基于t-SNE法对寒地水稻种质资源品质的分类研究

为探究数据降维后可视化呈现并进行图像分割聚类的方法,本研究利用160份粳稻种质资源的品质指标,引入t-SNE算法将11项品质指标转化为两个相互独立的成分并进行可视化呈现,进一步采用K-means聚类,将图像聚类分割为具有不同特征的三个簇,分别利用非线性对数主成分分析,根据每个指标在主成分中平均贡献率进行排序,得到具有不同品质特征的三个类别。结果表明,160份寒地水稻种质资源被分成具有不同特征的簇0(62份资源)、簇1(47份资源)、簇2(51份资源),其中簇0强调蛋白质、直链淀粉等营养品质,簇1注重光泽、味道和香气等感官品质,而簇2更加突出糙米率、精米率和完整性等加工品质特征。本方法解决了聚类时数据维度过高、信息冗余等问题,并较完整地保留了高维数据的分布特征,而非线性对数主成分分析又可以进一步明晰每一类的特征。

寒地水稻增氧浸种催芽方法试验研究

浸种催芽是种植水稻过程中决定性的一环,其要素是水、气、热条件。现在的寒区水稻浸种催芽过程中,农户仅对水、热条件进行经验性控制,智能化程度低,劳动强度大,且浸种效果相对较差。采用正交设计方法试验分析了温度、曝气间隔、浸种时长的耦合试验,得到这3个因素对水稻种子发芽率、芽长及其均匀度的影响程度从大到小依次为曝气间隔、浸种时长、温度,且理想的一组因素水平为浸种温度30℃、曝气间隔1h、浸种时间46h。

秸秆还田和增施氮肥对寒地水稻品质的影响

为明确秸秆还田和增施氮肥对寒地水稻品质的影响。采用二因素完全随机试验设计进行秸秆还田和秸秆离田下增施氮肥的研究,分析稻米的加工品质、外观品质、营养及食味品质。结果表明:与秸秆离田(A1)相比,秸秆还田(A2)显著或极显著降低稻米的糙米率、精米率、整精米率、粒长及粒宽,整精米率降低了3.54%;垩白粒率、垩白度及直链淀粉含量差异不显著;蛋白质含量极显著提高了12.16%;食味评分显著下降了0.92%。与常规施氮(B1)相比,增氮处理间稻米的糙米率、精米率、垩白粒率、垩白度、蛋白质含量及直链淀粉含量差异不显著;调节肥增氮15%(B3)和穗肥增氮15%(B4)的食味评分分别显著下降1.42%、1.66%;秸秆还田和增施氮肥二因素互作的稻米品质效应均不显著。

寒地盐碱地监测平台的构建与应用

盐碱地是国家重要的后备耕地资源,选育寒地耐盐碱水稻品种、开发利用盐碱地是促进粮食增产保障国家粮食安全的重要途径。按照国家“由治理盐碱地适应作物向选育耐盐碱植物适应盐碱地转变,挖掘盐碱地开发利用潜力,努力在关键核心技术和重要创新领域取得突破”的指示精神,国家耐盐碱水稻技术创新中心东北中心针对东北地区盐碱地存在的耐盐碱品种匮乏、耐盐碱栽培技术缺失、盐碱地改良技术体系不完善等系列问题,利用物联网、大数据等新一代信息技术开展协同攻关,构建了集盐碱地气象土壤环境动态监测、寒地水稻表型数据采集、数据可视化展示功能为一体的寒地盐碱地监测平台,实现了种质资源、生物技术、土壤肥料等多学科的信息化融合汇聚工作。本文从平台架构和功能实现角度介绍了寒地盐碱地改良利用的数字化监测方法和关键技术。平台在黑龙江省大庆、佳木斯、黑河等不同积温带进行了应用,结果表明,该平台可以辅助科研人员及时、全面掌握盐碱地块的气象及土壤信息、有效降低环境不利因素影响并形成完备的数据链;平台对不同物候期的水稻种质资源表型性状和产量品质数据进行汇聚加工处理,挖掘种质资源的环境应激反应规律,进而指导盐碱地水稻科研生产工作,为盐碱地资源开发利用提供信息技术支撑。

黑龙江省优质超级稻研究进展与展望

从利用籼粳亚种拓宽种质资源技术、理想株型种质资源培育技术、分子育种技术和应用常规育种技术4个方面介绍了黑龙江省优质超级稻育种技术的研究进展。从土壤培肥技术、钵育壮秧技术、合理密植技术、井水提温技术、平衡施肥技术等方面探讨了寒地优质超级稻品种的各种性状得以展现要配套的高产栽培技术,提出合理密植是寒地超级稻建立超高产经济结构的基础,是寒地超级稻株型更为理想、叶片更为直立的高光效的必然,是走以成熟为主的栽培技术路线"促早熟、高产、优质"并举的保证。寒地优质超级稻育成的品种有龙粳14、龙稻5号、松粳9号等。

