播前贮墒量对黑龙港平原旱作冬小麦产量及水分利用的影响

为明确黑龙港平原正在推广应用的冬小麦贮墒旱作栽培的播前土壤适宜墒情,研究了不同贮墒水平对小麦产量和水分利用效率的影响。试验于2014-2015和2015-2016年在河北吴桥进行,通过播前补灌设置5个贮墒水平,即2 m土体含水量分别为田间持水量的75%(W1)、80%(W2)、85%(W3)、90%(W4)、100%(W5)。结果表明,随贮墒量的增加,小麦全生育期耗水量显著增大,以W5处理的耗水量最大;提高贮墒量可促进小麦增产,但在贮墒量达到一定程度后产量变化不再明显,两年平均产量以W4处理最大;在W1、W2和W3处理间小麦水分利用效率差异不显著,而W4和W5处理显著低于前三个处理。在本试验土壤及降雨条件下,把播前2m土壤含水量调整为田间持水量的85%~90%是贮墒旱作最适宜的贮墒水平。

一穴多株种植对夏玉米群体质量和产量的影响

增加种植密度是玉米高产的重要手段,但是种植密度的持续增加也带来一系列问题,其中高密群体的郁闭问题已成为限制进一步增加种植密度的主要因素之一。为缓解夏玉米高密度群体的郁闭状况,改善高密度种植下的玉米群体质量和产量形成,本试验在82 500株·hm·2密度下设置了一穴1株（P1）、一穴2株（P2）和一穴3株（P3）3个处理,分析了一穴多株对夏玉米各生育时期的叶面积、干物质、光合势、相对生长率、净同化率、作物生长速率、粒叶比和产量的影响。结果表明,与对照P1相比,P2和P3吐丝期单株叶面积分别增加10.7%~21.9%和7.3%~16.7%,吐丝后20 d分别增加13.5%~21.9%和9.4%~12.7%;P2和P3吐丝期和成熟期干物质积累显著高于P1（P〈0.05）。一穴多株种植提高了夏玉米6叶展以后的光合势,P2的提高幅度小于P3;P2、P3吐丝后20 d到成熟期相对生长率比P1分别高30.4%~190.7%和33.9%~183.5%,净同化率分别高16.1%~161.9%和30.7%~155.8%。采用一穴多株种植可以提高作物的生长速率、粒叶比和籽粒产量,P2和P3分别比P1增产5.8%~23.5%和4.9%~18.9%。粒重/叶面积、粒数/叶面积与籽粒产量呈显著直线正相关（R2=0.94,P〈0.000 1和R2=0.76,P〈0.001）。可见,在高密种植条件下,采用一穴多株种植可以改善夏玉米群体质量、提高产量。本研究推荐高密度下一穴2株种植方式。

北京地区不同年代冬小麦品种籽粒微量元素含量的变化及其对水分的响应

为探讨北京地区小麦品种更替过程中籽粒微量元素含量的演变规律,选用20世纪60年代以来小麦品种更替过程中的7个主要推广品种,分别种植在春不浇水和春浇二水条件下,测定了小麦籽粒中Fe、Zn、Mn、Cu、蛋白质含量以及籽粒产量。结果表明,北京地区小麦品种更替过程中,随着产量的提高,籽粒微量元素含量并没有出现明显的稀释效应,而且有些营养成分含量(如Fe、Mn)随着年代更替出现明显提高的趋势;春不浇水降低了籽粒Fe、Zn、Cu和蛋白质含量,但提高了籽粒Mn含量。相关分析表明,小麦籽粒Fe、Zn、Cu含量与蛋白质含量呈正相关,Fe、Zn、Mn、Cu、蛋白质含量与籽粒产量、穗粒数和千粒重以及年代之间也呈正相关,说明在产量改良的过程中有望同步提高籽粒微量元素和蛋白质含量。

甘薯小孢子发育时期与花器外观形态的相关性

为研究甘薯小孢子发育时期与花器外观形态的相关性,以冀粉2号、广薯15-156和紫罗兰为试验品种,选取不同纵径、横径的花蕾,采用醋酸洋红染色法对小孢子发育时期进行细胞学观察,确定小孢子不同发育时期及其形态特征,并对花蕾大小与小孢子发育时期的对应关系进行分析.结果表明:3个甘薯品种小孢子发育过程主要经历小孢子母细胞时期、四分体时期、单核期和成熟花粉粒期,每个发育时期特征明显;小孢子发育时期与花器外观形态密切相关,花蕾大小可以作为判断小孢子发育时期的主要依据;3个甘薯品种小孢子处于单核期时,花蕾明显变大,花萼顶端有开裂,花蕾纵径为9.30~9.41 mm,横径为2.52~2.53 mm,花药长度为1.29~1.46 mm.研究结果可为甘薯花药或小孢子培养提供细胞学依据.

