滨稻8号、滨稻10号和滨稻18是河北省农林科学院滨海农业研究所最新选育的耐逆高产系列水稻新品种,均展现弯穗大粒叶下禾的株型特征,在高产栽培条件下产量均超12.5 t/hm²。以滨稻8号、滨稻10号、滨稻18为材料,与其亲本津原89、垦育60及对照盐丰47比较,分析产量构成、干物质积累及光合特性,解析其高产形成机理。结果表明:滨稻品种平均产量12.61~13.06 t/hm²,平均较对照(盐丰47)增产15.51%,地上干物质积累量19.74~20.56 t/hm²,显著高于对照16.45%;产量库容较双亲及对照提升14.5%~15.2%,综合父本多穗与母本大粒特性,千粒质量28~30 g,较对照高16.57%。抽穗后滨稻品种叶面积指数“稳升缓降”,光合势356.83~378.58 (m²·d)/m²,较盐丰47高50.17%,蜡熟期总叶绿素含量高49.42%,净同化率2.62~2.78 g/(m²·d),保障生育后期物质生产。茎鞘非结构性碳水化合物表观转移率39.26%~43.24%,灌浆前中期高效输出充实库容,结实率超93%。综上,滨稻品种通过“大库容+强源供应+流畅转运”协同实现超高产,为华北粳稻高产育种提供理论支撑。

为评估羧基化多壁碳纳米管(MWCNTs-COOH)与铅(Pb)镉(Cd)复合污染的生态风险提供科学依据,采用水培法,探讨了不同浓度MWCNTs-COOH(2.5,5.0,10.0 mg/L)单一及其与5 μmol/L Cd+20 μmol/L Pb(Cd+Pb)复合污染对水稻苗碳氮代谢若干指标的影响。结果显示,2.5 mg/L MWCNTs-COOH提高净光合速率(Pn)以及叶绿素、可溶性糖、淀粉、游离氨基酸和可溶性蛋白含量,同时增加硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸合成酶(GOGAT)活性,但伴随着谷氨酸脱氢酶(GDH)活性显著降低。而10.0 mg/L MWCNTs-COOH明显降低水稻根长、茎长、Pn以及叶绿素、可溶性糖和淀粉含量,同时抑制GS、GOGAT和GDH活性,但提高了NR活性。复合处理后,与Cd+Pb处理组相比,2.5 mg/L MWCNTs-COOH复合组根长、茎长、净光合速率、叶绿素含量、可溶性糖含量、淀粉含量、GS和GOGAT活性等变化均不显著,而NR和GDH活性显著升高;10.0 mg/L MWCNTs-COOH复合组除NR活性显著升高外,以上其他指标较Cd+Pb处理组均显著下降。结果表明,低浓度MWCNTs-COOH促进水稻碳氮代谢,而高浓度MWCNTs-COOH抑制水稻碳氮代谢。复合处理后,低浓度MWCNTs-COOH与Cd+Pb复合产生协同作用,促进水稻氮代谢,但对碳代谢影响不明显;高浓度MWCNTs-COOH与Cd+Pb复合产生拮抗作用,减少光合产物的生成,显著抑制水稻碳氮代谢。此外,MWCNTs-COOH单一或与Cd+Pb复合导致游离氨基酸和可溶性蛋白含量的升高,有助于提高水稻苗抵御逆境胁迫的能力。

为探明人工光源植物工厂中不同光质对番茄幼苗生长、光合特性及抗氧化酶活性的影响,在光强为200 μmol/(m²·s)的条件下,以蓝光LED为对照,在蓝光的基础上分别添加光强一致的绿光、红光、远红光和紫外线,探究不同光质组合处理下番茄幼苗的生长、光合以及抗氧化系统等指标的变化。结果表明,与对照蓝光处理相比,蓝光+远红光处理的番茄幼苗株高显著增加了34.54%。蓝光+红光处理的番茄幼苗的茎粗以及干鲜质量与对照相比均显著提高,分别提高了39.27%,25.58%,22.20%。蓝光+绿光处理下的番茄植株气孔导度(Gs)、胞间CO₂浓度均高于其他处理。蓝光+红光处理下叶片的PS Ⅱ有效光化学量子产量、PS Ⅱ实际光化学量子产量、qP光化学猝灭系数均显著最高,比对照分别提高了4.30%,0.97%,1.87%。此外,蓝光+绿光、蓝光+红光处理显著提高植株的抗氧化酶活性,同时显著降低植株的丙二醛、活性氧自由基和过氧化氢含量。其中,蓝光+红光处理下的番茄幼苗丙二醛含量与对照相比显著下降了50.64%,而超氧化物歧化酶、过氧化物酶、抗坏血酸过氧化物酶活性则显著上升了15.44%,25.00%,21.65%。综上所述,蓝光+红光照射不仅有利于番茄幼苗壮苗培育,而且有利于提高叶片PS Ⅱ活性,进而提高光合性能,同时蓝光+红光还可以使番茄植株维持较高的抗氧化酶水平,提高番茄植株的抗氧化能力。

为了探究盐胁迫对设施黄瓜生长发育及品质的影响,2023-2024年度在北京市农林科学院蔬菜研究中心连栋玻璃温室内,以中农126号黄瓜为试验材料,在开花期开始进行盐处理,设置在营养液中添加0(对照),25,50,100 mmol/L NaCl共4个处理,分析不同浓度NaCl处理对设施黄瓜生长发育、光合特性、抗氧化酶活性、果实品质及产量的影响。结果表明:随着NaCl浓度的升高,黄瓜株高降低,茎粗差异不显著,叶面积减小;叶片光合色素含量和净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、最大光化学效率(Fv/Fm)、光化学猝灭系数(qP)逐渐降低;胞间CO₂浓度(Ci)逐渐升高;非光化学猝灭系数(NPQ)则呈先增后降的趋势,在T2处理下最高。超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性均呈现先增加后降低趋势,除SOD外,POD、CAT活性均在25 mmol/L NaCl浓度处理下最高,与CK相比,分别提高38.73%和95.18%;H₂O₂含量逐渐升高。随着NaCl浓度增加,瓜长缩短且瓜头部变尖,果实畸形率有所增加。维生素C含量呈先增后减的变化趋势,且在T1处理下表现最好,显著优于对照组。可溶性固形物含量在各处理间无显著差异;盐处理致使黄瓜产量显著降低,较之对照,下降38.89%~81.35%。基于产量与品质的综合评估,建议中农126号黄瓜采用25 mmol/L NaCl处理,可显著改善果实品质。后续研究将着重优化栽培技术,在保障品质的同时提高植株耐盐性,实现产量提升,为优质黄瓜生产提供技术支持。

探究红肉苹果果实成熟时及采后贮藏期间抗氧化物活性能力大小及变化趋势,为新疆野苹果资源的开发利用及功能型苹果选育提供参考依据。以华硕苹果为对照,研究4份红肉苹果资源果实成熟时总酚、总黄酮的含量及自由基清除力,研究贮藏期间相关抗氧化酶活性的变化趋势。结果表明,4份红肉苹果资源果实的总酚、总黄酮含量分别为1.42~3.12 mg/g,19.36~64.81 μg/g,含量显著高于对照华硕,其中克极显著高于华硕;自由基清除能力均高于对照华硕但差异不显著;供试样品的总酚与总黄酮间存在极显著正相关关系,且其总酚、总黄酮分别与二铵盐清除力间存在极显著正相关关系;抗氧化物酶类均呈波动式变化趋势,在整个贮藏期克的多酚氧化酶、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶活性均高于其他。克的抗氧化能力较强,可作为功能型苹果亲本材料用于选育抗氧化性较高的后代,实现新疆野苹果种质资源的开发利用。

为研究果实转色期植物生长调节剂处理对新疆自育品种葡萄果实品质及果实裂果特性的影响。以新疆葡萄瓜果所选育的优良鲜食葡萄品种新郁、新雅为试材,喷施 5 mg/L GA₃+5 mg/L 6-BA,设置转色期及每隔14 d喷施1次(T1)、2次(T2)、3次(T3)3个处理,通过对葡萄果实品质基础指标及裂果率测定,筛选出最佳喷施方案;使用ELISA试剂盒测定葡萄果皮细胞壁组成物质(果胶、原果胶、纤维素、半纤维素)的含量以及PG、PEP、PL、CE等关键酶活性,实时荧光定量PCR技术检测PG、PEP、PL、CE基因表达量的变化。结果显示,T3处理下,新郁、新雅2个品种果糖、葡萄糖组分均显著增加,新郁酒石酸、苹果酸含量显著降低,固酸比显著提升,裂果率分别降低40.7,24.0百分点;该处理下转色后期至成熟期与对照相比,PG、PEP、PL、CE代谢相关酶活性降低,对应相关基因表达量也下降,果胶、原果胶、纤维素、半纤维素细胞壁组分物质含量增加,从而影响果实裂果率。综上,转色后连续3次喷施GA₃+6-BA处理果实品质提升,转色后期通过负调控PG、PL基因的表达,降低了PG、PME、PL活性,增加了原果胶含量;转色后期及成熟期负调控CE基因的表达,降低CE活性,增加半纤维素含量;原果胶及半纤维素含量的增加,稳定了细胞壁结构,增强了果皮机械性能,降低裂果率。

为了探明不同采收期酿酒葡萄果实和葡萄酒中酚类物质的差异,以宁夏贺兰山东麓产区3种成熟度(23,25,27 °Brix)为采收期对北玫葡萄果实进行采收并酿造葡萄酒,测定果实与葡萄酒基本理化指标和酚类物质含量,并对23,25°Brix 2个成熟度果实进行转录组测序分析。结果表明,随采收时间后移,北玫葡萄果粒百粒质量与可滴定酸显著递减,而可溶性总糖、单宁、花色苷、总酚质量浓度及糖酸比显著递增,各指标间差异均达显著水平;葡萄酒的酒精度、总酚和单宁含量也随采收期延长而显著升高,可滴定酸、挥发酸和花色苷含量变化不大;葡萄果实和葡萄酒中酚酸、黄酮醇含量随采收期延长整体呈升高趋势,黄烷醇含量波动变化,是主要的酚类物质,在T2和W2时达到最大值,对转录组数据进行差异表达基因分析得到1 316个DEGs,其中598个上调,718个下调;KEGG通路分析得到DEGs主要富集的4个与酚类物质合成相关通路,分别为黄酮类化合物生物合成、苯丙氨酸代谢、苯丙烷类生物合成和黄酮与黄酮醇生物合成,其中PAL和CHS是关键的DEGs。综上,随着采收期延长,葡萄果实和葡萄酒品质提高,酚类物质含量增加,PAL和CHS上调表达,为酿造不同类型葡萄酒的原料选择和酚类物质合成相关基因的挖掘提供一定理论依据和基础。

