水稻、玉米、大豆等秋季粮油作物重大病虫提单产技术指导意见

近日,全国农技中心关于印发《秋季主要粮油作物防病虫提单产技术指导意见》的通知,详情如下:农作物病虫害防控关键时期也是作物营养生长和生殖生长的重要阶段,通过科学使用杀虫、杀菌和植物生长调节剂,能有效防治病虫害,促进作物健康、增强作物抗逆性,提升作物单产和品质。为支撑秋季主要粮油作物大面积单产提升,实现防病虫、减损失、提单产、促丰收的目标,特制定本指导意见。

基于CNN的作物分类识别图像获取平台研究进展

基于机器视觉的作物精准分类识别是农业自动化、智能化作业的前提。在作物图像分类识别任务中,卷积神经网络(CNN)是当前应用最广泛的算法之一。作物表型特征及生长环境的复杂性,决定作物图像获取平台的多样性。通过分析2020—2022年国内外基于CNN的作物分类识别研究,图像获取平台可划分为通用平台和自建平台两大类:通用平台硬件产品成熟、部署方便,但要做好设备选型和环境搭建;自建平台分为固定式和移动式,能高效获取试验数据,但硬件集成较为复杂。详细对比分析各类平台的优缺点及适用范围。作物图像获取平台的未来趋势包括:高通量、高效率、自动化的通用图像获取装置,集成多种传感器的多模态数据采集与融合应用,自带运算处理的智能摄像头等,更精细化的图像获取平台将有效支撑作物表型的深入研究。

设施作物蜂授粉技术要点

随着人们生活水平的提高,人们对应季蔬果的需求量越来越大,设施果蔬生产呈现出蓬勃发展的趋势。如今我国已成为世界设施农业第一大国,设施栽培作物面积达470多万公顷,需要蜂授粉的面积已超200万公顷。蜂授粉后的果实品质好,果实端正,产量更高,深受消费者喜爱。近年来,随着蜂授粉技术推广与市场培育项目的推进,人们逐渐认识到蜂授粉的优越性,开始尝试应用蜂授粉技术,已经逐渐认可并自主推广蜂授粉,设施作物蜂授粉面积越来越大,蜂授粉已成为提高设施作物经济效益的必要措施之一。

作物病虫害的全程绿色防控

近年来,由于耕作制度、土壤生态环境、全球气候变化等因素的影响,导致小麦茎基腐病、玉米南方锈病、花生白绢病、棉铃虫、甜菜夜蛾、蓟马等重大病虫害频发、重发,严重影响小麦、玉米、花生等作物的产量和品质。要树立作物病虫害全程绿色防控理念,以产出高效、产品优质、资源集约、环境友好为导向,覆盖作物生产的全过程,集成应用农业防治、物理防治、生物防治、生态调控及科学用药等技术措施,确保作物安全生产和农业高质量发展。

《作物学报》简介

《作物学报》是中国科协主管,中国作物学会、中国农业科学院作物科学研究所和中国科技出版传媒股份有限公司共同主办的学术期刊。前身可追溯到1919年1月创办的《中华农学会丛刊》, 1962年改为现名《作物学报》。主要刊登农作物遗传育种、耕作栽培、生理生化、生态、种质资源、谷物化学.

