中国粮食主产区参考作物蒸散量演变特征与成因分析

在全球变暖的背景下,参考作物蒸散量（reference crop evapotranspiration,ET0）的改变及其空间分布势必对中国粮食主产区农业水资源规划、农业用水管理等产生重要影响。本文将中国粮食主产区划分为温带湿润半湿润地区（I区）、温带干旱半干旱地区（II区）、暖温带半湿润地区（III区）和亚热带湿润地区（IV区）4个子区域,基于粮食主产区265个站点1961-2013年53a气象数据,采用FAO-56 Penman-Monteith公式计算各站点逐日ET0,利用ArcGIS空间插值、Mann-Kendall趋势检验、敏感性分析和贡献率分析等方法,对该区域ET0的时空分布规律及其成因进行分析。结果表明：（1）近53a来,中国粮食主产区年均ET0为878.9mm,整体呈显著下降趋势,速率为0.47mm·a^-1（P＜0.05）,I、II区和IV区年均ET0分别为741.8、1079.8和924.2mm且均有所减小,但变化趋势并不明显,III区年均ET0为940.2mm,呈极显著下降趋势,速率为1.21mm·a^-1（P＜0.01）。（2）全区及I-IV区ET0最敏感气象因子均为相对湿度,其敏感系数分别为-1.060、-1.232、-0.784、-1.114和-1.009。（3）全区及I-III区对ET0变化贡献最大的气象因子为风速,IV区为相对湿度。（4）风速的减小是造成粮食主产区全区及I-III区ET0减小的首要原因,风速减小和日照时数缩短是造成IV区ET0减小的主要原因。     

Irrigation and Zn fertilizer management improves Zn phyto‐availability in various rice production systems

Zinc (Zn) is an important micronutrient for rice (Oryza sativa L.) production and its deficiency has been observed in various production systems. High grain Zn concentration is equally important for high rice yield and human health. In this work, the effects of Zn fertilization on seedling growth, grain yield, grain Zn concentration, and their association with root traits were studied under alternate wetting and drying (AWD), aerobic rice (AR), system of rice intensification (SRI), and continuous flooding (CF). Zinc fertilization (15 kg ha^?1) improved nursery seedlings chlorophyll and Zn concentrations, root length, and number of roots with highest values observed in CF. At harvesting, maximum plant height, panicle length, total and panicle bearing tillers, and kernel yield were found with Zn addition in AWD and CF rice systems. Mid season drainage provided at maximum tillering and Zn fertilization increased its concentration in leaves, culms, panicles, and grains under CF and AR at physiological maturity. Most of Zn applied was allocated into culms and panicles, nevertheless, a significant increase in grain Zn concentration was also observed in all production systems. Association of leaf Zn with grain Zn concentration was stronger than with culm and panicle Zn. The results indicate that Zn application after rice nursery transplanting is more important for grain Zn enrichment in all rice systems than for increase in grain yield in all systems except AWD where grain yield was also increased. More grain yield in CF and AWD as compared to SRI and AR can also be attributed to decreased spikelet sterility and to better Zn phyto‐availability in these rice systems at physiological maturity.     

红外光谱技术在淀粉粒有序结构分析中的应用

傅里叶变换红外光谱技术(FTIR)可用于研究淀粉粒的有序结构,包括透射模式和衰减全反射模式2种。本文探讨不同去卷积设置条件对FTIR波谱的影响,并分析FTIR在淀粉粒有序结构分析中的应用。研究结果表明,不同去卷积设置对FTIR波谱和相关峰强度影响较大,以半峰宽19 cm^-1和增强因子1.9的设置对FTIR原始波谱去卷积,获得的结果较好。天然淀粉晶体类型不同,其FTIR波谱有差异,表现在马铃薯和山药淀粉的衰减全反射FTIR波谱相似,与水稻淀粉明显不同;水稻和马铃薯淀粉透射FTIR波谱相似,与山药淀粉明显不同。淀粉中的水分含量影响衰减全反射FTIR波谱,当水分含量超过60%时,对波谱分析结果基本没有影响。酸水解优先降解淀粉粒无定形区的结构成分,提高淀粉粒的有序度。淀粉葡糖苷酶水解淀粉对淀粉粒外部区域的有序度影响不大,但明显提高整个淀粉粒的有序度。不同品质稻米淀粉的衰减全反射FTIR波谱相似。上述研究结果为应用FTIR分析淀粉粒有序结构提供重要的参考作用。     

