不同季秸秆还田对冬小麦不同穗粒位结实粒数和粒重的影响

为探讨安徽淮北平原砂姜黑土区长期秸秆连续全量还田对冬小麦穗部结实特性的影响,2021-2022年基于农业农村部华东地区作物栽培科学观测站13年的长期定位试验,比较分析了小麦单季秸秆全量粉碎覆盖还田(T1)、小麦玉米秸秆全量粉碎还田(T2)、玉米秸秆全量粉碎翻埋还田(T3)、小麦玉米秸秆全年不还田(CK)4个不同还田模式下小麦不同小穗位结实粒数及粒重的差异。结果表明,T1、T2、T3处理的主茎穗小穗结实总粒数较CK分别提高了21.21%、7.50%和12.55%;第2粒位(G2)结实粒数分别提高了7.71%、7.71%和5.79%;上部小穗结实粒数分别提高了51.41%、22.79%和31.36%,其G2结实粒数分别提高了30.95%、30.95%和23.09%,其中T1处理对小麦粒数的提升效果最好。不同季秸秆还田处理下小麦主茎穗及其G2粒重、分蘖穗及其第三粒位(G3)粒重均高于CK,T1、T2和T3处理的主茎穗粒重增幅分别为16.06%、4.14%和16.06%,分蘖穗增幅分别为9.86%、0.71%和8.87%;T1、T2和T3处理下主茎穗G2粒重增幅分别为20.69%、10.34%和17.24%,分蘖穗G3粒重4.55%、2.27%和6.82%,其中T1处理对粒重提升效果最好,其次是T3。综合来看,在安徽淮北平原砂姜黑土区长期秸秆还田能够提高小麦穗粒数和粒重,进而促进产量提升,其中T1处理对小麦结实粒数和粒重的提升效果最好,是适宜在该地区推广的秸秆还田模式。

玉米DH系群穗位高/株高的遗传力与育种效果研究

本研究以D1279×29396、D1279×D752、D1279×D956构建经产量性状选择后的3个DH系群,针对株高、穗位高、穗上高和穗位高/株高进行统计分析,并利用DH世代群体共20种遗传模型及混合分布方法,针对4个性状的遗传力进行分析。结果表明,株高、穗位高、穗上高和穗位高/株高平均遗传力分别为99.50%、98.86%、99.15%、99.26%,表现为株高>穗位高/株高>穗上高>穗位高。本研究结果说明除株高外,穗位高/株高指标具有重要育种意义。

玉米摘穗装置研究进展及展望

摘穗装置是玉米收获机的重要组成部分,摘穗装置的工作性能直接影响着整个玉米收获机的工作效率。根据玉米摘穗装置的结构形式和基于国内外的专利数据及期刊文献数据,分别从纵卧式摘穗辊式、立式摘穗辊式、板式摘穗辊式和横卧式摘穗辊式4种摘穗结构对玉米摘穗装置技术的发展现状进行了概括分析,并展望了摘穗装置技术的未来研究趋势。

辽宁水稻穗型指数品种间差异及其与产量和品质的关系

以辽宁省近年来育成的水稻品种为试材进行研究,结果表明,穗部性状和品质性状均存在显著的品种间差异,增加穗数和千粒重、减少每穗粒数有利于提高加工品质,提高结实率特别是二次枝梗结实率有利于提高外观品质,二次粒率高对加工品质、外观品质和营养食用品质均有负面影响。提出用穗型指数(PTI,二次枝梗粒数最多的一次枝梗所在穗轴节位与一次枝梗数之比)表示二次枝梗籽粒在穗轴上分布特点,试材PTI分布在0.29～0.61之间,据此将试材划分为二次枝梗籽粒上部优势型、中部优势型和下部优势型3种穗型,二次枝梗籽粒偏向穗轴中上部分布即PTI较大不但有利于提高结实性和产量,还有利于改善品质。

