应用AMMI模型和GGE双标图评价裸燕麦品种在华北高寒区的适应性

为全面地评价裸燕麦在华北高寒区的丰产性、稳产性和适应性以及试点的代表性和区分能力,本研究应用AMMI模型和GGE双标图对2019年6个参试品种和6个区试点进行了联合分析与综合评价。结果表明,同时采用AMMI模型和GGE双标图分析评价裸燕麦区域试验,结果更为准确,结论更为全面。影响裸燕麦籽粒产量的变异来源,即基因型、环境以及二者的交互作用均达到了极显著水平,200910-28-4-3(G_(2))是籽粒丰产稳产性均较好的品种,其次是200910-5-2(G_(3))和200910-22-1(G_(4))。从品种区域适应性试点选择来看,内蒙古乌兰察布试点既有很好的代表性又有较强的鉴别力,为最理想的试点,崇礼狮子沟原种场和张北基地作为试点也较为理想。本研究为华北高寒区裸燕麦品种的选育推广及试点布局提供了科学依据。

山西省东北部地区3种豆科作物品种的适应性分析

品种筛选和引进是提高作物产量的重要方法。为筛选适宜山西省东北部地区种植的高产大豆、蚕豆和红小豆品种,2019年在山西省灵丘县开展豆科作物引种试验,对3个大豆品种(吉育86号、铁丰31号、晋豆25号)、7个蚕豆品种(冀蚕1号、临蚕6号、临蚕8号、临蚕9号、临蚕10号、临蚕12号、青海13号)和5个红小豆品种(白红2号、白红5号、白红7号、白红8号、白红12号)的产量及农艺性状等进行了测定,并对3种豆科作物品种在当地的适应性进行了分析。结果表明:大豆品种中,吉育86号子粒产量最高,达到3939.4 kg/hm^(2),较当地主栽品种晋豆25号高40.3%;蚕豆品种地上部生物量均较高,其中临蚕9号地上生物量达到6250.0 kg/hm^(2),可作为绿肥或饲用作物;红小豆品种中,白红12号子粒产量最高,达到3956.8 kg/hm2。综合分析认为,在山西省东北部地区,蚕豆品种子粒产量较低、地上部生物量较高,临蚕9号适宜作为绿肥或饲用作物种植;大豆和红小豆品种子粒产量较高,吉育86号、白红12号可分别作为大豆、红小豆子粒高产豆科作物推广种植。

基于APSIM模型的北方农牧交错带轮作种植模式设计——以河北省张北县为例

多样化轮作是缓解北方农牧交错带作物种植结构单一、土壤退化、生态功能弱化等问题的重要途径,定向设计区域适宜性的轮作模式对协调农业生产和生态保护等多目标协同至关重要。文中基于河北省张北县2017-2021年的轮作制度长期定位试验数据,利用作物模型APSIM(Agricultural Production Systems Simulator)进行调参与验证,评价了该模型在该区域的适用性,并利用验证后的APSIM模型模拟了该地区4种特色作物228种轮作模式10年的生长过程,基于投入产出和碳足迹评价法定量分析不同轮作模式的产能、生态效益与经济效益。结果表明,APSIM模型对研究区燕麦(Avena sativa L.)、马铃薯(Solanum tuberosum L.)、蚕豆(Vicia faba L.)和胡麻(Sesamum indicum L.)生产模拟的精度较高,归一化均方根误差(NRMSE)为4.3%-15.4%。在228种轮作模式模拟中:从能量当量产量来看,燕麦-蚕豆轮作模式的10年总能量当量产量最高,为4.13E+05 GJ/hm^(2)。从生态效益来看,马铃薯-蚕豆轮作模式的10年总净碳排放量最低,为0.42 t·C/hm^(2)。从经济效益来看,胡麻-蚕豆轮作模式的10年总综合收益最高,为65857.09元/hm^(2)。研究结果基于作物产能-生态效益-经济效益等多目标需求,为不同主体的不同需求对应选择适宜的轮作模式提供了理论依据。