通过研究富氢水(H)和普通水(CK)浇灌生长的草莓品质及抗氧化能力,揭示富氢水对提升草莓品质,延长草莓保鲜期的影响作用,为有效减少化肥农药的使用,提高草莓口感品质和食用安全性提供合理依据。以冀九和玉珠草莓为材料,采用富氢水和自来水分别浇灌草莓根部,通过对果实品质指标可溶性固形物、可滴定酸、果糖、葡萄糖、蔗糖、维生素C含量及保护酶超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性进行测定,并分别对根系、叶片的形态特征及叶片的叶绿素含量及光合速率进行测定。结果表明,富氢水处理的草莓果实可溶性固形物、可滴定酸、蔗糖、维生素C含量显著高于普通水处理,且随机森林分析显示,可滴定酸、蔗糖和维生素C是主要影响草莓可溶性固形物的因子。富氢水处理的草莓根系的长、体积、表面积、直径及根尖数量和叶片的长、宽和叶面积及叶绿素和光合速率显著高于普通水处理。25 ℃储存条件下草莓的CAT和SOD活性显著高于4 ℃,且富氢水处理的草莓酶活性显著高于普通水处理。随着草莓储藏时间的延长,CAT活性呈现先升高后降低的趋势,并在第3天最高,SOD活性随着贮藏时间的延长无显著变化。以上结果说明,富氢水可提升草莓口感和品质,延长草莓的保鲜期及货架期,达到提质增效的目的。

为探究NaCl胁迫下切花芍药的生理生化特性,以切花芍药品种秀兰·邓波尔开花级数为一级的花枝为试验材料,采用水培的方法,用不同浓度NaCl(0,0.2%,0.4%,0.6%)溶液处理,观测花枝的表型变化,用DAB、NBT染色和测定相应的生理生化反应,了解切花芍药秀兰耐盐潜力,探究切花芍药的耐盐机理。结果表明:切花芍药秀兰在0.2%轻度盐胁迫时枝条表型无明显变化,0.4%盐胁迫叶片开始出现轻微黄化卷曲现象,0.6%盐胁迫下盐害症状更加明显,叶片卷曲皱缩。盐胁迫下芍药叶片含水量,叶绿素含量均随着盐浓度的升高显著下降;电解质渗透率,脯氨酸含量显著上升;高浓度盐胁迫导致芍药叶片活性氧($\mathrm{O}^{\bar{.}}_{2}$和 H₂O₂)积累显著,多种抗氧化酶活性显著上调。综上所述,0.2%盐胁迫对切花芍药秀兰影响较小,但0.4%及以上的盐浓度超出秀兰的耐受范围;切花芍药秀兰主要通过增加渗透调节物质和提高抗氧化酶的含量来应对盐胁迫。

为明确不同类型玉米品种青贮产量对种植模式的反应,以苍郁338(CY338,稀植品种)和农大372(ND372,耐密品种)为试验材料,于 2023,2024 年设置常规种植模式(CT)、1∶1∶2模式(1∶1∶2)、双株模式(DP)和40+80模式(40+80)共计4个模式在大田环境下开展试验。结果表明:生育期内玉米植株、单穗干质量(干产)逐渐增加,鲜质量(鲜产)逐渐下降,不同模式对玉米干鲜质量及产量影响差异较大,其中干鲜质量表现为CT>40+80>1∶1∶2>DP,而采用DP模式和1∶1∶2模式植株产量显著高于其他模式,全穗产量年度间差异较大,CT模式(2023)和DP模式(2024)下的全穗产量最高,1∶1∶2模式下次之。品种间单株、单穗干鲜质量以CY338显著高于ND372,而产量反之,年度变化基本一致。两品种的植株和单穗干鲜质量对种植模式的反应均表现为CT模式最高,DP模式最低。其他模式下,除了2023年ND372植株干鲜质量以外,品种干鲜质量均表现为40+80模式高于1∶1∶2模式。而品种的产量对种植模式的反应与干鲜质量差异较大,40+80模式不利于2个品种植株及全穗高产,采用DP模式和1∶1∶2模式植株产量高于其他模式,且除了降雨较多的2023年ND372以外,试验年度内两品种均以DP模式最高;2个品种的全穗产量除了降雨较少的2024年CY338以DP模式最高,1∶1∶2模式次之以外,其他年份及品种的最高产量均以CT模式最高。因此,种植模式改变了品种的植株及穗部性状,选择具有较高耐密性玉米品种可实现植株与全穗青贮产量的提高,以植株青贮为主要收获目标前提下采用DP模式可实现产量的大幅度提升(多雨年耐密品种选择1∶1∶2模式),以全穗青贮为主要收获目标时采用CT模式(少雨年份稀植品种采用DP模式)可获得较高的收获效益。

研究咸淡混合水喷灌对夏玉米生长发育及产量的影响,对缓解淡水资源短缺,促进非常规水资源利用,保障夏玉米生产具有重要意义。在河北省黑龙港流域中部平原区开展连续2 a的田间试验,揭示淡水喷灌、2 g/L咸淡混合水喷灌及3 g/L咸淡混合水喷灌对夏玉米根系分布、光合特性及产量的影响。结果表明:2 a 2 g/L咸淡混合水喷灌0~60 cm土层全生育期平均根干质量密度较淡水喷灌降低了7%~9%,但差异不显著,而3 g/L喷灌显著降低了19%~26%。相比于淡水喷灌,2 a 2,3 g/L咸淡混合水喷灌对叶片光合特性均有不利影响,尤其是3 g/L咸淡混合水喷灌,其净光合速率、气孔导度和光能利用效率分别显著降低了29%~37%,40%~49%和29%~35%,严重影响叶片光合能力。2020年2 g/L咸淡混合水喷灌叶面积指数较淡水喷灌降低了15%,但差异不显著,3 g/L咸淡混合水喷灌叶面积指数显著降低了28%;2021年,全生育期内不同处理间的夏玉米叶面积指数无显著差异。对于株高,2 a全生育期不同处理间均无显著差异。2 g/L咸淡混合水喷灌对2 a夏玉米产量均无显著影响,3 g/L咸淡混合水喷灌2020年的夏玉米产量显著降低了9%。不同处理间的夏玉米穗数、穗粒数及百粒质量均无显著差异。综上所述,咸淡混合水喷灌矿化度不超过2 g/L可以保障该地区夏玉米正常生长发育及产量供应。

旨为研究河北省冬小麦气象干旱的时空分布特征,利用河北省冬小麦种植区域119个国家气象站1991-2021年冬小麦生育期内的气象观测资料,根据《气象干旱等级》国家标准(GB/T 20481-2017)计算气象干旱综合指数(MCI),分析了河北省冬小麦近30年干旱时空分布特征。结果表明:河北省冬小麦种植区随着干旱等级从轻旱到特旱,干旱发生频率也呈阶梯式逐步下降。河北省冬小麦不同生育阶段轻旱发生频率平均值为22.1%~22.5%;中旱发生频率平均值为11.7%~14.5%;重旱发生频率平均值为3.6%~5.5%;特旱发生频率平均值为0.4%~1.0%。全生育期中旱及以上干旱发生频率相对偏高的地区主要在衡水大部、沧州西部和南部、邢台东部、邯郸东部,其发生频率均在20.25%以上。1991-2021年河北省冬小麦生育中期和生育后期的干旱强度和干旱范围均有明显减弱趋势。

旨在评估黄淮麦区20个推广小麦品种在自然老化条件下的耐贮性,并对其进行分类,以期为耐贮性小麦品种的培育与筛选提供理论依据。试验设置了12,24个月的自然老化处理,以收获后3个月的种子为对照,测定种子活力、种皮特性(颜色和细胞膜完整性)及生理生化指标(可溶性糖、谷蛋白、淀粉含量、抗氧化酶活性和丙二醛含量)的变化。结果表明,随着老化时间的延长,所有品种的种子活力均显著下降,发芽率和发芽势在12个月后分别下降2.17~10.79百分点和2.80~23.39百分点,24个月后下降幅度进一步加大至15.95~25.88百分点和14.93~41.44百分点。种皮颜色的色调、饱和度和强度均下降,而电导率上升,表明种皮细胞膜逐渐破损。生理生化指标中,除丙二醛外,可溶性糖、蛋白质、淀粉含量及抗氧化酶活性均呈下降趋势,24个月老化后的下降幅度大于12个月,其中总淀粉含量下降最为显著,12,24个月后分别下降6.43~32.13百分点和21.02~44.95百分点。基于发芽率、种皮颜色、电导率、可溶性糖和抗氧化酶活性等指标,将20个小麦品种分为耐贮型、中等耐贮型和不耐贮型,其中安农0711、洛旱19和新麦26表现出较强的耐贮性。研究结果为耐贮性小麦品种的选育提供了亲本材料、评价指标和理论参考。