基于改进YOLO v7-tiny的玉米种质资源雄穗检测方法

针对玉米种质资源遗传多样性丰富导致雄穗大小、形态结构及颜色呈现较大差异,无人机搭载可见光传感器相比地面采集图像分辨率低,以及图像中部分雄穗过小、与背景相似度高、被遮挡、相互交错等情况带来的雄穗检测精度低的问题,提出了一种改进YOLO v7-tiny模型的玉米种质资源雄穗检测方法。该方法通过在YOLO v7-tiny中引入SPD-Conv模块和VanillaBlock模块,以及添加ECA-Net模块的方式,增强模型对雄穗特征的提取能力。利用自建的玉米种质资源雄穗数据集,训练并测试改进模型。结果表明,改进YOLO v7-tiny的平均精度均值为94.6%,相比YOLO v7-tiny提升1.5个百分点,相比同等规模的轻量级模型YOLO v5s、YOLO v8s分别提升1.0、3.1个百分点,显著降低了图像中雄穗漏检及背景误检为雄穗的发生,有效减少了单穗误检为多穗和交错状态下雄穗个数误判的情况。改进YOLO v7-tiny模型内存占用量为17.8 MB,推理速度为231 f/s。本文方法在保证模型轻量化的前提下提升了雄穗检测精度,为玉米种质资源雄穗实时、精准检测提供了技术支撑。

冬小麦麦穗生长过程的模拟研究

为了实现小麦麦穗生长过程的可视化表达,以不同氮肥处理条件下不同类型小麦品种的两年田间试验为基础,通过连续观测并记载不同处理条件下的小麦主茎和分蘖麦穗形态指标(包括穗长、穗宽和穗厚),综合分析了小麦麦穗形态指标随生育进程和环境条件的变化规律,并利用系统分析方法和动态建模技术,构建了冬小麦麦穗生长过程的动态模拟模型。结果表明,麦穗的伸长过程符合S型曲线,而不同蘖位麦穗的最终长度符合二次曲线,且在不同氮肥处理之间均差异明显;采用Logistic方程描述了麦穗长度的动态变化过程,用二次曲线和线性方程定量描述了穗形的动态变化过程,同时采用旗叶的SPAD值量化了氮素对麦穗生长特征的影响;并利用不同小麦品种的田间试验资料对所建模型进行了测试和检验。结果显示,不同时期麦穗穗长、穗宽和穗厚预测值的平均RMSE分别为0.28、0.05和0.04 cm。表明模型具有较强的动态预测性和可靠性,从而为进一步建立虚拟小麦生长系统奠定了基础。

小麦抽穗扬花期管理技术

抽穗扬花期是小麦籽粒形成的关键时期,这一时期管理的好坏直接影响小麦穗粒数,是小麦产量形成的决定时期,同时也是病虫害多发期。通过采用科学的管理技术可促进小麦正常生长发育,确保小麦多开花、多结实,增加穗粒数和穗粒重,为小麦产量提高和品质提升打下良好的基础。

基于碰撞特性的鲜食玉米摘穗装置对比试验

【目的】探究缓冲弹簧和柔性触穗表面两种摘穗机构在摘取果穗中的低损作用及机制。【方法】以传统玉米收获用板式摘穗机构和具有缓冲弹簧加柔性触穗表面的柔性摘穗机构为2种摘穗结构,以刚性触穗表面、柔性橡胶触穗表面、柔性发泡材料触穗表面为3种触穗表面,得出6种摘穗机构,进行鲜食玉米果穗碰撞试验,采集和分析碰撞时间、碰撞加速度峰值,计算碰撞冲量,统计籽粒破碎率。【结果】柔性摘穗机构能够有效降低鲜食玉米果穗受到的碰撞时间,从而降低鲜食玉米果穗的籽粒破碎率。缓冲弹簧可缩短鲜食玉米果穗的碰撞时间,当柔性摘穗机构表面为柔性橡胶和柔性发泡材料时,碰撞时间分别比板式摘穗机构降低了66.2%、70.1%和70.1%。碰撞冲量分别降低了67.6%、77.9%和79.7%。籽粒破碎率降低了71.2%、51.3%和83.6%。对于柔性摘穗机构,鲜食玉米果穗与柔性橡胶、柔性发泡材料触穗表面的碰撞时间比刚性触穗表面分别延长了58.7%和63.2%。碰撞加速度峰值分别降低了62.5%和68.7%。碰撞冲量分别降低了42.4%和54.5%。籽粒破碎率分别降低了47.4%和68.4%。【结论】通过降低收获过程中鲜食玉米果穗受到的碰撞时间和碰撞加速度,从而有效降低了鲜食玉米果穗的籽粒破碎率,为鲜食玉米低损收获机的研制提供理论依据和设计参考。

