施氮量对旱地小麦氮素吸收转运和土壤硝态氮含量的影响

【目的】在黄淮冬麦区,研究施氮量对旱地小麦氮素利用规律的影响,为该区旱地小麦合理的氮肥运筹提供理论依据。【方法】于2009-2010和2010-2011两个小麦生长季,在大田条件下设置6个施氮量处理（0、90、120、150、180和210 kg•hm-2）,研究施氮量对旱地小麦氮素吸收转运和土壤硝态氮含量的影响。【结果】在150 kg•hm-2及以下的处理增加施氮量,小麦各生育时期植株氮素积累量、成熟期籽粒氮素积累量、开花前吸收氮素向籽粒的转运量和开花后氮素吸收量显著增加;在150 kg•hm-2基础上增加施氮量,小麦各生育时期植株氮素积累量、开花前吸收氮素向籽粒的转运量和开花后氮素吸收量与150 kg•hm-2处理无显著差异,成熟期籽粒氮素积累量及分配比例降低,营养器官氮素积累量及分配比例升高。施氮量为180 kg•hm-2和210 kg•hm-2,成熟期0-140 cm土层土壤硝态氮含量显著高于150 kg•hm-2处理,深层土壤硝态氮含量增加。施氮150 kg•hm-2处理小麦籽粒产量最高,氮素利用效率和氮肥生产效率较高。【结论】本试验条件下,施氮量为150 kg•hm-2,是兼顾产量和氮肥利用效率的适宜施氮量。     

施氮量对冬小麦氮素吸收利用、土壤中硝态氮积累和籽粒产量的影响

为通过控制施氮量来实现高肥力条件下小麦的高产、高效、安全生产提供依据,以冬小麦品种‘藁8901’为材料,研究了高肥力条件下不同施氮水平对小麦氮素吸收利用、籽粒产量和土壤中硝态氮含量的影响。试验结果表明:在高肥力条件下,随着施氮量的增加,冬小麦的籽粒产量和植株吸氮量均是先增加后降低,籽粒产量和植株吸氮量均以N150最高,氮素生产力则以N0最高。在冬小麦的拔节期和成熟期,土壤NO3-N含量均随着施氮量的增加而增加,减少氮肥施入量能降低冬小麦拔节期和成熟期土壤0-100 cm土层中的硝态氮含量。施用氮肥能提高小麦拔节期和成熟期植株全氮积累量和土壤NO3-N积累量,但两者并非同步增加,土壤NO3-N积累量增加的幅度远远大于植株全氮积累量的增长幅度。在施氮量0-180 kg/hm2范围内时,植株全氮积累量有所增加,且土壤中硝态氮的积累量增加较为缓和;而在施氮量180 kg/hm2的基础上继续提高氮素用量,植株全氮积累量下降,而土壤硝态氮积累量却开始大幅度增加。据此综合考虑,冬小麦‘藁8901’的适宜施氮量应控制在150 kg/hm2左右。     

开花期渍水对不同施氮量条件下小麦产量及土壤矿质氮的影响

【目的】探讨开花期渍水对不同施氮量条件下小麦植株干物质积累与转运、产量及土壤矿质氮含量的影响,以期为江汉平原小麦抗渍高产栽培提供理论依据。【方法】以适宜长江中下游流域种植的小麦品种襄麦55和扬麦23为材料,设置3个施氮水平[N0(不施氮)、N1 (纯氮135 kg/hm²)、N2(纯氮180 kg/hm²)],用盆栽方法于开花期进行7 d渍水试验,分析小麦旗叶SPAD值、地上部干物质积累与转运、籽粒产量及土壤矿质氮含量的变化。【结果】开花期渍水显著降低小麦旗叶SPAD值和地上部干物质积累量,旗叶SPAD值降低8.61%～39.78%,地上部干物质积累量降低4.49%～12.24%,降低幅度随施氮量增加而减少。渍水条件下,随着施氮量的提高小麦花前干物质转运量及贡献率、花后干物质积累量均有所增加,分别增加35.39%～58.37%、6.04%～21.88%、8.94%～29.32%。在渍水期间(花后0～7 d)土壤硝态氮含量显著降低41.81%～63.50%;铵态氮含量显著升高21.89%～62.15%。花后7～21 d表现为硝态氮含量升高,铵态...     

