用AMMI双标图分析糜子品种的产量稳定性及试点代表性

为准确评价基因型和环境互作效应对糜子品种产量稳定性及试点对品种分辨力的影响,采用AMMI模型结合双标图和稳定性参数Dg(e)对第8轮(2006—2008年)国家糜子(粳性)品种区域试验的6个品种和9个试点的试验数据进行了分析。结果表明:基因型效应、环境效应和基因型×环境交互效应(G×E)均达到极显著水平,环境效应占总变异的52.85%,G×E交互效应占6.26%,基因型效应占2.76%。交互效应中IPCA1、IPCA2、IPCA3解释了92.58%基因与环境互作信息。试验也表明不同糜子品种在各试点的稳定性及不同试点对糜子品种的分辨力差异较大。6个参试品种中,"榆糜3号"(CK)、"伊8414-1-2-1"属于高产稳产型品种;"甘9109-6-1-1-2"、"固01-391"产量较高,但稳定性较差;"甘9133-1-3-4-1"稳产性好,但产量较低;"固02-25"产量低且稳定性差。在9个试点中,陕西府谷、宁夏同心、陕西榆林、内蒙赤峰4个试点对品种的分辨力较强,宁夏固原、宁夏盐池、甘肃会宁、山西五寨、内蒙鄂尔多斯5个试点对品种的分辨力较弱。

基于国家品种区域试验数据的中国糜子品种产量和性状变化

【目的】整理分析近17年间全国糜子品种区域试验参试品种的产量和农艺性状变化,探讨中国糜子品种改良进展和育种水平变化,为未来中国糜子的遗传改良提供依据。【方法】利用多元回归、相关分析和聚类分析等方法,分析1998—2014年国家糜子品种区域试验参试品种不同年份主要性状的变异,比较主要育种单位选育糜子品种性状的差异。【结果】1998—2014年糜子参试品种性状变异显著。随年份推进,粳性糜子品种产量和单株粒重以及糯性糜子品种产量、单株粒重和穗长持续增加。17年间粳性和糯性糜子产量分别增加了50%和21%,单株粒重分别增加了90%和7%,穗长分别增加了19%和29%,生育期长度、株高、主茎节数量和千粒重等性状变化不明显。来自黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、河北、山西、陕西、甘肃和宁夏等9个糜子主产省(区)的17家育种单位提供了65个糜子区域试验品种,其中7家同时提供了粳性和糯性糜子品种,2家只提供了粳性糜子品种,8家只提供糯性糜子品种。来自内蒙古、甘肃和宁夏的3家育种单位贡献了参试品种的55.4%。近6年来自这3家单位的品种产量表现优异,是中国糜子育种的中坚力量。多元回归分析表明,粳性糜子的生育期长度、主茎节数量和单株粒重决定了产量82.8%的变异,糯性糜子的主茎节数量和单株粒重决定了产量78.6%的变异。相关性分析表明,粳性和糯性糜子的主穗长和单株粒重均与单株产量显著正相关,而其他性状间相关性在粳性和糯性糜子中均有所不同。聚类分析结果表明,粳性糜子育成品种分为2类,糯性糜子育成品种分为3类。【结论】1998—2014年,国家区试中粳性和糯性糜子参试品种产量稳步增加,表明中国糜子育种水平有了一定提高。但育种手段相对单一,育种方法多样性程度较低。糜子区试对产量相关性状和品质性状的关注不够,培育高产、优质、适口性好、蒸煮品质优良、抗性淀粉含量高、耐落粒、适合机械化的糜子品种是未来糜子育种的发展方向。强化杂交、远缘杂交、诱变育种、双单倍体以及多倍体育种等传统技术的应用,充分利用基因组学和分子育种学研究方法,加强传统育种技术与现代生物技术结合,是系统提升糜子育种技术水平的重要途径。

2004年中国耕地的粮食生产能力研究

粮食作物审定品种的区域试验产量是当前自然和技术条件下可以实现的产量,用该单产水平计算我国耕地的粮食生产能力更具现实意义。本文以全国105个农业生态小区为研究单元,确定了能够充分发挥其气候生产潜力的种植制度;并以粮食作物审定品种的区域试验产量为基础,计算了各农业生态小区各类耕地的粮食单产;在此基础上,乘以各县各类耕地的面积,得到各县耕地的粮食总生产能力,进而汇总出各农业生态小区乃至全国的耕地粮食总生产能力。研究结果表明:2004年全国耕地的粮食总生产能力为9.20×108t。这一结果与全国同期的粮食产量和粮食消费量相比,表明目前我国的粮食生产依然有较大的增产潜力,粮食安全的耕地资源保障程度较高。

