基于SWAT模型的南方水稻灌区全生育期面源污染特征及控制模拟

为了解水稻生育期内灌区面源污染的输出特征及其对下游控制断面水质的影响,选取某典型南方水稻灌区为研究对象,基于SWAT模型构建田沟塘控制断面的面源污染全过程数值模拟模型,量化分析水稻全生育期9种污染控制方案下控制断面水质动态响应。结果表明:退水和氮、磷污染物均呈脉冲式排放,水稻生育期前半段,即移植返青期、分蘖期和拔节孕穗期是稻田面源污染发生的高峰期;控制灌溉、生态工程和控制排水措施在水稻生育期前半段对氮、磷污染物的削减效果较好,实施综合措施后削减效果显著提升,对TN和TP全生育期的削减率超过90%;单项措施的水质提升效果有限,施肥管理导致分蘖期出现更多脉冲式TN质量浓度峰值,综合措施可显著提升水质达标率,其中施肥管理、控制排水、生态工程的组合措施和控制灌溉、施肥管理、控制排水、生态工程的组合措施可以实现TN和TP质量浓度稳定达标。

不同油酸含量花生品种全生育期耐旱性鉴定指标筛选和综合评价

干旱是限制我国花生产量和品质的关键环境因素之一。为探究不同油酸含量花生对干旱胁迫的反应,筛选抗旱优质花生品种,以18个普通品种和18个高油酸品种为试材,设置全生育期正常灌水和中度干旱胁迫2个处理,通过测定花生产量及其构成因素和籽粒品质指标,并结合多元统计学分析方法,对不同类型花生种质的全生育期耐旱性进行了综合评价。结果表明:全生育期干旱胁迫下,各品种的产量及其构成因素和可溶性糖含量显著降低,高油酸花生籽粒粗脂肪含量、油酸含量和油亚比显著降低,亚油酸含量显著升高,而普通花生籽粒品质并没有发生显著变化。结合逐步回归分析建立的全生育期耐旱性综合评价数学模型和灰色关联度分析结果发现,全生育期中度干旱条件下,单株产量、百果重、单株荚果数、饱果率和可溶性糖含量可作为普通花生耐旱性鉴定的指标,单株产量、百仁重、油亚比、饱果率和单株荚果数可作为高油酸花生耐旱性鉴定的指标。基于各指标抗旱系数的主成分分析、综合隶属函数和聚类分析结果,最终筛选出普通耐旱品种HY25,普通旱敏感品种FH18;高油酸耐旱品种JH16、KN71、HY665和KN1715;高油酸旱敏感品种HY52和HY951。

155份蚕豆种质资源全生育期耐盐碱性鉴定与综合评价

土壤盐渍化是影响蚕豆生长的重要非生物胁迫之一。蚕豆耐盐碱性种质鉴定为挖掘耐盐碱基因和耐盐碱品种选育奠定基础,对利用盐碱地具有重要意义。本研究对155份国内外蚕豆种质全生育期利用基质+混合盐碱(9 g L^(-1) NaCl+Na_(2)CO_(3)+Na_(2)SO_(4),pH 10.5)进行胁迫处理。测定了成苗率、盐害指数、株高、鲜重、干重、叶绿素含量和氮含量7个指标,采用相关性、主成分、隶属函数和系统聚类分析,对各种质的耐盐碱性进行了综合评价和归类,并采用逐步回归分析建立了耐盐碱性预测回归方程。结果表明,(1)筛选出耐盐碱(20≤盐害指数<40)蚕豆种质3份,占1.94%;中耐盐碱(40≤盐害指数<60)种质8份,占5.16%;未发现高耐盐碱(盐害指数<20)蚕豆种质。(2)盐害指数与株高、鲜重、干重、叶绿素含量和氮含量呈极显著负相关(P<0.01)。(3)鲜重、株高、盐害指数、叶绿素含量和成苗率5个指标可以作为蚕豆全生育期耐盐碱鉴定评价指标。(4)155份蚕豆种质可分为2大类群,其中耐盐碱种质类群具有较高的成苗率、生物量、含氮量和叶绿素含量。研究结果可为蚕豆耐盐碱机理研究、耐盐碱基因挖掘和耐盐碱品种的选育提供可靠的材料。

