气候变化对中国水稻生产的影响研究进展

水稻生产系统是响应气候变化最敏感的农业生态系统之一,本文综述了当前和未来气候变化对我国水稻生产的影响。气候变化背景下,我国水稻生长季的热量资源增多,辐射资源减少,降水不均一性加大。高温热害、干旱、暴雨和洪涝灾害发生更频繁,这可能降低水、热资源的有效性。气候变化使我国单季稻和双季稻潜在种植边界显著北移,导致单季稻、早稻和晚稻的主要生育期缩短。基于统计模型和水稻生长模型的研究结果表明,如果不考虑品种改良和栽培技术的进步,气候变化使单季稻、早稻和晚稻产量下降,但不同稻作区和方法间存在差异。我国水稻生产重心北移、实测生育期延长和产量增加的变化趋势,反映了水稻生产系统通过种植分布调整、品种改良和技术改进来适应气候变化的能力。未来气候变化将进一步导致水稻生育期缩短和产量下降,对我国水稻生产和粮食安全带来严峻挑战。仍需加强气候变化影响机制的研究及其在影响评估中的应用,减小影响评估的不确定性并增加其系统性,为制定有效的应对策略提供可靠的理论支持。     

基于生理生化指标的玉米杂交种苗期抗旱性评价

以河北省推广种植的20个玉米杂交种为试材,苗期采用沙培培养方法,以15%PEG-6000溶液对幼苗进行模拟水分胁迫,研究干旱胁迫下苗期SOD、POD、APX等7个生理生化指标的变化趋势及其与品种抗旱性的关系,采用标准差系数赋予权重法对品种抗旱性进行综合评价。结果表明:先玉688为高抗旱品种,可用于抗旱性育种和栽培。金秋963、蠡玉37为中等抗旱品种,其它品种为不抗旱品种。     

玉米苗期在盐胁迫下耐盐相关QTL分析

通过对玉米耐盐性状基因的QTL定位,找到耐盐性状控制位点在染色体上的位置,来帮助耐盐玉米品种的选育和基因的克隆。本研究选用耐盐自交系8723和盐敏感自交系P138为材料构建的F2群体,通过Jionmap 4.0软件对F2群体构建分子遗传连锁图谱。构建了一个包含有174个SSR标记位点的分子遗传连锁图谱,平均分布在玉米的10条染色体上共2 764.3 cM,标记区间平均间距为15.88 cM。通过对表型数据的分析,对玉米的4个植株性状进行了QTL定位。结果共检测到8个与玉米苗期耐盐性状相关的QTLs,分别位于2号、4号、6号、9号染色体上。本研究结果为幼苗在盐碱地正常生长提供科学依据。     

核桃密闭园密度干预措施

早实核桃一般要采取规模化建园、集约化生产,树体年生长量较大,进入盛果期后,树体高大密闭,会导致生产能力下降,病虫危害加剧,树体生长势衰落,给日常管理带来不便。对此,本文提出要对密闭园进行密度干预,通过对盛果期核桃园植株间伐、植株改接、换头培养用材品种或移栽另新建园等方式,进行科学改造,实现果园提质增效和产业的可持续发展。     

灌浆期不同阶段高温胁迫对春小麦籽粒生长的影响

灌浆期短暂高温胁迫严重影响小麦产量。为了明确灌浆期不同阶段短暂高温胁迫对春小麦籽粒生长的影响,以强筋春小麦品种龙麦26和龙麦30为试材,在人工气候室(25℃/15℃)精确控温和人工温室形成绝对高温胁迫的条件下,分析了灌浆期不同阶段5d短暂高温胁迫对粒重的影响。结果表明,在灌浆期不同阶段短暂高温胁迫处理中,两个小麦品种均表现为:前期高温胁迫对粒重影响最大,达极显著水平(P0.01);随着高温胁迫处理时期的后移,粒重降低幅度逐渐减小;后期(花后25d)高温胁迫对粒重影响不显著。灌浆期缩短是导致粒重降低的主要原因。     

冬小麦花期生理形态指标与卫星遥感光谱特征的相关性分析

为提高冬小麦花期长势遥感监测的精确性与普适性,在集丘陵地、河滩地及平原地为一体的冬小麦种植区域设计了田间试验,利用卫星影像信息结合地面GPS定点试验数据,在分析利用遥感技术监测冬小麦花期LAI和生物量两个主要群体长势指标可行的基础上,对卫星遥感光谱信息与冬小麦花期的主要生理生化指标(叶片叶绿素含量、叶片类胡萝卜素含量、叶片水分含量和叶片氮素含量)进行了综合分析.结果表明,NDVI(归一化植被指数)与LAI、叶片氮素含量和叶片水分含量的相关性较好,RVI(比值植被指数)与生物量和叶片类胡萝卜素含量的相关性较好,GVI(绿度植被指数)与叶片叶绿素含量的相关性较好,且均达到显著水平.说明NDVI、RVI及GVI是较为理想的可用于监测冬小麦花期生理形态指标的敏感遥感指数.进一步以这些敏感遥感指数作为因变量建立了冬小麦花期生理形态指标的遥感监测模型.利用本模型可以反演多个生理形态指标,便于对冬小麦花期的长势情况进行综合分析与判断.     

