生物技术
为了培育健康的水稻秧苗，提高水稻秧苗素质，本试验以‘津育粳22’为试材，应用药液浸种的方法，研究了4种植物生长调节剂不同浓度和不同浸种时间对水稻种子萌发和对水稻秧苗素质的影响，试验药剂分别为5%吲哚丁酸·萘乙酸可溶液剂(A)、1%吲哚丁酸·诱抗素可溶液剂(B)、0.25%S-诱抗素水剂(C)、0.136%赤·吲乙·芸可湿性粉剂(D)。试验结果表明，20 mg/kg药剂A浸种24 h和0.4 mg/kg药剂C浸种24 h和48 h后，水稻种子发芽势高于清水对照，各药剂处理对种子发芽指数和发芽率影响不明显。水稻种子25℃药液浸种24 h后，筛选出20 mg/kg药剂A、10 mg/kg药剂B、0.4 mg/kg药剂C和1000倍液药剂D能显著提高水稻秧苗的壮苗指数，壮苗指数增加率分别为19.14%、17.68%、34.55%和23.80%。综上，生产中推荐使用20 mg/kg 5%吲哚丁酸·萘乙酸可溶液剂、10 mg/kg 1%吲哚丁酸·诱抗素可溶液剂、0.4 mg/kg 0.25% S-诱抗素水剂和1000倍液0.136%赤·吲乙·芸可湿性粉剂浸种24 h，可提高种子出苗率和秧苗的壮苗指数。
在杂交籼稻制种过程中，若混入粳稻花粉就会产生籼粳交杂株，这种类型的杂株常表现为大青棵而使得杂交稻纯度降低，最终影响产量。为避免因配组亲本选择不当或在粳稻区制种因隔离不严格而产生大青棵，找到能准确区分籼稻与粳稻的分子标记可为育种和制种生产提供参考。以三系杂交籼稻粤泰A/R2020和田间表现为大青棵的杂株为试验材料，利用两个亲本间的多态性SSR标记对疑似杂株进行基因型分析，并通过18对特异性的InDel标记对其进行籼粳属性鉴定。结果表明：在行业标准《水稻品种鉴定技术规程 SSR标记法》(NY/T1433—2014)推荐的48对引物中，不育系‘粤泰A’与恢复系‘R2020’之间有22个位点差异；在6对标记下（RM72、RM85、RM224、RM253、RM424、RM481），8个疑似杂株全为串粉带型；13对籼粳间特异性InDel标记检验结果证明了8个串粉杂株均来源于籼粳亚种间杂交。本研究初步筛选出13对InDel标记可用于籼粳属性鉴定，为避免大青棵的产生提供了分子依据。
为了培育矮杆玉米品种，用栽培种材料DN132610和突变体材料DN132610-1杂交获得6个世代群体，探究突变体株高遗传特性。以P1、P2、F1、B1、B2、F2 6个世代群体为试验材料，利用植物数量性状分离分析软件进行联合分析。结果表明，矮化突变体最适遗传模型为E-1，即2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因混合遗传模型。2对主基因加性效应值均为-11.205，显性效应值分别是-28.303和-15.840，B1、B2和F2主基因遗传率分别为57.26%、30.06%和76.85%，多基因遗传率分别为0%、28.06%和0%，环境因素引起的变异分别占42.74%，41.88%和23.15%。上述试验表明，控制玉米株高的2对基因以显性效应为主，主基因遗传率较高，B1、F2多基因遗传率为0%，且玉米株高受环境影响较大，存在遗传与环境互作效应，可结合环境鉴定，早期对株高性状进行选择。
