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河北地区农作物秸秆营养价值评定与饲料化利用的研究

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饲料研究 2025年第1期48卷 170-174页

作者：刘婷婷赵慧秋赵博伟王思伟彭朋石少轻梁爽王昆河北省农林科学院粮油作物研究所河北省作物栽培与绿色生产实验室河北石家庄050035 河北省畜牧总站河北石家庄050033

试验旨在探究河北地区农作物秸秆饲料化利用的可行性。试验采集8种140份农作物秸秆,通过常规湿化学法检测秸秆营养品质,筛选优质秸秆饲料进行体外消化率评定,利用隶属函数法综合分析不同农作物秸秆的饲用价值。结果显示,绿豆秧、红小豆... 详细信息

试验旨在探究河北地区农作物秸秆饲料化利用的可行性。试验采集8种140份农作物秸秆,通过常规湿化学法检测秸秆营养品质,筛选优质秸秆饲料进行体外消化率评定,利用隶属函数法综合分析不同农作物秸秆的饲用价值。结果显示,绿豆秧、红小豆秧、甘薯秧和花生秧属于可直接饲喂或制作青贮的青绿饲料,大豆秸秆、芝麻秸秆、绿豆荚和红小豆荚为木质化程度和纤维含量较高的稿秕饲料。绿豆秧、甘薯秧和花生秧的中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)含量均显著低于燕麦干草(P燕麦干草>绿豆秧>花生秧>红小豆秧。不同种类稿秕饲料常规营养价值排序为:红小豆荚>绿豆荚>芝麻秸秆>玉米秸秆>大豆秸秆。研究表明,在不影响饲粮营养水平的前提下,可使用甘薯秧和绿豆秧干草替代反刍动物饲粮中的部分燕麦干草,使用红小豆荚和绿豆荚作为饲料填充物,从而节约饲料成本,提高经济效益。

关键词：河北农作物秸秆营养品质饲料化利用

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陆地棉高密度遗传图谱的构建及产量相关性状的QTL定位

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中国农业科学 2023年第4期56卷 587-598页

作者：贾晓昀王士杰朱继杰赵红霞李妙王国印河北省农林科学院粮油作物研究所/河北省作物遗传育种实验室/河北省作物栽培生理与绿色生产重点实验室

【目的】通过构建高密度SNP遗传图谱，开展棉花多群体产量相关性状的QTL定位，获得稳定性好、精确度高的QTL，为产量性状调控基因的挖掘和有效分子标记的开发提供依据。【方法】以高稳产冀丰1271为母本、优质自交系冀丰173为父本，构建... 详细信息

【目的】通过构建高密度SNP遗传图谱，开展棉花多群体产量相关性状的QTL定位，获得稳定性好、精确度高的QTL，为产量性状调控基因的挖掘和有效分子标记的开发提供依据。【方法】以高稳产冀丰1271为母本、优质自交系冀丰173为父本，构建包含200个单株的F2群体，利用测序基因分型（genotyping by sequencing,GBS）技术开发群体的SNP标记并构建高密度遗传图谱，对F2、F2:3、F2:4群体的衣分、子指和单铃重进行QTL定位，注释主效和稳定QTL位点内的基因并分析基因在不同组织的表达模式，筛选候选基因。【结果】通过简化基因组测序，共获得383.07 Gb数据，包括母本冀丰1271的26.93 Gb、父本冀丰173的27.30 Gb和F2群体的328.84 Gb,Q30值分别为90.55%、89.95%和95.77%。在F2群体中开发了1 305 642个SNP标记，其中，用于构建遗传图谱的aa?bb型SNP为410 726个。构建了一张包含16 088个SNP、总图距为4 282.81 cM的高密度遗传图谱，标记间的平均距离为0.27 cM，利用共线性分析证明了图谱具有较高的质量。在3个群体中共定位到108个QTL，包括34个衣分QTL、36个子指QTL和38个单铃重QTL，其中有30个QTL与已报道QTL位置重叠或接近，78个QTL未见报道。发现10个主效QTL、16个稳定QTL，其中有5个主效QTL可在2个或3个群体中被定位到。qLP-A13-4在3个群体中均可被定位到，贡献率达到13.78%;qLP-A13-6在2个群体中被定位到，贡献率达到10.01%;qLP-D10-2在2个群体中被定位到，贡献率达到10.92%;qSI-D10-1在2个群体中被定位到，贡献率达到12.31%;qBW-D5-3在2个群体中被定位到，贡献率达到15.54%。在主效和稳定QTL位点内注释到3 415个基因。通过KEGG和GO分析，注释基因主要参与植物激素信号转导、TCA循环、次生代谢物质和氨基酸生物合成、光合生物的碳固定等通路。利用TM-1和NDM8的转录组数据，发现8个基因在棉花产量相关的纤维、胚珠或种子中具有较高的表达量，可能通过调控纤维或种子的发育，影响衣分或子指，进而影响棉花单铃重和产量。【结论】构建了一张陆地棉种内高密度遗传图谱，定位了108个产量相关QTL，发现5个主效QTL可在多个群体中定位到，鉴定到8个在纤维、胚珠或种子中高效表达的候选基因。