2000—2009年中国冬油菜区试品种品质及产量性状的演变

对2000—2009年10个年度国家冬油菜区域试验参试品种的品质及产量性状分析表明,2002年是中国油菜品种品质(低芥酸、低硫苷)和产量的转折点,双低油菜品种比例急剧上升、产量逐步提高,至2007年油菜品种品质基本达到双低标准,产量恢复到双高品种的水平。进一步分析表明双低油菜产量的提高,主要归因于单株结角数和千粒重的增加;此外,双低油菜品种含油量有了较大的突破,尤其是近3年含油量有了显著提高。这表明在中国油菜品种双低化过程中,品质和产量得到了协同发展。目前在双低品质达标的情况下,提高产量和含油量仍是中国油菜育种的主攻目标。

十五年区试数据分析展示谷子糜子育种现状

谷子(Setaria italica Beauv.)和糜子(Panicum miliaceum L.)是中国起源的古老粟类作物,在旱作生态可持续农业建设和种植业结构调整中具有重要作用,也是应对未来更加干旱环境的战略储备作物。自2001年到2015年,全国农技中心组织国家谷子糜子区域试验,对这个时期培育的谷子糜子品种的产量、适应性和品质进行综合鉴定,积累这个时期谷子糜子育成品种的产量和农艺性状表现的基础数据。本期《中国农业科学》发表了6篇对过去10—15年谷子糜子育成品种产量和农艺性状表现的分析评价文章,这些文章从整体上梳理了中国华北夏谷区、西北早熟区、西北中晚熟区、东北春谷区和糜子育成品种的产量水平、育种进步的性状和存在问题等,也提出了近期及将来的育种目标。本文是对这6篇文章进行的简评,希望能引导这6篇文章的深入研读。谷子糜子育种的突破有赖于关键性亲本的发现、创制和利用,以及有益产量性状累加育种技术的突破;商品性优质、食味优质、功能性优质专用和中矮秆适合机械化轻简化栽培应成为谷子糜子育种最应关注的重点方向。

灌溉模式对红壤稻田土壤环境及水稻产量的影响

为优化红壤丘陵区水稻生产的水分管理模式,以中国科学院桃源农业生态试验站长期田间定位试验为研究对象,模拟分析了江南红壤丘陵区4种不同灌溉模式对稻田的土壤环境及系统生产力的影响。结果表明,土壤环境方面,雨养稻田与模拟节水灌溉相比,水稻生育期白天平均土壤温度高0.3～0.5℃;长期淹灌红壤稻田土壤体积质量相对较低,土壤蓄水能力较强,有利于土壤有机质的累积和氮素质量分数的提高,淹灌表层(0～20cm)土壤全氮质量分数较雨养和湿灌分别高10.8%和8.8%,土壤有机质质量分数分别高7.0%和6.1%。由于江南丘陵区降雨资源丰富,早稻期间雨量充沛,处理间早稻产量差异主要来自不同灌溉模式下土壤环境尤其是土壤养分条件的改变;晚稻期间,水分则成为水稻产量提高的限制因子,雨养区晚稻产量显著低于其他灌溉处理。相对于其他水分管理模式,红壤双季稻田淹水灌溉模式能够获得更高的水稻产量。

基于连续12年国家苦荞区域试验的中国苦荞品种选育现状分析

【目的】分析连续12年国家苦荞品种区域试验参试品种农艺性状以及产量变化,探讨中国苦荞品种改良现状和存在的问题,为未来中国苦荞遗传改良提供依据。【方法】依据气候、地理等环境因素对苦荞性状的影响,按照中国南北方地理划分标准将苦荞区试试点分为北方组和南方组,利用聚类分析、相关性分析和多元回归等方法,分析了2003—2014年共12年间国家苦荞品种区域试验参试品种生育日数、株高、主茎分枝数、主茎节数、单株粒重、千粒重以及产量性状在南北方的变异,并比较北方组和南方组苦荞不同性状间的相关性,以及不同育种单位选育的苦荞品种在南北方的性状差异。【结果】12年间,苦荞北方组和南方组参试品种产量分别增加了21%和32%,年均增幅分别为1.8%和2.6%。来自陕西省、甘肃省、云南省、贵州省、江西省、山西省、四川省、湖南省和重庆市等19家育种单位共提供了42个苦荞品种。其中,云南省5个单位,贵州省4个单位,陕西省3个单位,甘肃省、山西省和四川省各2个单位,江西省、湖南省和重庆市各1个单位。来自云南省、贵州省和陕西省的12家育种单位贡献了59.5%的参试品种,这些省区也是苦荞的主要产区。依据不同省(区)苦荞品种聚类分析,在相对遗传距离为5时,可将北方组和南方组苦荞分别分为4类和3类。北方组中陕西省、湖南省和山西省育成品种被分为一组,甘肃省、贵州省、江西省和云南省育成品种被分为一组,重庆市和四川省的育成品种各自分为一组;南方组中贵州省、江西省、云南省和重庆市育成品种被分为一组,陕西省、甘肃省和山西省育成品种被分为一组,四川省和湖南省育成品种被分为一组。相关性分析表明,北方组苦荞和南方组苦荞的单株粒重和产量显著正相关,在北方组苦荞中,单株粒重和株高呈显著正相关;在南方组苦荞中,单株粒重和产量均与主茎分枝数呈显著正相关,而其他性状之间的相关性在南北组中均有所不同。多元回归分析表明,北方组苦荞的生育日数、主茎分枝数、单株粒重和千粒重共同决定了产量53.0%的变异,南方组苦荞的生育日数、主茎分枝数、主茎节数、单株粒重和千粒重共同决定了产量61.4%的变异。【结论】连续12年国家苦荞区域试验表明,苦荞产量及相关性状的改良取得成效,产量有了一定的提升,生育日数有一定缩短,其他性状变化不大。全部供种单位中,云南省、贵州省和江西省选育的品种较其他省份选育的品种具有更广泛的环境适应性。培育高产、稳产、抗逆的苦荞品种仍然是当前苦荞品种改良的主要目标。提高单株粒重、增加主茎分枝数等性状仍是苦荞品种选育的重要途径。选育高黄酮、易脱壳、抗落粒、抗倒伏、成熟期一致和适于机械化栽培的优质专用品种是苦荞生产亟待解决的关键问题。挖掘新型苦荞种质资源与优异基因,加强分子设计育种等新技术研发与应用,提升苦荞品种改良技术和水平是苦荞品种改良的重要努力方向。

