沿黄稻区适宜秸秆腐熟剂的筛选及其腐熟效应研究

为探究不同秸秆腐熟剂对沿黄稻区稻田秸秆还田效应的影响,提高秸秆还田利用率,以桶栽试验研究了秸秆还田条件下10种秸秆腐熟剂对水稻抽穗期和成熟期的群体质量指标、土壤有机质、土壤全氮、土壤碳氮比、产量及其构成要素的影响。结果表明,10种秸秆腐熟剂均能显著增加分蘖期土壤全氮含量、降低土壤的碳氮比,多数秸秆腐熟剂能加快稻田秸秆腐熟速率、提高水稻花后作物生长率、增加抽穗期和成熟期地上部干物质量、叶面积指数和株高,进而增加水稻的单株产量,增产幅度为2. 41%～38. 35%。其中,HW,JD 2和JBS等3种秸秆腐熟剂处理后形态和生理指标改善较大、增产效果较好,单株产量与对照相比分别增加了38. 35%,32. 33%和25. 24%。因此,沿黄稻区秸秆腐熟剂选用HW,JD 2和JBS效果为佳。     

刈割时期和留茬高度对水稻饲草产量、品质及籽粒产量的影响

为缓解畜牧业发展所需饲草与粮食生产争地的严峻形势,开发水稻粮饲兼用种植模式,采用裂区设计,设置头季水稻刈割时期(抽穗开花期、灌浆期和蜡熟期)为主区,留茬高度(25 cm、35 cm和45 cm)为副区,研究了头季水稻刈割时期和留茬高度对头季干饲草和青贮饲草产量和品质及再生稻籽粒产量的影响。结果表明,随着头季水稻刈割时间的推迟,头季干饲草和青贮饲草产量均呈逐渐增加的趋势,再生稻籽粒产量呈逐渐减小的趋势;随着头季水稻刈割时留茬高度的增加,头季干饲草和青贮饲草产量均呈逐渐减小的趋势;抽穗开花期刈割留茬高度越低再生稻籽粒产量越高,而灌浆期和蜡熟期刈割留茬高度越高再生稻籽粒产量越高。抽穗开花期刈割头季水稻干饲草品质最优,蜡熟期刈割头季水稻青贮饲料品质最优,均达优质一级标准。综上,该种植方式创新了2种水稻栽培模式:一是以再生稻米为主、优质饲草为辅,在水稻抽穗开花期刈割,25 cm留茬高度可收获优质一级干饲草10.51 t/hm~2,再生季可收获稻米10.58 t/hm~2;二是以优质饲草为主、再生稻米为辅,在蜡熟期刈割,25 cm留茬高度可收获优质一级青贮饲草34.66 t/hm~2,再生季可收获稻米4.21 t/hm~2,是实现种植业和养殖业有机融合的新途径。     

“揭榜挂帅”“赛马”机制在农业科技领域的探索与实践

“揭榜挂帅”“赛马”机制是新时期我国提出的新型科研项目组织管理方式,用以激发全社会创新活力,是突破“卡脖子”关键核心技术的创造性选择和科技创新的制度安排。然而,在农业科技领域,这种新型项目管理方式还没有充分反映农业科研规律和农业产业特点。文章对“揭榜挂帅”“赛马”机制的内涵和特性进行了梳理,在分析具体成功案例的基础上,总结了当前“揭榜挂帅”“赛马”机制在实践中的局限性,从建立多元化科研投入体系、完善“后补助”资金支持方式、建立严格的奖惩激励机制等方面提出了进一步落实“揭榜挂帅”“赛马”机制的对策建议,以期为攻克产业链关键核心技术、提升农业科技创新效能以及建设农业科技强国提供有力的科技支撑。     

有机肥类型及其施肥配比对稻田培肥效应和经济效益的影响

采用3种有机肥和2种施肥配比,研究了有机肥类型和施肥配比对水稻产量、土壤的培肥效应和经济效益的影响。结果表明,施用相同有机肥,6∶4施肥配比的水稻产量高于6∶3∶1;相同施肥配比,施用菜子饼肥的水稻产量均显著高于沼液、商品有机肥和CK。2种施肥配比条件下,菜子饼肥处理抽穗开花期及抽穗开花期至成熟期干物质积累量均高于沼液、商品有机肥和CK。6∶4施肥配比条件下,成熟期水稻谷草和子粒含氮量在沼液和商品有机肥处理下均高于6∶3∶1。6∶4施肥配比条件下,氮收获指数、氮素转移率、氮素生理利用率和氮素农学利用率均高于6∶3∶1,且此条件下成熟期土壤有机质含量高于6∶3∶1,有利于培肥地力。虽然6∶4施肥配比条件下菜子饼肥产量最高,但由于菜子饼肥的成本较高,故沼液经济效益最高。因此,本试验条件下,在绿色稻米生产中施肥种类选取沼液更有利于经济效益的提高和培肥地力,有机肥的施用配比以6∶4施肥为最佳。     

