高温下钾肥调控水稻产量的研究进展

全球气候变暖导致的极端高温天气严重影响水稻生产,研究水稻高温伤害机理以及栽培调控措施对阐明水稻高温伤害具有重要意义。本文综述了近年来水稻幼穗分化期、抽穗开花期及灌浆期高温对产量形成的影响及机理,包括花粉发育、颖花育性、灌浆结实、活性氧产生和清除、糖代谢、激素变化等生理生化过程。钾参与植物多个生理过程的调控,因此本文从“源―流―库”的调节、花粉萌发和花粉管伸长、活性氧和激素的稳态等方面论述了钾肥在缓解水稻高温胁迫中的可能作用,概述了不同栽培措施对高温下水稻产量形成的调控,并结合现有研究对优化钾肥管理、提高水稻的抗热性进行了展望。

烯效唑与褪黑素复配对红小豆萌发和根系形态的影响

为通过植物生长调节剂处理种子提升幼苗质量,设置了烯效唑浓度为2、4、8、16和32 mg/L,及上述浓度烯效唑与100μmol/L褪黑素复配包衣处理,以无药剂溶液包衣为对照,研究不同浓度烯效唑及其与褪黑素复配对红小豆种子萌发、根系形态特征和抗氧化酶活性、糖类含量等的影响。结果表明,8 mg/L烯效唑(S8)及其与褪黑素复配(S8M)处理红小豆发芽指数较对照均显著提高,发芽率与对照无显著差异。随着烯效唑浓度提高,根系中果糖、可溶性糖和可溶性蛋白含量呈先上升后下降的趋势,均表现为S8最高,而根系蔗糖和淀粉含量则未表现出明显规律。与其他处理相比,S8及S8M处理更有利于同时促进抗氧化酶活性维持较高水平,显著提高根系活力。相关性分析表明,上述生理指标和根系形态指标存在显著和极显著相关关系。综合分析认为,8 mg/L烯效唑包衣及其复配100μmol/L褪黑素包衣处理均可促进红小豆萌发和根系发育,有利于出苗整齐和壮苗形成。

有机肥与土壤调理剂对连作甘薯生长发育及土壤肥力的影响

为明确生物有机肥与土壤调理剂对连作甘薯生长发育及土壤肥力的影响,2020-2023年通过田间定位试验,设置对照不施肥(CK)、单施化肥(SF)、单施生物有机肥(SBF)、50%化肥配施50%生物有机肥(FBF)、100%化肥配施土壤调理剂(FC)5个处理,研究不同施肥条件下甘薯光合特性、抗逆性能力、产量以及土壤养分、酶活性的变化规律。结果表明,不同施肥处理甘薯叶片相对叶绿素含量(SPAD值)、光合速率、抗逆性能力、鲜薯及薯干产量、土壤养分含量和酶活性均优于CK处理。不同施肥处理对比中,FBF处理能够提高叶片SPAD值、光合速率、蒸腾速率以及超氧化物歧化酶、过氧化物酶活性;FC处理能够提高叶片气孔导度以及过氧化氢酶活性。随着施肥时间延长,2023年不同处理鲜薯、薯干产量表现为FBF>FC>SBF>SF>CK,其中,FBF处理与FC处理无显著性差异。相关性分析表明,鲜薯产量及叶片光合特性与土壤酶活性变化具有紧密相关的联系。由此可知,连续多年施用生物有机肥与土壤调理剂均可提升甘薯光合作用与抗逆性能力,改善土壤质量,提高鲜薯和薯干产量。

