2011-2019年黑龙江省大麻生产变化及与气象因子的关系

大麻是黑龙江省重要的经济作物之一,年播种面积占全国一半左右。探明黑龙江省大麻种植面积、总产及单产变化趋势,解析气象环境因素对大麻产量的影响,对于黑龙江省大麻的科学区划布局和健康发展具有重要意义。本研究分析了黑龙江省2011-2019年大麻的播种面积、总产和单产的时空变化趋势,并探讨了大麻单产与主要气象因子间的关系。结果表明:黑龙江省大麻播种面积年均增长2096.5 hm^(2),总产年均增长12696.6 t,大麻种植区域主要分布在黑河市、绥化市、齐齐哈尔市、大庆市等区域,新增区域主要分布在齐齐哈尔市、哈尔滨市和牡丹江市。各地单产的变化幅度较大,变幅为58.2~10178.6 kg·hm^(-2)。黑河市、绥化市、大庆市等大麻传统主产区的单产高且稳定,一般为5000~10000 kg·hm^(-2)。而新增区域的单产较低,哈尔滨市和齐齐哈尔地区的平均单产低于3500 kg·hm^(-2),具有较大的提升空间。大麻单产与5-9月的≥10℃活动积温和5-9月的累计降水量呈正相关,与5-9月的太阳总辐射呈负相关,但未达到显著水平。现阶段不同区域的单位面积产量高低主要取决于栽培技术水平。

基于高密度SNP遗传图谱的粳稻芽期耐低温QTL鉴定

水稻直播由于省时、省工和节约成本而备受农户关注。然而,芽期耐冷性不强致使现行推广的许多优良水稻品种不适于直播生产。因此,挖掘鉴定芽期耐冷位点,为后续的辅助育种提供基因资源就日益受到重视。本研究利用丽江新团黑谷和沈农265构建的重组自交系群体及其重测序构建的包含2818个bin标记的遗传图谱对水稻芽期的耐冷性进行QTL定位分析。共检测到5个芽期耐冷QTL,分布在水稻的1号、3号、9号和11号染色体上,增效等位基因均来自耐冷亲本丽江新团黑谷。这些QTL的LOD值的范围从3.05到24.01,表型贡献率为8.0%~53.5%。其中,表型贡献率最大的主效QTL是qCTB11b,位于11号染色体长臂端的21.24 Mb^22.03 Mb之间,物理图谱区间为790 kb。随后利用"选择作图"的策略进行了QTL验证和累加效应分析,明确了可以通过QTL的累加聚合实现芽期耐冷能力的遗传改良,聚合的增效QTL越多,耐冷能力提升越明显。上述研究结果不仅可以增强人们对芽期水稻耐冷能力遗传基础的认识和理解,也可以为后续直播品种的遗传改良提供理论依据和技术指导。

低温胁迫对大豆幼苗形态生理指标及籽粒产量的影响

黑龙江省大豆苗期低温冷害频发,为了明确大豆苗期低温胁迫对籽粒产量是否有影响,试验采用盆栽方法,在大豆V1期将自然环境下生长的幼苗置于人工气候箱进行不同温度处理,分别为6℃,10℃和25℃(对照),处理48 h后测定叶片鲜重、子叶鲜重、茎鲜重、根系鲜重及叶片叶绿素含量,然后将幼苗转移到盆栽盆中生长,成熟期测定大豆籽粒产量及产量构成因子。结果表明:大豆幼苗期低温胁迫显著降低了不同大豆品种叶片鲜重、子叶鲜重、茎鲜重、根系鲜重及叶绿素含量;随着温度的降低,耐低温大豆品种‘合农60’的形态及生理指标降低幅度要低于低温敏感型大豆品种‘黑农48’。苗期低温胁迫未显著降低耐低温大豆品种‘合农60’株荚数、株粒数、百粒重及籽粒产量,但显著降低了低温敏感型大豆‘黑农48’的株荚数、株粒数、百粒重及籽粒产量。研究得出结论为苗期大豆低温胁迫不利于大豆籽粒产量形成,显著降低低温敏感品种大豆籽粒产量。

高粱品种克杂15号及配套高产高效种植技术

高粱品种克杂15号于2017年通过国家登记审核,该品种属于酿造型杂交种,其突出特点是产量高,秆强耐密植,适合机械化收获,适宜在黑龙江省第三积温带春播种植。从前茬作物选择、整地、种子处理、播种时期、种植密度、平衡施肥、中耕管理、化学除草、病虫害防治、适时收获以及秸秆处理等方面阐述了克杂15号配套高产高效种植技术,为黑龙江省高粱产业持续发展及农民选种提供参考依据,进而实现高粱增产、农民增收。