北方半干旱区燕麦带状间作模式构建及经济效益分析

[目的]在晋北农牧交错带进行燕麦不同带状间作模式种植,通过探究其产量效应及经济效益筛选出适宜当地生态环境的种植模式,以期优化晋北地区种植结构、推动当地经济发展。[方法]于2019年5-10月在山西省灵丘县开展大田试验,构建了燕麦‖马铃薯、燕麦‖大豆和燕麦‖红芸豆3种带状间作模式,研究其作物产量及经济效益,并从边行效应角度探究变化原因。[结果]燕麦‖马铃薯、燕麦‖大豆和燕麦‖红芸豆3种带状间作模式的土地当量比分别为1.06、0.96和1.09,表明燕麦‖马铃薯和燕麦‖红芸豆带状间作模式具有产量优势。其中,燕麦‖马铃薯和燕麦‖红芸豆间作模式中燕麦籽粒当量产量分别为4121.5 kg·hm^(-2)和4287.5 kg·hm^(-2),比单作燕麦分别增产13.5%和18.0%。3种带状间作模式中,燕麦的竞争比率分别为1.33、0.97和1.29,表明带状间作模式中燕麦的竞争力强于马铃薯和红芸豆,但弱于大豆。3种带状间作模式中,边1行籽粒当量产量对燕麦产量贡献最大,贡献率分别为28%、27%和32%,且在燕麦‖大豆和燕麦‖红芸豆带状间作模式中不同边行贡献率均表现为由边1行向内行递减趋势。其中,燕麦‖红芸豆带状间作模式边1行籽粒当量产量比单作行和间作内行高34.9%~50.4%(p<0.05)。经济效益分析显示,3种带状间作模式的经济效益比燕麦单作分别高49.4%、9.4%和42.9%,均表现出一定的经济效益优势。[结论]综合分析认为,燕麦‖马铃薯和燕麦‖红芸豆带状间作模式的产量效应和经济效益均较高,在晋北地区具备较强的推广应用价值。

全球燕麦生产时空演变规律及对中国的启示

燕麦是世界第七大栽培作物,也是中国北方重要的粮饲兼用作物,因其具有抗旱、耐瘠薄等特性,在中国旱作区农业发展中占有举足轻重的地位。明确全球燕麦生产时空演变规律,可为中国燕麦种植结构调整和优化提供重要参考依据。本研究基于1961-2019年全球燕麦生产数据,利用线性回归模型、贡献率以及优势指数分析全球燕麦生产时空演变规律。结果表明,近59年来,全球燕麦收获面积和总产量均呈降低趋势。欧洲是全球燕麦生产中心,1961-1980、1981-1998和1999-2019年三个阶段的总产量分别占世界总量的58.2%、67.4%和62.6%;中国燕麦在这三个阶段的收获面积和总产量总体呈下降趋势,但同期总产量的世界占比却不断增加,从2.0%增长至3.0%。其中,2019年中国燕麦总产量达49.6万t,位列世界第十位。与美国、加拿大、芬兰和澳大利亚等主产国相比,中国燕麦生产的规模优势指数和效率优势指数虽处于不断上升趋势,但整体仍处于劣势地位。因此,优化调整燕麦种植规模,提高单产水平,对中国燕麦产业的可持续发展具有重要意义。

优质粮饲兼用裸燕麦新品种坝莜18号选育

采用种间远缘杂交与品种间杂交相结合的渐渗式杂交育种技术,先后以野生燕麦草(皮燕麦)、裸燕麦品种冀张莜4号、裸燕麦品种坝莜9号为亲本开展杂交选育,培育出优质粮饲兼用型裸燕麦新品种———坝莜18号。坝莜18号2014年在河北康保平均籽粒产量6565.65kg/hm^(2)(创世界裸燕麦高产纪录),2015年在河北张北、崇礼平均籽粒产量为5494.95kg/hm^(2)、4547.85kg/hm^(2);籽粒β-葡聚糖含量(干基)为5.31%;开花期青干草蛋白质含量(干基)16.25%,WSC含量(干基)4.14%;对燕麦坚黑穗病免疫,中抗红叶病,抗倒伏性较强;生育期105d左右,株高100~140cm,穗长16.8~26.4cm,穗粒数49.6~112.6个,穗粒重1.4~2.8g,千粒重26.3~30.1g;在河北坝上高寒区及同类型生态区均可种植。

