新疆兵团农业资源信息化体系框架构建初探

根据新疆兵团建制体系及兵团农业资源管理现状,结合新疆兵团农业信息化的实际需要,探讨了建立新疆兵团农业资源信息化体系框架的意义。采用混合分类法将新疆兵团农业资源信息分为七类,并制定了易于识别和记忆的13位编码方案。将新疆兵团农业资源数据库划分为"三级",提出了以兵团农场农业资源信息化工程基础、信息化路线、数据库和信息服务系统为主要内容的新疆兵团农业资源信息化体系框架。

新疆小麦品质生态研究(上)

2001～2004年,在新疆不同生态麦区的25个试验点,选用强、中、弱筋不同类型小麦品种10个,通过同种异地种植和小区试验,研究新疆不同生态条件对小麦品质形成的影响.结果表明,新疆小麦籽粒品质形成生态条件较复杂,品质形成类型具有多样性.在环境条件中(含自然条件和人为栽培措施)籽粒品质形成主要受气候影响,尤其是在小麦抽穗至成熟期间的气候条件,是影响蛋白质数量和质量最主要因素.灌浆期平均温度在20～28℃,有利于小麦蛋白质含量的提高和质量的改善,较有利于烘烤品质的形成.通过小麦品质指标对气候条件的逐步回归分析表明,新疆小麦品质主要受温度条件的影响.小麦品质指标降落数值、千粒重、蛋白质含量、形成时间均受灌浆期温度条件的影响,灌浆期温度决定小麦的最终品质,在一定温度范围相对较高的温度有利于品质的提高.新疆地域广阔,绿洲只占新疆总面积的4.3%左右,点片绿洲主要分布在有水源的山地和荒漠之间,荒漠绿洲间间距较大和海拔高度的影响,形成多种荒漠绿洲气候生态条件.环境与品种互作,是决定新疆强、中、弱筋类型的基础.新疆小麦以强筋、中筋型为主.石河子、奎屯、奇台和南疆多数地区小麦抽穗至成熟期间平均温度较高(20～28℃)适合种植强筋、中筋小麦.哈密等地区6月中旬～7月上旬,常出现＞32℃的高温,籽粒蛋白质含量虽然较高,但蛋白质质量较差,粉质和拉伸特性不佳,烤烘品质变差.巴里坤、昭苏等温凉地区,小麦抽穗至成熟期间,平均气温一般低于18℃,适合中、弱筋小麦生产,灌浆期间若降水过多容易出现穗上发芽,会严重降低小麦品质.新疆是大陆性气候,光照充足,但温度差异较大,专用小麦生产应注意生态条件选择,品种及栽培措施应配套.新疆是灌溉农业,麦田肥水可控性强,工业污染少,病虫害轻,同时,麦收期间晴天较多,雨水少,除个别地区外小麦很少有霉烂和穗上发芽等现象,较适合中强筋小麦品种推广.

