源库调节对小麦籽粒灌浆及光合特性的影响

为探讨不同穗型超高产小麦品种的源库关系，通过剪叶和去穗处理研究了两个不同穗型小麦品种“兰考矮早八”和“豫麦49—198”的籽粒灌浆和光合特性。结果表明，两个品种的籽粒体积、千粒重、灌浆速率在花后15d之后均表现为去穗处理〉对照〉去叶处理。去叶处理使两个品种的千粒重、灌浆速率均有所下降．其中豫麦49—198较对照下降最大比例分别为24．4％和22％，兰考矮早八下降的最大比例分别为7．6％和9％；去穗处理使两个品种的千粒重和灌浆速率均有所增加，其中豫麦49—198较对照增加的最大比例分别为11．1％和17％，兰考矮早八增加的最大比例分别为12．2％和17．25％。源库改变对两个品种的光合特性均有影响，表现为对照旗叶〉去穗旗叶〉去叶倒二叶〉对照例二叶。随着灌浆进程，豫麦49—198去叶处理的倒二叶光舍速率较对照增加的比例从40％减为25％．兰考矮早八去穗处理的旗叶光合速率较对照下降的比例从27％减为20％。     

种植行距对两种穗型小麦品种籽粒糖代谢及灌浆特性的影响

为给不同穗型小麦品种选择适宜种植行距提供参考依据,以多穗型品种豫麦49和大穗型品种兰考矮早8为材料,在大田高产栽培条件下,研究了行距对两种穗型小麦品种花后籽粒蔗糖代谢和籽粒灌浆的影响。结果表明,两品种在灌浆期间籽粒可溶性糖含量、蔗糖含量和蔗糖合成酶活性均呈下降趋势,淀粉含量则快速上升。在灌浆前期兰考矮早8的可溶性糖含量和蔗糖含量以窄行距（15和10 cm）处理较高,而灌浆后期则以宽行距（20和25 cm）处理较高;豫麦49在整个灌浆期可溶性糖含量和蔗糖含量均表现为宽行距处理高于窄行距处理。籽粒淀粉含量两品种均呈现“S”形变化动态。兰考矮早8籽粒淀粉含量为窄行距处理高于宽行距处理,豫麦49则相反。行距对灌浆特征参数的影响因品种而异,兰考矮早8籽粒灌浆持续期、有效灌浆持续期和最大粒重以15 cm最大,豫麦49平均灌浆速率、最大灌浆速率和有效灌浆持续期的灌浆速率以及最大粒重则以20 cm最高。综合来看,兰考矮早8适宜行距为15 cm,而豫麦49为20 cm。     

种植行距对两种穗型小麦品种籽粒蔗糖代谢及灌浆特征的影响

为不同穗型小麦品种选择各自适宜的行距配置方式提供理论依据,在大田高产栽培条件下,研究了行距配置对两种穗型小麦品种花后籽粒蔗糖代谢和籽粒灌浆的影响。两品种在灌浆期间籽粒可溶性糖含量、蔗糖含量和蔗糖合成酶活性均呈下降趋势,淀粉含量则快速上升。在灌浆前期兰考矮早8的可溶性糖含量和蔗糖含量以窄行距处理较高,而灌浆后期则以宽行距处理较高;豫麦49在整个灌浆期可溶性糖含量和蔗糖含量均表现宽行距处理高于窄行距处理。籽粒淀粉含量两品种均呈现“S”形变化动态。兰考矮早8籽粒淀粉含量为窄行距处理高于宽行距处理,豫麦49则相反。行距对灌浆特征参数的影响因品种而异,兰考矮早8籽粒灌浆持续期、有效灌浆持续期和最大粒重以15 cm最大,豫麦49平均灌浆速率、最大灌浆速率和有效灌浆持续期的灌浆速率以及最大粒重则以20 cm最高。     

行距对大穗型小麦兰考矮早八同化物质生产 及产量的影响

为给大穗型小麦品种兰考矮早八的种植选择适宜的行距,在大田高产栽培条件下,设置10、15、20、25 cm 4个行距处理,研究了行距对其花后旗叶光合物质生产及籽粒产量的影响.结果表明,行距对小麦旗叶叶绿素含量和光合速率均有明显影响,均表现为15 cm>10 cm>20 cm>25 cm.窄行距处理的旗叶可溶性糖含量在花后0～28 d较低,而在花后35 d较高.窄行距也有助于提高旗叶蔗糖含量,其中以15 cm行距最高.与其他处理相比,15 cm行距能显著增加单位面积穗数,协调产量构成因素,显著提高产量.     

