开花期渍水对小麦产量及氮素分配的影响

为探究江汉平原小麦生育期间雨水过多对小麦造成的影响,于2020-2021年以耐渍品种襄麦55和主推品种郑麦9023为供试材料开展大田试验,分析了开花期连续渍水7 d小麦产量、干物质和氮素积累与转运的变化。结果表明,与无渍水的对照（CK）相比,渍水导致小麦旗叶SPAD值下降。渍水后郑麦9023旗叶比襄麦55衰老更早,旗叶功能期相对更短。开花期渍水致使成熟期营养器官干物质和氮素积累量下降,促进花前储存的干物质和氮素在花后向籽粒的转运,提高了花前储存的干物质和氮素对籽粒产量和氮素的贡献率,但依然使成熟期单茎籽粒干物质和氮素积累量分别下降10.87%~13.59%和19.32%~23.60%。襄麦55成熟期茎鞘的干物质和氮素积累量下降量较大,花前干物质和氮素转运效率高于郑麦9023。开花期渍水影响籽粒灌浆速率和灌浆时间。渍水导致襄麦55最快灌浆期由花后21~35 d缩短至花后28~35 d,但单粒重下降不显著;渍水后郑麦9023灌浆在花后35 d时基本停止,单粒重下降显著。开花期渍水显著降低小麦产量,使襄麦55和郑麦9023分别减产7.7%和15.6%,减产主因分别是穗粒数和千粒重的显著下降。总之,开花期渍水会导致小麦减产,但促进了花前储存的干物质和氮素向籽粒的转运,对襄麦55花前干物质和氮素转运的影响大于郑麦9023。     

拔节期和花后渍水对不同品种小麦产量及相关农艺性状的影响

为给小麦抗逆高产栽培提供参考,以22个小麦品种为材料,于2018—2019和2019—2020年度分别开展拔节期和花后渍水处理,以自然生长条件为对照,分析渍水对籽粒产量及其相关农艺性状的影响,筛选耐渍高产品种并明确其耐渍高产机制。结果表明,拔节期和花后渍水处理造成小麦籽粒产量分别下降29.6%~59.1%和7.9%~49.1%,均显著降低穗粒数、千粒重、花后干物质积累量和乳熟期LAI。根据两年度不同水分处理下平均籽粒产量和渍后产量的降幅,筛选出相对高产耐渍品种扬麦25及耐渍性较突出品种宁麦22和生选6号。相关性分析表明,不同水分处理下穗粒数、乳熟期LAI、旗叶RuBPCase活性以及花后和成熟期干物质积累量与籽粒产量均呈显著正相关。渍水处理下穗粒数降幅、千粒重降幅、花后干物质积累量降幅、乳熟期LAI降幅与产量降幅均呈显著正相关。花后光合面积大、光合速率高的品种,通过多生产光合物质以供应籽粒灌浆,促进产量形成;渍水导致的光合面积减少和物质生产能力降低是制约高产稳产的关键因素。因此,渍水胁迫下改善小麦生育中后期叶片光合生产能力,尤其是绿叶面积,有助于降低穗粒数和千粒重的渍后降幅;渍水条件下高叶片光合生产能力和穗产量可作为高效筛选高产耐渍品种的依据。     

