黄土旱塬冬小麦水分利用效率及相关生理特性研究

采用Li-6400便携式光合测定系统在模拟光照条件下,通过对冬小麦叶片生理指标及其相应环境因子的测定,研究了小麦的生理指标和叶片水分利用效率的动态变化规律及其对环境因子的响应.结果表明:净光合速率日变化呈不明显的双峰曲线,蒸腾速率日变化呈明显的倒"U"型曲线,且不同生育期两者峰值出现的时间不同.拔节期环境因子对生理指标的影响要比灌浆期明显的多.光合有效辐射和CO2浓度是对净光合速率和叶片蒸腾速率影响最强烈的环境因子.在小麦整个生长过程中,温湿度对气孔导度的影响在逐渐增大,对胞间CO2浓度的影响也比较明显.小麦叶片水分利用效率的日变化呈不明显的双峰曲线,其峰值出现的时间早于净光合速率和蒸腾速率峰值出现的时间.灌浆期日平均WUE比拔节期低30.5%.小麦净光合速率、蒸腾速率和气孔导度三者之间极显著相关,叶片温度与气孔导度显著负相关.     

陇东旱塬区小麦茎秆含水量与产量和水分利用效率的关系

在甘肃省陇东黄土高原通过试验分析不同品种冬小麦茎秆含水量、籽粒产量、水分利用效率（WUE）的差异,探讨旱作条件下茎秆含水量与产量和WUE 的关系。结果表明,不同基因型冬小麦之间产量、WUE、植株含水量存在显著差异,随着灌浆过程的进行植株含水量呈下降趋势。小麦抽穗期茎秆含水量与籽粒产量和水分利用效率显著相关,但灌浆中期茎秆含水量与籽粒产量和水分利用效率相关不显著。     

超高产基因型小麦冠层叶片生理特性及与有关产量性状的关系

以14个不同基因型小麦为试验材料，对超高产基因型小麦冠层结构的生理特性及其与有关产量性状的相关性进行了研究。结果表明，小麦超高产基因型与非超高产基因型相比，其冠层叶片具有明显的生理优势，表现为：（1）灌浆中期至灌浆结束，叶面积指数一直维持较高水平；（2）冠层透光率在抽穗期叶面积指数较大时较高，中后期叶面积指数较小时较低；（3）叶绿素含量平均高1．1％－15．6％；（4）SOD酶活性高5．6％－16．0％；（5）MDA含量从抽穗一直到灌浆后期保持较低水平、穗粒数、千粒重、籽粒产量呈显正相关。相关分析表明，叶绿素含量、SOD酶活性与单位叶面积粒数、单位叶面积粒重、穗粒数、千粒重、籽粒产量呈显正相关，MDA与上述5个产量性状呈显负相关。     

提高小麦水分利用效率的生理遗传育种研究进展

介绍水分利用效率(Water Use Efficiency,WUE)分类和小麦碳同位素分辨率(△)的理论基础;3种水分条件下(干旱胁迫、花后胁迫、正常灌水),WUE和△分别与产量相关性的研究进展;WUE和△在遗传育种领域的研究进展;利用生理遗传育种方法研究作物WUE存在的问题及今后的发展方向.提高水分利用效率生理遗传育种将是今后研究的熟点,将推动生物节水和农业节水的发展.     

水分氮素及环境因子对南疆膜下滴灌棉花水分利用效率影响研究

试验研究了不同灌水量(2 850、3 900和4 950 m3/hm2)与施氮量(0、180、270和360 N kg/hm2)条件下南疆膜下滴灌棉花蕾期、花铃期与盛铃期功能叶水分利用效率(WUE).结果表明,在蕾期、花铃期水分与氮素对棉花叶片水分利用效率WUE无显著影响;在盛铃期,WUE显著地受到水分的影响,施氮、施氮与水分的交互作用对WUE无显著影响.在盛铃期时,灌水量为4 950 m3/hm2时的WUE显著高于灌水量为3 900和2 850 m3/hm2,后两者之间的WUE无显著差异.南疆膜下滴灌棉花水分利用效率的大小与棉田冠层环境因子密切相关,其中,温度是最主要的影响因子.WUE与叶片温度、空气温度、空气饱和差、胞间CO2与空气CO2浓度比呈现出极显著的负相关关系、WUE与光合有效辐射PAR呈显著负相关关系,WUE与空气相对湿度、空气CO2浓度呈现出极显著的正相关关系.     