减氮及有机替代对新疆棉田土壤氮素有效性和利用效率的影响

【目的】“连作+棉秆全量还田+高氮肥投入”是新疆绿洲棉花生产的主要技术措施之一。研究该体系下减少化肥用量对棉田土壤氮素转化和有效性的影响,以及等量有机肥替代化肥的效果,为优化施肥方案,提高氮肥利用率提供依据。【方法】于2021和2022年在新疆石河子市二连农试场开展棉花连续定位施肥试验,设置常规施氮量(CF),减施常规氮量的8%(CF-8%)、16%(CF-16%)和24%(CF-24%),在常规氮量下以有机肥替代其中8%(8%OF)、16%(16%OF)和24%(24%OF)的化肥,以及不施氮肥对照(CK),共8个处理。分析不同土层p H、电导率(EC)值、有机质、无机氮和活性有机氮含量、氮转化相关酶活性变化,计算氮肥利用率,并测定棉花产量。【结果】2021和2022年在CF处理基础上减少化肥施氮量,0—20、20—40 cm土层颗粒有机氮(PON)、轻组有机氮(LFON)含量无明显变化,而CF-16%处理可溶性有机氮(DON)和微生物量氮(MBN)占全氮(TN)的比例较CF处理分别提升14.79%和19.88%,0—20 cm土层土壤蛋白酶活性也得到显著增强。CF-24%处理0—20 cm土层微生物量氮(MBN)含量、土壤硝酸还原酶、亚硝酸还原酶活性较CF处理分别下降了10.78%、16.88%、6.25%。随着化肥施用量的减少,深层土壤中累积的NH_(4)^(+)-N与NO_(3)^(-)-N含量降低,减氮处理中CF-16%处理较CF处理的增产率最高,达6.59%。与CF处理相比,16%OF、24%OF处理显著提高了20—40 cm土层土壤p H,0—20和20—40 cm土层有机质含量分别提升了23.44%和12.99%、31.74%和20.14%,土壤EC值分别下降了7.74%和4.72%、5.64%和7.02%,能够改善棉田土壤环境。16%OF处理0—40 cm各土层颗粒有机氮和可溶性有机氮含量两年平均较CF处理分别增加了24.01%和29.15%、18.95%和55.32%,颗粒有机氮和可溶性有机氮在全氮中的占比分别增加了16.32%和32.42%,而24%OF处理的轻组有机氮含量、LFON/TN、MBN/TN、C/N在3个有机替代处理中均为最高。16%OF处理的氮肥农学利用率、氮肥偏生产力、氮肥贡献率、单铃重与产量均高于8%OF和24%OF处理,增产率达17.16%。【结论】适量减施无机氮肥能够减少土壤中无机氮的累积,提升棉花氮肥利用率和产量,以CF-16%处理表现较佳。有机肥替代部分化肥能够增加土壤中活性有机氮的含量和土壤氮转化酶活性,提高土壤供氮潜力,改善棉田土壤微环境,并通过降低20—60 cm深层土壤中的NO_(3)^(-)-N含量提升棉花氮肥利用率,增加棉花单铃重与籽棉产量,其中16%OF处理为本试验最优处理,棉花增产17.16%。

新疆浅层暗管排水降低土壤盐分提高棉花产量

土壤盐渍化问题严重制约着干旱区农业可持续发展，为达到土壤脱盐的效果，增加作物产量，该文针对膜下滴灌棉田，采用完全随机试验方案，在装有暗管的中度和轻度盐渍化土壤上种植棉花，分析暗管降盐技术对轻度和中度盐渍化农田土壤盐分变化规律及棉花产量的影响。结果表明：轻度和中度盐渍化农田土壤盐分剖面特征均由表聚型向脱盐型变化，中度盐渍化土壤0～20 cm土层盐分下降最快，其他土层盐分含量均呈现显著下降趋势；轻度和中度土壤最高脱盐率分别为50.96%和90.89%，中度盐渍化土壤盐分可降低至轻度水平；暗管排水的电导率变化范围为7.53～11.16 dS/m，pH值变化范围7.08～8.20；轻度和中度盐渍化棉田增产幅度分别为25.3%和55%。研究表明与滴灌配套的浅层暗管排水降盐技术可有效治理盐碱土壤，提高作物产量，该研究可为盐渍化土地的可持续利用提供依据。

新疆春小麦品种苗期耐盐性分析

【目的】研究新疆20世纪80年代至今自主选育的新春系列春小麦品种苗期耐盐性差异,筛选苗期耐盐性较好的品种,为新疆耐盐春小麦品种的选育提供参考。【方法】对新疆自育的31个春小麦品种分别采用0.15 mol/L的Na2SO4的单盐和0.1 mol/L NaCl+0.05 mol/L Na2SO4复合盐进行胁迫处理,通过测量发芽率、苗高、苗鲜重、主根长、根数和发芽势,计算出相对耐盐系数和隶属函数综合值,并用SPSS分析软件进行聚类分析。【结果】通过比较分析各个品种苗期相对耐盐系数、隶属函数综合值以及隶属函数综合值总和,筛选出相对耐盐性较好的品种新春26号、新春22号、新春13号和新春16号,这些品种在单盐和复合盐胁迫下都具有较高的隶属函数综合值,且隶属函数综合值总和均较高。通过隶属函数值聚类分析,将新疆自育春小麦品种划分为耐盐性较好、中等和较差的三种类型,其中苗期耐盐性较好的材料有13个,占新疆自育品种数的42%,而耐盐性较差的品种有10个,占新疆自育品种数的32%。【结论】新疆自育春小麦品种多数在苗期具有良好的耐盐性。