氮肥用量对小麦开花后根际土壤特性和产量的影响

【目的】明确小麦开花后根际土壤特性动态特征及其与产量和籽粒氮素积累量之间的关系,能够为生产上合理施肥、提高氮肥利用效率和减轻环境污染提供理论依据。【方法】2014—2015和2015—2016年在小麦季设置4个氮肥水平(0,CK;150 kg N·hm~(-2),N150;240 kg N·hm~(-2),N240和300 kg N·hm~(-2),N300)并于小麦开花期、灌浆中期和成熟期分层(0—20 cm和20—40 cm)测定小麦根际和非根际土壤铵态氮、硝态氮、蔗糖酶、脲酶,同时测定根、茎、叶和穗生物量及其氮素含量;重点分析根际土壤特性与小麦籽粒产量和氮素积累量之间的关系。【结果】(1)与CK相比,N150、N240和N300处理2年小麦籽粒产量的平均值分别增加99%、130%和107%,且处理之间差异显著。随施氮量的增加小麦根、茎、叶、穗生物量和地上部氮素积累量均呈增加趋势;氮肥回收率呈下降趋势,且处理之间差异显著。(2)从开花到成熟期,0—20 cm和20—40 cm土层小麦根际和非根际土壤铵态氮、硝态氮含量、土壤蔗糖酶和脲酶(0—20 cm除外)活性均呈下降趋势。处理CK、N150、N240和N300根际土壤铵态氮和硝态氮含量显著低于非根际土壤。4个处理2年0—20 cm根际土壤铵态氮含量平均值比非根际土壤降低29%,硝态氮含量降低22%;20—40 cm根际土壤铵态氮含量比非根际土降低34%,硝态氮含量降低14%。而根际土壤蔗糖酶和脲酶活性显著高于非根际土。4个处理2年0—20 cm根际土壤蔗糖酶活性比非根际土壤提高29%,脲酶活性提高15%;20—40 cm根际土壤蔗糖酶活性比非根际土壤提高33%,脲酶活性提高13%。(3)相关分析结果表明,小麦籽粒产量和籽粒氮素积累量均与0—20 cm和20—40 cm根际和非根际土壤无机氮(铵态氮+硝态氮)、脲酶和蔗糖酶(2016年籽粒氮素积累量除外)呈显著正相关。【结论】小麦根际土壤可利用性氮素含量小于非根际土壤,而酶活性高于非根际土;根际和非根际土壤与籽粒产量和籽粒氮素积累量呈显著正相关。根际和非根际土壤特性显著影响小麦籽粒产量。     

长期定位氮胁迫对小麦碳氮代谢、氮素利用及产量的影响

利用大田长期氮肥定位试验,以施N 180 kg/hm2处理为对照,研究了氮胁迫(不施氮肥)对不同品质类型小麦(中筋小麦品种中麦895、强筋小麦品种石优20)碳氮代谢、氮素利用及产量的影响,以期为生产上的氮肥合理运筹提供理论依据。结果表明,氮胁迫条件下,2个小麦品种旗叶蔗糖含量(花后7~35 d)、旗叶磷酸蔗糖合成酶(SPS)活性(花后7~35 d)、籽粒蔗糖含量(花后21~35 d)、籽粒SPS活性(花后14~35 d)均较对照明显降低;2个小麦品种旗叶可溶性蛋白含量、硝酸还原酶(NR)活性、谷氨酰胺合成酶(GS)活性和籽粒GS活性均较对照明显降低;2个小麦品种开花期氮积累量、成熟期氮积累量、开花前氮转移量均较对照显著降低,而开花前氮转移率和开花前氮贡献率均较对照显著提高;2个小麦品种氮素籽粒生产效率、氮素吸收效率、氮素生理效率和氮素收获指数均较对照显著提高;2个小麦品种穗数、穗粒数和产量均较对照显著降低。综上,氮胁迫下小麦灌浆中后期碳、氮同化能力明显下降,氮素积累量降低,但对氮素的吸收能力增加,营养器官氮素向籽粒的转运比例增加,进而小麦植株对氮素的整体利用率得以提升,但小麦产量降低。     

