生育后期冠层结构对超高产小麦品种(系)光能利用及产量的影响

为了研究超高产小麦品种冠层结构时产量的影响,以鲁原301、潍麦8号和山农62G三个超高产小麦新品种(系)和对照品种鲁麦14为材料,采用"大田切片法"研究其在生育后期的冠层结构和产量变化.结果表明,与鲁麦14相比,三个超高产小麦品种(系)在生育后期旗叶、倒二叶和倒三叶都具有较高的光合速率,而且各品种下层的叶面积指数、群体的透光率和光能利用率明显高于鲁麦14;鲁原301、潍麦8号和山农62G品种的产量分别比鲁麦14提高8.6%、17.0 %、16.7%,差异均达到显著水平.说明超高产小麦具有较合理的群体结构,有利于叶片对光能的吸收、保持群体中下部叶片较高的光合能力、积累更多的有机物质,最终提高籽粒产量.     

不同基因型超级小麦产量及旗叶生理特性的研究

摘要:以洛麦21号和周麦18两个具有超级小麦产量潜力的品种(系)为试验材料,采用高产田试验研究了不同基因型小麦品种产量潜力及生育后期旗叶光合特性和碳氮代谢的在不同生育期的变化。结果表明：与对照品种温麦6号产量8991.0 kg/hm2相比,洛麦21号和周麦18分别增产13.02%和9.92%,增产到达极显著和显著水平。从成产三因素分析,超级小麦品种每公顷穗数与对照差异不显著,但穗粒数36以上,千粒重49g以上,均显著高于温麦6号。从旗叶生理特性分析,随着生育期的推进,具有超级小麦产量潜力的品种(系)在生育后期都具有较高的光合速率、较大的光合叶面积指数和较高的PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm),并且其光合功能期长,叶绿素含量高;与此同时,旗叶可溶性糖和可溶性蛋白含量不仅高而且下降缓慢。可见,超级小麦品种光合性能的提高和衰老进程的减缓为其获得高产奠定基础。 关键词：超高产小麦;光合特性;碳氮代谢;旗叶;叶面积指数;     

超高产小麦产量及旗叶生理特性的研究

为给超高产小麦生产能力的进一步提升提供理论依据,以超高产小麦品种温麦6号为对照,在水肥条件较好的高产麦田研究了两个具有超高产潜力的小麦品种洛麦21号和周麦18的产量及生育后期旗叶生理特点。结果表明,与温麦6号相比,洛麦21号和周麦18分别增产13.02%和9.92%,差异达极显著和显著水平。洛麦21号和周麦18每公顷穗数与对照差异不显著,但穗粒数和千粒重均显著高于温麦6号,两品种的经济系数也均高于温麦6号。洛麦21号和周麦18在生育后期都具有较高的光合速率、较大的光合叶面积指数和较高的PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm),并且其光合功能期长,叶绿素含量高;旗叶可溶性糖和可溶性蛋白含量不仅高而且下降缓慢。这些结果说明,改善生育后期旗叶光合性能、延缓叶片衰老进程、增加穗粒数和千粒重,以及提高经济系数可进一步提高超高产小麦品种的产量。     

氮磷配施对济麦22花后光合特性及产量的影响

为给小麦高产高效栽培技术提供依据,在大田超高产条件下研究了氮磷配施对超高产小麦济麦22花后光合特性及产量的影响.利用LI-6400便携式光合测定仪,采用开放式气路测定了超高产麦田旗叶的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)及蒸腾速率(Tr)等相关指标.结果表明,氮磷配施对超高产小麦花后的光合特性及产量有显著的调节作用,花后各处理小麦旗叶的Pn、Gs、Tr、叶面积指数(LAI)、叶绿素含量(SPAD值)等指标呈下降趋势,但与CK处理比较,施肥处理前期下降缓慢,差异达显著水平,N1P2、N2P2及N2P3处理与对照差异极显著.随着施氮和施磷量的增加,旗叶的Pn、Gs及Tr增强, SPAD值升高, LAI增大.但过高的施肥量(P2O5 225 kg/ha)导致小麦生育后期旗叶衰老加快,光合生理指标衰退迅速,穗粒数和千粒重下降显著,最终导致小麦减产.经统计分析得出,氮肥和磷肥间对Pn、LAI及SPAD值有极显著的互作效应.本试验条件下,超高产麦田的适宜施肥量为N 300 kg/ha和P2O5 150 kg/ha.     

