花后水分胁迫对春小麦淀粉形成及相关酶活性的影响

近年来,气候变化导致农田干旱与渍水频繁发生。研究花后水分胁迫对春小麦(Triticum aestivum)淀粉形成的影响,对栽培稳产优质的春小麦品种具有重要意义。本研究以宁夏平原主栽春小麦宁春4号和宁春47号为试材,采用盆栽种植,人工控制土壤含水量,设置重度干旱、轻度干旱、正常处理和过度灌溉4个试验梯度。结果表明,花后干旱显著(P0.05)提高了宁春4号灌浆前期籽粒中直链淀粉含量,显著降低了两种春小麦灌浆中后期直链、支链淀粉含量,最终使收获期籽粒中总淀粉含量显著降低。与籽粒中淀粉形成相关的4种关键酶,AGPP、UGPP、SBE及SSS活性在整个灌浆期均呈单峰曲线,两种春小麦灌浆中后期受花后水分胁迫显著降低了酶活性,两种春小麦的直链淀粉积累速率与SSS活性活性均呈极显著正相关(P0.01)。     

干旱胁迫对‘青燕1号’燕麦产量及干物质积累与分配的影响

为探究‘青燕1号’燕麦对不同干旱胁迫方式的响应变化，在盆栽试验条件下，采用不同干旱胁迫程度和胁迫次数处理，研究燕麦各器官干物质积累与分配及产量和产量因子的变化规律。结果显示：燕麦穗长、小穗粒数、单序籽粒重、百粒重和产量下降明显，小穗数、穗粒数有增有减，而空铃数无明显变化；干旱胁迫抑制了器官干物质积累，其中分配比例以茎和根部转移相对较多，穗部较少。从整体水平来看，不同胁迫程度和胁迫次数影响大小表现为：3次、中度和重度胁迫影响较大；不同胁迫时期变化下以苗期-拔节期、孕穗-抽穗期、开花-乳熟期干旱（SM）时期和苗期-拔节期、孕穗-抽穗期干旱（SH）影响最大。不同干旱胁迫下各指标相关性分析及通径分析得出，燕麦小穗数、穗粒数、小穗粒数、单序籽粒重、百粒重、穗长、穗干重、茎干重、根干重、叶干重、穗分配指数与产量呈显著正相关关系，相关系数在0.368~0.922，而茎分配指数、根分配指数、叶分配指数与产量呈负相关关系，相关系数在-0.673~-0.299，空铃数与产量为负相关关系，但未达到显著水平，为-0.021；通径分析发现，单序籽粒重、百粒重、穗粒数对燕麦产量增产具有重要作用。     

水氮限量供给下高产小麦品种籽粒灌浆特性及氮磷钾积累动态

选用华北地区两个主栽小麦品种济麦22和石麦15,在大田条件下,设置2个灌溉水平:春灌一水(W₁)和春灌二水(W₂);在每个灌溉水平下设置2个施氮处理:192 kg/hm²(N₁)和270 kg/hm²(N₂)。研究并探讨了在水氮限量供给下高产高效群体强、弱势粒灌浆特性及其籽粒氮磷钾积累的变化。结果表明,在籽粒灌浆期,两小麦品种强、弱势粒重均呈“S”型的变化趋势,而灌浆速率呈“抛物线”的变化趋势;且强势粒的粒重和灌浆速率显著高于弱势粒。在相同灌溉水平下,N₁处理强、弱势粒灌浆持续天数均高于N₂处理,而灌浆速率则低于N₁处理;在相同施氮水平下,W₂处理强、弱势粒灌浆持续天数高于W₁处理。在不同水氮模式下,济麦22强、弱势粒重、灌浆速率和灌浆持续天数均高于石麦15。在籽粒灌浆期,两小麦品种籽粒氮磷钾积累量均呈“S”型变化趋势。在相同灌溉水平下,两小麦品种N₂处理籽粒氮磷钾素积累量总体高于N₁处理。在相同施氮水平下,W₂处理籽粒氮磷钾素积累量均高于W₁处理。在不同水氮模式下,济麦22籽粒氮磷钾素积累量高于石麦15。综合研究认为,适当水氮投入,提高了两小麦品种灌浆后期强、弱势粒灌浆速率,延长了灌浆持续期,促进了强、弱势粒均衡灌浆和籽粒中营养元素均衡分配,最终实现高产高效,对提高粒重和品质具有重要作用。     