简化基因组测序技术研究进展

随着高通量测序技术的快速发展,简化基因组测序技术作为一种高效标记开发技术得到了广泛应用.现代简化基因组测序技术主要划分成简化代表库、特异性位点扩增片段测序技术以及基于限制性酶切的简化基因组测序技术,针对此3种类型的技术,综述其在群体遗传学、遗传图谱构建及数量性状位点定位等方面的研究进展.

7种药剂对甘薯田蛴螬的防治效果

蛴螬是主要地下害虫之一,严重影响甘薯的产量和商品性.为科学有效控制其为害,筛选高效、低毒、低残留的防治药剂,指导大田防控工作,本研究在甘薯蛴螬发生严重的地块,以济薯26为试验材料,研究了7种杀虫剂对甘薯蛴螬的防治效果,并对甘薯产量、商品率和安全性进行了比较.结果表明:7种药剂均有一定防治效果,其中质量分数10%(下同)的二嗪磷颗粒剂防治效果为64.3%,高于20%吡·戊·福美双悬浮种衣剂(55.4%)和5%毒死蜱颗粒剂(48.7%),3者差异均不显著(P>0.05).收获后对甘薯中的农药残留进行检测,7种药剂均未检出.综合考虑虫咬率、虫咬指数、防治效果、产量和商品率5个指标,10%二嗪磷颗粒剂和5%毒死蜱颗粒剂的防治效果好,不影响产量,可用于防治甘薯田蛴螬为害.

不同栽植措施对冀薯332叶片光合特性及产量的影响

为探究甘薯冀薯332适宜的栽插方式和密度,设置机械栽插方式和密度试验,于2018年筛选出船栽作为主栽方式.在船栽基础上,2019年设置了D2500、D3000、D3500、D4000、D45005个栽插密度,研究密度对产量、叶片光合特性、冠层结构和源库关系的影响.结果表明:冀薯332在栽插密度为D4000时,块根产量和收获指数最高;叶片净光合速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度、蒸腾速率和叶绿素含量都最高,光合能力高值持续时间最长,“源”端供应能力最强;叶面积指数最大,蔓薯比最低,有利于通风透光,冠层结构合理;光合产物卸载到块根的效率最高,增强“库”端存储能力,提高产量潜力.

甘薯分枝结薯期不同时间滴灌对光合特性及产量形成的影响

甘薯分枝结薯期易受干旱胁迫影响,严重时产量降低.生产中关于分枝结薯期具体时段灌溉对产量及生长发育的影响罕有报道.为探究分枝结薯期不同灌溉处理对叶片光合特性、抗氧化特性、块根中淀粉合成及产量等方面的影响,选用冀薯982为试验材料,设置生育期不灌溉(W0)、栽插后10 d滴灌(W10)、栽插后20 d滴灌(W20)、栽插后30 d滴灌(W30)4个处理.结果表明,与其他处理相比,栽插后10 d滴灌处理的甘薯:1)块根产量最高;2)叶片SOD活性和可溶性蛋白含量较高、丙二醛含量较低,具有较强的清除活性氧和维持细胞渗透势的能力;3)叶片叶绿素含量、光合速率、气孔导度、蒸腾速率都较高,利用光能合成同化物的效率也较高,较强的蒸腾带走更多的热量,促使冠层温度降低;4)叶片抵抗干旱胁迫能力和光合生产能力都较强,同时库器官中物质转运及淀粉合成能力提高,促使产量提高.故栽插后10 d,薯苗对干旱胁迫更敏感,生产中应保证及时供水.