稻茬晚播小麦高产群体氮素积累特性研究

以扬麦20为材料,设计晚播条件下基本苗、施氮量以及氮肥分配时期试验构建不同产量群体,研究稻茬晚播小麦高产(≥7 500kg·hm-2)群体氮素积累特性。结果表明:籽粒产量与拔节期、开花至成熟期的氮素积累量均呈二次曲线关系,与开花期、成熟期的氮素积累量呈线性正相关。越冬始至返青期、孕穗至开花期氮素积累量与籽粒产量也呈线性正相关。稻茬晚播小麦实现高产的关键是增加花后营养器官氮素转运量。试验条件下,高产群体拔节期氮积累量为48~58kg·hm-2,开花期氮积累量为191kg·hm-2以上,其中开花期叶片的氮素积累量宜达46kg·hm-2以上,茎鞘氮素积累量宜达113kg·hm-2以上,穗氮素积累量宜达32kg·hm-2以上,成熟期氮积累量达257kg·hm-2以上;花后营养器官转运量宜达124kg·hm-2以上。     

施氮量对弱筋小麦籽粒品质与氮素利用的影响

为探究施氮量对弱筋小麦籽粒品质和氮素利用的影响,以弱筋品种宁麦13与皖西麦0638为材料,设置4个施氮量(折纯N 0、120、180、240 kg·hm^-2),研究其对弱筋小麦籽粒产量、品质性状与氮素吸收利用的影响。结果表明,在0~240 kg·hm^-2的施氮量范围内,随着施氮量增加,供试弱筋小麦的籽粒产量先增加后减少,当施氮量为180 kg·hm^-2时产量最高;随着施氮量增加,供试弱筋小麦籽粒的蛋白质含量、湿面筋含量、硬度、沉降值、面团稳定时间等品质性状均呈上升趋势。供试的弱筋小麦,开花期、成熟期植株与籽粒中积累的氮均主要来源于土壤。当施氮量为120~240 kg·hm^-2时,随着施氮量增加,供试弱筋小麦成熟期籽粒中积累的氮来源于肥料的量呈先增加后降低的趋势,当施氮量为180 kg·hm^-2时,来源于肥料的量最高。当施氮量为120~240 kg·hm^-2时,供试弱筋小麦的氮素利用效率为25.68~44.76 kg·kg^-1,氮肥生产效率为25.16~50.82 kg·kg^-1,随着施氮量增加,供试弱筋小麦的氮肥生产效率下降。     

施用不同形态的氮素对小麦产量及锰素积累的影响

采用盆栽试验的方法,研究了施用不同形态的氮素对小麦产量及锰素积累的影响。结果表明:铵态氮与锰配施可以提高矮抗58的产量及其构成因子,但显著地降低郑麦366的有效穗数和产量;硝态氮与锰配施可以显著地促进矮抗58和郑麦366千粒重的提高。矮抗58施用铵态氮可以促进锰素的积累,而施用硝态氮能促进锰素向籽粒的转移。不同形态的氮素与锰配施可以显著地促进郑麦366各部位对锰素的积累。     

