肥力对冬小麦顺序和非顺序衰老茎同化物积累和转运的影响

【目的】研究在适肥和高肥水平下,顺序和非顺序衰老茎顶三叶和地上器官同化物积累及转运特性,为阐明小麦叶片非顺序衰老的生理生化机制提供理论指导。【方法】以生育后期(05-16)非顺序衰老发生率较高的小麦品种温麦19、豫麦19和兰考矮早8为材料,设高肥(尿素225kg/hm2,磷酸二氢铵337kg/hm2,春季追施尿素112kg/hm2)和适肥(尿素150kg/hm2,磷酸二氢铵225kg/hm2,春季追施尿素75kg/hm2)2个肥力水平,在小麦扬花期(04-22)、叶色倒置现象发生时期(05-16)和成熟期,分别采集参试小麦品种正置茎和倒置茎,测定2个肥力水平下顶三叶的绿叶面积及其叶片、叶鞘、地上营养器官、穗和籽粒的干质量,比较正置茎和倒置茎顶三叶各指标的差异。【结果】在适肥和高肥条件下,参试小麦品种正置茎绿叶面积均表现为旗叶倒二叶倒三叶,而倒置茎绿叶面积表现为倒二叶旗叶倒三叶。正置茎旗叶干物质积累量与倒二叶接近,均大于倒三叶;倒置茎倒二叶干物质积累量显著大于旗叶和倒三叶。正置茎和倒置茎顶三叶叶鞘干物质积累量均表现为旗叶叶鞘倒二叶叶鞘倒三叶叶鞘。正置茎地上营养器官花前同化物转运量、转运率和对籽粒的贡献率均大于倒置茎,而正置茎地上营养器官花后同化物转运量和对籽粒的贡献率均低于倒置茎。倒置茎籽粒千粒质量均显著高于正置茎。与适肥水平相比,高肥水平可以延缓叶片衰老,增加营养器官干物质积累量,减少营养器官花前同化物向籽粒的转运,提高千粒质量。【结论】在高肥和适肥条件下,参试小麦品种均有叶片非顺序衰老的发生,且生育后期小麦叶片的非顺序衰老有利于籽粒的充实。     

叶色倒置小麦的一些生物学特征研究

【目的】探讨叶色呈倒置状态小麦的一些生物学特性,为高产小麦育种研究提供参考。【方法】以具有叶色倒置现象的小麦品种为材料,研究叶色倒置小麦中叶色正置茎和叶色倒置茎顶三叶的叶色、叶绿素含量、可溶性蛋白质含量、净光合速率及千粒质量的变化规律。【结果】叶色倒置小麦正置茎顶三叶叶色、源活性指标及千粒质量的变化规律与普通小麦相似;倒置茎顶三叶在接近乳熟后期时旗叶叶色等级高于倒二叶;随着生育期的推进,叶绿素含量、可溶性蛋白质含量和净光合速率均表现为倒二叶旗叶倒三叶,并持续到小麦成熟;倒置茎籽粒的千粒质量均高于正置茎,且增幅明显。【结论】自然界存在叶色倒置小麦,倒置茎上旗叶的衰老先于倒二叶,且与此现象有关的生物学参数均发生了异常变化。     

过度剪穗对小麦功能叶片同化产物积累及转运的影响

【目的】通过剪穗处理,人为增大源库比率,研究籽粒库对功能叶片同化产物积累及转运的影响,为进一步探究源库互作条件下叶片的衰老机理提供理论依据。【方法】以小偃6号和9430小麦为供试材料,在小麦扬花期,从穗顶部向下剪去穗长的3/4,留基部的1/4小穗,以不剪穗为对照,于剪穗后每隔7d测定小麦顶三叶的叶绿素含量、干物质积累量、可溶性糖和淀粉含量及灌浆后期顶三叶的丙二醛含量。【结果】剪穗处理后,小麦顶三叶出现明显的"叶色倒置现象"。剪穗处理21d后,小偃6号倒二叶和倒三叶的叶绿素含量明显高于旗叶;剪穗后28d,9430倒二叶的叶绿素含量高于旗叶。剪穗处理增加了干物质、可溶性糖在功能叶片中的积累,增加了淀粉在旗叶、倒二叶中的积累,而使倒三叶中淀粉的积累减少;剪穗处理使旗叶的丙二醛含量增加,倒二叶和倒三叶的丙二醛含量降低。【结论】剪3/4穗处理明显加速了旗叶的衰老,而使倒二叶和倒三叶的衰老得以延续。     

