作物学学科研究进展与展望

作物学作为一门较为系统的学科,在19世纪中期到20世纪初形成并逐渐发展完善。作物学是农业科学的核心学科之一,由作物种质资源学、作物遗传育种学、作物栽培学和耕作学组成。作物学在保障国家粮食安全、生态安全、农产品供给、现代农业可持续发展中发挥着举足轻重的作用。分析了我国及宁夏作物学发展现状、存在的问题,对未来发展的关键科学问题进行了讨论。

宁夏小麦种质资源研究现状与发展建议

作物种质资源作为品种培育、种业创新和农业高质量发展的“核心芯片”,对品种培育和保障粮食安全具有不可替代的基础性作用。基于此,阐述了作物种质资源研究的重要意义和国内小麦种质资源研究发展历程及现状,分析了存在问题及发展趋势,旨在为加强小麦种质资源研究、促进小麦育种提供理论依据。

宁夏扬黄灌区玉米膜下滴灌水肥一体化技术研究

[目的]分析膜下滴灌施肥对玉米产量及水分利用效率的影响,阐明膜下滴灌水肥一体化的技术优势,解决宁夏扬黄灌区玉米水肥利用效率低的问题。[方法]在相同施肥水平条件下,以常规大水漫灌(6 000 m^(3)/hm^(2))为对照,在滴灌定额为3 750m^(3)/hm^(2)的基础上设置不覆膜滴灌和膜下滴灌2个处理,研究不同灌水处理对玉米光合特性、产量、水肥利用效率及经济效益的影响。[结果]膜下滴灌水肥一体化技术在玉米抽雄期净光合速率、水分利用效率最高,比漫灌处理分别提高1.5%、11.0%,比不覆膜滴灌处理分别提高6.1%、3.2%。膜下滴灌水肥一体化技术通过提高玉米收获穗数、穗粒数和百粒重从而提高玉米产量,比漫灌处理增产8.6%,比不覆膜滴灌处理增产8.2%。膜下滴灌水肥一体化技术降低玉米耗水量,比漫灌处理降低28.4%,灌水利用效率提高73.6%,水分利用效率提高52.0%;同时提高了玉米氮磷钾肥偏生产力,比漫灌处理分别提高8.5%、8.6%、8.5%。与漫灌处理相比,膜下滴灌水肥一体化技术在成本投入增加26.9%的基础上获得了最高的经济效益,比漫灌处理增加808.4元/hm^(2),收入提高8.1%,比滴灌不覆膜处理增收787.5元/hm^(2),收入提高7.8%。[结论]在滴灌定额为3 750m^(3)/hm^(2)基础上采用膜下滴灌施肥可在节水37.5%的基础上实现增产和增收,该技术在宁夏扬黄灌区表现出一定的优势,可以应用于该地区的玉米生产。

宁夏农作物种质资源数据库的构建设想及应用前景

结合国内外种质资源数据库的研究现状,讨论了建设种质资源数据库的意义,由此提出宁夏种质资源数据库的构建设想并预计了其应用前景。

宁夏稻田常用除草剂的应用及残留特性

介绍了宁夏稻田除草剂的应用历史,稻田常用除草剂品种的作用机理和防治对象,简述了稻田常用除草剂的残留特性,在宁夏稻谷中未检测出除草剂的残留成分。按照实现黄河流域生态保护与高质量发展先行区建设的要求,应做到科学合理使用除草剂,以减少除草剂对农业环境的影响。

