花生ASR基因家族特性及其对干旱和盐胁迫的响应

【目的】探究花生ASR基因家族特性及其在干旱和盐胁迫响应中的作用,为培育花生抗旱抗盐新品种提供潜在基因位点。【方法】通过生物信息学方法在全基因组水平鉴定花生ASR家族并分析其基本特性,借助转录组数据分析其在200 mmol/L NaCl及模拟干旱PEG处理后的表达变化。【结果】(1)鉴定到7个花生ASR基因,pI为5.34~6.98,蛋白脂肪系数为23.77~56.84,GRAVY值均为负值,表明这7个蛋白均是亲水性蛋白;(2)AhASR3与AhASR7基因表达模式相似,转录水平较高,基因结构及蛋白结构域和保守基序的位置和数量较相似,motif 5、6、9仅存在于AhASR3与AhASR7蛋白中;(3)AhASR1、AhASR5及AhASR2的启动子区域有干旱诱导MYB转录因子的结合位点,发现AhASR1、AhASR2及AhASR4的启动子区有ABA响应元件;(4)AhASR2、AhASR3及AhASR7在200 mmol/L NaCl处理后根部出现较明显转录上调;(5)AhASR1、AhASR3、AhASR4及AhASR7分别在PEG处理4 h和8 h后,转录水平出现2倍以上上调。【结论】花生ASR家族蛋白均为亲水性蛋白,各成员之间既有保守结构域也有特异性序列,大部分成员启动子区都具有干旱响应相关元件,并受到盐处理以及模拟干旱处理的诱导表达,可作为耐盐耐旱花生品种培育的重要候选基因。

晋南夏播花生田2种除草剂药效试验

为了明确88%乙草胺EC和15%精喹禾灵EC2种除草剂对晋南夏播花生田杂草的防除效果,进行了除草剂在花生播后苗前土壤处理和苗后茎叶喷施试验。结果表明:15%精喹禾灵EC药剂选用450g/hm2剂量,88%乙草胺EC选用1500g/hm2可达到理想的防除效果。此结果可为晋南夏播花生田合理利用除草剂提供科学依据。

晋南夏播大豆田不同除草剂药效试验

选用72%异丙甲草胺EC和48%灭草松AS两种除草剂,分别在大豆播后苗前和苗后茎叶喷施,可有效控制杂草的危害,对大豆安全。

晋南临汾市水地冬小麦麦田杂草发生及防治现状

播娘蒿和荠菜是主要危害临汾市水地麦田的阔叶杂草,禾本科杂草危害较轻,但野燕麦和节节麦的危害有加重趋势。针对临汾市麦田除草剂使用现状,我们进行了阔叶杂草的防效试验。结果表明:防除播娘蒿:2,4—D丁酯>巨星,防除荠菜:巨星>2,4—D丁酯,但从总防效看巨星较好。

除草剂使用时期对小麦籽粒产量、品质及光合特性的调控效应

田间试验研究了除草剂2,4-D丁酯（A）和世玛（B）11月15日、次年3月20日和4月4日3个使用时期对小麦＂临优145＂产量结构、籽粒产量、品质和叶片净光合速率（Pn）的影响。结果表明：2,4-D丁酯3个使用时期均使小麦叶片Pn降低,且随使用期推迟降幅越大;世玛3个使用时期在1～15d使叶片和旗叶灌浆前中期Pn较对照降低,灌浆后期B1（11月15日）和B2（3月20日）处理旗叶Pn高于CK处理。2,4-D丁酯3个使用时期对灌浆参数影响相对较小,而世玛使籽粒灌浆持续期（S）和有效灌浆持续期（Se）延长,使平均灌浆速率（R）、有效灌浆期灌浆速率（Rs）降低。除草剂使用时期对小麦千粒重和成穗数影响较大,且随使用时期推迟影响越大,对穗粒数影响较小。随使用期推迟2,4-D丁酯使小麦产量降低越多,世玛的B1和B2处理小麦产量分别提高157.44kg·hm^-2和222.34kg·hm^-2,B3处理（4月4日）则减产512.71kg·hm^-2。2,4-D的A1和A2处理使小麦籽粒品质改善,A3和世玛的3个使用时期均使小麦品质指标降低。因此,2种除草剂11月15日使用对小麦各项指标影响较小,次年4月4日使用影响最大,尤其是B3处理使产量最低,品质最差。