关键词：陆地棉高密度遗传图谱产量 QTL定位候选基因

田间条件下不同棉花品种叶片响应化学脱叶剂噻苯隆的转录组分析

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作物学报 2023年第10期49卷 2705-2716页

作者：朱继杰王士杰赵红霞贾晓昀李妙王国印河北省农林科学院粮油作物研究所/河北省作物遗传育种实验室/河北省作物栽培生理和绿色生产重点实验室河北石家庄050035 河北省农林科学院河北石家庄050031

噻苯隆是棉花脱叶的主要化学药剂,在实现棉花机械采收中发挥了关键作用。目前,噻苯隆在大田环境下诱导棉花叶片脱落的分子调控机制研究较少。本研究以噻苯隆敏感型品种(冀丰914)和不敏感型株系(04-1685)为材料,测定叶片的乙烯、细胞分... 详细信息

噻苯隆是棉花脱叶的主要化学药剂,在实现棉花机械采收中发挥了关键作用。目前,噻苯隆在大田环境下诱导棉花叶片脱落的分子调控机制研究较少。本研究以噻苯隆敏感型品种(冀丰914)和不敏感型株系(04-1685)为材料,测定叶片的乙烯、细胞分裂素和脱落酸含量,同时利用RNA-seq技术,分析噻苯隆处理后0 d、1 d、3 d、5 d叶片的基因表达变化,利用WGCNA(Weighted gene coexpression network analysis)分析筛选基因共表达模块,利用GO和KEGG分析基因功能。结果表明,冀丰914的乙烯、细胞分裂素和脱落酸含量在处理后1 d达到最高,04-1685的激素含量在处理后3 d达到最高。通过RNA-seq筛选到33,283个差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs),通过WGCNA分析,分别筛选到2个和3个与激素和样本高度相关的模块,模块内的基因主要参与非生物胁迫响应、昼夜节律、物质代谢等过程。通过分析植物激素、胁迫响应、昼夜节律等主要过程相关基因的表达量发现,激素相关基因在敏感型品种冀丰914中的表达量更高,其中乙烯信号响应基因在处理后5 d内均保持在较高的表达水平,脱落酸信号响应基因在处理后1 d内保持较高的表达水平,细胞分裂素代谢相关基因在处理后1 d内表达量很低,处理后3 d和5 d的表达量急剧增加。处理后1 d和3 d,热激蛋白基因(HSP70、HSP90、ATJ3)、钙稳态调控基因(CRT3、NCL)和节律基因(LNK2、APRR9、CCA1)显著下调表达,节律基因(ARR8)上调表达。大田环境下喷施噻苯隆,在引起激素含量变化的同时,可能破坏了植物的昼夜节律、降低对非生物胁迫的应激能力,从而加速叶片衰老和脱落。本研究为丰富噻苯隆诱导叶片脱落的分子调控机制提供了更多思路。