旨在为农业部门开展草地贪夜蛾的防控以及政策制定提供科学参考。通过系统收集草地贪夜蛾在云南省的分布点，并结合野外调查数据，采用MaxEnt模型及ArcGIS软件，结合当前及CMIP5未来气候，对云南省草地贪夜蛾潜在分布进行分析。结果表明：模型模拟的AUC值为0.903，表明MaxEnt模型具有较高的准确性，影响草地贪夜蛾的4个最重要环境变量为：年均气温、最高气温、海拔与坡度。在当前状态下，适生区总面积为27.12万km2，占云南省总面积的68.83%。在2050年的RCP 2.6和RCP 8.5情景下，潜在适生区面积分别比当前扩张13.92%和16.35%；在2070年的RCP 2.6和RCP 8.5情景下，适生区面积比当前分别扩张16.65%和16.25%。基于未来气候变化的预测显示，草地贪夜蛾在云南省的适生区面积明显扩大，适生区有向高纬度和向高海拔地区扩散的趋势，气候变化导致危害的风险增大，应密切监控虫灾严重区域及新发地的虫情发展，并进一步加大对该种入侵农业害虫的研究和防治力度。
为进一步探明新型杀虫剂溴虫氟苯双酰胺对玉米的安全性、对草地贪夜蛾的防效、持效期及用法用量，以筛选出不同类型的药剂，为应急防控中药剂的合理选用提供依据。特选用100 g/L溴虫氟苯双酰胺悬浮剂为供试药剂，5%甲氨基阿维菌素苯甲酸盐微乳剂（以下简称甲维盐）和25%乙基多杀菌素水分散粒剂为对照药剂防控玉米草地贪夜蛾。结果表明：从草地贪夜蛾防治效果、取食危害指数、产量统计、用药情况综合来看，100 g/L溴虫氟苯双酰胺悬浮剂225、300 mL/hm2处理与甲维盐处理相比更兼顾持效性，第1、2次药后21 d，防效都达60%以上，第2次药后21 d，玉米取食为害指数能有效控制在3级以下，药效期可维持到14~21 d，且不影响产量，比对照增产57.31%~59.02%；与乙基多杀菌素处理相比又能达到农药减量的目的，2次施药，农药有效成分每公顷减少使用量30~45 g。建议在实际生产中进一步扩大试验示范及推广，并推荐溴虫氟苯双酰胺悬浮剂225~300 mL/hm2用量，间隔14~21 d施药防控玉米草地贪夜蛾，作为与甲维盐、乙基多杀菌素交替使用的优选药剂。
旨在研究CO2浓度升高对阿尔蚜茧蜂(Aphidius ervi)寄生及后代蜂适合度的影响。在温度24℃、CO2浓度为380、550、750 μL/L的人工气候箱中连续培养3代阿尔蚜茧蜂。结果表明，随着CO2浓度升高阿尔蚜茧蜂的寄生率、羽化率和雌性比例显著降低，成虫寿命极显著降低，但对发育历期无显著影响，世代因子对阿尔蚜茧蜂发育历期无显著影响；随着CO2浓度升高阿尔蚜茧蜂寿命极显著降低，不同世代之间阿尔蚜茧蜂的寄生率、羽化率、雌性比例、发育历期和成虫寿命均无显著差异。CO2浓度升高降低了阿尔蚜茧蜂的寄生效果以及后代蜂的适合度，从而推测大气CO2浓度升高下阿尔蚜茧蜂对豌豆蚜的控害作用下降。
为强筋春小麦‘新春38号’优质、高产栽培提供理论依据，研究了‘新春38号’在灌浆不同时期喷施叶面肥（磷酸二氢钾和芸苔素内酯）对籽粒黑胚病、产量及品质的影响。结果表明：2次混合喷施磷酸二氢钾和芸苔素内酯小麦产量较对照增产27.9%，千粒重显著提高，不育小穗数减小，黑胚率由原来21%降低到16.8%；一次混合喷施叶面肥后籽粒蛋白质含量、湿面筋含量、沉淀值分别较对照增加1%、0.7%和4.54%，单一喷施磷酸二氢钾时面团形成时间和稳定时间较对照增大0.6 min和0.7 min，面团拉伸曲线和拉伸面积增大22 cm2和91 BU，单一喷施芸苔素内酯对其没有显著的影响。因此，在小麦灌浆早期混合喷施叶面肥能有效改善春小麦‘新春38号’黑胚的发生，可提高产量和品质。