新疆耐盐苜蓿根瘤菌的分离和高效菌株的筛选

【目的】人工接菌苜蓿根瘤菌和筛选高效菌株。【方法】采集新疆14个地州不同生态区、不同类型土样132份,采用苜蓿捕获法分离、纯化获得81个苜蓿根瘤菌菌株。【结果】快速PCR检测鉴定发现,分离得到的根瘤菌菌株均属于苜蓿中华根瘤菌（Sinorhizobium Meliloti）。【结论】耐盐实验表明,这些菌株在YMA培养基上的耐盐能力在3.5%~5%NaCl,进一步分析发现土壤中盐含量与苜蓿根瘤菌的耐盐能力没有明显的相关性。对耐5%NaCl的8个根瘤菌菌株的16S rDNA序列进行分析,发现这些其序列同源性很高,相似性达到99.8%。根瘤菌接种实验表明,这8个菌株均能明显增加紫花苜蓿植株地上部分生长,但不同菌株其固氮效率存在显著差异,其中TC-Y菌株共生固氮效率最高。

高产棉花打顶调控的群体适宜性研究

以北疆高产棉花为研究对象,对3种密度条件下不同打顶时间调控的高产棉花光合势、最大叶面积指数(LAImax)、冠层透光率、纤维品质和产量等进行了研究。在密度梯度上,随密度增加棉花产量增加。在225?03和300?03株穐a-1高密度条件下,与同密度下1次打顶(7月5日)相比,2次打顶增产8.4%和13.4%,3次打顶增产6.4%和7.1%。在150?03株穐a-1密度情况下,7月5日1次打顶处理产量最高,2次、3次打顶处理产量分别下降8.2%和6.2%。低密度情况下,棉田苗蕾期LAI较小、漏光损失大,光合势低,是实现高产、超高产的主要限制因子,分期打顶使群体适宜性降低,导致减产。高密度条件下棉花苗蕾期LAI增加,提高了棉花群体光合势;分期打顶使LAI在冠层中的分布向上向下“分异”,保证了较适宜的LAImax及其在冠层中的合理分布。当密度增加至300?03株穐a-1时,纤维比强度显著下降。生产上宜将最高密度(实际收获密度)设定在225?03株穐a-1左右,既能增强棉花群体的适应性,提高产量,且对品质影响不明显。

EMS对新春11小麦抗性淀粉和农艺性状的诱变效果

为给甲基磺酸乙酯(EMS)在高抗性淀粉小麦诱变育种中的应用提供依据,以春小麦新春11为材料,分析了不同浓度EMS诱变小麦种子的M2代成熟籽粒抗性淀粉含量的变化,同时结合株高等农艺性状对优异材料进行了筛选。结果表明,不同浓度EMS(0.3%、0.5%和0.7%)处理后,M2代籽粒平均抗性淀粉含量分别为2.76%、3.22%和4.31%,高于未处理的籽粒抗性淀粉含量(2.57%),并发现了抗性淀粉含量较高和较低的突变体。其中,0.3%浓度EMS最适宜新春11农艺性状的诱变,突变类型最多;0.7%的EMS处理获得的高抗性淀粉含量的突变体更为丰富。综合农艺性状、产量性状和品质的表现,筛选出7个抗性淀粉含量高且综合性状优良的M2突变家系。

秸秆隔层对盐碱土水盐运移及食葵光合特性的影响

在内蒙古河套灌区通过微区试验,研究了秸秆深埋(S)、上盖秸秆下埋秸秆(简称上秸下秸,S+S)、上盖地膜下埋秸秆(简称上膜下秸,P+S)和地膜覆盖(对照,CK)4种耕作措施对0—40 cm土层水盐运移及食葵光合特性的影响。结果表明:(1)不同措施对土壤水盐调控的效果与作用时期差异较大。P+S在整个生育期内土壤盐分含量和盐溶质浓度较低,控盐效果显著;S+S仅在苗期能保墒控盐,但控盐效果比P+S差,后期出现水减盐增现象,保墒控盐效果也不佳;S在整个生育期内土壤盐分含量和盐溶质浓度最高,控盐效果最差;CK在整个生育期内土壤水分含量变化不大,而盐分含量较高,控盐效果也不明显。(2)不同措施对土壤水盐运移调控程度的差异,导致食葵光合特性也有明显变化。与CK、S、S+S相比,P+S由于其较低的盐溶质浓度环境,明显改善了其光合特性,在苗期、蕾期和花期能提高净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr),增加气孔导度(Gs),降低胞间CO2浓度(Ci),从而使其作物长势和干物质积累明显高于其它措施。综合试验结果,P+S是内蒙古河套灌区盐碱地改良中优选的控抑盐耕作措施。