外源赤霉素对不同穗型水稻穗部性状的影响

以直立穗型和弯曲穗型两种类型水稻为材料,研究不同浓度外源赤霉素(GA3)对穗部性状的影响。试验结果表明:不同生育时期喷施GA3,对穗型影响较小,但对穗部性状有显著影响;在穗分化期喷施GA3对穗长影响最大;不同时期喷施不同浓度GA3都能相应地增加水稻株高。

垂穗披碱草根际促生菌的分离鉴定及促生作用研究

优良的根际生长促生菌(Plant growth-promoting rhizobacteria, PGPR)是生产优质微生物菌肥的重要物质基础。本研究以广布于青藏高原的垂穗披碱草(Campeiostachys nutans Griseb.)为材料,采用平板划线法分离其PGPR,探究菌株的促生特性,通过16S测序确定菌株的分类地位,并进行盆栽试验验证PGPR的促生效果。结果表明,从垂穗披碱草根际土筛选出14株促生特性优良的PGPR,其中,有11株兼具产IAA,ACC脱氨酶以及铁载体的能力。经16S rDNA鉴定,以假单胞菌属为优势菌属,6株属于假单胞菌属(Pseudomonas),2株属于芽孢杆菌属(Bacillus),2株属于葡萄球菌属(Staphylococcus),其他四株分别属于类节杆菌属(Paenarthrobacter)、微杆菌属(Microbacterium)、不动杆菌属(Acinetobacter)和考克氏菌属(Kocuria)。盆栽试验表明,接种14株菌株对多年生黑麦草具有良好的促生效果,并能够提高其光合效率。研究结果丰富了植物根际促生菌菌种资源库,为实现农业“绿色增产”提供优质菌肥种质资源。

水稻穗发芽鉴定方法优化及穗发芽突变体筛选

穗发芽是水稻农业生产上的重要危害,严重影响了稻米的产量和品质,通过遗传改良培育抗穗发芽品种是解决穗发芽问题的有效途径。穗发芽由多基因位点调控并易受环境影响,由于国内外在水稻穗发芽鉴定评价方法方面还缺乏统一标准,导致穗发芽表型难以精准鉴定,严重制约了水稻抗穗发芽资源的挖掘及抗穗发芽育种改良进程。现有水稻的穗发芽鉴定主要由籽粒培养皿发芽法、室内整穗发芽法以及田间自然鉴定法等,现有方法难以精准、稳定地鉴定穗发芽的真实抗性水平。针对现有方法存在的不足,对水稻穗发芽鉴定评价方法进行了优化改进,建立了模拟自然状态的整穗直立穗发芽鉴定方法。该方法模拟了田间自然状态,与常规穗发芽方法比较,试验条件更均一,鉴定结果重复性更稳,可作为水稻穗发芽快速鉴定方法。利用该方法,对5000份化学诱变的M 2代水稻突变体进行鉴定,筛选到7份穗发芽突变体,为后续穗发芽相关基因的挖掘及功能解析提供了材料基础。

杂交水稻不同穗萌程度种子质量差异与穗萌分级研究

研究不同穗萌程度种子质量,对科学划分穗萌级别,优化穗萌指标计算方法至关重要。本试验以钱优0508(Qianyou 0508, QY0508)、Y两优689 (Y Liangyou 689, YLY689)两个籼型杂交水稻品种为材料,测定穗上不同穗萌程度种子的发芽指标,以及可溶性糖、可溶性蛋白含量等生理指标,以此评估不同穗萌程度水稻种子的发芽质量。同时,采用自然晾干和38℃烘干2种方式干燥穗萌种子,并将种子在低温和水淹2种逆境条件下发芽,探究实际生产中不同干燥处理对已穗萌种子质量的影响,及不同穗萌程度种子萌发抗逆能力的差异。此外,由于水稻种子通常在蜡熟末期至完熟初期为最佳收获期,期间均可能遭遇不良气候条件导致种子穗萌,因此本研究对不同成熟时期的穗萌种子质量也进行了探讨。通过鉴定穗上不同萌动程度的种子质量,提出了新的水稻穗萌分级方法,即完整饱满未萌动种子为0级,胚根凸起但稃壳未开裂的种子为1级,胚根露出且可见长度不足2mm的种子为2级,胚根可见长度大于2 mm的种子为3级。与0级种子相比,1~3级穗萌种子的发芽率均显著下降,不正常幼苗率显著增加,在低温、水淹逆境下,该现象更明显。相对而言, 38℃烘干方式对种子质量的影响较自然晾干小,而授粉后35 d (35 DAP)成熟度高的种子发生穗萌后对种子质量影响较授粉后25 d (25 DAP)成熟度低的种子小。本研究经过对不同穗萌程度种子质量的研究,提出了新的穗萌分级方法,对准确评估田间水稻穗萌水平有重要价值。