关键词：陆地棉噻苯隆转录组植物激素非生物胁迫昼夜节律

华北平原基于麦玉轮作的粮薯、粮豆轮作模式碳足迹评价

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华北农学报 2022年第S01期37卷 81-89页

作者：郑孟静张经廷崔永增姚海坡贾秀领李岩河北省农林科学院粮油作物研究所河北省作物栽培生理与绿色生产重点实验室河北石家庄050000

针对华北平原冬小麦-夏玉米1年2熟长期复种连作导致的低效益、高碳排问题,以及面临保障口粮安全的艰巨任务,基于冬小麦-夏玉米轮作模式,加入甘薯和大豆形成粮薯、粮豆2年轮作模式,以期构建适宜该区域的稳粮、高效、生态种植制度。试验于... 详细信息

针对华北平原冬小麦-夏玉米1年2熟长期复种连作导致的低效益、高碳排问题,以及面临保障口粮安全的艰巨任务,基于冬小麦-夏玉米轮作模式,加入甘薯和大豆形成粮薯、粮豆2年轮作模式,以期构建适宜该区域的稳粮、高效、生态种植制度。试验于2019年10月-2021年10月在河北省农林科学院宁晋基地进行,以冬小麦-夏玉米→冬小麦-夏玉米(麦玉模式)为对照,设置冬小麦-夏玉米→冬闲-春甘薯(粮薯模式)和冬小麦-夏玉米→冬小麦-夏大豆(粮豆模式)2种轮作模式,同时进行年际内重复,即冬闲-春甘薯→冬小麦-夏玉米和冬小麦-夏大豆→冬小麦-夏玉米。分析各轮作模式周年当量产量、碳排放和碳足迹差异。结果表明:与麦玉模式相比,粮薯模式的周年当量产量平均增加了29.10%,而粮豆模式的周年当量产量平均降低了6.03%。粮薯和粮豆模式显著降低了由农资生产、运输等过程导致的间接排放,主要降低了由化学氮肥和灌溉耗电导致的碳排放,比对照模式分别降低了40.5%和14.9%。与对照模式相比,粮薯和粮豆模式由氮肥施用导致的N 2 O直接排放量分别降低50.0%和32.4%,氨挥发间接排放量分别降低50.0%和29.6%,氮淋洗间接排放分别降低50.0%和26.4%。麦玉模式、粮薯和粮豆模式的周年总碳排放分别为13361.4,7468.2,10315.0 kg/hm^(2)。粮薯和粮豆模式的周年总碳排放比对照模式分别降低了44.1%和22.8%。与对照模式相比,粮薯和粮豆模式的单位面积碳足迹分别降低了44.1%和22.8%,单位生物量碳足迹分别降低了29.7%和9.4%。综上,将甘薯和大豆加入基于麦玉模式的轮作系统中可降低系统周年碳足迹。因此,从农田系统减排角度,粮薯和粮豆轮作模式可作为华北地区部分替代传统麦玉轮作的理论推荐模式。

关键词：粮薯轮作粮豆轮作碳足迹

夏玉米粒位效应对增密的响应及其碳氮代谢特征

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华北农学报 2022年第5期37卷 97-104页

作者：翟立超张丽华郑孟静吕丽华申海平姚海坡贾秀领河北省农林科学院粮油作物研究所河北省作物栽培生理与绿色生产重点实验室河北石家庄050035

为了探究夏玉米粒位效应对增密的响应及其碳氮代谢特征,2020—2021年在河北省农林科学院粮油作物研究所堤上试验站,通过设置不同密度处理(PD1:6.0万株/hm^(2);PD2:7.5万株/hm^(2);PD3:9.0万株/hm^(2))的大田试验,研究了增密对玉米不同... 详细信息

