基于SOLANUM模型的甘肃中东部马铃薯潜在产量研究

为探究马铃薯专用生长模拟模型SOLANUM对甘肃省中东部马铃薯产量预测的适用性,并分析该地区主要气候因子对马铃薯产能差的影响。本试验以3个马铃薯基因型为参试材料,利用SOLANUM模型计算并校准甘肃省天水市和定西市马铃薯模型参数,并对SOLANUM模型进行统计学的模型评价。结果表明,SOLANUM模型在甘肃省适用性评价中,产量和冠层覆盖度模拟结果相对均方根误差(RRMSE)均在16%~76.2%之间,模型效应系数(EF)在0.068~0.805之间。相关性分析表明,产能差变化与太阳辐射变化相关系数为0.8,与年降雨量变化相关系数为0.71;潜在产量与年降雨量相关系数为0.92,与太阳辐射相关系数为0.78;实际产量与年降雨量相关系数为0.89,与太阳辐射相关系数为0.68。综上,SOLANUM模型对甘肃省中东部地区马铃薯潜在产量和冠层覆盖度模拟具有适用性,但还需对马铃薯生长发育和生育期长短的估算进行深入研究,从而提高模型模拟精度和适用性。为缩小产能差,甘肃省应选择晚熟抗旱马铃薯品种种植。本研究结果为补充SOLANUM模型模拟精度和提高甘肃省马铃薯潜在产量提供了决策依据。

光照对雾培马铃薯前期生长及块茎形成的影响

[目的]本研究旨在明确不同光照条件对雾培马铃薯块茎形成初期植株生长、块茎形成及其相关基因表达的影响。[方法]以马铃薯品种‘中薯18号’和‘中薯早35’为材料,选取接种3周长势一致的脱毒试管苗,设置2个光照周期[12 h/12 h(P1)、16 h/8 h(P2)]和3个光照强度[150μmol·m-2·s-1(L1)、350μmol·m-2·s-1(L2)和550μmol·m-2·s-1(L3)]共6个试验组合:P1L1、P1L2、P1L3、P2L1、P2L2和P2L3。取样测定生长和光合指标及相关基因的表达。[结果]P1条件下,2个品种的净光合速率、地上部生物量、地下部生物量、匍匐茎数、单株块茎数和单株产量从高到低的处理依次为P1L3、P1L2、P1L1;P1L3处理加速了‘中薯18号’和‘中薯早35’的块茎形成,分别比P1L1、P1L2处理提早了10.3、3.1 d和7.4、4.2 d。匍匐茎发生期和膨大期StPHYF、StCO1、StSP6A以及StSWEET-1基因在叶片和匍匐茎中的表达量也随光照强度的增加显著上升。P2L2与P2L3处理2个品种净光合速率无明显差异,但都显著高于P2L1。P2处理的2品种地上部生物量、地下部生物量、匍匐茎数随光照强度增强而增加,且显著高于P1。长日照显著抑制了2个品种块茎的形成,与P1L1、P1L2和P1L3相比,P2L1、P2L2和P2L3处理‘中薯18号’和‘中薯早35’块茎形成时间分别推迟了22.3、12.8和13.7 d以及12.4、3.7和3.6 d,并使StPHYF、StCO1在叶片和匍匐茎中表达上调,StSP6A和StSWEET-1的表达被显著抑制。[结论]生产上在较高光照强度下可采用前期长日壮苗促进匍匐茎发生,中后期短日诱导促进块茎形成的方法提高雾培马铃薯生产效率。

引进马铃薯种质资源抗旱性评价

马铃薯属于干旱敏感型作物,当前生产上的马铃薯品种多数不耐旱,中国马铃薯抗旱育种进程又受到遗传背景狭窄的制约。引进外来种质资源,拓宽我国马铃薯遗传背景,加快选育抗旱品种是马铃薯应对干旱的关键策略。2016年和2017年,在常规滴灌和雨养条件下,利用增广设计方法,以生产上常用的5个马铃薯品种为对照,对来自国际马铃薯中心的315份高代品系和中国已有的3个品种进行抗旱性评价。通过AMMI模型和GGE模型分析基因型、环境及二者互作对产量的影响,并结合抗旱指数筛选抗旱性稳定且产量高的材料。从整体上看,在雨养条件下,两年马铃薯平均产量差异较小,但是变异系数较大,常规滴灌条件下正好相反。马铃薯产量受基因型、环境及其交互作用的显著影响,其变异平方和分别占总处理平方和的43.39%、39.36%和17.26%;C93和YS902两年的抗旱指数均高于对照品种,稳产性好,C48虽然抗旱指数相对较低,但是高产和稳产性高于所有材料。筛选出来的材料不仅可以作为抗旱育种亲本,还可以通过进一步研究其抗旱机制,为抗旱育种提供理论支持。

马铃薯连作障碍研究进展

马铃薯是世界上四大粮食作物之一。在中国由于马铃薯大面积连年种植,造成连作障碍,导致块茎产量和岛质下降等问题。连作障碍是土壤与作物相互作用的结果。本文综述了引起马铃薯连作障碍的主要原因,以及防治马铃薯连作障碍的主要方法。主要从连作马铃薯土壤理化性质劣变、化感自毒作用、土壤微生物群落结构变化等方面介绍了马铃薯连作障碍机制的研究进展;并从合理轮作、间套作,施用生物有机肥等农艺措施,化学熏蒸、物理消毒等土壤消毒措施方面介绍了马铃薯连作障碍防控的研究进展,旨在为研究马铃薯连作障碍机理和建立克服连作障碍的技术奠定基础。