水分胁迫下新型土壤保水剂对玉米苗期发育的影响

保水剂在土壤中降解能力低,会对土壤环境产生危害,利用聚天冬氨酸和膨润土为原料,制备了新型的可降解土壤保水剂。设置水分胁迫处理和正常灌溉处理2组水分处理,在2组水分处理下分别施用市售腐殖酸保水剂(TA)和12.5(TB1)、17.5(TB2)、22.5(TB3)、27.5(TB4)和32.5 kg·hm^(-2)(TB5)的新型土壤保水剂,以不施用保水剂为对照(CK),探讨其对玉米苗期生长发育的影响。结果表明,施用保水剂在玉米苗期可提高土壤含水量,当保水剂加入量为22.5 kg·hm^(-2)效果最好,保水剂用量为32.5 kg·hm^(-2)时对玉米出苗有显著抑制作用;在水分胁迫条件下,施用保水剂各处理的株高、茎粗、叶绿素含量和超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性均显著高于CK;同时施用保水剂能显著降低丙二醛和脯氨酸含量;其中,以保水剂用量为22.5 kg·hm^(-2)(TB3)效果最佳。以上结果表明,新型土壤保水剂效果明显,对我国的农业节水有一定的推进作用。

基于高密度遗传图谱的粳稻苗期耐冷QTL分析

【目的】低温冷害是影响水稻生长发育,进而造成不同程度减产的主要气象灾害之一。挖掘鉴定耐冷基因,选育耐冷品种,是解决水稻低温冷害最简单、直接和有效的手段之一。【方法】利用丽江新团黑谷/沈农265衍生的包含144个株系的重组自交系群体,通过人工气候室进行苗期耐冷性鉴定。结合全基因组重测序构建的包含2828个bin标记的高密度遗传图谱,进行苗期耐冷性QTL定位和互作分析。【结果】利用完备区间作图法共检测到4个苗期耐冷QTL,分别定位于水稻的1、8、10和12号染色体上,单个QTL的表型贡献率为5.33%~19.86%。其中,qCTS1、qCTS10和qCTS12的增效等位基因来源于强耐冷亲本丽江新团黑谷,qCTS8的增效等位基因来源于沈农265。主效QTL qCTS12定位在12号染色体的15.98 Mb-16.37 Mb之间,物理图谱区间为396.67 Kb。qCTS1定位在1号染色体的9.20 Mb-9.50 Mb间,物理图谱区间为299.85 kb。qCTS8定位在8号染色体的26.09 Mb-26.15 Mb之间,物理图谱区间为55.05 Kb。qCTS10定位在10号染色体的11.13 Mb-11.21 Mb间,物理图谱区间为85.82 kb。进一步分析发现,除qCTS1-qCTS8之间存在负向互作外,其余QTL间的互作表现为加性效应。【结论】利用丽江新团黑谷和沈农265的重组自交系群体,结合包含2818个bin标记的遗传图谱,共检测到4个苗期耐冷QTL,其中3个QTL的增效等位基因来自强耐冷地方品种丽江新团黑谷。可为耐冷分子设计育种提供有用的基因资源,同时为阐明水稻苗期耐冷的遗传和分子机制提供参考。

依据云南栘[木衣]种子萌发至成苗期间转录组的SSR、SNP及InDel特征

依据云南栘[木衣](Docynia delavayi(Franch.)Schneid.)种子萌发至成苗期间的转录组数据,分别使用MISA、GATK3软件对SSR、SNP、InDel位点进行挖掘并进行特征分析。结果表明:从转录组数据的63782个非冗余基因序列(unigene)中,共挖掘出76981个SSR位点,其发生频率为30.18%。在各种不同的重复基元种类里,重复出现频次最高的为单碱基重复基元,频次最低的是六碱基重复基元。就所有基元而言,A/T基元的出现频率最高,占总SSR位点数量的38.09%;其次是AG/GT,占总SSR位点数量的27.63%。各类重复基元的重复次数介于5~15次,SSR序列长度为10~66 bp。15个样品中,SNP位点数量介于202602~278026个,平均每个样品包含253064个SNP,且每个样品的转换类型与颠换类型数量比都在6∶4左右。InDel位点数量介于35609~48977个,平均每个样品中含有44642个InDel位点。云南栘[木衣]种子萌发至成苗期间,转录组中的SSR、SNP、InDel位点丰富,且具有较高的多态性。