甘肃贝母种子灌浆特性研究

选用5年生甘肃贝母种株,在盛花期挂牌标记开花一致的植株,从开花后第5天开始测定籽粒千粒鲜、干重和含水量,对种子灌浆特性进行研究,旨在为其种子标准化采收提供理论和技术依据。结果表明,甘肃贝母种子千粒鲜重在开花后66d达到最大,随后迅速下降到接近干重的水平。籽粒干重变化的趋势呈“S”型曲线,符合Logistic方程,快增期在花后41～66d,至花后97d灌浆结束。灌浆速率呈“快-慢-快-慢”规律,因降水出现1次低谷,籽粒脱水速率随灌浆进程而加快,含水量持续下降,籽粒含水量下降最快的时期为灌浆高峰结束期。籽粒干重与脱水速率和灌浆持续期均呈极显著正相关,而与籽粒含水量呈极显著负相关。甘肃贝母种子灌浆速率受天气的影响大,籽粒脱水加快、干重趋于稳定是种子成熟的标志,采收期应在花后77～82d(7月底-8月初),种果尚未开裂,种子含水率在40%以下,茎杆尚未完全枯黄时为最佳。     

掌叶大黄种子灌浆动态及其发芽特性研究

选用甘肃礼县种植的三年生掌叶大黄种株,在盛花期挂牌标记开花一致的植株,开花第 10天开始通过定期测定籽粒千粒重、含水量和发芽率,对种子灌浆动态及其发芽特性进行研究,旨在为其种子标准化采收提供理论和技术依据。结果表明,三年生掌叶大黄千粒鲜重在开花后36 d达到最大,随后迅速下降到接近相应干重的水平。干重变化的趋势呈“S”型曲线,符合Logistic方程,快增期在花后13～36 d,灌浆速率呈“快-慢-快-慢”规律,因降雨出现2次低谷。籽粒脱水速率随灌浆进程加快,含水量持续下降。种子发芽势、发芽率和发芽指数在花后36 d内随灌浆递进均显著提高,之后出现差异,其与籽粒干重均呈极显著正相关,而与含水量呈显著负相关。上述结果说明掌叶大黄籽粒灌浆速率受天气的影响大,籽粒脱水加快是种子成熟的标志,成熟度对种子发芽具有显著影响,采收期应在花后46～52 d(7月上旬),种子含水率12%～16%,茎秆尚未枯萎时为最佳。     

植物花后光合性能与物质转运的研究进展

植物花后光合性能及物质运转对籽粒产量具有重要贡献,在植物整株物质生产中具有重要价值.本文重点从植物花后叶绿素的含量、绿色非叶器官的结构与功能、花后叶片和绿色非叶器官的光合性能及其物质运转等方面综述了花后植物的光合性能及物质转运的研究进展.研究植物花后不同冠层或穗位光合同化物的生产及转运情况,明确植物花后绿色非叶器官的光合途径及机制,可以为植物高产或超高产研究提供理论依据,进一步了解其对储藏过程中种子老化劣变的影响,为解决粮食及种子储藏问题探寻新思路.     