不同氮效率基因型小麦根系吸收特性与氮素利用差异的分析

【目的】通过研究分析不同基因型小麦根系吸收特性与地上部氮素利用的差异,明确不同氮效率基因型小麦氮素吸收利用的生理机制,为氮高效小麦品种的选育和高效栽培提供理论依据。【方法】2012-2015年采用大田试验和盆栽试验相结合的方法,在不同氮效率品种筛选的基础上,以氮高效品种周麦27、郑麦366和氮低效品种周麦28、开麦20为试验材料,在不同氮素水平条件下研究其根冠关系、根系生物量、根系吸收面积、根系活跃吸收面积、根系活力以及地上、地下部氮素转运分配能力的差异。【结果】两类品种小麦拔节期前根系特性无明显差异,拔节期之后氮高效品种周麦27、郑麦366和氮低效品种周麦28根系生物量、根冠比、根系总吸收面积和根系活跃吸收面积均显著高于氮低效品种开麦20。氮高效品种周麦27、郑麦366根系活力显著高于氮低效品种周麦28和开麦20。氮高效品种周麦27、郑麦366和氮低效品种周麦28氮素积累量和花后氮素吸收量也显著高于氮低效品种开麦20。氮高效品种周麦27、郑麦366籽粒产量、植株氮素利用效率、氮肥生理利用率、花前氮素转运量、氮素籽粒分配比例均显著高于氮低效品种周麦28、开麦20。与常规供氮水平相比,降低供氮量,4个基因型小麦根系生物量、根系总吸收面积、根系活跃吸收面积、根系活力、成熟氮素积累量、花前氮素转运量和产量降低,根冠比、氮素吸收效率、植株氮素利用效率和氮肥生理利用效率升高。增加供氮量,根系生物量表现为周麦27、郑麦366、开麦20降低而周麦28增加。4个基因型小麦根系总吸收面积、根系活跃吸收面积、根系活力、成熟期氮素积累量、花前氮素转运量和产量均显著升高,而根冠比、氮素吸收效率、植株氮素利用效率和氮肥生理利用率降低。【结论】氮高效品种周麦27、郑麦366较高的根系生物量、根系活力、根系总吸收面积和根系活跃吸收面积促进了其对氮素的吸收,是氮高效的基础。较高的氮素转运、氮素籽粒分配能力和合理的根冠比促进了其对氮素的高效利用,是氮高效的关键。氮低效品种周麦28虽然也有较强的氮素吸收能力,但其氮素转运能力过低、生育后期根冠比过大限制了植株对氮素的合理利用,不利于氮效率的提高。氮低效品种开麦20氮素吸收能力不足,不能满足地上部生长的需要,限制了氮效率的提高。     

不同施氮量条件下灌溉量对小麦氮素吸收转运和分配的影响

【目的】研究灌溉量和施氮量对氮素吸收转运特性的影响及其与籽粒蛋白质含量的关系。【方法】试验在山东农业大学实验农场防雨池栽条件下进行,选取高产强筋小麦品种济麦20为试验材料。利用15N同位素示踪技术,于开花期和收获期分别测定各器官中不同来源氮素的吸收量与分配比例、成熟期籽粒产量、水分利用率等。【结果】施氮量和灌溉量对植株吸氮量、籽粒产量、籽粒蛋白质含量的影响存在互作,其中灌溉量的效应大于施氮量的效应,是影响以上诸项指标的主导因素。同一施氮量条件下,增加灌溉量,成熟期氮素吸收总量增加,但籽粒蛋白质含量降低;随灌溉量增加,土壤氮的吸收量和占总氮量的比例增大,肥料氮的吸收量和占总氮量的比例减小,表明增加灌溉量导致氮素吸收总量的增加主要是通过提高土壤氮的吸收量和占总氮量的比例实现的;增加灌溉量对籽粒蛋白质含量的稀释效应则主要表现为,增加灌溉量抑制开花后营养器官中积累的氮素向籽粒的转移,最终不利于籽粒蛋白质含量的提高。灌溉量不变,施氮量由120 kg•ha-1增加到240 kg•ha-1,各营养器官中氮素的积累量增加,但开花后营养器官中积累的氮素向籽粒的转移率降低,最终籽粒蛋白质含量亦不高。【结论】施氮量为120 kg•ha-1,全生育期灌溉底墒水和拔节水（W2N1）的处理,小麦植株吸收的氮素向籽粒分配量大,开花前营养器官中积累的氮素向籽粒转移率高,籽粒蛋白质含量最高,水分利用率亦最高,但籽粒产量仅为5 534.26 kg•ha-1;施氮量为120 kg•ha-1,全生育期灌溉底墒水、拔节水和开花水（W3N1）的处理,小麦植株吸收的氮素向籽粒分配量、氮素向籽粒转移率、水分利用率均较高,籽粒蛋白质含量达14.54%,籽粒产量达7 411.37 kg•ha-1,是本试验的最佳处理。     

