不同耕作方式下秸秆还田对晋中玉米田水分时空分布及产量的影响

为探讨保护性耕作和秸秆还田有机结合对春玉米休闲期蓄水保墒效果、生育期土壤水分时空变化、贮水量季节变化、产量及水分利用效率的影响,设置不同耕作方式(免耕、深松、翻耕)结合秸秆还田(100%秸秆还田、秸秆不还田)6个处理组合,2016—2018年在山西晋中连续2年进行定位试验研究。结果表明:(1)春玉米冬闲期不同耕作处理下土壤贮水量差异显著,且随着时间推移贮水量都有降低趋势,免耕和深松处理分别较翻耕土壤贮水量平均增加10.4,9.3 mm。在玉米的整个生育时期,免耕和深松处理土壤贮水量分别比翻耕提高4.8%,1.2%。(2)平均2年土壤含水量大小顺序为免耕>深松>翻耕,各处理平均土壤含水量分别为23.0%,21.8%,21.5%。丰水年不同耕作方式土壤含水量垂直变化在各生育时期差异较大,干旱年其变化的差异较小。(3)免耕与100%秸秆还田组合下玉米产量和水分利用效率最高,2年平均产量和WUE(水分利用效率)分别为12679.9 kg/hm^(2)和25.8 kg/(hm^(2)·mm),翻耕与100%秸秆还田处理组合最低。无论是否秸秆还田,免耕和深松处理在春玉米冬闲期土壤蓄水保墒效果、生育期土壤水分状况、产量与水分利用效率均优于翻耕处理;在秸秆还田下免耕和深松耕作方式对玉米田水分的集蓄保用有良好的效果,以免耕秸秆还田效果最佳,可在晋中地区春玉米生产中推广应用。

甜荞产量性状综合评价及AMMI分析

为了评价全国区域试验甜荞品种(系)在山西不同生态区的性状表现、品种稳定性及适应性,本研究以2019—2020年全国甜荞区试的6个参试品种(系)为试验材料,在山西省榆次(E1)、忻州(E2)、大同(E3)3个生态区种植,对参试品种的产量、每公顷株数、株高、主茎分枝、主茎节数、单株粒数、单株粒重、千粒重、生育期等9个主要性状进行考察;采用加性主效应乘积交互作用(AMMI)模型分析和双标图对3个试点进行产量稳定性、适应性及试点鉴别力分析,并对产量相关性状进行变异性分析和遗传相关分析。结果表明,在6个参试品种(系)中,丰产性、稳定性和适应性较好的品种为白荞3号和平荞2号。3个区试点均适宜甜荞品种鉴选,但相比榆次和大同,忻州试点的鉴别力最大。不同试验年份3个试点甜荞品种的产量及相关性状变异较大,6个品种(系)9个性状的变异范围在8.71%~35.80%,平均变异系数达19.34%。其中,变异系数较大的为主茎分枝,然后依次是每公顷株数、单株粒数和单株粒重,株高和生育期变异系数较小。对产量相关性状的遗传相关性分析也表明,株高与主茎分枝、单株粒数与单株粒重、单株粒数与产量以及单株粒重与产量均呈正向遗传的相关关系,而单株粒数与千粒重呈负向遗传的相关关系。遗传力分析结果表明,株高、主茎节数的遗传力较大。因此,甜荞生产中要协调好产量各性状之间的关系,在资源创新和新品系筛选方面应注重秆高、单株粒数多、单株粒重大的品系鉴选,加强相关基因的挖掘。本研究结果为山西甜荞品种的鉴定和选育提供了理论依据。

不同氮磷钾施肥配比和施肥用量对玉米产量的影响

[目的]为探讨不同氮磷钾施肥配比及用量对玉米产量的影响。[方法]研究运用"3414"回归最优设计原理,在晋中榆次区东阳试验基地设置玉米肥效试验。[结果]所有处理中处理6(N2P2K2)产量最高达15 990 kg/hm2,处理1(N0P0K0)不施肥时产量最低为10 973 kg/hm2,产量差异显著;比较不同氮、磷、钾肥用量下的玉米产量,发现在其他种肥料不变的条件下单一提高另一种肥料的施用量,玉米的产量随肥料用量的提高先上升后下降;对比各缺素处理,发现对玉米产量影响次序为氮肥>钾肥>磷肥。[结论]氮肥是影响该区玉米产量的主要因素。在生产上,施肥时应重点考虑氮肥的投入及氮肥的基追比例。

