科研产出
基于手持式三维扫描仪的种子快速建模与试验
《北京测绘 》 2023
摘要：种子外观形态与建模研究是很多研究课题中重要的组成部分。种子颗粒较小，常规扫描建模无法对种子背面扫描建模，现有方法大都采用二次扫描进行缝合拼接，建模过程复杂、建模效率低且拼接操作易引入误差。为解决上述问题，搭建一种基于手持式激光扫描仪的种子三维全貌特征测绘平台，提出了种子快速建模方法，可实现一次性快速测得种子外形全貌特征，无须进行模型拼接等操作，降低了建模难度，提升了建模效率。对茶籽、花生、莲子三种类型的种子进行了建模试验和分析，结果表明：茶籽最大差值为0.07 mm，最大相对误差为0.38%；花生的最大差值为0.05 mm，最大相对误差为0.15%；莲子的最大差值为0.04 mm，相对误差为0.27%；相对误差均低于0.5%，说明该方法具备较高的建模精度。
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中科发早粳1号分子设计育种
《遗传 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：双季早稻生产是粮食产业的重要组成部分.近期,双季早粳稻品种培育取得了重要进展,育成了兼具高产、优质、高抗的中科发早粳 1 号等双季早粳稻新品种/系.中科发早粳 1 号是利用分子设计育种体系,针对双季早稻生产中长期难以解决的经济效益低、稻米品质差、早期耐寒差和易穗萌等问题,选取含有不同优异基因的空育 131、南方长粒粳与吉粳 88 为亲本,通过关键基因筛选聚合培育而成.中科发早粳 1 号株型紧凑,株高 90 厘米,每穗粒数 120 粒,结实率 85%,千粒重 26 克,每公顷产量 8.25 吨,主要米质指标达到部颁粳稻品种品质等级二级及以上.中科发早粳 1 号的成功培育将为双季早稻产业发展提供新的思路与动力.
关键词： 水稻 双季早稻 双季早籼稻 双季早粳稻 分子设计育种
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天然富硒土壤施用生石灰对稻米微量元素积累的影响
《现代农业科技 》 2023
摘要：利用富硒土壤资源生产天然富硒稻米，是增加人们膳食硒摄入量的重要途径，而建立天然富硒水稻栽培技术体系是富硒稻米生产的基础。本研究在江西省丰城市的天然富硒农田设置不同生石灰施用量试验，分析其对水稻品种象牙占和美香占稻米中微量元素硒、锌、铁和锰含量的影响。结果表明，施用生石灰显著提高了象牙占和美香占稻米的硒含量，生石灰施用量为1 500 kg/hm~2时，2个品种的稻米硒含量分别达0.203 mg/kg和0.189 mg/kg，较不施生石灰对照分别增加78.1%和90.9%。此外，施用生石灰对稻米锌、铁含量没有明显影响，但降低了锰含量，在生石灰施用量为1 500 kg/hm~2时，2个品种稻米锰含量分别降低15.7%和26.4%。因此，施用生石灰可作为我国南方酸性天然富硒土壤提高稻米硒含量的一项技术措施。
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施用金属盐对土壤养分和水稻Cd吸收的影响研究
《江西农业大学学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：【目的】金属离子与镉（Cd）的拮抗作用是减少水稻对Cd吸收的有效措施，探究增施金属元素对水稻Cd的影响机制，并筛选合适的金属盐阻控材料，减少水稻对Cd的吸收，揭示水稻不同部位Cd含量与多种拮抗元素间的相关性，对实现Cd污染稻田的轻简化治理具有重要的意义。【方法】以品两优华占为试验对象，通过向土壤中施加CaCl2、MnCl2、MgCl2、ZnCl2 4种金属盐，对处理前后土壤化学性状、有效态养分和有效态Cd含量以及收获后水稻秸秆、谷壳和糙米中Cd、Ca、Mn、Mg、Zn等元素含量进行了测定，进一步分析了各元素之间的相关性。【结果】施用金属盐会提高土壤中对应元素的有效态含量，其有效态含量增幅Ca＞Mn＞Mg＞Zn，增幅分别为添加量的203%、141%、96%和6.3%。金属盐添加后土壤中的DTPA可提取态Cd的含量没有显著性差异（P＞0.05）；添加CaCl2后，Cd从秸秆-谷壳、秸秆-糙米的转移系数分别增加54.5%和降低29.6%；添加MnCl2后，Mn从秸秆-谷壳、秸秆-糙米的转移系数分别下降23.0%和38.5%;ZnCl2的施用使Zn元素从秸秆-谷壳的转移系数增加了44.6%；所有处理对Mg元素的转移系数没有显著影响。多因素线性回归分析表明，土壤中有效锰和有效锌含量与水稻秸秆、谷壳和糙米中的Cd含量呈显著负相关，偏回归系数分别为-3.466**、-3.71**、-2.815*和-2.318**、-3.804**、-2.465*，土壤中交换性钙含量与水稻谷壳Cd含量呈显著正相关，偏回归系数为2.591*。【结论】通过向土壤中施入Zn2+、Mn2+和Mg2+，提高有效锌、有效锰和交换性镁，水稻Cd含量存在下降趋势。但由于交换性镁与Cd的相关性不显著且土壤颗粒对Zn2+存在强烈的吸附作用，影响了土壤有效锌的增加，因此增施含锰肥料是降低水稻Cd含量的有效措施。
