硅钾肥配施对水稻茎秆理化性状及抗倒伏能力的影响

该研究以易倒伏品种‘B优827’为试验材料,通过分析硅钾肥配合施用对水稻茎秆的弯曲力矩、抗折力以及倒伏指数的影响,探索通过肥料调控提高水稻抗倒伏能力的方法与技术措施。结果显示:(1)硅钾肥配施能显著增加水稻基部节间茎秆直径和壁厚,缩短节间长度,并在低硅中钾处理(T2,硅肥300kg/hm2、钾肥400kg/hm2)下基部各节间长度缩短幅度最大(12.44%~20.80%),直径和壁厚增加幅度分别为2.82%~5.76%、22.95%~28.57%。(2)硅钾肥配施处理后,水稻基部各节间纤维素、木质素及灰分含量显著变化,并以低硅中钾处理(T2)差异较显著,且基部节间木质素含量分别比对照显著提高14.55%、8.67%、7.73%。(3)硅钾肥配施处理能显著增加水稻基部节间抗折力,降低倒伏指数,同时仍以低硅中钾处理(T2)的抗折力最大、倒伏指数最小,对提高‘B优827’植株抗倒伏能力效果最好。研究表明,合理的硅钾肥配比(硅肥300kg/hm2、钾肥400kg/hm2)能显著增加易倒伏水稻品种‘B优827’的茎秆壁厚和直径,缩短基部节间长度,提高抗折力,同时还能增加其基部节间木质化程度,最终增强植株抗倒伏能力;硅钾肥配合施用可通过改善茎秆物理化学特性有效增强易倒伏水稻植株的抗倒伏能力。     

种植密度对玉米-大豆间作群体产量和经济产值的影响

采用二次饱和D最优设计,研究了种植密度对玉米 大豆间作群体产量和经济产值的影响,并建立了以玉米和大豆密度为变量,以间作群体籽粒产量、干物质积累和经济产值为目标函数的二元二次数学模型.模型解析表明： 种植密度对玉米 大豆间作群体籽粒产量、干物质积累和经济产值影响显著,玉米密度对群体各指标的影响大于大豆密度.在低密度水平下,群体籽粒产量、干物质积累和经济产值均随密度的增加而增加.群体籽粒产量达到8101.31 kg·hm^-2,最优措施组合为：玉米密度72023株·hm^-2+大豆密度99924株·hm^-2;群体干物质积累达到15282.45 kg·hm^-2,最优措施组合为：玉米密度75000株·hm^-2+大豆密度93372株·hm^-2;群体经济产值达到23494.50元·hm^-2,最优措施组合为：玉米密度73758株·hm^-2+大豆密度87597株·hm^-2.通过计算机模拟得出,在本试验条件下,玉米-大豆间作群体籽粒产量≥7500kg·hm^-2、干物质积累≥14250 kg·hm^-2、经济产值≥22500元·hm^-2的最佳密度组合为：玉米种植密度58554～71547株·hm^-2,大豆种植密度82217～100303株·hm^-2.     

水稻茎秆形态结构特征和化学成分与抗倒伏关系综述

水稻茎秆形态结构特征和化学成分与其抗倒伏性能相关。本文对水稻茎秆高度、茎秆基部第1、2节间长度、茎秆粗细、茎壁厚度、厚壁组织(机械组织)数量和强度、维管束数量、细胞壁纤维素和木质素含量、细胞中碳水化合物积累的数量、硅与钾的含量以及茎秆抗倒伏相关的QTL等与水稻的抗倒伏性的相互关系进行了综述,为水稻抗倒伏优良品种性状的选育提供参考。     