Effects of Waterlogging in Different Growth Stages on the Photosynthesis,Growth,Yield,and Protein Content of Three Wheat Cultivars in Jianghan Plain

To maintain high wheat grain yield in areas where frequent and periodic waterlogging occurs,the effects of waterlogging on the photosynthesis,growth,yield,and protein content of three wheat cultivars,namely Xiangmai55(X55),Jingmai102(J102),and Zhengmai9023(Z9023),in four different growth stages were investigated.Experiments were conducted in specially designed experimental tanks in the middle and lower reaches of the Yangtze River during the 2012-2013 and 2013-2014 wheat growing seasons in China.Results showed that X55 was the most susceptible to waterlogging,followed by J102 and Z9023.Chlorophyll content reduction and leaf senescence,which resulted in decreased green-to-total leaf number ratio,were induced to the greatest extents by waterlogging in booting and flowering stages,followed by milky stage.Meanwhile,chlorophyll content in flag leaf,plant height were significantly decreased by waterlogging in jointing stage but effectively recovered after waterlogging withdrawal,and recovery ability varied among the cultivars.Plant biomass and grain yield were most significantly decreased by waterlogging in booting and flowering stages,followed by milky and jointing stages.Grain protein content was also considerably affected by waterlogging depending on growth stage and cultivars.The decreased grain yield caused by waterlogging was mostly due to the sharp decline in 1 000-grain mass.Waterlogging led to reduced protein yield in all growth stages in three wheat cultivars.Above all,in this experiment,waterlogging decreased grain yield significantly,and waterlogging at booting stage and flowering stage was most serious.Comparing the three cultivars,X55 was most sensitive to waterlogging.     

Effects of Waterlogging in Different Growth Stages on the Photosynthesis,Growth, Yield,and Protein Content of Three Wheat Cultivars in Jianghan Plain

To maintain high wheat grain yield in areas where frequent and periodic waterlogging occurs, the effects of waterlog-ging on the photosynthesis, growth, yield, and protein content of three wheat cultivars, namely Xiangmai55 (X55), Jingmai102 (J102), and Zhengmai9023 (Z9023), in four different growth stages were investigated. Experiments were conducted in special y designed experimental tanks in the middle and lower reaches of the Yangtze River during the 2012-2013 and 2013-2014 wheat growing seasons in China. Results showed that X55 was the most susceptible to waterlogging, fol owed by J102 and Z9023. Chlorophyl content reduction and leaf senescence, which resulted in decreased green-to-total leaf number ratio, were induced to the greatest extents by waterlogging in booting and flowering stages, fol owed by milky stage. Meanwhile, chlorophyl content in flag leaf, plant height were significantly decreased by waterlogging in jointing stage but effectively recovered after waterlogging withdrawal, and recovery ability varied among the cultivars. Plant biomass and grain yield were most significantly decreased by waterlogging in booting and flowering stages, fol owed by milky and jointing stages. Grain protein content was also considerably affected by waterlogging depending on growth stage and cultivars. The decreased grain yield caused by waterlogging was mostly due to the sharp decline in 1 000-grain mass. Waterlogging led to reduced protein yield in al growth stages in three wheat cul-tivars. Above al , in this experiment, waterlogging decreased grain yield significantly, and waterlogging at booting stage and flow-ering stage was most serious. Comparing the three cultivars, X55 was most sensitive to waterlogging.     

