半干旱雨养区不同覆膜方式对冬小麦土壤水分利用及产量的影响

在黄土高原半干旱雨养条件下,于2008—2009、2009—2010两个年度,以露地种植为对照(CK),研究了不同覆膜方式(全膜覆土穴播,全膜穴播,垄膜沟播)对旱地冬小麦产量和水分利用的影响。结果表明:两年度覆膜平均较CK产量分别显著提高49.4%和53.2%,水分利用效率提高11.8%和14.3%。覆膜的高产建立在高生长量、高耗水基础上,产量与生育期耗水量显著正相关(r=0.952*—0.958*),两年度覆膜分别平均较CK多耗水33.5%和34.1%。覆膜处理中以全膜穴播较CK的增产幅度和WUE提高幅度最大,耗水量也最大。由于覆膜耗水量大,覆膜各处理收获期0—200 cm土壤贮水量均显著低于CK,但通过全年连续覆膜和夏闲期降水补充,在下茬秋播时,覆膜各处理0—200 cm土壤贮水量均超过CK,夏闲期覆膜的水分休闲效率两年度分别平均高出CK 41.8和86.4个百分点,覆膜有利于土壤水分恢复和下茬作物的可持续生产。覆膜方式中,以全膜覆土穴播种植效益最高,两个年度纯收益平均达5531.6元/hm2,较CK增收2542.2元/hm2。综合考虑,全膜覆土穴播是一种高产高效兼顾、操作简单、适宜于半干旱雨养区推广应用的冬小麦覆膜种植方式。

氮密互作对旱作马铃薯光合特性、干物质积累及产量的影响

为筛选陇中旱农区马铃薯适宜的施氮量和种植密度,以‘陇薯16号’为供试品种,设置2个施氮量:200 kg·hm^(-2)(N1)和300 kg·hm^(-2)(N2),3个种植密度:3.75(D1)、5.25(D2)、6.75(D3)万株·hm^(-2),共6个处理,分析不同施氮量和种植密度对马铃薯光合特性、干物质积累与产量的影响。结果表明:在淀粉积累期,N1D2处理叶面积指数较N1D1处理提高11.91%;在块茎膨大期,N1D2处理Rubisco活性较N1D3处理提高9.05%;块茎膨大期和淀粉积累期,N1D2处理的叶片光合速率、蒸腾速率和气孔导度最大,两个时期干物质积累量较其他处理分别提高5.29%~31.12%和8.82%~27.49%;N1D2处理下产量和净收益最高,2022年分别较其他处理提高6.14%~36.21%和5.13%~169.16%,2023年分别较其他处理提高4.11%~29.46%和21.56%~76.55%。在陇中旱农区,‘陇薯16号’生产中推荐施氮量为200 kg·hm^(-2),种植密度为5.25万株·hm^(-2),能够保证马铃薯产量,同时提高其经济效益。

外源NO和SA处理对玉米苗期盐胁迫的缓解效应

【目的】探讨外源一氧化氮(NO)和水杨酸(SA)单独及复配施用对盐胁迫下玉米幼苗表型及抗氧化特性的调控效应。【方法】本研究以盐敏感自交系PH4CV为试验材料,在苗期以180 mmol/L NaCl溶液作为胁迫条件,设置两个对照蒸馏水(CK+)、盐胁迫(CK-),盐胁迫下单独和复配根施不同浓度外源NO供体硝普纳(SNP)和SA,旨在探讨SNP和SA对玉米苗期盐胁迫的缓解效应。【结果】与盐处理相比,根施1/2×(0.05 mmol/L SNP+0.5 mmol/LSA)对PH4CV的各指标有显著提高作用(P<0.05),其苗长、根长、地上鲜质量、地下鲜质量、根数分别增加了64.83%、73.00%、73.81%、71.43%、58.63%,CAT、POD、SOD活性分别增加了69.60%、22.40%、32.90%。然而根施0.05 mmol/L SNP其苗长、根长、地上鲜质量、地下鲜质量、根数分别增加了61.62%、72.64%、67.65%、62.50%、58.63%,CAT、POD、SOD活性分别增加了32.14%、20.47%、5.69%,根施0.5 mmol/LSA其苗长、根长、地上鲜质量、地下鲜质量、根数分别增加了63.27%、68.68%、70.67%、68.97%、57.13%,CAT、POD、SOD活性分别增加了44.93%、3.76%、21.76%。【结论】单独和复配施用最佳浓度的外源SNP和SA均可缓解PH4CV受到的盐胁迫,且以复配处理效果更好,说明复配根施SA和SNP在提高玉米幼苗抗盐能力方面具有协同增效作用。