连续多年免耕与轮作对土壤肥力的影响研究

为研究保护性农业技术对土壤养分的影响,在宁夏引黄灌区开展麦—稻水旱轮作双免耕(以下简称麦稻轮作免耕)11年定位试验,采用常规土壤养分测定方法,对连续多年麦稻轮作免耕下土壤养分、质地、pH等指标进行检测。结果表明:连续多年麦稻轮作免耕和常规耕作(CK)0~20 cm土层土壤质地差异不明显。与CK相比,连续7年麦稻轮作免耕后,0~10 cm,尤其是0~5 cm表层土壤养分有显著的提高,而且这种增加趋势在深层土壤中也有所体现。此后连续4年冬小麦单作免耕(共计11年免耕)下,土壤有机质、全氮、全钾质量比呈现随时间推移下降的趋势;全钾、速效钾质量比低于CK;有效锌、有效锰、有效铜质量比呈下降趋势,有效铁质量比却呈略上升的趋势;全磷、速效磷质量比高于CK,并且呈逐年上升趋势。可见,免耕与合理轮作是保护性农业中的一项基本原则。

宁夏水稻生产和育种现状及展望

水稻是宁夏重要的粮食作物,对粮食安全、盐碱地改良利用、地下水位保持及绿洲生态系统的稳定和平衡发挥了重要作用。为助力宁夏水稻产业发展,梳理分析宁夏水稻生产情况,包括水稻种植面积、产量、主栽品种、栽培技术、种植效益、新品种选育及盐碱地水稻种植现状,在此基础上提出展望,重点包括控制水稻种植规模,改革耕作制度;推广高效栽培新技术;加大节水、耐盐碱新品种选育;发展一定规模的优质稻、有机水稻等,以期助力宁夏大米品牌建设和优质水稻产业高质量发展。

浅议农业科技项目研究中存在的问题及对策

随着科技的不断进步,农业科技项目研究在促进现代农业发展和提升农业生产效率方面发挥着越来越重要的作用。然而,在实际研究过程中,也存在诸多问题,如研究目标模糊、资源配置不合理、成果转化率低等。这些问题不仅影响了研究的进程,还制约了农业科技的发展。本文深入探讨了这些问题的具体表现、产生原因,并提出了相应的解决策略。旨在通过改进和优化农业科技项目研究过程,推动农业科技的可持续健康发展,进一步促进农业现代化和乡村振兴。

进一步提升宁夏玉米生产竞争力的技术途径

针对宁夏玉米生产中存在的突出问题,系统分析了“卡脖子”制约因素,提出了加大玉米抗逆专用种质创制与品种培育力度,推进智能化、全程机械化高质量生产,加快基于改土培肥、提升灌溉质量的高标准农田建设,提高水资源利用效率,大力推广“玉米密植滴灌精准调控技术”“全膜双垄沟播+膜下滴灌技术”“基于‘双30%’青贮玉米高产挖潜技术”等进一步提升宁夏玉米生产竞争力的技术途径。

播期对宁夏引黄灌区不同品种青贮玉米光能利用及生物产量的影响

为探究播期对宁夏引黄灌区麦收后复种不同品种青贮玉米光能利用和生物产量的影响,采用裂区试验设计,选择早熟‘科沃028’(Z)和中晚熟‘利合629’(W)2个青贮玉米品种为主区,设置麦收后3(S1,6月28日)、6(S2,7月1日)、9 d(S3,7月4日)3个播期为副区,共计6个处理,研究不同播期对不同品种青贮玉米光能利用、干物质积累及生物产量的影响,并拟合推测不同品种青贮玉米的最适播期及收获期。结果表明:Z较W处理整体上有更高的叶面积指数(LAI)、光能利用率(LUE)、光合生产潜力开发度(r)、干物质积累量(DM)和生物产量(BY)。Z处理整个生育时期LAI大小顺序均为ZS1>ZS2>ZS3。在生育后期(麦收后95 d),ZS3处理的植株底部透光率(BLT)和LUE较ZS1和ZS2处理分别显著提高13.81%、5.40%和15.02%、23.49%(P<0.05);麦收后107 d,ZS1和ZS2处理的BY与麦收后100 d相比分别显著下降22.47%和17.37%(P<0.05)。各处理在其最适收获期收获,产量大小顺序为ZS1>ZS2>ZS3>WS2>WS1>WS3。相关性分析结果表明2个品种LUE均与其BY呈极显著正相关关系(P<0.001),而与r呈极显著负相关关系(P<0.001)。主成分分析发现ZS2处理综合评价最优。综上所述,建议宁夏引黄灌区早熟品种生长85 d后(麦收后6~8 d播种)收获,而中晚熟品种生长86 d后(麦收后5~6 d播种)收获。