黄芪种子技术及苗期病虫害防治研究进展

黄芪为药食同源大宗中药材,黄芪种子质量及苗期病虫害防治对黄芪药材质量具有较大影响。介绍黄芪种子产地调研情况,总结黄芪资源鉴定及新品种选育研究现状,对黄芪种子质量评价与分级、苗期病虫害及防治措施、种子加工技术等研究进展进行综述,并对黄芪种业发展及智能机械化栽培技术进行展望,以期为黄芪产业高质量发展提供参考。

大豆种质资源苗期耐盐性鉴定评价与筛选

土壤盐渍化严重影响大豆品质与产量,筛选耐盐大豆资源对开展盐碱地综合利用意义重大。为建立大豆苗期耐盐鉴定评价体系,设置淡水和NaCl含量为0.9%~1.8%的10个等差梯度,以蛭石为培养基质,大豆2片真叶始现时开始盐处理。结果表明, 1.2%盐处理16 d时,不同大豆种质资源耐盐等级四分位差值最大,是大豆苗期耐盐鉴定评价的最适条件。利用大豆苗期耐盐鉴定评价体系对来自国内外的504份大豆种质资源进行苗期耐盐性鉴定评价,耐盐等级为1级、2级、3级、4级、5级的大豆资源依次为46份、146份、157份、79份、76份。利用GmSALT3基因的分子标记对1级耐盐资源进行检测,其中40份(86.96%)大豆材料扩增结果与GmSALT3基因的分子标记结果相符合。为分析大豆苗期鉴定过程中盐胁迫浓度的变化趋势,确立了土壤含盐量(Y,%)与电导率(X,mScm^(–1))的回归方程:Y=0.278X–0.0618,预测精准度在95%以上。测定统计了从盐处理开始至调查结束时的培养基质含盐量变化趋势,培养基质含盐量基本维持在13 mS cm^(–1)左右。本研究为大豆苗期规模化耐盐性鉴定和培育耐盐新种质提供了技术体系和基础材料。

44份西瓜种质资源苗期耐盐性综合评价

以44份西瓜种质为试验材料,设置0(CK)和150 mmol·L^(-1)NaCl 2个处理水平,测定不同西瓜种质幼苗的15项指标。以15项指标的耐盐系数作为耐盐性评价依据,运用相关性分析、主成分分析、隶属函数值法、聚类分析等多元分析方法进行综合评价。通过主成分分析将15个单项指标转换为4个相互独立的综合指标,累计贡献率为71.10%;以耐盐系数为基础进行聚类分析,筛选出10个高度耐盐、21个中度耐盐、13个弱耐盐西瓜种质资源。采用隶属函数法进行综合评价,排名前5的种质分别是HY-91、DQ-308、W19-15、HY-73、W19-10,归为聚类分析中的第一类,属于强耐盐性品种。

南洋楹半同胞家系苗期变异及选择

【目的】探究南洋楹Falcataria falcata苗期生长及固氮等性状遗传变异规律,选择速生且固氮能力强的优良家系。【方法】以南洋楹1代无性系种子园中37个半同胞家系1~6月生幼苗为材料,调查测定苗高、地径、叶绿素相对含量、生物量、根瘤数量等指标,通过遗传变异分析、性状间相关分析、聚类分析等方法,进行苗期生长比较及选择。【结果】南洋楹37个半同胞家系1~2月生时生长性状未表现出明显差异。4月生时超过16个家系的苗高或地径显著优于饶平县南洋楹母树林混合种(ck,P<0.05),苗高和地径的家系遗传力分别为0.89~0.90和0.84~0.86,在入选率为30%时,遗传进展分别为0.1189~0.2214和0.0962~0.1543。不同性状间均存在极显著或显著正相关关系(P<0.01或P<0.05)。选择出13个家系,占群体的34%,与群体平均值比较,苗高和地径的现实增益分别为27.99%和12.73%、遗传增益分别为24.91%和10.69%;与ck比较,现实增益分别为62.47%和41.65%,遗传增益分别为55.59%和34.98%。【结论】南洋楹半同胞家系从苗龄4月生起,苗高和地径等生长性状发生显著遗传变异,且具有较高水平的家系遗传力和较好的选择潜力。在生长和固氮等性状协同分析基础上,选择了13个同时具有苗期生长优势和高效固氮能力的优良家系。