不同养分和水分管理模式对水稻抗倒伏能力的影响

大田试验下,通过对水稻茎秆基部物理性状、形态特征和硅、钾含量的测定和比较,系统研究了不同养分和水分管理模式对水稻茎秆抗倒伏能力的影响．结果表明,有机无机肥配施,特别是秸秆与化肥配施(CS)养分模式可明显提高水稻植侏茎秆粗度、茎壁厚度和茎重,从而有效提高了基部茎秆的抗折力(RS)和明显降低了水稻的倒伏指数(LI),秸秆与化肥配施(CS)养分模式对水稻抗倒伏能力的效果在干湿交替(AWD)和控水模式(DRA)下表现更为明显。有机无机肥配施,特别是秸秆与化肥配施(CS)的养分模式在干湿交替(AWD)和控水模式(DRA)下更有助于提高水稻茎秆的硅、钾含量、相关分析表明,水稻基部茎秆茎壁厚度、茎重和抗折力与茎秆硅、钾含量存在显著(P<0．05)或极显著正相关(P<0．01)。     

马尾松人工林林分密度对林下植被及土壤性质的影响

采用样方调查及取样分析方法,研究广西大青山南亚热带不同密度马尾松人工林林下植被及土壤特征.结果表明:马尾松人工林自然发育14 a后,林分密度从1050 株·hm^-2增加到1800株·hm^-2,林下灌木层物种多样性指数增高.密度为1800 株·hm^-2时,多样性指数最高.当林分密度继续增大到2250 株·hm^-2,灌木层物种多样性指数却呈降低趋势.林下草本物种多样性指数对林分密度变化的响应不敏感;在林分密度影响下,林下灌木生物量与灌木层物种多样性指数变化规律一致.随着林分密度的增大,林下草本生物量呈降低趋势;不同密度马尾松人工林土壤理化特性差异显著(P<0.05).除全K、速效K和速效P外,土壤表层(0～20 cm)养分含量与林下灌木层物种多样性指数变化趋势一致.不同密度林地速效K和速效P含量变化波动较大.密度为2100 株·hm^-2的林分土壤 全P含量较高.中密度(1800 株·hm^-2)林地的土壤持水量和孔隙度均较高,土壤容重较低.     

小麦抗倒性研究进展

倒伏是严重影响小麦子粒产量和品质的一个重要因素。本文系统阐述了小麦茎秆形态和结构特性、茎秆化学成分与抗倒伏关系以及抗倒性的遗传和分子标记等方面的最新研究进展。株高、基部节间长度与抗倒性呈负相关;而基部节间粗度、秆壁厚、单位长度干重与抗倒性呈正相关。茎秆机械组织细胞层数、厚度,维管束数目、面积以及髓腔大小与抗倒性密切相关。茎秆化学成分中纤维素、木质素以及碳水化合物含量和硅、钾元素含量与抗倒性呈正相关。小麦抗倒性呈数量性状遗传特征,除受多对主基因控制外,可能还受微效修饰基因作用。采用分子标记技术已将抗倒性以及与抗倒性相关的茎秆形态性状进行了QTL定位。     

水稻直立穗突变体抗倒伏性的遗传力分析

为研究直立穗突变体R1338和R334在抗倒伏特性方面的遗传力与配合力,选用弯曲穗型不育系川农1A、ABG15s和2个含有DEP1直立穗基因的直立穗不育系E69A、E102A,与蜀恢498及其直立穗突变体R1338、R334进行不完全双列杂交,比较F1基部各节的抗倒伏特性。发现F1基部各节抗折力与倒伏指数呈极显著负相关性,抗折力与茎节的直径和茎壁厚度呈极显著正相关;通过回归分析发现影响水稻基部节抗倒伏能力的主要影响因子为茎节的抗折力和弯曲力矩,抗折力越大、弯曲力矩越小其倒伏指数也就越低;2个直立穗突变体基部节倒伏指数的一般配合力效应值均低于野生型,其中R1338的倒伏指数的一般配合力效应值更低一些。因此利用直立穗亲本配组可以显著改良杂交后代的抗倒伏能力。     

