氮素形态对豫麦34地上器官游离氨基酸和籽粒蛋白质含量的影响

为给小麦优质生产中合理施用氮肥提供理论依据,以小麦品种豫麦34为材料,采用盆栽方法研究了三种氮素形态对豫麦34地上器官游离氨基酸和籽粒蛋白质含量的影响。结果表明,小麦叶片、茎、鞘和籽粒中游离氨基酸含量均以开花期最高;穗轴和颖壳中游离氨基酸含量以花后10 d最大;各叶位游离氨基酸含量高低表现为旗叶>倒二叶>倒三叶>倒四叶。三种氮素形态处理比较,各器官中（开花期倒三叶、倒四叶、穗轴和颖壳除外）游离氨基酸含量于花后30 d前均以酰胺态氮处理最大,铵态氮和硝态氮处理下互有高低,花后30 d以酰胺态氮处理最低;硝态氮处理下籽粒球蛋白含量最高,铵态氮处理下醇溶蛋白和麦谷蛋白含量最高,酰胺态氮处理下清蛋白含量、麦谷蛋白/醇溶蛋白比值、蛋白质含量最高,氮素形态间差异显著。说明施用酰胺态氮肥能够提高籽粒灌浆前、中期地上各器官中游离氨基酸含量,促进灌浆后期游离氨基酸向籽粒中的转运,提高籽粒蛋白质含量,因此,酰胺态氮肥是豫麦34品质栽培中首选的氮源。     

施氮模式对强筋小麦氮素积累和籽粒蛋白质含量的影响

为探索冀东平原强筋小麦适宜的氮肥施用模式,选用2个强筋小麦品种（津农7号和中麦998）,在总施氮量为210 kg·hm_-2的前提下设置4种施氮模式（CK：底肥50%+拔节肥50%;N1：底肥30%+起身肥20%+拔节肥50%;N2：底肥50%+拔节肥30%+孕穗肥20%;N3：底肥30%+拔节肥50%+孕穗肥20%）,研究了不同施氮模式对强筋小麦氮素积累、转运、籽粒蛋白质及其组分含量的影响。结果表明,与CK相比,N2和N3处理提高了强筋小麦干物质积累量,显著增加植株花前氮素积累量及其转运量。花前氮素对籽粒氮素的贡献率因品种和处理而异,津农7号花前氮素对籽粒氮素的贡献率以CK最高,中麦998花前氮素对籽粒氮素的贡献率以N2处理最高。与CK相比,N2和N3处理显著增加小麦籽粒的蛋白质含量,提高醇溶蛋白和谷蛋白含量;2个强筋小麦品种籽粒产量均以N2处理较高。综上所述,本试验条件下,总施氮量的20%后移至孕穗期可提高强筋小麦植株干物质积累量,促进花前积累氮素向籽粒转移,提高籽粒蛋白质含量;N2处理可使津农7号获得最高的籽粒产量和蛋白质含量;中麦998在N2处理下籽粒产量最高,N3处理下蛋白质含量最高。     

施氮时期对专用小麦干物质和氮素积累、运转及产量和蛋白质含量的影响

为了明确施氮时期对小麦花后干物质和氮素积累与运转的影响及其与产量和品质的关系，在大田高产条件下，研究了不同追氮时期对二个专用小麦品种开花前后氮素同化、运转和蛋白质含量的影响。结果表明，拔节和孕穗期追氮均提高了小麦产量和籽粒蛋白质含量，但过迟追氮不利于产量和蛋白质含量的同步提高。不同追氮处理显著提高了徐麦26花后氮素积累量，降低了营养器官贮存氮素向籽粒的转运，但提高了淮麦18营养器官贮存氮素向籽粒的转运。相关分析表明，徐麦26籽粒蛋白质合成所需氮素主要来源于花后氮素同化，而淮麦18则更多地依赖于开花前贮存氨素的再动员与分配。     