福建省农作物种质资源调查收集与多样性分析

2017-2022年,福建省在第三次全国农作物种质资源普查与收集行动中,共收集作物地方品种和野生近缘植物种质资源6235份,蔬菜、粮食、果树、经济作物、牧草绿肥分别占33.57%、25.91%、24.35%、14.59%、1.57%;所有资源隶属于83科,229属,313种,其中豆科种质资源份数最多,占总数的16.04%。不同地区和海拔是影响收集农作物种质资源种类和数量的重要因素。全省9个地级市中,三明市收集种质资源数量最多,占20.65%。全省收集农作物种质资源数量随着海拔升高而下降,不同海拔收集数量随着市辖县(市、区)、乡(镇)、村(街道)的数量减少呈现减少趋势。沿海地区如漳州、福州、宁德、泉州、莆田、厦门等6个地级市,海拔0~200 m是种质资源Shannon-Wiener多样性指数和Brillouin丰富度指数最高的海拔区间;闽西北山区,如龙岩、三明、南平等3个地级市,海拔200~400 m、400~600 m、600~800 m种质资源的Shannon-Wiener多样性指数和Brillouin丰富度指数较高。不同地级市、不同海拔区间与收集种质资源的物种多样性指数的相关性分析发现,三明和龙岩市与Shannon-Wiener多样性指数呈极显著正相关,莆田和龙岩市与Pielou均匀度指数呈现极显著负相关,这与全省农业经济分区有密切关系。通过梳理全省农作物种质资源的多样性,为因地制宜地开发、利用、挖掘全省地方农作物种质资源提供参考和科学依据。

基于单作物系数法的温室秋季生菜蒸散量估算及验证

【目的】基于单作物系数法估算温室秋季生菜蒸散量。【方法】通过2021—2022年温室秋季生菜试验,根据各生育期影响因素修正FAO-56推荐作物系数值,即生育前期根据ET0值和灌溉频率修正,生育中期和生育后期根据气象因素和株高修正,并采用单作物系数法对温室生菜蒸散量进行估算,以称重式蒸渗仪实测蒸散量ETcm为标准值对蒸散量估算值ETcs进行验证。【结果】不同试验年度逐日ET0均呈逐渐降低变化趋势,介于1.18~2.44 mm/d。温室生菜作物系数修正值(Kc adj)和实测值(K_(c loc))均在生育前期最高,2 a均值分别为0.74±0.13和0.76±0.13;进入快速发育期后二者均呈降低趋势,并在生育中后期逐渐稳定在0.5~0.6。各生育阶段的Kc adj较FAO推荐值(Kc FAO)更接近实测值(K_(c loc)),Kc adj和K_(c loc)相对误差介于-6.7%~5.4%。应用修正单作物系数法估算温室秋季生菜ETcs与实测ETcm的日均值分别为1.310 mm/d和1.283 mm/d,决定系数(R^(2))、平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)、一致性指数(d)分别为0.975、0.176 mm/d、0.222 mm/d、0.955。【结论】修正单作物系数法能够较为准确的估算温室秋季生菜蒸散量。

上海金山区农作物种质资源普查工作的分析与思考

按照《第三次全国农作物种质资源普查与收集行动实施方案》的总体部署和《上海市农业种质资源普查总体方案(2021-2023年)》的要求,上海市金山区于2020年4月启动了第三次全国农作物种质资源普查与收集行动。通过统一组织实施,金山区共收集到农作物种质资源132份,包括粮食作物55份,经济作物7份,蔬菜60份,果树10份,收集到地方特色种质资源亭林雪瓜和枫泾杜瓜。结合此次普查工作存在的问题,提出建立农作物种质资源普查与收集的长效机制、加强地方种质资源的保护和管理以及加大地方种质资源的研究和利用的建议。

土壤养分管理对作物产量与品质的影响研究

土壤是植物生长的基础,其养分状况直接影响着植物的养分吸收和利用。养分管理直接影响了作物的生长周期和生理过程,进而对产量产生显著影响。适当的养分供给能够促使作物在不同生长阶段保持良好的生长状态,提高产量。土壤养分的管理还对作物的品质产生深远影响。不同养分含量和比例的土壤对作物的营养成分、口感和外观等品质特征产生显著差异。因此,科学合理的土壤养分管理策略是提高作物产量和品质的关键因素。为研究农业生产提供了重要的理论依据和实践指导,对于实现可持续农业发展具有重要意义。