涝害胁迫严重影响大豆生产,为探讨涝害胁迫对大豆生长发育的影响,解析其响应机制,以淮北地区种植的4个大豆种质为试验材料,通过模拟三叶期涝害处理,结合产量、生理指标和转录组学分析探究大豆耐涝机制。研究表明,涝害胁迫显著降低涝害敏感品种徐豆18的干物质积累和氮吸收效率,单株产量损失30.23%,而耐涝品种淮豆13单株产量只损失16.77%,通过稳定根系氮吸收和维持根系干物质积累表现出较强适应性。转录本测定结果表明,涝害胁迫后耐涝品种淮豆13差异表达基因显著富集于次生代谢产物的生物合成、光合系统和抗氧化相关通路;而涝害敏感型徐豆18差异表达基因主要富集于激素转导、光合作用、过氧化物酶体等相关通路等。共鉴定到148个在耐涝与敏感品种间存在显著表达差异的涝害胁迫响应基因(DEGs),主要富集在光合作用、次生代谢物和脂肪酸代谢途径,转录因子包含AP2/ERF-ERF、C3H、ARR-B、NAC、WRKY等,综上筛选到次生代谢途径中可能存在与耐涝特性相关的转录因子或基因。

灌浆期干旱会严重影响谷子植株后期生长发育和籽粒的形态建成、产量和品质。为解析灌浆期干旱对谷子后期生长发育以及籽粒的影响,以及为谷子淀粉调控分子机制对干旱胁迫的响应提供理论研究基础,以晋谷21号为材料,研究了灌浆期干旱胁迫对谷子田间农艺性状和籽粒品质的影响,同时用荧光实时定量PCR分析了淀粉合成途中关键基因SiAGPase1(葡萄糖焦磷酸化酶基因)和SiSSS1(淀粉合成酶基因)对干旱的响应情况。结果表明,谷子许多农艺性状受灌浆期干旱胁迫的显著影响,包括单株鲜质量、根鲜质量、单穗鲜质量、单穗质量、穗粒质量、千粒质量、主茎直径、穗下节间长度以及叶绿素含量、结实率、穗码密度等性状。品质分析表明,籽粒的峰值黏度、最终黏度以及脂肪、粗蛋白含量在干旱胁迫下会明显下降,胁迫越严重,降低程度越大。基因表达分析表明,SiAGPase1和SiSSS1基因在灌浆期受到干旱胁迫时表达量急剧变化,揭示SiAGPase1和SiSSS1在干旱胁迫下调控植物体内淀粉分解与籽粒中淀粉积累的平衡过程中发挥积极作用以适应植物对干旱胁迫响应。

为了探究北方寒旱区白菜型油菜与甘蓝型油菜的越冬率、产量差异,各农艺性状与平均产量之间的相关关系与抗寒优势性状,以45个甘蓝型油菜与22个白菜型油菜品种为研究对象,统计分析了甘蓝型油菜与白菜型油菜的越冬率、平均产量与各农艺性状,挑选并统计了产量水平相近的甘蓝型油菜与白菜型油菜在不同密度种植条件下的产量,比对了甘蓝型油菜与白菜型油菜苗期根系性状的差异。结果表明:67个油菜品种中,白菜型油菜的越冬率平均水平(97.59%)显著高于甘蓝型油菜(65.87%),甘蓝型油菜的产量潜力要高于白菜型油菜。对于能够稳定越冬的白菜型油菜,增加播种密度虽然显著提高了有效株数,但是不能提高产量;而对于甘蓝型油菜,其较低的越冬率限制了有效株数的提高,从而限制了平均产量。目前具有高越冬率的甘蓝型油菜品种越冬后表现出更高分枝部位与结角密度,更少二次分枝数、总分枝数与单株有效角果数的农艺性状。甘蓝型油菜与白菜型油菜根系性状之间的对比显示,膨大的根系、短下胚轴及生长点位于地面以下,是白菜型油菜强抗寒性的优势性状。培育具有白菜型油菜根系性状特点、生长点位于地面以下的耐密甘蓝型油菜,是提高甘蓝型油菜越冬率,促进油菜产量提升,确保油料供给的重要育种方向。

研究2个甜樱桃砧穗组合对NaCl的生理响应差异,探究不同甜樱桃砧穗组合对盐胁迫响应的生理机制,为甜樱桃耐盐砧木筛选及盐碱地栽培提供依据。结果表明,NaCl处理促进了2个甜樱桃砧穗组合植株叶片中可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸等渗透调节物质的积累,以甜樱桃品种美早(M)分别嫁接在吉塞拉6号(G6)和考特(KT)砧木上的一年生植株为试验材料,采用盆栽模拟NaCl胁迫,测定渗透调节物质含量、抗氧化酶活性及光合气体交换参数,随着NaCl处理浓度的升高,M/G6的可溶性糖含量先增后减,M/KT持续增加;M/KT在150 mmol/L NaCl处理下的脯氨酸含量增幅(6.11倍)显著高于M/G6(1.74倍)。MDA含量和SOD活性均随着NaCl处理浓度的升高而增加,而M/G6的POD活性在100 mmol/L时达峰值,显著高于M/KT。随着NaCl处理浓度的升高,2个甜樱桃砧穗组合植株叶片的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)逐渐降低,而胞间CO₂浓度(Ci)逐渐升高,非气孔限制为2个砧穗组合叶片Pn下降的主要因素。综上所述,M/G6在中等盐胁迫(100 mmol/L)下的耐盐性更优,依赖可溶性糖积累和POD活性增强缓解氧化损伤;M/KT在高盐胁迫(150 mmol/L)下通过脯氨酸积累和SOD活性升高来维持渗透平衡。综合评价认为,实际生产中,轻度盐渍土可选择M/KT,中等盐渍土推荐M/G6。

旨在研究华北地区小麦玉米轮作体系下,玉米秸秆还田在培肥地力、提高产能方面的作用,探寻秸秆最佳还田方式和适宜还田量。2021—2023年,在河北省曲周县,通过田间裂区试验,对比了玉米秸秆不同还田方式及用量对小麦生长发育、产量构成及土壤有机质含量的影响。主区设2个处理,分别为秸秆切段还田和秸秆粉碎还田;副区为秸秆还田量,4个水平,分别为当年玉米秸秆量的0,0.5,1.0,1.5倍。研究表明:与秸秆粉碎还田相比,2023年玉米秸秆切段还田小麦产量提高4.3%,穗数提高7.6%,收获指数提高1.4%,均达显著水平;小麦秸秆N含量高0.04百分点,差异显著;小麦地上部N、P吸收量分别显著提高10.8%,14.3%(2022年),但秸秆切段还田显著降低了小麦秸秆K含量,降低0.13百分点(2023年);切段还田能够明显促进小麦越冬前后生长,拔节期NDVI值提高11.9%(2022年);土壤pH值增加0.22个单位(2023年)。随着秸秆还田量的增加,小麦产量和拔节期NDVI值呈现先升后降的趋势,地上部小麦N、P、K吸收量呈现显著下降趋势,土壤有机质呈现持续显著增加趋势。综合小麦生长势和产量,秸秆切段处理适宜还田比例为58%~62%,粉碎处理适宜还田比率为29%~42%。在设置试验条件下,玉米秸秆切段还田在促进小麦生长、提高小麦产量等方面有明显优势;将58%~62%的玉米秸秆进行切段还田,可在小麦玉米轮作区域推广应用。

为探究不同冠层光环境下苹果叶肉导度及其关键参数以及光合生化参数的变化,以开心形富士系苹果树为试验材料,对苹果树实施间伐后测定了冠层光环境、光合生化参数和叶片组织结构,以未实施间伐的苹果树为对照(CK)。结果表明,间伐处理比对照的光合有效辐射(PAR)日最大值和日均值的峰值分别提高23%和166%,平均值分别提高43%和123%;间伐处理的吸光系数与光能分配比例的乘积(α·β)和光下暗呼吸速率(R_d)值分别比对照提高了84.62%,56.00%,表观CO₂补偿点(C_i^*)比对照降低了6.67%;采用量化的α·β值计算的叶肉导度(g_m)的平均值处理比对照分别提高9.89%,采用经验的α·β值(0.425)计算的叶肉导度(g_m')的最大值和平均值处理比对照分别提高20.65%,39.38%;处理和对照均表现为g_m'整体高于g_m而出现偏差,处理和对照g_m'比g_m的平均值分别高估54.33%,21.67%;由P_n-C_i(不考虑叶肉导度)、P_n-C_c'(采用α·β经验值)和P_n-C_c(采用α·β量化值)响应曲线拟合得到的V_cmax存在显著差异(处理的V_cmax-Ci和V_cmax-Cc'分别比V_cmax-Cc低估了40.59%,19.85%),且表现为间伐处理显著高于对照(V_cmax-Ci、V_cmax-Cc'和V_cmax-Cc分别提高了11.21%,5.85%,10.69%);J_max和V_tpu的情况与V_cmax类似。叶片解剖结构表明,间伐处理比对照的栅栏组织(PT)厚度和海绵组织(ST)厚度平均值分别显著提高了43.95%,43.31%;间伐处理的PT和ST的面积和周长比对照分别显著提高了43.60%,310.86%和34.73%,115.82%。综上,间伐处理后,苹果冠层受光条件得到改善,叶片结构改变,进而提高了植株的光合效率。

为探究3种外源氨基酸对高温胁迫下番茄幼苗生长发育的影响,以番茄幼苗为试验材料,以常温25 ℃/18 ℃(昼/夜)下清水处理(Control)和高温40 ℃/30 ℃(昼/夜)下清水处理(Heat)为对照,高温下采用5 mmol/L γ-氨基丁酸(GABA)、0.2 mmol/L 5-氨基乙酰丙酸(ALA)和5 mmol/L脯氨酸(Pro)进行叶面喷施处理,测定幼苗的生长表型、抗氧化酶活性、光合参数等指标。结果表明,高温胁迫显著降低了番茄幼苗的株高、茎粗以及生物量积累;与Heat处理相比,高温胁迫下,喷施GABA、ALA和Pro均显著提高了番茄幼苗的株高和茎粗,促进了根系发育,提高了生物量积累和相对生长速率。高温胁迫下,番茄幼苗的叶绿素含量、净光合速率显著下降;ALA处理的叶绿素含量高于其他处理,GABA处理的净光合速率最优。与Heat处理相比,喷施GABA和ALA显著提高了超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性。高温胁迫下,Pro处理叶片的相对电导率和MDA含量最低,基本恢复至常温对照水平。通过聚类分析和主成分分析探究了3种外源氨基酸缓解高温对番茄幼苗生长发育胁迫的机制差异,GABA和ALA主要通过耦合调控幼苗叶绿素含量、抗氧化酶活性,提高光合速率,促进植株生长,从而增强抗高温胁迫能力;而Pro则主要通过降低叶片相对电导率和MDA含量,更倾向于渗透调节。