基于三种数学模型的药用甘草种子灌浆特性研究

为了能够更准确地获取灌浆特征参数反映种子灌浆特性,用于描述甘草籽粒灌浆过程。选用Cubic多项式、Richards和Logistic方程三种数学模型,建立3种药用甘草(甘草、胀果甘草和光果甘草)的种子灌浆表达式。结果表明,用DPS(Date Processing System)软件建立的Richards方程拟合效果最好,其决定系数𝑹𝑹𝟐𝟐高于其他方法。此外,假设药用甘草籽粒起始粒重达到最大理论粒重的1.61%为籽粒灌浆起始期,Richards方程建立得到的理论最大粒重与实际灌浆终止粒重值最为相近。最大灌浆速率到达时间T_(max)和最大灌浆速率V_(max)在三种数学模型下较为接近,其他参数存在差异。3种药用甘草的灌浆特性有所不同,但在不同数学模型下其各自的灌浆规律基本一致。相关性分析表明3种药用甘草的粒重与快增期持续天数呈显著正相关关系。

马铃薯块茎蒸煮品质、质构特性及加工型品系筛选

【目的】蒸煮是马铃薯食用最主要的加工方式,马铃薯商业化加工过程中需要对蒸煮加工的品质性状进行定量化分析和分类。根据商业化加工的需求在品种选育中进行蒸煮品质性状的早期选择和筛选,确定蒸煮加工型品种的品质性状特征和相关参数,同时从现有品种和品系中根据商业化加工参数筛选适合不同用途需求的蒸煮品种,是提高蒸煮加工型品种选育效率和方法的有效手段,为制定蒸煮加工型品种选育目标提供基础。【方法】在对马铃薯品种和品系的块茎产量、块茎大小、薯型、薯肉颜色、芽眼深度、抗病性和商品率的初步选择基础上,筛选14个品种和品系进行蒸煮试验,在普通蒸锅中放入块茎蒸煮25 min,蒸熟后,在室温环境冷却20 min,7 d后,分别对蒸煮前后块茎色泽变化、蒸煮前后块茎硬度、蒸煮前后软化度进行测定。同时测定这些品种和品系的干物质含量、淀粉含量、蔗糖含量、葡萄糖含量、果糖含量、游离氨基酸含量、绿原酸含量、柠檬酸含量、抗坏血酸含量,分析以上成分在蒸煮加工过程中变化对品种和品系块茎的风味、色泽和质构特性的影响,确定蒸煮加工型品种的加工参数。【结果】选育蒸煮加工型马铃薯品种,首先考虑田间综合农艺性状要能够满足商业化生产与加工过程工艺流程和加工机械要求。块茎还原糖含量是影响蒸煮风味中甜度的主要因素,含量应控制在0.4%以下。游离氨基酸含量与蒸煮风味中鲜味有关,14个品种和品系的氨基酸含量差别还不能构成显著的风味差别,所有品种和品系的氨基酸含量介于30—70μmol。块茎品种风味构成中的苦味来源主要是糖苷碱含量,蒸煮加工型品种的糖苷碱含量应控制在150 mg·kg^(-1)以下。蒸煮后冷却20 min块茎色泽变化值和蒸煮后7 d的色泽变化值ΔE差值是衡量蒸煮加工型品种色泽变化的重要参数。块茎蒸煮前后的软化度是衡量蒸煮加工型品种质地变化的重要参数。【结论】14个品种和品系块茎蒸煮后的风味、色泽变化、质构特性变化是判定蒸煮加工型品种的重要参数,通过对这些参数的全面分析表明,品种Burbank、Shepody和品系0724-58、0712-66是蒸煮后软化度比较高的品种和品系,而0744-8和0722-26是蒸煮后软化度比较低的品系。

不同覆膜方式对旱作冬小麦耗水特性及籽粒产量的影响

【目的】研究黄土高原雨养条件下,不同地膜覆盖方式对冬小麦耗水特性、产量和休闲期土壤水分补给的影响,为促进增产和提高水分利用效率提供理论依据。【方法】2008—2009和2009—2010年小麦生长季,设置全膜覆土穴播(A)、全膜覆盖穴播(B)、垄膜沟播(C)和露地条播(CK)4种不同栽培模式,测量不同处理的土壤贮水量、耗水量、产量和水分利用效率。【结果】全膜穴播可使冬小麦增产64.4%—79.1%,水分利用效率提高22.1%—24.0%,达到11.9—16.6 kg·hm-2·mm-1;全膜覆土穴播可增产43.4%—44.4%,水分利用效率提高8.8%—14.6%,达到11.0—14.8 kg·hm-2·mm-1;垄膜沟播可增产37.0%—39.3%,水分利用效率提高4.2%—4.4%,达到10.0—14.2 kg·hm-2·mm-1。主要原因是,地膜覆盖可增加冬小麦拔节前0—200 cm土层贮水量,提高拔节至成熟阶段的耗水量及其占总耗水量的比例,促进生育期对土壤贮水的利用,同时干旱年份可促进冬小麦利用深层土壤水分,最终提高冬小麦成熟期的生物量和籽粒产量;虽然生育期耗水增加,但水分利用效率也提高。冬小麦产量与生育期耗水量呈显著正相关(r=0.96*)。覆膜的高产建立在高耗水基础上,但通过休闲期水分补充,地膜茬0—200 cm土层水分在冬小麦秋播前可恢复到露地水平。覆膜处理间的耗水差异远小于覆膜与露地间的差异。综合考虑产量、经济效益和田间操作难易程度,全膜覆土穴播一次覆膜可多茬使用,节省地膜成本,田间操作简单,经济效益高,是本试验条件下的最优栽培方式。【结论】全膜覆土穴播是西北黄土高原旱地小麦兼顾高产高效的栽培模式。

