科研产出
基于APSIM模型的低纬高原蔗区甘蔗生产潜力
《农业工程学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对中国（云南）低纬高原蔗区甘蔗产业高质量发展受限于不同生态条件下的甘蔗生产潜力缺乏系统评估的问题，该研究基于低纬高原不同生态蔗区17个代表站点1981–2010年的气象资料，采用大田试验数据统计结合APSIM（agricultural production systems simulator）作物模型模拟的方法，分析了典型播期充分灌溉和雨养条件下甘蔗主栽品种的蔗茎产量和糖分差异，并对不同水平的甘蔗生产潜力进行了系统评估。结果表明，无论在灌溉模式还是雨养模式下，不同生态蔗区的甘蔗生产潜力和产量差均存在差异，特别是半湿润蔗区的灌溉模式与雨养模式之间产量差异显著（P＜0.05），增产潜力大；典型春播种植模式下，湿润区的潜在产量为123.1～134.6 t/hm~2，半湿润区的潜在产量为99.3～132.7 t/hm~2，当前农户平均单产已达72.0 t/hm~2，仍有25.2%～45.4%的蔗茎增产潜力，7.4%～11.1%的糖分增产潜力，以及25.5%～49.7%的蔗糖增产潜力。蔗区生态气候、播期水氮管理优化和良种推广是影响和提升甘蔗生产潜力的重要因素。在生态气候上，湿润蔗区降雨充足，灌溉模式与雨养模式之间的潜在产量差小，进行补充灌溉对蔗茎产量的增产效果不明显，还会降低蔗茎糖分，适合采用雨养模式为主，注重高产稳产的种植策略；半湿润蔗区降雨不足，灌溉模式与雨养模式之间的潜在产量差大，灌溉模式较雨养模式增产增糖效果明显，适合采用节水灌溉为主，注重高糖高效的种植策略。在播期和水氮优化上，春植蔗生育期长度适中（360 d），水氮需求适中（施氮120 kg/hm~2，湿润区灌水656 mm，半湿润区灌水970 mm），远低于秋植蔗的生育期时间（480 d）和水氮需求（施氮240 kg/hm~2，湿润区灌水964 mm，半湿润区灌水1 342 mm），但仍可获得较高的产量（122～133t/hm~2），因此，以春植蔗为主的播期和水氮优化种植模式在低纬高原蔗区被广泛接受，是促进甘蔗产业提质增效的有效措施。在良种推广上，云蔗05-51产量表现突出，在湿润蔗区和半湿润蔗区均可作为主推品种；桂柳05-136糖分表现突出，可作为湿润蔗区的主推品种。研究结果为低纬高原蔗区甘蔗产业可持续发展特别是节水抗旱栽培提供依据。
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甘蔗种质资源蔗糖分性状遗传变异分析及高糖种质发掘
《植物遗传资源学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：高糖种质是甘蔗高糖育种取得成功的物质基础,性状遗传变异的评估是提高遗传改良效率的重要内容.本研究以292份国内外甘蔗品种资源为研究材料,通过3年(1年新植2年宿根)系统的田间试验,对蔗糖分的方差和遗传参数(遗传方差、广义遗传力、变异系数等)进行了分析和评估.结果显示,种质间蔗糖分性状差异极显著,但与年份间的互作效应不显著,具有较高的广义遗传力(3年试验的广义遗传力为0.85).变异系数分析显示,尽管具有较大的极差(平均为10.66%),但变异系数相对较小(平均为10.13%),这可能与参试种质大部分为不同时期育成的商业品种有关.变异系数进一步分析显示,不管是新植还是宿根试验,11月的变异系数均大于之后的各月份.相关性分析显示,11月与总平均蔗糖分的表型和遗传相关系数分别为0.94和0.95(P<0.001).表明11月或更早时间可能更有利于蔗糖分的选择.基于3年蔗糖分数据,发掘出平均蔗糖分超过16.00%的高糖种质32份提供杂交利用,进一步丰富了我国高糖育种亲本基因库.此外,本研究还就进一步促进我国高糖育种研究提出了建议.
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云南甘蔗产业智慧管理与生产大数据系统的研发
《甘蔗糖业 》 2022
摘要：虽然云南省甘蔗产业信息化系统发展多年,但由于数据通用性差、碎片化严重;数据采集、共享困难;数据处理深度不足等原因制约了数字化的发展.为了解决以上问题,本文针对云南甘蔗产业研发了智慧管理与生产大数据系统,该系统具有数据共享、实用易用;运行稳定、安全保障;技术领先、扩展兼容的特点.该系统的运行可以为政府规划、企业决策和蔗农种植提供数据依据,促进云南省甘蔗产业数字化的发展,也可以为其他省信息化的发展提供借鉴.
