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华南农业大学期末考试试卷（卷）2014学年第2学期考试科目：作物高产理论与实践考试类型：（开卷）考试时间：120分钟学号2014201521姓名谢磊年级专业作物遗传育种以下六题选做五题(每题20分，共100分)一、以一作物为例，描述其品质的主要指标有哪些？并提出改良的栽培技术措施。(20分)答：以水稻为例，水稻品质主要指标包括：碾米品质、外观品质、蒸煮品质、食味品质、营养品质、卫生品质六个指标，主要由遗传特性和环境条件决定。1.碾米品质：指稻谷在碾磨后保持的状态。包括：出糙率精米率、整精米率、加工精度、光泽度。2.外观品质：一般指精米的形状(粒形)、垩白性状、透明度、大小等外表物理特性。3、蒸煮品质：指稻米在蒸煮过程中所表现出来的特性。主要包括：直链淀粉含量、糊化温度、胶稠度、米粒伸长性。其中前3个指标受环境影响较大，特别受生育后期温度影响较大。4.食味品质：指米饭在咀嚼时给人的味觉感官所留下的感觉，如米饭的粘性、弹性、硬度、香味等。5.营养品质：稻米中含有营养成分的程度。营养成分包括淀粉、蛋白质、脂肪、维生素、氨基酸等。淀粉由直链淀粉和支链淀粉组成。籼米的直链淀粉含量比粳米高，糯米中的淀粉几乎都是支链淀粉。米中蛋白质是品质良好的植物蛋白质，必需氨基酸含量丰富，生物价高达75。稻米蛋白质含量有50%～75%是由环境控制的，它易为栽培措施特别是抽穗后的施氮量所改变。精米中脂肪含量较低，但多为优质的不饱和脂肪酸及淀粉脂肪复合物，在一定程度上影响米饭的光泽、滋味及口感。另外，稻米中还含有多种挥发性物质，还含有钾、磷、镁、钙、钠等矿质元素和维生素等。6.卫生品质：稻米中的农药残留量，砷、泵、铅等重金属的含量以及黄曲霉素等指标。改良的栽培技术措施1.水分充足。研究表明，水分不足会使稻米食味变坏例如，陆稻糙米中的蛋白质含量高于水稻；水稻用旱田灌溉方式栽培，其食味比灌水栽培差。此外，提早搁田会降低稻米食味品质，收割是否适时也会影响稻米食味。2.氮肥适量，多施氮素会使米中的蛋白质含量提高特别是灌浆期间氮素过多，米中的蛋白质含量显著提高,粒肥可使蛋白质含量增加达30％，而使米饭的食味下降。3.施氮会使稻米垩白率降低追施氮肥后，整个稻株的氮含量和生理活性明显提高，延缓了剑叶的衰老，延长了光合时间，增高了光合速率，进而促进了光合产物向谷粒输送，使淀粉和蛋白质在胚乳细胞中充实良好，从而使垩白的程度下降。4.多施磷肥会使食味提高施磷肥有利于光合产物向淀粉转化，使食味提高。5.科学调控有效分蘖及生育转换期的管理水稻完成有效分蘖以后，由营养生长向生殖生长转换从而进入幼穗分化期。所以，以幼穗分化为中心的前后一段时间为生育转换期。生育转换期是水稻生育中的一大转折，是由营养生长转向生殖生长、由氮代谢为主转向碳代谢为主、由茎叶生长为主转向穗粒生长为主。适期进入生育转换期是确保安全抽穗的前提，在寒地水稻稳产高产中具有重要意义。生育转换期田间管理，需通过调整氮素，状根状株，抑制营养生长，促进生殖生长，控制无效分蘖，调整长势长相，为后期壮秆打穗、提高粒重奠定基础。6.防治病虫害水稻生产经常发生的主要病害有：稻瘟病、纹枯病、白叶枯病和细菌性条斑病；主要害虫有：潜叶蝇、负泥虫等，近年来稻螟蛉又有多发的趋势。防治措施应以预防为主，一旦病虫害发生就会对水稻生长有影响进而影响产量，要及时拔出田间大草，割净埂、堤上的杂草，保持田间清洁。防治病害时应首先确定是真菌病害、还是细菌或病毒病害对症下药。二、分析北方粳稻“短枝立叶直立穗”株型模式与长江中下游地区的“叶里藏金”株型对穗型要求不同的原因。(20分)答：穗型包括穗数、每穗粒数、千粒重、穗形等多个因子。杨守仁提出“短枝立叶，大穗直穗”的株型模式，其强调对穗型的要求是直立穗，每穗粒数为150～200粒；直立穗型有利改善群体结构和受光态势,群体温度升高,湿度降低,有利CO2的扩散。