江苏省小麦籽粒蛋白质达标弱筋小麦的适生性分析与评价

【目的】弱筋小麦是制作饼干糕点类食品的原料,其烘烤特性很大程度上取决于蛋白质的质和量。小麦籽粒蛋白质含量（GPC,%）不仅由品种的遗传特性决定,还受到气候、土壤、栽培措施等影响。明确江苏省弱筋小麦适宜种植区域以及其地理、气候影响因素,可为江苏弱筋小麦的种植区划提供理论依据。【方法】在2年江苏省小麦品质抽样调查数据的基础上,利用随机森林算法筛选重要性指标,结合单组率Meta分析及其亚组分析,探究地理位置及气象因子对江苏省小麦籽粒蛋白质含量（GPC）达到弱筋小麦标准可能性的影响。【结果】2个年度江苏省小麦GPC平均值为13.92 %,其中2018年、2019年小麦GPC变幅分别为11.06%—18.09%、10.20%—16.50%,平均值分别为14.52%、13.33%,GPC<12.5%的样品分别占比10%、29.71%。从地理分布看,江苏的东南沿湖沿海地区小麦GPC达到弱筋小麦标准的可能性最高,达标可能性最高可达92%,其次是江苏东部沿海地区以及江苏西北部沿河一带。种植地距离一级河流和湖泊或者海岸线的最短距离为20—30 km时,达标可能性相对较高,为23.95%。从气象因子方面看,生育前期特别是出苗期和拔节期,降雨量对江苏弱筋小麦的形成影响较为重要;生育后期尤其是开花期以及灌浆期后期,积温对小麦GPC的影响更重要;且出苗和拔节期的日照时数及开花期的降雨量对江苏弱筋小麦的形成亦很重要,其中,江苏小麦GPC达标弱筋小麦标准的可能性与出苗期的降雨量呈正相关,而与出苗和拔节期的日照时数、拔节期的降雨量以及灌浆后期积温则呈负相关。【结论】江苏弱筋小麦适宜的种植范围受到水系分布与气象因素的共同制约,主要集中在东部沿海和东南沿海沿湖地区。在出苗、拔节期降雨量和开花灌浆期积温适宜的情况下,西北沿河一带的小麦GPC也可达标弱筋小麦标准。品质区划应重点考虑地理位置（水系分布等）和气候分布。     

优化栽培措施对春玉米密植群体冠层结构及产量形成的调控效应

【目的】研究春玉米密植群体优化栽培模式下冠层结构特征,并探索其对冠层生产的调控机制及对产量提高的贡献。【方法】以耐密高产品种“中单909”为试验材料,设置105 000 株/hm²种植密度,采用深松（S）、宽窄行（W）及化控（C）的组合,形成4种根-冠优化栽培模式：（1）传统模式（旋耕20 cm,60 cm等行距,RU）,（2）耕层优化模式（深松耕作35 cm,60 cm等行距,SU）,（3）冠层优化模式（传统旋耕20 cm,80 cm+40 cm宽窄行,叶面喷施磷酸胆碱合剂ECK,RWC）,（4）综合优化模式（深松耕作35 cm,80 cm+40 cm宽窄行,叶面喷施磷酸胆碱合剂ECK,SWC）。比较不同栽培模式下冠层大田切片（垂直）、群体光分布、光合性能、蔗糖合成酶活性及籽粒灌浆的差异。【结果】相较于常规栽培模式（RU）,耕层优化模式（SU）的玉米冠层叶片干物质增加,冠层优化模式（RWC,SWC）下密植群体株高和穗位高降低30 cm以上,但群体整齐度下降明显;RWC和SWC处理,叶片垂直分布似“纺锤型”更为均匀,垂直高度180—240 cm的光能截获相比传统模式显著降低8%—37%,而穗位以下（120—180 cm）相比传统模式提高44%—129%;RU和SU处理呈现“漏斗型”株型特征,叶片集中分布在冠层顶部。根-冠协同优化可改良高密玉米群体冠层垂直结构,显著提高穗位及穗下叶片的叶绿素含量、净光合速率,增加穗位叶蔗糖磷酸合酶（SPS）和蔗糖合成酶（SS）活性,维持生育后期冠层叶片的生理活性,延长干物质活跃积累期10 d以上。【结论】综合优化模式（SWC）改变冠层干物质空间分布,增加了密植群体中下部光能截获和光合碳代谢能力,促进了花后冠层物质生产及籽粒灌浆,显著增加玉米籽粒产量。     