受渍小麦土壤氧含量的变化特征及渍害指标确定

【目的】分析小麦不同受渍时期的土壤氧含量变化特征,构建基于土壤氧含量的小麦受渍指标,为准确及时鉴别小麦受渍程度提供理论基础。【方法】选取小麦耐渍品种扬麦11与不耐渍品种郑麦7698,采用盆栽试验,分别在拔节—开花、开花—成熟2个时期进行渍水试验,设持续渍水0(CK)、5、12和20 d共4个处理,通过测定土壤氧含量和小麦产量,分析不同品种、不同处理冬小麦低氧胁迫受渍持续时长与产量的关系,筛选出以土壤氧含量为特征值的小麦受渍指标。【结果】土壤氧含量随着时间及生育期的推移逐渐降低,其高低起伏与自然降雨密切相关;拔节—开花时期受渍土壤氧含量减少量大于开花—成熟时期。CK的土壤氧含量随着生育期变化,在播种至拔节期以前主要保持在20 mg/L以上;从拔节期至灌浆期降至10 mg/L左右;灌浆期以后在10 mg/L以下。渍水处理阶段,2个生育时期小麦土壤氧含量低于5 mg/L;确定在4月下旬以前,可用土壤氧含量作为小麦受渍指标,受渍土壤氧含量的受渍阈值为5 mg/L。扬麦11和郑麦7698的产量与受渍处理天数均呈极显著负相关(P<0.01),不管品种是否耐渍,渍害持续时间越长,对小麦产量影响越大。生育前期土壤相对水含量对土壤氧含量影响较大,渍水下的土壤相对水含量使土壤氧含量维持在5 mg/L以下,而在生育后期,相对水含量对土壤氧含量影响不明显。分析小麦产量与土壤氧含量低于5 mg/L持续时长的关系,得出基于土壤氧含量的小麦受渍害指标标准,即在拔节—开花时期,扬麦11土壤氧气含量低于5 mg/L分别持续7、17和25 d以上时,郑麦7698分别持续8、18和24 d以上,认定小麦受轻度、中度、重度渍害影响;扬麦11与郑麦7698在开花—成熟时期持续11、18和27 d以上,认定小麦受轻度、中度、重度渍害影响。【结论】以小麦受渍时土壤氧含量的变化特征作为渍害判别标准符合江汉平原小麦种植实际生产现状,确定在4月下旬以前,可用土壤氧含量作为小麦渍害受渍指标,受渍土壤氧含量的阈值为5 mg/L。     

减氮适墒对冬小麦土壤硝态氮分布和氮素吸收利用的影响

【目的】针对黄淮冬麦区过量施氮的现象,研究了适量减氮在不同土壤墒情下硝态氮分布以及冬小麦对氮素吸收利用效率和籽粒产量的变化,为该地区小麦生产上科学施用氮肥提供理论依据。【方法】于2014—2015和2015—2016两个小麦生长季,在大田条件下设置3个灌水处理,自然降水(W1)、适墒(W2,70%±5%)、足墒(W3,80%±5%)和3个施氮量处理(不施氮,N1;减氮施肥,N2:195 kg·hm~(-2);常规高量氮肥,N3:270 kg·hm~(-2)),测定了0—100 cm土层硝态氮含量、冬小麦植株氮素吸收转运量和籽粒产量。【结果】0—60 cm土层硝态氮(NO_3-N)的分布随土层加深而减少,随施氮量增加而提高,随土壤墒情的增大而减少;60 cm又出现不同程度的回升,尤其是足墒(W3)加大了NO_3-N的淋溶,N2、N3水平下80—100 cm土层W3平均比W1高出了3.8 mg·kg~(-1)和4.2 mg·kg~(-1);减氮处理(N2)促进了NO_3-N吸收,成熟期0—20 cm土层NO_3-N比开花期平均降幅为2.3 mg·kg~(-1),高氮处理(N3)收获后土层中NO_3-N却有较多的富集。减氮适墒处理(W2N2)显著增加了开花期营养器官氮素积累量(P0.05),并促进氮素向籽粒的有效转运,尤其表现在叶片中;花前氮素转移量和对籽粒的贡献率均达最大,籽粒产量和籽粒中的氮素积累量分别比其他处理平均高出15.4%、27.3%,从而极显著提高了氮素吸收率和生产效率(P0.05)。【结论】本试验条件下,施氮量195 kg·hm~(-2),拔节后土壤相对含水量维持在70%±5%,是兼顾产量、氮肥吸收和生产效率的最佳处理。     