旨在建立一种测定黄芩中12种黄酮类成分的方法。采用HPLC法，色谱柱为Agilent ZORBAX SB-C18 (4.6 mm×150 mm，5 μm)；检测波长为280 nm；流动相为乙腈-0.1%磷酸水溶液，流速为1.0 m L/min，进样量为10 μL。利用建立的提取条件和色谱条件对黄芩进行定性定量分析。测定黄芩中12种黄酮类物质在质量浓度范围内线性关系良好(r>0.98)，平均加样回收率野黄芩苷、芹菜素-7-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、红花素、黄芩苷、木犀草素、白杨素-7-O-葡萄糖醛酸苷、汉黄芩苷、芹菜素、黄芩素、汉黄芩素、白杨素、千层纸素A分别为99.7214%、92.7039%、103.9755%、100.5837%、92.4819%、93.2465%、99.6387%、104.3866%、95.0767%、95.3245%、92.2161%、95.3995%(RSD<5)。本研究建立了一种测定黄芩中12种黄酮类成分的含量方法，此方法操作简便，重复性好，准确度高。
为了去除木质纤维素固有复杂抗性结构，实现木质纤维素原料的高效利用，研究人员不断开发新的木质纤维素预处理技术。低共熔溶剂(Deep Eutectic Solvents, DESs)作为一种绿色溶剂，具有成本低、制备简单、热稳定性好、可设计性等优势，在促进木质纤维素原料预处理、原料酶解转化方面有着较好的应用潜力，得到了研究者们的广泛关注和认可。本研究在查阅国内外研究现状和研究成果的相关报道基础上，综述了氯化胆碱DESs的合成及性质，预处理木质纤维素的作用机理，对木质纤维素酶解效果及转化为生物乙醇的相关研究，指出不同氢键供体、不同的预处理条件对原料的木质素去除率及葡萄糖产量有很大影响，认为DESs预处理木质纤维素极大提高了后续纤维素酶解过程的糖化率，并对DESs预处理机理、循环使用、工艺参数优化方面提出了展望。
研究干旱区大田玉米拔节期干旱及复水对干物质积累分配的影响，以期为干旱区玉米栽培及节水灌溉提供科学参考。于2016年在甘肃武威荒漠生态与农业气象试验站大田布设试验，以同一品种设置CK（全生育期供水充足的对照处理）、T1（拔节期控水处理）、T2（拔节期控水-复水处理）3种处理，用对比分析的方法比较不同处理下玉米干物质分配与转移的差异。分析发现，干旱致使干物质积累速度减小（T1处理在拔节期、抽雄期、乳熟期的干物质积累速度分别较CK处理减小22.14%、32.66%、40.43%）；最终使得干物质积累总量减小（T1处理在拔节期、抽雄期、乳熟期的单株干物质积累量分别较CK处理减小21.62%、27.52%、34.39%），拔节期干旱后复水使生物量有所增加（抽雄期、乳熟期、成熟期地上干物质积累量T2分别较T1处理增加18.20%、24.13%、20.19%），但不能增加到充足灌水处理的水平。同时，干旱抑制其他器官干物质向果穗转移，乳熟期、成熟期干物质在果穗中的分配比例均为CK>T2>T1，干旱后复水虽然存在补偿效应，减轻了干旱对干物质转移的影响，但是干旱对玉米干物质积累仍存在不可逆的影响。
为了探讨黄淮海地区遮荫胁迫对春大豆的影响，筛选春大豆耐荫鉴定指标和数学评价模型，本研究以大豆的10个指标的耐荫系数衡量单项指标的耐荫性，采用主成分分析法、隶属函数法和逐步回归法计算综合耐荫性评价值衡量25个大豆品系（种）的综合耐荫性。结果表明，不同大豆品系（种）对遮荫胁迫的响应不同；大豆株高、主茎节数和平均节间长度在荫蔽条件下会不同程度的增加，变异程度增大，而单株荚数、单株粒数、粒茎比、单株粒重和每荚粒数显著降低；综合耐荫评价值(D)的聚类分析将25个试验大豆品系（种）按照耐荫性的强弱划分为强耐荫型、较耐荫型、中度耐荫型、不耐荫型和极不耐荫型5类；建立黄淮海地区春大豆耐荫性评价数学模型D=-0.149+0.202X01-0.054X04+ 0.233X05+0.233X07 (R2=0.963)，预测精度达82%。综上，筛选出株高、底荚高度、单株粒数和平均节间长度4个指标作为黄淮海耐荫春大豆鉴定指标，鉴定到6份强耐荫大豆材料。