不同栽培模式对芝麻产量及土壤水热状况的影响

为探索适宜西北地区芝麻高产节水栽培模式,于2021-2022年以当地主栽芝麻品种晋汾芝1号为材料,对不同栽培模式下芝麻各生育期土壤含水量、土壤温度及产量相关农艺性状进行测定,分析不同栽培模式下土壤水热效应对芝麻产量和水分利用效率的影响。结果表明,在芝麻各生育期,双垄播种不覆膜、双垄播种覆白膜、双垄播种覆黑膜3个处理0~20 cm土壤温度与裸地平播(CK)栽培相比,分别提高了0.7、2.2、1.5℃,其中2个双垄覆膜处理与CK均达显著性差异;双垄播种覆白膜和双垄播种覆黑膜处理0~60 cm土层的土壤贮水量均高于CK处理,特别在苗期和初花期表现最为明显;双垄播种覆白膜、双垄播种覆黑膜栽培方式显著提高了芝麻各生育期生物量,对芝麻成熟期果轴长、单株蒴果数、每蒴粒数均有明显的促进作用,产量分别提高了14.19%和17.60%,同时水分利用效率也显著高于CK处理,分别提高了17.23%和21.50%。因此,在西北干旱地区应大力推广双垄覆膜节水栽培技术,特别是黑色地膜覆盖技术。

棉花早、中熟品系营养器官碳氮含量变化的差异及与干物质积累的相关性

为探究不同生育期棉花品种的干物质积累及产量与其碳氮代谢相关性,采用生育期不同的2个陆地棉近等基因系早熟系4003-10和中熟系4003-6,测定生殖生长阶段蕾期至吐絮期根、茎、叶的全氮、氨基酸、非结构性碳水化合物(己糖、蔗糖和淀粉)含量及棉株各部位生物量,比较2个品系的差异,并分析营养器官含氮量与生物量的相关性。结果表明,4003-6比4003-10具有更大的铃重、衣分及皮棉产量。生殖生长阶段4003-6叶片比4003-10具有较高的全氮、氨基酸、非结构性总碳、淀粉含量及碳氮比,表明前者叶片具有较强的碳氮代谢活性和碳水化合物生产能力;4003-6的根系氨基酸水平高于4003-10,且具有更高的氮素吸收效率。在营养器官中,根系含氮量对棉花植株地上部、根系、营养器官和生殖器官的生物量积累影响最大。早熟系4003-10单株根、茎、叶的含氮量与生殖器官生物量的相关系数均高于中熟系4003-6,表明早熟品系的吸氮能力对产量影响更大。

增施大豆豆粕及豆粕炭对酸性水稻土的改良效果及对水稻产量的影响

为探讨大豆豆粕及其炭化还田对酸性水稻土的改良效果及对水稻产量的影响,通过大田试验,设置5个处理,分别为豆粕2250kg/hm^(2)(A1)、豆粕4500kg/hm^(2)(A2)、豆粕炭2250kg/hm^(2)(B1)、豆粕炭4500kg/hm^(2)(B2)和常规施肥(CK),分析不同处理下水稻产量、土壤pH、有机质和速效氮磷钾含量的变化。结果表明,与CK相比,施用豆粕和豆粕炭均可显著提高水稻产量(P<0.05),A1、A2、B1和B2处理的水稻产量分别比CK处理增加了11.1%、13.3%、8.3%和9.8%,且A1和A2处理的水稻产量显著高于B1和B2处理。水稻收获后,A1、A2、B1和B2处理土壤pH分别比CK处理提高了0.32、0.33、0.11和0.22;土壤有机质含量分别增加了12.40%、33.76%、11.93%和22.99%;土壤全氮含量分别增加了2.34%、5.33%、9.78%和7.95%;土壤有效磷含量分别增加了3.21%、28.78%、18.96%和24.18%。与CK处理相比,增施豆粕和豆粕炭处理产值增加,但纯收益及产投比降低,均表现为CK>A1>B1>A2>B2。因此,与豆粕炭相比,豆粕可作为较好的土壤改良剂培肥改良酸性水稻土。

新疆喀什地区适栽抗除草剂复播谷子品种筛选初报

对来自不同生态区谷子品种的农艺性状与产量性状进行相关分析,探讨主要农艺性状对产量的影响,挖掘适宜南疆地区复播的早熟、高产、优质抗除草剂谷子新品种。2019-2020年以不同生态区的13个主推谷子品种为材料,采用相关性分析对产量相关的12个农艺性状进行综合评价。结果表明,各品种生育期在78~109d,供试材料中6个品种生育期均≤88d(豫谷18,CK);有7个品种连续2年各综合性状表现优异,产量稳定,相比CK显著增产。穗重、穗粒重、成穗数与产量呈显著正相关;8个农艺性状对谷子产量影响依次为穗重>穗粒重>穗数>生育期>株数>穗粗>穗长>株高,说明抗除草剂复播谷子品种的筛选应首先关注穗部性状,其次是生育期与株高。通过综合评价,筛选出豫谷32、赤谷K1、冀杂金苗、豫谷31和冀谷41等5个较适宜在南疆地区推广种植的抗除草剂品种。

