基于BP-DEMATEL的山西省冬小麦水足迹影响因素识别

针对山西省冬小麦水足迹历史演变及关键影响因素识别问题,分析了1993—2021年山西省冬小麦水足迹历史演变规律,利用BP神经网络-决策实验室(BP-DEMATEL)模型对冬小麦水足迹演变的关键影响因素进行识别,将其分为驱动型因素及特征型因素,并揭示了影响因素之间的作用机制。结果表明:1993—2021年山西省冬小麦水足迹及单位水足迹均呈下降趋势;2021年山西省冬小麦总水足迹为27亿m^(3)(蓝水占比57%),单位水足迹为1 122 m^(3)/t,与前期高点相比分别下降38%(较1994年)和21%(较1993年);气温、相对湿度和灌溉面积为冬小麦水足迹演变的关键驱动型因素,化肥施用量和农业机械总动力为关键特征型因素。

汾渭盆地池南地区小麦微量元素地球化学特征

为探究汾渭盆地池南地区冬小麦籽粒微量元素地球化学特征,采集了池南地区14个地块的冬小麦样品,对每个样品的微量元素含量进行测试,并进行了系统分析。结果表明:相比长三角小麦,池南地区小麦中Cu、Fe、Pb、Hg、Cd含量较低,Mo、Se较高,Zn、B较为接近,依据食品安全国家标准,存在Zn、Cr污染;轻、重稀土之间分馏较轻稀土之间和重稀土之间分馏均大;Ce无明显异常,Eu基本表现为正异常。摄食足量的池南地区小麦可以满足人体对Cu、Zn、Fe、Mo的需求,同时不会摄入过量的Cu、Zn、Fe、Mo、B、Se、ΣRExOy及污染物Pb、Hg、Cd、As,但可能存在摄入过量Cr的风险。通过元素富集度分析,推测池南地区土壤硒含量与小麦籽粒中硒含量应该具备线性相关性,且该区小麦达到富硒水平,结合该区土壤Se含量认为池南地区具有发展富硒小麦的潜力。

基因枪介导的冬小麦临汾5064遗传转化体系构建

以中国小麦优质骨干亲本临汾5064幼胚为试验材料,对诱导、分化、生根培养基中的激素浓度和基因枪轰击压力等关键参数进行对比分析,旨在总结出临汾5064的最适遗传转化体系,为山西小麦育种提供技术平台。结果表明,临汾5064幼胚在3种激素浓度的诱导培养基中均可形成愈伤组织。其中,在含2.0 mg/L 2,4-D的诱导培养基中,参试幼胚具有最高的出愈率(83.0%)。临汾5064愈伤组织在4种激素浓度的分化培养基中均有再生芽产生,当分化培养基包含0.2 mg/L 2,4-D和0.2 mg/L 6-BA时,愈伤组织具有最高的分化率(70.0%)。临汾5064分化愈伤组织在4种激素浓度的生根培养基中均有根生成,当生根培养基包含0.1 mg/L 2,4-D且不添加6-BA时,分化愈伤组织具有最多的生根率(77.5%),并且形成较多数目的根。利用上述优化激素浓度的培养基对临汾5064幼胚开展基因枪介导的遗传转化,在轰击步骤设置3个压力处理组分别导入测试质粒。结果显示,在900 psi轰击压力下获得192株再生植株,再生植株获得率为28.3%,其中有4株成功扩增出目标条带,具有最高的遗传转化率(0.50%)。

2002—2020年山西省审定小麦品种品质分析

为全面了解山西省审定小麦品种类型与品质状况,为优质小麦品种的选育和品质改进提供参考,对2002—2020年山西省审定的176个品种的籽粒粗蛋白质含量、湿面筋含量、面团稳定时间进行分析,并对品种进行聚类分析。品质分析表明,蛋白质含量和湿面筋含量的平均值较高且较为稳定,分别为14.86%和32.05%;面团稳定时间较低且以0.207 min/a的速度呈下降趋势,平均为4 min;3项指标均达强筋麦、中强筋麦、中筋麦和弱筋麦标准的比例为5.7%、4.5%、25.0%、0.6%。聚类分析结果表明,优质品种与其他品种差异大,且亲本单一。因此扩大优质亲本选择,增强品质性状间协调性是山西省品质改良的主要方向。

小麦玉米一年两作农机设备的选择和种植技术研究

小麦和玉米作为我国主要粮食作物,其高效生产对农业发展至关重要。以山西省为例,针对小麦和玉米一年两作机械化生产,探讨合理选择农机设备和优化种植技术。通过科学合理地选择农机设备和采用优化的种植技术,可以显著提高小麦和玉米的产量,为农业生产提供实际可行的技术支持。本研究旨在为山西省及类似地区的农业生产提供参考,推动现代农业的发展,提高粮食产量和经济效益。