关键词： 甘蔗产业;数字化;数据库;遥感;智慧生产
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"十三五"我国蔗糖产业现状及"十四五"发展趋势
《中国糖料 》 2022
摘要：蔗糖是我国重要的农产品,是食品行业中不可以替代的重要原料,蔗糖产业的高质量发展关系到我国食糖的供给安全."十三五"期间,我国通过甘蔗生产基地建设,有力推动了蔗糖生产的良种化、规模化、机械化和水利化发展,蔗糖产业发展成效显著."十四五"期间,在新的发展阶段,蔗糖产业要紧紧围绕高质量发展的目标,窂固树立创新、绿色、协调、开放、共享的新发展理念,重点推进现代高效甘蔗生产基地建设,加快推广自育甘蔗品种和糖料蔗全程机械化生产,实行绿色高效生产,建设区域布局合理、基础设施完善、生产装备先进、产业优势突出的现代化生产基地,巩固提升甘蔗供给能力,促进农民增收,保障国家食糖供给安全.
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干旱胁迫对甘蔗光合日变化及相关特性的影响
《南方农业学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：[目的]探究干旱胁迫对甘蔗CO2交换和H2O交换的日变化规律、光合作用能力及其他生理特性的影响,为甘蔗抗旱品种选育及探明其耐旱机制提供科学参考.[方法]以云蔗05-51和粤糖93-159为供试材料,采用盆栽试验,设干旱1 d、干旱5 d、干旱9 d和干旱9 d后复水10 d共4个干旱处理,各处理均设正常浇水为对照.使用PTM-48A植物光合生理及环境监测系统监测甘蔗+1叶的水气交换规律,测定与干旱相关的光合指标(光合作用、叶绿素荧光、SPAD值)及生理指标(质膜透性和叶片相对含水率等),并分析各指标间的相关性.[结果]环境变化影响甘蔗叶片的CO2和水分交换能力,在高温低湿及高蒸气压差的正常浇水生长环境下,云蔗05-51和粤糖93-159的CO2交换率和H2O交换率较高,甘蔗叶片具有更高的气孔导度和净光合速率.干旱胁迫导致云蔗05-51和粤糖93-159的CO2和水分交换受到抑制.干旱5 d时,2个参试品种的CO2交换率和H2O交换率大幅度降低,干旱9 d导致CO2和水分交换过程接近停滞.与对照相比,干旱胁迫时云蔗05-51和粤糖93-159的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率显著降低(P<0.05,下同),云蔗05-51的降幅低于粤糖93-159;干旱5 d和干旱9 d处理的甘蔗叶绿素荧光、SPAD值、土壤含水率、叶片相对含水率显著下降,质膜透性显著提升,干旱时云蔗05-51的SPAD值显著高于粤糖93-159,复水后质膜透性低于粤糖93-159.干旱胁迫下光合系统、叶绿素荧光系统及土壤含水率与叶片相对含水率、SPAD值和质膜透性间有显著或极显著(P<0.01)相关性.复水后,2个品种的光合及生理作用较干旱胁迫显著回升,CO2交换和水分交换恢复程度较差,云蔗05-51的各指标恢复程度高于粤糖93-159.[结论]高温低湿及高蒸汽压差的环境有利于促进云蔗05-51和粤糖93-159的光合及水气交换作用;干旱胁迫导致云蔗05-51和粤糖93-159的CO2交换率、H2O交换率、光合作用能力、叶绿素荧光系统及叶片水分等相关生理活动受到抑制;云蔗05-51在干旱胁迫下具有相对更高的气孔导度和蒸腾速率,其抗旱性和复水后的恢复能力均优于粤糖93-159.
