为了进一步优化宁夏引黄灌区水稻施肥方案、提高产量、提升品质,试验通过探究不施微肥(CK)、基施锌肥、基施锰肥、基施+喷施锌肥、基施+喷施锰肥5个不同施肥处理对水稻株高、产量因子、产量和稻米品质的影响,明确其适宜种类及施用方法。结果表明:采用基施+喷施锌肥处理水稻株高、穗长表现最好,采用基施+喷施锰肥处理水稻总穗粒数、结实粒数表现最好;基施+喷施锌肥、基施锰肥处理水稻产量分别比不施微肥处理(CK)增加了872.8,681.6 kg/hm2,增产率分别为9.09%和7.10%。稻米品质因子分析显示,基施锰肥或基施+喷施锰肥能够提高稻米蛋白质含量、糙米率、精米率、整精米率,降低碳水化合物含量、垩白粒率、垩白度;在宁夏引黄灌区采用基施锌肥或基施+喷施锌肥处理能够提高稻米的蛋白质含量和糙米率,降低碳水化合物含量;基施+喷施锌肥处理能够提高稻米的精米率和整精米率。锌肥的施用采取基施+喷施水稻增产效果较好,锰肥采用基施水稻的增产效果较好。

为了探究燕麦锌高效的生理机制,试验采用营养液培养法,研究6个锌水平下4个燕麦品种锌积累的差异。结果表明:对不同燕麦品种苗期进行锌效率差异性评价的最佳锌胁迫浓度为10-8mol/L。4个低锌水平(0,10-9,10-8,10-7mol/L)对地上部生长及锌积累的影响程度大于根系,在低锌培养下4个燕麦品种苗期锌效率系数为燕科1号>白燕7号>草莜1号>加7,燕科1号为锌高效燕麦品种,加7为锌低效燕麦品种,白燕7号和草莜1号则为中度敏感品种;低锌胁迫对锌高效品种燕科1号的整株锌积累量、地上部锌积累量及根系锌积累量影响均较小,且在低锌胁迫下燕科1号根冠比均小于其他3个品种,而锌转运系数则大于其他3个品种,说明锌高效燕麦品种对低锌胁迫适应性更强。

为了寻找对白菜种子萌发产生抑制作用的化学物质,进而研究沙芥化感作用,通过生物检测方法研究了沙芥果皮浸提液中的甲醇、乙酸乙酯、乙醚、石油醚萃取相及剩余水相对白菜种子萌发及幼苗生长的影响,并利用GC-MS技术鉴定其化学组成。结果表明:不同浓度沙芥果皮各分离相萃取液对白菜种子萌发及幼苗生长呈现化感抑制作用,且浓度越高,抑制作用越强,其化感综合效应介于-0.01～-0.49。相同浓度处理下,沙芥果皮各分离相萃取液对白菜种子萌发与幼苗生长的抑制程度为乙醚相>乙酸乙酯相>甲醇相>剩余水相>石油醚相,乙醚相为优势分离相。从沙芥果皮各分离相萃取液中鉴定出的主要化合物为酚酸类、有机酸类、醇醚类、芳香烃类物质,其中邻苯二甲酸和15-冠醚-5为各分离相共有的物质。各分离相萃取液浓度高于0.75 g/mL对白菜种子发芽、幼苗苗高和根长均具有较强的抑制作用。

为了揭示晋北苦荞种质资源多样性和发掘苦荞资源中的优良品种(系),试验对引进的50份苦荞资源的主要性状进行了初步分析。通过田间鉴定,结果表明:黑苦荞、毕节黑苦荞、营盘苦荞、88-29(Ⅳ-136)产量高于3 000.0 kg/hm2,其中88-29(Ⅳ-136)最高,为3 297.2 kg/hm2;试验发现矮秆品种(系)和大粒品种(系)各1份,分别为82-4-6和中阳苦荞。并采用系统聚类分析方法,将供试材料在遗传距离9.5水平上聚为3大类。研究结果对筛选优异苦荞资源,促进苦荞生产具有重要意义。

为了揭示小麦新品种平安0602在不同生态区域高产稳产特性,依据2015—2017年河南省冬小麦区域试验产量汇总资料,采用产量、变异系数、高稳系数、回归系数及坐标法对试验数据进行分析。结果表明:平安0602两年度的产量分别较对照品种增产7.04%和4.83%,表现出高产特性;两年度的回归系数值分别为1.056 5和1.019 9,接近群体回归系数值1.000,表现出稳产特性;高稳系数值均低于对照品种;回归线均在群体平均线以上。以上参数说明小麦新品种平安0602具有高产稳产的特性,且该品种在审定区域内有较高的推广价值。