2016年四川平丘区玉米品种区域试验研究

为给四川省玉米新品种审定提供依据和适应四川省及南充市玉米生产发展需要,筛选适合该地区种植的新杂交玉米组合,采用田间调查、室内考种、单收单打、随机区组设计和统计分析等方法,开展了四川省平丘区玉米区域试验。结果表明:综合农艺和经济性状且抗病性较好的品种有‘SAU1516’、‘新玉1822’、‘CN3368’、‘YA3922’、‘GD14016’和‘HF3368’6个品种,分别比‘成单30’(CK)增产8.4%、7.9%、7.1%、6.9%、6.7%和6.1%,均达极显著水平。可以作为四川省农作物品种审定委员会审定南充点依据,亦可作为四川省新品种进行示范推广,还可作为南充市玉米新品种进行示范推广,是南充市国家现代农业示范区和国家农业科技园区比较理想的高产、优质、抗逆性强、抗病性较好的新品种。

冀西北冬麦北移适宜播期和品种的研究

为了进一步明确冀西北冬麦北移的适宜播期和品种,选用3个冬小麦品种(‘京冬1号’、‘苏引6号’和‘02铁品5’),通过分期播种,研究不同播期对小麦越冬和产量的影响。结果表明,以2008年9月23日为播种期的小麦越冬性和产量最高,播期主要通过影响有效穗数多少决定产量高低,播种越晚影响越明显‘;02铁品5’与‘苏引6号’产量极显著高于‘京冬1号’。通过对2005—2010年的冬前积温进行分析,认为冀西北冬小麦适宜播期为9月20日至9月25日左右,同时,应根据气候及品种特性进行适当调整,即较暖地区可适当延后,冷凉地区要适当提前;生育期短、冬性弱的品种要适当晚播,生育期长和冬性强的品种可适当早播;播期推迟时,要适当加大播种密度,以弥补越冬性差造成的群体不足。

中国耕地粮食生产能力及产量差测算

为准确测算现有农业生产科技水平下的中国粮食生产能力,以2012—2016年最新粮食作物审定品种的区域试验产量为基础,构建测度模型,估算中国(不包括香港和澳门特别行政区及台湾省)耕地粮食的育种生产能力,测算中国耕地粮食产量差(增产潜力)及生产能力开发程度,并分析省际差异规律。结果表明:1)中国现有耕地粮食生产能力是8.46×10~8 t,实际粮食产量是5.48×10~8 t,差值达2.98×10~8 t,占粮食实际产量的54.38%,耕地生产能力开发率为0.63,说明中国耕地粮食潜力有待进一步挖掘。2)中国耕地粮食总生产能力和潜力较大的省市自治区是:黑龙江省、河南省、山东省、河北省、吉林省、安徽省、内蒙古自治区、江苏省、湖南省、四川省、辽宁省、湖北省、云南省和江西省,应作为未来耕地保护和农田建设的重点对象,可通过土地整治和栽培技术等手段,提高耕地质量。3)同时,开发耕地生产潜力需因地制宜,实现提高粮食产量和保护生态的平衡。在江西省、福建省和浙江省,建议加大农田基础设施建设,提高耕地生产能力;在河北省,需提高水资源利用率,实现节水保粮;在宁夏回族自治区、甘肃省和陕西省,需协调农业-能源-水资源关系,实现绿色可持续发展;在广西壮族自治区、贵州省和云南省,可以利用气候优势,在缓坡丘陵区种植茶树、花卉,发展特色农业;在内蒙古自治区、西藏自治区和青海省,不建议过度开发粮食生产潜力。