两种肥力水平下冬小麦氮素吸收运转和代谢研究

为给高产、优质、养分高效小麦新品种的选育提供理论依据,研究了大田高肥和低肥两种处理对强筋小麦品种郑麦7698和中筋小麦品种周麦18的氮素吸收运转特性和氮代谢影响。结果表明,小麦植株氮素累积量随生育进程的推进和肥力水平提高均呈逐渐增加趋势,到成熟期积累量达到最高值。增加施肥量可以提高小麦氮素吸收转运量、花后氮同化量和旗叶中游离氨基酸含量。低肥水平下氮代谢同化途径关键酶基因的相对表达量显著高于高水平。郑麦7698的氮素积累量、旗叶中总游离氨基酸含量和氮代谢同化关键酶基因的相对表达量均高于周麦18。两种肥力水平下,郑麦7698的产量和穗粒数均高于周麦18,其中穗粒数差异达到显著水平。增强氮代谢途径关键酶基因的相对表达量,提高小麦植株氮素积累量、花后氮同化量和旗叶总游离氨基酸含量,可实现小麦高产、优质、高效目标。     

土壤水分对不同筋力型小麦花后旗叶氮素同化酶活性和籽粒蛋白质含量的影响

为给不同类型小麦栽培中土壤水分管理提供依据,在盆栽条件下,研究了土壤水分对不同筋力型小麦花后旗叶氮素同化酶活性和籽粒蛋白质含量的影响.结果表明,强筋小麦豫麦34花后旗叶中硝酸还原酶(NR)活性表现为:土壤含水量为田间持水量(FC)60%处理的活性最强,其次为40%FC处理, 80%FC处理最低,谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGAT)活性大小关系均为:80%FC处理＞60%FC处理＞40%FC处理.中筋小麦豫麦49旗叶NR、GS总体上以60%FC处理最高.弱筋小麦豫麦50旗叶NR活性基本表现为60%FC处理＞40%FC处理＞80%FC处理,GS活性以80%FC处理为最高.土壤水分适度胁迫可提高籽粒蛋白质含量,豫麦34以 60%FC处理籽粒蛋白质含量最高,豫麦49、豫麦50则以40%FC处理籽粒蛋白质含量最高.不同土壤水分处理下小麦籽粒蛋白质含量与旗叶NR、GS均呈正相关,与GOGAT均呈不显著负相关.     

氮素运筹对弱筋小麦扬麦9号产量、品质和旗叶衰老特性的影响

为了解弱筋小麦植株衰老特性与籽粒产量及品质形成的关系,选用弱筋小麦扬麦9号,设置不同的氮肥处理,测定和分析了植株生育后期旗叶光合特性和衰老特性及品质指标.结果表明,低氮(180 kg/ha)和高氮(240 kg/ha)在氮肥比例[基肥∶壮蘖肥(5叶期施)∶拔节肥(倒3叶施)∶孕穗肥(倒1.5叶施)]为7∶1∶2∶0时的两处理生产的籽粒品质均符合国标(GB/T 17893-1999).施氮量180 kg/ha、氮肥比例5∶1∶2∶2处理植株生育后期净光合速率、Rubisco含量、SPAD值、POD和SOD酶活性在品质符合国标的处理中最高,旗叶蔗糖含量高,籽粒转化蔗糖能力强,产量最高;施氮量240 kg/ha、氮肥运筹5∶1∶2∶2处理,虽然有效延缓了植株衰老,产量最高,但籽粒品质不符合国标.说明弱筋小麦扬麦9号后期衰老速率快虽有利于降低籽粒蛋白质和湿面筋含量,但不利于产量提高;延缓衰老虽有利于产量提高,但易致品质下降.本试验条件下,弱筋小麦扬麦9号采用施氮量180 kg/ha、氮肥运筹5∶1∶2∶2的栽培方式,后期衰老速率适度,有利于品质改善,产量亦较高.     