欢迎订阅2023年《作物杂志》

《作物杂志》是由中国科学技术协会主管,中国作物学会和中国农业科学院作物科学研究所主办的有关农作物的科技期刊。《作物杂志》创刊于1985年,是国家新闻出版广电总局首批认定的学术期刊,为全国中文核心期刊、中国科技核心期刊、中国农业核心期刊。《作物杂志》主要栏目有专题综述、遗传育种·种质资源·生物技术、生理生化·植物营养·栽培耕作、植物保护、种子科技等。读者对象主要是从事农作物研究的科研人员、大专院校师生和农业技术推广人员等。

种质资源保护和育种创新现状及发展对策——以湖南和海南两省为例

自实施第3次全国农作物种质资源普查行动以来,湖南和海南两省积极开展种质资源普查工作,相继出台了促进现代种业发展的相关政策法规,农业种质资源保护和育种创新工作取得了一定成绩。在总结两省基本做法的基础上,分析了目前两省种业发展面临的挑战,从强化顶层设计、加强种质资源保护、建立健全现代种业创新体系、提高商业化育种能力、完善落实种业知识产权保护和提升种业发展支撑保障水平6个方面提出了发展对策,为我国种质资源保护及育种创新发展提供参考。

3个苦荞品种对盐胁迫的生理响应及耐受性评价

为研究不同苦荞品种对盐胁迫的生理响应及耐受性,以3个苦荞品种野鸡苦荞、宁苦2号和湖南苦荞7-2为材料,采用盆栽试验,分别用0、50、100、150mmol/L NaCl溶液处理,通过观察和测定幼苗叶片形态特征、幼苗生长指标和生理生化指标,采用隶属函数分析法对不同苦荞品种耐盐性进行综合评价。结果显示,在盐胁迫下3个苦荞品种叶片出现失水皱缩和黄化腐烂的症状,以高浓度伤害最明显;随NaCl浓度的升高,3个苦荞品种的鲜重、干重、株高、茎粗和根长均表现出下降趋势;叶绿素、丙二醛含量和超氧化物歧化酶活性呈先上升后下降趋势,以100mmol/L处理最高,过氧化物酶活性和相对电导率呈上升趋势,以150mmol/L处理最高;根系活力呈下降趋势,以150mmol/L处理最低。经过隶属函数分析及综合评价,3个苦荞品种耐盐性表现为宁苦2号>湖南苦荞7-2>野鸡苦荞。

不同施氮量对饲用燕麦光合特性及氮素光合利用效率的影响

为探明不同施氮量下饲用燕麦在晋北地区光合特性及氮素光合利用效率的差异,以4个国内外具有代表性的饲用燕麦品种为试验材料,研究其生物产量、光合特性及氮素光合利用效率的变化特点。结果表明,4个参试品种的干草产量均随着施氮量的增加呈递增趋势,均在施氮量180kg/hm^(2)时最高;随着施氮量的增加,各品种净光合速率和氮素光合利用效率呈持续增加的趋势。综合各项指标可知,晋北地区蒙燕1号、甜燕麦、KONA和坝燕7号4个燕麦品种生产时,田间施氮量可控制在180kg/hm^(2)水平。

