基于X-ray μCT技术的玉米籽粒结构特征的粒位效应分析     

银学波  明博  侯俊峰  王克如  李少昆  谢瑞芝 《农业工程学报》2021,37(7):8-14

玉米籽粒因其在果穗上着生位置不同存在较大差异,明确籽粒结构特征的粒位效应为玉米的消费、加工和播种质量等玉米产量和品质性状的评价提供参考。该研究以3个不同籽粒类型的玉米品种登海618(DH618)、KX3564和先玉335(XY335)为材料,利用X射线计算机断层(X-ray micro-computed tomography,X-ray μCT)技术扫描测试样本,通过图像滤波、阈值分割等图像分析方法重建籽粒3维结构,获取玉米果穗不同粒位籽粒的胚、胚乳、皮下空腔、胚空腔、硬质胚乳、粉质胚乳、胚乳空腔等结构参数。数据分析表明,籽粒不同结构指标在果穗上呈现不同的变化规律,从基部到顶部(不考虑果穗两端的极端籽粒),胚、胚乳及硬质胚乳体积线性下降,各指标在果穗上的变化范围分别为15.82～33.36、180.15～296.50及87.13～166.00 mm~3;胚乳空腔皮下空腔胚空腔,果穗中部籽粒的空腔较小且稳定,3个品种表现一致;胚与胚乳的比值在粒位间基本稳定,粉质胚乳体积、硬质胚乳与粉质胚乳的比值从基部至顶部逐渐减小,但不同指标的变化斜率存在差异。3个供试品种的籽粒结构参数不同:DH618果穗不同部位籽粒胚与胚乳的比值大于KX3564和XY335,XY335籽粒硬质胚乳与粉质胚乳的比值大于DH618和KX3564。在籽粒空腔方面,KX3564皮下空腔的比例较高,而XY335胚乳空腔的比例较高。3个品种胚、胚乳、皮下空腔体积在玉米籽粒中的比例平均分别为9.27%、89.87%、0.86%。X-ray μCT扫描技术为玉米籽粒性状的研究提供新的方法与思路,明确果穗籽粒结构的粒位效应有利于全面地掌握玉米果穗上籽粒的性状特征,为玉米的生产、加工及品种改良等提供借鉴。  相似文献   

水肥一体化施磷对滴灌高产春玉米产量及肥料利用率的影响     

沈东萍  张国强  王克如  方梁  王震  周林立  薛军  谢瑞芝  侯鹏  明博  李少昆 《玉米科学》2022,30(1):152-157

磷肥的施用方式和施用量对提高作物的产量和磷肥利用效率有重要影响。研究常规一次性施肥和滴灌分次施肥以及不同磷肥用量对玉米生长及磷肥利用效率的影响,为进一步提高滴灌密植高产春玉米产量及肥料利用率提供理论依据。结果表明,在滴灌水肥一体化分次施磷模式下,磷肥用量在90 kg/hm²时玉米产量达到最大(16.66~17.29 t/hm²),比一次性基肥施入产量高8.3%~12.6%,经济效益平均提高11.0%;磷肥偏生产力和农学利用率比一次性基肥施入处理分别提高44.4%~50%和59.5%~73.65%。在滴灌水肥一体化条件下,在玉米开花前随水分次滴施水溶磷肥能有效提高玉米产量和磷肥利用率,同时能减少磷肥用量,提高经济效益。  相似文献   

硫肥对玉米氮、磷、钾吸收利用影响的基因型差异   总被引：4，自引：1，他引：4  

谢瑞芝  董树亭  胡昌浩  王空军 《玉米科学》2004,12(Z2):114-117

以我国夏玉米主产区的34个玉米基因型(6个自交系,4个特用玉米和24个杂交种)为试验材料,通过不同硫肥供应水平的大田试验,分析了硫肥对玉米氮、磷、钾吸收利用的影响.结果表明,施用硫肥促进了玉米对营养元素的吸收,植株氮、磷、钾的积累总量平均比未施用硫肥的对照分别增加6.07%、11.89%和19.31%,肥料利用效率提高.硫肥对氮、磷、钾吸收利用的影响不完全相同,并且存在明显的基因型差异施用硫肥后,自交系氮、磷、钾的收获指数和利用效率均有大幅度提高;杂交种的氮素收获指数和利用效率均有所提高,磷素利用效率下降,但是不同基因型的变化程度差异较大;另有17个杂交种的磷素收获指数降低,10个杂交种的钾素收获指数和14个杂交种的钾素利用效率降低.  相似文献   