施氮对小麦干物质累积和转运的影响

为给高产小麦氮素科学管理提供依据,以河南温县和兰考典型高产区为试验地点,连续两年在0、90、180、270、360kg.hm-2氮水平下,研究了施氮对多穗型品种豫麦49-198和大穗型品种兰考矮早八干物质累积、分配、转运的影响及与产量的关系。结果表明,从越冬到收获,小麦干物质累积逐步增加,但两个品种小麦干物质累积都在拔节后差异明显,以拔节-开花增幅最大,其次是开花-收获。施氮使小麦干物质累积、转运和产量均增加,其中豫麦49-198干物质累积量和转运量、转运干物质对籽粒的贡献率、籽粒产量都以施氮270kg.hm-2较高,而兰考矮早八则都以施氮180kg.hm-2较高。氮肥用量与小麦开花期、成熟期干物质累积和不同器官干物质分配之间的关系均可用一元二次曲线拟合,豫麦49-198在开花期不同器官最大干物质的施氮量都高于兰考矮早八,但两个品种最大籽粒产量的施氮量接近。开花期豫麦49-198茎鞘干物质比例低于兰考矮早八,穗轴干物质比例高于兰考矮早八;成熟期豫麦49-198叶片、茎鞘、穗轴干物质分配比例低于兰考矮早八,籽粒干物质分配比例高于兰考矮早八;豫麦49-198花前干物质累积比例、转运干物质对籽粒的贡献率都低于兰考矮早八。     

花后干旱胁迫对两种筋力型小麦品种旗叶光合特性的影响

在盆栽防雨条件下，分别以强筋小麦品种豫麦34和弱筋小麦品种豫麦50为材料，研究了花后不同阶段（整个灌浆期、花后0～10d、花后10～20d和花后20～30d）土壤干旱胁迫（土壤相对含水量为35％～40％）对植株旗叶光合特性的影响。结果表明，花后不同阶段土壤干旱胁迫均导致两品种旗叶净光合速率（Pn），PSⅡ活性（Fv/Fo）、PSⅡ最大光能转换效率（Fv/Fm）、实际光化学效率（ΦPSd）和光化学猝灭系数（qP）显著下降，非光化学猝灭系数（qN）显著上升；以整个灌浆期干旱胁迫下旗叶光合参数下降幅度最大。不同阶段相比，以花后10～20d干旱胁迫下旗叶光合参数的降幅最大，处理间差异达到极显著水平，而花后0～10d和20～30d干旱胁迫对旗叶光合参数的影响相对较小。因此，保证花后10～20d的麦田水分供应对维持小麦较高的光合性能、促进籽粒灌浆具有重要作用。两品种相比，以强筋小麦品种豫麦34旗叶光合性能及产量受干旱胁迫的影响相对较大。     

灌水对不同穗型小麦碳氮代谢及籽粒灌浆的影响

为了给小麦节水栽培实践提供参考,在大田条件下研究了灌水次数对大穗型小麦品种豫麦66与多穗型小麦品种豫麦49碳氮代谢及籽粒灌浆的影响。结果表明,增加灌水次数可以提高旗叶硝酸还原酶(NR)活性和可溶性蛋白质含量,在灌浆中后期豫麦66较豫麦49具有明显优势。随着灌水次数增加,旗叶和籽粒可溶性糖含量在灌浆前期降低,而在灌浆后期籽粒可溶性糖含量升高,旗叶则表现相反。籽粒淀粉积累速率在灌浆前期随灌水次数增加而降低,但在灌浆后期则与之相反。籽粒灌浆速率呈单峰曲线变化,增加灌水次数,积累高峰期推迟,且前期慢,后期快,在花后35 d豫麦66在灌一水、灌两水和灌三水处理下籽粒灌浆速率分别为0.96、1.24和1.07 mg/d,而豫麦49分别为0.94、0.39和0.36 mg/d。豫麦66与豫麦49号相比,旗叶可溶性糖含量在灌浆中后期较低,淀粉及籽粒积累速率的峰值出现较晚但持续时间较长,表明大穗型品种同化物外运能力和库活性较强,灌浆进程稳健。     