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红壤丘陵区稻田土壤剖面肥力特征及其与产量的关系
《植物营养与肥料学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：[目的]探究不同产量稻田土壤肥力的剖面特征,明确调控作物产量的关键环境因子,以提高低产田、稳定高产田的粮食产量,实现"藏粮于地"的国家战略目标.[方法]试验在江西进贤进行,稻田年产量>15000 kg/hm2、12000~15000 kg/hm2 和<10000 kg/hm2 的地块分别代表高产、中产和低产土壤,选取高、中、低产量稻田样点各 3 个,采集耕作层、犁底层和潴育层土壤样品,测定耕作层厚度、容重、土壤紧实度、pH、阳离子交换量(CEC)、有机质含量、全量和有效氮磷钾含量、微生物生物量碳(MBC)和氮(MBN)等,并对土壤剖面性质和水稻产量进行线性相关分析和随机森林分析.[结果]1)高产田耕作层最厚,在 16 cm左右,而低产田在13 cm左右,高产田耕作层土壤容重最小,为 1.09 g/cm3,而低产田为 1.21 g/cm3,高产田犁底层厚度和紧实度均最高,低产田最低.2)高、中、低产田土壤pH、碳氮磷养分含量和微生物生物量均表现为高产田>中产田>低产田,在土壤剖面上具有明显的"表聚"特征.高产田耕作层土壤有机质、全氮、有效氮、全磷和有效磷含量分别为 38.82 g/kg、2.33 g/kg、198.54 mg/kg、0.81 g/kg和 33.04 mg/kg,而低产田耕作层分别为 29.75 g/kg、1.89 g/kg、158.71 mg/kg、0.62 g/kg和 23.51 mg/kg.高产田耕作层土壤MBC和MBN含量分别为 929.2、42.5 mg/kg,而低产田分别为 533.6、30.8 mg/kg.3)在 3 个产量水平稻田土壤中钾素含量均随土层深度增加而增加,在低产田表现尤其明显,低产田耕作层全钾含量为8.12 g/kg,但母质层为10.77 g/kg.4)相关性分析和随机森林分析结果表明,水稻产量与耕作层土壤pH、有机质、全量和有效氮磷钾含量、微生物生物量碳氮以及微生物生物量碳氮比、耕作层厚度均呈显著正相关,这些变量可以解释水稻产量变化的 53.7%,其中,微生物生物量碳、微生物生物量碳氮比和耕作层厚度是影响作物产量最重要的环境因素,其解释能力分别为 9.2%、8.7%和 7.9%.[结论]耕作层厚度和耕作层微生物生物量是调控水稻产量的关键环境因素.相比低产田,高中产田耕作层厚,耕作层土壤容重低、有机质含量高,供肥保肥能力强.因此,增加耕作层厚度和提高微生物生物量是改良中、低产田的关键.
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水稻内外稃异常发育突变体blg1(beak like grain 1)的表型分析与精细定位
《中国水稻科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：[目的]水稻花器官的正常发育对水稻的成功繁殖和产量至关重要.对水稻花器官发育相关基因进行遗传定位,可以完善和丰富其花器官发育调控网络,对水稻育种具有指导意义.[方法]从育种材料中分离鉴定出一个内外稃发育异常的突变体blg1,对blg1突变体和对照株系花器官形态进行了观察.将该突变体与Dular杂交,构建F2群体,对突变表型进行遗传分析,并对BLG1基因进行了精细定位和候选基因分析.[结果]表型观察显示,blg1突变体表现为内外稃不能正常闭合、稃间弯曲严重、籽粒变小等.遗传分析表明,blg1的突变性状由一对隐性核基因控制.通过精细定位,将目标基因定位于第5染色体长臂末端InD3和InD5两个标记之间,物理距离为50 kb,包含8个开放阅读框.通过分析,LOC_Os05g48760可能是BLG1基因的候选基因.[结论]BLG1是一个控制水稻内外稃发育的新基因.