黄土高原晋南旱塬长时间序列冬小麦产量与水量平衡要素动态变化

为揭示黄土高原旱地冬小麦田长期产量及水文变化,以山西省万荣县连作冬小麦为研究对象,分析了冬小麦产量1951—2020年变化趋势及气候年际波动对产量的影响,同时利用Hydrus-1D模型和标定的模型参数模拟了1965—2020年田间水量平衡要素各分量的变化过程。结果表明:试验地冬小麦产量多年平均增产率是31.9 kg/(hm^(2)·a),年际气候变化对冬小麦产量的影响达到±22.4%,其中影响最为显著的气象要素是生育期平均相对湿度和全年降水量;标定期和验证期Hydrus-1D模型的决定系数分别为0.65~0.68,0.57~0.65;近56 a冬小麦平均蒸腾量为(176±29)mm,土壤蒸发量为(296±28)mm占降水量的60%~80%,渗漏量一般小于40 mm,土壤含水量变化为(-2±45)mm。综上,研究地70 a冬小麦产量呈上升趋势,且受年际气候变化的影响其产量波动较大。Hydrus-1D模型能够较好地模拟晋南旱塬冬小麦田的水文变化情况,多年来研究地冬小麦田土壤含水量呈下降趋势。

山西省小麦生产的现状、问题与对策分析

小麦是山西省第二大粮食作物,其生产关系到全省的粮食安全和社会稳定。自建国以来山西省小麦生产取得了长足的进步,但是目前自产小麦不能满足全省小麦市场的需要,是山西省粮食结构中缺口最大的作物。目前,山西省小麦生产存在着成本高、效益低、单产增长缓慢、播种面积大幅缩小、供需缺口持续加大、优质麦生产加工滞后等问题。本研究针对这些问题,从小麦生产自然生态条件、生产成本、产业结构等方面分析阐明了原因,并提出了相应的建议和对策,以期为山西省小麦生产与管理提供理论上的指导和参考,促进小麦生产的进步。

山西省小麦苗期根系性状及抗旱特性分析

小麦苗期根系形态是成株期根系分布的基础,与抗逆和产量密切相关,全面认识苗期根系及抗旱特性,对于抗旱优异种质的利用和早期筛选具有重要意义。采用239份山西省小麦品种(系)在土培条件下,研究了苗期根系性状及对水分胁迫的响应。结果表明,正常生长下山西小麦苗期根系性状多样性丰富,地方种变异最大;不同年代品种中,除最大根长随年代略下降外,其他性状均呈先升后降的趋势;不同根系性状对水分胁迫响应存在差异,总根长对水分最敏感,其次为根表面积、根体积和根生物量,最大根长和平均根数不敏感。苗期根系综合抗旱能力随年代呈先降后升的趋势,地方种和20世纪70年代品种多为中抗,80和90年代的品种抗旱性较低,2000年以后审定品种的抗性较高,其中旱地品种抗性最好。苗期根系抗旱特性与产量性状相关分析发现,最大根长、总根长、根体积和根生物量与雨养条件下的千粒重和产量显著正相关,最大根长和根生物量与成株期抗旱性也显著正相关。因此苗期最大根长和根生物量可作为半干旱地区旱地育种过程中抗旱性和产量的早期筛选指标。

山西小麦品种籽粒硬度与主要品质性状研究

为明确山西省近十年育成小麦新品种的籽粒硬度和品质状况,利用单籽粒谷物特性测定仪(SKCS)、DA7200多功能近红外分析仪,对来自山西省近十年审定的56个小麦新品种的籽粒硬度、蛋白质含量、出粉率等指标进行了检测和分析。结果发现,山西省近十年审定的小麦品种中,硬质麦比例较高,为78%,混合型麦和软质麦比例较低,分别为12%和8%;硬度指数范围较宽,为16.33~78.93。经相关分析,小麦籽粒硬度指数与被测品质性状均呈正相关关系,其中,与出粉率、吸水率、最大拉伸阻力均呈极显著正相关(P<0.01)。硬质麦的蛋白质含量、湿面筋含量、出粉率、沉降值等品质参数均显著高于混合型麦和软质麦。混合型麦的蛋白质含量、湿面筋含量、出粉率、沉降值等品质参数略高于软质麦。