高寒区施氮对燕麦不同穗位籽粒灌浆特性的影响

探究施氮量对燕麦(Avena sativa)不同穗位籽粒灌浆进程的影响,为高寒区燕麦种子生产和合理施氮提供理论依据。本研究以高寒区推广应用的燕麦品种青引2号(Avena sativa Qingyin No. 2)和林纳(Avena sativa Lena)为试验材料,设6个氮肥水平：0、60、120、180、240和300 kg/hm²,采用单穗标记法观测燕麦不同穗位籽粒的灌浆动态,并运用Richards方程进行拟合分析,探究施氮水平对燕麦不同穗位籽粒干物质积累和灌浆特性的影响。结果表明,不同燕麦品种同一穗位下,随施氮量增加,燕麦籽粒千粒重增大,最大灌浆速率出现时间延长,最大灌浆速率增大,籽粒灌浆的3个阶段中渐增期灌浆持续时间和生长比率增大。青引2号燕麦千粒重增长量为20.55～28.43 g,最大灌浆速率在N0～N5处理之间提高51.52%,最大值出现时间推迟10 d;林纳燕麦千粒重增长量为16.78～21.87 g,最大灌浆速率提高51.02%,最大值出现时间推迟20 d。同一施氮量下不同穗位之间籽粒千粒重表现为上部>中部>下部,上部籽粒千粒重较下...     

麻花秦艽种子灌浆充实动态及其发芽特性研究

在甘肃省甘南州卓尼县选用人工栽培5年的麻花秦艽种株,在盛花期挂牌标记发育一致的花序,自开花后每隔3 d测定千粒重和发芽率,对种子灌浆及发芽特性系统研究,旨在为确定其种子适宜采收期提供理论和技术依据。结果表明,麻花秦艽种子鲜重在开花后第34天达最大,随后迅速下降,至灌浆末期接近干重的水平。籽粒干重的变化趋势呈“S”型曲线,符合Logistic方程,快增期在花后13～34 d,开花后60 d灌浆基本结束。灌浆速率呈“慢-快-慢”规律,因降雨2次低谷,籽粒脱水速率随灌浆进程的递进而持续加快,含水量先上升后稳定下降。种子发芽率在花后43 d达到较高水平,但受阴雨天气影响。种子发芽质量指标与千粒干重和灌浆持续期均呈极显著正相关,与脱水速率呈显著正相关,而与种子含水量呈极显著负相关。以上说明麻花秦艽种子成熟度和灌浆末期天气对种子发芽质量具有显著影响,采收期应在花后52～55 d(9月上中旬),种果欲裂,种子含水率在10%左右时为宜,选晴天根据成熟情况分批采用布袋或尼龙袋采收。     

蒙古黄芪种子灌浆特性研究

选用甘肃渭源县种植的二年生蒙古黄芪,在盛花期挂牌标记开花一致的植株,从开花后第10 天开始测定种子灌浆动态,旨在为其种子标准化采收提供理论和技术依据。结果表明,蒙古黄芪种子百粒鲜重在开花后31 d达到最大,随后迅速下降到接近干重的水平。籽粒干重变化趋势呈“S”型曲线,符合Logistic 方程,快增期在花后19～33 d,至花后50 d灌浆基本结束。灌浆速率呈“快-慢-快-慢”规律,籽粒脱水速率随灌浆进程而加快,含水量持续下降,含水量下降最快的时期为灌浆高峰结束期。以上说明蒙古黄芪种子籽粒脱水加快、干重和含水量趋于稳定是种子成熟的标志,采收期应在花后50～56 d左右(7月底至8月初),种子含水量在3.0%左右,种荚尚未开裂和荚柄离层尚未形成时为最佳,应根据成熟情况及时分批采收为宜。     

野生高乌头开花习性及种子灌浆特性研究

利用甘肃永登县野生高乌头植株为研究材料,标记初花期一致的植株,每天测定单株开花数和蓇葖果数,并每隔3 d测定蓇葖果种子数、粒重和体积,对其开花结果动态和种子灌浆特性系统研究,旨在揭示其开花结果习性及其种子灌浆规律,为探寻高乌头种子发育规律及适宜采收期提供科学依据。结果表明,野生高乌头植株主花序花蕾自下而上依次开放。单花开放后第3天形成蓇葖果,第15天种子成形,并开始脱水形成干物质积累。单株开花数等于蓇葖果数,基本不落花,但仅主花序中部及以下部位蓇葖果具成熟种子。在种子整个灌浆过程中,百粒鲜重和干重的变化动态均呈“S”型曲线,符合Logistic方程。籽粒鲜重快增期在花后7～21 d,最大增长速率出现在花后14 d,在花后27 d达到最大,而干物质积累快增期在花后16～30 d,最大积累速率出现在花后23 d。开花36 d后蓇葖果脱落,种子灌浆和株上脱水中断,导致种子含水量达50%以上,采收后种子在快速脱水过程中可能形成深休眠特性,说明高乌头种子适宜采收期为开花后第36天左右(8月中下旬),蓇葖果尚未开裂时及时分批采收为宜。     