二氯异噁草酮应用于作物田杂草防除谱测定

为明确二氯异噁草酮应用于作物田防除杂草的防除谱,在温室内采用盆栽法测定了36%二氯异噁草酮悬浮剂对冬季作物田和夏季作物田的除草活性。冬季作物田杂草防除谱测定结果显示,二氯异噁草酮对小麦田多花黑麦草和日本看麦娘均有较好的防除效果,其GR_(50)分别为39.89、35.11 g(a.i.)/hm^(2),GR_(90)分别为105.88、104.54 g(a.i.)/hm^(2),对雀麦也有较好的效果,但对另两种禾本科杂草菵草和节节麦防效差;该药剂对冬季作物田阔叶杂草播娘蒿、荠菜、猪殃殃、麦家公效果均优,明显好于对禾本科杂草的效果,其中对播娘蒿和荠菜的防除效果最好,其GR_(50)分别为4.86、4.69 g(a.i.)/hm^(2)之间,GR_(90)分别为25.54、17.36 g(a.i.)/hm^(2);对猪殃殃、麦家公的GR_(50)分别为15.77、22.25 g(a.i.)/hm^(2)之间,GR_(90)分别为38.58、53.10 g(a.i.)/hm^(2),但对另一种阔叶杂草泽漆的防效较差。夏季作物田杂草防除谱测定结果显示,二氯异噁草酮土壤封闭处理对夏季作物田禾本科杂草马唐、稗草、牛筋草、狗尾草和虎尾草效果均较好,其中对马唐、稗草、牛筋草、狗尾草的GR_(50)在12.33~27.00 g(a.i.)/hm^(2)之间,GR_(90)在27.40~59.38 g(a.i.)/hm^(2)之间,对夏季作物田阔叶杂草整体效果差,供试杂草中只有马齿苋效果较好,其GR_(50)和GR_(90)分别为33.33、52.82 g(a.i.)/hm^(2),对饭包草、反枝苋、马泡瓜和铁苋菜效果均差。试验结果表明,二氯异噁草酮对冬季作物田杂草和夏季作物田杂草,均有自己的杂草防除谱,田间应用时应根据田间草相,选择合理药剂进行复配。

作物生长模型研究现状与展望

作物生长模型由最初的作物生长发育模型发展到农业决策支持模型,在科学研究、农业管理、政策制定等方面发挥着越来越重要的作用。本文首先回顾了作物生长模型的发展过程,并按照模型主要驱动因子,将作物生长模型分为土壤因子、光合作用因子和人为因子驱动3类并分别进行了归纳阐述;然后对典型的模型分别从模型模块、时空尺度、可模拟的作物类型等方面进行列表式对比;并对作物生长模型在气候变化评估、生产管理决策支持、资源管理优化等方面的应用,以及面临的极端条件、复杂农业景观和模型复杂度等挑战进行了总结,在此基础上认为遥感数据同化和孪生农场是其发展方向。

拉萨河谷喷灌双季饲草作物系数与土壤蒸发研究

【目的】探究作物指标与作物系数、土壤蒸发之间的关系,为提高拉萨河谷喷灌蒸散发计算精度,制定适时适量的双季饲草灌溉制度提供理论支撑。【方法】通过微型蒸渗仪实测蒸散量与PM法计算参考作物的比值实测作物系数对PM法修正的单作物系数进行评价,分析误差水平及原因;基于自制株间土壤蒸发仪,获得株间土壤蒸发(E)与蒸散量(ET)的分摊比例(E/ET),建立实测Kc及E/ET与LAI、SPAD之间的关系。【结果】采用FAO-56推荐单作物系数修正法,对拉萨河谷小黑麦、燕麦单作物系数进行修正,小黑麦和燕麦初始生长期、生长中期和生长后期的作物系数分别为0.45和0.94,1.22和1.16,0.49和0.31。小黑麦全生育期土壤蒸发占蒸散量的44.8%,苗期-越冬期、越冬-返青期、返青-拔节期、拔节-抽穗期、抽穗-刈割期土壤蒸发占蒸散量比例分别为93.4%、94.8%、61.8%、22.2%和13.8%;燕麦苗期-分蘖期、分蘖-拔节期、拔节-抽穗期、抽穗-刈割期土壤蒸发占蒸散量比例分别为98.9%、79.1%、31.7%和16.8%。土壤蒸发在双季饲草种植过程中占蒸散量比例超过44%,减少土壤蒸发以提高水分利用效率的潜力较大。【结论】双季饲草实测作物系数、土壤蒸发占蒸散量比例与叶面积指数、叶绿素显著相关且呈线性或非线性函数关系。在单作物系数法基础上增加作物指标可以修正双季饲草蒸散的计算精度,通过构建数学模型使作物指标能直接模拟该地区作物土壤蒸发、间接模拟蒸散发全过程。