复合包裹控释肥对小麦生长发育及土壤养分的影响

通过田间试验,研究了复合包裹控释肥对小麦产量、光合特性、植株养分及土壤速效养分的影响。结果表明,3种复合包裹控释肥较不施肥(CK)、氮磷钾配施(NPK)、复合肥(CF)及单一控释肥(CCRF)冬小麦中后期叶片净光合速率(Pn)和灌浆速率提高,灌浆持续时间延长,千粒重提高,穗粒数增加,籽粒产量增加,蛋白质含量提高,但成穗数减少;分别较NPK和CF增产8.93%～16.05%和5.34%～12.23%。复合包裹控释肥使土壤速效养分在冬小麦生长发育前中期相对较低后期较高,促进了干物质积累与转移,使植株干重和全氮全钾含量明显提高。复合包裹控释肥中以WCRF效果最佳,其冬小麦籽粒产量、中后期叶片Pn、植株干重及全氮全钾均最高,养分释放更符合冬小麦需肥规律。

风化煤复合包裹控释肥对小麦生长发育及土壤酶活性的影响

通过田间试验,研究了风化煤复合包裹控释肥对小麦产量、叶片净光合速率(Pn)、植株干重及养分和土壤速效养分及酶活性的影响。结果表明,施用控释肥的小麦产量均较不施肥(CK)和氮磷钾配施(NPK)的升高,结构改善。与NPK相比成穗数降低,千粒重和穗粒数提高;等养分量控释肥增产6.69%～16.92%。控释肥使冬小麦中后期叶片Pn、植株干重、全N和全K含量提高;等养分量控释肥较NPK处理子粒蛋白质含量提高。与NPK处理相比,控释肥处理土壤速效养分在冬小麦生长发育前期低、中后期高,同时提高了土壤酶活性,有利于小麦养分吸收与运转,使得肥料利用率提高。供试控释肥中以水玻璃控释材料包裹的控释肥(WCRF)效果最好,明显激活了土壤酶活性,使土壤养分供应充足,小麦生长发育后期叶片Pn、干重及养分含量及子粒产量最高。

微喷灌水肥一体化下磷钾肥减量分期施用对小麦产量和养分利用的影响

为探究微喷灌水肥一体化条件下小麦氮磷钾肥的合理用量及施用方式,以小麦品种良星99为试验材料,在磷钾肥减量30%和常规施肥量条件下各设置3种施肥方式,以传统大水漫灌撒施肥料的方式及用量为对照(CK),研究磷钾肥减施及施用方式对产量及养分利用的影响。结果表明,常规施肥(CK)相比,微喷灌水肥一体化磷钾肥减施30%(氮肥70%底施+30%拔节期追施、钾肥全部底施、磷肥50%底施+50%拔节期追施)条件下产量提高11.33%,成熟期植株氮、磷、钾积累量分别提高21.86%、10.02%和10.23%。与传统栽培模式及微喷灌常量施肥相比,利用微喷灌水肥一体化技术生育期灌水3次(越冬水+拔节水+灌浆水),灌水量1 500 m^3·hm^-2,磷钾肥减施30%条件下,磷肥50%底施+50%拔节期追施能够提高小麦产量、成熟期植株氮磷钾积累量、偏生产力及产投比。本研究结果为山西省南部小麦节水节肥稳产高效栽培技术提供了理论依据。

旱地小麦窄行条播渗灌栽培技术研究

1997～ 1999年对渗灌与播种方式在旱地小麦产量形成中的作用进行了研究。结果表明 ,在两个栽培因素中 ,渗灌有极显著的增产作用 ,两年平均渗灌量为 32 0mm ,产量达 6 6 86 7kg/hm2 ,较对照增产 19 4 %。播种方式间产量存在一定差异 ,其中 ,窄行条播与露地穴播增产幅度较大 ,二者产量分别为 6 477 9kg/hm2 和 6 40 5 4kg/hm2 ,分别较传统的露地条播增产15 9%与 14 6 %。窄行条播与渗灌措施间存在明显的协同效应 ,窄行条播加渗灌产量达 7112 0kg/hm2 ,较露地条播 (不灌 )增产 33 9% ,大于两单项技术与对照相比所表现的增产效应之和。窄行条播。