花期前后高温对玉米花粉发育及结实率的影响

为明确花期不同梯度高温对玉米开花特性和花粉活力的影响,以热敏感基因型玉米品种‘驻玉309’为试验材料,于花期(吐丝前8d～吐丝后8d)进行不同程度高温(31、34和37℃)处理,测定受精结实率、雄穗性状、开花时间、花粉活力及花粉超显微结构,分析生育期前后的高温对受精结实、开花特性及花粉活力的影响。结果表明,花期高温胁迫显著降低玉米受精结实率,对抽雄吐丝间隔期无显著影响,但盛花期提前;极端高温则导致玉米抽雄期显著提前、开花期和盛花期延后,抽雄吐丝间隔期延长;花期高温使花粉粒形态皱缩、萌发孔内陷,显著降低花粉活力,且温度越高,花粉活力降低幅度越大。因此,花期前后高温通过影响玉米影响雄穗开花特性、延长抽雄吐丝间隔期、影响花粉粒形态、降低花粉活力,从而降低玉米的小花受精率和籽粒结实率。     

新型冠状病毒肺炎疫情对我国粮食产业的影响分析

新型冠状病毒肺炎（以下简称“新冠肺炎”）疫情对我国粮食生产和人民生活造成了不同程度的影响。为推动粮食生产有序开展,保障粮食安全,分析了新冠肺炎疫情对我国粮食产业发展的影响。分析发现,疫情之下农业用工难、农资供应紧张、传统的技术下乡服务停滞、跨区耕作受阻,加之今年病虫害呈重发态势,国际形势也更加复杂多变,稳定粮食生产的压力和挑战加大。建议将粮食安全当成“头等大事”来抓,支持春耕生产和双季稻面积恢复,保障重要物资运输通道畅通,开展多形式农业科技服务,健全国内、国外两个市场预警机制,构建新型粮食生产支持体系,进一步保障我国粮食安全生产。     

适宜机插的优质籼稻品种筛选及其评价指标体系

为了筛选适宜贵州稻区机插的优质籼稻品种,建立适宜机插优质籼稻品种的评价关键指标体系,以近年选育的34个优质籼稻品种为试验材料,在贵州省遵义市湄潭县进行机插试验,对各品种的秧苗素质以及机插条件下水稻分蘖生长、干物质积累、抗倒伏性、产量及其构成因素进行研究。结果表明,机插条件下34个优质籼稻的产量变幅为6.1~10.5 t·hm-2,结合两步聚类算法,以产量为依据将参试品种划分为适宜机插和不适宜机插两类。适宜机插优质籼稻类型主要表现为产量均高于8.25 t·hm-2,其成苗率高、秧苗均匀性好、幼苗健壮;分蘖早生快发,易形成充足的有效穗数;植株能获得较高的花前和花后干物质积累量,并重新分配到籽粒;茎秆粗壮,基部3个节间平均抗折力强,倒伏指数小。综合来看,F优498、晶两优534和蓉18优2348等15个优质籼稻品种适宜贵州地区机插,且适宜机插优质籼稻关键评价指标为：成苗率>85%,秧苗均匀性>1.5苗·cm-2;倒伏指数<150%,基部3个节间平均抗折力>1 500 g;产量>8.25 t·hm-2,有效穗数225×104～300×104 hm-2,每穗粒数>140粒,结实率>75%,成熟期干物质积累量>15 t·hm-2,收获指数>0.45。研究为机插专用优质籼稻品种选育及应用提供理论依据。     

不同种源华山松花粉形态变异与生活力分析

【目的】研究不同种源和不同无性系华山松花粉形态的区别,以及不同贮藏条件下花粉生活力的差异。【方法】以6个种源18个无性系的华山松花粉为试材,对其花粉全长、体长、体高及气囊的长、宽、高等形态指标进行测量与分析,同时利用染色法对室温及4,-20℃下贮藏0,10,20,30和90 d的华山松花粉生活力进行测定。【结果】花粉形态大小在不同种源和无性系间均存在极显著差异(P0.01),对于不同种源,花粉全长、体高、体长均以楚雄紫溪山种源最高,昆明宜良种源最低;气囊长、宽、高均以大理巍山种源最高,保山腾冲种源最低。对于不同无性系,花粉全长以楚雄紫溪山93号无性系最大((63.09±10.95)μm);花粉体高以昆明宜良96号无性系最大((45.06±7.06)μm);花粉体长以楚雄紫溪山74号无性系最大((49.73±8.98)μm);花粉气囊的长度以大理巍山46号无性系最大((50.34±7.34)μm),气囊的宽度、高度均以大理巍山50号无性系最大((26.02±4.93)和(30.07±5.13)μm)。不同种源间,以楚雄紫溪山种源花粉形态各指标的平均变异系数最大(17.32%),昆明宜良的变异系数最小(14.65%);在花粉各形态指标中,以气囊高变异系数最大(19.15%),花粉全长变异系数最小(13.70%)。当贮藏时间为0 d时,不同种源和无性系华山松鲜花粉生活力均保持在90%以上,贮藏温度为-20℃时花粉能保持较高的生活力,贮藏90 d时花粉活力明显低于贮藏10 d时,但仍均保持在50%以上。【结论】种源及无性系的不同对华山松花粉的形态变异存在一定程度影响;-20℃为华山松花粉最适贮藏温度,花粉生活力随贮藏时间的增加而下降,但其耐贮藏性较好。     