生长调节物质对深播和渍水小麦幼苗生长和籽粒产量的影响

为探究可促进冬小麦弱苗转壮、实现稳产的化控途径,在深播和深播+渍水两种条件下研究了喷施生长素（IAA）、玉米素（ZT）、6-苄氨基嘌呤（6-BA）、赤霉素（GA）、2,4-表油菜素内酯（EBR）、亚精胺（SP）、碧护（BH）和去离子水（CW）对小麦幼苗生长、产量及其构成的影响。结果表明,深播和深播+渍水易形成弱苗,降低植株糖、氮积累量,抑制分蘖发生,造成光合面积和干物质积累量的下降,最终导致减产。深播和深播+渍水下喷施生长调节物质可分别提高籽粒产量1.23%~37.56%和4.69%~59.27%。深播下喷施ZT和EBR对幼苗质量和籽粒产量提升效果最佳,使籽粒产量可达适宜播深+自然生长（CK）水平。喷施ZT可提升碳、氮代谢水平,喷施EBR可维持高水平氮代谢,促进深播小麦的分蘖发生,增加光合面积和光合产物积累量。喷施ZT可提高深播小麦的单株穗数、穗粒数和千粒重,喷施EBR可提升单株穗数和千粒重。深播+渍水条件下喷施EBR虽然可增加分蘖数,促进碳氮物质积累,提高单株穗数和千粒重,但产量难以恢复到CK水平。综上所述,ZT或EBR可推荐用于深播小麦改善苗质、提升产量;喷施EBR可改善深播且苗期渍水小麦幼苗生长质量,促进产量形成。     

光合菌剂对弱光照生态区小麦光合特性和产量的影响

为了探究光合菌剂在不同施用方式下对弱光照生态区小麦生长的影响,以四川主栽小麦品种川麦104为材料,采用大田试验,研究了两种光合菌剂（类球红细菌和沼泽红假单胞菌）灌根和喷施、磷酸二氢钾喷施和等量清水喷施处理（对照）对小麦叶片气体交换参数、干物质量和产量性状的影响。结果表明,两种光合菌剂喷施均显著提高小麦旗叶大小和气体交换参数,而灌根处理显著提高小麦植株干物质量。叶面喷施沼泽红假单胞菌,小麦旗叶长、宽和面积最大,较磷酸二氢钾处理分别提高6.9%、2.7%和9.8%;孕穗期和开花期旗叶的各气体交换参数最高,且孕穗期旗叶气孔导度较磷酸二氢钾处理增加14.4%,差异显著;小麦产量也最高,较对照处理增加12.7%,差异显著,与喷施磷酸二氢钾的小麦产量和产量构成间没有显著差异。相关性分析表明,穗数与干物质量呈显著正相关,穗粒数与旗叶的大小和气体交换参数呈显著或极显著正相关,产量与旗叶宽、面积和净光合速率呈显著正相关。以上结果表明,叶面喷施或灌根光合菌剂能有效促进小麦生长,改善叶片光合特性,从而提高小麦产量。     

孕穗期渍水对不同小麦品种根系生长和籽粒产量的影响

为给长江中下游地区小麦高产耐渍品种选用提供参考,以小麦品种扬麦25、扬麦24、宁麦13和宁麦9号为材料,分析了孕穗期连续10 d渍水处理对小麦叶面积和光合速率、地上部干物质积累、籽粒产量及其结构和不同土层（0~100 cm）根系干重的影响。结果表明,与对照（正常水分）相比,渍水处理显著降低小麦籽粒产量,降幅12%~31%,穗粒数和千粒重的减少是减产的主要原因。相比其他品种,渍水后扬麦25产量降幅小,产量构成较协调,受渍水影响轻。渍水处理显著减少小麦开花期和成熟期不同土层根系干重,其中对下层根系的影响大于上层根系;渍水也显著降低乳熟期倒三叶面积、倒二叶和倒三叶净光合速率,明显抑制成熟期地上部各器官和花后光合物质积累。在对照条件下,扬麦25的根系干重在开花期与其他品种相近,成熟期的0~20和80~100 cm土层根系干重则较高;在渍水条件下,扬麦25能在花后维持较高的上层根系生物量,成熟期的0~60 cm土层根干重占总根干重比例较高。不同水分处理下,扬麦25均具有面积大的旗叶且高的净光合速率,花后维持较久的上三叶绿色面积和积累更多的光合产物。因此,小麦花后根系生物量保持稳定（尤其是表层根系）,绿叶面积较大且衰减慢（尤其是旗叶）,有助于增强小麦花后光合物质积累能力,促进籽粒灌浆和单穗高产稳产,这可作为高产耐渍品种的筛选依据。     