干旱条件下非顺序衰老小麦顶二叶叶绿素及抗氧化酶活性的变化

【目的】研究干旱条件下非顺序衰老小麦旗叶和倒二叶叶绿素及抗氧化酶活性的变化规律,为揭示小麦叶片非顺序衰老的形成机理和生态变异特征提供理论指导。【方法】以非顺序衰老小麦温麦19、兰考矮早8、豫麦19和顺序衰老小麦陕229为材料,分别采用CCM-200手持式叶绿素仪和紫外可见分光光度计法测定了干旱和自然天气条件下小麦花后旗叶和倒二叶叶绿素含量及抗氧化酶活性。【结果】无论在干旱还是自然天气条件下,在叶片衰老后期非顺序衰老小麦温麦19、兰考矮早8和豫麦19旗叶的SPAD值、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性均低于倒二叶,而旗叶的丙二醛(MDA)含量均高于倒二叶。顺序衰老小麦陕229顶二叶的表现正好与此相反。在自然天气条件下,花后30d非顺序衰老小麦温麦19、兰考矮早8和豫麦19旗叶的SPAD值,SOD、CAT和POD活性分别比倒二叶低44.36%,26.05%和21.54%;25.88%,27.74%和30.12%;71.14%,35.34%和62.29%;62.67%,43.38%和40.06%,而旗叶的MDA含量分别比倒二叶高55.76%,54.09%和51.67%。在干旱条件下,花后30d非顺序衰老小麦温麦19、兰考矮早8和豫麦19旗叶的SPAD值,SOD、CAT和POD活性分别比倒二叶低71.87%,46.08%和55.46%;77.35%,44.34%和57.33%;74.12%,69.73%和71.54%;80.44%,68.32%和65.66%,而旗叶的MDA含量分别比倒二叶高12.62%,31.70%和25.07%。【结论】在干旱条件下,小麦顶二叶的衰老速度加快,顺序衰老和非顺序衰老小麦的衰老现象均出现较早。     

遮荫条件下叶片非顺序衰老小麦顶二叶叶绿素荧光特性

【目的】研究遮荫条件下非顺序衰老小麦旗叶和倒二叶叶绿素荧光特性的变化规律,揭示遮荫条件对小麦叶片非顺序衰老的影响。【方法】以非顺序衰老小麦温麦19、兰考矮早8、豫麦19和顺序衰老小麦陕229为材料,分别采用CCM-200手持式叶绿素仪和FMS-2型脉冲调制式荧光仪测定了遮荫和自然天气条件下小麦花后旗叶和倒二叶叶绿素含量及叶绿素荧光参数。【结果】无论在遮荫还是自然天气条件下,扬花至成熟期非顺序衰老小麦温麦19、兰考矮早8、豫麦19及顺序衰老小麦陕229旗叶和倒二叶叶绿素含量、PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)、最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv/F0)均呈下降趋势,而热耗散量子比率(F0/Fm)呈上升趋势,在花后30d非顺序衰老小麦和顺序衰老小麦的衰老现象差异显著。在自然天气条件下,花后30d非顺序衰老小麦温麦19、兰考矮早8和豫麦19旗叶的叶绿素含量、PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)、最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv/F0)分别比倒二叶低36.67%,29.91%和59.25%;34.87%,26.39%和22.15%;11.54%,13.54%和12.54%;23.05%,29.00%和17.14%,而热耗散量子比率(F0/Fm)旗叶分别比倒二叶高24.34%,25.54%和17.11%。在遮荫条件下,花后30d非顺序衰老小麦温麦19、兰考矮早8和豫麦19旗叶的叶绿素含量、PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)、最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv/F0)分别比倒二叶低20.04%,16.29%和21.66%;14.48%,17.26%和16.03%;8.64%,9.40%和10.63%;11.89%,19.91%和11.94%,而热耗散量子比率(F0/Fm)旗叶分别比倒二叶高16.08%,17.10%和17.48%。顺序衰老小麦陕229旗叶和倒二叶的表现正好与非顺序衰老小麦相反。【结论】遮荫条件明显延缓了叶片衰老,推迟了叶片非顺序和顺序衰老现象的发生,但不能改变叶片的衰老顺序。     