新时期地方农业科研院所知识产权保护与利用研究

为促进黑龙江省农业科学院水稻相关知识产权成果的持续转化,以黑龙江省农业科学院为例,对其水稻相关知识产权保护的现状及存在的问题进行了剖析。黑龙江省农业科学院的水稻品种权主要来自于水稻研究所、耕作栽培研究所、绥化分院和生物技术研究所;发明专利主要来自耕作栽培研究所;实用新型专利主要来自水稻研究所和耕作栽培研究所。这些专利主要集中在耕作栽培相关技术和育种相关技术领域。进一步分析发现黑龙江省农业科学院知识产权工作存在品种保护意识不足和专利质量良莠不齐,缺乏有效转化的问题。同时针对上述问题提出了进一步加强知识产权工作的建议和对策。

禾本科植物盐腺的结构和功能研究进展

利用盐腺将植株地上部分携带的过量盐分排出体外,是耐盐植物适应土壤盐碱化的重要机制之一。大量的国内外研究表明,耐盐禾本科植物中存在典型的盐腺结构。为探明禾本科作物的耐盐碱机制,从而改良其耐盐碱功能,本文概述了禾本科植物盐腺的形态和结构、禾本科植物典型双细胞型盐腺的排盐机制、双细胞型盐腺向体外排出离子的功能特点,以及影响盐腺排盐能力的因素,并对今后深入开展盐腺的研究进行了展望。盐腺的抗逆功能可以提高禾本科植物的抗盐性和抗重金属性,平衡作物体内的离子和重金属含量,最终能够提高作物的产量和品质。禾本科植株盐腺对光合作用和病虫害抵抗作用的机理将成为未来研究的热点。

种植方式对寒地水稻抗倒伏性状的影响

为了探索不同种植方式对寒地水稻抗倒伏能力的影响,以‘龙粳21’和‘龙稻18’为试材,比较研究了水直播、旱直播和插秧栽培模式下水稻的抗倒伏特性。种植方式对寒地水稻的抗倒伏特性有显著影响,但两品种表现不一致。其中,‘龙粳21’N1至N4节间的倒伏指数为插秧>水直播>旱直播,单茎抗推力为旱直播>插秧>水直播。‘龙稻18’N1、N3和N4节间的倒伏指数为插秧>旱直播>水直播,N2节间为旱直播>插秧>水直播,单茎抗推力均为水直播>插秧>旱直播。相关分析表明,提高寒地水稻抗倒伏能力应适当降低株高、重心高度和N1、N2节间的长度,不宜攻大穗。在寒地稻区,通过选择适宜的品种及合理地构建多穗和小穗的群体结构,既利于直播稻获得较高的产量,也有利于提高抗倒伏性。

利用龙稻5号/中优早8号RIL群体定位粒形QTL

【目的】粒形是决定稻米产量、品质和商品价值的重要数量性状之一。本研究旨在利用水稻重组自交系群体鉴定控制粒形的QTL,为水稻粒形基因的挖掘和长粒形粳稻育种应用奠定基础。【方法】以短圆粒形的粳型超级稻品种龙稻5号(LD5)为母本和细长粒形的早熟籼稻品种中优早8号(ZYZ8)为父本构建包含176个家系的重组自交系群体测定粒长、粒宽、长宽比和粒厚等粒形性状,分析粒形性状间的关系并进行QTL定位和比较分析。【结果】利用区间作图法共检测到8个粒形QTL,分布在3、5、6、7和11号染色体上,表型贡献率范围为4.69%~18.89%,LOD值范围为2.52~8.74。这8个QTL包括3个粒长QTL qGL3、qGL7和qGL11,2个粒宽QTL qGW3和qGW5,2个粒厚QTL qGT3和qGT6,1个长宽比QTL qLWR3。其中,qGL3、qGL7、qGW3、qGW5和qLWR3可以在3个年份稳定检测到。利用多环境联合分析共检测到14个粒形QTL,包括qGL2、qGL3、qGL7和qGL11共4个粒长QTL;qGW3和qGW5共2个粒宽QTL;qGT3、qGT5和qGT6共3个粒厚QTL;qLWR3a、qLWR3b、qLWR5、qLWR7和qLWR11共5个长宽比QTL,分布在2、3、5、6、7和11号染色体上,表型贡献率范围为2.28%~15.78%,LOD值范围为4.20~20.90。与已克隆的粒形基因进行染色体位置比较发现,qGL3/qLWR3区间包含已克隆的GL3.1;qGW5区间包含已克隆的GW5;qLWR3b/qGT3区间包含已克隆的TGW3。【结论】利用区间作图法和多环境联合分析的方法从龙稻5号和中优早8号的重组自交系群体中共鉴定了14个粒形QTL,其中8个QTL是两种方法重复检测到的。这些QTL定位区间内包含已克隆的GL3.1、TGW3和GW5等粒形基因。

