浅谈高等农业院校实验基地实践教学的困境与出路——以扬州大学“大田实训计划”为例

实验基地实践教学在高等农业院校培养大学生实践能力、学科知识综合掌握能力、灵活应用能力、创新能力等方面都发挥着重要作用。但由于种种原因,各校在开展此实践教学过程中都遇到了一定困难。本文以扬州大学"大田实训计划"为例,列举了其中可能遇到的困境,并给出了一些建议,以期为进一步提高实验基地实践教学水平提供参考。

以重点实验室为平台培养大学生的实践与创新能力

探索如何利用高校重点实验室培养大学生的实践能力和创新能力是一个重要研究课题,对于提升高校创新能力、推动学科发展具有重要意义。本文介绍了以高校重点实验室为平台,培养和提高博士研究生使用大型仪器设备的操作技能,培养硕士研究生的动手能力和创新能力,培养本科生科研素质等的一些体会,为充分发挥高校重点实验室的教学与科研基地作用和培养创新型人才的平台作用提供参考。

江苏省粳稻品种近60年演进过程中产量与形态生理特征的变化

以江苏省近60年来各阶段具有代表性的12个粳稻品种(含超级稻)为材料,依据种植推广年代结合株型和基因型将其分为20世纪50年代、60年代、70年代、80年代、90年代和2000年以后6个类型,研究了品种演进过程中产量和形态生理的变化特征。结果表明,随着品种演进产量逐步提高,其原因主要是总颖花量的增加,而这又主要由于每穗粒数的显著增多。自早期的50年代品种,结实率逐步提高,但90年代品种和2000年以后的超级稻品种,结实率有下降的趋势,穗数和千粒重无明显变化。随着品种演进,生物产量和收获指数同步提高,以抽穗后增加的量尤为明显,主要生育期根干重、根冠比、根系氧化力和叶片光合速率显著增加,但现代超级稻品种的根系活力和叶片光合速率在结实期下降较快。品种改良提高了抽穗期总叶面积、有效叶面积、高效叶面积和粒叶比,还增加了穗长、着粒密度、一次和二次枝梗数目。由20世纪50年代到90年代品种,植株高度降低,而2000年以后的超级稻品种显著上升,升至120cm左右。抽穗期顶三叶叶片角度则随品种更替显著降低。上述结果说明随品种演进,粳稻的农艺、生理性状和产量均有明显改良,但超级稻较低的结实率限制了其产量潜力的发挥。

2016-2020年江苏省水稻主栽品种及其产量、品质特征研究

依据2016-2020年江苏省主栽水稻品种情况,结合团队在省内多地开展的水稻品种展示试验,对主栽软米粳稻及非软米粳稻品种的产量、品质进行比较研究,旨在为优质水稻品种改良和稻米产业高质量发展提供理论参考。结果表明:2016-2020年,不同生育类型中迟熟中粳前10位水稻品种的种植面积最大,中熟中粳次之,早熟晚粳最小。各生育类型前10位粳稻中非软米品种总种植面积占比下降21.63%,软米品种总种植面积占比上升12.06%。非软米粳稻“华粳5号”、“淮稻5号”和“武运粳31”,软米粳稻“徐稻9号”、“南粳9108”和“南粳5055”分别成为中熟中粳、迟熟中粳和早熟晚粳种植面积最大的品种,其中“南粳9108”为江苏省种植面积最大的品种。软米品种的产量、加工品质和营养品质与非软米品种无显著差异。软米品种的外观品质虽然劣于非软米品种,但由于软米品种具有较低的直链淀粉含量,糊化时具有较大的崩解值和较小的消减值,使得米饭硬度低、黏度大、适口性好,具有较好的食味品质。综上,江苏优质粳稻品种筛选与配套栽培方面,可在保证优良食味的基础上重点筛选外观品质优良的水稻品种并配套调优栽培技术。