8种杀菌剂在冀北地区对马铃薯早疫病的田间防治效果

在冀北地区开展8种杀菌剂对马铃薯早疫病田间药效试验,以筛选可有效防治马铃薯早疫病的药剂。试验选取马铃薯品种夏波蒂,在田间初次发现马铃薯早疫病时第1次施药,施药间隔7 d,共施药3次,第3次施药后7 d,调查药剂防治效果以及药剂对马铃薯植株的安全性,并对供试药剂对马铃薯早疫病防治效果与试验小区产量进行分析。结果表明,所有供试药剂茎叶喷雾对马铃薯生长均安全;70%丙森锌WP对马铃薯早疫病的防治效果达到81.05%,显著高于其他药剂处理;75%肟菌·戊唑醇WG、60%唑醚·代森联WG以及18.7%烯酰·吡唑酯WG对马铃薯早疫病的防治效果均达到了70%以上,其余供试药剂防治效果分布在36%~65%。70%丙森锌WP、75%肟菌·戊唑醇WG和60%唑醚·代森联WG对马铃薯总产量的增产率和商品薯增产率都显著高于对照处理和其他供试药剂处理,与对照相比,马铃薯总产量的增产率分别为19.96%、16.03%和14.3%,商品薯增产率分别为56.17%、50.02%和40.77%。根据冀北地区马铃薯种植和杀菌剂使用现状,在发病初期使用70%丙森锌WP、75%肟菌·戊唑醇WG和60%唑醚·代森联这3种药剂处理效果最佳,连续施药3次,间隔7 d,三者可交替使用以达到最佳的防治效果。

冀北不同裸燕麦品种萌芽期抗旱性评价

为从冀北地区12个裸燕麦品种(品系)中筛选出抗旱性较强的燕麦品种,试验采用5%、10%、15%、20%、25%的PEG-6000溶液模拟外界干旱胁迫环境,通过发芽种子数计算发芽率、发芽势等指标以及种子萌发指数等抗旱性相关指数,并对初生根数、最长初生根长、初生根总长、胚芽鞘长、胚芽长5个关键指标进行聚类分析。结果表明,干旱胁迫、品种和二者交互作用均可显著影响燕麦种子的发芽率、发芽势、发芽指数和抗旱指数等发芽及抗旱性相关指标;其中,坝莜3号、坝莜6号和品五在发芽率、发芽势、发芽指数和萌发抗旱指数等方面表现较为突出,展现了其较高的抗旱性。在15%的PEG-6000溶液模拟典型干旱条件下,聚类分析5个作物早期关键生长指标结果表明,200919-7-1、坝莜1号、品五和坝莜3号具有较强的抗旱性。综合评价得出,所有品种中,品五和坝莜3号的抗旱性最为突出,坝莜6号和200919-7-1也具有较好的抗旱性,但应对不同程度的干旱表现不稳定,坝莜8号、坝莜9号、坝莜14号、9641-6、9641-13、坝莜18号和坝莜19号属于干旱敏感品种。

不同浓度PEG模拟干旱胁迫对燕麦种子胚根和胚芽生长的影响

本研究采用PEG-6000溶液模拟干旱胁迫条件,比较研究了冀北地区12个燕麦品种(品系)种子胚根和胚芽的生长变化及萌芽期抗旱性表现。结果表明,不同燕麦品种种子初生根数、初生根长、胚芽长和胚芽鞘长对干旱胁迫的响应不同。不同干旱胁迫条件下,燕麦种子初生根数在0~5之间,其中低度干旱胁迫增加了燕麦种子初生根数,高度干旱胁迫降低燕麦种子初生根数。不同燕麦品种种子最长初生根长在5~20.9 mm之间,干旱胁迫均降低了燕麦种子最长初生根长,其中200919-7-1、坝莜3号和品五对干旱胁迫的忍耐性最高。干旱胁迫也影响了燕麦种子胚芽长和胚芽鞘长,不同燕麦品种种子胚芽长和胚芽鞘长对干旱胁迫的响应表现出相似的趋势。

国外皮燕麦品系在冀北坝上地区的适应性试验

通过百事食品(中国)有限公司引进6个国外皮燕麦品系,以皮燕麦品种“乐珍”为对照,于2015~2016年在张家口市农业科学院坝上试验基地进行了适应性试验并测定了籽粒品质。结果表明:MT1、MT2、MT5籽实产量分别比对照增产22.82%、21.18%和9.76%。MT1与MT2脂肪含量为4.29%和4.31%。MT5β-葡聚糖含量达到了5.76%,蛋白质含量达到了17.83%。