微喷灌水肥一体化小麦磷钾肥减施稳产提质研究

采用微喷灌水肥一体化灌溉方式研究磷钾肥减施及追施时间对小麦生长发育、水分利用效率及品质的影响。结果表明:磷钾肥减施对小麦拔节期总茎数和分蘖数影响显著,生育期灌3水(越冬水+拔节水+灌浆水)和灌4水(越冬水+拔节水+开花水+灌浆水)的P_(底+拔)K(磷肥50%底施+50%拔节期追施)最高,且可以提高花后干物质的积累能力,增加籽粒中来自开花后干物质的比例,成熟期籽粒分配量最高。与传统栽培模式及微喷灌常量施肥相比,生育期灌水3次(越冬水+拔节水+灌浆水),灌水量1 500 m3/hm2,磷钾肥减施30%且磷肥50%底施+50%拔节期追施与常量施肥高产处理差异不显著,产量构成因子中穗数和穗粒数没有显著变化,千粒重有增加趋势,品质指标较当地传统栽培模式有所提高。因此,在山西省干旱缺水条件下,利用微喷灌水肥一体化技术生育期灌水3次(越冬水+拔节水+灌浆水),灌水量1 500 m3/hm2,氮肥70%底施+30%拔节期追施、钾肥减30%全部底施、磷肥减30%且50%底施+50%拔节期追施可以实现节水节肥稳产提质。

播种方式对冬小麦产量构成、品质及水分利用率的影响

为探索晋南地区小麦—玉米一年两作条件下适宜的小麦播种模式,通过大田试验,设置条播行距15 cm(行距-15)、条播行距20 cm(行距-20)、人工撒播等3个处理,研究不同播种方式对冬小麦植株分蘖特征、产量及构成因素、籽粒品质及水分利用率的影响。结果表明,相同播种量下,条播比撒播处理基本苗多,且条播行距-15处理的冬小麦总茎数以及成穗数显著高于行距-20和撒播处理,产量最高,比撒播和行距-20处理分别增产8.67%,10.26%;而撒播处理冬小麦单株分蘖数和单株成穗数优于条播处理。可见,条播行距-15有利于冬小麦群体生长和产量提高,而撒播处理更利于单株效应;行距-15处理下冬小麦籽粒品质综合评价值较高,比撒播和行距-20处理分别高6.25%,10.86%;行距-15处理的籽粒水分利用率(WUE籽粒)比行距-20处理高11.15%,比撒播处理高3.99%。说明在小麦—玉米一年两作模式下小麦采用条播行距-15处理的群体结构更加合理,利于冬小麦优质高产。

山西省优质小麦品种系谱分析及品质遗传改良

对山西省几个优质小麦品种进行了系谱追溯,分析了其优质性状及其它主要农艺性状的遗传来源。结果认为,这些优质品种多有国外血统,遗传基础丰富;但优质品种间亲缘关系近,优质源利用单调。在优质育种中应重视不同优质源的利用,尤其异质优质源的结合,在小麦品质性状改良上,既要重视蛋白质含量,也要重视蛋白质质量即优质亚基组成。

小麦蛋白质含量的配合力和遗传力研究

本文研究了小麦籽粒蛋白质含量在F_1及F_2代中的表现情况。结果表明,控制蛋白质含量的基因作用以加性效应为主,同时存在非加性效应;F_1代子粒蛋白质含量与双亲平均值高度相关,F_2代中子粒蛋白质含量分离呈正态分布,且正态分布的峰值蛋白质含量也接近双亲平均值。蛋白质含量的一般配合力大于特殊配合力方差,并计算了蛋白质含量的广义和狭义遗传力。

