河北省农林科学院承担省自然科学基金项目成效分析

文章通过对河北省农林科学院承担省自然科学基金项目的成效分析,提出了今后基础研究工作的设想与发展目标。对全面增强河北省农林科学院的科技创新能力,构建河北省农业科技创新体系具有十分重要的意义。

提高河北省谷子生产“双效”和发展谷子适度规模经营的建议

生产效率低、效益低以及非适度经营规模一直是制约谷子生产的主要因素。在总结归纳河北省谷子生产效率和效益以及谷子生产经营适宜规模的基础上,从河北省谷子产业的科技支撑优势,自然环境、人文优势,以及市场贸易优势等3个方面阐述其发展优势。最后,提出了提高谷子生产效率、生产效益以及发展谷子适度规模经营,并为河北省乃至全国谷子生产提供科技支撑的相关建议:一是加大科研支持力度,提高谷子生产科技水平,促进谷子生产效益提升;二是研发新型简化栽培技术、完善机械化生产,促进谷子生产效率提升;三是减少化肥农药的使用,增加生物有机肥的使用;四是提高河北省谷子规模效益,发展适度规模经营;五是完善河北省惠农政策补贴制度及监督机制,切实保障生产效益。

谷子中矮秆资源创制、遗传解析和育种利用

谷子是旱作生态农业的主栽作物和应对气候变化的战略储备作物,也是新时期功能基因研究的模式作物。谷子品种的中矮秆化是产业发展的必然趋势。国内外目前已报道的谷子矮秆材料达70多个,从形态上谷子矮秆种质可以分为叶穗直立的紧凑型和叶穗下披的常规型2类;赤霉素(GA)敏感性测定发现4个材料对GA不敏感,其他均是GA敏感型;显隐性分析表明,多数矮秆材料为隐性单基因控制,但矮88株高为多基因控制。利用自然群体关联分析和双亲杂交分离群体合计发掘了109个控制株高的QTL,精细定位了7个矮秆基因,半显性矮秆材料84133的矮化基因SiDW1是唯一克隆并进行功能分析的矮化基因。对谷子中矮秆品种选育的梳理表明,利用矮88和其衍生系为亲本已培育出139个中矮品种(系),实现了谷子株高的显著矮化,满足了机械化收获对抗倒伏降株高的要求。本文综述了国内外谷子株高矮化基因的研究进展,梳理了已经定位和克隆的谷子矮秆基因,讨论了谷子矮秆遗传和育种研究中的问题,展望了未来发展方向。

优异抗咪唑乙烟酸谷子新品种龙谷37

龙谷37是以黑龙江省农业科学院作物资源研究所培育的龙谷31为母本、河北省农林科学院谷子研究所提供的抗除草剂咪唑乙烟酸品系M909为父本配制组合,经南繁加代和系统选育而成的抗除草剂咪唑乙烟酸谷子新品种龙谷37。该品种在石家庄举办的全国第十二届优质食用粟鉴评会上,因米色鲜黄、商品性好被评为二级优质米,2022年3月10日通过国家非主要农作物品种登记,登记编号:GPD谷子(2022)230054。

谷子新品种及其轻简高效生产技术的综合评价

冀谷39是国家谷子高粱产业技术体系“十三五”期间的重大研发成果之一,其特点突出且实现了品种经营权转让,但在实际生产过程中出现播种不匀、产量不稳、收割损失以及种植户不认可等问题。为更好解释、澄清上述问题,进一步做好冀谷39及其轻简高效生产技术的示范推广工作,通过开展实地调研,采用STEM系统评价方法,从科学可行性、技术可行性、经济可行性、模式可行性4方面,开展冀谷39及其轻简高效生产技术经济评价。评价结果显示,该品种及轻简高效生产技术推广属可行范畴,并且与其他谷子和玉米相比,在增产、增收以及生态效益方面表现优异。因此建议以政府、科研、经营主体及农户等多方共同协作,实现优质新品种的推广示范,使适应性优良的新品种及高效的配套栽培技术得到更广泛的推广应用。