水稻产量形成对盐-旱复合胁迫的响应与生理机制

以江苏沿海地区广泛种植的常规粳稻南粳9108和淮稻5号为试材,设计盆栽试验,在0.3%土壤含盐量下,于拔节期至抽穗期设置干旱胁迫(土壤水势-25 kPa),并以无盐、无干旱胁迫为对照,研究水稻产量形成对盐-旱复合胁迫的响应特征。结果表明:与对照相比,单一盐胁迫、单一干旱胁迫和盐-旱复合胁迫下水稻产量(两品种平均)分别下降114.8%、39.6%和154.2%。盐-旱复合胁迫下水稻产量(两品种平均),较单一盐胁迫和单一干旱胁迫分别显著下降18.6%和82.2%。与单一盐胁迫和单一干旱胁迫相比,盐-旱复合胁迫下水稻产量降低主要为每穗粒数、结实率和千粒重的显著下降。与对照相比,单一盐胁迫、单一干旱胁迫和盐-旱复合胁迫均显著降低植株抽穗期和成熟期干物重、拔节后20 d和抽穗后20 d叶片净光合速率与叶绿素(a+b)含量,收获指数有所增加。盐-旱复合胁迫下植株抽穗期和成熟期干物重、拔节后20 d和抽穗后20 d叶片净光合速率与叶绿素(a+b)含量均显著低于单一盐胁迫和单一干旱胁迫;收获指数则呈相反趋势。单一盐胁迫、单一干旱胁迫和盐-旱复合胁迫下水稻拔节后20 d和抽穗后20 d叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性均显著低于对照;叶片丙二醛(MDA)和过氧化氢(H_(2)O_(2))含量则呈相反趋势。与单一盐胁迫和单一干旱胁迫相比,盐-旱复合胁迫下拔节后20 d和抽穗后20 d叶片SOD、CAT和APX活性显著下降,MDA和H_(2)O_(2)含量则显著增加。这说明,与单一盐胁迫和单一干旱胁迫相比,盐-旱复合胁迫显著抑制水稻植株光合性能,从而影响光合同化物的积累与分配,最终导致库容量与充实效率以及水稻产量的显著下降。盐-旱复合胁迫造成水稻产量的降幅显著高于单一盐胁迫和单一干旱胁迫,其对水稻产量的抑制效应具有叠加效应。

江苏太湖地区缓混肥不同施肥模式对水稻品质的影响

为了解缓混肥不同施肥模式对水稻品质的影响,该研究共设置5种不同缓混肥施肥模式,以常规复合肥处理为对照,探寻适合太湖地区规模化应用的缓混肥施肥技术。试验结果表明,缓混肥侧深分次施肥模式在一定程度上降低了稻米的加工和外观品质,提升了稻米的营养品质,改善了米粉的RVA谱黏滞特性,提升了南粳46的综合食味水平,可在当地推广应用。

江苏中籼水稻品种演进过程中根系形态生理性状的变化及其与产量的关系

以江苏省近60年来各阶段具有代表性的13个中熟籼稻品种(含杂交稻组合)为材料,依据品种种植年代结合株型和基因型特点将其分为早期高秆(ET)、矮秆(DC)、半矮秆(SDC)和超级稻(SR)4个类型,研究了中籼水稻品种演进过程中根系形态生理性状的变化及其与产量的关系。结果表明,在各主要生育期,根干重、根重密度、根长、根长密度和根直径随品种演进增加或显著增加。自抽穗期,地上部干物重随品种演进显著增加。在分蘖中期和穗分化始期,超级稻品种的根冠比显著大于其他类型品种,在生育进程中,各类型间无显著差异。在分蘖中期,随品种演进,比根长显著降低,但在生育进程中,各类型间无显著差异。在生长早期和中期,根系氧化力、叶片光合速率、根系总吸收表面积和活跃吸收表面积以及根系伤流液中细胞分裂素(玉米素+玉米素核苷)浓度随品种演进增加或显著增加。随着品种演进产量逐步提高,其原因主要是每穗粒数的增多导致总颖花量的增加。回归分析表明,根干重、根长、根直径、根系氧化力、根系总吸收表面积和根系活跃吸收表面积与产量呈极显著线性正相关关系。说明改善的根系和地上部的生长,促进了现代品种特别是超级稻品种产量的提高。