施肥和覆盖模式对旱地冬小麦花后干物质转移、糖代谢及其籽粒产量的影响

选择不同的施肥(无机+有机)和覆盖模式,2012-2015年在典型的西北半干旱雨养农业区甘肃省农业科学院小麦研究所清水试验站进行大田试验,研究不同施肥+覆盖模式对旱地冬小麦干物质转移、糖代谢及其籽粒产量的影响,并分析糖含量与产量、物质转移之间的相关关系。结果表明,比较对照T₁(不施任何肥料),不同的施肥+覆盖模式均不同程度地提高了籽粒产量,依次为高量化肥+有机肥(T₆)>等量化肥+有机肥(T₄)>高量化肥+地膜覆盖(T₅)>等量化肥+地膜覆盖(T₃)>常规化肥(T₂)>不施肥(T₁)。增施有机肥(T₄、T₆)提高后期干物质转移量、转移比率、贡献率,增加粒重,并保证较高的有效成穗,从而增加籽粒产量,处理T₆、T₄分别比对照T₁增产119.22%和118.24%。地膜覆盖(T₃、T₅)增加了花后不同时期叶片、茎秆、叶鞘、颖壳干物质累积量和单穗粒数,为籽粒产量的提高奠定了基础。相反,地膜覆盖(T₃、T₅)降低干物质转移比率和贡献率。增施氮肥(T₃~T₆)提高了叶片干物质累积量,但过多的氮肥不利于籽粒增重,并降低了干物质转移比率和贡献率。不同的施肥+覆盖模式(T₂~T₆)降低了灌浆中前期(10、20 d )各个营养器官可溶性糖和蔗糖含量,延缓了前期叶片和叶鞘可溶性糖和蔗糖下降的速度,叶片、茎秆、叶鞘、颖壳可溶性糖含量下降最快的时期均在花后30~40 d,籽粒在花后10~20 d。相关分析表明,产量、株高、单位面积穗数、穗长、旗叶面积均与中前期(花后10、20 d)叶片、茎秆、叶鞘可溶性糖和蔗糖含量呈极显著和显著负相关。本研究结果证实,在甘肃旱地雨养农业区,结合有机肥施用(T₄、T₆),适当增加氮、磷用量完全能达到地膜覆盖对籽粒产量的增加,是更为持续、稳产的旱地小麦栽培模式。     

冬小麦叶片和非叶器官对粒重的贡献

为寻找粒重提高的新途径,挖掘增产潜力,对粒重形成时植物光合器官的贡献进行了研究。2011和2012年选用19个不同类型的冬小麦品种(系),进行剪叶或遮光21种处理,研究了叶片和非叶器官(穗、茎秆、叶鞘)对粒重的贡献。结果表明,顶部四片叶对粒重的贡献率为17.8%,其中旗叶、倒二叶、倒三叶和倒四叶对粒重的贡献率分别为10.60%,2.80%,0.05%和1.60%,而穗、叶鞘和茎秆对粒重的贡献率分别为41.0%,11.0%和5.7%,不同品种叶及非叶器官对粒重的贡献存在较大差异。相关分析结果表明,旗叶和倒二叶对粒重的贡献与株高、穗下节和相对应叶的叶面积均呈负相关;倒三叶和倒四叶对粒重的贡献与株高和穗下节均呈负相关,而与相对应叶的叶面积呈正相关;穗对粒重的贡献与株高和穗下节均呈负相关,与总叶面积呈极显著负相关,与旗叶面积呈显著负相关;茎秆和叶鞘对粒重的贡献与株高和穗下节均呈正相关。生产上选用叶及非叶器官对粒重贡献率高的品种,有利于获得理想的产量。     