根据2013—2016年安徽省小麦区域试验和生产试验汇总资料,通过产量、变异系数、高稳系数、回归系数和适应度等指标对小麦新品种阜麦9号的丰产性、稳产性和适应性进行了评价,同时利用抗病性鉴定及品质检测结果对阜麦9号的抗病性和品质状况进行了简要分析。结果表明:阜麦9号在2013—2015年安徽省小麦区域试验中的平均产量为8 472.5 kg/hm2,较对照(皖麦52)增产6.17%,在2015—2016年生产试验中的平均产量为8 141.7 kg/hm2,较对照增产6.62%,具有较高的丰产性;阜麦9号不同年度地点间的产量变异系数较对照小,但高稳系数均高于对照,其自身的产量遗传基础较好,具有较好的稳产性;阜麦9号3年试验中的平均适应度为95.7%,2年区域试验的回归系数均值为1.007,均优于对照,具有广泛的适应性;阜麦9号对赤霉病和白粉病的抗性达到中抗水平,纹枯病的抗性与对照相当,其品质类型在2014—2016年达到中强筋水平。结论为阜麦9号是一个抗病性强、品质优良、丰产稳产、广适性好的小麦新品种,适合于安徽省沿淮淮北各小麦主产区种植,具有良好的推广应用前景。

针对内蒙古黄土高原地区秸秆资源利用不合理、利用率低等实际问题,在清水河县进行秸秆直接还田小区试验,探究0,3 000,6 000,12 000 kg/hm2秸秆还田量下土壤有机质、全量养分、速效养分及产量变化规律,旨在明确秸秆还田对该区域玉米农田土壤养分提升及作物产量的影响。结果表明:秸秆还田促进了土壤有机质和全氮、全磷、全钾含量提升,减缓了土壤碱解氮、有效磷和速效钾的消耗;在产量方面,3 000,6 000,12 000 kg/hm2生物产量和籽粒产量分别较对照提高9.3%,13.1%,10.1%和8.5%,11.4%,9.3%。不同秸秆还田量对土壤养分影响显著,秸秆还田可培肥土壤和提高作物产量,其中以6 000 kg/hm2还田措施效果最好,可作为一种提质增效栽培模式在内蒙古黄土高原推广应用。

研究有机肥替代化肥对马铃薯-小麦轮作体系中作物产量、钾积累量以及钾肥利用率和后效的影响,旨在为有机肥替代化肥施肥模式下钾素管理提供理论依据。文章通过在阴山北麓地区开展不同水平有机肥替代化肥处理的田间试验,研究了马铃薯-小麦轮作体系中产量效应、钾肥吸收以及钾肥利用率对不同有机肥替代化肥处理的响应。结果显示:马铃薯块茎产量和小麦籽粒产量均随着有机肥替代量的增加呈现先增加后降低的趋势,以有机肥替代化肥处理2(T2)的产量最高,比纯化肥处理(T0)增产达到显著(P<0.05);钾积累量规律相似,在马铃薯和小麦种植季有机肥替代化肥处理2(T2)钾积累量显著高于纯化肥处理(T0)和其他有机肥替代化肥处理(P<0.05),说明适量的有机肥替代量具有增产和增加钾积累量的作用。马铃薯种植季钾肥利用率为7.2%～38.2%,钾肥偏生产力为28.7%～297.9%;小麦种植季钾肥利用率为26.2%～50.9%,钾肥偏生产力为4.0%～26.7%。在马铃薯-小麦轮作体系中,推荐有机肥钾替代化肥钾比例不超过60%,有机肥钾替代化肥钾比例在30%～60%时对马铃薯、小麦增产效果好。

为了研究土壤微生物与秸秆覆盖的关系,试验利用Illumina HiseqTM2500高通量测序技术测定细菌16S rRNA V3+V4区与真菌ITS1区序列,分析5种不同覆盖方式在玉米4个关键生育时期土壤微生物菌群结构及多样性。结果表明:玉米秸秆不同覆盖方式对细菌的结构及多样性影响不显著,各处理随时间均表现出先下降后上升再下降的趋势;对真菌影响显著。其中,无序覆盖(WX)、整秆覆盖(ZG)、地膜覆盖(DM)3种秸秆覆盖方式随生育时期的进程土壤真菌呈现先上升后下降的趋势;粉碎旋耕(FS)表现为先下降后上升再下降的趋势;烧秆(SG)表现为下降平缓再下降的趋势。与不覆盖的耕作方式相比,玉米秸秆覆盖会改变土壤中微生物的种类与结构,改善土壤质量,可在植物生长过程中持续提供营养物质。