向日葵种质资源的耐盐性评价

为了解向日葵种质资源的耐盐性,鉴定发掘向日葵耐盐优异种质,对444份种质资源分别进行了芽期(250 mmol/L NaCl)、苗期(250 mmol/L NaCl)耐盐鉴定和盐碱地全生育期种植观察,通过测定芽期发芽率、苗期存活率、叶面积、株高、SPAD值等6个苗期指标和全生育期株高、葵盘直径、结实率、相关产量等7个指标的相对值(各指标与对照处理的相应比值)进行耐盐性分析评价。相关性分析结果表明苗期两两指标间均呈极显著正相关,相关系数在0.518-0.790之间;全生育期7个指标中多数指标间的相关性都达到了显著或极显著水平。基于指标相对值进行主成分分析、隶属函数值计算、耐盐性综合评价和聚类分析,筛选出芽期耐盐及以上种质132份、苗期耐盐及以上种质9份、全生育期耐盐及以上种质41份,其中6份种质(ZX0365、ZX0389、ZX1391、ZX1394、ZX3089、ZX3094)在3个时期均表现为耐盐及以上等级,综合耐盐性好,可作为耐盐基因挖掘和耐盐品种选育等后续利用的种质材料。对其中124份种质3个时期(芽期、苗期、全生育期)的耐盐等级进行相关性分析,结果表明各时期的耐盐性鉴定结果极显著相关,芽期和苗期的耐盐鉴定结果可为盐碱地种植向日葵选择耐盐材料提供有效参考。本研究为向日葵耐盐品种选育提供了方法和材料基础。

深水稻全生育期耐盐性状的QTL定位

盐胁迫是许多沿海地区水稻生产的主要制约因素,尤其是沿海地区的咸淡水交汇区域。耐盐性是一种复杂的性状,可以通过QTL定位来帮助耐盐育种,以培育更高耐盐性的水稻品种。本研究供体亲本为沿海深水稻品种赤禾,受体亲本为美国水稻品种Lemont,杂交获得174份F9代的重组自交系,在芽期、苗期和生殖生长期分别利用浓度为15 g L^(-1)、5 g L^(-1)和5~6 g L^(-1)的NaCl进行胁迫,通过芽期相对发芽率、苗期耐盐性评级和生殖生长期的7个表型性状为基础数据,利用142个SSR分子标记绘制连锁遗传图并进行QTL分析。鉴定结果发现,赤禾在芽期表现敏盐,在苗期和生殖生长期表现耐盐;Lemont相反。3个生长时期分别有70.11%、50.57%和60.34%的品系表现为弱耐盐性,而且耐盐性为弱的负相关。本研究共鉴定出33个LOD值为2.52~10.32的QTL,解释0.06%~13.68%的表型遗传变异,解释最大遗传变异的QTL均由耐盐亲本贡献,其中芽期4个、苗期6个和生殖生长期23个位点,并在生殖生长期发现4个QTL重叠区域。这些QTL可以进一步研究,不仅为提高水稻育种的耐盐性提供了新的遗传资源,还有助于在水稻耐盐育种中,提高水稻品种的耐盐性。

Comprehensive Assessment of Drought Resistance of Proso Millet Germplasm Resources in Shanxi

In order to clarify drought resistance of proso millet applied in field production in Shanxi, we identified its drought resistance during the whole growth period and measured nine traits, including plant height, panicle length, stem diameter, panicle weight, grain weight per spike, straw weight per plant, node numbers of main stem, 1 000-grain weight and effective panicles, under different treatments. Principal component analysis and stepwise regression analysis were used for comprehensive evaluation of drought resistance during the whole growth period and screening the drought index. The results showed that there were correlations among 9 phenotypic traits. The coefficient of variation of panicle weight and straw weight per plant sharply reduced under normal water supply and drought stress. Landrace ＂yellow millet＂ had the strongest drought resistance（D =0.87）, integrated drought D value and membership function value of yield had significant correlation（r =0.515 9, P〈0.05）. Panicle weight and straw weight per plant had significant impact on drought resistance and could be taken as comprehensive indexes of drought resistance identification in growth period.