不同施钾水平对胡麻钾素营养转运分配及产量的影响

以胡麻“坝选3号”为材料,设置不施钾(K₀)、低钾(K₁,18.75 kg K₂O/hm²)、中钾(K₂,37.5 kg K₂O/hm²)和高钾(K₃,56.25 kg K₂O/hm²)4个施钾(K₂O)水平,于2011-2012年在河北省张家口市开展田间试验,研究了不同施钾量对胡麻钾素营养转运分配及其产量的影响。结果表明,胡麻根、茎、叶和籽粒等器官的钾素累积主要在生殖生长阶段,占全生育期累积量的41.28%～64.09%;与不施钾相比,施钾条件下胡麻根、茎和叶钾素转运量分别增加了35.60%,29.06%和43.75%。根、茎和叶中均有钾素转运到籽粒,转运率分别为17.78%～24.85%,14.82%～23.00%和39.40%～46.20%,对籽粒钾素的贡献率分别为6.71%～14.12%,11.24%～23.97%和17.26%～50.83%。较不施钾处理,低、中和高钾水平下籽粒产量分别增产14.90%～24.12%,29.93%～30.11%和15.65%～23.13%,且中钾处理下增产幅度最大。综合胡麻钾素积累、转运与分配规律以及籽粒产量,本试验区同等肥力土壤条件下,要实现胡麻高产高效以施钾量37.5 kg/hm²为宜。     

不同水分环境下小麦粒重QTL定位及遗传分析

为探讨小麦千粒重(TGW)分子数量性状遗传,及QTL与水分环境互作关系,本文以抗旱性强的冬小麦品种陇鉴19与水地高产品种Q9086杂交创建的重组近交系(recombinant inbred lines,RIL)群体120个株系为供试材料,采用条件复合区间作图法对3个环境不同水分条件下TGW进行QTL定位和遗传分析。结果表明,小麦RIL群体TGW对水分环境反应敏感,群体中各株系呈现广泛变异和超亲分离,属于微效多基因控制的复杂数量性状,易受水分环境影响。共检测到19个和38对控制TGW的加性QTL(A-QTL)和上位性QTL(AA-QTL),分布在除1A、3B、4D和6A以外的其他17条染色体上。这些A-QTL和AA-QTL表达通过正向或负向调控影响TGW表型变异,贡献率分别在1.24%~10.94%和0.38%~2.89%。发现了3个多环境均能稳定表达的A-QTL(Qtgw.acs-1B.1,Qtgw.acs-2A.1和Qtgw.acs-4A.1),以及4个A-QTL热点区域 [Xmag2064-Xbarc181(1B),Xwmc522-Xgwn122(2A),Xwmc446-Xgwm610(4A)和Xwmc603-Xbarc195(7A)]。所检测到的A-QTL和AA-QTL与干旱胁迫环境互作普遍负向调控TGW表型。加性效应和加性与环境的互作效应是决定小麦TGW的主要遗传因子。在干旱胁迫条件下,这种遗传主效应均不同程度降低TGW表型。本研究结果可为小麦抗旱遗传改良和分子标记辅助选择育种奠定理论基础。     