不同品质类型冬小麦氮素积累及分布与运转特点

选用3个冬小麦品种,测定了不同生育时期各器官氮素含量,着重研究不同品质类型(强筋、弱筋和中筋)冬小麦各生育时期氮素的积累、分布与运转特点。结果表明,不同品质类型冬小麦在生育前、中期植株体内的氮素含量无显著差异,小麦抽穗至开花以后,随着生殖器官的不断发育,各营养器官向籽粒中运转氮素增加,尤其在灌浆中期之后,强筋小麦的旗叶、倒二叶氮素下降幅度大,向籽粒运转比例增大,中筋、弱筋小麦的旗叶、倒二叶氮素下降比较平缓,向籽粒运输较小,直至成熟期籽粒中氮素含量形成明显差异,这是不同品质类型小麦遗传特性的表现。     

减少灌水次数对强筋小麦氮素积累转运和籽粒蛋白质含量的影响

为探究减少灌水次数对强筋小麦氮素积累、转运和籽粒蛋白质含量的影响,选用4个强筋小麦品种(津农7号、农优3号、师栾02-1和中麦998),在大田条件下设置3种灌水处理(CK:冬水+拔节水+开花水;W2:冬水+拔节水;W1:冬水),研究了减少灌水次数对强筋小麦植株各器官氮素的积累与转运、籽粒蛋白质及其组分的含量、蛋白质产量和籽粒产量的影响,并对协调强筋小麦籽粒蛋白质含量和产量的适宜灌水次数进行了探讨。结果表明,减少灌水次数后,强筋小麦营养器官氮素积累量明显降低,氮素转运量增加;籽粒蛋白质含量升高;蛋白质组分的变化表现为,清蛋白、球蛋白和谷蛋白含量升高,醇溶蛋白含量下降;籽粒产量显著下降,水分利用效率升高,但不同品种增幅不同。综上所述,减少灌水次数能促进强筋小麦营养器官的氮素向籽粒转运,使籽粒蛋白质含量升高,籽粒蛋白质品质得到改善。本试验条件下,W2处理(冬水+拔节水)可以有效协调强筋小麦产量和籽粒蛋白质含量的关系,同时提高水分利用效率。     

施氮对花后遮光条件下小麦产量与蛋白质含量的影响

为探讨施氮对花后弱光逆境下小麦籽粒产量和蛋白质含量的影响,选用2个对弱光敏感性不同的小麦品种（济麦22和济核916）,设置3个施氮水平（0、120和240 kg·hm^-2）,在花后遮去60%的自然光条件下研究了施氮量对小麦籽粒产量与蛋白质含量的调控效应。结果表明,增施氮肥可延缓花后遮光条件下两个小麦品种旗叶叶绿素下降,使PSⅡ实际光化学效率和净光合速率维持较高水平,促进旗叶可溶性糖含量合成,提高籽粒灌浆速率,增加穗数、穗粒数和籽粒产量。增施氮肥提高了遮光条件下两个小麦品种旗叶硝酸还原酶活性、籽粒谷氨酰胺合成酶活性和籽粒游离氨基酸含量,增加籽粒蛋白质含量。济麦22的籽粒产量以240 kg·hm^-2施氮处理最高,籽粒蛋白质含量在120 kg·hm^-2和240 kg·hm^-2施氮处理间无显著差异;济核916的籽粒产量和蛋白质含量均以120 kg·hm^-2施氮处理最高。由此可见,在花后遮光条件下适量施氮可提高小麦光合能力和促进碳氮代谢,最终增加籽粒产量和蛋白质含量。     