水稻基部伸长节间性状与茎秆机械强度的相关分析和QTL定位

分析水稻品种‘沈农265’和‘丽江新团黑谷’杂交的F2群体基部第二节间茎秆机械强度与该节间形态和茎秆解剖结构的相关性,并对基部第二节间机械强度和相关性状进行QTL定位的结果表明：机械强度与茎粗、茎壁面积、茎壁厚度、大小维管束数目、大小维管束面积、大小维管束韧皮部面积、大小维管束木质部面积呈显著或极显著的正相关,与节间长度呈极显著的负相关,而与茎秆扁平率的相关不显著。采用复合区间作图,从研究的14个目标性状中检测到18个QTL。控制基部第二节间的抗折力的QTL检测到4个,位于第4、7、9和10号染色体上,可解释遗传变异的12%～23%。在第4和第7染色体上的相同区间上还同时检测到了控制茎壁性状和维管束性状QTL,贡献率在12%～21%之间。说明这两个位点是控制基部第二节间机械强度的重要区域,也是茎壁性状、维管束性状与机械强度高度正相关的遗传学基础。     

栽培因子对胡麻天亚9号产量的影响

为了探讨甘肃省胡麻高产栽培方案,以‘天亚9号’为试验材料,采用播种量（X₁）、底施氮肥（X₂）、底施磷肥（X₃）、底施钾肥（X₄）、叶面施钾肥（X₅）、叶面施硼肥（X₆）、生长调节剂（多效唑,X₇）、生育期灌水量（X₈）的8因素均匀设计,研究不同栽培因子对高产优质胡麻‘天亚9号’籽粒产量的影响,并对胡麻产量与各栽培因子进行相关性分析、通径分析及主成分分析.结果表明： 影响胡麻产量的因素为播量、底施氮肥、底施钾肥、生长调节剂、底施磷肥、叶面喷施钾肥;其相关性依次为播量>生长调节剂（多效唑）>底施氮肥>底施磷肥>叶面喷施钾肥>底施钾肥.进一步进行最高产量模拟寻优,采用频数分析法得到胡麻产量大于173.58 kg·hm^-2的优化栽培因子为：播量4.68～4.92 kg·hm^-2,底施氮肥11.59～14.75 kg·hm^-2,底施磷肥17.26～21.95 kg·hm^-2,底施钾肥7.00～12.50 kg·hm^-2,叶面肥（磷酸二氢钾）1.41～1.81 kg·hm^-2,生长调节剂（多效唑）751.74～954.04 g·hm^-2.     

单粒精播对花生冠层微环境、光合特性及产量的影响

在大田条件下,以大粒型花生品种‘花育22’为材料,研究了22.5万株·hm^-2(S₁)、19.5万株·hm^-2(S₂)、16.5万株·hm^-2(S₃)3个密度单粒精播条件下,花生冠层微环境、光合特性及产量的差异.结果表明: 与传统双粒穴播15万穴·hm^-2相比,3个密度的单粒精播模式均提高了花生生育期内的冠层透光率、冠层温度、CO₂浓度,降低了冠层相对湿度,改善了生育中后期的冠层微环境;单粒精播模式下花生叶片的光合色素含量、光合速率均高于传统双粒穴播,其中,S₂和S₃处理的效果显著.综合冠层微环境特征、光合特性及产量等因素分析,单粒精播模式S₂(19.5万株·hm^-2)处理的群体大小适宜,个体分布均匀一致,不仅缓解了群体与个体间的矛盾,而且优化了冠层微环境,提高了花生不同层次叶片的光合特性,增加了后期光合产物的合成与积累,实现了产量的最大化.     

花后灌水次数对强筋小麦籽粒产量和品质的影响

在防雨池栽培条件下,以2个优质强筋小麦品种（济麦20和藁城8901）为试验材料,研究了花后不同水分供应状况对籽粒产量、籽粒品质（粉质仪参数和面包体积）及其蛋白质组分的影响.结果表明：2个品种的籽粒产量、面粉的面团形成时间、面团稳定时间和制成面包体积均随花后灌水次数的增加呈先升高后降低的趋势;其中,花后灌1水（花后7 d）时藁城8901的籽粒产量最高,花后灌2水（花后7 d+花后14 d）时济麦20的籽粒产量最高;2个品种面粉的面团形成时间、面团稳定时间和制成面包体积均以花后灌1水时最优.单体蛋白含量、不溶性谷蛋白含量、谷蛋白总含量、蛋白质含量以及湿面筋含量也呈现类似的变化趋势.逐步回归分析表明,花后不同水分供应状况下,不溶性谷蛋白含量是影响面团稳定时间的关键因素,谷蛋白总含量与面包体积的变化密切相关.因此,为了保持优质强筋小麦品质的稳定性,水分管理应以改善籽粒蛋白质特别是谷蛋白组分的构成为目标.     