不同生态型小麦品种旗叶光合性能的研究

为明确不同生态型小麦品种的光合作用机制 ,以不同生态型小麦品种为材料研究了小麦旗叶的光合性能。结果表明 ,不同生态型小麦品种旗叶生育期间的气孔限制和非气孔限制具有相同的特点 ,在叶片功能旺盛的前中期 ,光合底物 CO2 对光合速率的限制主要是非气孔限制 ,在叶片老化后期 ,光合底物 CO2 对光合作用的限制同时存在着气孔限制和非气孔限制 ;不同生态型品种小麦旗叶光合功能和碳代谢特性具有与生态型表现相关的规律。春性品种叶绿素含量高 ,光合面积大 ,功能高值期 (RSP、PAD)长 ,叶源量 (L SC)大。半冬性品种光合速率高 ,叶绿素含量较低 ,功能高值期较短 ,叶源量最小。冬性品种叶绿素含量最低 ,功能高值期最短 ,叶面积和光合速率与半冬性品种差异较小     

节水栽培条件下不同粒叶比小麦的光合性能研究

为给小麦节水高产、超高产栽培提供依据,在节水条件下,分析了不同粒叶比类型小麦品种旗叶与非叶器官光合性能的差异及其与粒叶比的关系.结果表明,高粒叶比品种旗叶面积小,灌浆期叶面积衰亡慢,光合功能期长,光合速率高,在灌浆后期非叶器官光合速率甚至高于叶片.同时发现,穗面积、旗叶节以上非叶器官(穗、穗下节间、旗叶鞘)面积与穗粒重均呈显著正相关,叶片、茎秆、叶鞘、穗颖贮藏物质的转移率与粒叶比均呈显著或极显著正相关.因此,通过育种或栽培技术提高粒叶比,充分利用并强化非叶器官光合机能,是实现节水高产、超高产的重要途径.     

小麦新品种烟农5158及其亲本旗叶生理特性研究

在盆栽条件下,以小麦新品种烟农5158及其亲本鲁麦14号、烟农15号和烟航选2号为材料,研究烟农5158旗叶生理特性与亲本之间的差异.结果表明,烟农5158及其亲本旗叶净光合速率均在开花期达到最大,之后逐渐下降,在生育后期差异显著,烟农5158旗叶净光合速率始终高于其亲本.与亲本相比,烟农5158旗叶中抗氧化酶SOD、POD和CAT活性在生育后期下降缓慢且维持较高水平;烟农5158及其亲本旗叶中的SOD、POD和APX活性均随生育进程推进呈先升高后降低的趋势;花后7～28 d,烟农5158旗叶中POD活性显著高于其亲本.烟农5158与其亲本相比具有较高的可溶性蛋白含量,生育后期具有较低的MDA含量.烟农5158在生育后期具有叶片衰老缓慢、净光合速率高、抗逆性强的特点,这可能与它开花后旗叶中抗氧化酶活性较高、可溶性蛋白含量较高和MDA含量较低有关.     