适宜绍兴地区的再生稻品种筛选及配套栽培技术

为筛选出适宜绍兴地区种植的再生稻品种,以4个再生稻品种(组合)为材料,开展产量、全生育期等适应性试验。试验表明,徽两优280、徽两优1813、晶两优1468、晶两优1212这4个再生稻品种的产量均明显高于单季晚稻,生育期短于早稻+连作晚稻,适宜在绍兴地区作为再生稻种植。同时,探索总结出与再生稻配套的高产栽培技术,以期为全市种粮大户种植再生稻提供技术参考。

东乡普通野生稻全生育期抗旱性鉴定

利用组合R974//东野/R974 BC1F5BIL群体,设水分胁迫和非胁迫两种处理,在全生育期测定了株高、单株分蘖数、单株有效穗数、穗长、穗实粒数、穗总粒数、着粒密度、千粒重、结实率、单株产量、叶片相对含水量、卷叶级别等12个与抗旱相关的形态及生理性状,其中单株产量对水分胁迫影响最敏感。通过各性状旱、水相对值对抗旱系数分别进行单因素逐步回归、通径、灰色关联分析,结果表明,叶片相对含水量、单株分蘖数、穗实粒数、千粒重、株高、单株有效穗数等6个性状与水稻抗旱性相关显著,可作为全生育期抗旱鉴定指标。利用模糊隶属函数法对入选性状的抗旱D值进行抗旱性综合评价,更表明上述性状作为水稻全生育期的抗旱鉴定指标是可行的。同时对5种抗旱性评价方法进行比较指出,抗旱指数是最合适的抗旱性直接评价方法。

水稻资源全生育期耐盐性鉴定筛选

对来自国内外不同地区的550份水稻资源进行全生育期耐盐性鉴定。设置淡水、0.3%和0.5%盐溶液浇灌3个处理,插秧10d后,通过浇灌不同体积的淡水与海水调至设计浓度对水稻进行不同浓度的盐胁迫处理。分别调查了淡水及0.3%盐处理下水稻株高、有效分蘖数、主穗长度、主穗结实率、单株产量、抽穗期6项农艺性状和0.5%盐处理下的水稻耐盐表型。与淡水浇灌相比,全生育期在0.3%盐溶液处理下,550份水稻(100%)株高显著降低;124份(22.55%)水稻有效分蘖数(90份增加,34份减少)、414份(75.27%)水稻主穗长度(405份变短、9份增长)、145份(26.36%)水稻主穗结实率(84份减少,61份增加)、375份(68.18%)水稻单株产量(343份减少,32份增加)存在(极)显著差异;水稻资源的抽穗期无显著差异。主成分分析表明,主穗结实率、有效分蘖数及单株产量3项性状累计贡献77.25%的变异。根据产量耐盐系数筛选了121份耐盐水稻资源(产量耐盐系数≥0.8),在0.5%盐胁迫持续处理42d后,筛选了78份耐盐水稻资源(耐盐表型为3级),其中25份水稻资源全生育期在0.3%盐处理下单株产量耐盐系数≥0.8,在0.5%盐胁迫持续处理42d后的耐盐表型为3级。筛选的耐盐水稻资源为培育耐盐新品种及深入研究耐盐机制提供材料。