不同氮肥基追比例对高温胁迫下小麦籽粒产量和品质的影响

选用强筋小麦品种济麦20、烟农19、藁麦8901做试验材料,设置不同氮肥基追比例和籽粒灌浆中后期高温胁迫处理,研究了不同氮肥基追比例对高温胁迫条件下小麦籽粒产量和品质的影响.研究结果表明,追氮比例由50%增加到70%,3个品种的千粒重、籽粒产量、粗蛋白含量、湿面筋含量、醇溶蛋白含量、谷蛋白含量、HMW-GS含量、LMW-GS含量、HMW-GS/LMW-GS比值显著提高.济麦20和烟农19的谷蛋白大聚合体含量、谷蛋白大聚合体体积加权平均粒径和表面积加权平均粒径因追氮比例提高而升高, 藁麦8901则无显著变化.济麦20和烟农19的面团形成时间、面团稳定时间因追氮比例提高而延长, 藁麦8901基本不受影响.追氮比例由50%增加到70%,3个品种的籽粒支链淀粉/直链淀粉比值显著降低,淀粉糊化高峰黏度、低谷黏度、稀懈值、最终黏度和反弹值相应降低.总之,提高氮肥追施比例可在一定程度上缓解灌浆期高温胁迫对小麦粒重和蛋白质质量的不利影响,但对淀粉质量产生负面效应,且品种间存在差异.     

不同灌水处理对强筋小麦谷蛋白大聚合体粒度分布和品质的影响

在田间条件下,以两个优质强筋小麦品种(藁城8901和济麦20)为供试材料,研究了不同灌水处理(全生育期不灌水、拔节期灌1次水、越冬期和拔节期灌2次水、越冬期、拔节期和灌浆期灌3次水,每次灌水量675 m³·hm^-2)对强筋小麦谷蛋白大聚合体含量与粒度分布、品质和产量的影响.结果表明: 两个小麦品种的面团形成时间、面团稳定时间、面包体积、籽粒产量、谷蛋白大聚合体含量以及体积加权平均粒径、表面积加权平均粒径、粒径>100 μm的体积百分比和表面积百分比均以灌2水处理最高.相关分析显示,两个小麦品种的面团形成时间、面团稳定时间和面包体积与粒径<10 μm和10～100 μm的谷蛋白大聚合体颗粒体积百分比呈显著负相关,而与粒径>100 μm的谷蛋白大聚合体颗粒体积百分比、体积加权平均粒径和表面积加权平均粒径呈显著正相关.水分供应过多或过少均不利于籽粒产量和品质的同步改善,灌溉水平可通过改变谷蛋白大聚合体粒度分布影响小麦籽粒品质.     

基于生理指标与籽粒产量关系的小麦品种抗冻性分析

以20个冬小麦品种为材料进行盆栽试验,对其在低温胁迫条件下功能叶超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性,丙二醛（MDA）、可溶性蛋白、可溶性糖含量以及籽粒产量、千粒重和籽粒形态性状进行测定.结果表明：拔节初期麦苗经-4 ℃低温胁迫后,不同品种冬小麦籽粒形态性状和产量性状均发生变化,绝大多数小麦品种籽粒长宽比、圆度和不育小穗数均增加,籽粒等效直径和面积及千粒重和籽粒产量均下降.通径分析表明,拔节初期低温处理后,功能叶SOD活性和可溶性糖含量是影响籽粒产量的主导因素,其中SOD活性对籽粒产量的直接影响较大,直接通径系数为-0.578.以籽粒产量下降的百分数作为小麦抗冻性评价的标准,可将20个小麦品种划分为3类：强抗冻类型的济麦19、济麦20、良星99、山农1135、山农8355、泰山23、泰山9818、汶农6号和烟农21,弱抗冻类型的临麦2号、潍麦8号、烟农19和淄麦12号,而其余7个品种属中度抗冻类型.苗期综合评价值（D值）与籽粒产量下降的百分数之间呈显著负相关(r=-0.512*),说明小麦苗期抗冻性强有利于获得较高的籽粒产量.苗期是小麦抗冻性鉴别选择的重要时期.     