马铃薯薯条色泽和质地特性及薯条加工型品系筛选

【目的】薯条是马铃薯重要的加工产品,马铃薯在收获后需要长期贮藏,贮藏过程中的环境条件变化会导致贮藏马铃薯块茎成分的改变,并影响块茎生理和生化特性的改变,最终影响薯条加工后的色泽和质地特性。根据商业化贮藏和加工的需求,在田间农艺性状符合薯条加工要求的基础上,进行不同贮藏条件下品质性状早期选择和筛选,分析薯条加工型品种的色泽和质地特性的变化特点,并从现有品种和品系中根据色泽和质地特性参数筛选适合薯条加工的品种,为提高薯条加工型品种选育效率和方法提供有效手段。【方法】对马铃薯品种和品系的块茎产量、芽眼深度、薯肉色泽、块茎长、块茎宽、块茎长宽比、抗病性和商品薯率的初步选择的基础上,筛选14个品种和品系贮藏在4℃和25℃条件下0、60和120 d后进行炸条试验,同时测定这些品种和品系的干物质含量、淀粉含量、蔗糖含量、葡萄糖含量、果糖含量、游离氨基酸含量、绿原酸含量、糖苷碱含量、柠檬酸含量、抗坏血酸含量、薯条色泽变化、炸条前后的质地变化,分析在不同贮藏条件下炸条色泽和质地变化特性,分析块茎淀粉含量与块茎和薯条硬度的相关性。【结果】选择薯条加工型品种,首先要选择田间综合农艺性状优良,块茎长宽比值>1.5的长椭圆形、块茎整齐度高的品种和品系。其次要能够满足消费者对食品的色泽和质地特性的要求。薯条色泽变化分析表明,薯条色差ΔE与薯条表观色泽变化相一致。对ΔE与块茎组分相关性分析表明,影响薯条色泽的变化主要因素是果糖、葡萄糖,其次是绿原酸。对构成ΔE三原色L、a、b与块茎成分含量的分析表明,抗坏血酸与薯条色泽明暗(L值)变化显著相关,而还原糖(果糖、葡萄糖)、蔗糖和绿原酸与薯条色泽红绿(a值)和黄蓝(b值)呈极显著相关,柠檬酸对a值影响大于b值。相关性分析表明鲜薯的硬度与块茎的淀粉含量显著相关,炸条后薯条的硬度也与块茎的淀粉含量显著相关。长期贮藏后鲜薯硬度的降低原因主要是水分丧失和淀粉降价。【结论】薯型长、宽、长宽比及薯条的色泽变化、质地变化是判定薯条加工型品种的重要参数,品种Russet Burbank、Shepody和品系0719-32、0716-39是适合薯条加工的品种和品系。

马铃薯抗低温糖化渐渗系培育和炸片品系筛选

【目的】选择具有2n配子的马铃薯原始栽培种和野生种品系,与当地主栽品种杂交、回交多年获得马铃薯渐渗系,从中筛选适宜的马铃薯炸片品系和最佳抗低温糖化渐渗系亲本,开辟马铃薯原始栽培种和野生种利用的新途径和方法。【方法】通过马铃薯渐渗系后代群体田间农艺性状选择,不同储藏条件对炸片品质影响分析以及块茎中还原糖、酸性转化酶、游离氨基酸、薯片色泽和丙烯酰胺含量之间的相关性分析。【结果】原始栽培种S.phureja和野生种S.chacoense来源的渐渗系产量、干物质含量、商品率显著高于S.vernei和S.raphanifolium来源的渐渗系。低温储藏(4℃)180 d中,不同渐渗系还原糖积累能力显著不同。渐渗系0712-33、0722-90、0732-43和0742-66的还原糖含量较低,油炸后产生的丙烯酰胺含量较低,色泽鲜亮均匀,具有优良的炸片加工特性。【结论】利用马铃薯原始栽培种和野生种与栽培种杂交、回交创造马铃薯抗低温糖化渐渗系是一种有效可行的马铃薯育种方法,原始栽培种S.phureja和野生种S.chacoense是适合炸片品质改良的渐渗系亲本。