不同产量潜力小麦品种冠层光截获特性及产量的差异

为探讨超高产条件下不同产量潜力小麦品种冠层光截获特性及产量差异,于2016-2017年小麦生长季,以烟农1212、济麦22和良星99三个产量潜力不同的小麦品种为材料,在山东省兖州市小孟镇史家王子村超高产田进行试验,研究三个小麦品种群体动态、叶面积指数、冠层光截获特性、花后旗叶光合速率及产量的差异。结果表明:(1)烟农1212的分蘖成穗率及开花后28d和35d的叶面积指数、冠层PAR(光合有效辐射)截获率均显著高于济麦22和良星99,而花后14～35d,PAR透射率表现为良星99济麦22烟农1212。(2)开花后0d和7d,烟农1212和济麦22的旗叶光合速率无显著差异,均显著高于良星99;花后14～35d烟农1212的旗叶光合速率显著高于济麦22和良星99。(3)品种间单位面积穗数无显著差异,烟农1212的穗粒数和籽粒产量均显著高于济麦22和良星99,千粒重显著高于良星99。在本试验条件下,烟农1212是冠层光截获特性最优、籽粒产量最高的小麦品种。     

不同水分条件下小麦生理性状与产量的灰色关联度分析

为了解干旱胁迫条件下小麦冠层温度、旗叶光合性状的变化特点及其对产量的影响,以小麦回交导入系(IL)群体[(鲁麦14×晋麦47)×鲁麦14]BC3F5代的160个株系及其亲本为材料,分析了雨养和灌溉条件下,开花期和灌浆期冠层温度、冠气温差、旗叶叶绿素含量和叶绿素荧光动力学参数等性状的相关性以及不同性状与产量的灰色关联度。结果表明,在两种水分条件下IL群体多数性状表现超双亲,性状变异系数为1.19%～48.30%,性状均值偏向轮回亲本鲁麦14;雨养条件下抗旱亲本晋麦47的冠层温度及叶绿素荧光动力学参数比水地品种鲁麦14表现稳定,IL群体的性状稳定性(D值)超过轮回亲本。两种水分条件下,荧光动力学参数之间相关性表现复杂,Fv与Fm、Fo/Fm与Fv/Fm之间相关性最高,相关系数大于0.991。灰色关联度分析结果表明,两个发育时期的Fv/Fm和灌浆期的冠层温度对产量的影响较大,可以作为选择抗旱高光效小麦的重要评价指标。     

超高产玉米与普通玉米生理特性的比较研究

以超高产玉米品种(先玉335和郑单958)和普通玉米品种(长城799和通吉100)为试验材料,测定不同生育时期叶片生理特性的变化。结果表明:超高产玉米品种在高密度下和普通玉米品种叶绿素含量接近,但果穗叶的叶肉细胞中三、四环以上的细胞所占比例较大;叶片中可溶性蛋白含量高、降解速度慢、光合速率大、光合作用强;在后期过氧化物酶活性高,丙二醛积累少,叶片生育后期仍维持较高的生理功能。     

冬小麦叶片显微结构和光合特性与产量的关系

为了解冬小麦叶片显微结构和光合特性与产量的关系,采用大田跟踪对比调查方法,对8个高产冬小麦品种的叶片显微结构、光合特征及产量性状进行分析。结果表明,小麦不同叶位叶片主要由规则环状细胞组成,各叶位叶片规则细胞的平均环数为1.7~4.5环。随叶位升高,叶肉细胞平均环数及上表皮和下表皮气孔密度均有增加的趋势。各品种旗叶叶绿素含量最大峰值出现在5月10日前后;旗叶可溶性蛋白含量变化与叶绿素含量变化相似,最大值陆续出现在5月7-20日。各品种叶片叶肉细胞平均环数和平均光合速率均以旗叶最高。但品种间光合势、叶源量的差异与叶肉细胞和叶绿素含量并不完全一致。品种间产量性状的差异主要表现在生物产量与经济系数上。生物产量与倒2叶光合势呈显著正相关,与倒3叶光合势呈极显著正相关。综上可见,光合性能好且光合产物能够有效转运进入籽粒,是小麦品种获取高产的必要特征。     