为了探究夏玉米粒位效应对增密的响应及其碳氮代谢特征,2020—2021年在河北省农林科学院粮油作物研究所堤上试验站,通过设置不同密度处理(PD1:6.0万株/hm^(2);PD2:7.5万株/hm^(2);PD3:9.0万株/hm^(2))的大田试验,研究了增密对玉米不同粒位籽粒灌浆与碳氮代谢生理特征的影响。结果显示,增密对弱势粒灌浆影响较为明显,其灌浆速率和粒质量差异呈现时间分别自授粉后20~25 d和30~35 d开始。弱、强势粒粒质量比随着种植密度的增加明显降低,与PD1相比,PD3处理的弱、强势粒粒质量比平均降低8.45%。增密明显降低了单株干物质积累量,主要归因于花后干物质积累量的明显降低。通过对弱、强势粒碳氮代谢生理相关指标的分析表明,增密加剧了玉米弱、强势粒间淀粉和蛋白含量差异,同时也加剧了玉米灌浆中期弱、强势粒间蔗糖磷酸合成酶(SPSase)、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(ADPGase)和谷氨酰胺合成酶(GS)活性的差异,这主要与增密明显降低弱势粒SPSase、ADPGase和GS活性有关;综上所述,增密通过明显降低弱势粒灌浆充实而加剧玉米的粒位效应,增密限制玉米弱势粒灌浆一方面与其降低花后干物质积累有关;另一方面与其明显影响弱势粒碳氮代谢酶SPSase、ADPGase和GS活性密切相关。

关键词：夏玉米增密粒位效应碳氮代谢

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高产高油花生品种的光合与物质生产特征

作物学报 2019年第2期45卷 276-288页

作者：陈四龙程增书宋亚辉王瑾刘义杰张朋娟李玉荣河北省农林科学院粮油作物研究所/河北省作物遗传育种实验室河北石家庄050035

以冀花2号、冀花4号和鲁花12号为材料,连续测定干物质、荚果产量、含油量及叶片光合指标,定量分析高产高油花生品种冀花4号物质生产指标的动态特征和叶片光合性能,为解析花生高产高油形成机制和优质高效栽培提供依据。结果表明,荚果产... 详细信息

以冀花2号、冀花4号和鲁花12号为材料,连续测定干物质、荚果产量、含油量及叶片光合指标,定量分析高产高油花生品种冀花4号物质生产指标的动态特征和叶片光合性能,为解析花生高产高油形成机制和优质高效栽培提供依据。结果表明,荚果产量和籽仁含油量均以冀花4号最高。干物质平均积累速率和最大积累速率均以冀花4号>冀花2号>鲁花12号,且冀花4号干物质积累潜力适中;籽仁油分最大积累速率和平均积累速率均以冀花4号>鲁花12号>冀花2号,籽仁油分积累活跃期以冀花4号最短。冀花4号全生育期的光合势显著高于冀花2号和鲁花12号,分别高20%以上,产量形成期的光合势占全生育期的80%,冀花4号结荚期光合速率比冀花2号和鲁花12号均高24%以上;光饱和点和CO_2饱和点均为冀花4号最高。荚果产量与干物质平均积累速率、叶片光合速率和总光合势呈极显著正相关;籽仁含油量与单株干物质积累速率、籽仁油分平均积累速率、光饱和点、CO_2饱和点、经济系数、出仁率等显著或极显著相关;荚果产量与含油量极显著正相关。冀花4号具有较高的经济系数、总光合势及结荚期后分配比例、光合速率、光饱和点和CO_2饱和点,以及相对较高的干物质和油分积累平均速率,是其较冀花2号和鲁花12号高产高油的重要原因。