紫薯新品种冀紫薯2号特性及其“三高”栽培技术

为促进紫薯新品种冀紫薯2号的推广与开发利用,介绍了该品种的遗传背景、生物学性状、营养品质、产量表现和适宜种植区域等,并从育苗技术、养分高效利用、病虫草害绿色防控和轻简化栽培等方面提出了配套的栽培技术措施,以达到高产、高质、高效的目的,为冀紫薯2号大规模生产提供指导。相关技术适宜在河北、河南、山东、陕西及安徽中北部等薯区推广与应用。

不同品种甘薯烘烤后感官、质构及香气成分的差异

选取五个品种甘薯为实验材料,研究了甘薯烘烤后理化指标、感官评分、香气成分、质构特性的差异。理化测定得出,受试品种中淀粉型甘薯蛋白质含量低于鲜食型甘薯;淀粉型甘薯总糖含量低于鲜食型甘薯;鲜食型甘薯中红瑶的总糖含量最高。感官评价得出鲜食型甘薯中红瑶、普薯32烘烤后口感较好,淀粉型甘薯中冀粉1号烘烤后口感较好;红瑶的口感最佳。质构及相关性分析得出,整体口感分别与咀嚼性、内聚性呈显著负相关(P<0.05)。红瑶的内聚性、咀嚼性数值最低,因此红瑶的口感最好。GC-MS及PLSDA分析得出,苯甲醛、苯乙醛、壬醛、橙花醇、大马士酮、芳樟醇、4-乙烯基-2-甲氧基苯酚、α-萜品烯等物质为品种间共有香气组分;芳樟醇、癸醛、2-莰烯、壬酸、糠醛五种香气成分为甘薯重要香气成分。综合得出,受试品种中最适合用于烘烤的品种为红瑶。

冀薯332的选育及高产栽培技术

冀薯332是河北省农林科学院粮油作物研究所以金山630、山72、苏薯9号、福薯2号、冀21-2、Y-6、冀薯4号建立计划杂交集团,用金山630为母本杂交育成的食用型甘薯品种。2011年通过国家鉴定,2018年通过农业农村部品种登记。具有优质、高产、稳产、适应性广的特点。适宜在河北、山东、河南、安徽等地推广应用。

不同烘烤时间及温度对冀粉1号香气成分、质构及感官的影响

通过质构仪、感官评价、气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)探究不同烘烤时间(1、2、3 h)及温度(150、200、250℃)对冀粉1号甘薯香气成分、质构特性及感官的影响,从而找出最佳烘烤条件。质构分析得出,硬度、胶黏性、弹性及内聚性随着温度或时间的增加均呈现先下降后上升的趋势。感官分析得出,甘薯的整体口感随着烘烤温度的增加呈现上升的趋势,烘烤温度及时间的变化对甘薯口感有较大影响。香气成分分析得出,醛类物质相对含量较大,且随着烘烤时间及温度的增加呈上升趋势,从而影响甘薯风味。烘烤条件为200℃,2 h时,冀粉1号的内聚性、胶黏性均为最低,口感最好;且感官评价得分较高、香气成分丰富。综合得出,200℃,2h为冀粉1号最佳烘烤条件。

不同类型甘薯最佳烹饪方式评价

评价甘薯不同食用方式下食味品质,明确不同鲜食品种的最佳食用方式及其与各品质指标的相关性。以干率、蛋白质、淀粉含量均较低的2个品种冀粉2号、烟薯25和干率、淀粉、蛋白质含量均较高的2个品种冀薯8号、冀元1号为材料,选择烤制和蒸制2种烹饪方式对薯块进行处理,采用感官评价、TPA测试、气相色谱-质谱联用(GC-MC)等方式对烤制和蒸制甘薯的口感、质构和香味成分进行测定分析。结果表明:薯块硬度、弹性、黏附性、咀嚼性、胶黏性在两种烹饪方式之间差异较大。相关性分析:干率与烤和蒸薯的内聚性、咀嚼性呈正相关;与淀粉、还原糖、可溶性糖呈负相关;蛋白质与烤和蒸薯的硬度、内聚性、胶黏性、咀嚼性呈正相关;与淀粉、还原糖、可溶性糖、烤和蒸薯的回复性呈负相关;淀粉与还原糖、可溶性糖、烤和蒸薯的弹性、回复性呈正相关;烤和蒸薯的咀嚼性、胶黏性呈负相关;还原糖与可溶性糖、烤和蒸薯的弹性呈正相关;与烤和蒸薯的硬度、咀嚼性、胶黏性呈负相关;营养特性与质地指标具有一定的相关性。薯块烤制和蒸制共检测出49种香气物质,冀粉2号、冀薯8号香味物质烤制比蒸制分别多11、8种,冀元1号、烟薯25香味物质烤制比蒸制分别少3、1种;感官评价得出冀粉2号、烟薯25烤制口感比蒸制口感好;冀薯8号、冀元1号蒸制口感比烤制好。综合得出:冀粉2号、烟薯25适合烤制;冀薯8号、冀元1号适合蒸制。