贵州辣椒光合生理特性对干旱胁迫的响应

辣椒是贵州省特色经济作物之一,是农业产业结构调整的主导和优势产业,但贵州省大部分地区属喀斯特地貌,土壤保水性差,极易发生干旱,探明辣椒在干旱胁迫处理后的调节机制和变化规律,对实现贵州地区辣椒优质高产有重要的理论价值和实际生产意义。选取贵州省辣椒主栽品种辣丰三号,研究以土壤田间持水量80%为对照组(CK),在轻度(土壤田间持水量为70%,LD)、中度(60%,MD)、重度(40%,SD)和特重(20%,TD)胁迫下,辣椒的产量、生长量、光合特性和果实生理特性的调节机制和变化规律。结果表明,随着干旱胁迫程度的增加,辣椒的果长、果粗、茎粗、株高、单果重以及干物质含量显著下降,且下降趋势随着干旱胁迫程度的增加越加明显。同一处理辣椒的净光合速率(Pn)表现出先上升后逐渐平稳的趋势,随着干旱程度的增加而逐渐降低,最大净光合速率(Amax)、表观量子效率(Q)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)都显著下降,水分利用效率明显上升。干旱胁迫抑制了辣椒植株的生长,辣椒的粗脂肪和粗纤维含量较CK处理显著下降,LD处理二氢辣椒素含量显著低于CK处理,但是随着干旱程度的增加,辣椒素和二氢辣椒素含量逐渐增大(除LD和TD处理外)。综上可知,在贵州喀斯特干旱地区,轻度至中度干旱胁迫(田间持水量60%~70%)可以满足辣椒的正常生长需要。

播期和行距互作对小麦籽粒产量和品质的调控

为探明播期和行距对小麦籽粒产量和品质的影响,于2019-2020年在连云港市稻麦综合示范基地以小麦品种连麦7号和淮麦45为供试材料,设置不同播期和行距处理,研究不同处理下小麦产量及其构成因素、籽粒蛋白质组分含量、加工品质和粉质参数的变化规律。结果表明,随着播期推迟,连麦7号和淮麦45的穗粒数、千粒重和籽粒产量均先增加后减少。在10月15日和10月30日播期下,2个小麦品种籽粒产量在行距25cm时最高。2个小麦品种籽粒蛋白质及其组分含量、加工品质和粉质参数等指标在10月15日和10月30日播期下表现较好,而11月15日播期下各行距处理的小麦品质均明显下降。随着行距增大,2个小麦品种湿面筋含量、吸水率、稳定时间和粉质质量指数不断提高,但3个行距处理间差异未达到显著水平。由以上可知,播期对小麦籽粒产量和品质的影响大于行距。综合分析可知,兼顾连麦7号和淮麦45高产优质的最佳播期和行距配置分别为10月30日、25cm和10月15日、25cm。

水稻可消化蛋白质含量测定方法研究及资源筛选

水稻是重要口粮作物,是重要的蛋白质来源,但水稻种子蛋白质中包括不可消化的醇溶蛋白与可消化的谷蛋白、清蛋白与球蛋白。通过蛋白质提取方法研究,探讨一种可行的水稻可消化蛋白质含量测定方法,并对从国际水稻所引进的804份品种资源进行测定。结果表明,60%乙醇水溶液中加入0.4%质量体积分数的Na OH作为提取溶剂,采用300W超声波重复提取3次可以获得可消化蛋白质含量的准确测定结果,测得804份品种资源的平均可消化蛋白质含量为7.80%。本研究为水稻的可消化蛋白质含量测定提供了快速有效的技术手段,并筛选出了一批可消化蛋白质含量高和可消化蛋白质含量低的水稻资源。

施肥对蚕豆根瘤及产量的影响

针对冀北蚕豆主产区,研究了不同施肥处理对蚕豆根瘤及产量的影响。研究表明,磷钾肥可以促进根瘤的形成;在盛花期,根瘤的数量和干重随着施氮水平的增加呈先增加后减少的趋势,且N60施氮水平时根瘤的数量(56.0个/株)和干重(0.121g/株)值最高,分别比对照增加了46.6%和49.4%;在成熟期,根瘤数量和干重均随着氮肥的增加整体呈降低趋势,氮肥抑制根瘤的形成。施用磷钾肥和氮磷钾肥处理干物质积累量均高于对照处理。适量的氮肥与磷钾肥配施可促进蚕豆根、茎、叶、子粒的生长,过多的氮肥则会抑制植株的营养生长和生殖生长。本试验条件下,施用N 60kg/hm^2、P_2O_5 60kg/hm^2、K_2O 75kg/hm^2时,蚕豆产量较高。