冬小麦高效益型品种有关问题的探讨

冬小麦高效益型品种并非只指高产或优质 ,其内涵广泛 ,应是集高产、优质、早熟、多抗等优良性状于一体 ,并且经济效益好 ,肥水投入回报率高。笔者就高效益型品种的内涵、主要性状。

化肥减量配施有机肥对旱地小麦产量、品质和水分利用率的影响

探讨有机肥与化肥配施对旱地小麦产量、品质和水分利用率的影响,为黄土丘陵区旱地麦田有机肥替代化肥比例和减小年际间产量波动提供理论依据。于2017—2019年,定位研究了常量化肥(B)、猪粪替代常量化肥(A_(1)B_(1),替代20%;A_(1)B_(2),替代30%;A_(1)B_(3),替代40%)和羊粪替代常量化肥(A_(2)B_(1),替代20%;A_(2)B_(2),替代30%;A_(2)B_(3),替代40%)对旱地小麦产量及其构成、籽粒营养品质和面粉加工品质、水分利用率的影响。结果表明,与仅施常量化肥相比,化肥减量配施有机肥可提高旱地小麦产量、籽粒容重、硬度指数、蛋白质含量和面粉沉降值,有机肥替代适量化肥可提高水分利用率。猪粪和羊粪在不同年型下对产量和水分利用率效应有差异,其中猪粪在丰水年但生育期阶段性干旱且春季遭遇冻害年型下,可提高旱地小麦成穗数和穗粒数,较羊粪配施化肥增产,且提高了水分利用率;羊粪在干旱年份但关键生育期均有降水且休闲期贮水量较高的年型下,可提高成穗数,较猪粪配施化肥增产,水分利用率也提高。有机肥替代常量化肥比例因有机肥种类而有差异,其中猪粪替代20%常量化肥最好,2年度分别较仅施常量化肥增产39.76%和2.46%,2018年度水分利用率提高4.91 kg/(hm^(2)·mm);羊粪替代40%常量化肥最好,2年度分别较仅施常量化肥增产18.88%和2.28%,水分利用率分别提高2.57,12.68 kg/(hm^(2)·mm)。本试验的2个年型下,化肥减量配施猪粪或羊粪可提高旱地小麦产量和水分利用率,改善小麦品质,同时耕层土壤有机质含量提高。山西南部丘陵区雨养旱地麦田,猪粪替代20%常量化肥或羊粪替代40%常量化肥,是实现小麦高产稳产及提质增效的化肥减施和有机替代模式。

化肥减施下有机替代对小麦产量和养分吸收利用的影响

【目的】探讨化肥减施和氮肥有机替代对小麦产量、养分积累、运转和吸收利用的影响,为国家化肥零增长战略提供理论依据。【方法】于2017—2019年,定位研究了常规施肥(CF)、等氮量有机替代(有机替代30%N,CF+M)、化肥减施(N、P2O5、K2O分别减施25%、30%和16.7%,CFR)、减施替代(有机替代30%N,CFR+M)和单施有机肥(M)对小麦产量及其构成、生物量、不同生育期植株氮磷钾积累量、花前植株养分运转及花后养分积累、养分吸收利用的影响。【结果】与CF相比,CFR和CF+M处理小麦产量、成穗数和穗粒数均没有显著变化,千粒重有增加趋势;CFR提高了小麦拔节—开花阶段氮、磷、钾吸收量及其比例,CF+M与CF处理间各生育阶段尤其是拔节期后吸氮、钾量差异均不显著,而CFR处理开花—成熟期的氮磷吸收量显著降低,CF+M处理降低了花前茎叶氮运转量及花后氮磷积累量,CF+M、CFR和CF 3个处理间氮积累量差异不显著;CF+M提高了花前茎叶氮磷运转量对籽粒氮磷贡献率及花后氮积累量对籽粒氮的贡献率。籽粒氮素积累与各生育阶段氮素积累量、花前期茎叶氮素运转量及花后氮素积累量间呈显著或极显著正相关,籽粒磷素积累量仅与花后磷素积累量显著正相关,籽粒钾素积累量与返青—拔节阶段钾素积累量显著正相关,与花前颖壳+穗轴钾素运转量显著负相关。CFR和CF+M较CF提高了氮吸收、利用效率和氮肥偏生产力,CF+M较CF提高了钾素利用效率,降低了钾素吸收和钾素偏生产力。【结论】本试验的两年间,不同程度地减少氮磷钾化肥投入量,或不减少总氮量投入(以30%有机氮替代化肥氮)有利于花前期营养器官积累的养分向籽粒运转及籽粒对氮养分的吸收利用,都可以维持小麦产量。在减施氮肥量25%的前提下,用30%或者100%的鸡粪替代化肥则降低小麦各生育期干物质和氮磷钾养分的积累和运转,最终降低小麦的产量。因此,进行有机替代需要进一步研究适宜的氮肥减施比例。

