施氮量对冬小麦灌浆期光合产物积累、转运及分配的影响

采用花前¹⁴C-同位素标记旗叶的方法, 研究了盆栽条件下不同施氮量对两种穗型冬小麦品种光合产物转运及¹⁴C同化物积累、分配的影响。结果表明, 冬小麦成熟期¹⁴C-同化物主要分配在茎鞘中, 其分配率为44.31%~60.96%; 其次在籽粒中, 分配率为31.81%~40.67%; 其中大穗型品种兰考矮早八茎鞘、叶片中的分配率高于多穗型品种豫麦49-198, 表明成熟时大穗型品种有更多的同化物滞留在茎鞘和叶片中。施氮量对¹⁴C-同化物分配率有影响, 在施氮量36 g m^-2处理的茎鞘中分配率下降, 而籽粒中的分配率增加, 表明增施氮肥促进花前同化物向籽粒中分配。随着籽粒灌浆进程, 光合产物在营养器官中的分配率逐渐下降, 在籽粒中的分配率逐渐增加, 表明营养器官的同化物逐渐向籽粒转运。小麦籽粒的同化物有34.94%来自花前贮藏物质的转运, 65.06%来自开花后同化量, 但不同品种、不同氮素水平处理之间有较大差异。施氮量36 g m^-2处理的花前转运量、转运率、花前贮藏物质对籽粒贡献率均下降, 但花后同化量、对籽粒贡献率以及单穗粒重均增加; 其中兰考矮早八和豫麦49-198的花后贡献率分别为77.84%和56.29%, 表明兰考矮早八花后同化量对籽粒的贡献大于豫麦49-198。两品种籽粒产量均表现为施氮量36 g m^-2处理高于18 g m^-2处理, 并且大穗型品种的增产幅度大于多穗型品种, 表明增施氮肥对不同冬小麦品种的增产效应存在差异。     

种植密度对两种穗型冬小麦品种干物质和氮素积累、运转及产量的影响

在大田试验条件下,研究了不同种植密度对两种穗型冬小麦品种干物质和氮素积累、运转及其籽粒产量的影响.结果表明,两种穗型冬小麦品种花前植株干物质及贮藏氮素运转量均以适宜的低密度处理表现较高,其中干物质运转量以茎鞘最高,氮素运转量以叶片最高;花后植株干物质及贮藏氮素运转量两品种间表现不一致,大穗型品种兰考矮早八花后干物质及贮藏氮素运转量以最低密度的C1(300万株/hm2)处理最高,多穗型品种豫麦49-198则以较高密度的B3(225万株/hm2)处理最高;干物质对籽粒贡献率花前两品种均以较低密度处理表现较高,花后则以较高密度处理表现较高;贮藏氮素对籽粒氮素贡献率兰考矮早八花前以中间密度处理表现较高,豫麦49-198则仍以较低密度处理较高.成熟期兰考矮早八籽粒产量、淀粉产量及蛋白质产量均以C2(375万株/hm2)密度处理最高,豫麦49-198则以B2(150万株/hm2)处理最高.     

不同品种小麦光合和产量性状的比较研究

为选用豫北地区适宜推广的高产小麦品种,以高产潜力品种‘豫麦49-198’,‘兰考矮早8’,‘周麦22’、‘豫农202’、‘偃展4110’为试验材料,在大田种植条件下,进行不同品种小麦光合和产量性状的比较研究。结果表明：‘豫麦49-198’叶片叶绿素含量较高,光合产物积累量较低,穗粒数和千粒重均为最低;‘兰考矮早8’在叶片叶绿素含量和干物质积累上均占有优势,但产量因素中穗数较低;‘周麦22’不仅光合能力和籽粒灌浆能力较高,产量因素也达到较大程度的协调;‘豫农202’在穗数上占有优势,但是光合能力较低,千粒重低;‘偃展4110’的产量因素也较为协调,但叶绿素含量和干物质积累能力低。综上,‘周麦22’产量结构较为协调,在提高小麦的产量方面具有较大的潜力,是高产超高产适宜推广的种植品种。     