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水稻加工和外观品质性状QTL鉴定
《中国水稻科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：[目的]稻米加工与外观品质是影响水稻生产效益和商品价值的关键因素,发掘相关性状主效QTL有助于进一步阐明水稻品质性状的分子遗传机制,也可为水稻优质育种提供材料.[方法]以优质粳稻龙稻5号为母本和高产籼稻中优早8号为父本杂交衍生的重组自交系群体为试验材料,在3个环境条件下对稻米加工和外观品质进行性状比较和QTL分析.[结果]检测到37个与加工和外观品质相关的QTL,分布在12条染色体上,三个环境分别发现15、15和21个QTL,其中仅10个QTL在2个环境中稳定表达,2个QTL在3个环境中重复检测到.加工和外观品质相关QTL具有明显的遗传重叠效应,第2、6、7、10和11染色体上存在主效QTL簇,对加工和外观品质存在明显的调控作用.[结论]第7染色体RM1306-RM420区间存在一个新的QTL qMAQ7(qChlak7),该区间对垩白粒率和垩白度具有较强的调控效应;此外,上位性互作也是调控加工和外观品质的重要组成部分,主效QTL参与上位性互作效应.
关键词： 水稻 加工品质 外观品质 QTL分析 qChalk7
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江西省水稻地方品种资源的收集与鉴定评价
《植物遗传资源学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：通过“第三次全国农作物种质资源普查与收集行动”项目，对江西省各农业县（市）水稻地方品种资源进行了调查和收集，2017-2019年共收集到水稻地方品种资源321份，对其形态特征、主要农艺性状和品质特性进行了鉴定。从地域分布来看，江西水稻地方品种资源在11个地级市均有分布，主要集中分布于九江、上饶、宜春、抚州、吉安和赣州等6个面积较大且山区丘陵地较多的地级市，这些地区经济欠发达、交通不便，又是少数民族聚集地，农户喜欢以水稻地方品种的稻米为原材料加工美食。江西省水稻地方品种资源存在籼稻与粳稻两个亚种，以籼稻为主，分为早稻、中稻和晚稻，以中、晚稻为主，粘稻和糯稻分别占38.0%和62.0%，种皮颜色种类丰富，有35份红米和紫黑米种质资源。江西水稻地方品种资源遗传变异丰富，多数表现为颖尖秆黄、无芒或短芒，穗型适宜、剑叶及茎秆角度适中、抗倒伏且落粒性适宜；鉴定出15份抽穗期与株高适宜的大穗、多颖花、高结实率、高千粒重的优良品种资源，还筛选鉴定出优异糯稻和有色稻米资源各12份。这些水稻优异地方品种资源具有较大的挖掘潜力，可为水稻新品种选育提供重要的资源支撑。
关键词： 江西 水稻 地方品种资源 鉴定评价 筛选 优异种质
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有机无机氮肥比例对稻田土壤肥力和作物产量的短期效应
《植物营养与肥料学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：[目的]研究短期内(<5 年)有机无机氮配施比例对土壤肥力以及水稻产量的影响,以明确提升地力与兼顾产量的养分管理措施.[方法]田间定位试验于 2017-2021 年在长江中下游的红壤双季稻田进行.共设 6 个处理:不施肥(CK),单施化肥(CF),有机氮比例分别为 25%、50%、75%与 100%的有机无机肥配施处理(25%ON,50%ON,75%ON,100%ON).2021 年,早、晚稻成熟后测产;晚稻收获后采集耕层土壤样品,分析土壤物理性状(容重与大团聚体含量)、化学性状(pH、有机质、全氮、全磷、全钾、有效氮、有效磷、速效钾、有效锌、有效硅)与生物学性状(脲酶、酸性磷酸酶、β-葡糖苷酶、微生物生物量碳、微生物生物量氮),采用土壤肥力综合指数(IFI)评价不同比例有机肥料的培肥效果,运用偏最小二乘路径模型(PLS-PM)分析有机无机肥配合比例对IFI以及产量的影响.[结果]随着有机肥比例的提高,有机无机肥配施提升土壤物理、化学、生物学性状的效果也随之提升.土壤有机质含量和β-葡糖苷酶活性与其它所有指标的相关关系均达显著水平,有机碳含量与碳循环过程对土壤物理结构、养分以及微生物活性均有较强影响.相对于其他指标,土壤全磷与有效磷的变异系数较大,受有机肥投入的影响较大.施肥显著提高了土壤IFI,有机无机肥配施的肥力指数显著高于单施化肥,且随着有机肥配施比例升高而递增,而双季稻产量则随着有机肥配施比例升高而递减,有机肥配施比例≤50%时,产量与单施化肥持平,>50%时表现为减产.PLS-PM分析结果显示,有机肥和无机肥投入对IFI均有显著影响,有机肥的效应大于无机肥;有机肥对产量无显著影响,而无机肥投入量对产量影响显著.[结论]有机无机肥配施可以全面改善土壤环境,提高土壤肥力,且有机肥配施比例越高效果越好.但如果培肥时间较短(5 年以内),化肥氮对产量的贡献占绝对优势,有机氮的投入比例应控制在 50%以下,才能兼顾地力提升与产量的维持.
关键词： 稻田 有机肥氮占比 大团聚体含量 酶活性 土壤肥力综合指数 水稻产量
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