不同藜麦品种农艺性状、产量及品质分析研究

为了筛选出适合山西省静乐县种植和用于功能食品开发的藜麦资源,以8个不同藜麦品种(品系)为试验材料,采用单因素随机区组设计方法,对农艺性状、千粒重、产量和籽粒营养成分进行了测定。结果表明：不同品种(品系)藜麦的农艺性状、营养成分和产量各不相同,差异明显,‘青白藜1号’花期叶片宽(7.56 cm)和茎粗(1.20 cm)值最大,‘黑16-1’蛋白质(16.10%)、膳食纤维(14.60%)含量最高,脂肪(2.70%)和淀粉(54.10%)含量最低,矿物质(8种)和氨基酸(16种)种类最全;‘青白藜1号’和‘陇藜4号’的产量最高,分别为2940.25 kg/hm²和2805.48 kg/hm²。综上所述,‘黑16-1’适合用作开发功能食品的原材料,‘青白藜1号’和‘陇藜4号’适合在山西省静乐县大面积种植。     

不同覆膜栽培方式对玉米光合特性及产量形成的影响

为探索山西晋中地区获得玉米高产稳产的适宜覆膜种植方式,在大田试验条件下研究了4种覆膜方式对玉米叶面积指数、光合速率、蒸腾速率、气孔导度、叶片水分利用效率及籽粒产量的影响。结果表明：与对照相比,不同覆膜栽培方式均可显著提高叶面积指数、净光合速率、气孔导度和叶片水分利用效率,可显著提高花后叶片的蒸腾速率,从而显著提高产量。其中,起垄膜侧种植方式处理的光合特性最佳,产量最高,较对照提高36.2%。籽粒产量与穗行数呈显著正相关,与穗长、行粒数及百粒重呈极显著正相关;抽穗期、灌浆期和成熟期光合参数与籽粒产量的相关性略高于拔节期和大喇叭口期,说明通过提升花后的光合作用能够更有效地提高作物产量。总之,起垄膜侧种植栽培方式有利于玉米提高光合特性和籽粒产量,是一种适合晋中地区玉米生产的覆膜方式。     

生物菌肥与无机肥配施对藜麦农艺性状、产量性状及品质的影响

为探索适宜晋北地区推广应用的藜麦栽培管理模式,实现藜麦产量和品质提升,本试验选用当地自有品种华青1号,采用单因素完全随机设计,以有机肥和无机肥配施比例为变量,设常规施肥CK (有机肥0 kg hm^-2,尿素和磷酸二胺各450 kg hm^-2)、有机肥和无机肥配施比例T1 (有机肥1500 kg hm^-2,尿素和磷酸二胺各225 kg hm^-2)、T2 (有机肥2250 kg hm^-2,尿素和磷酸二胺各225 kg hm^-2)、T3 (有机肥3000 kg hm^-2,尿素和磷酸二胺各225 kg hm^-2) 4个处理,分析藜麦生育进程、农艺性状的差异,揭示藜麦产量和品质同步提升的农学性状,探求藜麦高产优质适宜的有机无机配施比例。结果表明,生物菌肥与无机肥配施可增加土壤表层有机质含量,降低碱解氮和有效磷含量及土壤pH,显著增加速效钾含量,且随生物菌肥施用量的增加,土壤中有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量提高,pH降低...     

不同覆盖模式对玉米叶片水分利用效率的影响

采用常规耕作（T1）、秸秆覆盖（T2）、起垄覆膜膜侧种植（T3）、起垄无膜（T4）、无垄覆膜（T5）对玉米叶片光合作用和叶片水平上的水分利用效率以及产量和产量构成因素方面进行分析研究。结果表明,玉米叶片的净光合速率（P_n）、蒸腾速率（T_r）、气孔导度（Cond）、胞间二氧化碳浓度（C_i）和水分利用效率（WUE）在不同覆盖模式下均存在显著差异,且起垄覆膜膜侧种植模式下的P_n、Cond和WUE为最大,T_r和 C_i较低。叶片水分利用效率与净光合速率和气孔导度呈极显著正相关,相关系数分别为0.94、0.98;与蒸腾速率和胞间二氧化碳浓度呈显著负相关,相关系数分别为0.92、0.96。 2018 年 T3 处理产量最高,达 10 095 kg/hm²,较 T1、T2、T4、T5 处理分别高 23.18%、0.55%、19.32 %、3.71%;2019年T3处理产量最高,达10 248 kg/hm²,较T1、T2、T4、T5处理分别高21.84 %、12.47%、15.69%、6.03%。     