关键词： 甘蔗 干旱胁迫 CO2交换率 H2O交换率 光合作用
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甘蔗苗期抗旱性鉴定评价研究
《中国农学通报 》 2022
摘要：以12个甘蔗品种试验材料,通过桶栽试验,在苗期进行反复干旱胁迫处理,测定甘蔗幼苗存活率和叶片叶绿素含量、可溶性糖含量、丙二醛含量、超氧化物歧化酶活性等生理指标。运用抗旱系数法和隶属函数值法,对苗期甘蔗各生理指标性状进行了反复干旱胁迫下的抗性评价和鉴定,为甘蔗抗旱品种的选择提供可借鉴的方法,同时为其抗旱育种和蔗区抗旱品种示范推广提供数据支持。结果表明,反复干旱处理后,所有甘蔗品种幼苗存活率、叶片叶绿素含量、POD和SOD酶活性均有降低,而叶片Pro、REC、MDA和可溶性糖含量均明显增加,且各甘蔗品种间存在明显差异。‘LC 09-15’、‘GT 32’、‘FN 08-3214’、‘YZ 08-1609’、‘YZ 11-1204’、‘YZ 05-51’、‘YR 11-450’和‘DZ 12-88’等8个甘蔗品种的苗期抗旱性强于对照品种‘ROC 22’。通过甘蔗优异抗旱品种的筛选和推广,解决蔗区主栽甘蔗品种‘ROC 22’种性退化性状,可为蔗区有效抵御早春干旱、保证甘蔗稳产、高产提供理论指导。
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中国主栽甘蔗品种生物学特性研究
《热带作物学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：本研究以中国5个主栽甘蔗品种'桂柳05-136'桂糖42号'云蔗05-51'福农41号'新台糖22号'为研究材料,分别在新植蔗和宿根蔗的伸长初期、伸长盛期、成熟期,对不同品种甘蔗叶面积指数(LAI),完全展开绿叶(+1、中部、基部)的叶面积,株高和茎径进行测定.在甘蔗伸长盛期、成熟期对甘蔗叶片总数、绿叶数进行测定,在甘蔗成熟期对产量、蔗糖分、纤维分、干物质含量等品质指标进行测定,并分析甘蔗的表型发育特征与成熟期产量和糖分的相关性.结果表明,伸长初期各品种新植蔗株高生长速度高于宿根蔗,'云蔗05-51'的生长速度最快;'福农41号'的新植蔗和宿根蔗茎径高于其他品种;各品种叶片LAI呈先上升后降低的趋势,伸长盛期宿根蔗LAI高于同时期新植蔗;宿根蔗叶面积在伸长初期显著高于新植蔗,新植蔗叶面积呈现先上升后降低的趋势;宿根蔗较新植蔗具有更高的绿叶率,其中'桂柳05-136'各时期绿叶率均处于最高.成熟期甘蔗产量和品质检测表明:'云蔗05-51'产量最高,'桂柳05-136'蔗糖分最高,'桂糖42号'纤维分和干物质含量最高,新植蔗'桂糖42号'产糖量最高,宿根蔗'桂柳05-136'产糖量最高.相关性分析表明,新植蔗蔗糖分与伸长初期株高、茎径、叶面积显著负相关,宿根蔗产量与生长各时期株高呈显著正相关.本研究发现'桂柳05-136'宿根蔗具有较好的单位面积产糖量,'桂糖42号'新植蔗单位面积产糖量较高,'云蔗05-51'具有较高的产量,不同品种具有的生物学特性有所差异,应结合气候条件和栽培模式,因地制宜地选择合适的品种进行种植.
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干旱胁迫对甘蔗光合生理特性的影响
《西南农业学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：[目的]研究干旱胁迫下甘蔗的光合及生理作用对提高甘蔗品质与产量具有重要理论意义.[方法]以第十四轮全国区试品种中3个品种云蔗11-1074、云瑞12-263、粤甘52号和新台糖22号(ROC22)为供试材料,研究干旱胁迫及复水条件下甘蔗形态特征、光合作用以及生理反应的变化规律.采用盆栽试验,通过人工称重控制土壤含水量,在甘蔗伸长期设定干旱3 d、干旱6 d、干旱10 d和复水10 d4个处理,测定甘蔗光合指标和生理指标,并通过隶属函数法对4个品种的抗旱性进行评价.[结果]经干旱10 d后,各参试品种绿叶率、叶片含水率显著降低.光合指标中净光合速率、气孔导度、蒸腾速率下降,叶绿素荧光参数Fv/Fm和F../F.降低,叶绿素含量显著降低,胞间C02浓度上升.4个品种中粤甘52号光合指标受影响最大.干旱胁迫10 d时4个甘蔗品种的抗氧化酶活性整体增加,CAT和GR活性变化更加明显,可溶性糖含量有所提升,可溶性蛋白含量先增加后减少,MDA含量逐渐升高.云瑞12-263的SOD和CAT活性较高;ROC22有着较高的GR活性;云蔗11-1074的MDA含量显著高于其它3个品种,云瑞12-263含量最低.复水后,4个品种受干旱胁迫的影响得到一定缓解,粤甘52号光合能力恢复性较强但其它方面则未有好的表现.在生长能力方面,ROC22和云瑞12-263受干旱胁迫影响小,云蔗11-1074和粤甘52号受影响较大.结合平均隶属函数值对甘蔗抗旱性进行排序为:云瑞12-263>ROC22>云蔗11-1074>粤甘52号.[结论]干旱胁迫条件对4个甘蔗品种的形态变化、光合作用、抗氧化酶活性均产生影响,参试品种中云瑞12-263的各项光合指标均高于其它3个品种,可以对此品种进行进一步研究挖掘抗旱基因用于育种.
