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农业工程学报 2022年第7期38卷 1-9页

作者：李绍平邢志鹏田晋钰程爽胡群胡雅杰郭保卫魏海燕张洪程扬州大学江苏省作物栽培生理重点实验室/江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心/江苏省优质粳稻产业工程研究中心扬州225009

为探究不同机械旱直播方式对水稻产量形成的影响,该研究以优质食味粳稻南粳9108为供试材料,通过设置“双轴旋耕(耕深20 cm)、控深播种、两次镇压”旱直播(DDS-1);“一次旋耕(耕深17 cm)、7.5 cm精量密行匀播”旱直播(DDS-2)和“一次旋耕... 详细信息

为探究不同机械旱直播方式对水稻产量形成的影响,该研究以优质食味粳稻南粳9108为供试材料,通过设置“双轴旋耕(耕深20 cm)、控深播种、两次镇压”旱直播(DDS-1);“一次旋耕(耕深17 cm)、7.5 cm精量密行匀播”旱直播(DDS-2)和“一次旋耕(耕深15 cm)、一次镇压”旱直播(DDS-3)3种机械旱直播方式,以水直播(WDS)和毯苗机插(MT)为对照,系统比较不同机械旱直播方式对水稻产量和光合物质生产特征的影响。结果表明,DDS-1较DDS-2和DDS-3分别增产3.42%~4.47%和5.10%~5.45%。与水直播和机插相比,机械旱直播方式的产量均有降低趋势,其中,DDS-1与WDS差异不显著。不同机械旱直播方式下,DDS-1出苗率、成苗率提高,改善了出苗质量。DDS-1比DDS-2和DDS-3提高了成熟期干物质积累总量,增幅分别为1.78%~2.94%和2.95%~4.60%,提高了抽穗至成熟期干物质累积量,增幅分别为3.73%~4.32%和5.45%~6.66%。DDS-1较DDS-2和DDS-3灌浆结实期的叶面积指数、群体生长率和光合势呈现不显著增大的趋势,但净同化率显著提升2.63%~3.60%和4.00%~5.50%。DDS-1比DDS-2和DDS-3在保证适宜有效穗数的基础上,分别提高穗粒数4.35%~6.46%和9.45%~11.97%及群体颖花量5.78%~7.99%和4.28%~8.04%,DDS-1较DDS-2的结实率显著提高5.02%~7.35%,较DDS-3略有所提高。综上所述,稻麦两熟地区麦秆全量还田条件下,选用适宜的机械旱直播方式有利于改善水稻的出苗状况,提高每穗粒数和群体颖花量,促进水稻生育中后期的光合生产能力的提升,最终促进旱直播稻产量的提高。

关键词：旱直播种植方式干物质产量光合特征叶面积

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基于改进U-Net++的水稻病害图像分割研究

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江苏农业科学 2024年第12期52卷 201-208页

作者：洪俐刘涛孙成明左示敏严长杰江苏省作物遗传生理重点实验室/江苏省作物栽培生理重点实验室/扬州大学农学院江苏扬州225009 江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心/扬州大学江苏扬州225009 扬州大学智慧农业研究院江苏扬州225009

针对当前作物病害图像分割方法通用性差、精度不高导致病害识别和分级诊断效率低下的问题,提出了一种改进U-Net++网络的水稻病害图像分割模型。首先将使用数码相机获取的水稻纹枯病、稻瘟病和胡麻叶斑病图像进行标注、数据增强等预处理... 详细信息