糖料蔗等价配方施肥农艺及品质性状比较分析

为研究糖料蔗等价配方施肥的农艺性状和产量效益状况,筛选适合广西来宾市蔗区的施肥配方。以糖料蔗绿色高产高糖为目标,将前期试验筛选的5个施肥配方和常规施肥配方(CK)作为研究对象,选用新台糖22号,采取小区试验与大田示范(表证试验)相结合的评价方法,对各施肥配方处理糖料蔗的农艺性状和产量效益进行比较和分析。结果表明,在广西来宾地区具有推广价值的糖料蔗施肥配方为F2和F5施肥配方,理论产蔗量分别比CK增产5.97和1.80t/hm^2,分别比CK提高6.74%和2.03%;甘蔗蔗糖分分别比CK增加0.18和0.06个百分点;理论产糖量分别比CK增加1.00和0.31t/hm^2,分别比CK提高8.16%和2.53%。总体来看,F2施肥配方优于CK且差异显著,F2施肥配方氮磷钾比例较为均匀,CK施肥配方存在重施氮肥、轻施磷钾肥,结合广西来宾市兴宾区蔗地土壤养分状况分析,氮磷钾施用量和比例合理并注重加施微量元素对提高糖料蔗生产效益有促进作用;F5施肥配方与CK相比差异不显著,但F5施肥配方重施生物有机肥,减少了化肥的施用量,可逐步改良和培肥土壤,符合绿色和生态农业的发展理念。大田示范(表证试验)结果与小区试验结果基本吻合。

作物快速育种技术研究进展

缩短杂交后代生长周期、加快加代纯合速度是提高育种效率的重要途径。本文分析了影响作物生长周期的环境和遗传因素,总结了利用自然环境或人工光温控制措施加快作物育种进程的研究进展,并评估了分子标记辅助选择技术在快速育种中的应用价值。

氮肥用量对绿豆品种皖科绿3号农艺性状及氮肥利用率的影响

为了研究氮肥用量对绿豆品种皖科绿3号产量的影响,设计4种氮肥水平(0、30、60、90kg/hm^2),对不同处理中植株地上部干物质积累、叶绿素含量、单株荚数、产量等性状进行分析。试验结果表明:增施氮肥有助于提高干物质积累和叶绿素含量,尤其在苗期和开花期可使绿豆保持较高的叶绿素含量。根瘤数量、鲜重和干重随着氮肥施用量的增加表现出先增加后减小的趋势。株高、分枝数随着施氮量的增加而增加。氮肥水平对单株荚数、产量和氮肥农学利用率的影响效果相似,随着氮肥水平的升高,这3种性状表现为先增加后减小的趋势,在60kg/hm^2的氮肥处理达最大值。该结果同时也表明氮肥主要通过单株荚数影响绿豆产量。氮肥偏生产力随着施氮量的增加显著下降。试验结果表明施用适量氮肥可提高绿豆的增产潜力,皖科绿3号在安徽省地区种植的适宜氮肥施用量为60kg/hm^2。

北部冬麦区冬小麦区试品种(系)的稳定性和适应性分析

为客观准确地评价区域试验中北部冬麦区冬小麦新品种(系)的丰产性和稳产性,以2014-2015年度国家北部冬麦区水地组冬小麦品种(系)区域试验产量数据为资料,应用AMMI模型对小区产量的基因型、环境和基因型与环境(G×E)互作进行了研究。结果表明,稳定性最好的为农大3486、京农12-79,较好的有科遗4174、长6794、中麦93,较差的为航麦109、晋太102、众信7198;试点以天津武清、山西榆次、新疆阿拉尔、河北遵化、山西屯玉分辨力较高,河北固安、河北滦县、北京顺义、北京昌平分辨力较低。在对区域试验中品种(系)稳定性和试点的分辨力进行判定时,综合使用双标图和稳定性参数两种方法,既直观又准确。