玉米宽窄行交替休闲保护性耕作的根系和光分布特征研究   总被引：7，自引：1，他引：6  

刘朝巍  张恩和  谢瑞芝  刘武仁  李少昆 《中国生态农业学报》2012,20(2):203-209

为探明宽窄行交替休闲种植玉米产量变化的原因,在2007—2008年设置大田试验,比较研究了宽窄行和均匀垄两种耕作方式下玉米光合有效辐射和根系分布等指标的变化动态。结果表明:深松后(6月25日—9月20日),宽窄行处理的土壤紧实度低于均匀垄处理,降低25.17%~52.04%,在0~45 cm不同土层间平均降低14.08%~53.16%,差异最大值出现在11~20 cm土层。在0~45 cm土层,均匀垄处理的根系干重在乳熟期和成熟期显著高于宽窄行处理,分别高13.47%和29.62%;但在根系垂直分布中,宽窄行比均匀垄处理显著增加了根系在深层土壤所占的比例,在15~30 cm土层,宽窄行和均匀垄处理在吐丝期、乳熟期和成熟期根系分布比例分别为6.59%、8.21%、9.00%和5.21%、7.48%、5.42%,在30~45 cm土层分别为2.30%、2.61%、3.24%和1.62%、2.53%、2.09%;不同品种和当年的降雨情况均会影响宽窄行模式下根系的生长。均匀垄处理中部透光率整体上低于宽窄行处理,6月18日、7月24日、8月29日宽窄行底部透光率分别比均匀垄处理高16.12%、5.15%、4.95%,差异达显著水平。因此,提高种植密度将有利于宽窄行处理截获更多的光合有效辐射,从而提高群体的光能利用率。  相似文献   

种植密度对东北地区不同年代玉米生产主推品种抗倒伏性能的影响   总被引：24，自引：5，他引：19  

刘鑫  谢瑞芝  牛兴奎  修文雯  李少昆  高世菊  张凤路 《作物杂志》2012,28(5):126-130

以6个不同类型玉米品种——白鹤、吉单101、中单2号、掖单13、郑单958和先玉335为材料,比较了不同玉米品种在不同密度下(37500、52500、67500、82500株/hm²)的抗倒性能。结果表明:不同玉米品种间的倒伏率表现出很大差异,近现代品种显著低于早期品种;随着种植密度的增加,所有玉米品种倒伏率和穗高系数逐渐增加,茎秆穿刺强度和压碎强度逐渐降低。但不同品种间抗倒性能指标的差异远大于种植密度的处理。研究显示,虽然种植密度的提高会对抗倒性能有一定的影响,但品种本身的抗倒特性才是提高抗倒伏的关键。  相似文献   

作物病害机器视觉诊断研究进展   总被引：10，自引：2，他引：8  

赖军臣  李少昆  明博  王娜  王克如  谢瑞芝  高世菊 《中国农业科学》2009,42(4):1215-1221

 据统计,由病害引起的作物产量损失平均在12%以上,病害不仅直接影响产量,而且也严重降低农产品的品质。通过快速诊断识别作物病害而及时采取防治措施,提高作物病害的诊断水平是保证有效防治病害的重要组成部分。机器视觉技术的发展为作物病害诊断和识别提供了快捷、低廉、无损检测的可能手段。本文综述了面向多种作物病害机器视觉诊断研究的进展,归纳了作物病害机器视觉诊断的识别模式,分析了诊断中存在的问题,提出了相应的解决方法。  相似文献   