针对当前作物病害图像分割方法通用性差、精度不高导致病害识别和分级诊断效率低下的问题,提出了一种改进U-Net++网络的水稻病害图像分割模型。首先将使用数码相机获取的水稻纹枯病、稻瘟病和胡麻叶斑病图像进行标注、数据增强等预处理,构建成水稻病害数据集。其次,选取U-Net++语义分割模型,将编码器中各卷积块的双层普通卷积核替换成膨胀系数为1、2、3的3层空洞卷积,扩大网络在特征提取时的感受野,增强模型对全局信息的获取能力,提高模型的分割性能。最后,利用水稻病害数据集对模型进行训练和测试。结果表明,改进后的U-Net++模型对测试集分割的平均交并比为87.48%,平均精确率为92.85%,平均召回率为93.42%,平均F_(1)分数为93.12%,与原U-Net++模型相比分别提高了2.94、1.02、2.04、1.52百分点。该模型对处理病斑分布杂乱且数量较多的复杂图像也能保持很好的分割效果,有效实现了对水稻病害的像素级分割,为作物病害的精准分割提供了一种新的手段,同时也为病害的自动无损识别和分级诊断提供了有力的技术支持。

关键词：水稻病害 U-Net++模型空洞卷积语义分割

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不同栽培措施下水稻基肥N肥利用率的N示踪分析

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作物杂志 2023年

作者：谢昊薛张逸束晨晨张伟杨张耗刘立军王志琴杨建昌顾骏飞扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室/江苏省作物栽培生理重点实验室江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心/扬州大学农学院

基肥氮素利用效率低是导致水稻氮素利用效率低的主要原因。是否可以通过栽培措施的优化从而提高对基肥氮素的利用效率。本研究通过15N示踪分析研究基肥氮素的去向，旨在为水稻氮肥高效栽培提供理论和实践依据。本研究以武运粳24号为实... 详细信息

基肥氮素利用效率低是导致水稻氮素利用效率低的主要原因。是否可以通过栽培措施的优化从而提高对基肥氮素的利用效率。本研究通过15N示踪分析研究基肥氮素的去向，旨在为水稻氮肥高效栽培提供理论和实践依据。本研究以武运粳24号为实验材料，采用2年田间定点试验，通过采用增密减氮、前氮后移、轻干湿交替灌溉、增施饼肥等栽培措施，设置5种处理(氮空白区、当地常规栽培、综合管理措施1-3)。实验结果显示基肥氮素，25.8%被植株吸收，24.5%残留在土壤中，49.8%损失到环境中。相较于当地常规栽培，综合管理措施能够显著提高作物对基肥氮的吸收比例(38.8%～61.3%)，降低土壤中的残留比例(-10.3%～-24.8%)，减少基肥氮向环境中的损失比例(-1.8%～-18.1%)。与当地常规栽培措施相比，综合管理措施在各生育期皆具有较高的氮素积累量；显著提升了植株对基肥氮素的吸收，减少了氮素损失，显著增加了氮素向籽粒中运转，且综合管理措施能改善土壤质量，具有较高的土壤脲酶及土壤过氧化氢酶活性。综合研究结果表明，通过优化栽培措施能够显著提高植株对氮素吸收，改善土壤质量，增加土壤氮素库容，提高基肥氮素利用率，增加产量。

关键词：水稻基肥氮素产量氮肥利用率

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防己科地不容块根淀粉形态与理化性质的研究

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中国粮油学报 2022年第4期37卷 83-90页

作者：陈曼陈歆蕊冯筱玥余徐润熊飞冉莉萍江苏省作物遗传生理重点实验室/江苏省作物栽培生理重点实验室扬州大学农学院江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心扬州大学扬州225009 扬州大学广陵学院扬州225128

地不容(Stephania epigaea ***)的块根不仅具有药用价值,且富含淀粉,是一种新型植物淀粉资源。本研究比较了地不容淀粉与A-型小麦淀粉、B-型马铃薯淀粉和C-型豌豆淀粉的形态特征及理化性质。结果表明,地不容块根的总淀粉质量分数为46.1... 详细信息