研究不同耕作方式对油菜田土壤酶活性的影响,为北方农牧交错区合理耕作方式的选择与应用提供理论依据。文章研究分析了免耕秸秆还田(NT)、旋耕秸秆还田(RT)、传统翻耕秸秆不还田(T)、传统翻耕秸秆还田(TS)、深松秸秆还田(DT)5种耕作方式对播前和收获后油菜田不同土层土壤酶活性影响的差异。结果表明:不同耕作方式处理下的土壤酶活性变化趋势存在一定差异,其中,免耕秸秆还田(NT)处理的土壤蔗糖酶和脲酶活性较高,旋耕秸秆还田(RT)处理的土壤过氧化氢酶活性较高,不同耕作方式对0～20 cm土层土壤碱性磷酸酶活性的影响差异不明显;0～60 cm土层平均土壤过氧化氢酶、蔗糖酶活性表现为播前>收获后,而碱性磷酸酶活性表现为播前<收获后,土壤脲酶活性除传统翻耕秸秆不还田(T)处理、传统翻耕秸秆还田(TS)处理表现为播前<收获后外,免耕秸秆还田(NT)、旋耕秸秆还田(RT)、深松秸秆还田(DT)处理均表现为播前>收获后。

基因组编辑技术是研究植物基因功能和农作物品种改良的强有力工具。文章对CRISPR/Cas9和CRISPR/Cpf1两种基因组编辑技术的作用机理、区别及其在模式植物和农作物研究中取得的进展进行了综述,进一步揭示了基因组编辑技术在农作物分子育种中的应用前景,以期为基因组编辑技术在农作物育种中的应用提供理论依据。

为明确向日葵育种目标,对油用向日葵和食用向日葵进行了不同密度试验,进而根据不同品种的农艺性状、产量性状表现及特征特性,对当前向日葵育种方向进行探讨。结果表明:向日葵品种选育除了要求优质、高产,抗性好,植株紧凑,叶片小,田间通风透光性好,抗倒伏,耐密植且适宜机械化操作外,油用向日葵还要求籽实含油率高、油酸含量高,食用向日葵还要求籽粒商品性好且机械收获后籽粒不易脱皮、商品性保持不变。通过对向日葵育种目标的探讨,有助于向日葵品种的更新换代,更好地服务于向日葵生产,促进向日葵产业的发展。

为筛选可用于抗旱性评价的有效指标,创制性状稳定、干旱条件下高产且适应性广的抗旱玉米新品系,试验以40份玉米自交系为材料,于吐丝期设置干旱胁迫处理,测定其形态指标、生理指标,收获后进行考种及产量测定。结果表明:花期间隔(ASI)、百粒重和穗位高可作为评价玉米自交系抗旱性的次级性状指标。综合运用次级性状指标抗旱系数的平均隶属度值和产量抗旱指数隶属度值对40份玉米自交系抗旱性及产量潜力进行分类,可划分为3种类型:11份高产抗旱型玉米自交系,编号为2,7,8,11,22,25,27,29,30,35,39;8份中等抗旱型玉米自交系,编号为4,5,13,15,17,20,21,31;2份低产不抗旱型玉米自交系,编号为33,36。

为筛选适宜湛江地区种植的马铃薯新品种,对引进的9个华薯系列新品种进行适应性、丰产性试验,以"洋人洋"品种为对照,对9个品种进行了物候期及植株形态观察、各品种田间性状及块茎性状评价和产量测定。结果表明:9个品种均为中早熟品种,"华薯1号"和"华薯2号"综合表现优良,具有生长势强、产量高等特点,折合产量分别为38 019 kg/hm2和34 850.7 kg/hm2,较对照"洋人洋"分别增产21.93%和11.76%,可在湛江地区推广;"RJB"品种为紫皮纹状紫肉品种,综合性状表现良好,可作为彩色马铃薯品种在湛江地区进行推广;其他品种需进一步试验,确定是否在湛江地区有推广价值。