不同耕作方式和前茬作物对冬小麦水肥利用效率及产量影响

【目的】探讨不同耕作方式和前茬作物对冬小麦土壤养分、产量及水肥利用效率的影响。【方法】设置2个主处理:旋耕(RT)和免耕(NT),2个副处理:玉米前茬(MW)和大豆前茬(SW),共4个处理,分别记为RTMW、RTSW、NTMW、NTSW,研究不同耕作方式和前茬作物对冬小麦土壤养分、水肥利用效率及产量的影响。【结果】同一前茬作物下,免耕处理土壤含水率高于旋耕处理;同一耕作方式下,玉米前茬处理土壤含水率高于大豆前茬;冬小麦季各处理有机碳量、全氮量、速效磷量、速效钾量、铵态氮量、硝态氮量均随土层深度增加而降低。0~50 cm土层,NTSW处理均有利于冬小麦麦田土壤有机碳、全氮、硝态氮量的积累,较RTMW处理分别提高了4.14%~13.54%、35.51%~54.44%、55.75%~112%;10~50cm土层,RTMW处理后茬麦田速效磷、速效钾量较高;0~50 cm土层,RTSW处理后茬麦田铵态氮量最高,较RTMW处理高13.39%~20.64%;NTSW处理穗数、穗粒数、千粒质量显著高于其他处理,且冬小麦产量也高于其他处理,较RTMW处理增产16.62%;NTSW处理水分利用效率及氮磷钾利用效率均最高。【结论】NTSW处理有利于冬小麦田的养分积累,且水肥利用效率最高,增产效果较好。

作物农艺性状与形态结构表型智能识别技术综述

[目的/意义]作物农艺性状与形态结构表型智能识别是作物智慧育种的主要内容,是研究“基因型—环境型—表型”相互作用关系的基础,对现代作物育种具有重要意义。[进展]大规模、高通量作物表型获取设备是作物表型获取、分析、测量、识别等的基础和重要手段。本文介绍了高通量作物表型主流平台和感知成像设备的功能、性能以及应用场景。分析了作物株高获取、作物器官检测与技术等农艺性状智能识别和作物株型识别、作物形态信息测量以及作物三维重建等形态结构智能识别技术的研究进展及挑战。[结论/展望]从研制新型低成本田间智能作物表型获取与分析装备、提升作物表型获取田间环境的标准化与一致性水平、强化田间作物表型智能识别模型的通用性,研究多视角、多模态、多点连续分析与时空特征融合的作物表型识别方法,以及提高模型解释性等方面,展望了作物表型技术主要发展方向。