地不容(Stephania epigaea ***)的块根不仅具有药用价值,且富含淀粉,是一种新型植物淀粉资源。本研究比较了地不容淀粉与A-型小麦淀粉、B-型马铃薯淀粉和C-型豌豆淀粉的形态特征及理化性质。结果表明,地不容块根的总淀粉质量分数为46.16%,直链淀粉质量分数为25.92%,主要集中在块根中部的薄壁细胞内。其淀粉形态为卵圆形和圆形。地不容淀粉的平均粒径为15.58μm,粒径为10~30μm的淀粉含量占总粒径的76.31%。地不容淀粉为典型的B-型晶体结构,相对结晶度最高;淀粉颗粒内部单螺旋与双螺旋的比例为5.95%和28.51%。与其他3种淀粉相比,地不容淀粉表层有序结构比例最小,说明地不容淀粉较容易被消化吸收。

关键词：地不容块根淀粉

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结实期温光胁迫对水稻产量和品质及淀粉理化特性的影响研究进展

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江苏农业科学 2023年第10期51卷 20-29页

作者：丛舒敏余恩唯蔡沁徐益周月平邢志鹏郭保卫胡雅杰张洪程扬州大学农学院/江苏省作物遗传生理重点实验室/粮食作物现代产业技术协同创新中心江苏扬州225009

结实期温度和光照是影响水稻产量和品质的重要环境因子。水稻结实期是稻米产量和品质形成的关键时期,适宜的温度和充足的光照有利于水稻籽粒的灌浆及淀粉的充实,提高稻米产量及品质。本文概述了国内外有关结实期温度和光照及其互作对水... 详细信息

结实期温度和光照是影响水稻产量和品质的重要环境因子。水稻结实期是稻米产量和品质形成的关键时期,适宜的温度和充足的光照有利于水稻籽粒的灌浆及淀粉的充实,提高稻米产量及品质。本文概述了国内外有关结实期温度和光照及其互作对水稻产量、品质和淀粉理化特性的影响,结实期温度胁迫导致稻株抗逆性变差,光合速率降低,同化产物积累量下降,从而造成产量下降及品质变劣;光照是水稻进行光合作用的动力,结实期弱光胁迫影响水稻光合作用,减少光合同化产物的积累、转运和分配,导致水稻产量和品质降低;且温光复合胁迫对水稻产量和品质的影响更大。因此,可采取播期调整、加强肥水管理、抗逆品种应用和喷施生长调节剂等栽培措施缓解结实期温度和光照胁迫对水稻的影响,为水稻优质高产抗逆栽培提供参考。

关键词：水稻结实期温度光照产量品质淀粉温光胁迫

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江苏省水稻生产全程机械化发展现状及其对策

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扬州大学学报（农业与生命科学版） 2023年第1期44卷 1-7页

作者：胡雅杰丛舒敏余恩唯薛建涛金涛张洪程扬州大学农学院/江苏省作物遗传生理重点实验室/粮食作物现代产业技术协同创新中心江苏扬州225009

机械化发展是江苏省水稻高质高效生产的第一动力。近10年江苏省水稻生产机械化发展取得了长足进步,农业机械总动力和高质量高性能农机装备数量迅速增加,耕整地和收获基本实现机械化作业,机械种植水平快速提高,2013年后增速趋缓;水稻高... 详细信息

机械化发展是江苏省水稻高质高效生产的第一动力。近10年江苏省水稻生产机械化发展取得了长足进步,农业机械总动力和高质量高性能农机装备数量迅速增加,耕整地和收获基本实现机械化作业,机械种植水平快速提高,2013年后增速趋缓;水稻高效植保机械、秸秆处理、机械烘干实现了快速发展。但江苏省水稻生产机械化还存在以下问题:水稻种植机械化短板依然薄弱,存在机插面积下降和直播面积抬升的“隐忧”;前茬麦秸秆高质量还田整地水平不高,缺乏秸秆全量还田高质量耕整地机械;高质量植保机械化水平亟待提高,高效植保技术需进一步研究创新;农机农艺和农机化信息化需加强融合创新;农机作业基础设施建设不配套,农机社会化服务能力不强。针对性提出江苏省水稻生产全程机械化发展对策与建议:加快稻田“宜机化”设施建设;加大高质量秸秆还田整地和机械种植的机艺融合创新;加大水稻生产机械化信息化融合创新;加大农机社会服务主体“多元化”,加强农机社会化服务创新;切实制定促进水稻生产全程机械化的农机政策,加大水稻全程机械化生产“短板”的农机补贴力度。