江苏省中籼水稻品种演进过程中米质的变化

以江苏省近60年来各阶段具有代表性的13个中熟籼稻品种(含杂交稻组合)为材料,依据品种种植年代结合株型特点将其分为早期高秆、矮秆、半矮秆常规稻、半矮秆杂交稻和超级稻5个类型,研究了品种演进过程中米质的变化。结果表明,稻米的碾磨品质(糙米率、精米率和整精米率)在同一类品种间有较大差异,在品种演进过程中无明显变化。与早期品种相比,现代品种(半矮秆杂交稻和超级稻)稻米的垩白度显著降低,崩解值变大,消减值变小,稻米中的清蛋白、谷蛋白、赖氨酸、甘氨酸和精氨酸含量显著增加,醇溶蛋白含量显著降低。随着品种演进,产量逐步提高,其原因主要是总颖花量的增加及每穗粒数的显著增多。说明中籼水稻品种演进过程中,米质和产量协同提高。

两优培九稻米垩白在江苏省不同纬度点的播期效应

通过在江苏4个稻作区(纬度范围为31.3°～34.7°N)设置5个播期处理,以两系杂交中籼稻两优培九为材料,研究其垩白变化特征。受播期和纬度的双重影响,两优培九稻米垩白率、垩白度的最大极差分别为54.0和13.0个百分点。垩白具明显的纬向性递变特征,种植的适宜区域在扬州至东海间,并以偏北地区(建湖、东海)较优,而在江苏的南北两端(昆山、沛县)要显著差于中间地带。在各稻作区稻米的垩白率(度)随播期推迟而降低,并且在江苏北部地区更易受播期调节。结实期的日平均温度与稻米垩白率、垩白度呈显著的线性正相关。因此,在高产条件下适当迟播栽培,是降低两优培九稻米垩白的优质生产途径。

江苏省杂草稻成因及防控策略

分析了江苏省杂草稻蔓延危害的原因,提出以稻田耕翻为主、配合使用清洁种源、人工除草和合理轮作等综合防控杂草稻危害的策略。

江苏省“十五”前后主栽粳稻品种纹枯病抗性评价

对江苏省"十五"前后主栽的64个常规粳稻品种进行2年纹枯病抗性接种鉴定。结果表明:参试品种纹枯病发病程度及趋势在年度间、同年度重复间表现一致;早、中熟晚粳品种对纹枯病抗性相对较好,其次是迟熟中粳,中熟中粳品种抗性相对较差;参试品种中没有发现抗病或高度抗病品种,8个中抗品种分布于不同生育期类型。对水稻抗纹枯病鉴定方法和评价标准以及抗纹枯病育种相关问题进行了讨论。

江苏省糯玉米籽粒淀粉黏度性状与SSR标记的关联分析

以53份糯玉米自交系和30份单交种为试验材料,测定其籽粒淀粉黏度,并使用91对SSR标记对这些材料进行基因组扫描。在检测群体结构的基础上使用TASSEL软件的GLM方法进行关联分析。结果表明:①供试材料在7个淀粉黏度性状上均呈极显著差异。②自交系中共扩增出433个差异片段,平均每对引物扩增出5个;引物PIC值在0～0.841之间,平均为0.573。单交种中扩增出403个差异片段,平均每对引物扩增出4个,引物PIC值在0～0.841之间,平均为0.562。③表型数据聚类结果与分子标记聚类结果存在一定的相似性。④经线性整合的SSR位点组合间存在一定的连锁不平衡,不平衡程度D′大于0.5的组合数占总组合数的10.31%。⑤遗传结构分析将供试群体分为9个亚群体,共发现26个SSR标记与籽粒淀粉黏度性状相关联。⑥有11个SSR标记同时与2个或2个以上性状相关联,可能与这些性状高度正相关或一因多效有关。⑦关联标记对表型变异的总解释率较高,部分性状的解释率总和超过100%。