小麦不同品种的氮素利用效率差异研究

【目的】研究小麦不同品种籽粒、叶片和茎秆的含氮量和氮素利用效率的差异。【方法】选用29个普通小麦品种，分别在正常和肥水亏缺环境下进行随机区组试验。【结果】小麦不同品种籽粒、叶片、茎秆的含氮量和氮素利用效率差异均达极显著水平；不同环境间叶片、茎秆的含氮量和氮素利用效率差异也达极显著水平，但籽粒含氮量差异不显著；品种×环境互作只有叶片含氮量差异达极显著水平；不同品种肥水亏缺下氮素利用效率均高于正常环境的氮素利用效率；在肥水亏缺和正常环境下分别筛选出5个和4个高效利用氮素的品种；两种环境的籽粒和叶片的含氮量和氮素利用效率均存在极显著的正相关，而茎秆含氮量两种环境的相关不显著；籽粒、叶片、茎秆的含氮量和氮素利用效率的小区遗传率分别为48.4％、57.6%、17.4%和35.4%，而品系遗传率分别为84.9％、89.1%、55.8%和76.7%。【结论】小麦各器官的含氮量和氮素利用效率存在着品种差异，可以通过杂交育种等手段，对其进行遗传改良，培育既高产、优质又高效利用氮素的小麦新品种。     

水分与氮素对南疆膜下滴灌棉花水分利用效率与蒸腾速率的影响

研究了不同滴水量(2 850、3 900、4 950 m3/hm2)与施氮量(0、180、270、360 N kg/hm2)条件下南疆膜下滴灌棉花蕾期、花铃期与盛铃期功能叶水分利用效率WUE与蒸腾速率E。结果表明,在蕾期、花铃期水分与氮素对棉花叶片水分利用效率WUE无显著影响;在盛铃期,WUE显著地受到水分的影响,施氮、施氮与水分的交互作用对WUE无显著影响。在盛铃期时,滴水量为4 950 m3/hm2时WUE显著高于滴水量为3900、2 850 m3/hm2时的WUE,后两者之间的WUE无显著差异。不同处理棉花叶片蒸腾速率E在蕾期均高于花铃期和盛铃期。在蕾期,水分与氮素对蒸腾速率无显著影响;在花铃期,水分对蒸腾速率E的影响达到了显著水平,最高滴水量处理的蒸腾速率也最高,而施氮、水分与施氮的交互作用对蒸腾速率E无显著影响。在盛铃期,最高滴水量4 950 m3/hm2条件下,蒸腾速率E显著地受到施氮的影响,施氮量最高时,其蒸腾速率也最高。南疆膜下滴灌棉花水分利用效率、蒸腾速率的大小与棉田冠层环境因子密切相关,其中,温度是最主要的影响因子。WUE与叶片温度、空气温度、空气饱和差、胞间CO2与空气CO2浓度比呈现出极显著的负相关关系,WUE与光合有效辐射PAR呈显著负相关关系,WUE与空气相对湿度、空气CO2浓度呈现出极显著的正相关关系。蒸腾速率与空气温度、叶片温度、光合有效辐射PAR呈现出极显著的正相关关系。蒸腾速率与空气CO2浓度、胞间CO2与空气CO2浓度比呈现出极显著的负相关关系。     