宁麦9号植株碳氮代谢特点及其与籽粒品质的关系

为给弱筋小麦优质栽培提供凭据,在大田条件下,以弱筋小麦宁麦9号为材料,测定小麦各生育期植株氮、可溶性糖含量以及籽粒产量和品质,研究种植密度及氮肥运筹对植株碳氮代谢变化和籽粒品质的影响.结果表明,植株体内含氮量在越冬始期最高,随生育进程的推移而逐渐下降,可溶性糖含量在越冬始期、孕穗～开花期含量较高,拔节期含量较低,C/N比值与糖含量变化趋势相似.拔节、孕穗、开花期植株糖含量及糖氮比与籽粒淀粉含量呈显著正相关.适当降低施氮量、减少后期施氮比例及提高种植密度,能显著提高生育中后期植株可溶性糖含量及C/N比值,降低生育后期植株含氮量,减少氮素的吸收积累,降低花后14～35 d硝酸还原酶(NR)活性,从而降低籽粒蛋白质含量,改善弱筋小麦品质.在本试验条件下,种植密度为240万/ha,施氮量240 kg/ha,氮肥运筹比例为7:1:2(基肥:壮蘖肥:倒二叶肥)时,各生育时期碳氮含量和碳氮比值均较适宜,易于实现弱筋小麦高产优质.     

花前不同时段夜间增温对冬小麦旗叶光合特性及产量的影响

全球变暖表现出夜间增温幅度大于白天的非对称性增温特点,小麦作为温凉型作物,产量和生理特性易受非对称性增温的影响。为探究花前夜间增温对冬小麦光合特性及产最形成的影响,以春性品种扬麦18和半冬性品种烟农19为试验材料,采用大田盆栽方式,利用被动式增温装置分别在分蘖期至拔节期(WT-J)、拔节期至孕穗期(WJ-B)、孕穗期至开花期(WB-A)三个时间段进行夜间增温处理,以不增温为对照(CK),分析经过三个花前不同时段夜间增温后小麦旗叶光合特性及产量特性的变化。结果表明,花前夜间增温使小麦旗叶灌浆期的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO₂浓度均有所增加,WT-J、WJ-B处理均提高了冬小麦旗叶面积、最大光化学效率和实际光化学效率,同时使旗叶气孔密度和气孔指数较CK分别增加了12.64%、8.45%和10.21%、7.56%。扬麦18、烟农19的可孕小穗数在WT-J处理下较CK分别提高了9.01%和5.25%。扬麦18开花期干物质积累量在WT-J和WJ-B处理下较CK分别提高了13.18%和10.23%,烟农19在WT-J和WJ-B处理下较CK分别提高了16.21%和1...     

不同阶段夜间增温对小麦生长特性及产量的影响

全球变暖表现出夜间增温幅度大于白天的非对称性增温特性,为明确不同阶段夜间增温对小麦生长发育特征及产量的影响,以扬麦18为试验材料,采用被动式增温装置分别对小麦分蘖期至拔节期(NW_(T-J))、拔节期至孕穗期(NW_(J-B))、孕穗期至开花期(NW_(B-A))三个不同阶段进行夜间增温处理,以不增温为对照(NN),研究不同阶段夜间增温对小麦生长发育特性、旗叶衰老特性及产量的影响。结果表明,不同阶段夜间增温均能提高小麦花后0～15 d旗叶面积和叶绿素含量;显著提高灌浆前期小麦旗叶的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,降低花后0～15 d小麦旗叶丙二醛(MDA)含量;显著增加成熟期小麦干物质的积累量,提高小麦产量,其中,NW_(J-B)处理下小麦产量增加幅度最大,较NN(对照)提高了8.75%。本试验条件下,拔节期至孕穗期夜间增温提高了花后0～15 d小麦旗叶面积、叶绿素含量和抗氧化酶活性,降低了灌浆前期小麦旗叶膜脂过氧化程度,最终增加了小麦的干物质积累量和产量。     