小麦叶片的逆向衰老

【目的】揭示小麦叶片逆向衰老规律,探讨其理论意义和实践价值。【方法】从2005年起进行了小麦叶片逆向衰老顺序和正常衰老顺序的比较试验,对冠层温度和一些重要生物学参数进行测定。【结果】自然界存在小麦叶片逆向衰老现象,具此现象的小麦其部分茎生叶片的衰老顺序和大多数小麦的正常衰老顺序不同,即最晚衰老的叶片不是旗叶而是倒2叶;和这种叶片逆向衰老状态相对应,在结实后期出现顶层叶黄、邻层叶绿的叶色结构,和一般小麦的顶层叶绿、邻层叶黄完全相反;叶片的叶绿素含量、可溶性蛋白质含量、蒸腾速率、净光合速率也在生育期向前推进中出现旗叶被倒2叶反超的异常状况,另外,这类小麦结实期的冠层温度总是显示出以冷结尾（冷尾态）或全程偏冷（冷型态）的特征;由于生理过程的特殊性,导致这类小麦倒置茎上的粒重明显高于正置茎,并由此带动其籽粒亦比一般小麦为重,这和“接力式”灌浆机制密切相关,不同于一般小麦的旗叶作为向籽粒输送养分的主源其作用贯穿于结实全过程的灌浆模式。【结论】这项研究为小麦结实和衰老理论的探讨、小麦产量的进一步提升以及冷型、冷尾小麦的培育提供了一种新的思路和途径。     

叶片遮阴处理对逆序小麦灌浆特性的影响

为揭示逆序衰老小麦源库互作关系及叶片的衰老机制,以逆序衰老小麦‘兰考矮早8号’和正常衰老小麦‘小偃22’为材料,研究田间试验条件下花后不同时期套袋遮阴对小麦源库关系和灌浆特性的影响。结果表明:‘兰考矮早8号’具有相对较大的千粒质量和最大穗粒体积,具有较长的灌浆活跃期,且具有相对较高的灌浆速率;‘小偃22’顶二叶的干物质量在灌浆期内基本保持同步变化,而‘兰考矮早8号’旗叶干物质量比倒二叶早10d到达最大值;2种小麦的物候期对遮光处理的响应方式不同。遮光处理后‘小偃22’茎干物质量转运都被推迟,而‘兰考矮早8号’则正好相反,茎干物质转运提前;旗叶遮光显著降低‘小偃22’的最大穗粒体积,‘兰考矮早8号’倒二叶的遮光处理对穗粒体积的影响水平超过了旗叶的遮光处理。可见,逆序衰老小麦对遮光处理的适应性较强,具有通畅的碳同化物运输流和较大的籽粒库库容,是其保持较高灌浆活性和较长灌浆期的重要生物学基础。     

不同基因型谷子叶片衰老及活性氧代谢研究

【目的】探讨谷子叶片衰老的生理机制,为谷子生产与栽培技术研究提供理论依据。【方法】以3个抗旱性不同的谷子品种为材料,研究了谷子开花至成熟期叶片叶绿素含量、可溶性蛋白含量、酶促防御系统保护酶(SOD、CAT、POD)活性及MDA和O-2积累量的动态变化。【结果】谷子开花后功能叶片叶绿素含量以及SOD、POD、CAT活性均在开花7d达到最大值,其后逐渐下降,各叶位表现为旗叶倒二叶倒三叶,不同品种表现为大同32太选1号白谷9号;功能叶片可溶性蛋白含量随生育进程的推进逐渐下降,各叶位表现为旗叶倒二叶倒三叶,不同品种表现为大同32太选1号白谷9号;功能叶片O-2和MDA含量随叶片衰老而增高,各叶位表现为倒三叶倒二叶旗叶,不同品种表现为白谷9号太选1号大同32;3个谷子品种产量表现为大同32太选1号白谷9号。【结论】生产实践中,选择绿叶功能期长、抗逆丰产的品种是旱区谷子丰产的重要因素。     