基于CRISPR/Cas9技术的水稻miR1866突变体构建

microRNA(miRNA)是长度为18~25个碱基的非编码单链RNA,在植物生长发育过程中起着重要的调节作用。水稻是世界上重要的粮食作物之一,近年来调控水稻生长发育的miRNA不断被发掘,但目前关于miR1866的研究还比较少。本研究通过构建miR1866的CRISPR/Cas9表达载体,创制miR1866的突变体,挖掘水稻miR1866的功能。依据CRISPR/Cas9基因编辑技术,设计了miR1866的突变靶点,通过人工合成的方法得到包含突变靶点的特异序列,经过磷酸化修饰和退火后与载体Sg RNA连接进而与Cas9重组得到miR1866的CRISPR/Cas9表达载体,利用农杆菌介导法导入粳稻品种日本晴,获得转基因植株,结合测序结果判断转基因植株突变单株的突变基因型。本研究比较了野生型和突变体(KO1866-1-2和KO1866-2-4)在相同培养条件下苗期的根长、株高、茎基粗、鲜重和干重,结果表明:在营养液培养条件下,突变体的株高、根长、茎基粗、鲜重和干重均显著低于野生型。据此推测,miR1866对水稻的生长发育有一定的调节作用。本研究利用CRISPR/Cas9创制水稻miR1866的突变体,对研究miRNA调控途径,完善水稻miRNA调控的分子机制具有重要的意义。     

不同生育时期淹水对水稻Sub1A耐淹基因导入系产量的影响

在苗期、分蘖期和抽穗期等3个生育时期对常规籼型水稻IR64和IR64 Sub1A耐淹基因导入系(IRRI149)进行淹水处理,测定各个生育时期淹水后的有效分蘖数、每穗粒数、结实率、千粒重和单株产量,以确定不同生育时期淹水对Sub1A耐淹基因导入系产量的影响。结果表明,在苗期淹水,IRRI149和IR64的单株产量分别为39.11 g、24.92 g;分蘖期淹水,分别为10.31 g、0.48 g;抽穗期淹水,分别为24.35 g、23.36 g。IRRI149在苗期和分蘖期淹水条件下,有效分蘖数、每穗粒数、结实率、千粒重、单株产量均显著高于IR64;3个处理时期中以分蘖期淹水对产量的影响最为明显。     

不同播期温光条件对籼稻产量和品质的影响

为明确豫南稻区籼稻高产优质的温光条件,采用大田试验,以3个籼稻品种（兆优5431、中浙优8号和Y两优900）为试验材料,连续2 a研究不同播期[4月15日（T1）、4月30日（T2）、5月15日（T3）、5月30日（T4）和6月14日（T5）]下籼稻抽穗至成熟的积温、累积光照时间、累积光照强度和产量及稻米加工品质、外观品质、营养品质、蒸煮品质,并进行不同播期下温光因子对籼稻稻米品质影响的冗余分析（RDA）,通过温光因子的解释率找出影响豫南稻区稻米品质的关键环境因子。结果表明,随着播期的推迟,3个籼稻品种的产量、加工品质和营养品质均呈现先上升后下降的趋势,2 a均表现为T2处理产量最高,加工品质、外观品质和蒸煮品质较好,T5处理产量和品质表现最差。其中,2019年T2处理产量较T5处理提高129.4%,整精米率提高32.1%,垩白度、垩白粒率分别降低69.8%、69.9%,直链淀粉含量降低13.7%;2020年T2处理产量较T5处理提高271.0%,整精米率提高83.9%,垩白度、垩白粒率分别降低85.2%、77.6%,直链淀粉含量降低19.2%。稻米蛋白质含量则是T3处理最高,2019...     

不同深度土壤控水对稻田土壤微生物区系及细菌群落多样性的影响

为研究不同深度土壤控水对壤土稻田土壤水势、微生物区系和细菌群落多样性的影响,通过土培池栽试验,在水稻生育后期设置土壤深度0~5 cm（S05）、0~10 cm（S10）和0~15 cm（S15）控水处理,以保持水层为对照,分析了不同深度控水处理下5 cm、10 cm、15 cm深土壤水势与土壤微生物区系、细菌群落多样性的变化。结果表明：土壤5 cm、10 cm、15 cm深度的水势随着控水深度增加而降低,S05控水处理主要影响上层（5 cm）土壤水势,S10控水处理影响上、中层（10 cm）土壤水势,S15控水处理土壤水势随土层深度的增加而升高。花后8 d和32 d,S05控水处理上层土壤细菌数量显著高于S10、S15控水处理;花后16~24 d,S05控水处理中层、下层（15 cm）土壤细菌数量均显著高于S15控水处理;土壤水势与水稻生育后期中、下层土壤细菌数量呈极显著正相关关系。S05控水处理10 cm、15 cm土层的细菌丰富度Chao指数均显著高于S15控水处理及CK。3个控水处理中,5 cm土层细菌的多样性Shannon指数以S05控水处理最低。优势细菌菌群分析发现,优势群落主要为变形菌门、绿弯菌门、酸杆菌门、拟杆菌门,四者总相对丰度在80%以上;S15控水处理中层土壤变形菌门相对丰度低于S05和S10控水处理。3个控水处理土壤样品中优势纲（相对丰度大于2%）达15个,主要包括α-变形菌纲、β-变形菌纲、δ-变形菌纲、厌氧绳菌纲等,这4个纲的总相对丰度在47%以上,其中厌氧绳菌纲相对丰度最高;上层土壤中S05控水处理的β-变形菌纲相对丰度显著低于S10和S15控水处理。因此,不同深度土壤控水对壤土土壤水势、细菌数量存在影响,改变了细菌的多样性及丰富度,对土壤细菌优势菌种类无显著影响。