缺钾胁迫下谷子转录组分析及相关基因挖掘

钾是作物生长不可缺少的元素,挖掘提高作物钾吸收能力的基因,增强作物对缺钾的耐受性具有重要的意义。以‘冀谷45’为供试材料,幼苗长至6叶期时进行缺钾胁迫7 d,通过农艺指标及转录组分析挖掘缺钾胁迫的相关基因。结果表明,缺钾胁迫影响谷子的生长发育,株高、叶宽、叶长、茎粗、苗期地上部干重及叶绿素含量低于CK,而根长、根表面积显著增加。转录组分析显示,缺钾胁迫后217个基因表达上调,38个基因表达下调。GO功能富集发现,差异表达基因主要富集于核糖体的结构成分、有机氮化合物代谢过程、蛋白质代谢过程、细胞蛋白质代谢过程、无膜细胞器等类别。KEGG功能富集结果表明,差异表达基因主要富集于核糖体、植物激素信号转导、谷胱甘肽代谢等19个通路。进而筛选出35个与激素表达显著相关的基因,19个氧化应激相关差异表达基因,10个转录因子家族及11个与转导信号相关的基因,1个与氨基酸及核苷酸的糖代谢相关的基因。候选基因Seita.9G193900属于CYP45084A亚家族,调控S型木质素合成的关键酶;Seita.5G365500属于WRKY家族,调控抗病响应基因PAD3等基因的表达;Seita.3G216900是RNA聚合酶Ⅱ转录亚基37E相关介质——HSPA1s辅助蛋白;Seita.4G286000为几丁内质内切酶基因CHIB,调控糖的合成与酵解。以上结果初步揭示了谷子缺钾胁迫相关基因的转录调控,为谷子耐缺钾相关基因的克隆与功能验证奠定基础。

谷子秸秆水浸提液对5种作物种子萌发及幼苗生长的化感效应分析

从化感作用角度筛选适宜与谷子[Setaria italica(L.) Beauv.]进行间套轮作的农作物,为建立合理的谷子间套轮作体系提供参考依据。采用水提法制备谷子根、茎、叶浸提液,每种浸提液设4个浓度梯度(5、20、40、100 mg·mL^(-1)),以蒸馏水为对照(CK),研究谷子植株三部位浸提液对受体作物绿豆[Vigna radiate(L.)Wilczek]、红豆[Vigna angularis(Willd.) Ohwi et Ohashi]、玉米(Zea mays L.)、小麦(Triticum aestivum L.)和谷子种子萌发、幼苗生长的影响。结果表明,谷子根、茎、叶浸提液对受体作物种子发芽率和幼苗生长均有抑制作用,叶部浸提液抑制作用最强,根部浸提液的抑制作用最弱。随着浸提液浓度增加,其对受体种子的发芽率和幼苗鲜重、根长、芽长抑制作用加重。整体上看,谷子秸秆浸提液对5种作物种子萌发的抑制作用由小到大排序为绿豆<红豆<小麦<谷子<玉米。综合来看,绿豆更适宜与谷子进行间作、套作和轮作。