江汉平原小麦孕穗期空气相对湿度升高的产量效应

【目的】江汉平原为湖北省小麦主产区之一,小麦孕穗至成熟期空气相对湿度偏高是限制该地区小麦籽粒产量提高的重要气候因素。随着全球气候变化,在空气温度逐年升高的同时,空气中水汽的含量也在相应增加。论文旨在研究空气相对湿度升高对小麦的产量效应,以期为提高江汉平原小麦籽粒产量奠定理论基础。【方法】在系统分析江汉平原近30年空气相对湿度分布特征的基础上,通过人工气候室等设施于小麦孕穗期进行高空气湿度处理（处理时间为10 d）,并以外界空气湿度处理为对照,于处理第5天、处理第10天、恢复后第5天、恢复后第15 天等时期取样,分析孕穗期空气相对湿度升高对小麦旗叶光合特性、旗叶及倒三叶SPAD值、叶片衰老进程、根系活力、株高、干物质积累量、籽粒产量及产量构成因素等的影响。【结果】（1）1983-2013年江汉平原空气相对湿度呈不规则波动,2-5年为一个周期,孕穗期空气相对湿度达78%以上年份有12个;2011-2012年度及2012-2013年度江汉平原小麦孕穗期空气相对湿度偏高,平均分别为77.4%和79.1%;表明江汉平原小麦孕穗期高空气湿度天气频繁出现。（2）人为增加空气相对湿度达100%条件下,与对照相比,旗叶及倒三叶SPAD值均降低,其中高空气湿度处理第5天差异不显著,第10天差异达显著水平;恢复正常空气湿度后,高空气湿度处理与对照间差异幅度缩小,但仍低于对照水平。（3）空气湿度升高对旗叶光合速率的影响与SPAD一致,即空气相对湿度升高,旗叶光合速率下降,撤除高空气相对湿度处理后,旗叶光合速率与对照间差异减小。（4）人为增加空气相对湿度达100%条件下,分析旗叶及倒三叶丙二醛含量及根系活力表明,空气相对湿度升高,叶片膜质过氧化加速、根系活力降低,撤除高空气湿度处理后,叶片膜质过氧化程度及根系活力与对照间差异幅度均减小,但仍显著低于对照水平,表明高空气湿度对叶片衰老及根系活力的副效应是不可逆转的。（5）空气相对湿度升高,植株干物质积累量及籽粒产量均显著降低,成熟期干物质积累量较对照降低5.5%,籽粒产量降低10.0%,其中籽粒产量降低归因于穗粒数和穗粒重的降低,分析表明穗粒数较对照降低6.0%,穗粒重较对照降低4.2%。【结论】在本试验条件下,孕穗期空气相对湿度升高导致小麦旗叶光合速率等光合指标下降、膜质过氧化加速、根系活力降低,最终生物产量（含株高）和籽粒产量均显著降低,其中籽粒产量的降低主要归因于穗粒数的降低,其次为穗粒重。     

小麦叶片逆向衰老过程中叶绿素含量及光合特性的变化

【目的】研究小麦叶片逆向衰老过程中旗叶和倒二叶叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率和气孔导度的变化规律,为进一步揭示叶片逆向衰老的生理机制提供研究思路和理论指导。【方法】以逆向衰老小麦‘温麦19’和‘兰考矮早8’为试验材料,在小麦扬花后6,12,18,24,30和36d,分别采用CCM-200手持式叶绿素仪和LI-6400XT型便携式光合测定系统,在田间测定旗叶和倒二叶的叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率和气孔导度。【结果】‘温麦19’和‘兰考矮早8’在灌浆结实后期(花后18～36d)均出现倒二叶叶绿素含量高于旗叶的现象,即叶片逆向衰老的现象;‘温麦19’较‘兰考矮早8’叶片逆向衰老现象出现早。在灌浆后期,‘温麦19’旗叶的光合速率、蒸腾速率和气孔导度均低于倒二叶,而‘兰考矮早8’旗叶的光合速率低于倒二叶,蒸腾速率和气孔导度仍高于倒二叶。【结论】在逆向衰老过程中,随着小麦旗叶和倒二叶叶绿素含量的变化,其净光合速率、蒸腾速率和气孔导度也发生相应的变化,且品种之间存在较大差异。     

松粳6号水稻品种同化物地上地下分配模拟模型研究

采用黑龙江省主栽水稻品种松粳6号来研究同化物在地上、地下分配及其动态变化,在试验的基础上,通过模型对水稻同化物分配动态的模拟来较好的解释和预测干物质分配系数,动态模拟干物质在地上、地下的分配规律.     