复合盐胁迫对小麦萌发的影响及耐盐阈值的筛选

为了解Na2SO4和NaCl组成的复合盐对小麦萌发期的胁迫效应,选择5个耐盐性不同的春小麦品种进行复合盐胁迫处理,研究在不同浓度复合盐胁迫下,春小麦品种在发芽势、发芽率、苗高、根数、主根长和苗鲜重等指标上的差异,并采用多重比较和回归分析筛选最适复合盐萌发期处理浓度。结果表明,随着复合盐各盐分浓度升高,小麦萌发期各指标的相对耐盐系数急剧下降,且发芽势、发芽率、苗高、主根长和苗鲜重在不同浓度处理间差异极显著;但复合盐对小麦根数的影响较小,在低盐浓度下差异不显著。在Na2SO4浓度为0.05mol.L-1、NaCl浓度为0.1mol.L-1时,5个品种的发芽率、苗鲜重、苗高的相对耐盐系数在50%左右,发芽势和主根长趋近于30%,同时种子保持较高的活力,可以作为小麦萌发期耐盐鉴定的适宜复合盐胁迫浓度。

EMS对小麦产量性状和农艺性状诱变效应的研究

目前小麦育种中普遍存在的问题是种质资源匮乏,改变这种现状最基本、有效的途径之一,是应用理化诱变剂进行诱变育种,即人工诱导产生突变经多代筛选和鉴定,培育高产、优质及综合性状优良的小麦新种质。EMS是一种良好的化学诱变剂,目前已成为在作物诱变育种中应用最广泛、应用效果最好的一种化学变剂。本研究利用不同浓度EMS对小麦品种新春11号籽粒进行诱变处理,确定EMS适宜诱变剂量,并探讨EMS对小麦产量性状和农艺性状的诱变效应。

近60年来玛纳斯河流域气候时空变化趋势分析

本研究以中亚典型冰川融化区玛纳斯河流域为例,研究玛纳斯河流域近60 a气候变化趋势,分析玛纳斯河流域上中下游气温及降水空间变化格局,运用墨西哥帽小波函数法对玛纳斯河流域气温及降水的周期规律进行分析。结果表明,近60 a来,玛纳斯河流域经历了一个增温趋湿的过程,气温、降水量的增加幅度分别为0.44℃/10a、11.6 mm/10a;在空间分布上,玛纳斯河流域气温增温幅度由上游到下游逐渐升高。年降水则呈现由上游到下游逐渐降低的相反趋势;玛纳斯河流域年平均气温有着明显的9 a周期震荡,并且年平均气温在未来一段时间将表现为增加趋势;全年降水存在明显的6 a周期震荡,同时年降水在未来的一段时间表现为丰水期。研究结果对研究干旱区区域尺度气候变化规律有一定借鉴意义。

施氮量对膜下滴灌棉花氮素吸收、积累及其产量的影响

2004年在膜下滴灌条件下,研究了施氮量0、180、2703、60 kg/hm^2对膜下滴灌棉花氮素的吸收、累积和产量及氮肥利用率的影响。结果表明：施用氮肥可以显著提高棉花的生物和经济产量及地上部分总吸氮量,但过量施用氮肥对经济产量和生物产量增产不显著,各施氮处理氮肥利用率在27.6%-33.8%,随施氮量的增加而降低。植株中氮素含量随生育延长而降低,氮素累积总体呈增加趋势,施氮量对棉花氮素吸收有显著影响,同一生育时期,氮素含量和累积量都随着施氮量增加而提高。试验条件下,棉花的合理施氮量应控制在270 kg/hm^2左右。

42个春小麦品种数量性状的聚类分析

定义品种标准化主成分间的欧氏平方距离为遗传距离,采用类平均法对42个地理来源不同的春小麦品种进行了聚类分析。当阈值为9时,供试的42个春小麦品种被划分为5个品种类群。表明品种地理分布对遗传差异有一定的影响,但两者并不存在必然联系。认为春小麦杂交亲本应在遗传距离较大的类群间进行选择。

