweet potato feathery mottle virus,SPFMV）、甘薯病毒C（sweet potato virus C,SPVC）、甘薯病毒G（sweet potato virus G,SPVG）、甘薯潜隐病毒（sweet potato latent virus,SPLV）和甘薯病毒2（sweet potato virus 2,SPV2）,毛形病毒属（Crinivirus）的甘薯褪绿矮化病毒（sweet potato chlorotic stunt virus,SPCSV）和黄瓜花叶病毒属（Cucumovirus）的黄瓜花叶病毒（cucumber mosaic virus,CMV）以及甘薯双生病毒（sweepoviruses）等我国甘薯上常见的8类主要病毒。然后对检测的种薯进行育苗,出苗后调查薯苗的发病情况,分析种薯携带的病毒种类与苗期病害严重度之间的关系。2018年和2019年分别在河南、宁夏和陕西等地设置试验点,种植背景相同的甘薯品种商薯19原原种苗和脱毒试管苗,在甘薯生长期,采用黄板诱虫法调查各试验点烟粉虱发生量并采集烟粉虱活体,检测烟粉虱SPCSV带毒率。种薯收获后,随机取样对种薯SPCSV带毒率进行检测,分析甘薯田烟粉虱发生量和带毒率对种薯带毒的影响。【结果】 在检测的665块甘薯种薯中,有463块种薯携带病毒,育苗后有333块种薯的薯苗表现出叶片黄化、明脉、皱缩和植株矮化等病毒病症状。当种薯携带一种或多种马铃薯Y病毒属病毒时,薯苗病毒病症状主要为0—1级（其中,0级占60.6%;1级占31.8%）;当种薯携带甘薯双生病毒或甘薯双生病毒与马铃薯Y病毒属病毒的组合时, 薯苗病毒病症状主要为0—1级（其中,0级占55.3%;1级占32.9%）;当种薯携带SPCSV时,苗期病毒病症状显著加重,特别是当种薯同时携带SPCSV与马铃薯Y病毒属病毒时,薯苗显症率为100.0%,症状主要为3—9级（其中,3级和5级占49.0%、7级和9级占51.0%）。连续2年田间试验结果表明,甘薯田烟粉虱发生量和带毒率与种薯带毒率密切相关,回归方程为Y=9.628X₁+0.008X₂+6.537,R²=0.914,其中,Y为种薯SPCSV的带毒率,X₁为烟粉虱带毒率,X₂为烟粉虱发生量。【结论】 种薯携带SPCSV是苗期病毒病严重发生的关键因素,当种薯同时携带SPCSV与马铃薯Y病毒属病毒时,薯苗病毒病显症率和严重度显著增加。甘薯田烟粉虱发生量和SPCSV带毒率与种薯带毒率密切相关,烟粉虱是影响种薯携带SPCSV的关键因素。     

4种中药复方对长江鲟幼鱼抗氧化和抗应激指标的影响

【目的】探讨不同中药复方对长江鲟幼鱼抗氧化和抗应激指标的影响,筛选能有效提高长江鲟幼鱼免疫力及抗病力的中药复方,为中药在长江鲟养殖生产中的推广应用提供参考依据。【方法】将17味中药按照中药配伍理论设计4种中药复方,分别是复方I（鱼腥草:金银花:大黄:茯苓:甘草︰黄芪=3:3:1:2:1:2）、复方II（板蓝根:大黄:五加皮:党参=3:3:4:3）、复方III（金银花:杏仁:贯众:大青叶:山豆根:桔梗=3:2:2:2:3:2）、复方IV（黄芪:黄柏:甘草:山楂:五味子:大黄:党参=3:3:1:2:2:2:2）,以不添加中药为对照组,按0.5 g/kg的添加量进行长江鲟幼鱼饲喂试验,并于第7和第14 d采集血样测定各项血清生理指标。【结果】与对照组相比,复方I组和复方II组可不同程度地提高长江鲟血清超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）、过氧化物酶（POD）、碱性磷酸酶（AKP）活性及总抗氧化能力（T-AOC）、热休克蛋白70（HSP70）含量,降低丙二醛（MDA）含量,但仅部分指标差异达显著水平（P<0.05,下同）;复方III组和复方IV组可明显提高长江鲟血清SOD、CAT、GSH-Px、POD、AKP活性及T-AOC,降低MDA和皮质醇（COR）含量,且大部分指标与对照组的差异达显著水平。相关分析结果表明,SOD活性与GSH-Px活性及T-AOC、POD活性与GSH-Px活性呈极显著正相关（P<0.01,下同）,POD活性与SOD活性、CAT活性及T-AOC呈显著正相关,SOD活性与COR含量、T-AOC与COR含量呈极显著负相关,GSH-Px活性与COR含量、T-AOC与MDA含量呈显著负相关。【结论】在基础饲料中添加适宜的中药复方对长江鲟幼鱼抗氧化和抗应激能力有显著促进作用,尤其以复方III（金银花、杏仁、贯众、大青叶、山豆根、桔梗）和复方IV（黄芪、黄柏、甘草、山楂、五味子、大黄、党参）的效果最佳,可有效缓解长江鲟幼鱼机体面临的应激反应,达到保护效果。     