山东省小麦生产品种对小麦黄花叶病毒病的抗性

小麦黄花叶病毒病是危害我国冬小麦的一种重要病害,为明确山东小麦生产品种对该病害的抗性水平,给山东小麦黄花叶病毒病育种、病害防控及品种合理布局提供参考信息,于2012-2015年在山东省莒南县板泉镇的小麦黄花叶病毒病品种抗病性鉴定圃,对山东80个小麦生产品种进行了抗性评价和产量性状分析。结果表明,在供试的80个小麦品种中,济麦22、烟农5158、鲁原231、鲁原304、良星99、烟农0428、烟农173、烟农999、阳光10、红地09-5、山农18、山农29、烟农426、烟农836、济南17共15个品种对小麦黄花叶病毒病表现为抗病,占供试品种的18.75%;烟农24、鲁原502、济麦21、泰农1014等31个品种表现中抗,占供试品种的38.75%;其余34个品种表现为感病,占供试品种的42.5%。感病品种产量的损失率与有效穗数、穗粒数、千粒重3因素的综合损失率密切相关。     

黄淮麦区小麦主推品种（系）干热风抗性鉴定

为了确立黄淮麦区小麦干热风抗性评价指标,并筛选出抗干热风的品种(系),以黄淮麦区推广的91个小麦品种(系)为供试材料,于灌浆期对其设置温室模拟干热风处理,探讨干热风对小麦植株冠层形态特征、旗叶功能期、产量性状及籽粒主要营养成分积累的影响。结果显示,经干热风处理后,不同抗性小麦品种(系)冠层黄化程度不尽相同,而所有小麦品种(系)冠层的绿光标准化值下降,旗叶功能期缩短,千粒重下降,蛋白质相对含量显著增加,淀粉含量显著降低。同时,确定了旗叶功能期和千粒重抗逆指数共同作为小麦干热风抗性的评价指标,并鉴定出山农19等高抗干热风的小麦品种及济南17等敏感品种。利用旗叶功能期和千粒重抗逆指数能够鉴定出小麦干热风相对抗性,可为小麦品种布局以及抗干热风相关性状的遗传改良提供参考。     

播种方式对两类小麦品种分蘖成穗及其产量构成的影响

为寻求不同播种方式对大穗型和多穗型两类品种分蘖成穗的影响及高产栽培的群体调控技术指标,以山东省具有代表性的四个小麦品种为材料,研究了在稀植点播条件下的分蘖与成穗潜力及播种方式对产量的影响.结果表明,两类参试品种在稀植条件下均具有较高的单株分蘖力、成穗数及成穗率,但品种间存在较大差异.两类品种分蘖与成穗特点受群体环境的影响程度均较大,其中,两个大穗型品种山农8355和山农01-35又影响的程度更高,而两个多穗型品种济麦20和鲁麦14分蘖成穗特点对群体环境的响应程度不如大穗型敏感.播种方式对产量的影响程度因品种而异,多穗型品种单产均表现为宽行＞窄行＞撒播,但只有撒播与宽行和窄行间差异显著;大穗型品种均以窄行的产量最高,高低依次为窄行＞宽行＞撒播,但只有山农01-35品种达到显著差异水平.撒播减产的原因主要是前期过高的分蘖力导致群体数量增加,降低了个体干物质积累,穗粒数及粒重大幅度下降.     

小麦氮素高效利用基因型的农艺性状及生理特性

为给小麦氮高效型品种选育和栽培调控提供理论依据,采用大田试验,以14份小麦品种为材料,研究了不同氮效率品种的农艺性状及生理特性的差异。结果表明,不同小麦品种间产量和氮素利用效率具有显著差异。基于氮肥吸收效率和氮肥农学效率将参试材料分为氮高效型、中效型和低效型。与氮中效型和低效型品种相比,氮高效型品种具有较高的产量、干物质和氮素积累量;在农艺性状上,氮高效型品种具有较高的粒重、收获指数(HI)、叶面积指数(LAI)和开花期旗叶面积;在生理上,氮高效型品种开花期旗叶的叶绿素含量、氮含量、净光合速率、硝酸还原酶活性和谷氨酰胺合成酶活性较高,而成熟期旗叶氮含量较低。聚类分析表明,淮麦30、徐麦32、矮抗58和扬麦16为氮高效型品种。经相关分析,小麦粒重、HI、LAI和开花期旗叶的面积、叶绿素含量、氮含量与氮效率呈显著正相关,小麦成熟期旗叶氮含量与氮效率呈显著负相关,这些指标可作为氮高效型小麦品种筛选的依据。     