不同降水年型下小麦产量、品质及水分利用效率对有机无机肥配施的响应

【目的】研究不同有机肥与不同量氮、磷化肥配施对旱地小麦产量、品质及水分利用效率的影响,以确定适用于山西南部丘陵雨养旱地小麦不同降水年型的有机肥和化肥配施方案。【方法】2013—2016年在山西临汾开展田间试验,共设5个处理:羊粪22.5 t/hm^2+N 150 kg/hm^2+P2O5105 kg/hm^2(MsN150P105)、猪粪22.5 t/hm^2+N 150 kg/hm^2+P2O5105 kg/hm^2(MPN150P105)、羊粪22.5 t/hm^2+N 105 kg/hm^2+P2O575 kg/hm^2(MsN105P75)、猪粪22.5 t/hm^2+N105 kg/hm^2+P2O575 kg/hm^2(MPN105 P75),以不施肥为对照(CK),采用随机区组设计。其中,2013—2014年、2014—2015年为丰水年份,2015—2016年为干旱年份。以强筋小麦‘晋麦92号’为供试品种。在收获后,测定各处理小麦产量、湿面筋含量、沉降值、面团稳定时间和形成时间。并根据播种前和收获后土壤200 cm土层蓄水量和年降水量,计算水分利用效率(WUE)。【结果】降水年型、有机肥与氮磷配施及二者交互作用均对小麦产量及水分利用效率具有极显著的影响。丰水年羊粪、猪粪与氮磷配施增产显著,增产幅度为6.14%~18.45%,其中MsN150P105、MpN105P75处理增产幅度较大;干旱年猪粪与氮磷配施增产效果显著,增产幅度达14.18%~19.15%,羊粪与氮磷配施增产效果不明显;猪粪与氮磷配施增产效应表现为干旱年大于丰水年。干旱年水分利用效率低于丰水年,猪粪与氮磷配施在丰水年、干旱年的水分利用效率较对照提高7.68%~15.76%。与对照相比,两种降水年型下猪粪、羊粪与氮磷配施处理小麦的湿面筋含量、沉降值、面团稳定时间和形成时间均提高或延长。【结论】山西南部丘陵雨养旱地小麦,丰水年施用羊粪22.5 t/hm^2,配施N 150 kg/hm^2和P2O5105 kg/hm^2增产提质效应最好;丰水年或干旱年施用猪粪22.5 t/hm^2,配施N 105 kg/hm^2和P2O575 kg/hm^2均表现出显著的增产提质效果,且干旱年效果更好。因此,从增产提质与化肥减施综合分析,山西南部丘陵雨养旱地小麦施用猪粪22.5 t/hm^2,配施N 105 kg/hm^2和P2O575 kg/hm^2是高产稳产提质增效的最佳有机无机肥配施模式。