宁春4号优选系改良的遗传机制研究

近年来,育种家在长期种植的宁春4号的群体里,使用“五圃法”提纯复壮了宁春4号,获得了宁春4号优选系(YX),其产量、品质及适应性均明显优于原始宁春4号。本研究利用55K芯片分析了原始宁春4号和YX系的遗传相似度,通过比较二者光合作用、转录组和代谢组,揭示YX系农艺性状改良的代谢及基因表达调节差异。全基因组55K芯片遗传分析发现,YX系和原始宁春4号在全基因组范围内仅有1170个SNP位点,两者的遗传相似度为97.79%,充分证明经过农民长期种植和五圃法提纯复壮后,YX系并未发生较大的遗传变异。表型分析表明,YX系的光合作用在分蘖期和抽穗期均高于原始宁春4号。代谢分析结果表明,与原始宁春4号相比,YX系叶中代谢水平增强的7种代谢物均是糖类化合物,在YX系根中也有11种糖类化合物水平被增强。光合碳同化速率增强及糖类物质水平提高可能是YX系产量超越原始宁春4号的主要生理原因。转录组分析结果表明,YX系根和叶中有大量编码生长调节因子的基因上调表达,说明YX系可能通过上调某些生长调节因子提高产量和适应性。

宁夏灌区玉米一次性机械化施肥技术效应研究

为了明确玉米一次性施肥技术效应,探索一次性施肥最佳肥料配比,在宁夏灌区开展了玉米一次性施肥控释肥与普通尿素配比及控释肥一次性机械化施肥试验。结果表明,玉米一次性施肥纯氮施用量180kg/hm2,控释肥∶尿素为2∶1(质量比)处理较控释肥∶尿素为1∶2(质量比)处理玉米平均增产4.11%;并且控释肥一次性机械化施肥较常规高产施肥增产2.24%~5.38%,生产成本平均降低8.4%,玉米纯收入增加了9.4%。在宁夏灌区控释肥一次性机械化施用可以明显降低生产成本,是满足区域玉米全程机械化发展需求,实现高产高效的有效途径。

宁夏引黄灌区春小麦品种(系)抗倒伏相关性状杂种优势及配合力分析

【目的】小麦常规育种实质是对杂种F1性状杂种优势连续多代选择和保持的过程,探究宁夏引黄灌区春小麦品种(系)间抗倒伏相关性状的杂种优势、配合力,明确与小麦抗倒伏性状显著相关的农艺性状指标,为宁夏春小麦抗倒伏性状的杂种优势利用及其后代筛选与保持提供一定的理论依据。【方法】以14份宁夏引黄灌区春小麦品种(系)为亲本,按NCⅡ不完全双列杂交设计配制45个杂交组合,分析亲本及其杂交种F1株高、秆型指数等13个抗倒伏相关性状杂种优势、配合力及其相关性。【结果】不同品种(系)间抗倒伏性存在显著差异,杂种F1代抗倒伏相关性状存在一定的杂种优势。NZ42、M6445和M8887主茎抗推力的一般配合力较高,分别为11.68、8.00和10.67,且其他性状的一般配合力也表现较为优异。主茎抗推力强优势组合有M6445×M8887、M6445×MJ48、NZ42×N2038、NZ42×M7723、NZ42×NZ39、H3015×宁春50号。与此同时,相关性分析发现株高与第一节间长和第二节重成显著正相关,与第二节间长和第四节间长成极显著正相关。其次,主茎抗推力与主茎鲜重、茎粗、弯曲力矩和秆型指数成极显著正相关,与第四节间长成显著负相关,与第二节重和第二节间充实度相关性不显著。【结论】NZ42、M6445和M8887为本研究的优良亲本,且NZ42×NZ39、M6445×MJ48、M6445×M8887为本研究抗倒伏育种的优良组合。同时,供试材料不同组合倒伏性状间存在杂种优势利用潜力,但超亲优势不突出,且杂交组合的抗倒伏能力既受加性效应影响又受非加性效应影响,其中,受母本遗传背景影响更大。与此同时,第四节间长、弯曲力矩和秆型指数与株高和主茎抗推力相关性较高,可作为抗倒性育种后代选择的重要参考。