2007年黑龙江农垦水稻高产攻关典型分析

黑龙江农垦水稻高产攻关出现了小面积折合稻谷产量超过14.7t/hm2的高产典型。从品种、土壤、栽培技术和气候条件等方面,采取与其它地区高产典型对比的方法,分析了寒地气候条件下出现这种高产典型的原因。分析了产量构成各项指标的特点及高产攻关研究的现实意义。指出综合栽培技术应该是高产攻关研究的要点。提高我国水稻单产,不仅要重视生产技术创新,还要重视生产机制创新。黑龙江农垦总局大面积水稻获得高产经验值得深入总结。

黑龙江省两系杂交粳稻大棚制种技术探讨

两系杂交水稻在我国南方生产上已大面积推广应用,但由于两系不育系只有在一定的温光生态条件下,其雄性不育基因才能表达,所以在实际的两系杂交水稻制种中存在着一定风险。本研究是在寒地稻区进行两系杂交粳稻的制种工作摸索,制种风险更大,大棚制种主要利用水稻育秧大棚的增温和保温功能调节大棚内温度,使棚内温度在两系不育系的育性转换临界温度以上,不育系保持自花不育接受外来父本花粉结实,研究在寒地稻区用温室大棚进行杂交粳稻制种的可行性。

寒地水稻旱直播栽培技术探讨

近年来寒地水稻旱直播面积有扩大趋势,但生产中存在品种选择随意、保苗率低、杂草防治效果差等现象,导致产量不稳。由于技术还不成熟,盲目扩大规模更容易给农民造成较大损失。针对目前寒地水稻旱直播中存在的问题,初步提出了寒地水稻旱直播栽培技术措施,并探讨了生产中存在的问题与解决方法。

寒地水稻田不同整地模式对泡田水用量及产量性状的影响

为解决稻田泡田水资源过度灌溉造成北方寒区水资源严重浪费和农业生态环境污染加剧的问题,以水稻田泡田水灌溉量满足正常搅浆平地作业为研究方法,进行了稻田泡田期不同旱整地作业模式泡田水灌溉量试验,研究不同旱整地技术模式对泡田水用量和产量性状的影响。研究结果表明,秋翻地旋耕技术模式能有效减少泡田期灌溉水用量和插秧期稻田排水量,提高水稻产量和产量影响因子指标。秋翻地旋耕技术模式泡田期灌溉量为1613.3t/hm^2,较未翻地原茬泡田处理和秋翻地处理泡田水节约率分别为33.3%和27.3%。插秧排水量为38.3t/hm^2,较未翻地原茬泡田处理和秋翻地处理泡田水减少排放量分别为0.0t/hm^2和506.7t/hm^2。水稻产量为9258.6kg/hm^2,与未秋翻地原茬泡田处理和秋翻地泡田处理相比较,增加产量3.8%和1.7%。秋翻地旋耕旱整地技术模式是本研究的最佳模式,为我国北方寒区水稻节约水资源和减少环境污染提供了新途径。

盐碱胁迫下外源硅对水稻绥粳306离子平衡调节的复式研究

黑龙江省西部地区盐碱地水稻生产潜力巨大,为探究外源硅调控寒地盐碱地水稻耐盐碱的机理,本试验以绥粳306为材料,选用在盐碱土盆栽中种植和在盐碱地水田常规种植两种栽培方式,研究2.0 mmol·L^(-1)外源硅对水稻叶片、茎和根部器官主要无机离子的含量变化影响,明确盐碱条件下外源硅对水稻植株主要离子的吸收、运输和再分配规律。结果表明,盐碱胁迫下,外源硅添加能够显著降低水稻植株中Na^(+)离子的含量,减弱盐碱地寒地水稻Na^(+)与K^(+)、Ca^(2+)和Mg^(2+)离子间的拮抗效应,有效调控了水稻根向茎、茎向叶主要无机离子的运输比和运输选择比率。施用外源硅对寒地盐碱地水稻生理生态健康发展均有积极的作用。

旱直播对寒地水稻品质的影响

水资源匮乏严重制约着我国水稻产业的发展。以节水、省工、节本、增效为特点的水稻旱直播轻简化栽培技术逐渐受到人们的重视。以旱直播对寒地水稻空育131品质的影响进行研究,结果表明:与对照相比,旱直播下空育131的蛋白质含量极显著增加,粒宽显著增加,精米率、整精米率、垩白粒率、垩白度、直链淀粉含量、米饭食味评分极显著降低,精米长宽比显著降低。说明旱直播水稻栽培下空育131的加工和食味品质下降、外观与营养品质得到改善。旱直播水稻要得到充分发展,与之配套的各项技术仍需很大的提升。