甘薯块根多酚高效测定技术优化与应用

通过建立高效、准确、适宜批量测定甘薯块根多酚含量的方法,为筛选评价高多酚含量甘薯种质提供技术支持。对提取溶剂、福林酚、碳酸钠等浓度及反应时间进行系统优化,并对建立的甘薯多酚高效检测方法的稳定性、可靠性进行评价;采用优化的方法对国内83个甘薯品种的多酚含量进行测定。结果表明,以乙醇做提取剂,最佳体积分数为70%,最佳福林酚体积分数为15%,碳酸钠质量分数为5%,最佳反应时间60 min;采用酶标仪及96孔板可同时检测30份样品;该方法的平均加标回收率为98.4%,3次重复测定相对标准偏差为2.4%,表明建立的方法准确度高,重复性好;83份甘薯样品的多酚质量分数在0.22~2.00 mg/g鲜样之间,且紫肉品种中的多酚含量显著高于其他品种。

不同品种鲜食型甘薯烘烤后品质的研究

为探究不同甘薯品种烘烤后的品质,以8个不同品种的甘薯为材料,测定其品种特征特性及烤制后的相关理化、感官、质构特性等指标,并对各指标进行相关性分析和主成分分析。结果表明,冀薯8号的干率最高,蛋白质含量最低;济薯26干率、总糖含量和淀粉含量均最低;冀薯7号总糖含量和淀粉含量最高;冀粉2号蛋白质含量最高;冀紫薯3号纤维素含量最高;冀元1号的纤维素含量最低。基于质构指标及主成分分析建立2个模型,得出8种甘薯质构综合得分由高到低依次为冀紫薯3号、冀粉3号、冀粉2号、烟薯25、济薯26、冀薯7号、冀元1号、冀薯8号。感官评价得出冀粉2号接受度最好,冀薯8号接受度最差。相关性分析表明营养品质、质地品质及感官品质之间具有一定的相关性。综合分析得出冀粉2号为8个甘薯品种中最优品种,其次是烟薯25、冀紫薯3号、济薯26、冀粉3号、冀薯7号、冀元1号、冀薯8号。

河北南部平原春甘薯生育期气候因子及其生产潜力的变化

为河北省南部平原春甘薯生产上合理利用区域气候资源及调整作物种植结构提供理论依据,利用河北省南部平原12个气象站点1958-2017年的气象资料和2010-2015年春甘薯生长发育的监测数据,将春甘薯生育期划分为5个生育时期,利用回归分析、小波分析和Mann-Kendall检验等数理统计方法,研究河北南部平原春甘薯生育期气候因子及其生产潜力的变化。结果表明:春甘薯生育期平均气温呈显著上升趋势,气候倾向率为0.29℃/10a,在1996年前后发生突变,周期性变化明显,主要有18~20 a、9~10 a和5~6 a 3个振荡周期;春甘薯全生育期日照时数平均为1212 h,日照百分率平均为54%,20世纪90年代以后日照时数呈显著下降趋势,气候倾向率为-42 h/10a,周期变化主要有20~25 a和10~15 a 2个振荡周期;全生育期降水量线性变化趋势不明显,周期变化主要有14~15 a、8~10 a和4~5 a 3个振荡周期;春甘薯光温生产潜力理论值平均为17852 kg/hm^2,呈显著下降趋势,气候倾向率为-184 kg/(hm^2·10a);气候生产潜力理论值平均为11322 kg/hm^2,气候倾向率为-415 kg/(hm^2·10a),其高低交替变化显著,主要有18~20 a、10~12 a和5~8 a 3个振荡周期。河北省南部平原春甘薯生育期平均气温升高、日照时数减少,降水变化不明显,光温生产潜力和气候生产潜力降低,均存在振荡周期,光、温、水气候因子变化对春甘薯生产具有负面效应。