ROUTE DEVELOPMENT,ANTIVIRAL STUDIES,FIELD EVALUATION AND TOXICITY OF AN ANTIVIRAL PLANT PROTECTANT NK0238

• Developed a two-step synthetic route to anti-plant-virus candidate NK0238. • NK0238 exhibited a broad antivirus spectrum in greenhouse. • NK0238 showed comparable antivirus activities as controls in field trials. • NK0238 was safe to birds, fish, bees and silkworms. • NK0238 has a very good prospect in commercial development. It has previously been shown that tryptophan, the biosynthesis precursor of Peganum harmala alkaloids, and its derivatives have anti-TMV activity both in vitro and in vivo. Further exploration of this led to the identification of NK0238 as a highly effective agent for the prevention and control of diseases caused by plant viruses, but the existing routes are unsuitable for its large-scale synthesis. This study optimized a route for two-step synthesis of this virucide candidate via reaction of l-tryptophan with triphosgene to produce l-tryptophan-N-carboxylic anhydride, which then reacts with n-octylamine to give NK0238 at up to 94% yield and nearly 97% HPLC purity. In addition, the route was used for the preparation of NK0238 on a>40 g scale permitting further assessment of its antivirus activity in the greenhouse and field experiments, and toxicity tests. NK0238 exhibited useful antiviral activities against a variety of viruses both in greenhouse and field experiments. The toxicity tests showed that NK0238 was not acutely toxic to birds, fish, honey bees and silkworms. The optimized route provides a solid foundation for its large-scale synthesis and subsequent efficacy and toxicity studies, its excellent activity and safety make NK0238 a promising drug candidate for further development.     

减施氮肥对芝麻农艺性状、光合特性及产量的影响

为研究减施氮肥对芝麻农艺性状、光合及产量的影响,以郑太芝4号为试验材料,在大田设置不施氮肥（N0）、减施氮肥（75 kg·hm^-2,N1）、常规氮肥（150 kg·hm^-2,N2）和高施氮肥（225 kg·hm^-2,N3）共4个处理,系统研究不同处理下芝麻在苗期、现蕾期、初花期、盛花期、终花期和成熟期植株叶片的光合特性及收获期的农艺性状和产量、品质等。结果表明,与N2处理相比,N1处理的主茎果轴长度、单株蒴数、单蒴粒数、千粒重无显著变化;株高显著下降;单株产量略微增加,但未达到显著水平;经济系数增加6.10%。N0处理的株高、主茎果轴长度、单株蒴数、单蒴粒数、千粒重、单株产量和经济系数较N2分别显著降低15.89%、12.70%、25.67%、6.38%、10.00%、40.15%和16.43 %。从干物质积累来看,N1处理的根干重、叶干重、茎干重、蒴果皮干重、总干物质重和粒蒴比与N2处理差异不显著;N0处理的根干重、茎干重、蒴果皮干重、总干物质和粒蒴比重较N2分别显著降低19.40%、25.40%、28.40%、27.57%和9.83%。从光合特性来看,N1处理的净光合速率（net photosynthetic rate,P_n）、蒸腾速率（transpiration rate,T_r）、水分利用率（water use efficiency, WUE）、气孔导度（stomatal conductance,G_s）和胞间CO₂浓度（intercellular CO₂ concentration,C_i）与N2处理差异不显著;N0处理的P_n和WUE分别较N2处理降低8.15%和8.52%。综上所述,氮肥减施50%对芝麻农艺性状、产量性状及光合特性无显著影响,为芝麻高产、高效栽培提供了理论指导与技术支撑。     