CRISPR/Cas9技术在热带作物育种中的应用研究进展

在热带地区种植的香蕉、番木瓜、甘蔗、木薯、天然橡胶、油棕等热带作物,是我国农业的重要组成部分,不仅为我们的日常生活和工农业生产提供了重要的原材料,而且为我国热带与亚热带地区的主要农业产量和经济增长做出了贡献。然而,这些作物的现代分子育种受其生物学特性和遗传复杂性的严重阻碍,多倍化、杂合性、无性繁殖、童期长和植株高大等问题导致热带作物的传统杂交育种周期长、难度大、进展慢。基因编辑技术的发展为热带作物育种带来了新途径和新机遇。CRISPR/Cas9系统介导的基因组编辑技术以其更高的靶向效率、多功能性和易用性,已被广泛应用于植物基因组编辑育种中。近年来,该技术在香蕉、木薯、天然橡胶、甘蔗等热带作物上也实现了广泛应用。本文介绍了基于CRISPR-Cas9系统的基因组编辑、CRISPR-Cas9在热带作物改良中的应用进展以及所面临的挑战和问题,同时对热带作物基因编辑育种方面提出建议,以期为后续研究提供思路,并为进一步开发应用该技术以有效改良热带作物的植物性状提供参考。

福建省第三次全国农作物种质资源普查收集的成效与思考

种子是农业的“芯片”,农作物种质资源是国家战略性资源。为摸清福建省农作物种质资源家底,防止资源流失,保护濒临灭绝的地方品种,福建省开展了“第三次全国农作物种质资源普查与收集行动”。通过该“行动”,共收集种质资源6235份,包括新种质资源1000多份和台湾地区引进的农作物种质资源33份。通过鉴定评价,筛选出252份优异性状的种质资源,有30多份作为亲本用于资源创新,为福建省今后种质资源保护利用工作的开展提供依据。

基于文献计量学BSA在作物育种领域的应用现状与展望

为了解国内外集群分离分析法(bulked segregant analysis,BSA)在作物育种领域的研究现状与前沿动态,客观反映各国家、机构及研究人员在该领域的影响力,本文基于文献计量学分析方法使用文献计量分析软件CiteSpace对WOS(Web of Science)数据库2000~2023年2111项和CNKI(China National Knowledge Infrastructure)数据库2003~2023年446项研究成果进行关键词共现分析、突显词分析、关键词聚类分析、聚类时间线分析及作者共被引分析。结果表明:BSA在作物育种领域应用的研究成果在国内外的发文趋势相同,国内外期刊发文量均逐年上升;在发文量国家排序中,中国排名第一、美国第二、印度第三。在CNKI数据库中华中农业大学的发文量最多,而在WOS数据库中中国农业科学院的发文量最多。国外BSA在作物育种领域应用的文章主要集中在植物科学、农学、园艺学和遗传学等学科,而国内主要集中在作物学、植物保护学、园艺学、生物学等学科;Michlmore RW、Kosambi DD和Li H这3位作者在该领域的影响力最高,而Michlmore RW、Lander ES、Li H这3位作者与其他作者有更密切的联系。国内研究的热点作物和性状分别是水稻(Oryza sativa)、大豆(Glycine max)、玉米(Zea mays L.)和抗病性、株高;国外研究的热点作物和性状分别是水稻、拟南芥(Arabidopsis thaliana)、小麦(Triticum aestivum L.)和抗病性。目前,BSA在国内集中应用于作物目标性状候选基因及作物突变体突变基因的定位和功能验证,而国外则集中应用于作物目标性状基因的精细定位和功能验证及遗传机制的解析。此外,BSA在作物育种领域应用的研究前沿分析表明,未来在该领域热点研究的对象为水稻、花生(Arachis hypogaea L.)、陆地棉(Gossypium hirsutum L.)、作物突变体和作物代谢产物。