花后持续弱光对冬小麦光合特性及产量的影响

为给弱光条件下小麦持续高产及耐荫性筛选提供一定的理论依据,在大田条件下,以济麦22和济核916为试验材料,于花后设置3个不同的遮光处理(不遮光、遮光30%和遮光60%),分析花后持续弱光对小麦光合特性和产量的影响。结果表明,济麦22和济核916旗叶叶绿素a、b含量在花后0~25d保持较高水平,之后迅速降低。遮光后两品种旗叶的净光合速率下降,济麦22的干物质积累量和花前贮存干物质在花后向籽粒的转运量及两品种的经济系数显著降低。花后遮光改变了小麦籽粒灌浆进程,显著降低了两品种的平均灌浆速率和最大灌浆速率,延长了济麦22的渐增期和快增期持续时间,减少了缓增期的持续天数,遮光60%处理显著降低了济核916渐增期持续时间,推迟了其灌浆高峰的来临时间。遮光30%和60%条件下济麦22分别减产27.7%和35.4%,济核916分别减产29.49%和64.39%。遮光后冬小麦的穗粒数和千粒重随遮光强度的增加而降低。说明花后弱光会降低小麦光合能力,不利于植株干物质积累和籽粒灌浆,最终导致减产。     

拔节期渍水后施用尿素对小麦产量和光合物质生产的影响

为给小麦渍害发生后降损措施的制定提供参考,以扬麦23为供试材料,在拔节期进行连续10 d渍水,研究渍水结束当天叶面喷施尿素(WAP1)、渍水结束当天和7 d后叶面喷施尿素(WAP2)、土壤落干后撒施低量和高量尿素(WAS1和WAS2)对小麦植株光合特性、干物质积累和产量及其构成因素的影响。结果表明,渍水后小麦籽粒产量和氮肥偏生产力均下降11%。渍水后施用尿素可恢复籽粒产量6%～24%,增加氮肥偏生产力3%～17%。产量恢复效果不因尿素施用方式而变化,WAP2和WAS2处理优于WAP1和WAS1处理。渍水后施用尿素增加了小穗结实率、每小穗粒数和穗粒数,提高了叶绿素含量,保持了植株花后高光合面积和净光合速率,促进了光合物质的生产。相比WAP1和WAS1处理,WAP2和WAS2处理可较好地延缓旗叶、倒二叶和倒三叶绿色面积比例衰减并恢复其SPAD值,其中叶面喷施尿素可维持更久的光合面积,而撒施尿素可保持较高的叶绿素含量。综合来看,小麦拔节期前后渍水时可及时施用尿素,且具有显著的补救效果。     

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。     

外源糖和氮对春小麦花后物质生产的影响

为了解花后养分供应对春小麦产量形成的调控效应,以春小麦品种龙麦33为试验材料,分析了叶面喷施糖、氮物质(5%蔗糖和2%尿素)后小麦花后干物质积累、齐穗后群体生长率(CGR)、旗叶SPAD值、净光合速率、可溶性糖含量和全氮含量的变化。结果表明,与对照相比,叶面喷施糖、氮后小麦穗粒数和千粒重均增加,并分别增产 6.86%和15.82%。 外源糖、氮使小麦花后光合物质积累量及其对籽粒产量的贡献率提高,其中外源糖的效果更明显;外源糖、氮对CGR有显著的促进作用;外源氮显著提高收获指数（增幅11.76%）,而外源糖使收获指数略有下降（降幅0.085%）;外源糖、氮分别降低和增加旗叶SPAD值,但均提高旗叶净光合速率和全氮含量,降低旗叶可溶性糖含量和糖氮比值(C/N)。可见外源糖、氮对春小麦花后碳、氮代谢和物质生产有一定的调节作用,可促进小麦高产。     

