江苏近年育成粳稻新品种/系的稻瘟病抗性基因及穗颈瘟抗性分析

【目的】明确水稻品种携带的抗稻瘟病基育种应用价值,是利用抗病基因培育抗病品种控制病害流行的重要前期工作。【方法】利用功能标记分析了14个抗稻瘟病基因在江苏近年育成的195个粳稻新品种/系中的分布情况,并对其中158个品种和17份携带抗稻瘟病基因Pigm的高世代回交株系进行穗颈瘟接种鉴定。【结果】大多数品种携带2~5个抗病基因,但所有品种均不含有Pigm基因;Pib、Pita和Pikh基因在供试品种中的分布频率较高,均在45%以上,其余基因均在30%以内;Pid3、Pid2、Pia、Pb1在新育成品种中的出现频率明显高于审定品种。测试品种对穗颈瘟的抗性主要与3个基因显著相关,贡献率由高至低依次为Pia、Pi3/5/i和Pita;其中,Pia或Pi3/5/i与Pita间的聚合效应均显著高于各基因单独存在时的抗病效应,且以Pia和Pita间的聚合效应最强,携带该基因组合的所有品种对穗颈瘟均表现抗至高抗水平抗性。回交导入Pigm基因的所有17份株系对穗颈瘟的抗性均显著高于各自轮回亲本,且均达到了抗病以上水平。【结论】抗病基因Pigm及基因组合“Pia+Pita”在江苏粳稻抗穗颈瘟育种中具有重要的育种应用价值。     

在宽泛的稠度范围内估算面粉标准粉质参数的可行性探索

为在宽泛的稠度范围内检测和估算小麦的粉质参数以服务品质育种,本研究通过构建和应用复合粉质参数,并结合梯度加水、目测加水和误差控制技术,明显降低了加水量对测定结果的影响,成功建立了一系列逻辑算式和回归方程,定量描述了宽泛稠度与标准稠度（500 FU）下检测结果之间的转换关系,实现了标准检测结果的非直接测定。目测加水估计结果与对应标准值的相关性显示,形成时间、稳定时间、粉质质量指数和弱化度的估计标准值与标准值间的相关系数r=0.988～0.995;从不同途径推导出标准加水量预测的三个算式,其预测结果与标准值的相关系数r=0.983～0.995,综合预测效果明显优于单纯粉质仪内置软件的预测值。从而,用小而确定的样品量与一次目测加水测定（推荐稠度440～650 FU）估计标准检测结果,且可据此准确地调整加水量,直接测得达标的粉质参数。另外,借用逻辑算式还可将全部参数的达标值矫正为稠度500 FU时的标准值,使传统的粉质检测结果更加精准、更具可比性。     

西藏高原主要麦类作物真菌毒素污染与产毒真菌分布研究

为探明西藏麦类作物中真菌毒素污染程度及产毒真菌种类与分布,以青稞、小麦为研究对象,对其籽粒中多种毒素进行分析,并对毒素污染阳性样品进行真菌分离鉴定。结果表明,2018年毒素总检出率为20.13%;杂色曲霉毒素检出率最高,为10.74%;OTA超标率最高,为3.36%;小麦的毒素检出率和超标率都高于青稞,二者的污染毒素种类以OTA、ZEN、ST为主。西藏高原42份被真菌毒素污染的农作物籽粒中共分离到199份真菌,分属23属67种真菌,青霉属为优势属,曲霉属次之。     

入侵害虫红棕象甲转移为害本土棕榈树的风险评估

为评估入侵害虫红棕象甲Rhynchophorus ferrugineus对本土农林生态系统的风险,于2016—2019年采用受害植株调查和成虫诱捕的方法跟踪监测该虫在加拿利海枣Phoenix canariensis引种点及周边1 600 m半径范围内本土棕榈Trachycarpus fortune上的发生情况,并对来自野外加拿利海枣与棕榈上的成虫形态及繁殖力进行比较。结果显示,红棕象甲可随加拿利海枣引种定植而入侵当地生态系统,当其在加拿利海枣上暴发成灾后,还能转移到周边棕榈上继续为害,红棕象甲为害致死的棕榈植株数随着引种植物死亡数的增加而增加。野外加拿利海枣与棕榈上红棕象甲成虫的体重、体长以及按雌雄1∶1配对交配后的产卵量、孵化率相当,但棕榈种群雌虫的翅展较加拿利海枣种群明显变短,表明红棕象甲转移取食本土棕榈后可成功定殖、建立种群,且适合度并未降低。雌虫翅展变短可能与该入侵种表型可塑性有关,反映出其对棕榈的快速适应与进化,表现为"前适应"策略。考虑红棕象甲成虫飞行能力强,建议调高棕榈分布省份该虫的风险预警等级、调整防控策略,开展跟踪监测以了解入侵地实情。     

1971—2016年河南省夏玉米生长季极端干旱时空特征

选用地表湿润指数,利用1971—2016年气象数据对河南省夏季极端干旱发生的时空特征进行了分析。结果表明：近46 a来,河南省夏季极端干旱发生频数在年均0.08～2.15月之间,总体上呈现微弱的下降趋势。6月和9月极端干旱发生次数高于7月和8月。1970s发生频数最多,2000s最少,2010s呈现回升的趋势。6月和9月极端干旱发生站次百分比明显高于7月和8月,且6、7月和9月的发生站次百分比在2010s也呈现回升趋势。各年代平均发生频数均以豫南地区最高,近46 a来极端干旱总次数呈现由南向北逐渐递减的分布特征,但6月份发生总次数高值区则主要分布在豫中和豫西地区。全省范围内极端干旱发生存在明显的4~8 a周期变化,2010s极端干旱发生频数和站次百分比均呈回升趋势,应引起夏玉米生产上的关注和重视。     