春大豆鼓粒期冠层翻叶原因及翻叶对叶片净光合速率和粒重的影响

为明确春大豆鼓粒期冠层翻叶原因及翻叶对粒重的影响。在大田条件下,以28份大豆品种为材料,采用随机区组试验设计,研究了鼓粒初期植株顶部4片叶的单叶面积、比叶重、叶型指数、叶片含水量与翻叶率的关系;比较了翻叶与对照叶片的净光合速率、百粒重及粒重的差异。结果表明,不同大豆品种间翻叶率在0~26.5%之间,且差异显著,其中以‘中黄313’、‘中黄42’和‘中黄13’最高;单叶面积在46~151 cm²之间,其中以‘中黄39’、‘中黄42’和‘中黄13’最大;比叶重在0.536~1.64 mg/cm²之间,其中以‘中黄322’、‘中黄313’和‘中黄13’最低;叶型指数在1.35~3.51之间,其中以‘中黄70’、‘中黄80’和‘中黄42’最低。供试大豆品种分为3个类群,第I类群品种单叶面积小,比叶重高,叶型指数大,翻叶率为1.03%;第III类群品种单叶面积大,比叶重小,翻叶率高达19.7%;第II类群共4个品种,单叶面积、比叶重、叶型指数、翻叶率介于第I类和第III类群之间。翻叶后显著降低叶片净光合速率,平均降幅31.7%,粒数较多的‘新大豆27号’百粒重降低10.38%~22.4%,而粒数少的‘吉育60’粒重没有降低。大豆上层叶片单叶面积大、比叶重小及叶型指数低的叶片翻叶率高,翻叶降低叶片净光合速率,进而降低同节位百粒重及单节粒重,不利于大豆高产。     

高山油菜花粉黄酮提取工艺研究

采用超声波结合复合酶液对高山油菜花粉进行破壁预处理后,以95%的乙醇提取花粉中黄酮,研究提取温度、时间和固液比对破壁高山油菜花粉黄酮得率的影响,筛选适宜的提取工艺。结果表明,超声波酶解处理时间60 min即可使油菜花粉破壁率达到90%以上;通过正交试验确定最佳提取工艺条件为：提取温度95 ℃,时间2 h,料液比1∶35 (g/mL),此时高山油菜花粉黄酮得率高达7.65%。     

基于CNN的小麦籽粒完整性图像检测系统

为了快速、准确识别小麦籽粒的完整粒和破损粒,设计了基于卷积神经网络(CNN)的小麦籽粒完整性图像检测系统,并成功应用于实际检测中。采集完整粒和破损粒两类小麦籽粒图像,对图像进行分割、滤波等处理后,建立单粒小麦的图像数据库和形态特征数据库。采用LeNet-5、AlexNet、VGG-16和ResNet-34等4种典型卷积神经网络建立小麦籽粒完整性识别模型,并与SVM和BP神经网络所建模型进行对比。结果表明,SVM和BP神经网络所建模型的验证集识别准确率最高为92. 25%; 4种卷积神经网络模型明显优于两种传统模型,其中,识别性能最佳的AlexNet的测试集识别准确率为98. 02%,识别速率为0. 827 ms/粒。基于AlexNet模型设计了小麦籽粒完整性图像检测系统,检测结果显示,100粒小麦的检测时间为26. 3 s,其中,图像采集过程平均用时21. 2 s,图像处理与识别过程平均用时为5. 1 s,平均识别准确率为96. 67%。     

鲜食玉米果穗收获负压除杂装置参数优化与试验

针对现有鲜食玉米收获机在收获果穗时,果穗中含有茎叶等杂质,影响运输、贮存和后续加工等问题,采用轴流风机负压除杂技术去除果穗中的茎秆和茎叶等杂质,同时在除杂装置内增加动、定刀,切碎杂质,便于后续的打包回收利用,并对风机负压除杂装置进行了性能分析和参数优化。通过对动、定刀进行动力学分析,对动、定刀数和刀间隙进行分析,确定了该装置的风机转速范围为1326~1573r/min,动、定刀间隙20mm,定刀数为3~8。采用二次回归正交组合试验方案,以风机转速、定刀数、喂入量为试验因素,以果穗含杂率和茎秆切碎长度合格率为试验指标进行台架试验,通过分析各因素对指标贡献率,得到影响茎秆切碎长度合格率的主次顺序为喂入量、风机转速、定刀数,影响果穗含杂率的主次顺序为风机转速、喂入量、定刀数。建立了参数优化数学模型,利用Optimization模块优化得出,当风机转速为1524r/min、单排定刀数为4、喂入量为7.6kg/s时,茎秆切碎长度合格率为96.8%,果穗含杂率为0.69%。对优化后的参数组合进行了5组验证试验,得到茎秆切碎长度合格率平均值为96.2%,果穗含杂率平均值为0.71%。相比于传统收获机,该装置使果穗含杂率降低了23.3%,说明该优化参数能够满足鲜食玉米果穗收获和茎叶青贮相关技术要求。