华南地区茄科作物青枯病发生与病原菌分布特性分析

调查我国华南地区番茄、茄子和辣椒等茄科作物青枯病害发病情况,采集健康植株和青枯病发病株及其根际土壤样本,进行病原菌的分离鉴定、致病力测定和分布特性分析。结果表明:番茄、茄子和辣椒发病率最高的地区分别是海南陵水、福建晋安和福建邵武,其生育期内平均发病率分别达20.01%、5.24%和23.33%。从不同地理来源的茄科作物中,共分离鉴定出86株青枯菌。进一步利用弱化指数(Attenuation index,AI)对分离的青枯菌进行致病力划分,其中7株为无致病力菌株(AI>0.75),13株为过渡型菌株(0.65≤AI≤0.75),66株为强致病力菌株(AI<0.65)。研究青枯菌的分布特性发现,对于不同寄主,青枯菌分布特性均是病株及其根际土壤分布数量显著多于健康植株及其根际土壤,且分布数量均是土>根>茎,此外,调查的茄科作物中,青枯病发病株土壤青枯菌分布数量均大于106 cfu·g^(-1),青枯病发病株根和茎青枯菌分布数量均大于105 cfu·g^(-1)。

瓜列当在3种寄主作物上的寄生规律及抗性评价

【目的】研究瓜列当在新疆加工番茄、西葫芦和打瓜上的寄生规律及主栽品种对瓜列当的抗性情况,为新疆加工番茄、西葫芦和打瓜田瓜列当的防治提供科学依据。【方法】采用盆栽试验及田间随机调查方法。【结果】瓜列当在加工番茄、西葫芦和打瓜播种34~37 d可建立寄生关系,寄生打瓜上的瓜列当在建立寄生关系5 d后即出土,而寄生于西葫芦和加工番茄上的瓜列当在建立寄生关系18和21 d后才出土;6月21~22日,加工番茄田瓜列当发生率为42.86%,打瓜田为7.14%,西葫芦田无瓜列当;6月28~29日,加工番茄田瓜列当发生率为45.45%,打瓜田为27.27%,西葫芦田为25%;7月5~14日,加工番茄田瓜列当发生率为80%,打瓜田为71.43%,西葫芦田为86.96%;加工番茄品种BVS32瓜列当寄生量最少,加工番茄全生育期瓜列当鲜重和干重分别为20.97和4.26 g/盆;品种金丰八号在西葫芦全生育期中瓜列当寄生量最少,瓜列当鲜重和干重分别为25.65和5.92 g/盆;打瓜品种中黑中片瓜列当寄生量最少,瓜列当鲜重和干重分别为5.38和0.78 g/盆。【结论】加工番茄、西葫芦和打瓜适宜防治瓜列当时间是播种后20 d;新疆北疆区域加工番茄、打瓜和西葫芦田瓜列当最佳防治时间分别为5月下旬至6月中旬、6月中上旬和6月中下旬;新疆主栽的加工番茄、西葫芦、打瓜品种中无对瓜列当免疫的品种,加工番茄品种BVS32、西葫芦品种金丰八号和打瓜品种黑中片瓜列当寄生量最少,可作为新疆抗瓜列当种植品种。

改进DeepLabV3+算法提取无作物田垄导航线

机器视觉导航是智慧农业的重要部分,无作物田垄的导航线检测是旱地移栽导航的关键。针对无作物田垄颜色信息相近、纹理差距小,传统图像处理方法适用性差、准确率低,语义分割算法检测速度慢、实时性差的问题,该研究提出一种基于改进DeepLabV3+的田垄分割模型。首先对传统DeepLabV3+网络进行轻量化设计,用MobileNetV2网络代替主干网络Xception,以提高算法的检测速度和实时性;接着引入CBAM(convolutional block attention module,CBAM)注意力机制,使模型能够更好地处理垄面边界信息;然后利用垄面边界信息获得导航特征点,对于断垄情况,导航特征点会出现偏差,因此利用四分位数对导航特征点异常值进行筛选,并采用最小二乘法进行导航线拟合。模型评估结果显示,改进后模型的平均像素精确度和平均交并比分别为96.27%和93.18%,平均检测帧率为84.21帧/s,优于PSPNet、U-Net、HRNet、Segformer以及DeepLabV3+网络。在不同田垄环境下,最大角度误差为1.2°,最大像素误差为9,能够有效从不同场景中获取导航线。研究结果可为农业机器人的无作物田垄导航提供参考。