藜麦茎段组培快繁体系的建立

以藜麦带腋芽茎段为外植体,通过外植体消毒、腋芽诱导、不定芽增殖、生根培养和驯化移栽等过程建立藜麦离体再生体系。结果表明,带腋芽茎段的最佳消毒方案为75%酒精30 s、0.1%HgCl₂ 9 min;腋芽诱导最佳培养基为MS+6-BA 1.5 mg/L+NAA 0.5 mg/L,该培养基条件下,萌芽率为90.0%,芽体饱满;不定芽增殖最适培养基是MS+6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.2 mg/L,该培养基条件下,增殖系数为4.9;最优生根培养基为1/2 MS+IBA 0.5 mg/L,该培养基条件下生根率为76.7%,不定根数量多,根较粗壮;最佳移栽基质为蛭石∶草炭土体积比3∶1,该基质条件下,组培苗移栽成活率可达93.3%、生长高度为2.86 cm。     

休闲期耕作对旱地小麦土壤水分、花后脯氨酸积累 及籽粒蛋白质积累的影响

【目的】研究休闲期不同时间耕作对土壤水分、花后旗叶和籽粒脯氨酸积累、籽粒蛋白质积累的影响,旨在探索休闲期一次性耕作的蓄水保墒技术,为旱地小麦高产、优质提供理论依据。【方法】采用大田试验设定前茬小麦收获后15 d、45 d两个时期,深翻、深松两种耕作方式（以未耕作为对照）,研究其对播前0-300 cm土壤蓄水量,花后旗叶和籽粒脯氨酸含量、谷氨酰胺合成酶（GS）、谷氨酸脱氢酶（GDH）活性动态变化,籽粒蛋白质含量动态变化的影响及花后脯氨酸含量与两种氮代谢酶活性的关系。【结果】休闲期深翻或深松均可提高旱地小麦播前0-300 cm土壤蓄水量,且欠水年效果明显,以前茬小麦收获后45 d深翻效果较好。休闲期耕作降低了花后旗叶脯氨酸含量、花后5-15 d籽粒脯氨酸含量、旗叶和籽粒GDH活性,提高了籽粒GS活性、籽粒蛋白质产量。但耕作时间在不同降雨年型对旗叶GS活性、籽粒蛋白质含量的影响存在差异,在欠水年,休闲期耕作降低了旗叶GS活性、籽粒蛋白质含量;在丰水年,麦收后15 d耕作降低了旗叶GS活性、籽粒蛋白质含量,而麦收后45 d耕作则相反。休闲期耕作条件下,旱地小麦播前土壤蓄水量与籽粒脯氨酸含量的相关性高于与旗叶脯氨酸含量的相关性。前茬小麦收获后15 d耕作条件下,旗叶脯氨酸含量与旗叶GDH活性相关性较大,籽粒脯氨酸含量与旗叶GS活性相关性较大;前茬小麦收获后45 d耕作条件下,旗叶脯氨酸含量与籽粒GDH活性相关性较大,而籽粒脯氨酸含量与两种酶活性无显著相关性。【结论】休闲期耕作有利于蓄水保墒,且欠水年效果较明显,有利于降低花后旗叶脯氨酸含量及灌浆前期籽粒脯氨酸含量,减缓花后小麦干旱胁迫,由于脯氨酸含量与两种氮代谢酶有一定相关性,从而影响籽粒蛋白质积累。休闲期耕作的时间对土壤水分、花后脯氨酸积累、籽粒蛋白质积累有较大的调控效应,且以休闲期等雨后耕作有利于籽粒蛋白质形成,深翻效果较好。     

水稻中2个小分子热激蛋白基因启动子的序列分析及功能鉴定

小分子热激蛋白(small heat shock proteins, sHSP),作为一种分子伴侣,在植物逆境胁迫响应中发挥着重要的作用。本研究克隆了水稻中2个编码小分子热激蛋白的基因 Os16.9A和 Os16.9B, Os16.9A和 Os16.9B编码的150个氨基酸,相似性高达99%。 Os16.9A和 Os16.9B的转录方向相反,2个基因的起始密码之间的距离为2.6 kb,它们的启动子均含有CAAT-box、TATA-box、GATA-box以及与热激等胁迫应答有关的顺式作用元件HSE和ACGT aterd1; Os16.9A的启动子还包含响应冷、干旱应答的顺式作用元件LTRE,这些顺式作用元件呈不对称分布,推测这2个基因间的序列具有双向启动子的功能,且这2个基因可能受胁迫诱导表达。该研究将为进一步研究水稻 Os16.9A和 Os16.9B基因的表达调控及其功能提供参考。     