黄淮海夏玉米籽粒脱水与气象因子的关系   总被引：8，自引：0，他引：8  

高尚  明博  李璐璐  谢瑞芝  薛军  侯鹏  王克如  李少昆 《作物学报》2018,44(12):1755-1763

玉米籽粒脱水与气象因子之间存在密切的关系, 明确影响籽粒脱水的主要气象因子及其影响程度, 能够更好地预测籽粒含水率的变化动态, 对筛选玉米机械粒收品种, 从而合理安排粒收时间等具有重要的实践价值。本研究于2015—2017年在河南新乡进行, 选用4个目前当地生产中主栽玉米品种京农科728 (JNK728)、郑单958 (ZD958)、先玉335 (XY335)和农华816 (NH816), 通过连续测定获得玉米籽粒含水率的变化过程, 并利用Logistic Power模型拟合, 借鉴去趋势的分析方法, 将玉米籽粒的实际含水率分为趋势含水率、气象含水率与随机误差, 明确黄淮海区域夏玉米籽粒的气象含水率与气象因子之间的关系, 利用逐步回归和通径分析的方法筛选出玉米籽粒生理成熟前后影响籽粒脱水的主要气象因子。分析发现, 玉米籽粒气象含水率与研究分析的大部分气象因子呈显著或极显著相关; 生理成熟前筛选得到的主要气象因子为平均温度(x₁)、平均风速(x₅)和蒸发量(x₁₁), 生理成熟后为平均温度(x₁)和平均相对湿度(x₇), 回归模型均达到极显著水平; 通径分析表明, 生理成熟前蒸发量的贡献最大, 而温度、风速主要通过蒸发量起间接作用, 生理成熟后温度和相对湿度主要为直接作用, 且相对湿度的作用略大于温度。本研究所用去趋势的方法, 从理论和实际操作层面均更具科学性, 其研究结果也更为可信, 对其他类似研究也具有借鉴意义。  相似文献   

专题导读: 加强籽粒脱水与植株倒伏特性研究、推动玉米机械粒收技术应用   总被引：4，自引：0，他引：4  

李少昆  谢瑞芝  王克如  明博  侯鹏 《作物学报》2018,44(12):1743-1746

正全程机械化是现代玉米生产方式的方向,当前条件下,机械收获、特别是机械粒收是我国玉米全程机械化发展的瓶颈[1-5]。为推动玉米机械粒收技术的应用,中国农业科学院作物栽培与生理创新团队自2010年起开展了相关工作,先后发表了30余篇相关研究论文,涉及玉米机械籽粒收获的理论基础、关键技术、模式集成等不同层面,研究包括籽  相似文献   

华北平原保护性耕作方式下冬小麦稳产技术研究   总被引：3，自引：2，他引：1  

Jin Yazheng  谢瑞芝  Li Shaokun  冯聚凯  Yu Qing  高世菊 《作物杂志》2008,(4)

在华北地区研究了小麦、玉米一年两熟条件下不同耕作方式、不同品种、不同播量、不同播期对冬小麦产量的影响。结果表明,试验中玉米秸秆粉碎覆盖还田免耕播种小麦较玉米秸秆不还田翻耕、玉米秸秆粉碎还田旋耕播种小麦3年均表现为减产,减产幅度8．3％～25．0％;而通过选择适宜的品种、播期,增加播量,能够在一定程度上减小保护性耕作方式下冬小麦的减产幅度。  相似文献   

河北夏播区玉米机械粒收质量及影响因素研究   总被引：5，自引：0，他引：5  

李少昆  王克如  杨利华  董志强  杜树海  魏建伟  张万旭  谢瑞芝  侯鹏  明博 《玉米科学》2019,27(2):120-128

2014~2017年在河北省邯郸、衡水、石家庄、沧州和邢台市共开展16组机械粒收品种筛选与技术集成示范,对14组试验采取机械粒收及收获质量评价。结果表明,机械粒收子粒破碎率均值为10.19%,高于国标≤ 5%的要求;杂质率均值为1.99%,低于≤ 3%国标标准;产量损失率均值为3.55%,总体小于≤ 5%国标标准,破碎率高是河北夏玉米区机械粒收存在的主要质量问题。子粒含水率总体呈正态分布,均值为28.69%,收获时含水率低于26.01%的样本仅占25%,含水率与子粒破碎率（r=0.534^**,n=130）、杂质率（r=0.437^**,n=130）均呈极显著正相关关系,含水率高是导致收获质量差的主要原因。  相似文献