酶解条件对几种植物性饲料降解效果的影响

用自制的2种多酶组分、高酶活力的复合酶制剂,在水浴40℃条件下,设置了不同pH缓冲液(pH3.5,4.8和6.0),不同酶解时间(0.5,6,12,24h),酶解大麦、玉米、豆粕3种植物性饲料的试验研究。结果表明:①添加酶制剂的酶解还原糖得率均高于不加酶处理,不同酶制剂和不同饲料间存在较大差异;②酶解反应12h时,3种饲料的还原糖得率均达到最高;③大麦、玉米在缓冲液pH4.8条件下酶解效果最好,而豆粕在pH4.8和6.0时没有明显差异。

玉米自交系农艺性状的配合力及遗传力分析

试验结果表明,BC0029,PK0083,海921,C649和太411主要性状的GCA较高,转了果聚糖合酶基因的自交系在产量性状上配合力表现较好,而转了甜菜碱醛脱氢酶基因的自交系在光合性状上配合力表现好;在参试的25个组合中,特殊配合力最高的组合是C649×PK0083。遗传力估算表明,一般配合力表现出比特殊配合力较大的遗传分量。从性状遗传力估计值看,在玉米育种上可对穗行数、穗长、叶宽、叶长进行早代选择,而对穗位高、叶面积、百粒重性状宜进行晚代选择。

黄土旱塬区玉米产量最优的有机肥与化肥配施组合研究

为揭示化肥减量、有机肥源替代化肥对黄土高原东部山西旱塬地玉米增容蓄水及增产效应,为旱地玉米增产增效及合理施肥、解决用地养地矛盾提供重要的理论依据。研究以金科玉3306为材料,采用3因素5水平二次通用旋转组合设计,于2018~2020年进行田间定位试验。设5个化肥用量,395.4、600、900、1200、1404.6 kg·hm^(-2);5个秸秆还田比例,32.95%、50%、75%、100%、117.05%;5个有机肥用量,2385、7500、15000、22500、27615 kg·hm^(-2);并以单施化肥(1200 kg·hm^(-2))作为对照。结果表明:随化肥用量增加,土壤容重不断增加。而施用有机肥和秸秆还田可使土壤容重降低,有利于土壤蓄水。随着施肥水平的增加,增施有机肥和提高秸秆还田量均可提高0~200 cm土层土壤的贮水量,但秸秆还田对提高0~200 cm土层土壤的贮水量大于有机肥施用。化肥配施秸秆还田、化肥配施有机肥均可使玉米增产,且增产大小为化肥配施有机肥>化肥配施秸秆还田。可见,有机肥配施可显著降低土壤容重,增加土壤贮水,提高作物产量和水分利用效率。研究提出了玉米化肥减量,有机肥和秸秆还田替代化肥的最优组合为化肥用量795~1061 kg·hm^(-2)、秸秆还田比例69%~89%(即还田4399~5674 kg·hm^(-2))、有机肥量11723~18848 kg·hm^(-2),预期产量为13232 kg·hm^(-2)。该产量较单施化肥对照(11729 kg·hm^(-2))增产12.8%,使化肥减施139~405 kg·hm^(-2)。

计算机图像处理与分析技术在作物领域的应用

介绍了计算机图像处理与分析技术在作物生长监测、作物缺素判别、作物质量检测与分级、作物杂草与病虫害防治等方面的应用进展,指出随着信息处理技术和人工智能技术的发展,图像处理与分析技术将为作物领域的研究和应用开辟新的空间。

荞麦秸秆综合利用探索

针对荞麦资源的有利价值,结合荞麦深加工现状,就如何利用荞麦的有机废弃资源-秸秆提出新的思路。

晋中平川区复播玉米增产增效可行性评价

针对晋中平川区自然生态条件,解析该区复播模式现状,对晋中平川区玉米复播可行性进行评价,提出规避玉米复播风险及主要栽培措施,以期为晋中平川区玉米复播增产增效提供参考。