甘薯苗期黑斑病对薯苗生长的影响及药剂浸种对黑斑病的防治效果

为明确甘薯苗期黑斑病对薯苗生长的影响及25%肟菌·异菌脲悬浮剂浸种的防治效果,通过人工接菌和药液浸种试验,对各处理的种薯发芽、生长、产苗量及薯苗带菌率进行了调查。结果表明,种薯或基质带菌育苗,种薯发芽数与未接菌处理相比没有显著差异;不同浓度25%肟菌·异菌脲悬浮剂浸种对种薯发芽数也未见显著影响。与未接菌处理相比,种薯带菌和育苗基质带菌处理未药剂浸种时产苗量分别减少43.97%和59.82%。使用25%肟菌·异菌脲悬浮剂500 mg/L浸种时,种薯和基质带菌试验中千克种薯产苗分别为74.12株和69.56株,苗床接菌试验中产苗分别为126.92株和85.31株,均显著高于未药剂浸种的处理。调查发现,种薯或苗床带菌会使萌发的嫩芽受黑斑病菌感染,引起死苗、生长停滞和薯苗带菌,是产苗量减少的主要原因。25%肟菌·异菌脲悬浮剂浸种可减少薯苗发病,增加产苗量。

白榆苗期年生长节律及生长模型研究

对白榆7个优良无性系1年生嫁接苗地径和苗高的年生长节律进行了调查,并利用Logistic方程进行拟合,构建了白榆苗期生长曲线模型。结果表明:白榆苗期间歇性生长,生长进程为典型的“S”型曲线,表现出“慢-快-慢”的生长趋势,生长进程中都出现3—4次生长高峰,不同峰值之间差别不大,地径生长相对于苗高生长有滞后性。白榆幼苗生长期较长,属于全期生长型。225号苗木是苗高生长表现最优的无性系,生长速度和速生时间均优于其他无性系;43号苗木的生长量最低。Logistic方程拟合效果显著,相关系数r均在0.97以上。将白榆杂交无性系苗期生长进程分为生长前期、快速生长期和生长后期,苗木在快速生长期内的各生长量占总生长量的65.4%—81.7%。在白榆的生产实践中,应根据苗木不同生长阶段的生长特性提出相应的育苗管理措施。

不同夏花生品种苗期发育规律研究

以高油酸花生品种豫花37号(YH37)和普通油酸花生宛花2号(WH2)为研究材料,采用盆栽试验,调查不同品种苗期形态发育规律、叶片功能、激素含量等的变化,为制定精准科学的管理措施提供理论依据。结果表明,两个品种苗期发育规律不同,豫花37号苗期以地下部生长为主,至出苗后28 d,豫花37号地下部赤霉素、细胞分裂素和生长素含量分别为宛花2号的1.06、1.22和1.09倍;根长、根尖数、地下部干质量、根冠比分别较宛花2号高75.51%、95.03%、10.64%和29.84%。宛花2号苗期以地上部生长为主,至出苗后28 d,主茎高、侧枝长、叶片数、分枝数、地上部干质量分别较豫花37号高12.41%、65.00%、6.12%、7.69%和17.47%。与宛花2号相比,豫花37号叶片光转化能力由低到高逐渐升高,phi2值由97.47%升高到100.93%,且在整个生育期内豫花37号叶片的光保护能力更强,受光损伤的程度更小。基于此,在苗期豫花37号应适当补充中微量元素,以保证其地上地下部协调生长;宛花2号应减少叶面肥和促进茎叶生长的调理剂用量,从而达到壮苗的目的。