关键词：花生干物质积累产量油分积累光合特征

脱叶催熟剂喷施时间对不同部位棉铃发育和纤维品质的影响

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棉花学报 2023年第2期35卷 117-127页

作者：朱继杰赵红霞王士杰贾晓昀李妙王国印河北省农林科学院粮油作物研究所/河北省作物遗传育种实验室/河北省作物栽培生理和绿色生产重点实验室石家庄050035 河北省农林科学院石家庄050051

【目的】研究不同时间喷施脱叶催熟剂对棉花不同部位棉铃的干物质质量、产量性状以及纤维品质等的影响,明确河北省喷施棉花脱叶催熟剂的最佳时期。【方法】以机采棉品种冀丰1458为供试材料,分别于2020年和2021年的9月下旬到10月上旬,设... 详细信息

【目的】研究不同时间喷施脱叶催熟剂对棉花不同部位棉铃的干物质质量、产量性状以及纤维品质等的影响,明确河北省喷施棉花脱叶催熟剂的最佳时期。【方法】以机采棉品种冀丰1458为供试材料,分别于2020年和2021年的9月下旬到10月上旬,设置4个时间喷施50%(质量分数)噻苯·乙烯利悬浮剂,以9月20日喷施等量清水作为对照,分析棉花的脱叶率和吐絮率、不同部位棉铃的干物质质量、铃重、籽指与衣分、籽棉产量、皮棉产量和纤维品质等指标的变化。【结果】各处理喷施脱叶催熟剂当天的吐絮率为40%~65%,处理后20 d的吐絮率和脱叶率均大于90%。与对照相比,9月20日处理的上部棉铃的铃重、籽指、衣分、纤维上半部平均长度、断裂比强度、马克隆值均显著降低;9月20日或9月25日左右喷施,上部、中部棉铃的干物质质量和单株棉铃总干物质质量均显著降低;9月20日至10月5日左右喷施脱叶催熟剂导致上部棉铃籽指显著降低,籽棉产量和皮棉产量显著提高,其中9月30日左右处理的籽棉和皮棉产量最高,并且其纤维品质综合表现也较好。【结论】初步认为,河北省植棉区露地直播棉田脱叶催熟剂的最佳喷施时间为9月30日、吐絮率为56%左右。

关键词：脱叶催熟剂棉铃棉铃部位产量纤维品质干物质质量

限水灌溉下不同灌溉模式对夏玉米产量和水分利用效率的影响(英文)

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中国生态农业学报（中英文） 2022年第2期30卷 203-215页

作者：郑孟静张丽华翟立超董志强贾秀领河北省农林科学院粮油作物研究所/河北省作物栽培生理与绿色生产重点实验室/农业部华北地区作物栽培科学观测实验站石家庄050035

华北平原水资源短缺问题对传统农业灌溉方式提出挑战。限水灌溉条件下调整优化灌水模式是节约灌溉用水、提高水分利用效率(WUE)和作物产量的重要策略。基于此,本试验在2018—2019年两个生长季,在自动防雨棚内(消除自然降雨的影响)设置... 详细信息

