我国油菜适合机械化收获关键农艺性状研究进展

当前,我国食用植物油供给矛盾突出。油菜主产区中的长江流域,油菜生产与粮食争地矛盾小,因此油料生产的关键在于发展油菜生产。传统的油菜生产用工量大、劳动力成本高、效益低,种植技术制约了我国油菜产业发展,因此“种、管、收”环节机械化生产是提升我国油菜生产水平的关键。从油菜生物学特点、农民种植习惯及轮作制度看,这三个环节中,收的环节提升空间大,特别是机械收获损失率较高,仍在低水平徘徊。因此,本文重点分析了我国油菜种植面积、产量特点及机械化生产现状,综述了适宜机械化收获的品种特性和选育目标、关键农艺性状的栽培调控措施及机械收获方式等方面的研究进展,旨在为我国油菜适宜机械化收获的品种选育、栽培技术研究及高效生产提供参考。

马铃薯植株株型构成要素解析

马铃薯植株的理想株型是获得高质量群体的基础。为获得理想株型构成要素参数,本研究对26个马铃薯品种(系)进行产量组分分析,选择中高产品种(系)测定植株茎、叶相关株型性状,结合方差分析、相关性分析和灰色关联分析确定理想株型构成要素及其参数。聚类分析将26个马铃薯品种(系)划分为超高产、高产、中产、中低产和低产五种类型。中高产品种(系)平均主茎数为2.29~2.89;三种产量类型中,超高产品种(系)自然株高均值最小,高产品种(系)最大;超高产品种(系)直立性E值最大,中产品种(系)最小;超高产品种(系)基部第4、第5、第7、第8节间长度均最小,基部第4到第8节间直径均最大,基部第3、第4、第5、第7茎叶夹角均最小。除超高产品种G6和高产品种G4,其余品种(系)叶片均属于疏散型,小叶为7或9个,马铃薯羽状复叶在主茎上螺旋上升排列,66.67%的品种(系)同一螺旋轨迹相邻羽状复叶水平相差60°。理想株型的主要构成要素包括幼苗期至块茎成熟期叶面积指数、基部第3至第7茎叶夹角、基部第4至第8节间直径、羽状复叶数量及长度和绝对株高。理想株型的次要构成要素为主茎数和自然株高。本研究解析的高产马铃薯品种(系)株型参数为田间高效管理和株型育种提供了理论基础。

水稻株型的分子机理研究进展

株型是水稻产量的重要决定因素,创制理想株型品种是提高水稻产量的重要途径。20世纪50年代的矮化育种和70年代的杂交水稻培育是水稻增产的两次革命,但近几年水稻产量增长放缓,通过理想株型与杂种优势的结合进而实现超高产将成为第三次育种革命的关键。本文简要回顾了水稻株型分子调控机理的最新研究概况,重点关注了叶形、穗型和粒型等方面所取得的进展,并展望了水稻理想株型未来的研究趋势,为通过分子设计育种创制水稻理想株型,进一步提高水稻产量提供参考。

蚕豆亚有限生长型新种质的发现与鉴定

蚕豆是重要的生物固氮和植物蛋白源作物,在改良土壤培肥地力、改善温带农业区持续蛋白生产方面尤为重要。然而,蚕豆品种的无限生长习性是导致机械化程度低的主因之一,极大地制约了蚕豆的规模化种植。为了探讨亚有限型在蚕豆育种中的应用及其对合理株型矮化育种研究的推动作用,通过查阅相关文献和多年的选择鉴定,对亚有限生长型新种质的发现过程和主要特征进行了总结归纳。对3个具有不同生长习性的种质与青蚕17号×RF25 F2分离群体主要农艺性状的表现差异进行了分析。结果表明,在F2群体中,亚有限型在开花层数、株高、结荚层数上与有限、无限型均存在显著差异,无限型与亚有限型的单株荚数、单株粒数、单株产量差异不显著,二者均显著高于有限型。说明亚有限生长习性蚕豆在品种改良后,能兼顾产量与机械化收获,在生产中应用优势更明显。

国外杨树速生机制与理想株型研究进展

杨树在我国短周期工业用材林建设中具有重要的地位,研究杨树速生机制,对于提高杨树木材产量和培育速生品种都具有重要意义。文中从地上部分碳同化和光合产物在各器官的分配情况2个方面介绍了不同遗传型杨树生长差异的生理机制的研究进展,在此基础上建立了杨树理想株型的概念。最后提出了杨树速生机理和速生育种的研究方向。