为解决西辽河平原盐碱地耕层较浅、犁底层上移、土壤盐碱化等问题,于2020—2021年在内蒙古自治区通辽市科尔沁左翼中旗花吐古拉镇开展田间试验。设置2种耕作方式(传统旋耕与粉垄耕作)、2个灌溉定额(2 100,2 700 m³/hm²)以及覆膜与浅埋措施,共6组试验处理,分别为2 100 m³/hm²灌溉定额+传统旋耕+浅埋(CK×NM)、2 100 m³/hm²灌溉定额+传统旋耕+覆膜(CK×DM)、2 100 m³/hm²灌溉定额+粉垄耕作+浅埋(FA×NM)、2 100 m³/hm²灌溉定额+粉垄耕作+覆膜(FA×DM)、2 700 m³/hm²灌溉定额+粉垄耕作+浅埋(FB×NM)、2 700 m³/hm²灌溉定额+粉垄耕作+覆膜(FB×DM)。分析不同灌溉定额下粉垄耕作与覆膜处理对0~40 cm土层土壤性质结构、盐碱含量和玉米产量的影响。结果表明,相较于CK×NM处理,在0~40 cm土层,粉垄耕作+覆膜处理的土壤容重降低8.4%~22.9%、土壤总孔隙度提高4.9~14.8百分点、土壤三相比R值降低34.6%~88.2%,其中,FB×DM处理的土壤容重、总孔隙度、三相比R值分别显著降低20.0%,-13.1百分点和88.2%;20~40 cm土层播种后土壤含水量提高5.5~12.1百分点,7.5~17.5 cm土层的土壤硬度提高33.4%~397.5%,其中,FB×DM处理的土壤含水量、硬度分别显著提高12.1百分点,214.3%;FB×DM处理CO₂通量显著提高496.4%。相较于CK×NM处理,粉垄耕作+覆膜处理降低0~40 cm土层土壤pH值、总碱度、电导率和全盐量,降低幅度分别为0.7%~10.9%,2.5%~67.5%,24.3%~68.7%和10.3%~81.0%。其中,FB×DM处理的土壤pH值、总碱度、电导率和全盐量分别显著降低10.9%,48.2%,59.2%和80.0%。玉米出苗率、穗鲜质量和产量较CK×NM处理分别提高13.2~20.1百分点,52.5%~68.2%和22.4%~45.5%,其中,FB×DM处理的出苗率、穗鲜质量和产量分别显著提高20.1百分点,68.2%和45.5%。综合改良效果和玉米产量考虑,认为2 700 m³/hm²灌溉定额下粉垄耕作+覆膜处理(FB×DM)为西辽河平原盐碱地较为适宜的耕作模式。

为探究播期推迟对小麦生长发育、籽粒产量和品质性状的影响,采用豫农907(YN907)和豫农922(YN922)2个高产优质小麦新品种,设置10月22日(S1,常规播期)、10月31日(S2,迟播9 d)和11月9日(S3,迟播18 d)3个播期,研究迟播对小麦物候期、籽粒产量和面粉品质性状的影响,分析迟播条件下温度特征与小麦产量及品质性状的关系。结果表明,与常规播期相比,YN907和YN922两年度全生育期随播期推迟而缩短,冬前积温、抽穗前日均温及有效积温随播期推迟递减,而抽穗后日均温及有效积温递增,全生育期有效积温呈下降趋势。YN907和YN922在S3处理下两年度全生育期有效积温较S1处理分别降低243.95,222.10 ℃·d(2022—2023),136.30,189.40 ℃·d(2023—2024);产量及构成要素随迟播呈下降趋势,产量降幅达6.45%~17.26%;与常规播期相比,迟播条件下湿面筋含量、蛋白质含量有所提升。气候变暖和农业经营规模化背景下小麦生产中可以利用调整播期以适应温度变化和生产经营模式变革,小麦新品种豫农907和豫农922在10月22日播种产量水平最高,播期推迟至10月31日能维持较高产量水平同时提高籽粒蛋白质含量,播期继续推迟,籽粒蛋白质含量显著提高但会造成产量显著降低。

黄籽油菜因菜油的外观、品质好等优势深受消费者欢迎,但后代性状分离不稳定,严重影响其大面积应用。为解析黄籽油菜性状分离不稳定的内在原因,探寻黄籽油菜中黄色籽粒和黑色籽粒之间内在生理机制存在的差异,以甘蓝型黄籽油菜(CK)为材料,对其分离后代中的黄色(Y)、黑色(B)籽粒植株的农艺性状、生理生化指标、种皮颜色相关基因等之间的表达差异开展了研究。结果表明:分离后代中,Y的根茎粗和株高均优于CK和B,B的株高分别与CK、Y呈显著差异,B的根茎粗与Y呈显著差异。Y的病害指数为1.97,CK和B的病害指数分别为2.55,3.33,表明Y在抗病性方面优于CK和B。在9—10叶期Y叶片中的丙二醛(MDA)含量最低,花期Y和CK花中的过氧化物酶(POD)活性持续上升,表明黄籽油菜抗逆能力较强。7—8叶期和9—10叶期B和Y中TT18、TT8基因的表达量均高于CK,终花期B和Y中TT18基因的表达量显著低于CK。授粉后28 d Y种子中MYB47基因的表达量最高,分别为CK的5.56倍和B的5.79倍。TT8基因在授粉后21 d的Y中表达量最高,分别为CK和B的3.30,2.29倍。黄籽油菜在含油量、抗逆等方面均有明显优势,因而大力发展黄籽油菜可为提高菜油供应量,解决我国食用油安全提供新思路。

研究干旱对花生农艺及生理生化性状的影响,并探究抗旱分级方法,筛选花生抗旱品种。以27个花生种质为试验材料,播后30 d测定花生干旱胁迫下农艺性状指标,并通过相关性分析、主成分分析、聚类分析和隶属函数法等相结合的方法进行抗旱性分级,选取抗旱型花生冀农花3号(JNH3)、中间型L231、敏旱型L236进行生理生化指标测定和显微结构观察,对不同抗旱型进行鉴定,获得不同抗旱性花生种质。结果表明:不同环境下干旱处理后主茎高降幅为2.26%~34.06%,第一对侧枝长降幅为1.11%~57.20%,主茎基粗降幅为1.54%~38.36%,根冠比降幅为65.01%~92.83%。据综合加权隶属函数将花生材料聚类为抗旱型、中间型和敏旱型3类,其中中间型和敏旱型花生上述性状较对照均达到显著水平。干旱胁迫下花生功能叶片ROS升高,通过NBT、DAB染色,发现不同抗旱类型花生ROS差异表达,其中NBT和DAB染色由浅到深均为冀农花3号、L231和L236,符合抗旱型分类。不同抗旱型花生各项酶活指标和渗透调节物质含量与对照相比均有显著提高,POD活性冀农花3号提高42.71%,L231提高26.04%,L236提高20.59%,不同品种间差异均达到显著水平,CAT活性趋势与上述一致。SOD活性冀农花3号提高48.01%,L231提高63.49%,L236提高73.15%,不同品种间差异均达到显著水平;MDA活性趋势与上述一致。脯氨酸含量冀农花3号提高1.10倍,L231提高1.07倍,L236提高1.03倍;可溶性糖含量冀农花3号提高44.06%,L231提高31.54%,L236提高38.62%,不同品种间差异均达到显著水平。干旱胁迫下花生根系生长受限,根总长和根总面积显著降低,根尖细胞部分坏死,程度由浅至深分别为冀农花3号、L231和L236。

探讨欧李果实发育成熟过程中钙摄取与吲哚乙酸(IAA)及有机酸代谢的关系,为欧李的进一步研究和应用提供依据。以内蒙古地区高钙和低钙2种钙素水平欧李果实为试验材料,研究果实发育成熟过程中(幼果期、硬核期、着色膨大期、硬熟期、完熟期)果实钙摄取能力及IAA和有机酸代谢的变化规律,并进行相关性分析。结果表明,水溶钙的摄取能力在欧李果实发育成熟过程中持续增强,尤其在完熟期时摄取活性、摄取速率和摄取量均大幅上升;果胶钙的摄取能力在幼果期至硬核期较强,果实发育中后期摄取能力下降,至完熟期时摄取活性、摄取速率和摄取量均显著下降;活性钙和总钙的摄取能力变化规律均趋向于与果胶钙相似。在果实发育成熟过程中,2种钙素水平欧李果实中的IAA含量表现为先升高后降低,幼果期和硬核期含量显著高于其他时期。苹果酸脱氢酶(NAD-MDH)活性、苹果酸含量和有机酸总量均整体表现为明显上升,硬熟期达到最高;苹果酸酶(NADP-ME)活性整体表现为下降;柠檬酸含量均表现为先升高后降低,硬核期达到最高。相关性分析表明,高钙和低钙欧李果实中IAA含量及有机酸代谢各指标与不同形态钙摄取能力各指标之间存在不同程度的相关性,其中IAA含量与总钙的摄取能力呈正相关;NAD-MDH活性、苹果酸含量和有机酸总量与总钙的摄取能力呈负相关;NADP-ME活性和柠檬酸含量与总钙的摄取能力呈正相关。欧李果实发育成熟过程中钙摄取与IAA含量和有机酸代谢有关,果实发育前期高水平的IAA和柠檬酸含量对钙的摄取有明显促进作用;果实发育后期苹果酸合成代谢增强对钙的摄取有抑制作用。