施氮量及施氮方式对‘临草2号’干物质积累及鲜干草产量的影响

研究大田条件下施氮量和施氮方式对‘临草2号’干物质积累及鲜干草产量的影响。结果表明,施氮使‘临草2号’干物质积累量和鲜干草产量明显增加,且随施氮量增加干物质积累量和鲜干草产量呈增加趋势,施氮量在300 kg/hm2时,鲜干草产量最高,氮肥利用效率最高,再增施氮肥干物质积累量和鲜干草产量变化不明显;施氮量相同时,氮肥采用70%基施+30%追施比一次基施更有利于‘临草2号’干物质积累,提高鲜干草产量。因此,在施纯氮300 kg/hm2基础上,氮肥采取70%基施+30%追施,可实现‘临草2号’高产高效栽培。     

高产麦田氮素利用、氮平衡及适宜施氮量

选用大穗型小麦品种兰考矮早八, 研究了施氮水平对小麦籽粒产量、蛋白质含量、氮素利用及氮平衡的影响。结果表明, 适量增施氮肥有利于提高籽粒产量, 且以180 kg hm^-2 (N3)、360 kg hm^-2 (N4)处理的产量最高, 且在N4条件下, 继续增施氮肥仍能显著提高籽粒蛋白质含量。随施氮量的增加, 植株地上部氮积累量提高。氮平衡分析结果表明, 未被当季作物利用的氮主要以氮表观损失和残留无机氮的形式损失, 且随施氮水平的增加, 氮表观损失量和土壤残留量均随之增多。通过环境经济学的Coase原理和边际收益分析, 综合考虑蛋白质含量、籽粒产量、经济和生态效益, 确定202~239 kg hm^-2为兰考矮早八兼顾多目标适宜的氮肥用量, 其相应的产量水平为8 628~8 680 kg hm^-2, 蛋白质含量为14.6%~14.8%。     

施氮方式对强筋小麦产量和品质性状的影响

为完善强筋小麦栽培技术体系提供理论参考。以强筋小麦‘洲元9369’为试验材料,系统研究了施氮量、基追比例、追氮时期对强筋小麦产量和品质性状的影响。结果表明:强筋小麦籽粒产量和粗蛋白含量在一定范围内均随施氮量的增加而增加,产量与施氮量呈二次曲线关系,本试验中300 kg/hm2为最适宜施氮量;产量随追肥比例的减少先增后减,籽粒粗蛋白含量随追肥比例的减少而减少,试验中以3:7为最适宜基追比例;不同追氮时期对强筋小麦籽粒产量和品质性状影响不一,本试验中拔节期进行氮肥的追施为最适宜追氮时期。试验形成了施氮量300 kg/hm2、氮肥基施30%:拔节期追施70%的氮肥运筹方案。     

产量的影响

 为给弱筋小麦优质高产氮肥的精量确定提供科学依据,以弱筋小麦宁麦9号为材料,研究了氮肥不同基追比对其群体结构和产量的影响。结果表明：小麦籽粒产量、茎蘖成穗率、最大叶面积指数、成熟期生物产量和花后干物质积累量与拔节期追氮比例均呈极显著二次曲线关系;成穗数、茎蘖成穗率、最大叶面积指数、成熟期生物产量和花后干物质积累量与产量呈显著或极显著正相关关系。弱筋小麦实现6100kg/hm2以上产量水平的氮肥运筹技术,即在总施氮量为225kg/hm2条件下,采用追肥在拔节期一次施用,以氮肥基追比6：4和5：5为弱筋小麦宁麦9号最佳氮肥运筹方案,该群体各项质量指标均较为合理,形成了高效群体,成穗数为477~486万/hm2,茎蘖成穗率为48.6%~48.9%,最适宜叶面积指数为6.92~7.08,成熟期生物产量和花后干物质积累量分别为14460~15330kg/hm2和4455~4515kg/hm2。     