玉米株型与冠层光合作用的数学模拟研究——Ⅱ.数值分析

用数值方法,分析了直立和平伸两种株型结构在冠层光分布、光合作用分布、冠层光合作用速率、光合作用日变化和光合日总量等方面的差异。指出叶面积指数越大、太阳辐射越强、太阳高度角越大(在纬度越低的地区或赤纬越高的季节),把一般株型改造成直立株型的增产潜力越大。对于叶片光合效能较高的区域、季节或品种,直立株型的增产潜力也较大。植株由一组具有各种倾斜角的叶片组成。理想株型的叶片分布函数随上述环境的和生理的因素而改变。作物株型与冠层光合作用的数学模型,为株型理论在作物栽培、育种中的应用提供了定量程度更高的、分辨力更强的计算方法。

中国超级稻育种研究进展与前景

对30年来中国超级稻育种研究进展与前景进行了综合评述,认为在"利用籼粳稻杂交创造新株型和强优势,通过复交优化性状组配聚合有利基因,选育理想株型与优势利用相结合的超级稻"育种理论与技术路线确立之后,中国在常规超级稻育种和超级杂交稻育种都取得了重大突破,成功地创造出一批新株型优异种质,培育出105个通过农业部认定的超级稻新品种和新组合。在大力推广超级稻品种的同时,高度重视配套栽培技术集成与示范推广,努力构建产学研紧密衔接的超级稻技术创新与示范推广机制。通过选育和推广优质、高产、广适、抗逆的超级稻,中国再次实现了水稻单产水平的新突破,综合生产能力继株型改良和杂交稻育种之后有了进一步提高,为中国稻作科学的发展和粮食安全作出了突出贡献。

水稻理想株型育种研究进展

理想株型与杂种优势利用相结合是实现水稻单产突破的重要途径之一。综述了理想株型的概念、株型构成因子及其相互关系、国内外株型育种的主要理论及存在的问题。提出了动态理想型的株型观点和水稻动态理想型的主要塑造途径,对水稻动态理想型育种进行了展望。

旱地小麦理想株型与生长冗余

自1968年Donald提出作物理想株型(ideotype)以来,众多学者在如何减少生长冗余、塑造理想株型方面做了大量努力,在旱地小麦育种策略和栽培管理模式创新方面取得了一定进展。而该方面的进展有限,不同领域的研究者对理想株型和生长冗余的认识存在严重分歧。综述了近年来旱地小麦理想株型研究进展,以过去20年黄土高原雨养农业区的观测数据为主进行了集成分析,将产量分别与根系生物量、地上生物量和株高等指标进行回归分析,勾画了旱地小麦在根系、茎秆和分蘖等器官中生长冗余的演变趋势,对生长冗余产生的生态学机制展开了分析,并对理想株型与生长冗余的互作关系进行了讨论。已有的研究进展表明,旱地小麦理想株型演变是一个不断消减生长冗余,但又无法完全消除冗余的复杂过程,一定程度的冗余存在是理想株型发生的物质基础。旱地小麦理想株型育种必须以基因型和环境互作关系为基础,通过减少个体间的竞争强度和个体大小不整齐性,促进物质和能量更多地向籽粒迁移,最终提高种群产量。综上所述,旱地小麦理想株型选择需建立在生长冗余理论基础上,根据生态学基本原理对基因型和表现型进行耦合分析与选择权衡。

大豆产量空间分布特性的初步研究

南方地区现有品种(系)间产量空间分布存在显著差异。产量在群体冠层中主要分布于上层、中层和主茎,但品种(系)间有相当大的变异。根据上、中层和主茎产量百分率可把品种(系)的产量空间分布在垂直方向上分为上层型、均匀型和中层型,在水平方向上分为主茎型、并重型和分枝型,共组合成9种空间分布类型。垂直分布的均匀型和水平分布的主茎型和并重型是高产的空间分布类型。

水稻冠层的田间原位三维数字化及虚拟层切法研究

【目的】旨在对水稻冠层空间结构精确定量化的方法进行探索。【方法】应用三维数字化技术在田间原位对灌浆期的水稻冠层结构进行测定,探讨该方法的可行性,并建立虚拟层切法以分析水稻的结构特征。【结果】使用三维数字化仪能够在田间原位精确的测定水稻各器官的空间位置和几何形态,从而获取田间水稻冠层的三维结构数据;应用虚拟层切法能够精确、多角度地分析冠层元素在三维空间的分布状况,但层切步长对计算结果有较明显的影响,需要根据具体对象进行合理的选择。【结论】三维数字化和虚拟层切法结合能够实现对水稻冠层结构的精确分析。