基因枪法获得逆境诱导转录因子DREB1A转基因小麦的研究

以小麦品种H6756和藁城8901作为基因枪转化的靶材料,取其护颖至雌雄蕊原基形成期的幼穗,用含逆境诱导转录因子DREB1A和bar基因的质粒pAHC25轰击胚性愈伤组织,在分别含有5mgL和10mgLBasta溶液的培养基上进行筛选。得到的抗性愈伤组织在不含Basta溶液的培养基上再生培养,获得218棵再生植株。田间涂抹浓度为100mgL的Basta溶液检测后,对抗性植株作PCR检测,获得54棵再生植株。通过对其中20株T1代的PCR和Southern杂交分析,已获得14株含DREB1A和bar基因的转基因小麦植株,其中H675613株,藁城89011株。     

不同小麦品种对低温胁迫的反应及抗冻性评价

以济麦19、济麦21、济南17等15个冬小麦品种为材料,对其在低温胁迫条件下功能叶和叶鞘超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、丙二醛(MDA)含量与可溶性蛋白含量等生理指标进行测定,以功能叶各项指标的抗冻系数作为衡量抗冻性的指标,利用主成分分析、聚类分析对其抗冻性进行综合评价。低温胁迫条件下,不同冬小麦品种起身拔节期功能叶和叶鞘中SOD活性、POD活性和CAT活性均不同程度地上升,MDA含量和可溶性蛋白含量均下降。通过主成分分析和聚类分析,将15个冬小麦品种划分为3类:济麦19、山农8355属强抗冻类型;山农664、泰山9818、济麦21、济麦22、烟农24、烟农19、烟农21、汶农6号、鲁麦21、济南17属中度抗冻类型;其余3个品种(泰山23、聊麦18、临麦2号)属弱抗冻类型。     

土壤紧实度变化对小麦籽粒产量和品质的影响

以济南17(强筋品种)、烟农15(中筋品种)、鲁麦22(弱筋品种)为供试品种,设置人为碾压和不碾压2种处理,研究了土壤紧实度(以土壤容重表示)变化对不同类型小麦品种的籽粒产量和加工品质的影响。结果表明,随着土壤紧实度提高,3个品种的分蘖成穗率均显著降低,从而导致单位面积穗数和籽粒产量降低。3个品种相比较分蘖成穗率低的鲁麦22籽粒产量降幅最大。相关品质指标测定结果显示,提高土壤紧实度,对3个品种的蛋白质含量、湿面筋含量、沉淀值和吸水率均无显著影响,但济南17的面筋指数明显降低,面团断裂时间和面团稳定时间显著缩短,单位重量面粉烘焙所得的面包体积变小,而烟农15和鲁麦22受影响较小。其原因可能与土壤紧实度提高条件下济南17籽粒中谷蛋白／醇溶蛋白比例和谷蛋白大聚体含量降低有关。将济南17面团流变学特性年际间变化幅度与紧实度变化的处理效应相比较发现,土壤紧实度是影响强筋小麦品种品质性状稳定性的重要因素之一。     

Evaluation of mercury resistance and accumulation characteristics in wheat using a modified membership function

Mercury pollution in fields has become a potential threat to human health. Planting wheat cultivars with low mercury accumulation in slight or medium mercury-polluted fields is an efficient solution to ensure food safety. Therefore, this study evaluated the mercury resistance and accumulation characteristics of 30 generalized wheat cultivars in major wheat-producing areas of China. A modified membership function that considers the weight of each trait was used.Results demonstrated that the plant height of wheat significantly increased under both low mercury and high mercury stresses. The uppermost internode length significantly increased while the spikelet number significantly decreased under low mercury stress. Yield-related traits, including total grain number, fresh grain yield, and dry grain yield, significantly decreased under high mercury stress. The mercury concentrations in wheat grains presented a significant negative correlation with the mercury resistance coefficients of plant height (−0.38*), spike length (−0.39*), and fresh grain yield (−0.38*) under high mercury stress. The heritability of all traits reached medium to high levels, ranging from 0.31 to 0.68. This finding suggested that the investigated traits are stable and suitable for the assessment system. Selection criteria for wheat mercury resistance were established using discriminant analysis, which integrated the mercury resistance coefficients of effective tiller number, fresh grain yield, and dry biomass into the discriminant function under low mercury stress and the mercury resistance coefficients of dry grain yield and dry biomass under high mercury stress. Ultimately, Liangxing-99, Nongda-3163, and Gaocheng-8901 were screened for high mercury resistance and low mercury accumulation. These wheat cultivars could be planted in fields with low or medium mercury pollution to obtain safe grains.     