韧皮部同化物和水分运输相关关系的示踪动力学研究

将１４Ｃ－糖和３Ｈ－水分别引入到棉茎韧皮部和木质部，结果表明，同化物在韧皮部中运输时，必须有木质部水分的参与，和木质部分离的韧皮部不能单独履行运输同化物的功能；同化物在韧皮部中以液流形式运输，液流中的水主要来自木质部。同化物向韧皮部的装载，是不伴随水的主动装载过程。韧皮部同化物运输和木质部水分密切相关。     

小麦灌浆期间贮藏性同化物运转、分配调控的研究进展

光合产物的积累和向产量器官的运转再分配是小麦产量的最终决定因素,水肥条件是小麦栽培过程的重要环境因子。分别就水肥条件对小麦贮藏性同化物积累、转运过程的影响进行了综述,探讨了有关小麦贮藏性同化物的运转、分配问题。     

施氮量对花后高温胁迫后小麦同化物积累、转运及产量的影响

【目的】明确不同施氮量对高温胁迫后小麦同化物积累和转运的影响及其生理基础,以期为小麦抗逆稳产栽培提供技术和理论依据。【方法】于2018—2019年在济南和济阳两地进行,以济麦44为材料,田间搭建高温棚进行高温胁迫处理,设置2个温度处理（CK：未胁迫,H：花后高温胁迫）,3个氮肥水平（低氮N1：180 kg·hm^-2,常规氮N2：240 kg·hm^-2,高氮N3：300 kg·hm^-2）。通过分析小麦花前同化物质的转运、成熟期同化物质的积累与分配、叶片与籽粒中蔗糖合成酶在同化物转运中的作用,阐明了不同施氮量对花后高温胁迫后小麦籽粒产量形成的影响机制。【结果】不同施氮量对高温胁迫后小麦的减产率影响不同,N1处理减产率为54.78%（济南）和50.19%（济阳）,N2处理为24.05%（济南）和25.29%（济阳）,N3处理为54.49%（济南）和44.13%（济阳）。高温胁迫后,与N1和N3处理相比,N2处理成熟期同化物积累量、花前营养器官同化物向籽粒中转运量和转运率、花后同化物积累量和积累率、同化物向籽粒中的分配比例均显著增加;N2处理旗叶SPAD值、蔗糖合成酶SS-Ⅱ合成方向活性和籽粒蔗糖合成酶SS-Ⅰ分解方向活性增加。【结论】本试验条件下,施氮量为240 kg·hm^-2可以显著减缓高温胁迫后旗叶衰老,维持旗叶中SS-Ⅱ和籽粒中SS-Ⅰ较高的酶活性,保持较高的同化物合成能力和向籽粒中的转运能力,提高同化物向籽粒中的积累量和分配比例,降低高温胁迫后小麦籽粒产量的损失率。     

不同播期对冬小麦碳氮运转和产量的影响

于2004～2005年在大田条件下,研究了不同播期对冬小麦植株C-N的积累、运转规律及籽粒产量和蛋白质含量的影响.结果表明,适当晚播(10月22日播种)可以提高冬小麦成熟期单茎籽粒重和籽粒氮素积累量,提高开花前营养器官贮存干物质和氮素的转运量以及转运干物质和氮素对籽粒重和籽粒氮素积累的贡献率.适当晚播的小麦穗粒数、千粒重和蛋白质含量有所增加,籽粒产量和蛋白质产量显著提高.由此可见,高产小麦适当晚播有利于籽粒产量和蛋白质产量的提高.     