不同降水年型下饲用燕麦产量对降水变化的响应研究

[目的] 探究不同年型下饲用燕麦产量对各生育期降水变化的响应,为饲用燕麦抗旱与高效生产提供参考。[方法] 利用作物生长机理模型APSIM（agricultural production systems simulator）,以山西省朔州市右玉县1980—2009年的历史气候气象数据作为原始情景,将饲用燕麦生育期划分为4个阶段[阶段1（播种—拔节）、阶段2（拔节—抽穗）、阶段3（抽穗—灌浆）、阶段4（灌浆—收获）],并提取典型气候条件（干旱、平水、丰水）建立12个新的气候情景并进行模拟,分析饲用燕麦产量受降水变化的影响。[结果] 在干旱情景（DS）中,产量与水分利用效率（water use efficiency,WUE）较原始情景分别下降了38.0%~60.9%与31.8%~16.9%（P<0.01）,其中,抽穗—灌浆期采用历史数据时,指标的下降幅度最小。对于平水情景（NS）来说,产量相对原始情景的变化为-3.4%~20.0%,WUE为0~10.0%,拔节—抽穗期及灌浆—收获期采用历史数据时指标的变化显著（P<0.05）。丰水情景（WS）中,饲用燕麦产量与WUE相对原始情景均显著提升（P<0.01）,幅度分别达到33.3%~60.5%与6.8%~14.8%,且播种—拔节期的降水变化对指标有相对明显的影响（R²=0.377 7,P<0.01）。[结论] 饲用燕麦产草量和水分利用效率WUE在干旱、平水、丰水年型中都对灌浆—收获期的降水变化没有明显的敏感性;在干旱和平水年型下,饲草产量对抽穗—灌浆期的干旱更为敏感,WUE则对拔节—抽穗期及抽穗—灌浆期的干旱更为敏感;在丰水年型下,燕麦饲草产量对干旱最敏感的时期是播种—拔节期。有限的灌溉条件下,可将灌溉集中于WUE对降水变化最为敏感的阶段3（抽穗—灌浆）。     

不同水分处理对冬小麦产量和水分利用效率的影响

为探明甘肃河西走廊地区不同水分处理对冬小麦产量和水分利用效率的影响,以冬小麦临抗2号为试验材料,在冬灌水(180mm)相同的条件下,其他生育期以灌水量和灌水次数不等共设置5个处理。结果表明,返青期各层土壤有效含水量(AWC)均较低(2.37mm),至拔节期突增(9.88mm),随着生育期的推进,逐渐降低,成熟期降至2.54mm,特别是处理W1和W2在成熟期0～60cm层处于萎蔫点以下。处理间AWC的差异在灌浆期表现最为明显,尤其处理W1和W3,在0～60cm层AWC呈显著(P<0.05)和极显著(P<0.01)差异。冬小麦日耗水强度最大的时期是抽穗～开花期,阶段耗水量最大的时期是播种～返青,冬灌水充足是保证出苗率和后期冬小麦的正常生长基本条件。处理W3具有最高籽粒产量(6296.52kg/hm²)、千粒重(53.12g)和单位面积穗数(61.83万穗/hm²),但相对灌水较少的处理W4(籽粒产量6240.37kg/hm²)而言,其水分利用效率(WUE)和灌溉水利用效率(IWUE)均较低。相关分析表明,产量与千粒重(R=0.99^**)、WUE(R=0.97^**)、开花期～成熟期耗水量(CA_m)(R=0.88^*)、全生育期耗水量(CA_t)(R=0.88^*)呈极显著(P<0.01)正相关,表明生育后期水分胁迫,加速了冬小麦的衰老进程,灌浆期缩短,千粒重下降,最终表现为产量下降。综合考虑各种因素,处理W4具有重要的推广价值。     

牧草中水溶性碳水化合物及其影响因素

水溶性碳水化合物是参与植物体新陈代谢的基本物质之一,其在植物体内的高低影响到植物的生长发育及植物生态适应能力。另外,提高牧草中水溶性碳水化合物的含量可以促进反刍动物对瘤胃内蛋白质的利用和干物质的吸收,不仅提高了奶蛋白产量,而且减少了温室气体的排放。因此,本研究综述了遗传、环境及草地管理等对牧草中水溶性碳水化合物含量及其在牧草体内运转与分配的影响,牧草体内水溶性碳水化合物含量的变化受到植物种类、取样部位和不同生长时期的影响。另外,其在植物体内的含量随温度、水分、盐等非生物因素及营养元素供应的改变亦有明显不同。