水杨酸处理对水仙株型及抗氧化酶活性的影响

以不同浓度的水杨酸溶液对水仙叶片进行喷雾处理,发现不同浓度的水杨酸均能起到矮化植株和提高叶、根及花瓣中超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)的活力,降低过氧化物酶(POD)的活性和丙二醛(MDA)含量,质膜透性(PMP)降低,花期有不同程度的延长,其中以3mmol/L处理效果较佳。

水稻最佳株型群体受光量与光合量的数值模拟

选择 4种典型的水稻株型 (上挺下挺、上挺下披、上披下挺和上披下披 )进行群体光合量的数值模拟。在模拟过程中 ,提出了一种可利用日照百分率资料推算直射光与散射光的方法 ,进而计算 1日中每小时直射光与散射光的消光系数、水平受光量、叶面受光量和群体光合量。对各小时的群体光合量求和 ,即可得到日光合量。在群体封行之前 ,依据太阳高度角的变化 ,将白昼分为 5个照光时段 ,然后分别计算逐时与逐日的光合量。模拟结果表明 :群体光合量在水稻生长前期以披散型最高 ,中期以挺立型最高 ,后期则以上挺下披型最高 ;株型效应在纬度较高的地区比纬度较低的地区明显 ,籼稻比粳稻明显。从理论上发展了中国著名水稻劳模陈永康的经验 ,为水稻育种与栽培研究提供了科学根据。

黄淮麦区冬小麦合理株型结构研究

选用黄淮麦区不同产量水平的小麦品种３４个，研究了品种在由低产型向高产型转变过程中植株形态及其结构所发生的变化。结果表明：随着品种产量水平的提高，植株形态及其结构也发生了规律性的变化，表现为株高显著降低，旗叶和倒二叶宽度增加，长宽比值缩小，旗叶夹角变小。同时，株高构成指数，上部叶面积占总叶面积的比值以及各叶鞘长占相应节间长的比值均表现规律性递增。根据以上结果，初步认为在黄淮麦区今后超高产品种的选育中，在稀条播条件下，应选择株高７５～８５ｃｍ，株高构成指数＞０．６２，旗叶面积２５～３ｋｍ２，倒二叶面积３０～３５ｃｍ２，旗叶长／宽＜１０，倒二叶长／宽＜１５，灌浆初期旗叶夹角较小并随灌浆呈动态变化，叶功能期较长以及上部二叶面积占总叶面积的比值和各叶鞘长占相应节间长比值均较大的类型。

春小麦竞争能力与产量的关系

采用deWit替代系列实验确定了4个春小麦品种混播时的竞争能力与单播产量之间的关系。4个春小麦品种竞争能力由强到弱的排序依次为定西-24、和尚头、陇春-8139和高原-602。各品种单播时产量由高到低的排序依次为现代品种定西-24、陇春-8139、高原-602与地方品种和尚头。该结果表明,以优化个体适合度为目标的自然选择,导致个体竞争能力提高、繁殖分配下降,因而产生‘生长冗余’及群体表现下降。现代小麦育种通过降低竞争能力,剔除生长冗余,可以提高小麦单位面积产量(如地方品种和尚头与现代品种高原-602和陇春-8139的比较)。然而,如果现代小麦育种可以同时提高收获指数和地上生物量(如现代品种定西-24与陇春-8139和高原-602的比较),那么具有相对较高竞争能力的品种仍然可望获得较高产量,其前提是具有较高竞争能力的育成品种有着较高的收获指数。因此,春小麦品种的个体竞争能力并不必然地与产量相关,当选育的品种可以使竞争能力与收获指数同步提高,或者伴随着竞争能力的提高,收获指数具有更大幅度的提高,仍然可以获得高产。半干旱地区作物育种应集中于收获指数和地上生物量的同时提高。