化肥施用对中国粮食产量的贡献率分析——基于主成分回归C-D生产函数模型的实证研究

施肥是农业持续发展的重要措施,施用化肥对中国粮食安全的保障作用是投入其他生产要素所不能替代的,掌握化肥的增产效应从指导农业生产及确定科学有效的施肥方案方面来说,都具有重要的理论与实践意义。分析了化肥施用量与粮食产量之间的关系,选取粮食作物播种面积、农用机械总动力、有效灌溉面积、化肥施用量和农业从业人员为中国粮食产量的影响因素,采用主成分回归C-D生产函数模型,计算了化肥投入对粮食增产的弹性及贡献率。结果表明：化肥施用与粮食产量之间存在较强的正相关关系;1978—2010年间化肥投入对粮食产量增长的弹性值为0.18,贡献率达20.79%,化肥对粮食增产的弹性和贡献与以往的研究结果相比略有下降,单位质量化肥投入带来的实际粮食产量增加量有所减少,但化肥投入仍是影响粮食产量增长的重要因素。     

储藏物冷却机在高温高湿区高大平房仓的应用

选用功率较小的储藏物冷却机与负压通风相结合,对福建漳州地区的粮面压盖稻谷仓进行降温冷却,通过改变粮面压盖方式实现冷却的均匀性和彻底性.累计运行时间112.7 h,降温3.3℃,水分变化为0.1％,达到了保水降温的效果.运行期间的降温单位能耗为0.47 kW·h/℃·t,符合《谷物冷却机低温储粮技术规程》的规定,结束降温后粮面压盖延缓了粮温复温.     

贮藏方式对4种药食两用植物种子萌发的影响

为探明4种药用植物种子萌发特性和解除休眠的最佳贮藏条件,4种药食两用植物包括野甘草(Scoparia dulcis)、车前(Plantago asiatica)、土人参(Talinum paniculatum)和鳢肠(Eclipta prostrata)种子进行30天的室温干燥贮藏、15℃暖层积、4℃低温层积和0℃冰冻贮藏,测定其萌发率和萌发速度。结果显示,4种植物种子扩散时活性极高(＞96%),土人参和鳢肠种子扩散时的萌发率分别为94%和98%,野甘草和车前种子扩散时萌发率不足30%。野甘草种子经过室温干燥贮藏(25℃：70.67%;25/15℃:26%)和15℃暖层积(25℃：82%;25/15℃:31.33%)其萌发率显著高于贮藏前(24-26%)、4℃低温层积(0.67-12%)和0℃冰冻贮藏(0-8%)的种子。经过4℃层积的车前种子萌发率(34%)显著大于贮藏前(29%)、室温干燥贮藏(16.7-18.7%)、15℃暖层积(11.3-13.3%)和0℃冰冻贮藏(0-0.6%)的种子。野甘草和车前种子在成熟时有较低萌发率,具有一定程度休眠;土人参和鳢肠为非休眠种子;室温干燥储藏和15℃暖温层积有效破除野甘草部分种子休眠、4℃低温层积可破除车前部分种子休眠,提高萌发率、加快萌发速度。     