玉米自交系穗部主要性状的配合力分析

按NCII遗传设计 ,对玉米自交系果穗的穗长、穗行数、穗粒数、穗粒重和秃尖长度的一般配合力和特殊配合力效应进行了分析 筛选出 4个优良玉米自交系 :B12、N5、B9、B11和 8个优良杂交组合 :A3/B12、A3/B9、A3/B5、A3/B13、A3/B11、A1/B5、A1/B11和A1/B12 在选择性状时 ,穗长、穗行数、穗粒重和秃尖长度宜早代选择 。

百农3217小麦分蘖成穗特性及其统计分析

百农3217在河南省推广面积已达1800余万亩,增产幅度较大.为了摸清其高产田分蘖成穗规律,寻求恰当的分蘖动态指标,以实现高产田合理群体,进一步提高产量.通过三年对高产栽培大田群体生态条件下的分蘖变化的观察,结合1976～1982年六年来全省63个试点对百农3217不同密度和不同产量水平群体分蘖动态的调查与研究进行统计分析,所得结果如下:

小麦穗型相关生长素通路基因发掘及TaARF23-A与小穗数关联分析

生长素是调控作物穗部形态的主要内源激素之一。为了发掘小麦中与穗型相关的生长素通路基因,本研究选择了纺锤穗型品系SY95-71和密穗品系CH7034,对其幼穗内源生长素含量进行了检测,结果显示SY95-71幼穗中的色胺含量显著高于CH7034。转录组测序结果表明,在高置信区间(P<0.01)范围内, SY95-71幼穗中富集到4个特有的生长素相关条目,并且色氨酸脱羧酶基因(负责将色氨酸转化为色胺)和生长素响应因子基因(Auxin Response Factors,ARFs)的转录水平均显著高于CH7034。对在SY95-71中高表达的2个ARF基因(TraesCS7A02G475700和TraesCS7A02G475600)作了进一步分析,结果显示二者是位于7A染色体长臂上的一对串联重复基因,根据小麦ARF家族成员编号,将其分别命名为TaARF23-A1和TaARF23-A2。qRT-PCR结果证实SY95-71幼穗中TaARF23-A1和TaARF23-A2的表达量极显著高于CH7034。测序结果显示TaARF23-A的外显子序列在SY95-71和CH7034间具有2个SNP和1个InDel。根据InDel位点开发分子标记,并将其与SY95-71和CH7034的RILs群体在6个大田环境下的穗部表型进行关联分析,结果显示TaARF23-A与小穗数显著相关(P<0.0001),其CH7034型等位变异比SY95-71型等位变异增加了1.67个小穗。本研究结果将为小穗发育机制解析提供参考,也为小麦理想穗型改良提供了分子标记。

穗-伯全科师资培训项目探索与实践

目的探索全科师资培训的新方法。方法中山大学附属第一医院-伯明翰全科师资小组将英国全科师资培训方法与本土国情结合,同时从专科师资与社区师资加强联动、将全科师资培训经验辐射广东各地,以及搭建政府-高校-教学医院-社区联合培养机制等多方面进行探索和实践。结果全科专业基地通过以上探索和实践,建立了“中山医”全科师资培训模式,为广东省及华南地区培养了大批合格的全科医师。结论该院将国际化视野与理念融合于全科住院医师规范化培训,走出适合中国国情的道路,对促进我国的全科医学发展、提高全科医疗服务水平具有重要意义和价值。