钾素水平对小麦氮素积累和运转及籽粒蛋白质形成的影响

 【目的】试图阐明施钾对小麦植株氮素积累、运转和籽粒蛋白质形成的影响机理。【方法】在池栽条件下，以宁麦9号（低蛋白）和扬麦10号（中蛋白）两个蛋白质含量不同的冬小麦品种为材料，研究了不同施钾水平下植株氮素积累、运转和开花期叶片含钾量的特征及其与籽粒蛋白质和各组分含量的关系。【结果】与不施钾相比，施钾提高了籽粒蛋白质含量，极显著提高了球蛋白和醇溶蛋白含量，由于对谷蛋白含量的作用甚微，因而显著降低了谷/醇比。施钾提高了开花期叶片含钾量进而显著促进了小麦植株花前氮素的积累和贮存氮素的运转，较高的开花期叶片钾营养水平显著提高了扬麦10号的花后氮积累，但对宁麦9号花后氮积累的促进作用较小。两种类型小麦的籽粒蛋白质含量对施钾的响应程度不同，扬麦10号大于宁麦9号。【结论】施钾条件下，因较高开花期叶片含钾量而显著提高的宁麦9号花前贮存氮素运转量和扬麦10号花后氮积累量，分别是这两种类型小麦籽粒蛋白质含量增加的重要生理原因。在本试验条件下，宁麦9号和扬麦10号的适宜施钾水平分别为K2O 150、225 kg·ha-1。     

花后干旱和渍水下氮素供应对小麦籽粒蛋白质和淀粉积聚关键调控酶活性的影响

 防雨池栽条件下，设置渍水、干旱和对照3个水分处理，每个水分处理下再设置2个施氮水平，研究了花后渍水和干旱逆境下氮素对两个籽粒蛋白质含量不同的小麦（Triticum aestivum L.）品种籽粒蛋白质和淀粉积聚关键调控酶活性的影响。研究结果表明，与对照相比，花后干旱和渍水均降低旗叶谷氨酰胺合成酶（GS）和谷丙转氨酶（GPT）活性，但水分逆境下增施氮肥可以提高旗叶磷酸蔗糖合成酶（SPS）、GS和GPT活性。灌浆期籽粒-蔗糖合成酶（SS）、可溶性淀粉合成酶（SSS）、结合态淀粉合成酶（GBSS）、GS和GPT活性均呈下降趋势，水分逆境下小麦籽粒SS和GS活性降低，干旱提高GPT活性，而渍水使其降低。土壤水分适宜或亏缺条件下增施氮肥可以提高籽粒SS活性，而渍水下增施氮肥降低SS活性。干旱和渍水下增施氮肥可以提高籽粒SSS、GBSS、GS和GPT活性。干旱处理提高直链淀粉积累速率和蛋白质含量，而渍水使其降低。土壤干旱和渍水下增施氮肥降低直链淀粉和支链淀粉积累速率，提高了蛋白质含量，且适宜水分或亏缺条件下增施氮肥可以提高蛋白质积累量，而渍水下增施氮肥不利于蛋白质积累。     