新疆杨树/紫花苜蓿林草复合系统中根系分布特征及生产力

为了解杨树（Populus L.）/紫花苜蓿（Medicago sativa L.）林草复合系统中两种植物根系的分布及相互关系,利用WinRHIZOTM对3 a生紫花苜蓿和7 a生杨树在单作和间作条件下0~60 cm土层中的根长密度（RLD）、平均根直径（ARD）和比根长（SRL）的分布进行测定分析。结果表明：间作紫花苜蓿RLD降低了10.01%~54.29%,20~60 cm土壤中紫花苜蓿ARD降低了11.15%~37.30%, 间作苜蓿的SRL比单作苜蓿高10.52%~28.78%;间作增加了 0~40 cm土层中杨树ARD的20.36%~28.08%,增加了苜蓿种植区域0~20 cm土层中杨树RLD的15.51%~34.23%。杨树SRL受到的影响较小,仅在8月5日的0~20 cm 土层中测得单作和间作SRL存在差异,单作杨树SRL比间作杨树高14.46%。单作和间作苜蓿的最高产量均在第一次收获时期,间作降低了苜蓿的产量,在第一次、第二次和第三次收获中产量分别降低了24.7%、30.9% 和 43.7%,与单作苜蓿相比,杨树/紫花苜蓿林草复合系统中苜蓿的总产量减少了31.2%。通过计算土地当量比,发现杨树与紫花苜蓿复合经营为杨树林带增加了额外来自紫花苜蓿的收入,能够提高系统41%的生产力。综上所述,林草复合系统中紫花苜蓿根系分布及生长受到了不利影响,而杨树根系受到了有利的影响。相比单作种植,林草复合系统有较高的生产力和资源利用效率,具有提高新疆地区防护林带生态和经济回报率的潜能。     

山西南部苹果花期冻害时空分布特征及综合防御技术

利用1997—2016年山西南部苹果主产县(市、区)苹果花期逐日最低气温及日平均气温观测资料,根据苹果花期冻害等级划分指标,采用最小二乘法对花期冻害日数进行线性倾向估计,并用Mann-Kendall非参数检验方法对花期冻害日数的变化趋势进行显著性检验,分析山西南部苹果花期冻害的时空分布特征。结果表明: 山西省南部苹果产区发生花期冻害日数年均为3.1 d,各县花期均温介于13.0℃~13.8℃之间。运城地区4月中上旬易发生冻害,临汾地区吉县与隰县4月下旬易发生冻害;山西南部苹果花期冻害日数近20 a气候倾向率为-0.666 d·（10 a）^-1（P≤0.01）,花期极端最低气温气候倾向率为0.165 d·（10 a）^-1（P≤0.01）,花期极端最低气温与冻害日数具有极显著负相关关系。山西南部苹果花期冻害日数突变点在2008年,且在2015年之后苹果花期冻害日数突破α=0.05显著性水平下限。对于苹果花期冻害的综合防御措施,可采用“以防为主,抗补结合”策略。     

不同耕作方式对辽西褐土物理性状及玉米根系分布的影响

通过连续3年大田试验,对旋耕、翻耕、深松3种耕作方式下的土壤物理性质、玉米根系分布和产量进行测定。结果表明,与翻耕和旋耕相比,深松显著增加了玉米田土壤耕层厚度和降低了犁底层厚度。在中下层土壤,深松还降低了土壤紧实度和容重,改善了土壤的孔隙状况,有利于玉米根系向下生长,使得中下层土壤的玉米根系不仅更丰富,而且占总根系量的比例也更高,最终提高了玉米产量。本研究表明,深松耕作有利于改善辽西褐土区土壤结构和促进玉米生长。     

油菜角果数量及关键表型参数的自动化检测方法研究

为有效替代人工方式考种油菜、观测角果,研究了一种用于测量批量角果的数量和关键表型参数的自动化检测方法。设计了角果散铺和图像采集装置,利用拨动加振动的方式将堆积角果均匀散开并拍摄视频;使用二维码作为标记块,以有效地提取关键帧并拼接为包含全部角果的整幅图像;提出了基于凹点提取与匹配的图像分割方法,分割各种形态下的重叠角果,准确率达到98%以上。在关键表型参数测量中,利用了最大类间方差法以判断角果的正置或侧置姿态,以此估计角果横切面的近似椭圆长短轴,再计算角果的长度、表面积和体积。实验结果表明该方法具有很好的检测精度,对不同品种的油菜适应性较好,长度、表面积和体积的估计误差分别不大于2.9%、4.8%和5.0%。该方法可以有效替代人工方式的油菜考种,为相关农业科研领域提供基础数据。     

夏玉米产量时空变化及气候年型分析

定量分析夏玉米同一品种产量及产量构成要素时空变化,探讨造成产量时空差异的气候年型组合变化特征。基于2004～2013年夏玉米种植区郑单958多点田间试验数据分析表明,夏玉米区域平均产量为9 055 kg/hm~2,年际差为1 635 kg/hm~2,变幅为18.1%;地点差4 258 kg/hm~2,变幅为47.1%。夏玉米区域平均千粒重为313 g,年际变幅为13.1%;地点变幅为27.8%。夏玉米区域平均穗粒数为479,年际变幅为18.0%,地点变幅为38.7%。千粒重的增加导致夏玉米产量显著增加。穗粒数显著降低和时空差异大是造成产量波动和时空差异变幅大的主要原因。夏玉米产量和产量构成要素,低产点受各气候要素变化的影响显著;平产点受温度和日最高温度大于33℃的天数影响显著;高产点受降水影响显著。