大豆玉米带状复合种植对宁夏灌区玉米物质生产与分配的影响

本研究探讨了位于宁夏灌区的大豆玉米带状复合种植模式对玉米物质生产与分配的影响。试验涉及4种在当地示范种植的带状复合种植模式:大豆玉米S3:M2、S4:M2、S3:M4、S4:M4,对照为单作玉米(M)。玉米供试品种为‘先玉1225’,大豆供试品种为‘中黄30’,玉米种植密度8.25万株/hm2,大豆种植密度15万株/hm2。结果显示,相较于单作玉米,带状复合种植模式下,玉米成熟期单株干物质减少了7.9%~30.4%,S3:M4影响最小,S4:M2影响最大;成熟期干物质总量减少了4.3%~42.7%。成熟期雌穗干物质分配减少0.5%~40.5%,S3:M4影响最小,S4:M2影响最大。玉米产量减产25.1%~41.4%,收获有效穗数减少4.2%~14.9%,千粒重减少0.5%~3.6%,单穗粒数减少5.2%~10.8%。综上所述,大豆玉米带状复合种植模式相较于单种玉米,雌穗的干物质减少,在吐丝期雌穗干物质积累开始减少,产量降低。这些发现对于优化大豆玉米带状复合种植模式在农业生产上的应用具有重要的实践意义。

宁夏春小麦品种资源种子耐老化性综合评价

为筛选出耐老化小麦品种,采用高温高湿(41℃,95%RH)人工老化法对64份宁夏引黄灌区春小麦品种资源进行老化处理,测定老化前后种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、种子蛋白质含量及湿面筋含量,根据各指标的耐老化系数,运用主成分分析、隶属函数和聚类分析法对参试材料的耐老化性进行综合评价。结果表明,老化后种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数和湿面筋含量显著降低,而蛋白质含量无明显变化。通过主成分分析将6个单项指标转换为3个相互独立的综合指标,其贡献率分别为59.760%、18.160%和15.260%,代表了全部数据93.190%的信息量。运用隶属函数法计算综合耐老化值(D值),并对其进行聚类分析,按照耐老化性强弱,将64份材料划分为3类。第一类高耐老化型材料10份;第二类普通耐老化型材料37份;第三类老化敏感型材料17份。宁春4号、宁春10号、宁春11号、宁春20号、宁春26号、宁春29号、宁春34号、宁春43号、宁春53号、宁春68号为耐老化品种。

晨奥润泽土壤修复剂在贺兰县盐碱地稻田不同用量效果研究

为了确定晨奥润泽牌土壤修复剂在贺兰县盐碱地水稻种植中的合理用量,在贺兰县盐碱地稻田开展了晨奥润泽牌土壤修复剂不同用量效果试验。结果表明,晨奥润泽牌土壤修复剂能够有效增强水稻的分蘖能力,增加有效穗,提高产量,最佳施用量为2~3 kg·667^(-1)·m^(-2)。

宁夏农作物种业2021年发展情况分析

对宁夏种业的发展情况进行梳理和分析,归纳了农作物种子产销情况和种子企业数量、结构、经营、销售等,针对农作物种业发展中存在的问题,从壮大企业实力、找准科研育种方向、强化资源收集利用、推进制种基地建设、净化种业市场等方面提出发展建议。