基于RGB-D双目视觉的苗期玉米三维模型重构方法研究

以玉米幼苗为对象,研究基于RGB-D双目视觉的苗期玉米三维模型重构方法,实现了部分重构参数的优化。首先,针对目标进行固定步距角环绕图像采集,依据RGB图像中目标区域分割结果,对深度图像进行目标区域深度数据分割,并采用改进后的均值滤波对苗期玉米区域内深度数据孔洞进行自适应填充;其次,针对苗期玉米各角度的深度点云数据,采用先粗后精完成多角度点云配准与融合;最后,对比两种体素精简方法对点云的精简平滑效果,实现苗期玉米三维模型的重构。通过试验对比步距角对苗期玉米模型的重构效率与精度,结果表明:采用八叉树滤波精简效果较好,60°步距角建模误差最小,重构的模型与苗期玉米株高精度误差为4.4 mm,茎粗平均精度误差为0.62 mm,能满足苗期玉米的三维重构形态测量需求。

冬小麦新品种陇鉴9828苗期抗条锈性遗传分析

为明确冬小麦新品种陇鉴9828苗期抗条锈性基因类型及其数量,为该品种抗病基因的合理应用提供支撑。2022年对小麦遗传群体(铭贤169/陇鉴9828)的F1、F2单株及其双亲材料的幼苗分别接种CYR34、CYR32及新菌系ZS的单孢菌系,进行抗条锈性遗传分析。结果表明,陇鉴9828苗期对条锈菌CYR34、CYR32表现中抗,对条锈菌新菌系ZS表现高抗,铭贤169表现高度感病。分别接种条锈菌CYR34、CYR32后,F1代表现感病,F2代单株抗感表现分离,符合1R:3S的分离比值;接种条锈菌新菌系ZS后,F1代表现抗病,F2代植株抗感表现分离,符合3R:1S的分离比值。说明陇鉴9828对条锈菌CYR34、CYR32的苗期抗条锈性均由1对隐性抗性基因控制,对条锈菌新菌系ZS的苗期抗病性由1对显性抗性基因控制,该研究结果可对冬小麦新品种陇鉴9828在生产和育种中应用提供参考。

烯效唑对杂交兰苗期植株的矮化效应研究

为明确烯效唑(S_(3307))对杂交兰苗期植株生长的影响,以自育新品系GZ1-11为试材,采用不同浓度的S_(3307)进行灌根处理。结果表明,适宜浓度的S_(3307)可以有效抑制新苗株高、叶长和根长,增加叶宽和根粗,但不影响假鳞茎的纵径和与横径。随着S_(3307)施用浓度的增加,植株的矮化效应显著增强,其中30 mL 10.00 mg/L S_(3307)的矮化效果最强,但综合杂交兰植株高度、叶片形态等表型特征及成本,生产上施用30 mL 2.50 mg/L的S_(3307)为宜。

苗期摘叶对玉米茎秆抗倒伏特性及产量的影响

[目的]研究玉米苗期摘叶处理对茎秆特性及抗倒伏性的影响。[方法]2019—2020年在凤城和彰武进行田间试验,系统研究苗期摘叶(5叶1心期和6叶1心期)对玉米茎秆抗倒伏特性及产量的影响。[结果]苗期摘叶改变了玉米植株形态特征,凤城和彰武2地表现出相似规律。与未摘叶相比,苗期摘叶处理穗下茎节节数减少1~2节,穗位以下茎节长度缩短,但对穗位以上茎节长度无影响,玉米株高和穗位高分别降低了26~37 cm和16~26 cm;苗期摘叶处理对玉米基部第1~2茎节的茎秆抗弯折力略有提高,但对茎秆抗穿刺和抗压碎能力无显著影响;苗期摘叶处理对气生根的根直径和入土夹角无显著影响,但气生根入土条数和入土深度略有增加;凤城玉米倒伏率显著高于彰武,苗期摘叶使凤城玉米植株倒伏率降低了14.8~23.4个百分点。苗期摘叶降低了玉米空秆率,玉米植株叶面积指数降低,库源比增高,玉米生育期延迟了7~11 d。在倒伏严重的凤城地区,5叶1心期摘叶玉米产量增加了9.54%~17.2%,6叶1心期摘叶对玉米产量无显著影响;而在倒伏发生相对轻的彰武地区,6叶1心期摘叶处理反而减产5.75%~12.8%。[结论]苗期摘叶可通过减少穗下节数量、缩短节间长度等,促进玉米穗位降低,从而有效控制倒伏,实现提高玉米产量的目的;摘叶时期是影响玉米产量效应的决定因素。苗期摘叶提高了高密种植玉米的潜力。本研究结果对玉米增产及培育抗倒伏玉米品种具有重要启发及实践意义,在倒伏易发生地区具有较好的应用前景。