为缓解花生种植中普遍应用塑料地膜造成的环境污染和土地退化，探明液态地膜在花生种植中的施用效果，本试验以无地膜覆盖的裸地种植为对照，比较了3种不同液态地膜喷施对于花生农艺性状、产量及土壤肥力的影响。结果表明：液态地膜喷施能够促进花生的主茎高和侧枝长增长，改善花生的荚果性状，提高花生产量。在3个液态地膜处理中，功能液态地膜B对花生农艺形状的改善效果及产量提升效果最明显，使花生主茎高和侧枝长分别增长10.34 cm和11.00 cm，饱果率提高18.5%，幼果率提高50.0%，秕果率降低19.9%。通过产量估算，功能液态地膜B产量高于裸地种植1620 kg/hm2。通过土壤养分分析，液态地膜喷施降低了花生收获期的土壤有机碳等有效养分，可能是液态地膜改善了土壤的水热条件，促进了花生的生长以及对养分的吸收，从而导致土壤养分含量的降低。
为探讨纳米碳对作物生长发育因子的响应，明确复合肥配施纳米碳对作物的影响，以甘薯为研究对象，设计了复合肥与纳米碳通过单独浇窝、喷雾和浇窝加喷雾不同配施处理方式比较试验，研究不同处理对甘薯成活率、农艺形状、叶绿素SPAD值及产量品质的影响。试验结果显示：复合肥配施纳米碳通过栽插薯苗时每窝用1.0 kg 1000倍纳米碳液浇窝，同时在栽植后30 d，再用1000倍纳米碳液均匀喷雾茎叶，可以有效提高2种甘薯的成活率，对淀粉型‘商薯19’和鲜食型甘薯‘烟薯25’的产量分别提高3.51%和10.67%，同时提高淀粉型‘商薯19’的淀粉含量和鲜食型甘薯‘烟薯25’的可溶性糖含量。因此，在甘薯生产中，按照此方法应用复合肥配施纳米碳可以有效的提高甘薯的产量和品质，促进甘薯产业健康发展。
通过筛选鉴定早熟机采棉新的品系、品种，以确保机采棉花品质、产量稳定提高。2019、2020年在新疆生产建设兵团第七师农科所设定试验区，选择12个机采棉品种进行农艺性状对比试验。结果表明，‘石大棉268’、‘H1537’、‘金垦1861’和‘新石K33’生育期最短<120 d；第一果铃高度≥18.0 cm的有10个品种，吐絮期整齐度在2、3级。机采性状综合排名‘石大棉268’第一，子棉单产、皮棉单产、霜前皮棉单产均优于其他品种，与对照品种相比分别增加了7.2%、19.2%、25.1%，霜前花率达到99.2%；其次是‘新农早129’，子棉单产、皮棉单产、霜前皮棉分别比对照品种增产6.0%、14.7%、16.3%。‘石大棉268’、‘新农早129’两个品种的机采性状及棉花品质表现最佳，符合本研究区的机采要求。
倒伏是制约水稻生产的重要因素之一，优质稻倒伏现象更为突出。为了完善优质稻抗倒栽培技术，本研究以广东省的代表优质稻品种‘美香占2号’作为试验材料，设置了3个不同的施氮量，采用两因素随机区组设计，探究抗倒剂‘不倒汉’的抗倒伏效果。结果表明，抗倒剂降低了齐穗期和成熟期的茎叶重和总干物质重，增加了经济系数，具有增产效果。降低了水稻整个生育期的株高，均达到显著水平，在低肥下，降株高效果更显著。降低了蜡熟期第二和第三基节的长度和倒伏指数，其中第三基节达到了显著水平，还显著降低了成熟期各节间的长度、田间倒伏指数、倒三节和倒四节的弯曲力矩，对倒三和倒四节间的抗折力和倒伏指数也有一定的降低，没有达到显著水平。综上，抗倒剂‘不倒汉’能显著增强优质稻的抗倒伏能力，同时具有增产效果，可以推广应用。
生物炭作为新型土壤改良材料，已广泛应用于农业生产；然而，针对不同粒径生物炭对酸性红壤理化性质的影响还鲜见报道。对此，本研究以连续筛分获得的不同粒径烟秆炭（2.00~4.00、0.85~2.00 、0.42~0.85与<0.42 mm）为供试材料，以青菜(Brassica rapa var. chinensis)为供试作物开展盆栽试验研究。结果表明：粒径为2.00~4.00 mm的烟秆炭对降低酸性红壤容重与增加田间持水量的效果最佳，<0.42 mm的烟秆炭对增加土壤pH、电导率与速效钾含量的效果最佳，而0.42~0.85 mm的烟秆炭对增加土壤有机质和水解氮含量的效果最佳，且作物产量最高(P<0.05)。施用不同粒径烟秆炭均显著提升了土壤质量综合指数(P<0.05)，且其与作物产量呈极显著正相关(P<0.01)。因此，不同粒径生物炭对土壤改良与作物增产的效果不同，在农业生产中应根据土壤理化特征，施用适宜粒径范围的生物炭。