氮密调控对两种穗型冬小麦品种茎蘖干物质积累与转运的影响

为了解不同穗型品种产量形成的特点及其对氮素和种植密度响应的差异,在大田试验条件下,以大穗型品种兰考矮早八和多穗型品种豫麦49-198为材料,每个品种设置全生育期不施氮、施氮240kg·hm-2(N240)两个氮肥水平以及150×104、262.5×104和375×104株·hm-2三个种植密度水平(分别用D1、D2和D3表示),研究了施氮和种植密度对两种穗型冬小麦品种主茎和分蘖的干物质积累、转运及其籽粒产量的影响。结果表明,兰考矮早八具有明显的主茎优势,开花期和成熟期主茎干物质积累量显著大于豫麦49-198,且种植密度对两品种主茎干物质积累量的影响显著大于施氮;同一施氮水平下,两品种主茎干物质积累量和各营养器官中的干物质积累量与分配比例均随种植密度的增大而增加。相同氮密条件下,兰考矮早八主茎各营养器官花前贮藏干物质的转运量、转运效率和对籽粒产量的贡献大于豫麦49-198。无论施氮与否,豫麦49-198D3处理分蘖的叶片、叶鞘、穗轴+颖壳的花前贮藏干物质转运量、转运效率及其对籽粒产量的贡献均明显高于D2、D1处理;同一施氮水平下,兰考矮早八则随种植密度的增大而增加。因此,在生产实践中,多穗型品种应在保持适宜群体茎蘖数量的基础上,春季采取水氮后移,这样可促进分蘖各营养器官花前贮藏干物质向籽粒的转运与分配,增加粒数和粒重,提高产量;大穗型品种应适当加大播种量,适期肥水管理,促进分蘖成穗,增加有效穗数,实现高产。     

施氮量对超高产冬小麦花后光合特性及产量的影响

为给冬小麦超高产栽培中氮肥合理运筹提供参考依据,于2007-2008年在河南温县、兰考两试验点,以两个具有超高产潜力的冬小麦品种豫麦49和兰考矮早八为供试材料,在全生育期施氮0、90、180、270 和360 kg N ·hm-2（底施和拔节期追施各半）的条件下,研究了施氮量对冬小麦光合特性、干物质积累和籽粒产量的影响。结果表明,两试验点施氮量180和270 kg·hm-2处理的籽粒产量均达到了每公顷9 000 kg以上的水平,高于其他施氮处理,与不施氮和90 kg N ·hm-2处理间差异均达显著水平。进一步分析发现,与其他处理相比,180和270 kg·hm-2处理提高了两个小麦品种开花后旗叶光合速率和SPAD值,进而增加了花后干物质积累量。两试验点的施氮处理对大穗型品种兰考矮早八成穗数影响不显著,而施氮量180和270 kg·hm-2处理显著提高了多穗型品种豫麦49的成穗数;两品种穗粒数和粒重均表现为不施氮和90 kg N ·hm-2处理显著低于适宜施氮量（180和270 kg N ·hm-2）处理。两品种在两试验点获得最高产量的施氮量不同,豫麦49和兰考矮早八分别在270和180 kg·hm-2获得最高产量。由此可见,在本试验条件下,两个品种在施氮量180~270 kg·hm-2、基施和拔节期比例5∶5条件下,在稳定足够穗数的基础上,增加穗粒数,促进花后物质积累量,提高粒重,可实现超高产。     

种植密度对两种穗型冬小麦品种籽粒糖含量和淀粉积累的影响

为探明不同种植密度对两种穗型冬小麦品种籽粒糖含量和淀粉积累的影响,于2004~2005年在大田试验条件下,分析了不同种植密度下多穗型品种豫麦49-198系和大穗型品种兰考矮早八灌浆期间籽粒蔗糖、可溶性糖含量和淀粉积累量的变化。结果表明,随着灌浆进程的推进,两种穗型冬小麦品种籽粒中蔗糖和可溶性糖含量均呈下降趋势,而淀粉含量则持续上升。不同种植密度对小麦品种籽粒糖含量变化和淀粉积累的影响存在差异:多穗型品种豫麦49-198系和大穗型品种兰考矮早八分别以225×104株/hm2和375×104株/hm2种植密度有利于蔗糖和可溶性糖的转化以及籽粒淀粉的积累,从而提高了千粒重;两种穗型品种千粒重变化与光合同化物及淀粉积累的变化趋势相吻合。因此,在生产实践中,应针对不同类型品种籽粒糖和淀粉积累特点确定适宜的种植密度,以达到提高产量的目的。     

剪叶对不同穗型小麦品种光合速率及单茎产量的影响

为了探讨高产条件下不同穗型小麦品种叶片对产量的贡献,选用两种穗型小麦品种为试验材料,研究了抽穗期剪叶对剩余叶片光合速率、茎秆干重及籽粒结实与粒重的影响.结果表明,剪叶可提高剩余叶片光合速率,以多穗型品种豫麦49剩余叶片净光合速率增幅较大,但不足以弥补剪叶造成的损失,表现为结实粒数减少、粒重降低;随被剪叶片数的增加和叶位的升高,结实粒数和粒重降低更多.剪叶后大穗型品种宿2001茎秆干重明显减轻.抽穗期剪叶对多穗型品种豫麦49籽粒产量的影响大于大穗型品种宿2001.     

