玉米籽粒性状的研究进展及育种应用

【文章】 ：本文分析了玉米单穗产量、百粒重、籽粒构成、籽粒脱水性等籽粒性状与产量和机收的关系。单株粒数和百粒重与单株产量密切相关,通过改良单株粒数和百粒重可有效提高产量。单穗产量与绝大多数籽粒构型性状显著相关,特别是与粒长的相关系数最高;对单穗产量影响较大的性状有粒长、粒厚、穗长、出籽率和粒长/穗半径。玉米籽粒含水率决定籽粒的软硬程度,直接影响玉米机收的破碎率、损失率和杂质率,从而影响籽粒机收的效果。因此在实际玉米育种中,应选择出籽率高、品质好的玉米材料;关注籽粒性状,尽量选择穗粗、大粒、粒长等性状的材料进行研究;同时利用美系和欧洲的脱水性状突出种质材料,并充分利用杂优模式。这对于选育适合机械化收获的玉米新品种技术研究有重要的意义。     

夏玉米品种籽粒灌浆、脱水及机收特性研究

以先玉335、桥玉8号、华美1号和郑单958这4个玉米品种为试验材料,研究了不同玉米品种籽粒的灌浆速率、脱水速率及机收性状指标。结果表明:玉米授粉后15 d籽粒灌浆速率逐渐加快,授粉35 d达最大值后缓慢下降,且均表现出抛物线型单峰变化特性,先玉335、桥玉8号、华美1号的平均灌浆速率分别为6.70、6.86、7.06 mg/(粒·d),均高于对照郑单958;灌浆后期先玉335、桥玉8号、华美1号脱水速率均高于对照,华美1号脱水速率最快,有利于降低玉米收获期籽粒含水量;各玉米品种落穗率为2.46%～6.01%,机收产量损失率为0.93%～1.79%,落籽率为0.17%～0.27%,其中郑单958和先玉335的籽粒破碎率较高,分别为6.17%和5.24%,华美1号最低,为4.19%,籽粒杂质率以华美1号最低,为1.21%。     

不同苦荞品种花和籽粒空间分布特征及差异分析

以8个苦荞品种为试验材料,研究不同苦荞品种花和籽粒在植株不同部位的分布特征及差异。结果表明,不同苦荞品种花和籽粒总数存在显著差异,其中川荞2号总花数、总籽粒数最高,分别为3 046.6和1 367.8,而川荞1号最少,分别为1 017.6和487.2,品种间总花数和总籽粒数变异系数分别为34.8%、29.0%。不同苦荞品种花和籽粒空间分布呈现相同趋势,均主要分布于分枝上,分别占整株的76.3%和74.2%以上,且均显著高于主茎,分别高68.7%~87.0%和65.2%~84.5%。生产上可通过调控分枝的有效籽粒数来提高苦荞产量。     

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%。     

大豆脱粒过程籽粒力学特性试验研究

为了更准确地研究机械收获中大豆籽粒与机器脱粒分离部件之间的作用力、揭示大豆籽粒力学性能变化规律,采用万能材料试验机对5个大豆品种进行了压破、剪切和顶破试验。选取含水率作为试验因素,针对不同的受力方向、加载速度、刀片角度、钢针锥度、压入深度等试验方式,获得了不同试验条件下籽粒压破力、极限剪切力及硬度的变化规律,并对其函数关系进行了拟合。结果表明:大豆籽粒压破力与受力方向有很大关系,压破力随加载速度的增加而降低,随含水率的升高呈现先升高后降低的趋势;极限剪切力随刀片角度的增加而增大,随加载速度的增加而降低,随含水率的升高而降低;压入深度在0.2～1mm范围内,硬度与压入深度无明显关系,硬度随钢针锥度的增加而增大,随含水率的升高而降低。研究结果可为改进大豆脱粒和输送装置、确定大豆最佳机械收获时间和其它工艺参数提供理论依据和参考。     

基于Micro-CT的玉米籽粒显微表型特征研究

植物显微表型主要是指植物组织、细胞和亚细胞水平的表型信息,是植物表型组学研究的重要组成部分.针对传统籽粒显微性状检测方法效率低、误差大且指标单一等问题,本研究利用Micro-CT扫描技术对5种类型11个品种玉米籽粒开展显微表型精准鉴定研究.基于对CT序列图像的处理解析,共获取籽粒、胚、胚乳、空腔、皮下空腔、胚乳空腔和胚...     

氮锌肥配施对小麦籽粒氮和锌含量及其分配的影响

采用田间裂区设计,主因素设置0、9.60 kg/hm22个施锌处理,副因素为0、240 kg/hm22个施氮处理,将小麦籽粒从外到内依次分为种皮、糊粉层、次糊粉层、3层淀粉胚乳过渡层和淀粉胚乳中心层等7层(F1—F7),研究不同氮锌肥处理下小麦籽粒不同层的氮、锌含量及分配比例,以期为进一步实现小麦籽粒胚乳的锌生物强化和...     

4种复合钝化剂对水稻重金属镉吸收的影响

【目的】不同钝化剂材料组合以及钝化剂的使用含量对土壤重金属和水稻籽粒Cd含量的影响,初步讨论其钝化机理以及对土壤理化性质的影响,为复合钝化剂的土壤重金属修复和对土壤环境的影响提供理论指导和依据。【方法】选用活性氧化镁、钙矿粉、蒙脱石、硅藻土等的天然矿粉化合物,采用多种配比和不同剂量在水稻田中开展试验,探究4种复合钝化剂对水稻籽粒和土壤中镉Cd含量的影响。【结果】钝化剂的施用提高了土壤的pH值,显著降低了水稻籽粒和土壤中Cd的含量。将其和空白对照相比,施用4种复合钝化剂(S、JL、LA、SW)使水稻籽粒Cd含量降低了9.52%～82.9%,SW-3和LA-2（蒙脱石、硅藻土、高剂量添加）对水稻籽粒Cd的降低能力位于4种钝化剂中首位,JL-1（二氧化硅、硫酸亚铁、氧化铝的天然矿粉混合物）次之。4种钝化剂对土壤Cd钝化效果为7.27%～48.2%,JL-2对土壤Cd的降低最为显著,SW-3次之。施用复合钝化剂对土壤理化性质无显著影响。【结论】研究表明,不同钝化剂复合配比和施用剂量对土壤和水稻籽粒Cd的降低效果存在明显差异,且对土壤肥力有一定程度的增加,添加适量的蒙脱石和硅藻土对修复水稻田Cd...