关键词：水稻机械化生产对策

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施氮量对水稻源库协同衰老特征的影响

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植物生理学报 2022年第1期58卷 173-185页

作者：刘光明赵灿蒋岩赵凌天廖平强王维领霍中洋扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室/江苏省作物栽培生理重点实验室/江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心江苏扬州225009

为探究施氮量对水稻源库器官协同衰老的影响及其生理机制,本试验测定了不同氮肥水平下水稻结实期天数、全生育期天数、叶面积指数(LAI)、叶片SPAD值、籽粒灌浆特性、叶片与籽粒的抗氧化酶活性[超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、... 详细信息

为探究施氮量对水稻源库器官协同衰老的影响及其生理机制,本试验测定了不同氮肥水平下水稻结实期天数、全生育期天数、叶面积指数(LAI)、叶片SPAD值、籽粒灌浆特性、叶片与籽粒的抗氧化酶活性[超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)]和丙二醛(MDA)含量。结果表明,2019—2020年,高氮水平(345 kg·hm;)下水稻的结实期和全生育期分别比低氮水平延长13.3~16.3 d和16.0~18.7 d, LAI、叶片SPAD值和籽粒灌浆活跃期较高,而叶面积衰减率较低。高氮水平的水稻剑叶和籽粒中的抗氧化酶活性均显著较高,而膜质过氧化产物MDA含量显著较低。相关性分析表明水稻施氮量与抽穗后叶片和籽粒不同生育阶段的抗氧化酶活性呈正相关,而与MDA含量呈负相关。综上所述,高氮水平下水稻源库的抗氧化酶系统酶活性较强,能减少MDA的积累,提高叶片持绿天数和籽粒灌浆活跃期,从而延缓了水稻源库协同衰老进程。

关键词：水稻施氮量抗氧化酶活性衰老

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半糯粳稻与常规粳稻籽粒代谢物的差异及氨基酸合成

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分子植物育种 2023年第14期21卷 4525-4534页

作者：熊强强王润楠孙长辉张娇汪睿智王小鱼张宇朱金燕扬州大学农学院江苏省作物遗传生理重点实验室江苏省作物栽培生理重点实验室扬州225009 扬州大学江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心扬州225009

为探明半糯粳稻与常规粳稻代谢组分的差异以及代谢物在氨基酸合成通路中的变化。本研究以1个半糯粳稻品种‘扬农香28’(YNX28H)和2个常规粳稻品种‘扬大3号’(YD3)、‘扬大4号’(YD4)为试验材料,利用LC-MS非靶向代谢组学技术检测了3个... 详细信息

为探明半糯粳稻与常规粳稻代谢组分的差异以及代谢物在氨基酸合成通路中的变化。本研究以1个半糯粳稻品种‘扬农香28’(YNX28H)和2个常规粳稻品种‘扬大3号’(YD3)、‘扬大4号’(YD4)为试验材料,利用LC-MS非靶向代谢组学技术检测了3个水稻品种的代谢物。结果表明,YNX28H和YD3比较组中鉴定了201种差异代谢物(120个上调和81个下调),YNX28H和YD4比较组中鉴定了246种差异代谢物(120个上调和126个下调)。半糯粳稻品种‘扬农香28’含特有代谢物89种。半糯粳稻与常规粳稻的差异代谢物主要涉及氨基酸代谢通路、脂类代谢通路和淀粉合成通路。YNX28H和YD3比较组氨基酸合成通路中L-天冬氨酸、L-天门冬酰胺、L-谷氨酸、精氨酸、氨气代谢物显著上升。YNX28H和YD4比较组氨基酸合成通路中丝氨酸、L-天冬氨酸、L-天门冬酰胺、L-谷氨酸、氨气代谢物显著上升。这些代谢物在半糯粳稻氨基酸合成与代谢过程中扮演者重要的角色。本研究为培育优质食味粳稻新品种提供理论依据。