改变授粉时间对半多育型玉米杂交种果穗性状及~(14)C同化物分配的影响

本研究以半多育型玉米杂交种农大高光效 1号为材料 ,以套袋方式控制上、下果穗的授粉时间 ,探讨其对不同库位果穗性状及 14 CO2 同化物分配的影响。结果表明 ,改变穗库间的授粉时间后 ,尤其是第 2果穗早于第 1果穗 3d的授粉处理 ,明显提高第 2果穗的库强 ,有利于双穗均衡、同步生长发育 ;改变穗库的授粉时间使双果穗在穗长、穗粒数、穗重以及 14 CO2 同化物的分配上都较自然授粉明显增加。由此认为 ,玉米在扩大单株库容、提高单株产量上还有很大潜力 ,关键是采取育种、化控、栽培等技术手段解决双果穗同步抽丝或同步授粉的问题     

植物生长调节剂对大豆光合作用和同化物分配的影响

以垦农4号为试验材料,在大田条件下,试验于始花期叶面喷施SODM、CC和DTA-6,研究植物生长调节剂对大豆光合作用和同化物分配的影响,结果表明:3种调节剂均提高了大豆叶片的光合速率和水分利用效率,特别是生育后期叶片的水分利用效率的促进作用较前期明显,增加叶片中蔗糖、淀粉和可溶性糖的含量,结荚期前(R3)增加转化酶活性,结荚期后降低转化酶活性;鼓粒期(R5)大豆各层叶片夜间可溶性糖输出量由大到小依次为中部、上部、下部,植物生长调节剂处理加速了大豆各层叶片夜间光合产物的输出,作用效果依次为SODM>DTA-6>CC;植株中层的产量构成因素最大,各处理植株上层的荚数、荚重和粒数与对照间的差异达到1%极显著水平,SODM的中层产量构成各因素与对照间的差异达到5%显著水平,3种调节剂对下层产量构成因素作用不显著。     

施用磷肥对冬小麦矿质营养状况及同化物形成的影响

试验于1933～1984年在土壤有效磷较低(低于10ppm)的田间条件下进行。研究结果表明,施用磷肥能促进小麦对氮、磷、钾、钙、铜、锌、錳、鉬等营养元素的吸收,使单株养分吸收量(mg或μg/株)增加;同时施磷也影响到植株体养分含量比率(养分占干物质的%或ppm)的变化,使磷、钙、錳的含量率升高,使氮、钾、铜、锌、鉬的含量率降低。施用磷肥能改善植株的光合性能、促进产量形成。     

两系杂交稻同化产物积累与分配特性的研究

亚种间杂交稻虽有强大的库容优势,但籽粒充实不良,不利挖掘其高产潜力。本试验采取反向研究法,比较研究了相对小穗型的亚亚种与相对大穗型的品种间杂交稻同化产物的积累与分配特性。结果表明:①“次库”贮藏物多,绝对再分配量大,“次库”贮藏物最大输出速率高、且输出早,有利于受精颖花向饱满粒转化,同位素~(32)P 示踪结果与此一致;②亚亚种组合穗型虽较小,但单位库体积大,因而仍具较强的总库优势;③亚亚种组合强弱势颖花同步灌浆能力强,异步性弱,极有利于籽粒充实.目前利用亚种间杂种优势在库容上宜走中穗过渡的道路;在育种上须择重优良的灌浆特性;在栽培上要选择适宜的灌浆期,并研究如何加速抽穗后“次库”贮藏物的撤退,以利受精颖花向饱满粒转化。     

超级稻两优培九生育后期的光能利用和同化产物分配

以籼、粳亚种间杂交稻两优培九及其父本93ll为材料,测定了光合速率、叶绿素荧光参数及^14CO2同化产物分配的指标。结果表明：在生育后期,与父本93ll相比,两优培九具有较高的光合能力;在中午强光的逆境条件下,原初光化学效率(Fv／Fm)、光化学猝灭系数(qP)和PSⅡ在照光下的实际光化学效率(ΦPSⅡ)的下降相对较少,具有较强的耐光抑制能力;用同位素^14C对光合同化产物运转分配进行标记研究,发现两优培九光合同化产物向穗部的分配比率较高,具有较好的源库协调性。上述有关光合和同化产物的分配特点可能是超级稻高产的生理基础。