放线菌剂使用方法对晚播冬小麦生长及光合性状的影响

为探究放线菌剂使用方法对晚播冬小麦生长及光合性状的影响，以长6990为供试小麦品种、娄彻氏链霉菌（D74）为供试菌剂，在大田设置T1（种子包衣+拔节期、灌浆期喷施D74菌剂）、T2（种子包衣+拔节期喷施D74菌剂，灌浆期喷施清水）、T3（种子包衣+拔节期、灌浆期喷施清水）、T4（种子不包衣+拔节期、灌浆期喷施D74菌剂）和CK（种子不包衣+拔节期、灌浆期喷施清水）5个处理（包衣中含有菌剂D74），比较分析了不同处理间小麦产量及其构成要素、表型性状、光合特性及干物质积累的差异。结果表明，放线菌剂处理下晚播小麦的产量较CK均不同程度提高，增产幅度为7.35%~25.00%，且不同处理的产量表现为T4>T1>T2>T3>CK，其中T1、T4处理与CK差异显著(P＜0.05)；不同处理间株高无显著差异(P>0.05)， T1和T4处理的穗长、穗粒数和千粒重显著高于CK，T2处理穗粒数和千粒重也较高。在光合性状中，放线菌剂处理主要影响晚播小麦灌浆后期的光合效率。花后28~35 d，T1、T4处理的旗叶净光合速率，T1~T4处理的旗叶叶绿素相对含量（SPAD）和氮含量，T1、T2和T4处理的叶面积指数均显著高于CK。放线菌剂使用后晚播小麦的花前干物质转运量及其对籽粒产量贡献率有所降低，但不同处理间差异不显著。T1、T2和T4处理的花后干物质的积累量较CK增加了37.93%、29.42%和50.92%；花后干物质积累对籽粒产量贡献率也有所提高，但不同处理间差异不显著。综合来看，放线菌剂能够有效增加晚播小麦的光合持续能力，延缓叶片衰老，促进花后干物质积累、穗部发育和籽粒灌浆，增加穗粒数和千粒重，进而提高产量，其中放线菌剂种子包衣效果不明显，叶面喷施放线菌剂效果较突出，拔节期和灌浆期叶面喷施放线菌剂的效果最佳。     

渍前和渍后喷施外源调节物质对花期渍水小麦生长和产量减损效应的差异

为明确渍前和渍后施用外源物对长江中下游地区渍水小麦生长和产量减损效应的差异,以当地主栽品种扬辐麦4号为供试材料,对渍前和渍后喷施外源调节物质(DDTC、GA、肥料元素和复配外源物)后花期渍水胁迫下小麦光合与叶绿素荧光特性、干物质积累与转运及籽粒产量进行了比较分析。结果表明,花期渍水胁迫后小麦光合性能减弱,光能利用和电子传递受阻,花后光合同化物积累减少,籽粒灌浆速率降低,粒重和产量下降。渍前和渍后喷施外源调节物质均可提高花期渍水小麦的叶片光合性能,增强叶片光能利用和电子传递能力,促进籽粒中花后光合同化物积累,提升籽粒灌浆速率以及粒重,从而增加籽粒产量。与渍后喷施相比,渍前喷施外源物能够有效提高花期渍水小麦的叶片光合速率、光化学效率和叶绿素含量以及降低热耗散;渍前喷施外源物能够有效促进花期渍水小麦的花后光合同化物积累,降低花前营养器官贮藏物转运;渍前喷施外源物能够有效提升花期渍水小麦的籽粒灌浆速率,促进粒重和籽粒产量增加。综上所述,与渍后喷施相比,渍前喷施外源调节物质能够有效提升花期渍水小麦光合性能,促进干物质积累与转运以及降低籽粒产量损失,从而减少渍水胁迫对小麦生长和产量的不利影响,其中...     