氮素营养水平对2种穗型冬小麦品种籽粒灌浆及淀粉特性的影响

在大田高产栽培条件下,研究了不同施氮水平对大穗型品种兰考矮早八和多穗型品种豫麦49-198籽粒灌浆及淀粉特性的影响。结果表明:2种穗型冬小麦品种灌浆期间籽粒干物质积累及灌浆速率均随灌浆进程推进呈增加的趋势。氮素营养水平对2种穗型冬小麦品种的籽粒灌浆及淀粉特性影响效应不同,大穗型品种兰考矮早八以N3处理(270 kg/hm2)的干物质积累量及灌浆速率最大,而多穗型品种豫麦49-198则随施氮量的增加而有下降的趋势,但各处理间差异不显著。随施氮量的增加,大穗型品种兰考矮早八淀粉粘度参数均呈增加的趋势,且以N3处理的值最大,并且各处理之间的差异均达显著水平;多穗型品种豫麦49-198的糊化参数也随施氮量的增加呈增加的趋势,峰值粘度和低谷粘度均以N2处理(180 kg/hm2)的值较高,但各处理间差异不明显。     

氮肥运筹对强筋小麦济南17群体结构和产量的影响

根据小麦精确施肥试验结果确定总施氮量，以强筋小麦济南17为材料，研究氮肥不同基追比和不同追氮时期对其群体结构和产量的影响。结果表明：基肥比例高的处理。群体大，花后绿叶面积下降较快。每穗粒数和千粒重相对较低；拔节期追氟比例高、追氮期延迟的处理．群体相对较小，但花后绿叶面积下降较慢，每穗社数和千粒重较高。提高茎蘖成穗率和花后干物质积累量，并保持花后适宜的绿叶面积下降速率是实现小平等高产的关键。采用追肥在拔节期一次施用、基追比为5：5或4：6的氮肥运筹方式。强筋小麦济南17可实现7200kg/hm^2以上产量水平。     

氮肥运筹对强筋小麦旗叶生理性状及产量的影响

以优质强筋小麦品种‘郑麦9023’为材料,进行了等氮量不同追氮时期对其旗叶生理性状与产量调控作用的研究。结果表明,等氮量不同追氮时期对旗叶叶绿素和全氮含量及产量均存在明显影响。小麦旗叶叶绿素和全氮含量以及穗粒数、千粒重和产量均以孕穗期追施氮肥（60%）最好,而穗数以拔节期追施氮肥最多,并且,孕穗期追肥与较拔节期追肥、返青期追肥和氮肥全部底施相比,小麦产量分别提高了1.8%、6.2%和9.9%,由此表明,小麦生长发育初期少施氮肥,中后期重追施氮肥,不仅能够为小麦生长快速期提供充足的氮肥供应,提高旗叶叶绿素和全氮含量以及氮素转运率,防止叶片早衰,而且对于增加小麦穗粒数,促进大穗形成、提高千粒重和产量均具有积极的作用。     

花后干旱和渍水对冬小麦光合特性和物质运转的影响

在温室盆栽条件下，以黑小麦76、皖麦38、扬麦10号、扬麦9号4个蛋白质含量不同的冬小麦(Triticum aestivum L.) 基因型为材料，研究了花后土壤干旱（Soil relative water content, SRWC=45%～50%）、渍水和适宜水分条件（SRWC=75%～80%）下，小麦旗叶净光合速率和叶绿素含量的动态变化，营养器官花前贮藏同化物再运转，花后同     

氮肥运筹对小麦群体变化、穗粒数分布及产量的影响

为小麦持续增产提供重要技术途径,对氮肥不同施用量和不同底追比例进行研究,选用‘周麦18’作为试验材料,研究了氮肥运筹技术对小麦群体动态变化、穗粒数分布及产量的影响。结果表明：“前轻中重后补充”的氮肥运筹技术降低了小麦生育期的最高群体,小麦分蘖成穗率较传统施肥处理提高了3.1个百分点,同时增加了穗粒重、提高了千粒重,单穗重显著提高了0.2 g;在每公顷施纯氮240 kg和180 kg条件下,运用“前轻中重后补充”氮肥运筹技术较传统施肥处理（全底）增产694.5 kg/hm2、486.0 kg/hm2,增幅分别为10.1%和7.2%。结果说明“前轻中重后补充”的氮肥应用策略是一项高产高效的氮肥运筹技术。     