为改善新疆吐鲁番极端高温天气下甜瓜生长、产量和品质,探究喷施调环酸钙(PCa)对高温胁迫下甜瓜生理生长的影响,以蒸馏水(CK)和浓度为20( PCa1),50( PCa2),100( PCa3),150 mg/L( PCa4)的PCa喷施甜瓜叶片,通过对甜瓜光合作用、活性氧含量、抗氧化酶、抗氧化物质、蔓长、茎粗、产量和品质等指标的综合分析,寻找适合该地区高温胁迫下甜瓜叶面喷施PCa的最佳浓度。结果表明,随着PCa浓度增大,甜瓜各时期叶绿素a、叶绿素b、$\mathrm{O}_{2}^{-}$、H₂O₂和茎粗逐渐升高,较CK增幅分别为9.25%~36.29%,4.25%~49.92%,21.45%~334.55%,5.36%~109.41%,2.33%~20.69%;而MDA逐渐降低,较CK降幅为7.37%~48.83%,喷施PCa提高高温胁迫下甜瓜光合作用和活性氧,降低高温对甜瓜生物膜的损害。PCa1、PCa2、PCa3处理较CK提高高温胁迫下甜瓜可溶性蛋白、可溶性糖、PRO、SOD、POD、AsA、GSH、产量、果实可溶性固形物和果实可溶性糖含量,且3个处理各指标综合比较以PCa2处理较好,喷施适宜浓度的PCa显著提高高温胁迫下甜瓜渗透调节物质、抗氧化酶、抗氧化物质及产量品质,提高了甜瓜耐热能力并实现甜瓜增产提质;PCa4处理虽提高甜瓜产量,但却降低了果实可溶性固形物和果实可溶性糖含量,高浓度PCa延迟了甜瓜生长,影响收获时甜瓜品质。因此,生产中PCa2处理是实现高温胁迫下甜瓜耐热增产提质的最佳处理,建议该地区喷施PCa的最适浓度为50 mg/L。

探究翻耕深度和有机肥用量对潮土麦田光合特性、产量形成的影响,为潮土或相近土壤类型下小麦高产稳产提供理论依据和技术支撑。于2022-2024年小麦季,在山东省德州市齐河县的典型潮土区麦田开展双因素裂区试验,主区为2种翻耕深度,包括15~20 cm(D1)与30~35 cm(D2);副区为3种有机肥施用量,分别为800(L),1 200(M),1 600 kg/hm²(H)。分析了不同翻耕深度与有机肥施用量下潮土麦田光合特性、地上部干物质积累特性、产量构成。D2M和D2H较其他处理均利于提高小麦产量及构成要素,穗数、穗粒数、千粒质量与籽粒产量的2 a均值分别显著提高了5.5%~8.5%,3.5%~12.1%,6.7%~13.2%和6.6%~12.8%。D2M和D2H处理还通过提升各生育时期的地上部干物质积累速率,不同程度地提升了拔节、开花与成熟期小麦地上部干物质积累量,较其他处理2 a均值分别提高了9.0%~22.1%,8.9%~25.8%和10.7%~24.3%。与D1翻耕深度相比,D2处理进一步提升了有机肥对各生育时期叶片SPAD的促进作用,且D2M和D2H处理在灌浆中期至后期时仍能保持较高的叶绿素含量;在M和H有机肥用量下,D2翻耕深度各生育时期叶片Pn均显著高于D1,在拔节、孕穗、开花、灌浆中期和灌浆后期,2 a均值分别显著提高12.0%~16.7%,13.7%~16.8%,13.8%~19.7%,20.2%~25.8%,24.6%~44.8%;相同有机肥用量条件下,叶片LAI 在2种耕作深度间的差异随着生育进程的推进逐渐增加,在开花和灌浆中期均以D2M和D2H表现最佳,2 a均值分别提高13.2%~27.2%,13.4%~29.4%。D2M和D2H处理均能改善植株光合特性和地上部干物质积累能力,进而优化产量构成要素实现小麦产量的大幅提升,但因D2M和D2H处理在各指标间差异均不显著,因此,基于资源节约的前提,认为翻耕深度30~35 cm和有机肥用量1 200 kg/hm²组合即可实现潮土麦田籽粒高产。

为探明不同覆盖措施对西北旱作区冬小麦土壤水热状况及产量的影响,以康庄974冬小麦为供试材料,于2022年9月至2023年7月在通渭县旱作循环农业试验示范基地设置麦秆带状覆盖3行(M3)、4行(M4)、5行(M5)3个不同覆盖度处理和地膜覆盖(PM)处理,以露地(CK)作为对照的试验,结果表明:覆盖较CK显著提高全生育期0~200 cm土壤贮水量,麦秆覆盖平均提高13.22%,提高幅度M3>M4>M5,PM提高19.65%;覆盖增墒效应随生育期推进逐渐增大,成熟期增幅37.53~87.76 mm;随土层加深而减少,0~20 cm增幅5.10~9.48 mm;覆盖显著降低全生育期总耗水量和总耗水强度,覆盖对阶段耗水量和阶段耗水强度的影响以生育后期最明显。麦秆覆盖较CK显著降低全生育期0~25 cm土壤温度1.60~2.70 ℃,M3降幅最大;期间最大降幅出现在灌浆期,为3.67 ℃,土层间最大降幅出现在5 cm,为3.01 ℃;PM较CK显著增加全生育期0~25 cm土壤温度1.50 ℃,以越冬期、5 cm增幅最大,分别为2.20,1.79 ℃。麦秆覆盖在越冬期、拔节期、成熟期7:00增温,其他时间具有增温和降温双重效应;PM除灌浆期、成熟期14:00降温外,其他时间均增温。M5、PM的产量和水分利用效率较CK分别提高8.67%,26.49% 和0.96,2.94 kg/(hm²·mm);覆盖对产量要素的影响以穗数最明显(CV=17.67%)。产量与穗数(r=0.754^**)、WUE(r=0.891^**)、土壤温度(r=0.723^**)呈极显著正相关,与穗粒数呈显著正相关(r=0.522^*)。综上,麦秆覆盖可实现生态和经济效益双赢,M5增产效果更佳。

探明盐碱地全幅匀播对冬小麦冠层光能利用特性、干物质积累与转运的影响,阐明其高产高效的生理机制,为冬小麦全幅匀播在黄河三角洲推广提供理论和实践依据。于2022—2024年冬小麦生长季,采用京优368小麦品种为材料,设置全幅匀播和常规条播2种播种方式,分析不同播种方式下产量、干物质积累量、干物质转运量、冠层光合有效辐射截获量和光能利用率等指标差异,并对其进行相关性分析。全幅匀播下小麦产量和穗数均高于常规条播,2022—2023年全幅匀播分别极显著提高18.35%和46.97%,2023—2024年全幅匀播分别极显著提高18.71%和47.21%。全幅匀播下小麦茎蘖数高于常规条播,2022—2023年全幅匀播显著提高58.83%,2023—2024年全幅匀播极显著提高57.30%。全幅匀播下小麦开花期干物质积累量、成熟期干物质积累量和花前营养器官干物质转运量均高于常规条播,2022—2023年全幅匀播分别极显著提高75.78%,41.70%,109.69%,2023—2024年全幅匀播分别极显著提高71.23%,40.81%,98.07%。全幅匀播下小麦开花期叶面积指数、冠层光合有效辐射截获量和光能利用率均高于常规条播,2022—2023年全幅匀播分别极显著提高58.36%,4.11%,47.17%,2023—2024年全幅匀播分别极显著提高59.78%,4.11%,44.00%。综上所述,盐碱地小麦全幅匀播通过塑造合理群体结构和改善种床环境,以提高冠层光能利用性能和茎蘖生产力,有利于植株光合产物形成和单位面积穗数增加,最终实现小麦高产。因此,全幅匀播是黄河三角洲盐碱地冬小麦稳产、高产的较佳播种方式。

为了研究不同施肥处理对香稻产量、品质和香气的影响,以青香优19香为研究对象,分别设置了撒施复合肥(T1)、6 cm深施复合肥(T2)、撒施尿素(T3)、6 cm深施尿素(T4)和不施肥处理(T5)5种施肥处理,于2022,2023年探究不同施肥方式对香稻产量、品质、香气以及生理特性的影响。试验结果表明,不同施肥处理对香稻的产量和品质均有影响。深施肥处理(T2和T4)下香稻的产量显著高于撒施肥处理(T1和T3)。另外,T2和T4处理下香稻产量在2022,2023年分别比T5处理高出19.61%和20.03%,39.57%和32.28%。在叶片净光合速率方面,深施肥处理显著提高了香稻叶片的净光合效率,与T5处理相比,在2022,2023年,净光合效率在T2和T4处理下分别提高了25.69%,15.95%和17.83%,11.28%。此外,在深施肥处理下,香稻的2-乙酰基-1-吡咯啉(2-AP)含量、2-AP合成相关前体物质含量和主要酶活性均有所提高。相较于T5处理,T2的2-AP含量显著增加,在2022,2023年分别达到了161.31,180.17 μg/kg。另外,深施肥处理下,香气前体物质含量和主要酶活性也显著提高。其中,在2022,2023年,T2处理香稻籽粒的脯氨酸、吡咯啉-5-羧酸以及1-吡咯啉含量分别提高了9.90%,10.08%,4.38%和8.13%,8.26%,6.06%,同时吡咯啉-5-羧酸合成酶和脯氨酸脱氢酶活性分别提高了8.72%,27.79%和5.52%,30.91%。综上所述,深施肥处理能够显著提高香稻的产量、品质、叶片净光合速率并促进2-AP的生物合成。

探索氨基酸水溶肥对芹菜叶绿素含量、比例的影响,及其对叶绿素代谢相关基因表达的调控作用,以期为高品质富色素芹菜生产中氨基酸水溶肥叶面肥的合理施用提供理论依据。以宁芹1号为材料,设置不同浓度氨基酸水溶肥叶面喷施处理,测定叶片及叶柄叶绿素a、叶绿素b及总叶绿素含量并分析,通过荧光定量PCR(RT-qPCR)测定叶绿素代谢有关基因相对表达水平。氨基酸水溶肥对本芹叶绿素积累及相关基因相对表达水平的影响与处理浓度及叶片部位有关,500 μL/L氨基酸水溶肥处理可促进叶片和叶柄中叶绿素a、叶绿素b及总叶绿素含量增加,降低叶柄中叶绿素a/b,诱导叶绿素合成相关基因(AgHEMA、AgHEMB、AgCHLM、AgPOR及AgCAO)表达并显著下调各降解相关基因(AgPAO及AgPPH)表达水平;1 000 μL/L氨基酸水溶肥处理在一定程度上阻碍叶绿素积累,提高叶片中叶绿素a/b,显著下调各叶绿素合成相关基因及叶绿素降解相关基因AgPPH的表达水平。适宜浓度的氨基酸水溶肥叶面肥可调控叶绿素代谢相关基因表达水平,提高芹菜苗期叶绿素含量。