烤烟种质资源叶片收缩及经济性状表型遗传多样性分析

为了解烤烟种质资源叶片收缩性状和经济性状的遗传多样性，对158份烤烟资源的叶片收缩性状（中部8～10叶位）和经济性状进行遗传多样性分析、相关性分析、因子分析和聚类分析。结果表明，参试资源16个性状的变异系数为7.41%～73.36%，平均22.01%；遗传多样性指数为1.912 3～2.090 9，平均2.022 4。烤烟叶片收缩率表现为叶面积（33.21%）>叶宽（24.82%）>叶长（11.21%）。相关性分析表明，叶长、叶宽、叶面积的收缩值和收缩率与产量相关性不显著，与产值和均价呈极显著负相关；叶宽、叶面积的收缩值和收缩率与上等烟比例呈显著或极显著负相关。因子分析表明，叶片收缩因子与烟叶等级质量及产值因子具有负相关关系。158份参试资源在相似距离35.0处可聚为4个类群，类群间性状差异极显著，其中Ⅲ类群资源烘烤后叶片较大，收缩率小，经济性状好，聚在Ⅲ类群的6份资源‘云烟97’‘长脖黄’‘云烟116’‘峨山烤烟’‘红花云烟85’‘GL939’，其叶片收缩率中等至小，烟叶等级质量和种植效益突出。综上所述，158份烤烟资源在叶片收缩性状及经济性状上具有丰富的遗传多样性，叶片...     

不同谷子品种形态特征和光合生理特性分析

以14个常规谷子栽培品种为试验材料,在相同栽培条件下,研究了其主要形态特征指标、光合生理特性指标和产量的变化,结果显示,参试品种的形态特征指标、净光合速率和产量均存在较大差异,其中,品种间净光合速率存在极显著差异,且抽穗期和灌浆期间的净光合速率差异大于品种间的净光合速率差异。并对形成产量的主要性状指标与产量参数的相关性进行了分析,结果显示,谷子净光合速率与产量呈显著正相关,且灌浆期的显著性水平高于抽穗期;水分利用效率和叶绿素含量与产量呈正相关,单穗重、穗粒重、出谷率和千粒重与产量呈负相关,但相关性均未达到显著水平;千粒重与净光合速率、水分利用效率和叶绿素含量的相关系数均不高,且相关性均未达到显著水平;抽穗期净光合速率与叶绿素含量的相关系数(0.492)灌浆期净光合速率与叶绿素含量的相关系数(0.232),在叶片叶绿素含量较低时增加叶绿素含量可以提高谷子的净光合速率,但当叶片叶绿素含量达到一定程度后,再增加叶绿素含量,谷子的净光合速率不一定继续增加。     

限量灌溉不同品种冬小麦茎可溶性糖与产量和水分利用率的关系

【目的】通过分析不同品种冬小麦灌浆期穗下节可溶性糖含量(SS)、籽粒产量、水分利用效率(WUE)的差异,探讨限量灌溉条件下SS与产量和WUE的关系。【方法】以中国北方12个冬小麦品种(系)为材料,在甘肃陇东黄土高原进行大田试验。【结果】不同冬小麦品种之间产量、WUE、SS存在明显差异,随着灌浆进程的推进,SS含量呈先升高后降低的单峰变化趋势,且灌浆中后期差异达到最大。冬小麦灌浆期SS与产量、WUE均呈显著正相关,并且相关性在灌浆中后期和后期达到极显著;【结论】限量灌溉条件下冬小麦籽粒灌浆期SS可作为筛选高产和高水分利用效率品种的参考指标之一。     

小麦物候期与主要农艺性状相关性的研究

通过对小麦物候期与主要农艺性状相关性的研究分析,结果表明：小麦物候期(挑旗期、抽穗期、开花期)与主要农艺性状之间存在着不同程度的相关。其中,挑旗期与抽穗期、开花期、小穗数、不孕小穗数、最高分蘖数呈显正相关;与旗叶长度负相关不显。抽穗期与开花期、小穗数呈极显正相关;与旗叶长度呈极显负相关;与倒三叶宽、倒三叶面积呈显正相关。开花期与小穗数呈极显正相关;与倒三叶宽、倒三叶面积呈显正相关;与旗叶长度呈极显负相关。     