小麦谷蛋白膨胀指数发育动态的QTL分析

【目的】检测小麦不同发育时期谷蛋白膨胀指数(SIG)的QTL,阐明不同QTL的时空表达方式,揭示SIG发育的分子遗传机理。【方法】利用小麦京771×Pm97034的175个重组自交系(RIL)群体,对小麦谷蛋白膨胀指数(SIG)发育动态进行了QTL分析。【结果】在籽粒灌浆的5个时期,一共检测到8个非条件QTL和5个条件QTL,但没有一个QTL能在5个时期都有效应。花后17d是控制SIG形成基因表达的活跃期,非条件分析和条件分析各检测到2个QTL位点,这4个位点分别位于1D、7D和4D染色体上,其加性效应能解释15.5%的净表型变异。花后22d,控制SIG的基因表达量很少,SIG表型值出现"低谷"。【结论】SIG值呈现出"低-高-低-高-低"的变化规律;这些控制SIG的基因都是在某一个特定的时期内表达,没有一个基因能在小麦籽粒生长发育的所有阶段都表达。

棉纤维品质指标形成的动态模拟

棉纤维品质形成的准确模拟对构建棉花生长模拟系统及优质高产管理决策具有重要意义。本文以棉铃发育的生理生态过程为基础,采用生理发育时间作为定量发育进程的尺度,通过量化品种效应及水分、日均温和日温差等生态因子对棉纤维品质指标形成的影响,构建了预测棉纤维伸长、比强度增加和纤维素积累的模拟模型。利用不同生态点不同日均温和日温差条件以及不同水分处理的试验资料对模型进行了检验。结果显示,纤维长度、纤维比强度、纤维素含量模拟值与观测值之间的根均方差(RMSE)分别为1.15 mm,1.03 cN.tex-1和4.37%,表明模型具有较好的预测性和适用性。

基于高光谱数据提取棉花冠层特征信息的研究

采用ASD Field Spec Pro VNIR 2500型高光谱仪获取了不同生育时期棉花冠层的高光谱遥感数据,通过光谱分析技术研究了棉花冠层结构与其光谱数据之间的关系。结果表明,不同品种、不同密度、不同配置方式及不同生长状况间棉花的冠层光谱存在着较明显的差异,棉花冠层光谱反射率与其叶绿素含量、叶面积和生物量及生长发育阶段、健康状况和物候现象等因素密切相关。可见,运用高光谱遥感技术快速、有效、非接触、非破坏性地获取棉花冠层信息,对解释、预测和设计理想棉花群体意义重大,同时为新疆精准种植棉花和科学调控水肥提供了科学依据。

利用SSR标记对14个海岛棉品种的聚类分析

为了给海岛棉育种实践提供可靠的信息，采用SSR标记技术对14个已知来源的海岛棉品种的遗传背景进行了遗传多样性分析。从筛选出的41对有多态性的SSR引物中共扩增出280个等位位点，其中214个位点有多态性，占76．4％，每对引物可扩增出1～15个位点，平均6．83个等位位点。聚类分析表明，在Ski相似系数0．64水平上14个海岛棉品种可聚成4类。实验证明SSR标记技术可为海岛棉育种中亲本选配。提供可靠的分子水平上的依据。

陆地棉GhSAD2基因克隆与表达特征研究

Δ9硬脂酰ACP脱氢酶基因(GhSAD2)是脂肪酸合成代谢过程中关键的去饱和酶基因,为明确该基因在棉花脂肪酸合成代谢中的功能,该研究克隆了陆地棉GhSAD2基因,并对该基因的序列特征、进化关系及表达特性进行分析。序列分析显示,GhSAD2基因(GenBank登录号为KX197920)cDNA全长1 188bp,编码396个氨基酸,具有脂肪酸去饱和酶家族2个高度保守的组氨酸簇EENRHG和DEKRH,分别位于氨基酸的185和271位。系统进化分析显示,GhSAD2基因与可可树的同源基因进化关系非常接近。qPCR分析显示,GhSAD2基因在叶中的表达量高于茎和根,且在花后25d的种子中表达量达到最高值。低温胁迫诱导结果表明,GhSAD2基因在不同程度低温处理下均有上调表达,6h表达量最大,之后逐渐下调。研究表明,GhSAD2基因可能对棉子油不饱和脂肪酸的合成具有重要作用,同时在棉花抗寒方面也起一定的生理作用。