紫苏主要农艺性状与产量构成相关性分析

为建立紫苏理想株型,系统分析了紫苏主要农艺性状与产量构成因素间的相关性。在贵阳和开阳2个试验点种植209份来源于主要生态区域的紫苏材料,采集主要农艺学性状指标,分析各性状值与单株产量间的相关性,确定单株穗数(X4)、主穗果数(X6)、千粒重(X7)为紫苏产量构成的3个主要因素,两个试验点的回归方程为:Y贵=-5.972 8+0.025 0X4+0.194 0X6+2.647 8X7,Y开=-11.453 1+0.019 4X4+0.212 9X6+4.557X7,回归方程均达极显著水平。依据各性状与单株产量间的回归关系求极值,得出其理想株型:贵阳点理想单株产量约为29.25~30.21g,理论产量约为2 475kg/hm2;开阳点理想单株产量约为24.81~25.17g,理论产量约为2 040kg/hm^2。

高产花生理想株型的研究

粮食安全是涉及国家稳定和发展的重大战略问题。花生作为重要的油料作物,对解决我国油料供应矛盾具有重要作用。近年来,我国花生产业得到稳步提高,花生育种工作也得到了长足发展,但以目前花生生产状况而言,若要进一步发挥花生生产潜力、提高花生产量,须要借鉴小麦、水稻和玉米三大作物的理想株型研究。本文以花生往年高产创建的株型等相关参数,提出了花生高产理想株型以期指导花生育种工作和花生高产攻关,进一步促进我国花生高产。

籼粳亚种间杂交稻研究现状与展望

对近几年两系法和三系法亚种间杂交稻的研究现状进行了综述，展望了亚种间杂交稻发展的光辉前景。文章认为，F1低结实率问题的解决有赖于向两系或三系亲本导入广亲和基因，育成广亲和恢复系或广亲和不育系;同时，选择合适的广亲和亲本，可以大大提高亚种间组合的籽粒充实度;选择弱感光性的亲本，可以解决生育期超亲问题，进而有助于植株偏高问题的解决;理想株形育种在等位半矮秆基因的导入，对亲本株形及源流库特性等的选择，及对米质均优、粒形相近亲本的选择等问题上的具体运作，可致F1株高适中，籽粒充实度提高，米质分离现象减弱。遗传、育种、生理、生化、栽培等学科的协作攻关，将推动亚种间杂交稻由试验向生产更大规模的转化。

桂东南地区杂交水稻理想株型初探

【目的】研究以玉林为代表桂东南地区杂交水稻理想株型的形态特征并量化其形态指标,为当地水稻育种和水稻株型改良提供理论依据。【方法】以桂东南地区15个杂交水稻品种为材料,观察记载其生育期、农艺性状及产量表现,综合分析各形态指标与产量之间的关系,初步确定桂东南地区水稻理想株型主要性状的量化指标。【结果】15个杂交水稻品种生育期介于113-124 d,株高为96-122 cm,剑叶长和宽分别为28.4-42.3 cm和1.3-1.9 cm,穗长为22.2-27.4 cm,有效穗数为229.5万-304.5万穗/ha,每穗粒数130-198粒,结实率均超过80.0%,千粒重均在20.0 g以上,产量为7762.5-8887.5 kg/ha。相关性分析结果表明,生育期、株高、穗长、每穗粒数、结实率和千粒重均与产量呈正相关,其中生育期和千粒重与产量的正相关达极显著水平（P〈0.01,下同）;剑叶长、剑叶宽和有效穗数与产量呈负相关,其中有效穗数与产量的负相关达极显著水平。通径分析结果表明,生育期、剑叶长、穗长、结实率和千粒重5个指标对产量的直接作用系数均为正值,其中生育期的正直接作用最大（0.60）;株高、剑叶宽、有效穗数和每穗粒数4个指标对产量的直接作用系数为负值,以株高的负直接作用最大（-0.40）。【结论】桂东南地区杂交水稻理想株型形态的量化指标为：生育期124 d左右,株高114-122 cm,剑叶长29.0-37.0 cm,叶宽1.3-1.5 cm,穗长26.0-27.0 cm,有效穗数225.0万穗/ha左右,每穗粒数140-160粒,结实率85.0%-89.0%,千粒重约29.0 g。

长江下游地区二棱大麦理想株型育种的分析

以长江下游地区五十年代以来种植的15个二棱大麦代表品种为材料,研究理想株型育种的进展。结果表明,品种更替中,株高结构渐趋合理,株高构成指数(I_L)接近黄金分割值(0.618);较高的I_L值可作为大麦高产育种的选择指标;最后三叶变短、变小,单株叶面积下降,叶面积重心上移。近期高产品种叶片氮浓度、叶绿素a/b值较高,但其叶绿素含量、净光合效率和最大叶面积指数均无显著改善。即品种的干物质生产能力没有提高。最后讨论了理想株型育种的选择指标。