Genome-wide linkage mapping of yield-related traits in three Chinese bread wheat populations using high-density SNP markers

Key message

We identified 21 new and stable QTL, and 11 QTL clusters for yield-related traits in three bread wheat populations using the wheat 90 K SNP assay.

Abstract

Identification of quantitative trait loci (QTL) for yield-related traits and closely linked molecular markers is important in order to identify gene/QTL for marker-assisted selection (MAS) in wheat breeding. The objectives of the present study were to identify QTL for yield-related traits and dissect the relationships among different traits in three wheat recombinant inbred line (RIL) populations derived from crosses Doumai?×?Shi 4185 (D?×?S), Gaocheng 8901?×?Zhoumai 16 (G?×?Z) and Linmai 2?×?Zhong 892 (L?×?Z). Using the available high-density linkage maps previously constructed with the wheat 90 K iSelect single nucleotide polymorphism (SNP) array, 65, 46 and 53 QTL for 12 traits were identified in the three RIL populations, respectively. Among them, 34, 23 and 27 were likely to be new QTL. Eighteen common QTL were detected across two or three populations. Eleven QTL clusters harboring multiple QTL were detected in different populations, and the interval 15.5–32.3 cM around the Rht-B1 locus on chromosome 4BS harboring 20 QTL is an important region determining grain yield (GY). Thousand-kernel weight (TKW) is significantly affected by kernel width and plant height (PH), whereas flag leaf width can be used to select lines with large kernel number per spike. Eleven candidate genes were identified, including eight cloned genes for kernel, heading date (HD) and PH-related traits as well as predicted genes for TKW, spike length and HD. The closest SNP markers of stable QTL or QTL clusters can be used for MAS in wheat breeding using kompetitive allele-specific PCR or semi-thermal asymmetric reverse PCR assays for improvement of GY.

     

Response of wheat genotypes to sowing date and boron fertilization aimed at controlling sterility in a rice-wheat rotation in Nepal

Spikelet sterility in wheat (Triticum aestivum L.) is emerging as a production threat in different parts of Nepal. This study was aimed at determining the effects of sowing date and boron application in controlling spikelet sterility in four different genotypes of spring wheat in a rice-wheat system in the western hills of Nepal. Four genotypes of known different responses to boron were planted on 21 November, 6 December and 21 December, 1994 with or without boron application at 1 kg B ha-1 (i.e. 9 kg borax ha-1) on a soil that was known to be deficient in boron.The effect of sowing date was significant for the phenology, yield components, percentage sterility and grain yield. Sterility was significantly increased in the crop planted on 21 December, which had also the lowest 1000 seed weight and grain yield; there was an almost 50% grain yield reduction compared to the crop planted on 21 November. Terminal moisture stress (i.e. lack of moisture during the later part of the development) was observed in the late sown crop which also amplified the extent of sterility associated with boron deficiency. Genotypes differed in response to sowing dates and boron treatment for all of the phenological events measured, yield components, grain yield and percentage sterility. SW-41 and BL-1022 had significantly higher sterility at all sowing dates. BL-1249 showed a consistently lower% sterility over all sowing dates and boron treatments. The addition of boron significantly increased the number of grains set per spike thereby decreasing the total sterility in boron responsive genotypes SW-41 and BL-1022 while those not susceptible did not respond. The boron concentration in the flag leaf at anthesis was increased in treatments with added B in the soil but genotypes did not differ in boron concentration for any soil treatment.