不同小麦品种千粒重对灌浆期弱光的适应性分析

选用粒重对籽粒灌浆期弱光适应能力不同的4个典型小麦品种(系),分析研究了籽粒灌浆期弱光和人为阶段性遮荫对各品种(系)千粒重、阶段灌浆速率、旗叶光合速率、花后14C同化物分配及开花前积累的干物质再分配状况的影响.结果表明,灌浆期弱光不敏感品种(系)的突出特点是,解除遮荫后的籽粒平均灌浆速率具有较强的补偿性增长效应.     

小麦叶片氮素状况与冠层反射光谱指数的关系

利用不同小麦品种在不同施氮水平下的3年田间试验数据,研究了小麦叶片氮积累量与冠层反射光谱间的定量关系。结果显示,不同试验中拔节后叶片氮积累量均随施氮水平呈上升趋势,同时冠层光谱反射率在不同施氮水平下存在明显差异。对于低、中、高蛋白质含量的品种类型,近红外区域若干相邻波段和可见光波段组成的比值植被指数与单位土地面积上叶片氮素积累量的相关关系均表现较好,因此可用760、810、870、950和1 100 nm反射率的平均值与660 nm组成的比值植被指数对不同蛋白质类型小麦品种的叶片氮素积累量进行定量监测,但回归方程的斜率在不同类型品种之间存在显著差异。本研究确立的小麦叶片氮积累量与冠层反射光谱的定量关系可用于不同的小麦品种、生育时期和施氮水平,为小麦氮素营养的监测诊断与精确施肥等提供理论依据和技术途径。     

K型杂交小麦901及其亲本源叶灌浆期的生理特性

对杂交小麦901及其亲本和常规小麦陕229花后旗叶净光合速率、叶面积、叶绿素含量、旗叶碳水化合物含量等生理指标进行了动态分析测定. 结果表明, 901灌浆初期光合速率较低, 但中后期光合速率高于对照, 表现出优势. 而且叶面积大, 叶绿素含量下降缓慢, 叶片功能期长. 因此在灌浆中后期901源叶能为植株生命活动和籽粒灌浆提供充     

小麦小穗不同粒位粒重形成的生理特性差异

为探明小麦小穗上不同粒位籽粒粒重形成的生理机制,明确限制小穗上位弱势粒充实的主要原因,本试验选用大穗型小麦品种泰农18(TN18)和多穗型小麦品种山农20(SN20)为材料,调查检测了灌浆过程中小穗上不同粒位籽粒内源激素、可溶性糖、全氮含量的动态变化以及籽粒与籽粒柄连接处横面的组织结构与不同粒位籽粒粒重的关系。花后籽粒灌浆过程中灌浆速率与籽粒内GA和IAA含量呈极显著或显著相关,小穗基部籽粒中较高的GA和IAA含量可使蔗糖向淀粉转化开始早,籽粒分化快,灌浆速率高,是小穗基部籽粒粒重高的生理机制;扫描电镜图显示小麦籽粒灌浆初期小穗基部籽粒柄维管束横面面积明显大于上位籽粒,微观空隙小且排列较整齐,有利于同化物和生理活性物质的运输,是小穗基部籽粒粒重增长快、灌浆速率高的解剖学基础。     

Accumulation of Biomass and Nitrogen During Plant Growth in Highly Diverging Genotypes of Winter Wheat