为明确大兴安岭沿麓黑土区秸秆还田条件下不同耕作方式对土壤水分动态变化规律及玉米产量的影响,基于连续6 a耕作定位试验,分析秸秆全量粉碎深翻还田(SCD)、秸秆全量粉碎深松浅翻还田(SSS)、秸秆全量粉碎深松还田(SCS)、秸秆全量粉碎重耙还田(SCR)、秸秆全量粉碎旋耕还田(STR)、秸秆全量粉碎免耕还田(NTS)、秸秆不还田常规耕作(CK)7种耕作方式对2022年和2023年玉米不同生育时期0~60 cm土层土壤水分特征、耗水量、水分利用效率及玉米农艺性状和产量影响的差异。结果表明,2022年和2023年土壤质量含水率呈双峰型变化。0~10 cm土层土壤质量含水率显著高于CK,NTS处理在多个时期土壤质量含水率最高;10~20 cm土层中,SSS、NTS处理拔节期土壤质量含水率低于CK;20~40 cm和40~60 cm土层中,各处理土壤质量含水率较CK均有提升。2022年和2023年,不同生育期除NTS处理外,各处理玉米株高显著高于CK;成熟期SCD处理玉米株高最高,NTS处理最矮。各处理玉米苗期叶面积指数差异较小,拔节期后STR处理叶面积指数最大,大喇叭口期各处理叶面积指数均显著高于NTS处理。除SCS、NTS处理外,各处理干物质积累量均显著高于CK,成熟期SCD处理干物质积累量最高,NTS处理最低。与CK相比,各处理均可提高玉米产量和水分利用效率,但SCD处理显著高于CK。综合各指标分析,大兴安岭沿麓黑土区秸秆全量粉碎深翻还田和秸秆全量粉碎深松浅翻还田2种耕作方式有利于改善土壤结构、提升玉米产量和水分利用效率。

为研究植物生长调节剂对春玉米冠层-根系的协同调控特性,进一步揭示植株抗倒机理,于2021—2022年以玉米品种迪卡159和先玉335为试验材料,在75 000,90 000株/hm² 2个种植密度下,设置植物生长调节剂处理(PGR)和清水对照(CK),分析比较了不同处理下的冠层结构、茎秆基部节间性状、根系形态特征和伤流液理化指标。结果显示,PGR对玉米冠层和根系均有调控作用。PGR处理后,植株株高、穗位高和重心高度降低,穗位以上叶片叶倾角增大,植株穗位层无截取散射(DIFN)平均增加23.59%,穗下层DIFN平均增加18.60%,基部节间茎秆质量显著提高。同时PGR处理下0~40 cm土层根条数、根长和根系干质量增加,地表以下10 cm处的根幅增大,根系伤流量和养分流量增加,根系形态和运输能力明显优化。伤流液中CTK和IAA的流量增加,GA的流量减少。PGR通过对冠层-根系的协同调控,有效地减少了茎折和根倒的发生,玉米的田间倒伏率从13.43%降低到6.47%,玉米产量平均增加了16.10%,从而实现稳产高产。

为揭示水稻孕穗期的抗旱机理,以6份由南方野生稻和展颖野生稻构建的单片段代换系(SSSLs)及其亲本华粳籼74(HJX74)为试验材料,进行盆栽干旱处理,测定干旱处理0,5,10 d和复水5 d后的6个生化指标和结实期后的11个农艺性状,并结合相关性分析、主成分分析对7个材料的耐旱能力进行综合评价。结果表明,干旱胁迫条件下7个材料之间的农艺性状存在极显著差异,材料M78-1与HJX74在相对穗长、相对空粒数、相对穗粒数存在极显著差异,M148与HJX74在相对瘪粒数存在极显著差异,M107与HJX74在相对穗长和相对二次枝梗数存在极显著差异;在孕穗期鉴定到6个耐旱QTLs,包括相对穗长(qRPL1-1、qRPL2-1)、相对二次枝梗数(qRNSB2-1)、相对瘪粒数(qRNDG11-1)、相对空粒数(qRNEG1-1)和相对穗粒数(qRGNP1-1),分布在1,2,11号染色体上。超氧化物歧化酶(SOD)活性和过氧化物酶(POD)活性在干旱5 d后分别增加3.76%~18.20%,31.88%~100.00%,而丙二醛浓度降低41.07%~81.65%;干旱10 d后SOD和POD的活性出现下降趋势,分别降低9.20%~48.53%,44.74%~79.79%,而丙二醛浓度相比于干旱5 d出现显著升高;脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白等渗透调节物质在处理5,10 d阶段持续上升,复水5 d后各生化指标基本恢复正常水平。综合分析结果显示,在干旱胁迫下相对结实率、POD和脯氨酸的特征向量和贡献率最大,表明这3种指标更能代表水稻孕穗期的耐旱情况。综上,干旱胁迫会影响水稻孕穗期各项农艺性状与生化指标,同时水稻也会调节自身代谢过程响应干旱胁迫。

为探究不同水稻品系稻米淀粉组成成分含量差异及其米饭消化速率的变化。采用体外酶消化法分析了126个籼稻品系稻米直链淀粉(AC)、总淀粉(TS)、快消化淀粉(RDS)、慢消化淀粉(SDS)和抗性淀粉(RS)含量,并从中选取AC、SDS和RS含量明显差异的18个品系,分析了米饭消化速率与预测血糖生成指数(eGI)。结果表明:不同品系稻米淀粉含量差异很大,AC为4.29%~25.58%,平均为10.43%,TS含量为71.69%~82.45%,平均为77.73%,RDS含量为43.31%~57.47%,平均为50.07%,SDS含量为18.96%~32.56%,平均为25.26%,RS含量为0.59%~4.87%,平均为2.39%。不同水稻品系eGI值与淀粉组分含量存在一定相关性,高AC品系的eGI值明显低于低AC的品系,但发现低AC品系滇谷2030和低SDS含量品系滇盘3429的eGI值也低。SDS含量高品系的eGI值低于SDS含量低品系,但也存在SDS含量低品系的eGI值也低的情况。高含量RS品系的eGI值显著低于低RS含量品系。所有品系米饭在餐后30 min内消化速率快,糖释放量最多,到60 min后持续下降,AC、SDS和RS含量高品系稻米的eGI值普遍低于相应淀粉含量低的品系。不同水稻品系米饭消化速率差异很大,除了受到其AC、SDS、RS含量因素影响外,还可能受到其他因素影响。研究结果可为培育低GI品种提供数据参考。

为探究外源24-表油菜素内酯(EBR)对盐胁迫下枸杞幼苗生理特性的影响,以宁夏枸杞宁杞7号为试验材料,设置0 mmol/L NaCl+蒸馏水喷叶(CK)、150 mmol/L NaCl+蒸馏水喷叶(N0)、150 mmol/L NaCl+0.005 mg/L EBR(T1)、150 mmol/L NaCl+0.050 mg/L EBR(T2)、150 mmol/L NaCl+0.500 mg/L EBR(T3)5个处理,分别在盐胁迫第7,14,21天测定幼苗株高、基径、地上生物量、地下生物量、叶绿素含量、光合参数、抗氧化酶活性和渗透调节物质含量。结果表明,与N0处理相比,T1、T2、T3处理枸杞幼苗株高、基径、地上生物量和地下生物量,叶片光合色素,净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr),超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性和渗透调节物质含量均显著升高,胞间CO₂浓度(Ci)和丙二醛(MDA)含量均显著降低,其中,T2处理效果最佳。盐胁迫第21天,与N0处理相比,T2处理枸杞幼苗株高、基径、地上生物量和地下生物量分别增加23.63%,15.45%,17.70%和47.06%;Chla、Chlb和Chla+b含量分别增加10.68%,12.31%和6.57%;Pn、Tr、Gs分别增加55.53%,27.83%和9.76%,Ci降低14.42%;SOD、POD和CAT活性分别提高13.23%,20.10%和9.31%;MDA含量降低35.28%;脯氨酸含量、可溶性糖含量和可溶性蛋白含量分别增加45.17%,86.54%和57.00%。综上所述,外源适宜浓度EBR可以促进盐胁迫下枸杞幼苗生长,提高枸杞幼苗光合能力、抗氧化酶活性,增加渗透调节物质含量,缓解盐胁迫对枸杞幼苗的伤害,提高枸杞的耐盐性,其中,外源0.050 mg/L EBR效果最佳。

为了明确黑果枸杞不同组织器官内酚类物质以及钙对土壤盐渍化响应。以一年生(F₁)、二年生(F₂)、三年生(F₃)的黑果枸杞分枝及野生(Q₁)、轻度(Q₂)、中度(Q₃)、重度(Q₄)盐渍化土壤的黑果枸杞三类器官为材料,采用比较及主成分分析评价黑果枸杞的品质。结果表明,不同处理下黑果枸杞各指标存在显著差异,果实中 Q₁钙与黄酮含量(1.623 g/L,73.963 mg/g)最高,Q₄总酚、花青素及原花青素含量(2.049 mg/g,151.836 mg/L,286.167 mg/g)最高;分枝中 Q₂钙含量(4.167 g/L)最高, Q₃总酚含量(0.491 mg/g)最高,Q₄黄酮、花青素和原花青素含量(25.704 mg/g,2.463 mg/L,10.208 mg/g)最高;叶:Q₁钙与黄酮含量(5.469 g/L,34.593 mg/g)最高,Q₄总酚及原花青素含量(0.943 mg/g,21.000 mg/g)最高,Q₂花青素含量(2.880 mg/L)最高;一~三年生分枝:F₁钙含量(2.561 g/L)最高,F₂总酚、花青素及原花青素含量(0.409 mg/g,0.163 mg/L,8.858 mg/g)最高,F₃黄酮含量(34.593 mg/g)最高。土壤盐分与各指标之间存在相关性,与果实钙含量显著正相关,与果实黄酮含量及叶钙含量呈极显著正相关。果实钙含量与叶钙含量显著正相关,与果实黄酮含量呈极显著正相关,与果花青素含量、分枝黄酮含量呈显著负相关,同时,其与果实原花青素含量呈极显著负相关。