陕西省不同年代旱地冬小麦光合与产量特征变化及其相互关系研究

为明确陕西省不同年代旱地冬小麦品种光合特征变化规律及其对产量的影响,选择曾在该省推广种植的20世纪40年代至21世纪初8个不同年代旱地冬小麦品种(蚂蚱麦,1940s;碧蚂1号,1950s;丰产3号,1960s;泰山1号,1970s;小偃6号,1980s;陕229,1990s;长武134,2000s;长旱58,2010s)为材料,设置正常供水和干旱胁迫两个水分处理,进行盆栽种植试验,对小麦不同生育期光合特征进行测定,并在收获期考种测产。结果表明,无论是干旱胁迫还是正常供水处理下,现代小麦品种(长武134和长旱158)花前旗叶净光合速率和单株叶面积都表现出显著优势,并与千粒重和产量呈显著正相关;但品种间花后光合特征差异减小,这对于现代小麦产量的提升可能产生了一定的限制作用;不同生育时期和不同水分处理下,旗叶蒸腾速率与种植年代之间相关性并不一致;干旱胁迫条件下,孕穗期和花后3d的旗叶水分利用效率都随品种更替呈明显上升的趋势;现代小麦品种在干旱处理下旗叶净光合速率等光合特征、千粒重等产量因素的优势受到影响,最终导致其产量增幅下降。未来应进一步提升现代小麦的光合优势,尤其是花前叶片净光合速率及叶面积的优势,并进一步提高千粒重,这将会是陕西省小麦节水高产和抗旱稳产的重要手段。     

小麦早熟新品种K35的阶段发育与灌浆特性

为了给早熟高产小麦新品种的选育及K35优良种质的利用提供理论依据,以中熟品种鲁麦14和济麦21、晚熟品种鲁源301和潍麦8号为对照,对小麦早熟品种K35阶段发育和籽粒灌浆特性进行了研究.结果表明,早熟品种K35成熟期比其它品种提前3～7 d,主要体现在二棱初期至二棱中期、挑旗期至抽穗期和灌浆期持续时间较短;二棱中期至雌雄蕊分化期持续时间与其他品种基本一致.与高千粒重品种潍麦8号、鲁原301相比,K35平均灌浆速率和最大灌浆速率较低,千粒重也偏低.开花后快增期灌浆速率与小麦千粒重之间存在显著正相关,渐增期灌浆速率与缓增期持续时间呈显著负相关.因而认为,K35幼穗分化期较短,而穗粒数较多,灌浆速率较低,而产量水平较高,并且落黄好,特点突出,作为早熟亲本应用时,应注意选择灌浆速率和千粒重较高的品种与其进行杂交.     

冬小麦叶茎粒可溶性糖含量变化及其与籽粒淀粉积累的关系

在池栽条件下研究了鲁麦22和鲁麦14两个冬小麦品种旗中、倒二茎、籽粒糖含量及籽粒淀粉积累速率的变化。结果表明，小麦叶片可溶性糖和蔗糖含量在开花后15－20d出现高峰；茎可溶性总糖、蔗糖和果聚糖含量变化呈单峰曲线，最高含量亦出现在花后15－20d，而籽粒可溶性总糖和蔗糖含量在灌浆期呈下降趋势，花后20d至成熟期各器官糖含量与籽粒淀粉积累密切相关。