休闲期深翻覆盖对旱地小麦土壤水分运行及产量与品质形成的影响

为充分利用休闲期自然降水,提高旱地麦田土壤的蓄水保墒能力,达到“伏雨春用”的目的,本研究在山西闻喜县旱地麦田将休闲期耕作与覆盖相结合,采用大田试验方法研究了前茬小麦收获后15d或45d进行深翻,而后立即采取渗水地膜或液态地膜覆盖对旱地小麦土壤水分、产量及其构成、品质形成的影响效果,试图探索旱地小麦蓄水保墒技术新途径。结果表明,前茬小麦收获后45 d深翻较15 d可显著提高麦收后65 d至孕穗期100～300 cm土壤蓄水量,可显著提高播前至孕穗期0～300 cm总土壤蓄水量,且覆盖的蓄水效果可延续至开花期,以渗水地膜覆盖效果较好。前茬小麦收获后45 d深翻覆盖较15 d可显著提高穗数、产量、籽粒蛋白质及其组分含量、籽粒蛋白质产量,且以渗水地膜覆盖效果较好。此外,播前80～200 cm土壤蓄水量与穗数、产量显著相关;播前和开花期120～300 cm土壤蓄水量与籽粒蛋白质及其组分含量、籽粒蛋白质产量显著相关,播前80～280 cm、开花期40～60 cm、100 cm、240～300 cm土壤蓄水量与谷醇比显著相关。总之,休闲期等雨后深翻并采用渗水地膜覆盖有利于提高旱地小麦土壤蓄水量,达到伏雨春用的目的;有利于优化产量结构,提高产量;有利于提高籽粒蛋白质品质,实现优质。     

山西省有机旱作农业发展及水肥高效利用技术研究

山西省地处黄土高原黄河流域,农业生产以雨养和旱作农业为主,发展省域有机旱作农业是当地农业可持续发展的重要方向。在分析梳理山西省有机旱作农业发展现状的基础上,针对省域内年降水量呈逐年下降趋势、集中降水时期与作物需水临界期重合较差、水土流失和风蚀严重等诸多制约因素,提出了适用于有机旱作模式的水肥高效利用措施:从作物生理节水、农业节水、工程节水、地膜覆盖节水等方面提高农田水分利用效率,加强雨水集蓄、耕作保墒、增施有机肥、调亏灌溉等措施的科学合理利用,协调农田可用水、土壤水肥保蓄和供应性能,以水促肥,以肥调水,充分发挥水肥协同效应和激励机制,全面促进粮食安全、农产品安全和农业可持续发展。     

极端年型旱地麦田深松和覆盖播种水分消耗与植株氮素吸收、利用关系的研究

【目的】为明确旱地麦田土壤水分变化与植株氮素吸收利用及产量形成的关系,探索极端年型可采取的耕作蓄水、覆盖播种等应急措施。【方法】2011—2016年于山西运城闻喜县开展大田试验,选取2011—2013、2015—2016 3年降雨量极端年份,在休闲期深松和免耕2个耕作基础上,对全膜覆土穴播、膜际条播、常规条播3类播种方式进行研究,分析极端年型休闲期深松蓄水配套覆盖播种对旱地麦田水分消耗与植株氮素吸收和利用关系的影响。【结果】不同降水年型休闲期深松较免耕,覆盖播种较常规条播,播种—拔节阶段土壤耗水量及其比例降低,拔节—开花和开花—成熟两阶段土壤耗水量及其比例增加,生育期总耗水量增加;各生育阶段吸氮量增加,尤其是拔节—开花阶段吸氮比例;花前各器官氮素运转量及其对籽粒的贡献率增加;深松较免耕显著提高产量16%—30%,覆盖播种较常规条播提高产量13%—28%,同时水分利用效率提高,氮素吸收效率和氮素生产效率显著提高。不同降水年型、深松与否均影响了全膜覆土穴播和膜际条播两播种方式对麦田水分消耗、氮素吸收利用、产量、水分和养分利用效率。丰水年深松条件下,全膜覆土穴播较膜际条播生育期总耗水量增加,拔节—开花阶段吸氮量显著增加,叶片中氮素运转量对籽粒的贡献率显著提高,产量、氮素吸收效率和氮素生产效率显著提高;而欠水年和丰水年在未深松条件下,两覆盖播种间生育期总耗水量差异不显著,膜际条播较全膜覆土穴播花前各器官氮素运转量、茎秆+叶鞘氮素积累量对籽粒的贡献率和花后氮素积累量提高,产量提高、氮素吸收效率也显著提高。此外,丰水年播种—拔节0—120 cm,拔节—开花120—300 cm,开花—成熟180—300 cm土层耗水量与花前各器官氮素运转量和花后氮素积累量相关性达显著或极显著水平;欠水年,播种—拔节0—100 cm,拔节—开花120—240 cm,开花—成熟120—300 cm土层耗水量与花前各器官氮素运转量和花后氮素积累量相关性达显著或极显著水平。【结论】旱地小麦休闲期深松、生育期采用覆盖播种可增加小麦生育期耗水,促进各生育阶段植株对氮素的吸收及运转,从而提高产量、水分和养分效率。休闲期深松条件下,丰水年采用全膜覆土穴播,欠水年采用膜际条播,增产增效明显。