花后渍水、高温及其复合胁迫对小麦籽粒淀粉组成与糊化特性的影响

【目的】小麦生育后期土壤渍水（WL）、高温（HT）是长江中下游和黄淮南部麦区的主要气象灾害之一,对小麦产量形成和品质性状影响较大。本研究旨在探明小麦在逆境及其复合胁迫下籽粒淀粉组成和品质的变化。【方法】2011-2013年度以小麦品种郑麦004为材料,采用盆栽方式研究小麦花后土壤渍水（WL,花后5-14 d全天进行）、高温（HT,花后5-14 d,每天10：00-16：00处理）及渍水+高温复合胁迫（WL+HT）对小麦产量、淀粉组成及其糊化特性的影响。【结果】WL、HT及WL+HT胁迫均导致小麦淀粉产量显著下降,其中2011-2012年分别下降28%、46%和52%,2012-2013年分别下降27%、43%和61%。WL对总淀粉及其组分的影响不显著,但使直链淀粉含量降低,支链淀粉含量增加,淀粉直/支比呈下降趋势。HT和WL+HT复合胁迫使直链淀粉和支链淀粉含量均下降,并显著降低总淀粉含量,其中2011-2012年度使总淀粉含量分别下降11.0%和10.8%,2012-2013年度分别下降8.2%和5.5%。WL对淀粉糊化特性的影响两年间存在差异：2011-2012年度WL使低谷黏度显著下降,但对其他黏度参数的影响不显著;而2012-2013年度WL使其峰值黏度、低谷黏度、终结黏度、稀懈值和回生值分别增加27.9%、39.2%、31.5%、21.9%和27.9%,均达显著水平。HT显著降低淀粉的峰值黏度、低谷黏度、终结黏度、稀懈值和糊化时间,2011-2012年度分别降低22.2%、22.0%、16.9%、22.5%和4.8%,2012-2013年度分别降低39.6%、62.0%、62.7%、28.0%和7.0%。WL+HT复合胁迫对糊化特性的影响两年度间存在差异：2011-2012年度WL+HT使其峰值黏度、低谷黏度、终结黏度和稀懈值分别显著降低20.9%、23.9%、10.4%和15.2%,而2012-2013年度使其分别显著增加15.4%、30.2%、7.1%和6.4%。相关分析表明,籽粒中总淀粉和支链淀粉含量与峰值黏度、低谷黏度、终结黏度和稀懈值呈显著或极显著的正相关,而直链淀粉含量与主要黏度参数相关多不显著。【结论】土壤渍水、高温使小麦淀粉产量显著下降,土壤渍水和高温复合胁迫明显加重了危害。逆境胁迫改变淀粉组分和淀粉直/支比,导致主要淀粉糊化参数变化。与土壤渍水相比,高温对淀粉糊化参数的影响更大,而复合胁迫未表现出加重影响的现象。     

不同类型专用小麦叶、茎、粒可溶性糖变化与淀粉含量的关系

 比较了3种类型专用小麦（强筋小麦郑麦9023、中筋小麦温麦4号和弱筋小麦豫麦50）在籽粒灌浆过程中旗叶、倒一茎节、倒二三茎节、倒四五节茎节、叶鞘中可溶性总糖和蔗糖含量及籽粒中可溶性总糖、淀粉含量的变化。结果表明，在灌浆过程中，中筋小麦温麦4号和弱筋小麦豫麦50旗叶中可溶性总糖、蔗糖、SS和SPS活性均高于强筋小麦郑麦9023，温麦4号略高于豫麦50。SS和SPS活性峰值出现时间早于可溶性总糖和蔗糖。在花后12 d至成熟期间，豫麦50籽粒中可溶性总糖含量最高,温麦4号次之，郑麦9023最低；豫麦50淀粉含量显著高于温麦4号和郑麦9023，灌浆后期的ADPP活性也高于温麦4号和郑麦9023。相关分析表明，开花后18 d至成熟期茎中可溶性总糖含量与籽粒淀粉含量之间呈极显著负相关，而叶片中可溶性总糖、叶片中蔗糖、籽粒中可溶性总糖与籽粒淀粉积累速率呈显著或极显著正相关。茎鞘可溶性总糖含量对籽粒淀粉的贡献率存在基因型差异：豫麦50和郑麦9023以倒二、三节间最大，而温麦4号则以倒四、五节间最大。