Data are presented on the accumulation of nitrogen and total biomass into wheat plants at different stages in their ontogeny. Five genotypes of highly diverging origin and with widely deviating grain protein contents were cultivated at different nitrogen regimes (ranging between 0 and 150 kg N ha^-1). Growth curves as polynomials were calculated from representative subsamples of plant material collected from each plot at weekly intervals, commencing early in the vegetative stage and ending at complete maturity. Dry weights and nitrogen contents were determined for above-ground plant parts and for grains, when present, and were expressed per nr ground area. During the first 2 years total green areas were estimated as well and leaf area indices (LAIs) calculated and fitted to polynomials. The results from these trials revealed that the two American high-protein genotypes Goertzen 5559 and Frontiersman produced distinctly less biomass (mainly carbohydrates) than the Swedish genotypes Folke, Solid, and Lantvete during the later phases of growth. The lower biomass production of the American types after anthesis appeared to be more due to a decreased photosynthetic activity and less to a decrease in green area. It was also found that the American genotypes had a higher efficiency in remobilizing previously produced and stored assimilates than the modern Swedish cultivars Folke and Solid, which were more dependent on current photosynthesis. With respect to uptake of nitrogen into biomass there was very little variation between the genotypes at the early stages of plant life, but later on clear differences developed between the American and Swedish genotypes. Thus the former accumulated considerably less nitrogen than the latter, but since the differences between the two groups were still more pronounced regarding accumulation of biomass the American types exhibited higher concentrations of nitrogen in total biomass towards the end of the growing season. This higher concentration of N seems to indicate an increased relative ability for the American types to take up nitrogen from the soil during the grain filling phase but it is uncertain whether a causal relationship actually exists with the ability to accumulate protein in the grains. Estimates of the efficiency to redistribute nitrogen to the grain did not show any significant differences between the five genotypes and the most probable explanation for the high grain protein values of the American genotypes therefore seems to be their relatively low production of carbohydrates (and biomass). In a subsequent paper results horn a comprehensive field trial concerning grain and straw yields, structural yield components, soil analyses, etc. will be presented which further corroborate these conclusions.     

小麦叶片氮含量与冠层反射光谱指数的定量关系

本文以3种蛋白质类型的小麦品种在不同施氮水平下的3年田间试验为基础，研究了小麦叶片氮含量与冠层反射光谱的定量关系。结果显示，不同试验中拔节后叶片氮含量均随施氮水平呈上升趋势，同时冠层光谱反射率在不同施氮水平下存在明显差异。对于低、中、高籽粒蛋白质含量的品种，叶片氮含量与冠层反射光谱的归一化植被指数NDVI (1 220, 710)和红边位置均有密切的定量关系，决定系数在0.80左右。对于不同品质类型小麦品种，均可利用统一的回归方程描述其叶片氮含量随反射光谱参数的变化，对于低蛋白类型品种，采用单独的回归系数即可提高叶片氮含量估测的准确性。本研究确立的小麦叶片氮含量与冠层反射光谱的定量关系可用于不同的小麦品种、生育时期和施氮水平，为小麦氮素营养的监测诊断与精确施肥等提供理论依据和技术途径。     

Physiological basis of yield gains in wheat associated with the LR19 translocation from Agropyron elongatum

The physiological and genetic basis of yield improvement in wheat isonly partially understood. Nonetheless, a significant increase in yield andbiomass has been observed in several backgrounds when alien chromatinassociated with Lr19 was introgressed from Agropyronelongatum. Theoretically, higher yield and biomass may be achievedthrough (i) greater interception of incident radiation, (ii) increasedradiation use efficiency, (iii) a more optimal source-sink balance permittinghigher sink demand and/or a higher partitioning of assimilates to yield. Theobjectives of the current study were to evaluate the performance of nearisogenic lines differing in Lr19 to observe the physiological basis ofsuperior performance. Lr19 was associated with increases in yield(average 13%), final biomass (10%) and grain number (15%) in allbackgrounds studied. Differences were not associated with improved lightinterception based on measurements of biomass shortly after canopyclosure, nor with improved radiation use efficiency (RUE) prior to grainfilling based on biomass accumulation rate and direct measurement offlag-leaf photosynthetic rate prior to anthesis. Lr19 was associatedwith an increased partitioning of biomass to spike growth at anthesis(13%), a higher grain number per spike, and higher RUE and flag-leafphotosynthetic rate during grain filling. The mechanism causing increasedpartitioning of assimilates to spikes relative to the rest of the plant in Lr19 isolines was apparently not related to phenology or assimilationcapacity.