黑龙江、四川和海南省稻作区水稻穗腐病病原比较分析

【目的】明确中国黑龙江、四川和海南省稻作区水稻穗腐病病原种类及优势致病菌,为水稻穗腐病的精准防控提供参考。【方法】在黑龙江、四川和海南省的13个水稻主要生产区采集水稻穗腐病样品,通过组织分离和单孢分离法,共分离纯化到568个菌株,对各菌株进行形态学鉴定,结合rDNA-ITS序列分析及科赫氏法则验证,明确13个水稻主要生产区穗腐病病原菌种类,分析其优势菌株及致病特征。【结果】黑龙江省水稻穗腐病病原有弯孢菌属、链格孢属和镰孢菌属3类,分别占总病原菌数的1.10%、83.43%和15.47%,链格孢属为该省份的优势菌种。海南省水稻穗腐病病原有弯孢菌属、镰孢菌属、黑孢霉属、毛色二孢属及蠕孢菌属5类,分别占总病原菌数的1.62%、89.47%、0.81%、1.62%和6.48%,镰孢菌属为该省份的优势菌种。四川省水稻穗腐病病原有弯孢菌属、链格孢属、镰孢菌属、黑孢霉属、蠕孢菌属5类,分别占总病原菌数的23.57%、13.47%、22.86%、16.43%和23.57%,无优势菌种。根据分生孢子及菌落形态差异筛选出具有代表性的23个菌株,结合rDNA-ITS序列分析及科赫氏法则验证,明确了水稻穗腐病的致病菌有弯孢菌属的新月弯孢(Curvularialunata),链格孢属的细交链格孢(Alternariatenuissima)、链格孢(A.alternata)、芸薹链格孢(A.brassicae),镰孢菌属的拟轮枝镰孢(Fusariumverticillioides)、新知镰孢(F.andiyazi)、木贼镰孢(F.equiseti)、变红镰孢(F.incarnatum)、厚垣镰孢(F.chlamydosporum),黑孢霉属的稻黑孢(Nigrosporaoryzae)、球黑孢霉(N.sphaerica),毛色二孢属的可可毛色二孢(Lasiodiplodiatheobromae)及蠕孢菌属的嘴突凸脐蠕孢(Exserohilumrostratum)。分别于孕穗期和抽穗扬花期接种穗腐病致病菌,发现无论是粳稻还是籼稻品种,海南省致病菌在水稻抽穗扬花期接种后平均病情指数均高于孕穗期接种的平均病情指数;黑龙江和四川省的致病菌在抽穗扬花期接种的平均病情指数略低于孕穗期接种的平均病情指数。【结论】中国黑龙江、四川和海南省稻作区水稻穗腐病致病菌具有多样性,黑龙江省以链格孢属为优势菌种,海南省以镰孢菌属为优势菌种,四川省优势菌种不明显。

不同砧穗组合苹果果实成熟期香气物质分析

为了探究新疆野苹果+M26+礼泉短富、新疆野苹果+M26+岩富10、新疆野苹果+M26+玉华早富、八棱海棠+SH1+长富2号、八棱海棠+长富2号、八棱海棠+礼泉短富等6个宁夏主栽砧穗组合苹果果实风味品质差异,在银川市西夏区芦花乡试验基地8年生树上采成熟期果实样品,测定果实生理品质以及香气成分,并基于香气成分的活性值采用主成分分析和正交偏最小二乘判别分析筛选特征香气物质。结果表明,砧穗组合对苹果果实单果质量、果形指数、硬度、可溶性固形物含量、可滴定酸含量等品质指标有显著影响,不同砧木的礼泉短富在单果质量和可溶性固形物含量方面有显著差异,不同砧木的长富2号在各品质指标上无显著差异。从6个砧穗组合的果实中共检出81种挥发性物质,包括醇类9种、酯类31种、酸类3种、醛类5种、萜烯类26种和其他类7种;在香气物质总含量中,酯类占27.2%~43.35%,萜烯类占19.65%~34.24%,其他类别均在14%以下。各砧穗组合特有香气成分为2~10种。法尼醇、己醛、丁酸乙酯、辛酸乙酯和己醇为八棱海棠+SH1+长富2号和八棱海棠+长富2号果实香气的主要特征物质。癸醛为新疆野苹果+M26+礼泉短富果实香气的主要特征物质。反式-2-己烯醛、己酸己酯、己酸乙酯和辛酸为新疆野苹果+M26+玉华早富、新疆野苹果+M26+岩富10和八棱海棠+礼泉短富果实香气的主要特征物质。

粳稻穗型性状与谷粒性状的相关性研究

以247份粳稻品种为试材,分析了穗型性状与谷粒性状间的相关性。结果表明,8个性状变异系数在4.8%~31.2%,穗型性状、谷粒性状中各性状平均变异系数分别为22.2%、7.8%。粒型因子、粒重因子、粒数因子、结实因子、穗长因子是影响粳稻品种穗型性状和谷粒性状综合表现的主要因子。穗型性状、谷粒性状间存在复杂相关性。同时,粳稻直立穗型、半直立穗型、弯曲穗型品种具有不同的穗型性状和谷粒性状。