植株耐肥抗倒，营养生长量较大，穗部结构与茎叶结构处于协调状态，有利光合作用的进行和同化产物能较多运转到谷粒。分蘖力偏强，生长前期分蘖不会过度猛长，但又可产生较多的颖花，扩大穗的规模。长江中下游地区的“叶里藏金”株型是袁隆平提出的，培育高冠层低穗层，即所谓的“叶里藏金”株型是达到超高产育种目标的重要途径。其对穗型的要求，穗重5g左右，穗数18万/亩左右；修长而直挺的叶片，不仅叶面积较大，而且可两面受光和互不遮蔽；窄而略凹的叶片，所占的空间面积小但整叶的面积并不因窄而减小；较厚的叶片光合效率高且不易早衰。袁隆平初步提出下面的超高产稻株形态模式，株型：适度紧凑，分蘖力中等，灌浆后稻穗下垂,穗尖离地面60cm左右，冠层只见挺立的稻叶而不见稻穗，即典型的“叶下禾”或“叶里藏金”稻。三、从水稻源、库理论角度，结合株型理论，阐述水稻高产改良的途径。(20分)答：源是指生产或输出物质的部位，如绿色的茎、鞘、叶等，其中功能叶及叶鞘是主要的源。库是指吸收和利用同化物或其他营养物质的部位，穗部籽粒是水稻的主要库。源是籽粒发育的物质基础，源的不足是限制水稻产量的主要因子，水稻要高产，就必须提高适宜的叶面积指数，增强叶的光合速率。叶片是主要的光合源，要增加产量，必须提高适宜的叶面积指数。水稻育种理论认为只有大群体的形态结构，才能积累相应足够的化合营养物质，充足库源，并通过优良的农艺经济性状，输送到强大的穗粒器官，使之穗大粒多结实率高，以获取高额的产量。水稻籽粒灌浆物质来源于抽穗前茎鞘贮藏物质和抽穗后的光合产物，可见，源是产量形成的基石。稻谷产量物质来源之一是次库贮藏物，抽穗前茎鞘贮藏物对库的充实作用意义重大，水稻抽穗期茎鞘中非结构性碳水化合物与抽穗至成熟期增加的干重相比，前者对结实率和产量的作用更重要。水稻籽粒积累的糖分主要来自于抽穗后叶片的光合物。水稻后期干重每增加1g，产量就增加0.6g。如果后期光照不足或叶面积减少，就会大大降低籽粒的产量。库是产量的直接构成者，并且产量库容对源的生产具有反馈作用，要提高产量必须依靠不断地扩大库。在水稻中，谷壳限制谷粒大小而每穗颖花数限制谷粒数，其贮藏能力是产量的限制因子。许多高产品种的结实率可达85%以上，但仍有可利用的非结构性碳水化合物残留在叶片和茎鞘中，不能被库调用，甚至中后期还有相当量的营养物“回流”至茎鞘，这暗示着库容的不足。水稻的单位库体积严格受谷壳的机械限制。切除颖壳的先端时，米粒长度变长、千粒重增加，表明库容量的大小在一定程度上决定了产量的高低，而且最高产量严格受总库容量的制约。要提高产量必须不断地扩大库。而理想株型直接影响植株的源，采用理想株型，增加源，扩大库，这样才能达到高产改良。四、你认为大豆高产栽培中的瓶颈在哪里，为什么，如何突破？(20分)大豆高产栽培中的瓶颈1.品种混杂，退化严重，更新换代慢目前，生产中应用的大豆品种多为冀豆7号、黑脐黄及当地农家品种。这些品种大都在20世纪80年代前育成，且很少进行过有效的种质复壮及提纯筛选。新育成的品种由于受数量少、价格高或适种区域受限等因素影响，多数农民不愿意购买，多采用自留种子或自行调剂、串换，致使生产中大豆品种混杂，退化严重。2.品质较差，市场竞争乏力近年来，尽管有不少新品种上市，但由于缺少产量、品种、抗性等综合性状表现优异的当家品种，加之长期以来农民有自留种的习惯，时常出现新老品种混种、混收，多个品种当家种植的“乱象”。不仅严重影响了大豆的品质和产量，还会造成常年种植的大豆专业性不强，应用价值及经济附加值降低，市场竞争力下降，生产效益低下。3.产量低而不稳，年际变幅较大大豆是抗旱性较强的作物，极易受旱地降雨量年际变化及分布不均的气候因素影响，特别是采用春播方式时，生育期延长，负面影响因素增多，产量稳定性降低，年际变幅更大。经调查，一般正常年份，平均产量1350kg/hm2左右，丰产年份的高产纪录在2250kg/hm2以上，灾害年只有350～600kg/hm2。4.