以内蒙古、黑龙江、甘肃等地生产中大面积种植的春小麦品种为试验材料,研究阴山北麓雨养条件下不同春小麦品种的农艺性状、籽粒产量、产量构成因素及籽粒品质特性。结果表明:从籽粒产量来看,拉1553和太空格来尼的产量最高。进一步分析,亩穗数的贡献率最大,为1.030,其次是穗粒数,贡献率为0.440,最小的是千粒重,贡献率为0.360。从籽粒品质来看,农麦2号和农麦4号蛋白质含量、湿面筋含量均显著高于其他品种。相关性分析表明:籽粒产量与蛋白质含量、湿面筋含量呈极显著负相关关系。在阴山北麓雨养条件下,拉1553和太空格来尼具有高产潜力,而农麦2号和农麦4号具有稳定的强筋品质。该区高产强筋小麦的选育和配套栽培措施的制定应注意协调籽粒产量与蛋白质含量、湿面筋含量等品质性状的关系,同时稳定穗粒数,提高千粒重,充分发挥品种的产量、品质特性。

为科学合理选择适合黑龙江垦区的玉米施氮量,试验在田间条件下,设置N1(0)、N2(90 kg/hm2)、N3(120 kg/hm2)、N4(150 kg/hm2)4个施氮处理,研究了玉米各器官干物质积累量变化。结果表明:叶片干物质积累量灌浆期至成熟期表现为随着氮肥施用量的增加而升高,N4与对照差异显著;与对照相比,增加氮肥施用量提高了茎干物质量,N3、N4均显著高于对照;N3在灌浆期显著提高了苞叶、雌穗干物质积累量,N3、N4均显著提高了孕穗期、成熟期苞叶和雌穗干物质积累;N4总干物质积累量显著高于对照和N2、N3处理。综合分析认为,N4对促进玉米干物质积累量增加效果最佳。

为了鉴定黄花苜蓿耐牧性的相关基因,采用PCR技术对黄花苜蓿Mfβ-Hex1基因进行克隆,并利用生物信息学软件分析了基因的序列信息。结果表明:黄花苜蓿β-氨基己糖苷酶(Mfβ-Hex1)基因全长786 bp,包含675 bp的开放阅读框,编码224个氨基酸,主要由谷氨酸、缬氨酸、亮氨酸等组成。与豆科植物蒺藜苜蓿和鹰嘴豆中的β-Hex1基因具有高度同源性,与蒺藜苜蓿聚为一支。Mfβ-Hex1基因属于GH20家族成员,不具有跨膜区域,其二级结构以α-螺旋为主,亚细胞定位主要存在于细胞质中,该研究为深入研究Mfβ-Hex1基因的功能奠定了基础。

保护性耕作在我国经过近20年的发展,取得了显著的生态、社会和经济效益。文章以内蒙古保护性耕作技术为例,阐述了农牧交错区生态环境特点、保护性耕作发展历史和关键技术创新与应用等情况;总结了农牧交错区高秆穴播作物模式、矮秆条播作物模式、块根块茎类少耕带作模式和草原改良模式等多种保护性耕作技术模式;阐明了农牧交错区在保护性耕作发展中与农业区划结合不够、农艺技术创新滞后、机械装备专用性和可靠性低、杂草发生及危害严重等突出问题;对今后农牧交错区保护性耕作发展定位、发展趋势、内涵界定、装备选择和长效机制建立重大理论与实践问题做了趋势分析,并提出了相关建议。

为提高中药材黄芩的产量以及规范化生产,文章研究大棚内培育黄芩在不同施肥量与密度条件下对根系形态指标及根部干、鲜重变化的影响。试验采用随机取样,在黄芩出苗后45,70,95,120,145 d分别采集黄芩的地下部分,测定主根长,根表面积,根体积,主根直径及根部干、鲜重。结果表明:黄芩药用部位在F2(磷酸二铵330.00 kg/hm2+尿素64.65 kg/hm2)处理下各根系形态指标优于其他处理,且生长速度较其他处理更快,同时密度的增加影响黄芩根系的生长。

运用二次正交回归旋转组合设计,于2017年和2018年对河套灌区玉米一穴双株增密高产栽培产量与密度、氮肥和磷肥用量关系进行了研究,并建立了产量与各因素之间的数学模型。结果表明:以两年试验建立的模型进行优化筛选,获得河套灌区玉米一穴双株增密高产(产量≥16 500 kg/hm2)栽培技术措施的指标为:密度96 675～97 920株/hm2,氮(N)420.75～431.55 kg/hm2,磷(P2O5)288.30～299.70 kg/hm2。