全生育期鉴定筛选耐盐碱花生品种

为改善黄河三角洲滨海盐碱地种植结构,扩大花生种植面积,本研究以22个育成的花生品种(系)为材料,测定了全生育期9个性状指标,利用方差分析、相关分析、聚类分析等进行耐盐碱鉴定及耐盐碱指标筛选。结果表明,盐碱胁迫显著降低花生成苗率,明显抑制花生的生长发育和产量形成,不同品种(系)间在9个鉴定指标上存在较大差异。相对单株产量和相对小区产量均与相对地上部干重、相对主茎高、相对侧枝长呈显著正相关,相对小区产量与相对成苗率、相对地下部干重、相对单株产量显著正相关。全部材料可划分为4个耐盐碱级别,其中高度耐盐碱7份(Ⅰ级)、较耐盐碱11份(Ⅱ级)、盐碱胁迫敏感3份(Ⅲ级)、高度敏感1份(Ⅳ级)。筛选出花育9307、花育9312、花育9313、6P03、花育9305及花育6303等适于盐碱地种植的高产品种(系)。本研究表明,相对地上部干重、相对主茎高、相对成苗率、相对单株产量、相对侧枝长、相对地下部干重可作为简单、直观的花生耐盐碱鉴定指标。

玉米光合生理参数对全生育期干旱与拔节后干旱过程的响应

作物对干旱的响应已有大量研究,但对不同强度干旱及其持续时间响应过程的研究甚少。通过开展全生育期干旱和拔节后干旱过程的影响模拟实验,试图揭示夏玉米叶片光合生理特性对不同干旱强度及其持续时间的响应机理,为我国北方地区玉米育种和节水灌溉提供科学的理论依据。研究结果表明:1)干旱显著降低了玉米叶片的叶绿素相对含量(SPAD),但两种干旱处理下的SPAD随干旱持续时间的延长而出现响应差异并逐渐扩大;2)不同强度、不同持续时间的干旱处理均明显抑制了玉米叶片的最大净固碳速率(A_(sat)),拔节后的轻度干旱过程对玉米叶片A_(sat)的影响最大;3)拔节期后重度干旱过程处理下玉米叶片虽保持较高的光合速率,但叶片数量急剧减少,而且一直保持在营养生长阶段,没有产量;4)在两种干旱处理方式下,玉米叶片PSII的光化学效率(F_v′/F_m′)均到灌浆中期才开始出现显著降低现象,表现出了较强的干旱适应能力;5)SPAD与叶片光合及叶绿素荧光参数均存在较强的相关关系,可作为评价玉米叶片光合性能对干旱胁迫敏感性的指示性指标;6)不仅干旱强度影响玉米叶片的生理生态过程,干旱发生的时间也具有重要的影响。

大豆种质资源不同生育时期抗旱性鉴定评价

大豆是重要的植物油脂和蛋白来源,干旱是限制大豆生长发育及产量的重要因素之一。为研究大豆不同生育时期对干旱胁迫的反应,综合评价大豆种质资源抗旱性,筛选抗旱优异种质,本研究在大豆芽期、苗期和全生育期分别采用改进后的抗旱性鉴定方法对253份种质资源进行鉴定,测定根长、株高、百粒重等形态指标,计算发芽率、反复干旱存活率、加权抗旱系数等评价指标,通过相关分析和回归分析筛选抗旱性评价指标,进行大豆种质资源抗旱性综合评价。结果表明,干旱胁迫后,测量指标值降低幅度较大(10.27%~96.62%),与正常灌水处理呈极显著差异(P<1.6×10^(-9))。相关性和回归分析表明,大豆芽期、苗期和全生育期的抗旱评价值间无显著相关性;晚熟材料抗旱性强于早熟材料。筛选出芽期(发芽率)、苗期(反复干旱存活率)和全生育期(单株荚数、单株粒数、单株粒重和单株生物量)抗旱性鉴定评价指标。基于本研究筛选出的评价指标和方法,鉴定出芽期、苗期和全生育期同时表现极强或强抗旱性种质7份,在2个时期同时表现极强或强抗旱性种质50份。本研究为大豆种质资源抗旱鉴定评价及抗旱育种亲本的选择提供理论指导和材料基础。