联合式前胡收获机设计与试验

针对丘陵山区前胡收获工作效率低、劳动强度大、无专用机型等问题,设计了一款联合式前胡收获机。在阐述前胡收获机整机结构和工作原理的基础上,结合前胡收获农艺要求,对挖掘装置、输送装置的结构及工作参数进行了理论分析与结构设计,确定收获机挖掘装置和输送装置的结构与工作参数。对振动装置、分离装置工作过程的临界状况进行受力分析,确定收获机振动筛和圆筒筛工作参数范围。以工作效率、损失率、损伤率和含杂率为指标,对收获机样机进行了田间试验。结果表明：收获机以最小前进速度0.8 m·s^-1和最大前进速度1.2 m·s^-1作业时,工作效率分别为0.19和0.28 hm²·h^-1,损失率分别为3.56%和3.62%,损伤率分别为2.83%和2.79%,含杂率为3.28%和3.67%。前胡收获机各项工作指标符合行业标准。研究结果可为根茎类作物收获机械的设计提供参考。     

基于接触摩擦特性的清管器清洁能力评价方法

基于三维有限元数值模拟方法,从密封元件的接触摩擦特性出发,创新性地提出一种清管器清洁能力评价方法。利用ANSYS软件建立两种常见形式的清管器在水平直管内运行的三维有限元模型,并通过现场试验对其准确性进行验证。通过分析计算结果,分别对不同摩擦工况下的两种清管器的清洁能力进行对比。研究结果表明:接触摩擦因数对清管器在运行过程中的密封紧密度、切向刮擦力、有效清洁面积均存在影响,随着摩擦因数的增加,清管器密封元件的切向刮擦力增大,而接触紧密度和接触面积减小。在相同摩擦工况下,当密封元件材料和过盈量相同时,直板型清管器的密封紧密度和刮擦力均优于皮碗型清管器;然而在运行相同距离的情况下,皮碗型清管器所能产生的有效清洁面积大于直板型清管器。根据待清洁管道内的杂质类型来合理选择清管器种类可以有效发挥其清洁能力,提高清洁效率。     

基于缩节胺调控的免打顶棉花群体结构及产量分析

【目的】基于缩节胺调控的免打顶研究棉花农艺性状、冠层结构、光分布及产量的变化规律,为棉花轻简化栽培提供依据。【方法】选用对缩节胺相对敏感的品种新陆早67号(P₁)、Z901(P₂)、Z903(P₃)和澳棉sic75(P₄)为试验材料,采用缩节胺调控的免打顶方式,以人工打顶为对照(新陆早60号,CK),测定棉花农艺性状、冠层结构、透光率、干物质累积与分配及产量等指标。【结果】与人工打顶相比,免打顶棉花株高、果枝数和叶龄均显著增加,其中P₂株高、果枝数增幅均最大,分别达到了45.2%和100%;P₃叶龄的增幅较大,为39.4%。P₁叶面积指数峰值最大,P₂在达到峰值后降幅最小,仅19.6%;P₁冠层开度谷值最小,P₃在达到谷值后增幅最小;P₂叶倾角峰值最大,比CK高3.4%,P₃叶倾角峰值最小,仅比CK高0.91%。冠层各部位透光率在生育后期均表现为增加的趋势,以P₄上部透光率增幅最大,达到了27.1%,P₃增幅最小,仅为10.7%,P₂中部透光率增幅最大,达到了28.3%、P₄增幅最小,仅为14.6%,P₃下部增幅透光率增幅最大,达到了23.9%,P₄增幅最小,仅4.0%;P₃生殖器官和营养器官干物质量比例最大,达到了2.2∶1,P₁次之,为2.1∶1,但单株总干物质量累积增加最大,为81.9 g/株。P₁和P₃籽棉产量与CK相比差异不显著。【结论】选用对缩节胺敏感的棉花品种新陆早67号和Z903,于出苗、两叶一心、头水前、二水前、7月5日、7月12日前后分别喷施缩节胺(45+30+30+30+120+150)g/hm²,全程调控替代人工打顶,在不显著降低棉花产量的基础上,可降低生产成本46%,增加植棉效益。     

中国杨树上的栅锈菌

杨树锈病是一类重要的林木病害,因其病原菌的种类较多,且病害症状及病原形态上的差异不够明显,导致栅锈菌种类鉴定混乱和病原准确认知困难。在分析国内外栅锈菌分类学历史与现状的基础上,从杨树栅锈菌的形态学及系统学2个方面对中国杨树上的栅锈菌种类进行整理,并详细阐述8种栅锈菌在寄主及转主寄主、繁殖体及孢子形态上的差异,编制中国杨树栅锈菌的分种检索表,以期加深对该病原菌的科学认知。