谷子苗期对不同干旱胁迫的生理响应

采用聚乙二醇(Polyethylene glycol,PEG)溶液模拟干旱环境,对谷子种质资源进行室内萌发期抗旱性鉴定评价,旨在筛选出具有抗旱特性的优质品种。以冀谷37和冀谷38抗逆谷子品种为试验材料,并以华北夏谷区域广适性品种豫谷18作为对照,采用不同浓度PEG对其进行干旱胁迫处理,并对处理7 d后幼叶的丙二醛、甜菜碱、游离脯氨酸、叶绿素含量以及超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(Peroxidase,POD)活性进行检测。结果表明,与对照品种豫谷18相比,冀谷37和冀谷38在中度和重度干旱胁迫(12%PEG、18%PEG)下丙二醛含量显著降低;冀谷38在中度和重度干旱胁迫下渗透调节物质游离脯氨酸含量显著增加,冀谷37和冀谷38甜菜碱含量均显著增加;冀谷38 SOD活性显著增强,但冀谷37仅在轻度和重度干旱胁迫(6%PEG、18%PEG)SOD活性高于豫谷18;冀谷37和冀谷38的POD活性在重度干旱胁迫下显著降低;冀谷38叶绿素含量均显著增加,但冀谷37仅在轻度和中度胁迫(6%PEG、12%PEG)下叶绿素含量显著增加。综上,冀谷37和冀谷38在幼苗期具有较强的耐旱能力,耐旱性优于对照品种豫谷18,且冀谷38抗旱能力强于冀谷37。

抗(感)赤霉病谷子品种内生菌多样性分析

旨为揭示不同品种以及不同器官中内生菌的多样性特征,初步明确内生菌群落结构与宿主品种、器官类型及病害抗感特性的相关性。选取抗赤霉病的冀谷22、红谷、陇谷11号和感赤霉病的小青谷、石榴子、嫩选16号共6个谷子品种,取其根、茎、叶片、叶鞘、成熟谷穗,提取DNA,针对16S rDNA V3—V4区域,进行PCR扩增,基于Miseq高通量测序平台,对样本进行微生物多样性分析。感病品种与抗病品种内生菌物种组成具有明显差异。供试样本在门水平上的优势种群为变形菌门和放线菌门,其次是拟杆菌门和厚壁菌门,粘菌门、绿弯菌门、芽单胞菌门和梭杆菌门相对丰度较低。Alpha多样性分析表明,抗病品种的叶片、成熟谷穗群落丰富度较高,叶片、根、成熟谷穗多样性较高;而感病品种则是根和茎群落丰富度较高,茎和叶鞘多样性相对较高;PCoA分析则表明,器官类型比品种对内生菌群落结构影响更大。物种组成分析表明,谷子内生菌群的多样性受到不同品种及不同器官的影响,不同器官所含内生菌种类相差较大。感病品种小青谷、石榴子和嫩选16与抗病品种冀谷22、红谷和陇谷11的内生菌群多样性差异较大,抗病品种在叶鞘时期都具有NB1-j菌门,成熟谷穗都具有酸杆菌门。明确了不同品种、不同器官对谷子内生菌的多样性及群落结构的影响,器官类型比品种对内生菌群落结构的影响更大。

2023年中国谷子高粱市场分析与2024年展望

2023年,在同期粮食作物种植替代、极端天气频现、国际形势趋紧以及突发事件迭出等多因素叠加影响下,中国谷子糜子种植面积小幅下滑,高粱面积略有增加。全年来看,受市场供强需弱与风险预期影响,谷子、高粱价格波动频繁;谷子出口激增,高粱进口放缓;谷子高粱种业科技创新活力逐步增强,品种迭代逐步升级。预计2024年国内谷子高粱市场风险与机遇将持续共存,供需双增,但增幅有限;国内谷子市场新陈粮持续叠加,市场供应压力将进一步增加;受全球供应链不确定性以及高进口依存度影响,国际高粱价格存在较大波动风险,国内高粱有望继续扩种。基于此,建议进一步保障产业安全健康可持续发展、强化监测预警、完善政策扶持体系、建立现代产品销售体系,激发产业竞争活力。

燕山山区有机谷子生产技术

燕山山区是河北省谷子种植的传统产区,尤其是张家口、承德、秦皇岛等地区,在谷子等有机杂粮生产方面具有得天独厚的生态优势和区位优势,是河北省有机谷子的主要生产区域。1地块选择有机谷子生产的产地环境条件应符合GB/T 19630.1-2011的要求。种植地块选择土层深厚、排水良好的砂壤土,要求土壤有机质含量2%以上,pH值在7左右。另外,有机谷子种植区与常规农田间应有不少于10 m的隔离带。若隔离带有种植的作物,必须按有机方式栽培。另外,有机谷子生产应注意茬口安排,可与大豆、红小豆、藜麦、马铃薯等非禾本科作物实行2~3年轮作,上茬作物种植过程应符合GB/T 19630.1-2011的规定。