山西省近二十年审定小麦品种的农艺和品质性状变化

为研究近20年来山西省审定小麦品种的农艺性状和品质性状的演变情况,以1997-2018年山西省审定的175个小麦品种为研究对象,总结分析其农艺性状和品质指标的演化规律。结果表明,山西省近20年来审定品种产量水平呈显著上升趋势;株高呈下降趋势,但中部冬麦区水地审定品种株高过高,有倒伏风险;产量三因素中,穗粒数稳步提升,南部中熟冬麦区品种的穗粒数均高于中部晚熟冬麦区品种,千粒重变化不明显,但“十三五”时期审定的旱地品种千粒重下降明显,单位面积穗数呈显著上升趋势。山西省近年来审定品种品质性状没有显著变化,籽粒蛋白含量、湿面筋含量、沉降值和稳定时间均没有显著提高。山西省今后一段时间的育种目标仍然是品质与产量的协同提高,水地品种应在保证穗数和粒重的基础上加强穗粒数的选择,旱地品种应注重穗粒数和粒重的选择。

山西省小麦品种产量及品质性状分析

山西省小麦育种在近十年取得了较大进展。为了总结小麦育种经验,为进一步选育优质高产多抗小麦新品种,提高小麦生产水平提供科学依据,采用直观统计分析方法,对山西省2001—2010年审定的82个小麦品种在区域试验中的产量及品质性状进行分析。结果表明:育成品种的遗传背景不够丰富,遗传差异性较小。品种间产量差异很大,82个小麦品种产量幅度在2774.0～7365.0kg/hm2,平均5375.1kg/hm2,比对照平均增产7.9%;其中水地品种在5329.5～7365.0kg/hm2,平均6159.5kg/hm2,旱地品种在2774.0～5885.0kg/hm2之间,平均4084.7kg/hm2。蛋白质在11.7%～18.0%之间,平均14.7%;其中水地品种蛋白质在12.8%～18.0%之间,平均14.9%;旱地品种蛋白质含量在11.7%～17.0%之间,平均14.7%。湿面筋在23.6～45.5之间,平均32.3;其中水地品种在26.1～45.5之间,平均32.2;旱地品种在23.6～39.8之间,平均32.3。沉降值在11.1～71.4mL之间,平均33.3mL;其中水地品种在15.5～71.4mL之间,平均31.8mL;旱地品种在11.1～63.5mL之间,平均35.8mL。山西省审定品种产量不断提高,主要品质性状指标均高于全国水平。在未来的小麦育种过程中,应加强农艺性状优异、具有遗传多样性小麦种质创新研究,为培育突破性品种奠定坚实的物质基础。

山西中部麦茬复播玉米丰产栽培模式研究初报

在山西中部研究发展复播玉米生产,是增加玉米产量与收入的有效途径。适宜品种少、栽培产量低是生产中存在的主要问题。以特早熟品种‘并单4号’、‘特早1号’、‘极早单2号’和早熟品种‘郑单958’为试材,经过4个密度和3个播期的多因素试验与分析。结果表明:品种间以‘并单4号’和‘特早1号’产量较高,为6308kg/hm2和6255kg/hm2,均比对照‘极早单2号’极显著增产,‘郑单958’未正常成熟。密度间以75000株/hm2产量高(6231kg/hm2),67500株/hm2减产显著,再降低密度即极显著减产。播期以6月25日产量最高(6723kg/hm2),6月30日和7月5日迟播均极显著减产。迟播使玉米生育中后期受低温及早霜影响,秃尖增加、穗粒数和百粒重下降与最终减产关系密切。此研究三因素互作效应明显:应用‘并单4号’和‘特早1号’,采用75000株/hm2密度,于6月25日播种产量分别达8003kg/hm2和7770kg/hm2。

山西省冬小麦水分生产函数模型初步分析

依据山西省潇河、利民、浮驮河、小樊灌溉试验站1979～1988年的冬小麦灌溉资料,采用多年综合调参法,求出了Jensen、Minhas、Blank、Stewart及Singh模型的参数,并通过对该5种模型拟合方程的拟合精度以及计算产量与实测产量相关性的对比分析,分别得出了潇河、利民、浮驮河及小樊四地的适宜的冬小麦水分生产函数。

小麦白粉病抗性基因在山西省的有效性评价

为明确小麦白粉病抗性基因在山西省的有效性，在温室条件下，通过闭囊壳释放子囊孢子侵染麦苗发病，利用28个已知抗病基因品种（系）对分离自山西省不同生态区的166个小麦白粉病菌株进行了毒性基因频率测定。结果表明，毒性基因V4a、V4b、V13、V20、V21、VXBD、V2＋6、V4＋8、V2＋Mzi、V4b＋Mli、V5＋6、V1＋2＋9的出现频率为3．6％～29．7％，其对应抗性基因Pm4a、Pm4b、Pm13、Pm20、Pm21、PmXBD、Pm2＋6、Pm4＋8、Pm2＋Mli、Pm4b＋Mli、Pm5＋6、Pm1＋2＋9为目前山西省小麦白粉病菌的有效抗病基因，可供转育利用；毒性基因V1、化、V3a、V3d、V3f、V6、VI7、V19、V2＋Ta的出现频率为38．6％～79．4％，其对应抗性基因Pm1、Pm2、Pm3a、Pm3d、Pm3f、Pm6、Pml7、Pml、Pm2＋Ta利用价值已下降；毒性基因V3b、V3c、V3e、V5、V7、V8的出现频率为92．5％～98．7％，其对应抗性基因Pm3b、Pm3c、Pm3e、Pm5、Pm7、Pm8单独使用无利用价值。对各抗性基因在山西省小麦三个生态区的有效性差异分析认为，各生态区应针对毒性基因的变化动态结合农艺性状选择选用合适的抗性基因进行转育。