不同玉米栽培因素组合生长发育动态及产量量化研究

为了明确不同栽培组合下玉米生产潜力,进一步缩小区域玉米产量差。试验于2013—2014年连续2年对晋中半干旱区旱地玉米关键栽培因素（品种、密度、氮肥、覆膜、补灌）及其组合进行大田空格加减试验,对不同组合玉米生长发育动态进行了分析及产量量化研究。结果表明：优化组合与常规组合相比,玉米生育进程提前了3~4天。优化组合与常规组合相比,玉米植株生长较快,叶面积指数也较大,且不同组合在玉米生育时期干物质积累占成熟时干物质积累的比例不同,优化组合在生育前期较常规组合积累慢,但从玉米抽雄到灌浆期（穗期）积累仍不断增加,而常规组合在生育前期干物质积累较快,喇叭口—抽雄干物质积累比例达53.16%,之后干物质积累趋于平缓,这说明优化组合干物质积累优势期为中后期,常规组合营养生长期茎秆的干物质积累对生物量的贡献较大,而优化组合在穗期籽粒的形成对生物量的贡献较大。研究还量化了不同栽培因素组合对产量的贡献,优化组合与常规组合的产量差达2547.18 kg/hm2。因此生产上可通过逐步优化栽培组合来提高该区域的产量潜力。

玉米果穗DUS性状测试的图像处理应用研究

【目的】评价图像处理法采集和数量化玉米果穗特异性、一致性和稳定性测试(DUS)性状的技术适用性。【方法】以4个品种各50个果穗及8个品种93～107个穗轴为材料,通过图像处理采集玉米DUS测试指南规定的7个性状(穗长、穗粗、穗形、粒顶色、穗轴色、穗行数和籽粒排列形式),应用多性状整体控制单一比较法分析品种特异性。【结果】穗长、穗粗和穗行数的图像处理误差分别为6.2%、1.6%和0.66%。果穗的穗缘角(穗形)在0～2.22°之间变化,各品种穗行角(籽粒排列形式)均值在89.4°～90.7°之间。穗形等4个质量或假质量性状成功转换为数量性状,信息量随之增加。籽粒顶端颜色在果穗间和果穗侧面间的差异都极其微小,其它性状的果穗侧面间差异与果穗间差异相当或者更小。图像处理容易获得同源样品的更多形态性状,可能导致品种伪差异的风险升高。【结论】图像处理具有客观、高效、低成本地采集和数量化玉米果穗DUS性状和其它更多性状的能力,结合多性状整体控制单一比较法等适当的统计分析技术,将在中国的新品种DUS测试中发挥越来越重要的作用。

玉米果穗图像单一特征的品种鉴别力评价

寻找新的果穗性状并评价它们单独鉴别品种的能力,是玉米新品种特异性、一致性和稳定性(DUS)测试研究的重要内容。采集了4个品种各50个果穗的RGB图像,用图像处理法提取了4大类形态特征共计145个性状,逐一性状对品种进行判别分析,以性状的品种识别率表示性状鉴别品种的能力大小。单一性状的品种识别率变化在0.244～0.634之间,在前17个高鉴别力性状中,果穗长宽比等具有与指南性状同等的甚至更高的品种区分能力。单一性状的广义遗传力一般都小于0.66,且与鉴别力高度一致(y=0.29+0.44x,r=0.897,P<0.01)。总体上,四大属性的鉴别力从大到小依次为形状类>纹理类>颜色类>大小类。从受试的145个特征中筛选出许多具有较高品种鉴别能力的性状,可望应用于玉米新品种DUS测试工作。

苦荞产量与主要性状的灰色关联度评价

运用灰色系统理论的关联度分析法,对苦荞区试品种的产量相关性状进行关联度分析。结果表明,苦荞品种与产量相关各性状的灰色关联度大小依次为:株高>株粒重>主茎分枝>主茎节数>千粒重,这为进一步选育高产苦荞提供了一定的理论依据。

用花粉管通道法将抗旱耐盐基因导入玉米自交系的研究

采用改进的花粉管通道法,将海藻糖合酶基因(TPS)导入玉米自交系郑58中。3～5叶期时喷雾Basta(0.7%)溶液筛选,进行PCR检测,结果表明,目的基因已导入转化植株并整合到植株染色体上。田间初步抗旱性检测显示,转化植株(株系)的抗旱性高于对照植株。应用改进的花粉管通道法导入抗旱目的基因,可以得到玉米抗旱新资源,是一种切实有效的抗旱育种新方法。

贮藏温度和含水量对党参种子活力的影响

测定了不同含水量(6.17%~1.52%)的党参种子在-4℃、0℃、4℃和常温条件下贮藏24个月后活力指标、抗氧化酶活性与相对电导率的变化,研究温度和含水量对贮藏期间种子活力的影响。结果表明,经过4^-4℃低温和常温贮藏后,党参种子活力呈不同程度降低,含水量低的种子活力下降缓慢。常温贮藏24个月后,含水量在3.36%~1.52%区间的种子仍保持较高的活力,发芽率、发芽势分别维持在90%和60%左右。在4^-4℃低温下贮藏24个月后,含水量6.17%~1.52%的种子活力均维持在较高水平,但以5.13%~1.52%含水量的种子活力更高。贮藏24个月期间,超氧化物歧化酶(SOD)以及过氧化氢酶(CAT)活性与种子活力的变化呈基本一致的趋势,但相对电导率与种子活力并不相关。本试验结果表明,党参种子在超干条件下常温贮藏,至少可在2年内保持良好的活力,最适含水量为3.36%~1.52%。