红蓝LED光全生育期照射对樱桃番茄果实品质的影响

采用红蓝组合LED光源全生育期照射植株,研究不同配比的红蓝光对樱桃番茄果实品质的影响。结果表明:蓝光占60%时,单果质量和单株果数都显著大于其他处理,蓝光比例增大促进果实中番茄红素、可溶性固形物、游离氨基酸和类黄酮的形成,提升糖酸比值;红光比例增大促进果实中可滴定酸的形成;蓝光所占比例为50%时,果实中可溶性蛋白含量较高,比例提高到60%时蔗糖、可溶性糖、VC含量较高;而蓝光所占比例为25%时果实中番茄红素、可溶性固形物、可溶性蛋白含量较低,且可溶性糖、蔗糖、游离氨基酸、花青素的含量都较低。说明樱桃番茄果实品质明显受光质的调控,在一定范围内,红蓝光比值对果实营养品质的影响无质的差异,当蓝光所占比例较大时,有利于营养物质的积累,蓝光占25%时不利于果实品质的提高,蓝光占60%较有利于果实品质的提高。

北方地区不同花生品种光合生理特性的比较

以4个花生品种为材料,对比研究其全生育期叶片光合特性及光合生理指标的变化规律.结果表明:(1)4个花生品种全生育期叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)及叶面积指数(LAI)的变化规律大致相似,均呈先升后降的趋势.差异分析表明,HY16在生育中后期具有较高的Pn、Tr以及较大的LAI.(2)4个花生品种叶片叶绿素含量均呈先降后升再降的趋势,峰值均出现在结荚盛期.除花针期外,其他时期各品种间差异基本达到极显著水平(P<0.01).(3)4个花生品种叶片可溶性糖含量均呈先升后降的趋势.其中HY22在结荚初期达最大,而LH12在结荚盛期出现峰值,且在这2个时期分别都极显著高于其他品种(P<0.01).说明不同花生品种光合产物向籽粒中运转的时期有所不同.(4)整个生育期4个花生品种Pn与Tr呈显著正相关(P<0.05),但与叶绿素和可溶性糖含量相关性不显著.

玉米植株冠层截留分异特征及其影响因素

基于研究区实际降雨频率,采用人工模拟降雨法对玉米全生育期冠层截留量、茎秆流量和穿透雨量进行测定,分析叶面积和降雨强度对玉米植株冠层截留分异特征的影响。结果表明:不同生育期,玉米冠层截留率平均为8.42%,茎秆流率平均为35.38%,穿透雨率平均为56.19%;不同降雨强度,玉米冠层截留率平均为7.53%,茎秆流率平均为26.79%,穿透雨率平均为65.68%。冠层截留量、茎秆流量和穿透雨量与雨强呈极显著线性正相关关系,冠层截留量和茎秆流量与叶面积之间呈极显著正相关直线关系,而穿透雨量与叶面积之间呈极显著线性负相关关系。

紫花苜蓿全生育期抗旱性鉴定评价方法探讨

本试验选取苗期抗旱性表现不同的12份紫花苜蓿(Medicago sativa L.)材料,采用防雨棚田间模拟干旱法,开展了苜蓿全生育期抗旱性鉴定中干旱环境的设置、鉴定指标与评价方法选取的研究。结果显示:紫花苜蓿从苗期开始进入胁迫状态,胁迫周期为全年生长季;筛选出适宜的鉴定指标为:生物量、株高和分枝数;采用抗旱指数法对苜蓿全生育期抗旱性进行评价的结果与苗期评价结果一致性较好,采用隶属函数法对全生育期进行评价的结果与苗期的评价结果存在一定的差异性。苗期抗旱性鉴定周期短,便于操作,适合大量材料的抗旱性鉴定,有一定的科学性。而全生育期鉴定评价结果更直观、准确,可靠性强,可用于苜蓿实际抗旱能力的评价。