河北省山区县域谷子产业发展分析——以武安和蔚县为例

蔚县和武安作为河北省两大谷子种植大县,有着悠久的种植历史,在河北省乃至全国谷子生产中占有重要地位,但两县谷子产业发展结构截然不同,与武安相比,蔚县的谷子产业发展较缓慢。该研究对河北省两大主产县的谷子产业发展情况进行对比分析,发现政府政策扶持、科技进步、新型经营主体的培育、市场的需求以及产业文化的挖掘是武安谷子产业良好运行的重要保证,蔚县的谷子产业发展要以武安为榜样,加快产业结构调整,以达到共同均衡发展的目的。

河北省谷子线虫病的病原鉴定

为鉴定河北省谷子病穗中分离获得的一个滑刃线虫群体,对其相关形态特征及测量值进行比较,并对其核糖体28S rRNA-D2/D3区与ITS区核酸序列进行比对和系统进化分析。结果表明：从河北谷子中分离的滑刃线虫群体在形态上与以前报道的贝西滑刃线虫群体非常相似;与Gen Bank中贝西滑刃线虫序列相比,28S rRNA-D2/D3区序列相似度为100%,ITS序列相似度为98%~99%;系统进化分析表明,河北谷子中贝西滑刃线虫群体与Gen Bank中贝西滑刃线虫以100%支持率聚类于同一分支。因此,河北谷子病穗中分离获取的滑刃线虫群体为贝西滑刃线虫。

谷子轻简高效生产技术集成模式的综合效益评价——以河北省谷子为例

根据国家谷子糜子产业信息平台及调研数据,以河北省为例,采用密切值模型评价不同区域(平原区和山地丘陵区)的谷子(Setaria italica)轻简高效生产技术集成模式的综合效益。结果显示,平原地区的机耕+机播+联合收割机(简化栽培技术)种植模式综合得分为0且最低,排在第一位;山地丘陵区的机耕+机播+联合收割机(简化栽培技术)和机耕+机播+联合收割机(苗后除草剂)种植模式综合得分分别为0.013 0和0.065 7,排在第一和第二位。因此,平原区谷子种植的最佳技术模式是机耕+机播+联合收割机(简化栽培技术),而山地丘陵区谷子种植采用机耕+机播+联合收割机(简化栽培技术)和机耕+机播+联合收割机(苗后除草剂)均可以达到较好的效益。最后从品种技术、农机、国家政策方面提出发展谷子轻简高效生产技术模式的对策建议。

河北省太行山区谷子生产现状与发展建议——以武安市谷子生产调研为例

河北省是谷子生产大省,种植面积一直位居中国前列,尤其以山区丘陵地带居多。河北省太行山区是河北省谷子种植面积最大的地区,其发展潜力很大,但目前也存在着诸多限制因素。为了实现太行山区谷子持续、快速发展,促使农民增收、社会增效,故以武安市谷子生产调研为例,利用专家访谈、实地调研和Excel表格分析等方法,分析河北省太行山区谷子生产现状。通过调查得出:河北省太行山区谷子生产受到劳动者素质低,劳动群体由老年、妇女组成,平均年龄52.8岁,小学文化占53.7%;几乎全部农民对补贴制度不清楚;生产分散、产业零连接;机械化水平较低。最后从5个方面提出发展建议。