聚乳酸可降解地膜对绿洲灌区玉米产量和农田水热特性的影响

【目的】针对目前残膜累积导致农田生态环境污染和服务功能下降等问题,探究不同厚度聚乳酸可降解地膜对绿洲灌区玉米产量和农田水热特性的影响。【方法】在石羊河流域进行田间试验,本研究选取0.006 mm(PLA_(1))和0.008 mm(PLA_(2))厚度聚乳酸生物可降解地膜以及0.010 mm厚度的普通聚乙烯地膜(PE)覆盖种植玉米,探究不同厚度聚乳酸可降解地膜对绿洲灌区玉米产量和农田水热特性的影响,并采用填埋试验探究不同厚度可降解膜的降解性能。【结果】与PE相比,PLA2覆盖下玉米农田土壤温度、土壤含水量、作物耗水量和水分利用效率无显著差异,水分利用效率达24.6 kg/(hm^(2)·mm),其叶面积指数、干物质累积量及产量构成因素与PE无显著差异,籽粒产量达13533.3 kg/hm^(2)。此外,PLA2覆盖下农田水热特性和玉米产量均显著高于PLA_(1)。在降解性能方面,PLA_(1)降解率显著高于PE和PLA_(2),90 d后超过50%;PLA_(2)填埋后60 d降解程度显著增大,150 d后成为碎屑,降解率达50.9%,降解性能优良。【结论】从生产上看,0.008 mm聚乳酸可降解地膜降解性能优良,与普通PE地膜具有相同的增温保墒和增产效应,可代替0.010 mm普通PE地膜应用于干旱绿洲灌区玉米生产中。

氮肥和隔根对胡麻/大豆间作体系种间关系及间作优势的调控效应

为合理利用氮肥和隔根模式技术优化间作作物种间关系,进一步发挥种间优势提供理论依据,以胡麻间作大豆为研究对象,采用盆栽试验,研究不施氮(N0)和施^(15)N 80 mg/kg(N80),根系完全分离(T1)、根系不分离(T2)、根系尼龙网分离(T3)3种隔根模式对胡麻/大豆间作优劣势和种间竞争力的影响。结果表明,间作胡麻干物质积累量在各处理间无显著差异,间作大豆全生育期干物质积累量表现为N80显著高于N0处理。间作胡麻单株有效蒴果数、每果粒数、千粒重和籽粒产量均在N80T2处理下最大,其中,籽粒产量较其他处理显著高出41.94%~137.84%。间作大豆根瘤数为N0>N80,单株结荚数、每荚粒数和百粒重均为N80T2处理最大,籽粒产量则为N80T3处理最大,但与N80T2处理差异不显著,较其他处理显著高出4.33%~13.99%。所有处理的土地当量比(LER)均大于2,N80T2时最大。不同施氮模式下,T2处理的种间竞争力表现为胡麻强于大豆(A_(F)>0,CR_(F)>1),T3处理则恰好相反(A_(F)<0,CR_(F)<1)。说明胡麻/大豆间作体系中施^(15)N 80 mg/kg、根系不分离有利于协调胡麻和大豆种间关系,促进作物增产。

马铃薯叶型和种植密度对产量组分的影响

最佳种植密度有利于对不同叶型马铃薯品种的田间管理,而且在高产同时可以获得最佳产量组分。为研究马铃薯叶型和种植密度的相互关系,找到不同叶型品种的最佳种植密度,选取株型直立的中晚熟代表品种Atlantic(叶上冲型)和甘农薯7号(叶平展型),固定行距70cm,设置30、25、20、15和10cm 5个株距,测定了植株性状、叶绿素荧光参数和块茎产量组分,并分析了不同种植密度下2个品种性状差异以及植株性状和产量组分之间的相关性。田间鉴定表明,随着种植密度的增加,2个品种的株高、节间距、披垂度和叶面积指数增加,茎粗、垂角和叶夹角降低,光合系统Ⅱ最大光化学效率Fv/Fm增加,但实际光化学效率ΦPSII降低。相对于叶上冲型品种Atlantic,叶平展型品种甘农薯7号披垂值显著增加。株距为15~30cm时,2个品种种植密度的提高均可以显著增加单株产量、单株结薯数和小区产量。结果表明,叶平展型品种甘农薯7号在株距25cm、叶上冲型品种Atlantic在株距20cm时,植株冠层结构分布最佳,商品薯率和小区产量较高,为最适种植密度。