为了研究缺钾胁迫下活性氧(ROS)对甘薯生长和抗氧化系统的影响,进一步揭示活性氧调控甘薯缺钾胁迫下的抵御机制。选用低钾耐受型品种徐薯32和低钾敏感型品种宁紫薯1号2种甘薯品种为试验材料,通过人工气候室内水培的方式确保试验过程中环境因素保持一致,采用外源H₂O₂和二苯基氯化碘ROS抑制剂(DPI)预处理甘薯幼苗之后再进行缺钾处理,检测缺钾处理后不同时间点下甘薯根系内源H₂O₂相对含量、抗氧化基因表达水平及酶活力指标的变化,记录甘薯的形态特征,探索ROS信号对缺钾胁迫下甘薯苗期生长的影响。研究结果表明,缺钾处理下,甘薯生物量降低,叶色变淡;甘薯幼苗根系ROS相对浓度在第14天荧光强度表现最高;甘薯根系中抗氧化相关基因的表达量普遍升高,H₂O₂预处理表达量升高更显著;与-K处理相比,H₂O₂和DPI预处理均可提高甘薯叶片中的抗氧化酶活性,不同种酶活性在缺钾处理21 d内的变化趋势有所差异;不同处理的影响效应存在品种差异。H₂O₂可作为胁迫信号分子,提高甘薯幼苗抗氧化基因表达水平,提高抗坏血酸酶(APX)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)的酶活,从而清除多余ROS,有效缓解缺钾胁迫对甘薯幼苗生长的抑制,而DPI可以抑制内源H₂O₂的产生,维持抗氧化酶活,保护甘薯幼苗ROS酶促清除系统,避免组织的氧化损伤。

为探究尿囊素的最佳施用时期,以甜研8号为试验材料,在黑龙江省肇东市尚家镇五间村盐碱地进行,共设置6个处理,分别于苗期(M)、叶丛快速生长期(Y)、块根膨大期(K)、苗期+叶丛快速生长期(MY)和苗期+叶丛快速生长期+块根膨大期(MYK)喷施质量浓度为0.1 mmol/L的尿囊素,对照喷施清水(CK)。测定不同时期喷施尿囊素对甜菜光合特性、抗氧化酶活性以及块根产量指标的影响。结果表明,尿囊素处理后叶绿素含量与CK相比有所提高,其中MY处理在各个时期高出27.8%,12.4%,21.8%,32.2%;喷施尿囊素的处理气孔导度在RuBP活性、蒸腾速率、光化学淬灭能力、实际光合效率和抗氧化酶活性与CK相比均有不同程度的提升;非光学淬灭能力、丙二醛含量以及胞间CO₂浓度均低于CK,其中MY处理效果最好,MYK处理与MY处理间并没有显著差异。与CK处理相比,MY处理块根的产量提高了26.6%,产糖量增加了21.3%。综上所述,苗期+叶丛生长期喷施尿囊素能有效缓解盐碱胁迫给甜菜带来的危害,从而提高甜菜产量,为外源尿囊素提高甜菜耐盐碱性提供理论依据。

为探究不同环境对大豆-根瘤菌共生结瘤能力的影响,筛选适宜大豆-根瘤菌共生结瘤的培养条件,设置4种环境因素共10种处理(培养温度:22,26,30 ℃;培养基质:蛭石,蛭石营养土;接种时期:0 d接种,10 d接种;摇菌终浓度:OD₆₀₀=0.5,OD₆₀₀=0.9,OD₆₀₀=1.3),组合出36种培养条件。测定36种培养条件下大豆-根瘤菌的5个结瘤相关表型,即单株根瘤数、单株根瘤干质量、根瘤大小、叶片生长10,24 d的SPAD值,运用主成分分析、模糊数学隶属函数法和聚类分析法对各条件下大豆-根瘤菌共生结瘤能力进行综合评价和分类,建立大豆-根瘤菌结瘤能力综合评价体系,并根据综合评价D值筛选最优培养条件。结果显示:培养温度是影响大豆-根瘤菌共生结瘤的主要环境因素,不同培养条件下的单株根瘤数、单株根瘤干质量、根瘤大小、叶片生长10,24 d的SPAD值的最大值对应的培养温度分别为30,26,26,30,26 ℃。在本研究设置的培养条件下,大豆-根瘤菌共生结瘤体系最优培养温度为26 ℃;通过基于综合评价D值的多元线性回归分析和灰色关联度分析得知,单株根瘤干质量和根瘤大小与大豆-根瘤菌共生结瘤能力的相关性较强,可作为结瘤能力鉴定的重要参考指标。该研究结果建立了一个大豆-根瘤菌共生结瘤能力的综合评价体系,为选择鉴定结瘤能力的表型和培养条件提供了理论依据。

钙依赖蛋白激酶(CPK)是一类响应钙信号的蛋白激酶,参与调节植物繁殖中钙信号和细胞骨架精密控制的花粉管极性生长。为揭示拟南芥CPK在花粉管极性生长中的功能,利用生物信息学方法分析CPK家族成员的表达模式和进化关系,构建持续激活(CA)和显性抑制(DN)型CPK17突变体。基于基因枪技术,观察CA-CPK17和DN-CPK17过表达花粉管的表型变化,比较高钙和低钙胁迫对CPK17和CA-CPK17过表达花粉管生长的影响,分析CPK17与同源蛋白CPK34的共同表达情况。另外预测CPK17的互作蛋白网络,并对部分互作蛋白进行验证。结果显示,拟南芥中有7个花粉特异表达的CPKs,其中CPK17和CPK34具有高度的相似性(93%),并在成熟花粉中高表达,在其他组织中低表达或不表达。过量表达CPK17对花粉管生长没有显著影响,而CA-CPK17则导致花粉管去极化生长和顶端肿胀,DN-CPK17无明显效果。过量表达CPK34也引起类似的花粉管生长缺陷,而同时过表达CPK17和CPK34则使缺陷加重。钙胁迫试验显示,CPK17过表达花粉管对低钙条件不敏感,而对高钙条件敏感。而缺乏调控域的CA-CPK17过表达花粉管对高钙和低钙条件均不敏感。预测的CPK17互作蛋白主要是ROP负调节因子,但酵母双杂交试验未能证实存在互作关系。这些结果表明,CPK17的C端调控域在钙信号的响应中起重要作用。CPK17和CPK34在花粉管生长中具有协同作用,可能通过调控钙离子的内流,进而影响胞内的钙离子梯度。

花粉管是植物有性生殖的重要结构之一,其生长需要精密的细胞内外信号协调。钙离子作为重要的第二信使,在花粉管生长的各个阶段发挥重要作用。钙离子通过离子通道从外部或内源性钙离子库进入细胞质,并通过钙离子泵和转运体被逆向转运出去,以维持钙离子动态平衡。这种钙离子内流与外排的协调调节,是钙离子信号建立与维持的关键。钙依赖蛋白激酶(CPK)和类钙调神经磷酸酶B亚基(CBL)是两类重要的钙离子感受蛋白,它们能够感知细胞内钙离子变化,并通过磷酸化下游靶蛋白调控花粉管的极性生长。具体而言,CBL信号通路通过调节离子平衡和液泡动态来参与调控,而CPK信号通路则通过调节水分通道、一氧化氮合成、离子通道等,影响花粉管的膨压、生长速度和生长方向。这些钙离子信号分子与小G蛋白ROP1及其下游通路之间存在复杂的相互调控关系。综述了钙离子信号在花粉管生长中的关键作用,并阐述了参与钙离子信号调节的蛋白激酶家族及其信号通路的调控机制,为深入理解花粉管极性生长的分子机制提供了重要参考。

春化是冬小麦生长发育过程中特有且必需的生理阶段,决定了冬小麦的生态适应性和产量。本研究简要概述了冬小麦春化作用的生产应用价值;通过对小麦春化作用关键基因TaVRN1、TaVRN2和TaVRN3的结构、功能及其调控网络进行总结分析,认为研究TaVRN1的表观遗传学调控是小麦春化作用机制解析的核心工作;结合现有的TaVRN1表达调控的研究,重点介绍了小麦春化需求差异的成因,冬季长期低温感知的机制,春化后越冬记忆及越冬记忆重置的研究进展,以及春化作用对小麦耐寒性调控、小穗发育、分蘖等农艺性状的影响。此外,本研究针对春化作用中未解决的科学问题进行了总结,并且对小麦春化作用未来的研究方向进行了讨论,为小麦高产快速育种的研究提供了参考建议。

为研究播期对冬小麦产量及产量构成的影响,生长发育及株型结构对积温的响应特征,明确适应气候变化的小麦生育特点及合理株型结构。2017年秋至2019年夏在河北藁城进行大田试验,设置5个播期,9月25日、10月5日、10月15日、10月25日和11月4日。结果表明,10月5-15日播种,冬前≥0 ℃积温410~549 ℃,小麦产量较高,该条件下穗数较高,穗粒数适中;积温过高达733 ℃时,无效分蘖多,分蘖成穗率降低,穗数下降;积温低于279 ℃时,穗数和穗粒数均下降。提出高产稳产小麦冬前个体指标:单株主茎和分蘖数量2.3个,次生根数量2.5条,主茎叶片数4.1片,单棱期越冬。积温对小麦株型结构有明显影响,随播期推迟,旗叶变长、变宽、叶面积增加,倒3叶至倒5叶变窄、叶面积降低,基部茎粗增加,上部1~2节节间增长,下部3~5节节间缩短,株高显著降低。由产量和冬前积温的拟合方程得出,气候变暖背景下高产稳产小麦适期晚播期限为10月8-14日,该条件下冬前积温范围为433~541 ℃,植株冬前生长发育适中,旗叶较小、茎节较短,倒3~5叶较大、茎节稍长,株型结构合理。