灌水对河西绿洲冬小麦产量及光合生理指标的影响

在河西绿洲生态条件下,研究了不同灌水处理对冬小麦产量及相关指标的影响.在冬水灌量相等的基础上分别在拔节期(J)、抽穗期(H)和灌浆期(F)设等量不等次、等次不等量共5种灌水处理,灌水量分别为J1650m3/hm2(W1)J、1200 m3/hm2+H1050 m3/hm2(W2)J、1050 m3/hm2+H1050 m3/hm2+F1050 m3/hm2(W3)、J750m3/hm2+H750 m3/hm2+F750 m3/hm2(W4)J、1050 m3/hm2+H750 m3/hm2+F450 m3/hm2(W5).结果表明:各处理间单位面积籽粒产量、穗粒数、千粒质量、水分利用效率(WUE)、叶面积指数(LAI)、光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和叶片相对含水量(RWC)均存在着显著或极显著的差异.籽粒产量以灌水量最多的W3处理最高,适量减少灌水量可以提高WUE.不同灌水处理下影响产量的主要因素是千粒质量和穗粒数.产量与开花期Pn呈显著正相关,但与各测定时期的Pn均值呈显著负相关.株高、生物产量、千粒质量、穗粒数等农艺指标与Pn呈阶段性相关.Pn、Tr、Gs和叶片RWC的相关性随生育时期的不同而变化.     

干旱胁迫对不同冬小麦品种水分利用效率及产量性状的影响

为了研究干旱胁迫对冬小麦主要性状的影响及其机理,选用12个抗旱性不同的冬小麦品种,在干旱胁迫和自然降雨2种环境条件下,研究干旱胁迫对其水分利用效率(WUE)及产量性状的影响。结果表明,干旱胁迫导致株高降低6.9%～25.6%,产量下降2.4%～56.2%,WUE增加17.0%～84.9%,穗粒数减少0.4%～17.1%,有效穗数下降2.4%～34.1%,穗长缩短0.21%～11.8%,各性状对干旱敏感程度都存在明显的品种间差异。产量下降幅度随品种抗旱性的增强而逐渐减弱,WUE增加幅度随品种抗旱性的增强而增加。WUE及产量性状的相关分析表明,干旱胁迫条件下,有效穗数、株高、WUE可作为判定某一品种抗旱性的间接依据,即成穗数多、籽粒饱满、株高稳定性好、水分利用效率高的小麦品种抗旱性好,从而获得较高的产量。     

不同类型高产小麦品种的光合特性研究

以多穗型、中穗型和大穗型3种类型9个小麦品种为试验材料,对高产小麦品种光合特性及其与产量性状的相关性进行了研究。结果表明,在陕西关中灌区生产条件下,高产小麦品种与丰产品种相比,其光合性能在小麦生育后期具有明显的优势:灌浆期叶面积系数(LAI)和叶绿素(Chl(a+b))含量一直维持较高水平;旗叶丙二醛(MDA)增长速率和净光合速率(Pn)下降速率明显小于丰产品种。旗叶Pn与Chl(a+b)呈较高的正相关,与MDA含量呈显著或极显著负相关。千粒重、穗粒数、穗粒重及产量均与灌浆后期旗叶的Chl(a+b)含量、Pn及叶面积持续期呈显著或极显著正相关,与后期MDA含量呈显著负相关。     