华北平原水资源短缺问题对传统农业灌溉方式提出挑战。限水灌溉条件下调整优化灌水模式是节约灌溉用水、提高水分利用效率(WUE)和作物产量的重要策略。基于此,本试验在2018—2019年两个生长季,在自动防雨棚内(消除自然降雨的影响)设置不同灌水模式,分析其对夏玉米产量和WUE的影响。本试验采用随机区组设计,设置2种灌水方式:畦灌(BI)和微喷灌(SI)。根据灌水总额和灌水频次分成2组对比模式。等量不等次组(SI-225和BI-225):灌水总额相同[50%耗水量(ET)],灌水频次不同, SI-225灌水频次为6次,分别在出苗(VE)、6展叶(V6)、10展叶(V10)、13展叶(V13)、吐丝期(VT)和灌浆期(R3);BI-225灌水频次为3次,分别在VE、V10和VT。等次不等量组(SI-225、SI-280、SI-352和BI-450):灌水频次相同(6次),灌水总额不同(分别为50%、60%、80%和100%ET),其中SI-225和BI-450为定额灌溉, SI-280和SI-352根据土壤墒情进行测墒补灌。结果表明,与BI-225相比, SI-225产量提高17.7%~20.2%, WUE提高9.2%~12.7%。进一步分析生理指标发现, SI-225通过小定额多次灌溉改善了上层土壤水分状况(0~40 cm),提高光合速率、叶面积指数和干物质积累,进而提高产量和WUE。在相同的灌水频次下,与BI-450相比, SI-225和SI-280产量降低21.2%和12.0%,但由于SI-225和SI-280降低了叶面积指数和呼吸速率,导致生育期总耗水量降低,进而提高WUE。与BI-450相比, SI-352的产量差异不显著(P>0.05),但SI-352通过优化叶面积指数和呼吸速率, ET降低9.8%,灌水量降低21.8%,进而WUE提高5.1%。因此,在限水灌溉条件下(50%of ET),通过提高灌水频次(小定额多次灌溉)可提高夏玉米的产量和WUE;在适度限水灌溉(80%of ET)下,采用微喷测墒补灌可实现稳产量、高水效。该研究结果可为华北平原缺水地区提高农业用水效率提供理论参考。

关键词：限水灌溉产量水分利用效率微喷灌夏玉米

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水氮互作下强筋小麦师栾02-1产量和品质

作物学报 2023年第7期49卷 1942-1953页

作者：董志强吕丽华姚艳荣张经廷张丽华姚海坡申海平贾秀领河北省农林科学院粮油作物研究所/农业农村部华北地区作物栽培科学观测实验站/河北省作物栽培生理与绿色生产重点实验室河北石家庄050035

明确不同水氮互作对强筋优质小麦师栾02-1产量和加工品质的影响,为强筋小麦生产中如何通过合理灌溉和优化氮肥施用量来实现协同提高籽粒产量和加工品质的目标提供理论依据。2017-2020年,大田条件下设置浇水次数和施氮量二因子裂区试验,... 详细信息

明确不同水氮互作对强筋优质小麦师栾02-1产量和加工品质的影响,为强筋小麦生产中如何通过合理灌溉和优化氮肥施用量来实现协同提高籽粒产量和加工品质的目标提供理论依据。2017-2020年,大田条件下设置浇水次数和施氮量二因子裂区试验,主区为浇水次数,设春浇一水(W1,拔节水)和春浇两水(W2,拔节水+开花水);副区为氮肥施用量,设N0、N1、N2、N3、N4和N5(0、60、120、180、240和300 kg hm^(-2))6个水平。结果表明,施氮量0~300 kg hm^(-2)时,不同降水年型春浇一水、春浇两水小麦产量随施氮量的增加均先增加后减少,产量最高值对应的施氮量均为240 kg hm^(-2)。施氮量120~300 kg hm^(-2)时,春浇两水处理产量显著高于春浇一水处理。水氮互作对小麦单位面积收获穗数的影响最大,其次是千粒重,对穗粒数的影响最小。施氮量0~300 kg hm^(-2)时,2017-2018年度(丰水年型),春浇两水小麦湿面筋含量、沉降值、吸水率、面团稳定时间、拉伸能量、最大拉伸阻力平均值均高于春浇一水,而2018-2019、2019-2020年度(干旱年型)则相反:春浇一水高于春浇两水。不同降水年型春浇一水、春浇两水小麦湿面筋含量和沉降值随施氮量的增加先增加后减少或逐渐增加,二者最大值对应的施氮量为240 kg hm^(-2)或300 kg hm^(-2);稳定时间、拉伸能量和最大拉伸阻力随施氮量的增加均先增加后减少,施氮量240 kg hm^(-2)时达到最大值。不同降水年型强筋优质小麦师栾02-1生育期春浇两水、施氮量240 kg hm^(-2)时,籽粒产量和加工品质表现最佳。

关键词：水氮互作强筋小麦师栾02-1 产量加工品质

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