春季氮肥和多效唑调控对小麦生育和产量的影响

为明确春季调控措施对冬小麦生长发育和籽粒产量的影响,以冬小麦品种石新828为材料进行田间试验,4个处理分别为:起身期追全部氮肥(除基肥外,下同)并叶面喷多效唑(N1);起身期追2/3氮肥并喷多效唑+拔节期追1/3氮肥(N2);起身期追1/3氮肥+拔节期追2/3氮肥(N3);拔节期追全部氮肥(N4)。生育期间测定群体和个体生育特性,成熟期调查产量性状。结果表明,N1和N2处理小麦拔节期的总茎数、叶面积指数(LAI)和干物质积累量均显著高于N4和N3处理。孕穗期N4和N3处理小麦的总茎数、LAI和干物质积累量显著高于N1和N2处理。开花到成熟期各处理的总茎数、LAI和干物质积累量差异均不显著。孕穗期前,不同处理的株高差异不显著,孕穗期后,N4处理的株高最高,且显著高于N1处理。各处理基部节间直径和中上部节间长的差异不显著,N4处理基部第一节间长度显著大于其他处理。随追氮时期前移或前期施氮量增多,不孕小穗数减少,结实小穗和穗粒数增加,N1比N4处理不孕小穗数显著减少,结实小穗和穗粒数显著增多。N1处理小麦成熟期的千粒重最高,且显著高于N4处理。N1处理的籽粒产量最高,且显著高于N3和N4处理。起身期追氮配合多效唑调控,可以获得比拔节期追氮更高的穗粒数和千粒重,从而获得更高的产量。     

Effects of Exogenous Materials on Nitrogen Photosynthetic Efficiency and Yield Formation of japonica Rice in Cold Region Under Cold Water Stress at Booting Stage

【Objective】Our goal is to develop disaster-reducing, production-preserving and chemical-controlling cultivation techniques to effectively resist cold damage at the booting stage of japonica rice in cold region.【Method】The split plot design and the central combination test design were used to screen out the optimal application concentrations of CaCl2, glutamic acid(Glu), and γ-aminobutyric acid(GABA) through the membership function values of yield-related indicators under cold-water stress at booting stage.【Result】1) Under cold water stress at the booting stage, the optimal concentrations of exogenous CaCl2, Glu and GABA (CGG) were 1.87 mmol/L, 2.76 mg/L, 4.40 mmol/L, respectively and the average membership function value is the largest (0.932). 2) Compared with normal irrigation, the nitrogen photosynthetic efficiency of cold-region japonica rice decreased under cold stress at the booting stage. Compared with cold water stress at the booting stage, CGG application at the optimal concentration significantly increased the leaf area index (5.37%) and nitrogen photosynthetic efficiency (4.53%) of Dongnong 428 at the full heading stage; significantly increased leaf biomass per leaf area (2.56%) and leaf area index (3.39%) of Songjing 10 at the full heading stage. 3) Compared with cold water stress at the booting stage, the application of the optimal concentration of CGG increased the dry matter accumulation from heading stage to maturity in the cold-region japonica rice, but it was still lower than that of the normal irrigation, and there were differences between varieties and treatments. 4) Compared with cold water stress at booting stage, the yield and yield components of cold-region japonica rice increased with the application of the optimal concentration CGG, and the impact on cold-sensitive varieties was more significant. 5) Compared with the cold water stress at the booting stage, the average increase in temperature production efficiency of Dongnong 428 and Songjing 10 was 5.55% and 23.72% under the optimal concentrations of CGG, respectively. The contribution rate of exogenous CGG to the gap of temperature production efficiency is 8.99%.【Conclusion】The application of the optimal concentration of CGG under cold water stress at the booting stage promoted leaf growth of cold-region japonica rice at the full heading stage and increased the population nitrogen photosynthetic efficiency, which was beneficial to dry matter accumulation and yield formation after heading stage, thereby reducing the loss of cold-region japonica rice under cold water stress at booting stage and improving the temperature production efficiency of cold-region japonica rice.     

灌浆成熟期温度对水稻籽粒淀粉合成关键酶活性及品质的影响

 选用蒸煮食味品质不同的3个粳稻品种，利用温室高温和自然常温，研究了灌浆成熟期温度对水稻籽粒淀粉合成关键酶活性及蒸煮食味品质的影响。结果表明，灌浆成熟期高温条件下，水稻籽粒蛋白质含量提高，直链淀粉含量和味度值降低，劣质品种提高或降低的程度大于优质品种；RVA谱特性对灌浆成熟期温度的反应因品种和特性而异；灌浆过程中，籽粒ADPG焦磷酸化酶、可溶性淀粉合成酶和淀粉分支酶活性随灌浆进程，酶活性逐渐增加，达到峰值以后，酶活性又逐渐下降，呈单峰曲线，但不同品种酶活性达到峰值的时间和同一时期的酶活性大小有差异；ADPG焦磷酸化酶和可溶性淀粉合成酶的活性表现对温度的影响反应较为迟钝，而淀粉分支酶活性表现对温度变化的反应较为敏感，温度过高过低都降低该酶活性。     

夏大豆籽粒成熟期根叶衰老特性的研究

以在冀中南地区夏播表现相对高产和低产的6个大豆品种为材料,通过测定鼓粒始期至成熟期根系和叶片的生理性状,探讨了大豆籽粒成熟期根、叶衰老之间的关系。结果表明:根、叶生理参数之间高度相关,不同产量类型大豆品种根系可溶蛋白含量、可溶糖含量、SOD活性衰退幅度均小于叶片,表明在生育后期叶片衰老先于根系;不同产量类型间比较,相对高产品种较相对低产品种根、叶各生理指标衰退速率慢,相对高产品种根系较叶片衰老的进程显著落后于相对低产品种。应在栽培上重视养根护叶及育种中加强根系生理性状的选择,延缓衰老进程进而获得高产。