山西小麦品种淀粉糊化特性研究

利用快速黏度仪(RVA)分析了山西省2008—2009年度冬小麦新品种区试和生产试验的75个参试品种的面粉糊化特性。结果表明,山西省小麦品种糊化性状变异范围较大;面粉的糊化特性在不同的种植区域表现不同,黏度参数有随地区纬度增高而增加的趋势;环境变异越大,小麦淀粉特性差异越大。

山西南部麦田节节麦防除技术体系

针对节节麦在山西小麦主产区麦田已成为杂草优势种的现实,通过调查研究与分析,从防除策略制订入手,建立起以深翻除草、种子精选、合理密植、人工拔除及适期药防为主要措施的节节麦防除技术体系,在山西南部盐湖区、闻喜县、洪洞县、尧都区、襄汾县等地示范推广4 333 hm2,小麦平均单产6 900 kg/hm2,较对照田增产750 kg,共挽回粮食损失325万kg,增收325万元。节节麦的总防效达95%以上。

山西省小麦生态区划研究

本文选择地理纬度、海拔高度、年平均气温和1月份平均气温4项指标,根据山西省62个气象站20年资料,采用二元回归、相关分析的数学方法,通过DPS数据处理系统运算,建立地理纬度、海拔高度与年平均气温及地理纬度、海拔高度与1月份平均气温的二元回归方程,将山西省小麦区划分为春麦区、强冬麦区、冬麦区、弱冬麦区4个大区。根据4大麦区在各行政区内的分布,将山西省小麦区划分为8个类型:北部春麦区,春麦、强冬麦兼种区,春麦、强冬麦、冬麦兼种区,春麦、强冬麦、冬麦、弱冬麦兼种区,强冬麦区,强冬麦、冬麦兼种区,强冬麦、冬麦、弱冬麦兼种区,冬麦、弱冬麦兼种区。本研究对山西省小麦育种、引种、栽培具有指导意义。

山西省小麦品种(系)蛋白质品质的差异

为了解年份、地域及基因型对山西小麦蛋白质品质的影响,分析了2005-2010年山西省参加南部和中部区试的冬小麦新品种(系)蛋白质品质指标的变化。结果表明,年际间、区试组间冬小麦品种(系)的蛋白质品质变异系数均表现为:沉淀值>蛋白质含量>湿/干面筋含量。旱地种植的小麦品种(系)各蛋白质品质参数平均值均高于水地种植的小麦。基因型、年份和种植地点对小麦蛋白质品质的作用力分析结果表明,三因素交互作用对小麦蛋白质品质影响最大,地点和基因型对小麦蛋白质品质的直接作用较小,年份对湿/干面筋含量影响较大,基因型、年份和种植地点两两交互效应大于单因素效应。

山西小麦“纬海”气候区划与瓦尔特气候图的分析应用

针对前人在作物生态分区上普遍采用包括纬度和海拔在内尽可能多的气候因子进行分区研究所存在的繁琐缺点,根据山西南北纬度差异大、多山海拔差异大的地貌特点,仅以纬度和海拔为依据,进行了小麦"纬海"气候区划。结果表明,以纬度和海拔为依据的分区结果与前人多因子分区结果一致,纬度和海拔与温、光、水等7个气候因子之间存在密切的回归关系,除海拔与年降水量之间的决定系数外,决定系数均达到显著或极显著水平。在小麦"纬海"区划的基础上,又对每个区的主要气候特征采用瓦尔特水热关联图进行了补充分析,做到宏观分区简便、微观分析细微而特征突出,二者结合,有利于指导生产之用。

山西省小麦生态布局研究

通过对山西省小麦生态型的分析研究,以山西省复杂的生态类型为基础,提出了山西省小麦生产和布局中应该注意的几个问题:①全省强冬性小麦品种面积偏小,而且强冬性小麦品种严重不能满足生产要求;②应处理好优质与高产的关系;③充分注意各种病害问题;④不同生态区要选择不同类型的生态品种;⑤各生态区小麦品种过于杂乱,不利于优良品种的推广。根据以上问题,围绕①培育综合性状优良的品种;②加强生态型品种的选育及推广;③大力发展优质小麦生产等,对山西省优质小麦及普通小麦今后的生产和布局提出了建议。