玉米EMS诱变材料的抗旱性筛选

采用玉米幼苗期PEG干旱胁迫法,以失水速率、丙二醛含量、可溶性糖含量和脯氨酸含量为生理测试指标,对由玉米自交系郑58经EMS诱变选择的15个种质材料进行了抗旱性筛选及综合评价。结果表明,15种诱变材料中,Y1010-2和Y1027-1各项生理指标均明显优于对照品种及其他供试材料,是抗旱性较好的2个新种质。

农杆菌介导法向玉米萌发种子转化bar基因的研究

以玉米(Zea mays L.)自交系‘昌7-2’的种子作为受体,质粒pCAMBAR.CHI.11为供体,采用农杆菌介导植物萌发种子基因转化方法将bar基因导入受体材料。PCR和Southern blotting杂交分析结果证明转化成功,转化率在6%左右。转化材料以0.2%Basta溶液喷雾后可正常生长发育。结果证明,农杆菌介导植物萌发种子转化,是适于玉米基因遗传转化的有效方法。

耐密型玉米育种探讨

玉米种植密度逐步提高不仅是玉米产量不断提高的主要途径,也是育种中提高选择效果的重要手段。结合我国玉米生产和育种基础单薄的实际情况,对耐密型玉米品种的内涵、选育目标、选育根源、种质基础、自交系选育技术和杂交种鉴定进行了探讨。

77份山西恒山野生蒙古黄芪种子萌发特性研究

[目的]筛选自然萌发率高的蒙古黄芪种质,为蒙古黄芪标准化栽培生产及良种选育提供优异种质材料。[方法]测定了77份山西恒山野生蒙古黄芪种子大小、硬实特征与萌发特性。[结果]77份山西恒山野生蒙古黄芪种质间种子大小、硬实程度、萌发能力均有显著差异,差别很大。77份参试种质种子发芽率、发芽势、发芽指数与初始发芽时间的变异范围分别为0.00%~53.61%、0.00%~53.61%、0.00~94.49与2~10d以上;其中2份种质H 63和H 31,种子发芽率、发芽指数分别达到53.61%和41.08%、94.49和80.01;种子硬实率的变异范围为24.08%~100.00%;种子的长度、宽度、千粒重变异范围分别为2.93~4.04mm、2.21~3.02mm、3.937~9.987g;参试种质种子发芽率与种子硬实率间存在显著负相关,但与种子大小无明显相关性。[结论]山西恒山野生蒙古黄芪种质H 63和H 31,种子自然萌发能力较强,可作为蒙古黄芪标准化栽培生产和优良品种选育的优异种质资源加以利用。

旱地玉米秸秆地膜二元覆盖的土壤水热效应研究

为了研究不同覆盖方式对旱地农田土壤水温变化规律和降水高效利用的影响,以探求旱地玉米最佳覆盖种植方式,于2013—2015年在山西省寿阳县连续定点定位设置秸秆地膜二元覆盖(MS)、宽膜覆盖(FM)、窄膜覆盖(NM))3个不同覆盖种植方式,以传统露地平作为对照(CK),研究不同覆盖种植模式对旱地玉米土壤温度、水分和产量的影响。结果表明:(1)二元覆盖昼夜温差比宽膜覆盖、窄膜覆盖和露地变化幅度小,二元覆盖昼夜相差8.8℃;在播后25~35天,15cm土层的土壤温度由19.1℃上升到26.5℃,呈现微弱的增温效应。(2)玉米整个生育期秸秆地膜二元覆盖处理(MS)0—160cm土壤贮水量较CK增加68mm;3年平均含水量显示,MS、FM和NM比CK分别提高4.5%,0.4%和1.2%。(3)秸秆地膜二元覆盖(MS)处理,比露地增产17.4%,水分利用效率提高24.8%。因此,秸秆地膜二元覆盖能综合改善田间温度、水分因子,提高了玉米产量和水分利用效率,是山西省旱地玉米最佳的覆盖方式。