覆膜、沟垄作对旱作农田玉米产量和水分利用的叠加效应

为了揭示黄土高原半干旱区玉米(Zea mays L.)种植中覆膜、沟垄作的增产作用和水分利用特征, 布设大田定位试验, 包括全覆膜沟垄作、全覆膜平作、半覆膜平作和不覆膜平作4个处理。结果发现, 连续3个平水年中, 全膜沟垄作集成了全覆膜与沟垄作的优点, 产生明显的叠加效应, 较半膜平作分别增产2282.9、2460.2和2765.5 kg hm^-2, 增产率为32.3%、49.8%和46.5%。其中, 全覆膜的贡献分别为59.3%、90.3%和20.9%, 沟垄作的贡献分别为40.7%、9.7%和79.1%。叠加效应中全覆膜与沟垄作对产量的贡献呈此消彼长态势, 连作前两年, 全覆膜的作用大于沟垄作, 连作第3年, 沟垄作的作用大于全覆膜。玉米的水分利用效率, 全膜沟垄作较半膜平作的增幅为10.6%~25.2%。在同等降水条件下, 全覆膜沟垄作、全覆膜平作处理播前土壤贮水量较不覆膜平作增幅分别达6.3%~15.1%和3.5%~11.5%。收获期土壤贮水量明显低于不覆膜平作, 降幅达6.0%~12.9%和4.7%~7.5%。随着连作年限的增长, 土壤贮水量呈递减趋势, 连作第2、第3年收获期全覆膜沟垄作、全覆膜平作较连作开始土壤贮水量分别降低37.1%、44.0%和35.5%、40.9%, 连作第2年全覆膜沟垄作在50~200 cm出现干燥化现象, 第3年各处理30~200 cm土层均出现干燥化现象。综上所述, 全覆膜沟垄作具有明显的增产和提高水分利用效率的作用, 但其较高的产量以高耗水为代价, 在连续低降水条件下, 3年玉米连作会导致土壤干燥化, 存在生态安全风险。     

绿色超级稻品种的农艺与生理性状分析

探明绿色超级稻的农艺与生理性状,对于培育和选用绿色超级稻品种有重要意义。本研究以4个绿色超级稻品种为材料,1个超级稻品种和1个非超级稻品种为对照,观察了绿色超级稻的农艺与生理表现。结果表明,与对照品种相比,绿色超级稻品种具有较高的产量和氮素利用效率。绿色超级稻品种较高的产量得益于总颖花数和结实率的同步提高,较高的氮素利用率主要在于较高的植株氮素籽粒生产效率(氮素内部利用效率)。绿色超级稻具有较高的茎蘖成穗率和粒叶比,抽穗期较高的糖花比,灌浆期较高的作物生长速率、净同化率、根系氧化力和茎中同化物向籽粒的运转率和成熟期较高的收获指数。这些性状与产量及植株氮素籽粒生产效率均呈极显著的正相关。建议将上述性状作为培育和选用绿色超级稻品种的参考指标。     

中期种质库贮藏下真空和非真空包装普通小麦种子的衰老特性及寿命差异

为了解低温中期种质库[(−2±2)℃]贮藏下普通小麦种子的衰老或存活特性及贮藏前环境相同的同一基因型种子在真空密封和非真空包装保存中的种子寿命差异,探讨低温中期种质库延长种子寿命的适宜种子包装方式,分析了两种包装的89份普通小麦种子保存11年的存活分布、衰退率(1/σ)、初始质量(K_i)、平均寿命(P₅₀)和贮藏寿命(log σ)。结果表明, 两种包装89份种子的衰老或存活频率均符合正态分布,但是部分基因型种子的衰退率和寿命因不同包装而出现差异。贮藏前环境及种子水分相同的同一基因型种子,真空密封保存较非真空贮藏显著衰老的比例小、程度轻,因而真空密封贮藏更利于维持种子寿命。虽然真空密封保存的种子较非真空贮藏的种子K_i值高,但并不支持K_i值是种子初始质量或潜在种子寿命的假设。     

簇毛麦1V染色体的传递及品质效应分析

簇毛麦是小麦的一个野生近缘种,小麦-簇毛麦1V异附加系和异代换系的蛋白质含量和沉降值均高,将簇毛麦1V染色体的优质基因导入普通小麦,进一步创造小麦-簇毛麦1V染色体易位系是小麦品质改良的有效途径.以小麦-簇毛麦1V异染色体系材料为基础,用普通小麦连续回交,结合原位杂交和PCR标记鉴定方法,分析1V染色体以及1V结构变异...