机械化程度低，比较效益不足随着农业结构调整和农村经济发展，农村劳动力紧张的矛盾日渐凸显，大豆生产过程中，缺少先进配套的管理作业机具，机械化作业能力不足、劳动强度大、比较效益差的问题也是妨碍大豆生产发展的“瓶颈”之一。5.投入不足，管理粗放，栽培技术落后生产过程中，部分农民误认为大豆是养地作物，不需要施肥或只在苗期少量施肥，肥料投入量严重不足，更谈不上配方施肥，不仅缺乏高产的物质基础，还会造成植株抗逆性下降。目前，由于多数农户一直沿用宽垄散播的传统种植方式，出苗后不能及时间苗、定苗，盲目增加留苗密度，致使单株发育不良，结果稀少，常会造成后期管理困难，植株徒长、疯长严重，病、虫、草害高发、频发，致使产量下降甚至绝收[2]。如何突破瓶颈1.品种选择要根据水肥、生产条件选用品种。在高水肥地块应选用耐肥力强、茎杆硬、韧性好的抗倒品种，一般以种植有限或亚有限结荚习性品种为宜；干旱瘠薄地应选用植株高大、分枝多、生育繁茂、耐瘠薄、无限或亚有限结荚习性品种。2.轮作倒茬因为重迎茬会导致土壤养分单一及分布不均衡，同时重迎茬会使土壤酸度增加，致使根瘤生育不良。此外，重茬大豆发芽迟缓，根系发育不良，田间病虫害严重，造成大豆减产。应合理耕作，科学轮作，避免重茬。3.选种与微肥拌种播前进行选种，挑除杂粒、碎粒、秕粒、霉粒、病虫粒，使种子的粒形、粒色、脐色、大小基本一致，保证品种的纯度，以使大豆出苗整齐一致，确保大豆的产量和品质。微肥能促进根瘤形成与生长，提高固氮量，促进大豆增产。当前生产上常采用钼、硼、锰、稀土微肥等拌种的方法。使用钼肥拌种时，用钼酸铵20～30g，先加少量温水，溶解后再加水0.75～1.00kg，制成1%～2%溶液，用喷雾器喷在50kg种子上，边喷边拌，使溶液全被种子吸收，阴干后即可播种，拌种时切忌日晒，以免种皮破裂影响发芽。4.播种春播大豆区的播种期应根据地温而定。一般认为当土壤5cm土层内日平均温度达到15～16℃时为播种适期。播种过早，发芽迟缓，并易受晚霜危害；播种过晚，晚熟品种不能正常成熟。加之春季干旱少雨种子不易出苗，一般在4月20日至5月15日播种为宜。确定大豆的播量要根据密度要求、种粒大小、发芽率高低及播种方法而定。通常密植比稀植、大粒比小粒播量要大些，点播比条播要少一些，播量控制在75～90kg/hm2。一般土质疏松、墒情稍差时播种宜深些，土质黏重、墒情较好时播种宜浅些，通常播深以3～5cm为宜，过深则子叶出土困难，过浅则容易落干。5.田间管理科学施肥。施肥应考虑大豆需要，基肥多施有机肥或有机肥加过磷酸钙，或磷酸二铵。大豆花荚期是需肥关键期，花荚肥一般于大豆初花期结合中耕，追施75kg/hm2左右。据试验，初花期追肥比不追肥的百粒重提高1.4g。磷肥最好根外喷施，可有效提高利用率，氮、磷配合施用，效果更佳。如土壤肥力较高，基肥和种肥充足时可不追肥，以免造成徒长引起倒伏。如播种时未进行钼酸铵拌种，也可在大豆盛花前进行叶面补喷钼肥，用钼酸铵150g/hm2对水600kg/hm2左右于下午喷施。由于大豆生育后期根系吸收能力下降，土壤施肥不能很好地发挥肥效，因此鼓粒肥多采用根外叶喷的方法。大豆结荚后，每隔7～10d适当交替叶面喷施0.3%磷酸二氢钾溶液或0.05%的钼酸铵溶液，可明显促进大豆后熟，增加粒重，提高产量和品质。查苗补苗。大豆出苗后，应抓紧时间逐行查苗，发现缺苗断垄，及时补种或移苗移栽。补种用的种子，应选用同一品种，墒情不足时要浇水造墒。大豆移栽从芽苗至2片复叶前都可进行，移栽时间选在傍晚或阴天较好。间苗前，利用出苗过密地方的苗移栽，移栽时注意尽量少伤根，带土坨移苗。间苗定苗。及时间苗、定苗，可使幼苗分布均匀，单株均衡生长，防止幼苗纤弱，徒长，确保合理密植，利于培育壮苗。中耕除草。通过中耕可以改善土壤理化性状，加速有机质分解，有效防除杂草，同时也有益于大豆根瘤菌的发育和根瘤的形成，提高根瘤菌的固氮能力，促进大豆生长发育，防止大豆后期早衰。6.病虫草害防治化学除草。苗前除草时，选用48%氟乐灵乳剂进行播前土壤处理。播种前5～7d施药，施药后2d内及时混土。土壤有机质含量在3%以下时，用药0.90