Chlorophyll Fluorescence and Yield Responses of Winter Wheat to Waterlogging at Different Growth Stages

Abstract

The agronomic and physiological effects of waterlogging in winter wheat were examined at four growth stages in the 2011/2012 and 2012/2013 seasons. In both seasons, the greatest yield penalties occurred by waterlogging at the tillering stage (10%–15% decrease), followed by the jointing stage; however, waterlogging at the grain filling stage had less effect on the yield. The lower grain yield caused by waterlogging at the tillering stage was primarily reflected in reductions in spike and grain numbers per m². Waterlogging at the jointing and booting stages reduced grain weight through reduced dry matter translocation. In addition, waterlogging at the tillering stage significantly reduced chlorophyll content and thus photosynthetic capacity, resulting in a lower F_v /F_m ratio, apparent electron transport rate (ETR), effective quantum yield of photosystem II (ΦPSII) and photochemical quenching (qP). However, waterlogging at the grain filling stage improved the leaf photosynthetic capacity and grain yield. We found that the tillering stage was most the susceptible to waterlogging in wheat; therefore, the maintenance of photosynthetic performance after anthesis could be a reasonable strategy for increasing grain yield.     

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。     

不同生育时期叶面喷施奇善宝对冬小麦产量及品质的效应

为了解海洋寡糖复合制剂奇善宝在小麦上的应用效果,2011-2013年以小麦品种中麦349为材料,研究了返青、拔节和孕穗期叶面喷施奇善宝对冬小麦产量及品质的影响。结果表明,叶面喷施奇善宝使冬小麦增产2.9%~11.3%,效果明显,增产的主因是显著增加了穗粒数和千粒重。喷施奇善宝对冬小麦部分品质性状影响显著,其中使籽粒容重、硬度、蛋白质含量和面粉湿面筋含量分别较对照提高0.1%~0.8%、1.0%~5.3%、0.3%~3.3%和0.4%~5.1%,使面团稳定时间和延展性分别下降3.5%~5.8%和2.3%~5.2%。增产效果以返青期和拔节期喷施最佳,返青期喷施对改善品质效果最佳。     

限水减氮对高产麦田群体动态和产量形成的影响

为解决河北省水资源匮乏和麦田施氮量偏多问题,于2013~(-2)014和2014~(-2)015年度,在河北省石家庄市藁城区分别设置限水灌溉的单因素试验和限水减氮的二因素裂区试验,研究了限水减氮对河北省高产麦田群体动态和产量的影响。结果表明,在2013~(-2)014年度,限水灌溉处理(拔节期45mm、开花期30mm、灌浆期30mm,春季总灌水量105mm)与节水灌溉对照(拔节期60mm、开花期60mm,春季总灌水量120mm)间小麦叶面积指数、光能截获率、生物产量、穗数和穗粒数差异均不显著;限水灌溉的千粒重显著增加,籽粒产量为10 081.08kg·hm~(-2),水分利用效率为27.98kg·hm~(-2)·mm-1。在2014~(-2)015年度,限水灌溉处理中W3处理(拔节期37.5mm、开花期15mm、灌浆期15mm,春季总灌水量67.5mm)的叶面积指数、光能截获率与节水灌溉对照(拔节期67.5mm、开花期67.5mm,春季总灌水量135mm)无显著差异,穗数和穗粒数有所降低,但千粒重显著增加,籽粒产量8 903.70kg·hm~(-2),比节水灌溉对照减产7.95%,生物产量降低7.15%,但水分利用效率和灌水利用效率分别提高9.28%和84.10%,且未显著增加0~140cm和0~200cm土层贮水的消耗,是本试验条件下保证高产高效的最佳限水灌溉模式。120、180和240kg·hm~(-2)的3个施氮水平间各指标差异均不显著。综合节水高产和减氮增效的现状,以小麦拔节期灌水37.5mm、开花期15mm、灌浆期15mm的灌溉模式结合生育期施N 120kg·hm~(-2)为本试验条件下的最优限水减氮组合。