江苏主栽粳稻品种的遗传与食味结构分析

利用SSR分子标记和主要食味性状分析江苏主栽粳稻品种的食味结构。50对SSR引物中有41对存在多态性,41对多态性标记在86个品种间共扩增出113个等位基因,每个标记的等位基因数目为2-6个,平均2.76个;多态信息含量（PIC值）变异范围为0.02-0.84,平均为0.48;Nei’s基因多样性指数变幅在0.02-0.68之间,平均为0.37;遗传聚类分析可将86个品种分为3个类群。在正季长日照情况下,品种间直链淀粉及蛋白质含量在遗传聚类的I、II、III类中呈现出递减的趋势,食味分值则反之;而在短日照条件下,第II、第III大类型品种的直链淀粉及蛋白质含量较正季显著升高,食味值显著下降,而第I类型品种降幅不大;总体而言,江苏主栽粳稻品种的食味一般且遗传背景相近,拓宽遗传基础是培育环境钝感型优质食味粳稻的重要途径。

江苏省粳稻品种演进过程中产量和米质的变化

以江苏省近60年来各阶段具有代表性的12个粳型水稻品种为材料,依据品种株型和基因型,结合种植年代将其分为6个类型,研究了江苏省粳型水稻品种演进过程中产量和米质的变化。结果表明,在品种演进过程中,稻米的垩白度、直链淀粉含量和蛋白质含量有所降低,消减值和米粉中氮素、硫素含量降低,氮碳的稳定同位素比值降低,整精米率和崩解值提高;产量随品种演进而增加,其主要原因在于每穗粒数的增加。说明江苏粳型水稻品种改良实现了水稻优质、高产的协同提高。

2007～2013年江苏省审定的水稻品种纹枯病抗性分析及抗纹枯病育种策略

对江苏省2007~2013年审定的101个水稻品种的纹枯病抗性进行分析。结果表明：101个水稻品种对纹枯病的抗性总体表现偏差,抗病和中抗类型的仅占3.0%、5.9%,而中感、感病以及高感类型的分别占24.8%、38.6%和27.7%。不同类型水稻品种对纹枯病的抗感差异明显,籼稻品种对纹枯病的抗性高于粳稻品种;粳稻品种中,杂交晚粳的抗性水平相对较好,其后依次为中熟晚粳、早熟晚粳,中熟中粳、迟熟中粳,以杂交中粳对纹枯病的抗性最差,后3种类型品种均表现中感至高度感病。不同年份间育成水稻品种的抗性分布无明显规律性,显示全省水稻抗纹枯病育种工作没有实质性开展或进展。对水稻抗纹枯病育种策略进行了讨论。

新形势下江苏农业高校作物栽培专业教学改革探讨

本文分析了江苏棉花产业发展所面临的问题及未来发展方向,并依此提出了农业高校开展作物栽培专业教学改革的建议。

江苏省典型区农田土壤及小麦中重金属含量与评价

为了研究江苏省典型区地震带农田土壤和小麦中重金属的污染,在具有代表性的农田采集收获期小麦及耕层土壤,分析和评价了土壤和小麦中重金属Cu、Pb、Cd、Ni、Cr、Hg、As和Zn的含量及污染程度。结果表明,土壤样品中Cd、Zn、Pb的含量均超过江苏省土壤背景值,Cr、Cu、Ni和As分别有25.64%、97.44%、92.31%和92.31%的土壤样品中超过江苏省土壤背景值,Hg的含量均在背景值以下;与国家土壤环境质量标准(GB15618—1995)中Ⅱ级标准相比,Cd的含量均超出标准限值,其它7种重金属元素含量均在标准限值以下。土壤中重金属相关分析表明,Cd、Cu、Cr、Ni、Pb、Zn、As具有相同的来源的可能性较大,而Hg与Cd、Cu、Cr、Ni、Pb、Zn、As的来源均不相同。以NY 861—2004为评价标准,小麦籽粒Pb、Cr、Hg、Ni、As样品超标率分别为100%、58.97%、33.33%、10.26%、2.56%,Cu、Zn和Cd没有样品超标,由此可见小麦籽粒中Pb的污染最为严重。采用单因子污染指数法、综合污染指数法和Hakanson潜在生态评价指数法以国家土壤环境质量标准(GB15618—1995)和江苏省土壤背景值为参比值,对农田土壤重金属污染进行评价,结果显示,从单项污染指数来看只有Cd达到重度污染水平,其它元素均在安全范围以内,从综合污染指数来看土壤重金属污染达到中度污染水平,从潜在生态评价指数法来看,研究区域表现为很强的生态危害,并以Cd为主要污染因子。