追氮时期和基追比例对强筋小麦产量和品质的调控效应

为给小麦高产优质栽培中氮肥合理运筹提供依据,以济麦20号为材料,在施氮量为240kg·hm-2下,研究追氮时期(起身、拔节、孕穗、开花)和基追比例(1∶1、3∶7和3∶17)对强筋冬小麦产量和品质的调控效应。结果表明,起身期和拔节期追氮处理间产量差异不显著,但二者显著高于孕穗期和开花期追氮处理。起身和拔节期增加追氮比例可提高产量,孕穗和开花期增加追氮比例则使产量降低。在起身和拔节期追氮时,籽粒蛋白质、醇溶蛋白和清、球蛋白含量随追氮比例增加均呈下降趋势;在孕穗和开花期追氮时,籽粒蛋白质、醇溶蛋白和清、球蛋白随追氮比例增加呈上升趋势。在各时期增加追氮比例均可提高谷蛋白、HMW-GS、LMW-GS含量和面团稳定时间。在一定的基追比条件下,拔节期追氮处理的谷蛋白、HMW-GS、LMW-GS含量和面团稳定时间均高于起身期追氮处理,追氮时期自拔节期后移至孕穗和开花期时谷蛋白、HMW-GS、LMW-GS含量和面团稳定时间均不同程度降低。本试验条件下,综合考虑产量和品质,强筋小麦济麦20号以基肥∶拔节肥比例为3∶17为最佳氮肥运筹方式。     

水氮互作对小麦籽粒蛋白质组分和品质的影响

为了给强筋小麦高产优质高效栽培提供理论依据,以高产强筋小麦品种济麦20为材料,研究了施氮量和灌溉量对小麦籽粒蛋白质组分和品质的影响.结果表明,施氮量由120 kg*ha-1(N1)增加至240 kg*ha-1(N2),籽粒蛋白质含量、清蛋白和球蛋白含量增加,(醇溶蛋白+麦谷蛋白含量)/(清蛋白+球蛋白含量)比值(谷醇/清球比值)降低,面团稳定时间缩短.同一施氮量条件下,由不灌水(W0)到灌2水(W1),籽粒蛋白质含量增加,谷醇/清球比值降低,面团稳定时间缩短;由灌2水(W1)到灌3水(W2)和5水(W3),籽粒蛋白质含量降低,蛋白质组分中清蛋白和球蛋白含量升高,醇溶蛋白和麦谷蛋白含量降低,谷醇/清球比值降低,面团稳定时间亦缩短.以上结果表明,在本试验条件下,增加施氮量和灌水量导致面团稳定时间缩短,原因是清蛋白和球蛋白占总蛋白含量的比例,即谷醇/清球比值降低.     

氮素营养水平对小麦开花后碳素同化、运转和产量的影响

在大田高产条件下 ,研究了氮素营养水平对二个小麦品种开花后碳素同化、运转和产量的影响。结果表明 ,提高氮素营养水平可以提高开花后旗叶叶绿素含量和光合速率 ,延长光合速率高值持续时间。适量增施氮肥能够促进开花后营养器官贮存的光合产物向籽粒中的运转 ,提高籽粒可溶性糖含量 ,促进淀粉积累 ,进而提高粒重 ,增加产量     

不同土壤质地条件下小麦旗叶全氮和籽粒蛋白质含量的变化

为了给小麦高产优质栽培提供依据,于2003～2005年在连续两年池栽条件下,以面筋含量高、中、低三种冬小麦品种藁麦8901、豫麦49和洛麦1号为供试材料,研究粘、壤、砂三种土壤质地对旗叶全氮含量和蛋白质积累的影响.试验结果表明,花后叶片含氮量逐渐下降,花后5～40 d,旗叶全氮含量表现为粘土＞壤土＞砂土.不同冬小麦品种籽粒蛋白质含量均呈现前高后低又升高的积累变化规律.其中,低筋品种洛麦1号和中筋品种豫麦49在壤土条件下蛋白质含量较高,高筋品种藁麦8901在粘土条件下籽粒蛋白质含量较高.高筋品种藁麦8901籽粒蛋白质积累速率高峰期早于其它两类品种.低筋品种洛麦1号在砂土、中筋品种豫麦49在粘土种植条件下籽粒蛋白质产量较低;藁麦8901以粘土种植条件下籽粒蛋白质产量较高.籽粒蛋白质含量与旗叶全氮含量均呈正相关关系.因此,土壤质地对小麦籽粒蛋白质积累影响较大,生产上应针对不同品质类型小麦品种制定不同的优化栽培措施.     