基于时间序列模型的河北省谷子种植面积预测

为河北省谷子种植面积、产量等相关指标的中长期预测提供参考,运用HP滤波方法将1980-2010年的谷子种植面积分离为时间趋势序列和周期波动序列,对趋势序列建立了时间t的趋势模型,拟合估计了河北省30年的谷子面积趋势。结果表明:2011-2015年河北省谷子潜在种植面积呈较快下降趋势,由13.889 5万hm2下降到11.655 7万hm2,降幅16.08%;2016-2020年谷子潜在种植面积下降速度有所缓和,由11.287 7万hm2下降为10.803 1万hm2,降幅为4.29%,其中2020年预测种植面积数据比2019年有所增加。依据预测结果提出了发展河北省谷子生产的建议。

播量与水肥耦合对河北秋闲田饲用谷子产量的影响

为研究不同播量与水肥(N、P、K)耦合效应对河北秋闲田饲用谷子(Setaria itlica)产草量的影响,以冀谷18为材料,采用五元二次回归正交旋转组合设计进行盆栽试验,通过建立饲用谷子干草产量(Y)与土壤含水量(x1)、N(x2)、P(x3)、K(x4)以及播量(x5)之间的数学模型,模拟寻优。结果表明,水分、播量、磷肥、钾肥等对产草量有重要影响,其中,水分对产量的影响最大,其次是播量、磷肥、钾肥;播量与水肥耦合的显著项及其强弱顺序为:水分+播量>钾肥+播量>氮磷耦合>水氮耦合>水磷耦合;其他各项没有明显影响。构建了数学模型Y=20 543.756-565.570x1-39.942x2-23.102x3-38.470x4-151.877x5+1.052x1x2+1.604x1x3+12.953x1x5-0.173x2x3+0.737x4x5-2.292x52,其决定系数R2=0.788,显著值Sig.=0.000<0.01,差异极显著,FLf=0.464<F0.1=2.193,失拟性不显著,表明该模型预测结果可靠程度较高。明确了以经济效益为考核指标的最优方案:土壤含水量保持10%、饲用谷子播量15kg/hm2。该方案干草产量为14 037.15kg/hm2,经济效益为13 887.15元/hm2,较最优组合增收3 288.98元/hm2,增幅23.68%。为秋闲田饲用谷子生产实践提供了理论依据和技术支撑。

河北省谷子种植区域变迁的影响因素分析

改革开放以来,河北省谷子种植面积不断减少,种植区域也从全省大面积种植变迁到区域性种植,面积减少和变迁均非常明显。为了研究谷子面积减少和区域变迁情况,通过图表分析、总结归纳、德尔菲法和密切值模型等定性和定量分析方法,研究河北省谷子种植区域变迁的影响因素。结果表明,科研投入少、政策支持力度小、消费产品需求单一、其他大宗作物的快速发展、劳动力外流、比较效益较低、谷子本身的生理特性等因素是影响谷子种植区域变迁的因素。进而提出加大科研支持力度,壮大科研力量,研发深加工产品,扩大消费群体,提高谷子政策支持,实行良种补贴,研发各种类型机械,加大谷子生产技术培训等建议。

谷子优势种植区产业发展现状·问题及建议——以河北省武安市为例

新时期,面对农业绿色高质量发展以及乡村振兴战略需求,武安市谷子产业力争在全产业链打造上取得突破,建设全国谷子产业示范样板,为武安市农业绿色高质量发展以及乡村振兴贡献力量。梳理了武安市谷子产业的环境、生产、组织形式、加工现状、存在问题,提出了几点建议,武安市的谷子产业的发展模式经验有利于其他县市发展特色杂粮产业借鉴,指导河北省乃至全国特色产业发展,为相关部门提供参考依据。

基于SWOT分析的河北省谷子产业发展战略研究

在调查和分析河北省谷子产业现状的基础上,采用SWOT方法分析了河北省谷子产业发展具有的优势、劣势及面临的机遇和威胁,并据此制定了河北省谷子产业的发展战略:将河北省谷子生产区域划分为优势主产区、战略提升区和稳固发展区三个功能区,并确定相应的功能定位、主攻方向和建设目标,以促进河北省谷子产业的可持续发展。