日本落叶松种子园和人工林优树自由授粉家系苗期选择

探究日本落叶松种子园和人工林优树自由授粉家系苗期生长性状遗传变异规律,为优良家系造林和后期遗传改良提供参考。以沙坝国家落叶松/云杉良种基地日本落叶松初级无性系种子园25个自由授粉家系和30个人工林优树自由授粉家系为试验材料,种子园混合种子苗作为对照,田间试验采用随机完全区组试验设计,在沙坝国家落叶松云杉良种基地苗木培育圃进行苗期生长试验。数据采用SPSS 16.0进行方差分析、多重比较,并估算遗传力和遗传增益,以2年生苗地径、苗高、新梢生长量为指标,采用Brykin多性状综合评定法进行家系评价和选择。种子园、人工林优树自由授粉家系1年生苗和2年生苗生长性状(地径、苗高、2年生苗新梢生长量)具有丰富的遗传变异,生长性状间具有显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)正相关关系,家系选择潜力大。种子园自由授粉家系2年生苗地径、苗高、新梢生长量的表型变异系数分别是27.61%、36.82%、44.28%,家系遗传力依次为0.76、0.79、0.79,人工林优树自由授粉家系地径、苗高、新梢生长量的表型变异系数分别是25.57%、32.94%、38.83%,家系遗传力依次为0.90、0.92、0.92,属较高遗传力。家系生长性状受强的遗传控制,具有一定的稳定遗传能力,家系选择的遗传增益显著。按照50%的入选率初步选择苗期表现好的优良家系,种子园有种1、种25、种8、种34、种26、种12、种16、种20、种2、种100、种7、种21、种101共13个家系入选,入选家系地径、苗高、新梢生长量的遗传增益达到1.89%、6.18%、7.65%;人工林优树自由授粉家系有优19、优8、优2、优28、优30、优3、优7、优1、优18、优6、优15、优26、优25、优24、优13共15个家系入选,入选家系的地径、苗高、新梢生长量的遗传增益分别是3.73%、9.31%、11.19%。不论种子园还是人工林优树自由授粉家系,采用Brykin综合评价法选择的优良家系恰好是将苗高最大的家系入选。因此,建议日本落叶松自由授粉家系苗期采用单一性状——苗高作为评价和选择指标,会更加直观、经济、有效。在50%的入选率下,种子园、人工林优树自由授粉家系苗期分别有13个和15个家系入选,苗期初选家系为造林试验和后期遗传改良提供参考,有效减小田间试验规模,提高选择效率。苗高作为评价和选择指标,在生产中更加直观、方便、实用。

基于改进YOLOv8卷积神经网络的稻田苗期杂草检测方法

针对田间自然环境拍摄下稻田背景复杂,苗期杂草图像尺寸过小、识别定位不准确等问题,提出了一种改进YOLOv8卷积神经网络的苗期杂草检测方法。参照PASCAL VOC数据集格式,构建了一套专用的数据集。首先,在网络卷积过程中加入DenseNet(密集连接网络)更好地对杂草特征进行提取,优化梯度消失问题。然后,添加CBAM(Convolutional block attention module)注意力机制改善模型对小尺寸的敏感度。最后,使用WIOU(Weighted intersection over union)损失函数来优化原网络中的损失函数,提升模型对检测目标的定位能力。在试验中,将改进的算法与Faster R-CNN、SSD(Single shot multiBox detector)以及原始YOLOv8等算法进行了性能对比。结果显示,改进算法明显优于其他算法,在测试集上的平均精度均值和检测速度分别达97.0%和100.3帧/s。这种高精度和快速的检测能力满足了精准农业中对快速、精准检测的需求。该算法为机械设备快速识别苗期杂草、精准喷洒农药提供了重要的理论和技术支持。