种植方式对江苏滨海盐碱地棉花产量和生理活性的影响

以棉花品种中棉所79为材料探讨了不同种植方式(高垄覆膜、高垄不覆膜、喷洒盐碱地土壤改良剂+覆膜、喷洒盐碱地土壤改良剂+高垄覆膜、喷洒盐碱地土壤改良剂+高垄不覆膜)对盐碱地棉花产量和生理活性的影响。结果表明:喷洒土壤改良剂+覆膜和土壤改良剂+高垄覆膜2种种植方式产量显著高于对照。进一步分析表明这2种种植方式最有利于提高棉花叶绿素含量,同时阻止了可溶性糖含量积累;有助于棉花对K^+的吸收,抑制对Na^+的吸收,使得K^+/Na^+比值提高。

耐盐性不同水稻品种对盐胁迫的响应及其生理机制

【目的】阐明耐盐性不同水稻品种对盐胁迫的响应差异及其生理机制。【方法】耐盐水稻品种连鉴5号、盐稻16Z38和盐敏感水稻品种华粳5号、连粳17号生长于盆钵,盆栽土设置2个不同盐浓度处理:0 g/kg(对照);3 g/kg(盐胁迫)。【结果】与对照相比,在盐胁迫下两类品种均有不同程度的减产,耐盐品种减产的幅度明显小于盐敏感品种。耐盐水稻品种具有较高的产量主要在于较高的颖花量和结实率。与盐敏感品种相比,耐盐水稻品种在分蘖中期、拔节期、抽穗期和灌浆中期叶片中超氧化物歧化酶等抗氧化酶活性较高,拔节期和抽穗期具有较高根系脯氨酸含量、脯氨酸合成酶活性和较高的K^(+)/Na^(+)值,分蘖至拔节以及抽穗至成熟期具有较高的作物生长率,抽穗期具有较高的叶面积指数和叶片SPAD值,抽穗至灌浆中期具有较高的根系氧化力。【结论】在盐胁迫下耐盐水稻品种较高的总颖花量、较强的抗氧化和渗透调节能力、较高的根系氧化力和K^(+)/Na^(+)值是其获得较高产量的重要原因。在盐胁迫下叶片超氧化物歧化酶活性较强和根系氧化力较高可作为评定水稻品种耐盐性的重要生理指标。

江苏省玉米生产情况调研与分析

玉米是江苏省第三大粮食作物。实现玉米高产稳产、省工节本、绿色增效是有效提高种植收益,提升农户种植玉米积极性,保障玉米产业稳定发展的关键。本研究对江苏省2013-2017年全省的玉米生产情况进行了调研,分析了江苏省玉米生产农户的基本情况,投入和产出,品种,密度,播期,肥料施用,耕作方式。并明确了限制江苏省玉米产量和效率提升的关键因子(玉米价格低效益差、玉米螟、干旱、土壤不够肥沃、锈病、种植方式不适宜、种植密度较高或较低、倒伏、涝渍、大小斑病)。在此基础上,提出了江苏省普通玉米的发展应以耐密多抗品种为载体,以机械化栽培为核心,配套集成适期播种,合理增密,精确施肥,综合防控,机械晚收,秸秆还田等技术,形成轻简化栽培技术,实现玉米生产省工节本,丰产增效,增加农民收入。