返青期断根对秸秆覆盖冬小麦产量及叶片光合特性的影响

为了解返青期断根对黄土高原旱地保护性耕作下小麦产量形成及水分利用的调控作用,在陕西长武县开展旱地秸秆覆盖条件下冬小麦返青期断根试验,分析了返青期断根对冬小麦籽粒产量、地上部生物量、收获指数、产量构成三要素、拔节期群体数量、生育期耗水量、水分利用效率、花后旗叶光合特性及衰老特性的影响。结果表明,返青期断根对冬小麦地上部生物量、穗数、粒重和生育期耗水量没有显著影响。与CK(不断根)相比,返青期断根后冬小麦拔节期总茎数减少了11.9%,开花期叶面积指数、花后旗叶叶绿素含量、光合速率和蒸腾速率提高,分蘖成穗率、穗粒数、籽粒产量、收获指数和水分利用效率分别增加了14.1%、10.5%、8.2%、10.4%、17.5%和20.4%。这说明返青期断根可促进秸秆覆盖条件下冬小麦分蘖成穗,增加花后旗叶光合作用,改善穗部结实特性,提高籽粒产量和水分高效利用。     

株行距对小麦旗叶氮素代谢及籽粒蛋白质含量和产量的影响

为了明确小麦高产栽培的合理空间布局模式,在大田高产栽培条件下研究了行距与株距配置对花后旗叶氮素代谢及籽粒蛋白质含量的影响.结果表明,小麦旗叶氮含量和硝酸还原酶(NR)活性随籽粒灌浆进程逐渐下降,而谷氨酰胺合成酶(GS)活性呈单峰变化.在整个灌浆期,随着行距与株距比例(行株比)增加,旗叶氮含量呈降低趋势,行株比为6的处理(RP2)旗叶氮含量在花后21 d以后优势明显,表明行株比例配置合理.不同时期旗叶NR活性均以RP2处理最高,其次是行株比为1.5的处理(RP1),行株比过大则NR活性降低.旗叶GS活性在花后0～7 d以行株比为6和10.5(RP3)的处理较高,自花后14 d以后不同处理间表现为RP2最高,其次为RP1和RP3,行株比为15的RP4处理最低.考察最终蛋白质含量及籽粒产量,不同行株比处理间差异为RP2>RP1>RP3>RP4,RP2处理的行株比适宜,蛋白质含量和产量均显著高于其他处理,空间布局最为均匀的RP1处理也具有较好的效果.     

Responses of glutamine synthetase activity and gene expression to nitrogen levels in winter wheat cultivars with different grain protein content

Glutamine synthetase (GS) plays a central role in plant nitrogen (N) metabolism, which improves crops grain protein content. A pot experiment in field condition was carried out to evaluate GS expression and activity, and grain protein content in high (Wanmai16) and low grain protein (Loumai24) wheat cultivars under two N levels (0.05 and 0.15 g N kg⁻¹ soil). High nitrogen (HN) resulted in significant increases in GS1 and GS2 expression at 10 days after anthesis (DAA), and higher GS activity during the entire grain filling stage. HN also significantly increased yield, grain protein content and protein fraction (except for glutenin of Luomai24) in two wheat cultivars, which indicated that it increased grain yield and protein content by improving nitrogen metabolism. Wanmai16 showed higher grain protein content, gliadin and glutenin content, and had higher expression level of GS2 both in flag leaves and grains at early grain filling stage. However, Luomai24 had greater yield and higher expression level of GS1. The difference expression of GS2 and GS1 genes indicates they had various contributions to the accumulation of protein and starch in wheat grains, respectively. The results suggest that GS2 would be serving as a potential breeding target for improving wheat quality.