甘薯钾离子转运蛋白HKT基因家族鉴定及其低钾胁迫下的表达模式分析

为了解甘薯钾离子转运蛋白HKT基因家族的功能,分析低钾胁迫下的基因表达模式,利用甘薯(泰中6号)基因组信息,分离得到4个HKT基因家族成员,分析了基因结构、亚细胞定位、跨膜结构、系统进化树等;并研究了低钾胁迫下,徐薯22和宁紫1号2个不同耐低钾型品种的表达模式.结果显示:1)甘薯4个HKT蛋白都定位到了质膜上,具有6~7个不等的跨膜区;2)对拟南芥、水稻、玉米和甘薯等作物的HKT进化分析表明,HKTs可聚为3个进化簇,但甘薯IbHKT2和IbHKT4独自组成1个进化簇;3)IbHKT基因家族成员分布在甘薯的第3号染色体上,IbHKT1和IbHKT3、IbHKT2和IbHKT4是由于染色体片段复制导致的同源基因;4)实时定量荧光PCR分析表明,IbHKT基因受低钾胁迫诱导表达,但诱导程度在徐薯22和宁紫1号间存在差异.

贮墒旱作冬小麦耗水特征与水分利用效率

为探究华北地下水超采区冬小麦进一步减灌节水的有效栽培措施,2013—2016年,以石麦15为试材,进行只灌底墒水、生育期不灌溉的贮墒旱作模式(W0)与现行春季灌2水的节水灌溉模式(W2)比较试验,研究2种栽培模式对冬小麦耗水特征和水分利用效率的影响。结果表明:1)W0与W2相比,3年平均产量降低16.6%,主要是因为穗数和穗粒数减少,库容降低,但千粒重明显增加;2)W0全生育期耗水强度较低,主要是拔节后耗水强度逐渐降低,其总耗水量比W2减少52mm;3)与W2相比,W0提高了土壤水分利用率,开花前较多地利用0~100cm土层的土壤贮水,成熟时耗水深度达到200cm,增加了对土壤深层贮水利用,麦收后多腾出土壤水分库容99mm,有利于接纳夏季降雨,减少汛期雨水损失;4)W0在减少灌溉用水150mm的条件下,获得6 600kg/hm^2以上产量,其水分利用效率与W2无显著差异,达到1.8kg/m^3以上。研究认为,在华北地下水超采区推广贮墒旱作模式,并与节水灌溉模式合理轮作,能大幅度减少灌溉用水并实现适度丰产和水分高效的结合。

藜麦在北京地区适应性的初步研究

为探究藜麦在北京地区的适应性及其适宜播期范围,利用引进的藜麦种植材料设置不同地域适应性观察和不同播期试验,进行农艺性状、干物质积累及其产量表现的评价。结果表明,2年不同试验点藜麦均正常成熟:2014年产量为1 764.7kg/hm^2;2015年3个试验点平均产量为1 880.1kg/hm^2,其中房山大安山获得最高产量为2 235.2kg/hm^2。不同播期藜麦生育期在117~127d,株高在185.1~197.5cm,茎粗在19.8~24.8mm,单株主茎一级分枝数在20~27个,产量1 363.78~2 029.26kg/hm^2,单株粒重27.86~33.20g/株,千粒重2.29~2.70g。综上结果,藜麦适宜在北京地区种植,尤其在房山大安山气候冷凉、昼夜温差大的地区表现较好;其适宜播期在4月底。

12叶展倒伏对夏玉米子粒灌浆特性和产量的影响

选用先玉335(XY335)和浚单20(XD20)两个玉米品种,在种植密度为75 000株/hm2下设置不倒伏(CK)、根倒(RL)、茎折(SL)3个处理,分析品种和倒伏类型对夏玉米子粒灌浆特性、穗部性状、产量、产量三要素和产量损失率的影响。结果表明,12叶展(V12)倒伏使XY335和XD20显著减产,其中SL处理造成的减产幅度较RL高,XD20的减产幅度小于XY335。RL使XY335和XD20的产量、穗数、穗粒数、千粒重的损失率分别达到21.1%、7.2%、9.5%、7.3%和19.2%、6.0%、13.6%、11.9%;SL处理使XY335和XD20产量、穗数、穗粒数、千粒重的损失率分别达到61.0%、22.3%、42.3%、9.5%和41.8%、17.2%、19.4%、14.9%。倒伏后,穗部性状变差,SL的影响大于RL,XD20的穗部性状相对好于XY335。倒伏缩短了灌浆期,SL降幅大于RL;倒伏降低了平均灌浆速率,RL主要降低了XY335的缓增期灌浆速率,SL降低了XY335的渐增期灌浆速率,RL和SL均降低了XD20缓增期灌浆速率。V12倒伏造成夏玉米减产的原因从大到小依次为穗粒数、穗数和千粒重的降低。