宁夏引黄灌区冬小麦谷蛋白亚基组成和1BL/1RS易位分析及品质性状研究

为全面了解宁夏引黄灌区冬小麦品质概况,为冬小麦品质改良和粮食生产提供理论依据,选用冬小麦主栽品种、亲本材料和高代品系30份,用SDS-PAGE分析了其中18份材料的HMW-GS、LMW-GS组成和1BL/1RS易位系分布状况,并对23个冬小麦品种的营养与加工品质进行了研究。结果表明,2*、7+9、2+12、Glu-A3a、Glu-A3c、Glu-B3h和Glu-B3j在宁夏引黄灌区冬小麦中分布较广,1BL/1RS易位系分布相当普遍,分布频率为27.8%。参试品种的籽粒硬度、面粉PPO活性、SDS沉淀值、形成时间、稳定时间和评价值的变异范围较大,变异系数分别为25.37%、33.68%、21.42%、26.58%、43.95%和29.31%。多数冬小麦品种(系)的千粒重、出粉率和湿面筋含量低于对照宁春4号,而蛋白质含量、SDS沉淀值、吸水率和稳定时间优于宁春4号。供试品种(系)中,HMW-GS品质评分、籽粒硬度、蛋白质含量、SDS沉淀值均较高,并且不含1BL/1RS易位系的有烟优361、济麦20、鲁875067和923-9等,可用于宁夏引黄灌区冬麦品质改良。

宁夏引黄灌区小麦垄作节水高产栽培研究

在宁夏引黄灌区进行小麦垄作栽培试验:春小麦全生育期在降水量为89.2 mm条件下,灌水量为3 183m3/hm2,比传统的平作栽培的小麦灌水量5 131.5 m3/hm2节水38%,抗倒伏,锈病、白粉病等发病轻;冬小麦全生育期在降雨量为101 mm、灌水量为4 582.5m3/hm2条件下,4个冬小麦品种(系)垄作栽培试验的单产为6 691.5～7 350kg/hm2,垄作小麦播种量为210kg/hm2的处理比播种量为240kg/hm2处理省种30%,而产量提高0.5%～7.9%.'烟农19号'和2个新培育的冬小麦品系2002AW5012、2002AW5011适于垄作,其产量水平为9 295.5～9 636kg/hm2,比对照品种'宁冬6号'增产10.5%～14.5%.

宁夏灌区春小麦高产磷肥施用增产效果研究

宁夏灌区土壤多为灌淤土和淡灰钙土，磷肥施用受Ca、Mg离子的束缚，易被固定成难溶性磷酸盐，从而影响到作物产量及磷肥当年利用效率。本文在高磷（速效P 42.8mg/kg）和低磷（速效P 6.55mg/kg）的不同土壤上，分别进行了春小麦磷肥（P2O5）施量0–330kg/hm2的回归试验。其结果得出：在低磷土壤上，磷肥（P2O5）施量（x,kg/hm2）与春小麦产量（Y, kg/hm2）的回归方程为：Y=4072.1＋5.014x＋0.1296x2-0.0003133x3,增产效果极显著；而在高磷土壤上磷肥增产效果不显著。磷肥施量在0—240 kg/hm2的施用范围内，低磷土壤有显著的投入产出效益，试验投入产出效益为10—24元/元（小麦价格2.1元/kg,磷肥P2O5价格8.61元/kg），最高投入产出效益对应的磷肥施量为135 kg/hm2。因此针对宁夏灌区土壤肥力，提出了中低产田春小麦高产的推荐施磷方案以及高肥力土壤条件下小麦磷肥的施肥建议，可结合耕翻深施磷肥或磷肥、有机肥混合施，改善土壤PH值及微生物活性，提高磷肥肥效。