以镉敏感小麦川麦28(CM28)为研究对象,探究在不同浓度镉胁迫下喷施外源甘氨酸对其生理生化过程的影响。测定了不同处理下CM28的株高和根长、镉的地上部转运系数与富集系数、叶绿素含量和丙二醛(MDA)含量以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)的活性,并利用qRT-PCR技术分析不同处理下根部和叶片中PEPC基因的表达水平。结果表明,30 μmol/L镉胁迫下,喷施外源甘氨酸会导致CM28地上部干质量与鲜质量下降,总叶绿素含量下降,MDA含量上升,表明植物受活性氧的影响程度增强。50 μmol/L镉胁迫下,甘氨酸能有效缓解镉胁迫对CM28产生的负面影响,使其总叶绿素含量上升,地上部干质量与鲜质量上升,MDA含量下降,表明植物受活性氧影响的程度降低。CM28的抗氧化酶活性随着镉浓度的升高而整体升高,喷施外源甘氨酸能在整体上提升抗氧化酶的活性,缓解镉胁迫导致的活性氧影响。根部PEPC基因的表达随着镉浓度的上升而整体上升,表明PEPC在植物根部抗逆性胁迫的过程中起着重要作用,外源甘氨酸的喷施在整体上也能有效缓解CM28受到的镉胁迫,引起PEPC基因的表达降低。综上所述,镉胁迫对CM28的生理生化过程具有不利影响,喷施外源甘氨酸能在一定程度上缓解镉对CM28的影响。

为明确不同大小果穗穗粒特性对玉米机械粒收籽粒破碎率的影响,以玉米品种先玉1171和正红505为试验材料,将果穗分大穗、中穗和小穗,测定不同收获时期玉米果穗的农艺性状、力学强度、籽粒含水率和籽粒破碎率等指标,探讨不同大小果穗玉米籽粒含水率和力学强度变化规律,分析果穗大小对玉米机械粒收籽粒破碎率的影响。结果表明:随收获期推迟先玉1171籽粒破碎率表现为先降低后略微上升的趋势,正红505表现为下降趋势,品种间籽粒破碎率差异逐渐缩小。各时期小穗机械粒收籽粒破碎率均显著低于中穗和大穗,正红505小穗籽粒破碎率较中穗、大穗分别降低16.98,20.96百分点,先玉1171小穗籽粒破碎率较中穗、大穗分别降低了18.63,22.43百分点。随收获期的推迟玉米籽粒含水率逐渐降低,各时期正红505籽粒含水率均显著高于先玉1711。先玉1171小穗籽粒含水率显著高于中穗和大穗,而正红505小穗籽粒含水率低于中穗和大穗。先玉1171小穗籽粒胚乳穿刺强度多显著低于中穗和大穗;正红505果穗大小间籽粒力学强度差异不显著。相关分析表明,籽粒破碎率与含水率、穗长、穗粗和果穗体积呈显著或极显著正相关,而与籽粒力学强度极显著负相关。适度降低玉米果穗穗长、穗粗和果穗体积,可显著降低机械粒收玉米籽粒破碎率。因此,生产上可通过选择小果穗玉米品种,或通过增密等栽培措施降低果穗大小,是降低机收籽粒破碎率有效措施。

低温逆境严重影响水稻尤其是机插稻的安全生产。为明确机插双季稻适宜植物生长调剂及其喷施时期,以早稻品种中嘉早17和晚稻品种H优518为材料,研究了不同植物生长调剂(烯效唑,C1;脱落酸,C2;壮谷饱,C3)与喷施时期(早稻:浸种,D1;一叶一心期,D2;两叶一心期,D3;移栽前,D4;返青期,D5;晚稻:孕穗期,F1;始穗期,F2;齐穗期,F3;齐穗后7 d,F4)对机插稻产量和抗寒特性的影响。结果表明,3种植物生长调剂中,壮谷饱处理茎蘖数最多,叶面积指数最高,干物质积累量最大,且显著高于其他2个处理。壮谷饱处理产量最高,早稻较烯效唑和脱落酸处理实际产量分别高7.58%,7.13%,晚稻壮谷饱较烯效唑和脱落酸处理实际产量分别高13.54%,11.59%。喷施时期方面,早稻于返青期喷施,晚稻于始穗期喷施,对产量形成各指标提升效果最佳,产量最高。分析产量构成因素,植物生长调剂及喷施时期主要通过提高水稻穗粒数而增产。不同植物生长调剂处理下抗氧化酶活性存在差异,早、晚稻SOD、POD及CAT活性均以壮谷饱处理最高,同时早稻返青期喷施,晚稻始穗期喷施植物生长调剂对提升抗氧化酶活性效果更佳。综合来看,湘南双季机插稻植物生长调剂选用壮谷饱,且早稻返青期喷施、晚稻始穗期喷施的抗寒增产效果最好。

为筛选适宜新疆奇台县种植的酿酒高粱品种,同时为新疆地区高粱新品种的选育及推广提供参考依据,2020-2022年对省外引入的20个高粱新品种进行了生育期、农艺性状及产量进行比较,同时分别对籽粒淀粉、赖氨酸、单宁、可溶性总糖、粗蛋白、粗灰分、粗纤维等营养品质进行了鉴定,分析了各品种的丰产性和稳产性。结果表明,不同高粱品种的生育期、农艺性状、产量和营养成分不一致,品种及种植年限之间有差异。20个品种的平均生育期为84~146 d,株高为68.44~250.46 cm,其中属于极早熟特矮品种有龙杂18和龙杂20等2个品种,株高150 cm以下适合于机械化栽培的矮秆品种有凤杂4、辽糯11、吉杂124、吉杂127、辽杂37、辽粘3、冀酿3号、晋杂34、晋糯3、通杂108、锦杂109、赤杂106、金糯粮5等13个品种。晚熟高秆品种只有红缨子1个品种。平均产量为4 364.32~13 779.84 kg/hm²,锦杂109产量最高,沈杂5产量最低。籽粒品质在各品种之间存在差异,其中辽杂10号淀粉含量高达759.93 g/kg,而晋杂34单宁含量最低1.80 g/kg。综上,考虑生育期、农艺性状、产量及品质等特性,参试品种锦杂109属于矮杆、中熟品种产量为最高、稳产性最好、综合表现为最佳,可作为适合机械化栽培的首选品种在奇台地区进行推广种植。

为研究不同冬播期下强冬性/春性甘蓝型油菜萌动种子和花期不遇的问题,以甘肃农业大学提供的2个强冬性甘蓝型油菜和2个春性甘蓝型油菜为材料,于2022年10月至2023年8月在甘肃农业大学试验田进行试验。于2022年10月11日进行冬性油菜秋播,于2022年12月10日开始每隔20 d进行冬性/春性油菜冬播,于2023年2月8日结束冬播。记录开花期,对各冬播播期下冬性/春性油菜萌动种子每隔20 d进行取样,测定其生理生化并对其春化基因(FLC、VRN2、FRI、FT)的表达特性进行分析。结果显示,冬播时冬性/春性甘蓝型油菜花期相差22~34 d;秋播(10月上旬)冬性油菜与春播(3月上旬)春性油菜花期相差4~7 d;秋播(10月11日)冬性油菜与冬播(12月10日、12月30日、1月19日、2月8日)的春性油菜开花时间接近,且花期重叠时间长达15~20 d。随着播期的推迟,冬播油菜萌动种子中FLC、FRI、FT基因相对表达量下调;VRN2基因相对表达量在春化前期下调,春化后期上调。萌动种子中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性,可溶性蛋白(SP)、赤霉素(GA3)、水杨酸(SA)含量在春化前期上升,春化后期下降;随着春化时间增加,油菜萌动种子丙二醛(MDA)、脱落酸(ABA)含量呈上升趋势。

为探明间作、轮作对连作花生生长、产量及品质的影响,为花生高产栽培提供理论依据,于2022—2023年在河南科技大学试验农场,分别在连作2 a花生和连作11 a花生的基础上,以继续连作花生为对照(分别记为CCP1、CCP2),研究甘薯-花生轮作体系(PSP)和玉米-花生间作、轮作体系(PMP)对花生光合特性、根系特点、干物质积累与分配和产量的影响。结果表明,在花生的结荚期(PSS)和饱果成熟期(PMS),PSP中轮作花生(SRP)较CCP1分别显著提高叶面积指数(LAI)35.08%~53.68%和24.32%~33.52%;PSS和荚果膨大期(PBS),SPAD值增幅为11.93%~18.55%和5.95%~9.63%。PMP中轮作花生(MRP)较CCP2,LAI在PSS和PMS分别提高了46.81%~57.96%和27.00%~61.78%;MRP和间作花生(MIP)较CCP2,SPAD值在PSS、PBS分别提高了3.32%~3.69%,7.50%~8.64%和5.47%~18.37%,15.73%~31.11%。在PSS和PBS,SRP与CCP1相比,净光合速率增幅分别达23.68%~41.31%和26.52%~32.55%,MRP与CCP2相比分别提高了12.77%~17.81%和16.88%~62.07%,均显著增加根长与根尖数,促进PMS花生单株干物质积累及向荚果的分配,产量分别提高了31.42%~47.36%和54.12%~75.09%;MIP与CCP2相比,受玉米遮阴影响,降低花生的LAI、净光合速率、根长、根尖数,并降低了干物质积累量及产量。同时,轮作后提高了花生果仁的油酸含量和油亚比,其中SRP较CCP1的增幅分别为1.63~1.65百分点和6.59%~10.52%,MRP较CCP2的增幅分别为1.95~2.82百分点和9.75%~14.16%。综上,甘薯-花生轮作和玉米-花生轮作较连作花生均能提高花生产量,原因在于其能促进花生根系生长,延缓叶片衰老,提高光合速率,尤其是生育后期的光合速率,从而促进干物质的积累及向荚果的分配,此外还能在一定程度上改善花生品质。