节水灌溉方式与磷钾肥减施对小麦产量、品质及水肥利用效率的影响

为探明滴灌、微喷灌和磷钾肥减施对小麦产量、品质及水肥利用效率的影响,通过田间试验,以漫灌常量施肥为对照(CK),设滴灌(W1)和微喷灌(W2)2种节水灌溉方式,生育期均灌水4次,即越冬水+返青水+拔节水+灌浆水(越冬水、拔节水灌水量600 m^3/hm^2、返青水和灌浆水灌水量300 m^3/hm^2);W1和W2下设磷钾肥常量(R PK)和磷钾肥减施20%(R PK-20),30%(R PK-30)和40%(R PK-40),施用方式均底肥撒施50%,返青期和拔节期水肥一体化各施25%;以磷钾肥常量全部底施为相对对照(CK相),11个处理,调查分析产量及其构成、品质特性和水肥利用效率等。结果表明,W1和W2减施处理的产量均随磷钾肥减施量增加而减少,其中滴灌在磷钾肥减施20%时显著增产,较CK增产15.49%,增产主要与成穗数和穗粒数增加有关;相同减施处理W2产量低于W1;W1、W2处理的蛋白质含量、沉降值及稳定时间均较CK显著提高,R PK和减施处理的沉降值W1>W2。相同减施处理生育期耗水量W1<W2,水分利用效率则相反,其中W1较CK提高42.35%~105.24%,W2较CK提高36.06%~56.18%。磷钾肥底施+水肥一体化追施的水分利用效率高于CK相;W1、W2较CK氮磷钾肥偏生产力提高,相同减施处理氮磷钾肥偏生产力W1>W2,滴灌在磷钾肥减施20%时氮肥偏生产力显著提高;滴灌磷钾肥减施对0-40 cm土壤养分含量影响较小,但使有效磷含量有所提高。综合分析,山西省南部麦区,冬小麦采用滴灌浇水,生育期灌4水(1800 m^3/hm^2),磷钾肥减施且采用50%底施+返青期和拔节期水肥一体化追施25%时,减施20%产量、水分利用效率和氮肥偏生产力最高,是高产高效水肥管理模式,减施30%虽产量次高,但品质性状最好,是稳产提质水肥管理模式。

休闲期耕作方式和施用保水剂对旱地小麦产量及水分利用率的影响

为探讨提高旱地麦田休闲期土壤蓄水保水能力、保证旱地小麦稳产高产的有效途径,本研究采用双因素裂区试验,主区为耕作方式(深松、深翻和旋耕),副区为保水剂施用量(0、45、90 kg·hm^(-2)),研究了耕作方式和施用保水剂对土壤含水量、土壤养分、旱地小麦产量和水分利用率的影响,并分析了土壤含水量、生育期耗水量与旱地小麦产量及其构成因素和水分利用率之间的相关关系。结果表明,与休闲期旋耕相比,休闲期深松提高了播前20~160 cm土层的土壤含水量,休闲期深翻提高了播前0~20 cm和60~140 cm土层的土壤含水量,加速了收获期20~200 cm土层的水分利用;并通过增加穗数和穗粒数使旱地小麦产量分别提高了12.63%和6.88%,显著提高了水分利用率和降水利用率,20~40 cm土层有机质、碱解氮、速效磷含量总体提高。休闲期耕作,配施保水剂45 kg·hm^(-2)显著提高了旱地小麦休闲期蓄水保水能力、水分利用率和产量。休闲期深松增产效果和提高水分利用率效果优于休闲期深翻。旱地小麦产量和降水利用率与播前60~120 cm土层含水量呈正相关。本研究结果为晋南旱地小麦优化耕作方式和保水剂施用量提高产量和水分利用率提供了理论依据,对旱地小麦稳产高产、减小年际间产量波动具有重要意义。

基于农作物播种过程板结耧耙装置的研制与应用

为解决作物播种过程板结,有效延伸作物播种时间,缩短出苗时间,提高出苗率,实现合理的群体构建。通过制定技术方案,研制开发出由连接构件、调节构件和耧耙构件组成的"农作物播种过程板结耧耙装置"。该装置经在播种期降雨较多年份与已有的"旋耕施肥播种镇压一体机"配套使用,其耧耙构件的耙齿入土深度一致,且符合农艺技术要求,有效解决了播种过程板结,提高了出苗率;该装置具有结构简单、安装简便、易操作等特点。该项研究是对"旋耕施肥播种镇压一体机"性能及功能的进一步完善,可为播种保苗及构建合理群体提供技术支撑。