利用DH群体研究Cd2+对小麦苗期生长的影响

镉(Cd)是农田土壤重金属污染的主要元素,易被植物吸收,并通过食物链在人体内富集.研究不同浓度的Cd2+胁迫对小麦苗期生长的影响,对小麦防镉污染生产具有重要意义.本文以花培3号和豫麦57两个品种构建的含有168个双单倍体(DH)群体为实验材料,在相同遗传背景和大样本下进行了不同浓度Cd2+胁迫下对小麦苗期生长性状影响的研究分析.结果表明:Cd2+胁迫下小麦幼苗和根系生长受到抑制,浓度越高,抑制作用就越大,DH群体株系间所有性状的方差分析F值达0.01极显著水平,说明存在着基因型差异.在0 mg/L(对照)、40 mg/L和120 mg/L三种浓度Cd2+下各性状之间的相关性也存在着差异,与对照相比Cd2+胁迫下根体积与根平均直径呈现极显著正相关;株高与根平均直径、根平均直径与根表面积、根尖数与茎叶鲜重没有相关性,叶龄与根系总长、根表面积、根体积、根尖数也不再具有相关性,而根系总长与茎叶鲜重、根尖数与茎叶干重之间由极显著水平变为了显著水平.根平均直径与浓度呈极显著正相关,相关系数为0.754,茎叶鲜重、茎叶干重、株高、叶龄、根系总长、根表面积、根体积、根尖数、根鲜重、根干重10个性状与浓度都呈负相关.     

杂交小麦主要农艺性状与产量结构间协调性分析

为了对超高产杂交小麦育种工作提供基本依据,试验选用9个性状差异较大的品种(系)组配成36个杂交组合,用Nair单性状水平分组法将杂交组合分为低产组、中产组、高产组和超高产组四组。按分组结果对不同产量水平下各产量构成因素与主要农艺性状间的相关性进行了研究。结果表明:随产量水平的升高,株高、倒二叶面积与产量的关系都由不显著负相关～极显著正相关;穗下节长与产量的关系,由不显著正相关～极显著正相关;旗叶面积和分蘖与产量的关系,由显著正相关～显著负相关。即在超高产杂交小麦育种中,应选择株高适当、穗下节长、株型紧凑、旗叶面积小、倒二叶面积大、分蘖适中的杂交组合。     

不同灌水处理对春小麦水分利用率和光合速率的影响

在不同灌水处理条件下,对宁春4号春小麦的水分利用效率(WUE)和光合速率(Pn)的生育期变化和灌浆期日变化进行研究.结果表明:WUE、Pn、蒸腾速率(Tr)对不同水分处理的响应不同,WUE、Pn、Tr在生育期变化和日变化中都呈现双峰曲线.全生育期正常灌4水的WUE在生育前期高于其他处理,生育后期以缺灌孕穗-开花水处理的WUE最高,而延迟灌2水、3水的处理的WUE最低,且生育后期WUE下降明显.任何时期发生水分亏缺,则该时期的Pn、Tr都会下降.WUE在日出后迅速提高,上午WUE以缺灌3水的处理最高,缺灌拔节水的处理最低.相关分析结果表明:WUE与Pn之间有显著或极显著正相关关系,而与Tr及气孔导度(Gs)之间有显著或极显著负相关关系,其中对WUE直接作用最大的是Pn和Tr.因此适时灌水可以提高光合速率和水分利用效率.     

不同抗旱性棉花品种蜡质含量与水分利用效率的关系

【目的】在新疆自然生态条件下,研究不同抗旱性棉花品种蜡质含量变化及与水分利用效率(WUE)的关系。【方法】以抗旱性不同的棉花品种新陆早22号(抗旱性强)和新陆早17号(抗旱性弱)为试材,采用膜下滴灌技术设置正常灌溉和干旱处理,测定分析棉花产量形成期叶片蜡质含量、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、相对含水量(RWC)及籽棉产量。【结果】与正常灌溉相比,干旱处理显著降低了棉花籽棉产量,但盛花至吐絮期叶片蜡质含量提高10.84%、叶片WUE则增加23.96%。不同品种对水分处理响应不同,正常灌溉下新陆早22号与新陆早17号的棉花籽棉产量、RWC、WUE和叶片蜡质含量均无明显差异,干旱条件下新陆早22号的籽棉产量、叶片蜡质、RWC和WUE分别比新陆早17号高41.38%、14.27%、13.1%和3.84%;。相关分析表明,棉花叶片表皮蜡质含量与Tr、Pn呈显著负相关关系,且Tr的负相关系数高于Pn;与RWC呈显著正相关关系。【结论】抗旱性强棉花品种主要通过增加盛花至吐絮期内叶片蜡质含量,降低叶片蒸腾耗水,提高WUE及籽棉产量。