关键词：半糯粳稻常规粳稻代谢组学氨基酸代谢通路

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基因组编辑技术在水稻产量和品质改良中的应用及展望

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科学通报 2024年

作者：谭文琛梁帅南顾雪琪裔传灯梁国华张昌泉周勇扬州大学农学院江苏省作物基因组学和分子育种重点实验室/植物功能基因组学教育部重点实验室/江苏省作物遗传生理重点实验室扬州大学江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心

水稻(Oryza sativa L.)是我国最重要的粮食作物之一,是全国一半以上人口的主食,提高产量和改良稻米品质一直是水稻育种工作的重要目标.随着水稻基因组学、分子生物学等学科的快速发展,科学家们在过去几十年成功克隆了许多水稻产量和品... 详细信息

水稻(Oryza sativa L.)是我国最重要的粮食作物之一,是全国一半以上人口的主食,提高产量和改良稻米品质一直是水稻育种工作的重要目标.随着水稻基因组学、分子生物学等学科的快速发展,科学家们在过去几十年成功克隆了许多水稻产量和品质性状相关的基因,为水稻种质创新提供了丰富的基因资源,但是通过传统育种方法利用这些基因耗时且费力.近年来出现的以CRISPR/Cas系统为代表的基因组编辑技术极大地拓宽了生物育种的方式方法,可以精准、高效、定向地对目标基因及其调控的性状进行改良,从而揭开了动植物育种的新篇章.本文就近年来基因组编辑技术在水稻产量和品质改良方面的应用以及所取得的进展进行了综述,以期为通过基因组编辑技术创制高产优质水稻新种质提供新思路.

关键词：水稻基因组编辑产量稻米品质种质创新

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不同氮利用率粳稻品种的碳氮积累与转运特征及其生理机制

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中国水稻科学 2022年第6期36卷 586-600页

作者：任维晨常庆霞张亚军朱宽宇王志琴杨建昌扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室/江苏省作物栽培生理重点实验室/江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心江苏扬州225009

【目的】探明不同氮利用率水稻品种的氮素积累与转运特征及其机制。【方法】2个氮高效品种(武运粳30号和连粳7号)和2个氮低效品种(扬粳4038和宁粳1号)种植于大田,设置2个施氮量:全生育期不施氮(0 N)和全生育期施氮180 kg/hm^(2)(180N),... 详细信息

【目的】探明不同氮利用率水稻品种的氮素积累与转运特征及其机制。【方法】2个氮高效品种(武运粳30号和连粳7号)和2个氮低效品种(扬粳4038和宁粳1号)种植于大田,设置2个施氮量:全生育期不施氮(0 N)和全生育期施氮180 kg/hm^(2)(180N),比较分析了不同氮利用率粳稻品种干物质生产、氮素积累与转运差异及其机制。【结果】与氮低效品种相比,氮高效品种具有较高的产量、氮肥利用率、总颖花量和结实率,较高的花前干物质转运量和花后干物质积累量,分蘖至穗分化始期和抽穗至成熟期较高的净同化率和作物生长率,抽穗期较高的糖花比,灌浆期较高的籽粒库活性、籽粒中脱落酸与1-氨基环丙烷-1-羧酸含量的比值和茎鞘中较高的非结构性碳水化合物的转运和蔗糖合成相关酶活性以及蔗糖转运蛋白基因的表达量,抽穗后较高的氮转运、氮素吸收量,灌浆期较高的比叶氮含量、叶片中细胞分裂素含量、氮代谢酶活性以及氮素转运相关基因的表达量。【结论】氮高效品种穗分化前和抽穗后较高的物质生产效率以及灌浆期较高的碳氮转运与积累是产量和氮肥利用率协同提高的重要机制。

关键词：氮素积累氮转运物质转运干物质积累产量氮肥利用率

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