20份山西糜子种质资源抗旱性综合评价

为了明确山西省生产上应用的糜子品种抗旱性,对全生育期进行抗旱鉴定,测定不同处理下糜子的株高、穗长、茎粗、穗重、穗粒重、株草重、主茎节数、千粒重、有效穗9个性状。采用主成分分析和逐步回归分析法进行全生育期抗旱综合评价并筛选抗旱指标。结果表明:9个表型性状间存在着一定相关性;穗重和株草重2个指标在正常供水与干旱胁迫处理下变异系数减小最大;农家种‘黄糜子’抗旱性最强(D=0.87),综合抗旱D值与产量隶属函数值存在显著相关(r=0.5159,P<0.05);穗重和株草重对抗旱性影响显著,可作为生育期抗旱性鉴定综合指标。

棉花全生育期叶片SPAD值的遥感估算模型

叶绿素含量是评估棉花生长状况的重要参数,估算叶绿素含量对于棉花生长监测具有重要意义。以渭北旱塬区种植的棉花为试验材料,测量全生育期棉花叶片SPAD值与冠层反射率光谱,将原始高光谱反射率、一阶微分光谱反射率、不同波段组合的遥感光谱参数分别与SPAD值做相关性分析,用传统回归分析方法构建五种重要光谱参数的SPAD值预测模型,同时,采用PLSR方法建立全生育期SPAD值的估算模型。最后对模型进行检验,筛选出精度最高的模型。建模结果表明,基于多种光谱参数的全生育期PLSR预测模型精度最高、预测效果最好,估算模型的决定系数R^2为0.733,验证模型R^2为0.737。PLSR方法建立的多光谱参数的SPAD值估算模型预测效果显著,利用高光谱技术对棉花SPAD值进行监测,可为全生育期棉花长势遥感监测提供依据。

泾惠渠灌区作物需水量特征及影响因素

通过CROPWAT模型分析泾惠渠灌区冬小麦和玉米蒸发蒸腾量及灌溉需水量的变化,同时运用SPSS软件,计算灌区作物需水量与气象因子的相关系数,分析结果表明:冬小麦整个生育期蒸发蒸腾量平均值为634.04 mm,蒸发蒸腾量最高峰出现在4月中旬—5月中旬,灌区各分区蒸发蒸腾量趋势基本一致;玉米蒸发蒸腾量平均值为525.22 mm,蒸发蒸腾量高峰期出现在7月中旬—8月下旬,其中三原最大为535.97 mm,富平最小为514.68 mm;灌区冬小麦在播种—越冬期灌溉需水量最低,返青—拔节期需水量增加;灌区玉米在拔节—抽雄期需水量增加,灌溉平均需水量为133.04 mm;7月—8月为籽粒形成乳熟期,需水量为359.15 mm,至9月下旬,玉米灌溉需水量下降;灌区作物需水量与气温呈正相关,与降水呈负相关,与风速和相对湿度相关性较小,气温、日照时数和相对湿度是影响作物需水量的主要因素.

欠量灌水方法用于玉米抗旱性鉴定和评价研究

【目的】研究欠量灌水胁迫下,玉米抗旱性鉴定和评价所需的最佳灌水量,为玉米抗旱性的准确鉴定提供参考依据。【方法】以5个当前新疆主栽玉米品种为材料,在全生育期进行梯度欠量灌水胁迫处理,分析欠量灌水对玉米产量及抗旱性的影响。【结果】随着灌水总量5 283~2 283 m^3/hm^2逐渐降低,5个玉米品种的产量和抗旱性均呈下降趋势。灌水量在3 975 m^3/hm^2时5个玉米品种的产量和抗旱性差异最大。欠量灌水胁迫下单株产量与穗粒数和行粒数呈极显著正相关,与百粒重的相关性不显著。【结论】欠量灌水的供水总量为正常灌水对照的3/4时(3 975 m^3/hm^2),5个玉米杂交种产量下降一半,抗旱系数差异最大化,可用于玉米的抗旱性鉴定和评价。