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不同生态蔗区气候土壤差异对甘蔗生产的影响
《中国土壤与肥料 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：通过分析中国主产蔗区甘蔗综合实验站的气候和土壤差异、甘蔗产量和糖分差异，明确影响甘蔗大田生产的关键气候、土壤要素，探讨如何通过土壤改良和水肥优化管理提高甘蔗生产潜力，为促进甘蔗产业提质增效提供依据。通过收集云南、广西和广东3个主产蔗区5个代表站点2018～2019年甘蔗产量和糖分数据，测定土壤指标14项：有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、pH、容重、总孔隙度、毛管孔隙度、饱和度、充气孔隙度、初始含水量、饱和含水量、田持含水量、有效含水量，比较耕作层（0～40 cm）、深层（40～80 cm）和底层（80～120 cm）各项土壤指标差异；综合分析不同生态蔗区气候、土壤因子与甘蔗产量和糖分间的相关性，明确影响甘蔗大田生产的关键指标，建立数学模型对甘蔗产量和糖分进行预测。不同生态蔗区站点的昼夜温差、降水量、蒸发量和日照时数年际变异显著，同一站点不同土层的养分指标差异显著，耕作层的有机质和有效氮、磷、钾含量显著高于其它两层；蔗区土壤为红壤，偏酸性（4.5＜pH＜6.0），各层土壤容重1.15～1.61 g·cm-3，有效含水量83～206 g·kg-1；土壤有机质含量6.67～22.48 g·kg-1，碱解氮含量37.56～96.97 mg·kg-1，有效磷含量0.42～37.84 mg·kg-1，速效钾含量58.90～171.12 mg·kg-1。采用偏最小二乘回归分析筛选出对甘蔗产量、糖分综合影响较大且重要变量投影值＞0.8的6个关键指标，分别为土壤萎蔫含水量、有效含水量、速效钾含量以及种植地海拔、降水量和蒸发量。上述变量构建的回归预测模型对甘蔗产量、糖分的拟合优度为0.79～0.97，相对误差为4.54%～5.61%。基于偏最小二乘法数学模型，采用种植地海拔、降水量和蒸发量等气候环境关键变量，以及土壤速效钾含量、萎蔫含水量和有效含水量等土壤水肥关键变量，可以对中国主产蔗区甘蔗产量和糖分进行较准确的预测。另外，建议今后除更新甘蔗良种外，还应注重提高蔗区土壤pH，加强中耕培土、合理施肥并提高钾肥比例，有利于实现甘蔗高产高糖。
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第十四轮甘蔗区试品种抗旱性比较
《中国糖料 》 2022
摘要：研究甘蔗品种对干旱胁迫的生理响应,对参试品种进行抗旱性综合排序,为抗旱品种的发掘和选育提供参考.本试验以第十四轮全国甘蔗区试品种中13个参试品种和1个对照品种为供试材料,采用盆栽试验,通过人工称重控制土壤含水量的方式,在伸长期测定干旱胁迫第6天时各品种绿叶率、叶片含水率、叶片丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)等9个性状指标.结合主成分分析、隶属函数法对14个品种的抗旱性进行综合评价.结果,在干旱胁迫下,各参试品种绿叶率、叶片含水率降低;抗氧化酶活性、MDA含量有不同程度的变化;配对处理t检验有5个指标处理间P<0.01,3个指标P<0.05,说明所选指标对干旱胁迫响应较敏感;主成分分析表明5个主成分可代表甘蔗抗旱性84.11%的原始数据信息量,可概括为形态因子、生理调控因子和伤害感受因子.根据综合抗旱能力D值对14个参试品种的抗旱性排序为:'云瑞12-263'>'福农10-0574'>'新台糖22号'>'福农10-14405'>'云蔗11-1074'>'海蔗28号'>'中蔗6号'>'粤甘52号'>'桂糖13-386'>'中糖13-01'>'粤甘53号'>'粤甘51号'>'柳城09-19'>'中蔗13号'.
关键词： 甘蔗 品种 区试/区域试验 抗氧化酶活性 隶属函数法
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