基于神经辐射场的苗期作物三维建模和表型参数获取

苗期作物三维结构的精准高效重建是获取表型信息的重要基础。传统的三维重建大多基于运动恢复结构-多视图立体视觉(Structure from motion and multi-view stereo,SFM-MVS)算法,计算成本高,难以满足快速获取表型参数的需求。本研究提出一种基于神经辐射场(Neural radiance fields,NeRF)的苗期作物三维建模和表型参数获取系统,利用手机获取不同视角下的RGB影像,通过NeRF算法完成三维模型的构建。在此基础上,利用点云库(Point cloud library,PCL)中的直线拟合和区域生长等算法自动分割植株,并采用距离最值遍历、圆拟合和三角面片化等算法实现了精准测量植株的株高、茎粗和叶面积等表型参数。为评估该方法的重建效率和表型参数测量精度,本研究分别选取辣椒、番茄、草莓和绿萝的苗期植株作为试验对象,对比NeRF算法与SFM-MVS算法的重建结果。结果表明,以SFM-MVS方法重建点云为基准,NeRF方法重建的各植株点云点对距离均方根误差仅为0.128~0.395 cm,两者重建质量较接近,但在重建速度方面,本文研究方法相比于SFM-MVS方法平均重建速度提高700%。此外,该方法提取辣椒苗株高、茎粗决定系数(R^(2))分别为0.971和0.907,均方根误差(RMSE)分别为0.86 cm和0.017 cm,对各苗期植株叶面积提取的R^(2)为0.909~0.935,RMSE为0.75~3.22 cm^(2),具有较高的测量精度。本研究提出的方法可以显著提高三维重建和表型参数获取效率,从而为作物育种选苗提供更为高效的技术手段。

根内根孢囊霉对连作大豆苗期植株生长发育的影响

以非转基因型大豆品种黑农48(病害敏感型的高蛋白品种)作为试验材料,以根内根孢囊霉(Rhizophagus intraradices,R.intraradices)为试验菌剂分别接种于大豆连作1年和非连作的大田土壤中,采用碱解离-酸性品红染色法和形态观测法测定根内根孢囊霉对连作苗期大豆根系丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizal,AM)真菌侵染率、植株株高及茎粗的影响。结果显示,未施加根内根孢囊霉菌剂的大豆,连作导致AM真菌侵染率增高,株高和茎粗降低。而接种根内根孢囊霉的大豆,AM真菌侵染率、株高和茎粗均显著提高,表明根内根孢囊霉对连作大豆苗期植株生长发育具有一定促进作用。本研究为AM真菌的田间应用及提升黑龙江绿色大豆生产地位提供了理论依据。

不同烤烟品种(系)苗期耐低氮胁迫差异研究

为分析不同烤烟品种(系)的耐瘠薄特性,筛选适宜丘陵烟区生长的品种(系),本试验以豫烟7号、豫浓香201(Y2001)、Y074、7564、渠首1号等为试验材料,研究在低氮胁迫条件下各烤烟品系的叶片叶绿素值(SPAD值)、光合特性、根系形态及根系活力等生理指标的差异。结果表明,在0.5 mmol/L氮素供应的情况下,豫烟7号、Y074和7564能保持较好的叶片状态,胞间CO_(2)浓度、光合速率、蒸腾速率等受低氮胁迫影响较小,表明这3个品系受到低氮胁迫的影响较小,耐低氮能力更强。

不同种子处理剂对海南玉米苗期草地贪夜蛾防治效果

为验证不同种子处理剂对海南玉米出苗的安全性、对玉米苗期生长的影响及对玉米草地贪夜蛾的防治效果,试验选用48%溴氰虫酰胺FSC、50%氯虫苯甲酰胺FSC、40%溴酰·噻虫嗪FSC对玉米种子进行处理。结果表明:在玉米苗期后10天,经过48%溴氰虫酰胺FSC包衣处理的玉米出苗率最高,为82.0%~83.3%。与对照组相比,各处理组出苗率差异不显著,但株高显著不同,这表明这种处理对玉米的生长有一定影响。48%溴氰虫酰胺FSC和50%氯虫苯甲酰胺FSC处理对草地贪夜蛾具有很好的防治效果,苗后10天防效均达到85%以上,有效控制时间为苗后 15~20天。