不同生育时期增温对寒地水稻产量和品质的影响

随着全球气候变暖,高温已成为威胁寒地水稻生产的主要气候因素之一。利用六角形开口玻璃房模拟日间增温,并用耐热高产品种龙稻21和热敏感优质品种龙稻18为试验材料,进行了不同生育时期的增温处理试验。结果表明,模拟增温设施能够实现日间平均1.2~2.6℃的增温效果。全生育期增温使龙稻21和龙稻18的产量分别提高7.4和4.5 t·hm^(-2),增产效应主要是通过增加生物量、有效穗数和每穗颖花数实现的。进一步分析不同生育时期增温对产量的影响发现,分蘖期、拔节期、抽穗期和灌浆期的增温使龙稻21的产量分别增加1.2、3.9、0.8和1.1 t·hm^(-2)。拔节期、抽穗期和灌浆期的增温能使龙稻18的产量分别增加1.5、2.5和1.8 t·hm^(-2)。孕穗期增温导致龙稻21和龙稻18的产量分别减少0.2和1.2 t·hm^(-2)。各生育时期增产主要通过增加生物量、有效穗数和每穗颖花数实现。不同耐热品种对增温的响应不同,主要受结实率的影响。同时也发现,增温对千粒重存在负向作用。分蘖期和拔节期增温能够增加糙米率和精米率,而孕穗期、抽穗期和灌浆期的增温导致糙米率、精米率下降以及垩白米率、垩白度升高。增温对稻米食味值、蛋白质含量和直链淀粉含量的影响较小。未来如果高温出现在寒地水稻生育前期危害较弱,而且还有部分有利作用。但如果高温发生在孕穗期、抽穗期和灌浆期,对寒地优质稻谷的生产危害较大,应进一步加强对寒地水稻生育后期高温的研究和耐高温品种的选育。

利用F_(2∶3)家系群体分析寒地水稻穗部性状间的关系

为深入剖析寒地水稻穗部性状之间的关系,为寒地水稻穗部性状改良提供参考,本研究以高产品种东农415(二次枝梗集中于穗中上部)和优质品种龙稻18(二次枝梗集中于穗下部)及其杂交衍生的包含464个株系的F_(2∶3)家系分离群体为材料,对穗重、穗数、穗长、每穗颖花数、着粒密度、一次枝梗数、二次枝梗数等20个穗部相关性状进行方差分析、相关分析和通径分析。结果表明:这些性状在F_(2∶3)家系分离群体中均存在双向超亲分离,分布频率接近正态分布。相关分析表明,除穗数、一次枝梗结实率与其他各穗部性状之间无显著相关性外,其余穗部性状之间均具有显著或极显著相关性。其中,穗重与大多穗部性状均呈显著或极显著的相关关系,且每穗粒数、每穗颖花数、二次枝梗数、二次枝梗粒数及二次枝梗实粒数与穗重的相关系数较大。通径分析表明,每穗粒数、每穗颖花数和千粒重对穗重作用较大。

1961-2019年松嫩平原盐碱地区域水稻生长季气候资源的时空变化特征分析

基于1961-2019年松嫩平原盐碱地区域的13个气象站的逐日气象资料,分析了松嫩平原全年及水稻生长季内的平均气温、活动积温、昼夜温差、降水量和日照时数等农业气候资源的时空变化特征。结果表明,与第Ⅰ阶段(1961-1990年)相比,第Ⅱ阶段(1991-2019年)松嫩平原盐碱地区域的热量资源明显增加,年均气温升高了1.1℃,年均气温的气候倾向率分布在0.23℃/10a~0.41℃/10a,5℃等值线向北推移了约2.2°。最冷月和最热月的平均气温分别增加了1.4℃和0.7℃。水稻生长季内≥10℃的活动积温增加了248.7℃·d,活动积温3000℃·d等值线北移了约2.6°,昼夜温差降低了0.6℃。年日照时数和生长季内日照时数均呈降低趋势,分别降低了184.0和17.4h。以松花江为界,吉林省部分地区的降水量减少,黑龙江省部分地区的降水量略增加。该区域农业气候资源的整体变化特征表现为暖湿趋势,这必然会对该区域的盐碱地水稻生产产生一定的影响。