为全面深入了解玉米种植密度和产量相关研究在国内和国际的现状和发展趋势，以中国知网数据库和Web of Science核心合集数据库中2000—2022年收录有关玉米种植密度和产量领域的文献（5150篇）为样本，基于CiteSpace软件进行可视化分析。结果表明，美国居于该领域总研究量榜首，中国紧随其后，远远超过其他国家，近年来中国对该领域的研究论文数已经赶超美国，并且每年保持100篇以上的发文量。Agronomy Journal期刊发文量最多，共计230篇，在学术界影响力最大。中国学者刘鹏发文数量最多，对该领域的研究进展贡献最大，与其他作者合作也较为紧密。研究机构以高校为主，中国北方居多，各区域机构之间的合作仍有待加强。在该领域，鲜食和青贮等专用型玉米、氮水利用效率、可持续农业、机械化管理、土壤性质、产量损失、数学模型、秸秆利用等是近年来研究热点问题。
为了筛选出适宜在湖南地区进行生产示范推广的玉米品种，以‘洛玉1号’为对照，对‘湘农玉36号’、‘湘农玉40号’、‘湘农玉42号、‘湘农玉两优1号’和‘湘农玉两优2号’等5个品种的生育期、田间抗性和产量性状进行调查分析，筛选出最优品种，为下一步区域试验打下基础。并通过对农艺性状与产量的相关性分析，得出了影响产量的显著因素。试验结果表明：各品种生育期均在107~110 d之间，其中‘湘农玉36号’病虫害发生率低，无明显倒伏，产量为9.9 t/hm2，较对照品种高51%，为参试品种最高，综合分析为最优品种，可以进行下一步区域试验。在农艺性状与产量的相关性分析中，影响产量的因素从强到弱排序为：穗长>百粒重>穗位高，其中穗长与产量呈极显著正相关，百粒重与产量呈显著正相关，而穗行数对产量有弱负相关影响，因此在玉米新品种选育的过程中应综合选择穗长长，百粒重高，穗行数少的品种。
引发技术是促进棉花种子萌发、幼苗生长与抗逆性的重要手段。总结了近年来，种子引发在提高棉花耐旱性、耐寒性、耐盐性与抗病性等抗逆性以及促进棉花产量方面的应用效果，并从形态、生理以及分子角度分析归纳了不同引发技术对棉种的作用机制，最后对棉种引发的发展进行了讨论与展望。
明确西南高粱炭疽病病级与为害程度的关系，筛选出高粱抗炭疽病种质资源，为抗炭疽病育种奠定材料基础。通过人工培养炭疽病菌强致病力菌株ZG-FS-1进行大田喷雾接种，按病害分级标准进行分级以确定抗性等级。再与未接种组进行比对分析，得出粒重损失率以及发芽损失率。92份高粱资源中，有高抗(HR)资源10份，抗病(R)资源10份，中抗(MR)资源5份，感病(S)资源20份，高感(HS)资源47份。高抗(HR)资源、抗病(R)资源、中抗(MR)资源、感病(S)资源、高感(HS)资源穗粒重平均损失率分别为4.37%、6.69%、8.89%、34.12%和52.50%，千粒重平均损失率分别为1.81%、2.98%、5.59%、14.56%和28.89%，发芽率平均损失率分别为0.97%、5.40%、5.76%、11.11%和20.46%。高粱炭疽病不仅导致高粱大幅减产，还导致高粱种子发芽率降低。高粱炭疽病抗性可通过人工接种准确鉴定，筛选出的抗性资源可作为抗性遗传改良的育种材料。
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