宽幅带播对大穗型冬小麦冠层特征及产量的影响

为了解宽幅带播在小麦种植上的应用效果,在大田条件下,以兰考矮早八为材料,研究了宽幅带播种植对大穗型冬小麦冠层特征及产量的影响.结果表明,与常规条播比较,宽幅带播的小麦群体叶面积指数、冠层光截获量和相对湿度较高,而冠层温度较低,穗数显著增加,产量提高0.47％～13.70％.宽幅带播下随着行距增大,叶面积指数、光截获量和湿度降低,而冠层温度升高,穗数和穗粒数减少,千粒重增加,最终产量降低.宽幅带播下15 cm行距可作为大穗型冬小麦品种的适宜行距配置.     

行距配置对高产冬小麦籽粒灌浆特性及淀粉和蛋白质积累的影响

为研究不同行距配置对小麦籽粒发育及淀粉和蛋白质积累的影响,以4个高产冬小麦品种为材料,在河南浚县农业科学研究所超高产攻关田研究了不同行距配置下小麦籽粒灌浆特性及淀粉、蛋白质的积累动态.结果表明,高产小麦籽粒中可溶性糖含量下降与淀粉含量的增加趋势基本吻合,宽窄行种植模式(S1)籽粒中可溶性糖含量较高,且转化利用较快,促进了籽粒淀粉积累.从行距配置看.周麦22籽粒蛋白质含量以等行距种植模式(S2)较高,偃展4110和矮抗58均以S1较高,而豫麦49-198在两种种植模式下无明显差异.籽粒灌浆速率、千粒重和产量则表现为豫麦49-198、周麦22和矮抗58均以S较高,而偃展4110以S2较高.灌浆模型分析表明,灌浆持续天数和最大灌浆速率出现时间是行距配置影响粒重的主要因素.     

冬小麦碳氮积累、转运和籽粒产量对小花发育期追氮的响应

为给冬小麦高产优质栽培过程中氮肥的合理调控提供参考依据,通过河南郑州和兰考两点大田试验,分别在总施氮量240和180 kg·hm^-2下,以全部基施为对照,进行基施和追施各50%施氮处理［追肥时期分别在返青期(二棱末期)、返青后10 d(护颖原基分化期)、20 d(雌雄蕊原基分化期)和30 d(雌蕊凹期)］,探讨了小花发育期施氮对两种穗型冬小麦碳、氮积累和转运及产量构成的影响。结果表明,在小花发育期追施氮肥均有利于花前碳、氮的贮藏积累和转运,且兰考矮早8品种贮藏碳、氮转运对籽粒的贡献率分别高于对照处理4.49和3.98个百分点,而豫麦49198品种分别高于对照处理1.68和0.47个百分点;两个品种花前贮藏氮素转运对籽粒的贡献率分别高于碳素42.97和38.47个百分点。在本试验条件下,在小花雌雄蕊原基分化期追施氮肥增加了兰考矮早8的千粒重和豫麦49198的穗粒数,且追肥处理的穗粒数、千粒重和籽粒产量显著高于其他处理,氮素积累和转运的增加也显著提高了籽粒蛋白质含量和产量。根据本研究结果,在总施氮量180~240 kg·hm^-2下,采取基施和小花雌雄蕊原基分化期追施氮肥各50%,提高了籽粒产量和蛋白质产量。     

不同冬小麦品种根际土壤氮素转化微生物及酶活性分析

为了解小麦氮素吸收效率与土壤微生物及酶活性的关系,给小麦品种选育和合理施氮提供参考,通过大田试验,比较分析了氮素吸收效率不同的四个冬小麦品种(豫麦49-198、矮早8、偃展4110和衡观35)根际土壤氮素转化微生物及酶活性的动态变化。结果表明,氮吸收效率在偃展4110与衡观35间、豫麦49-198与矮早8间均无显著差异,但前两个品种显著低于后两个品种。不同氮吸收效率冬小麦品种根际土壤微生物活性及酶活性不同。随生育时期的推进,四个品种的硝化细菌活性均呈先降后升再降的趋势,其中氮吸收效率低的品种(偃展4110和衡观35)的硝化细菌活性在拔节期至花后15d大于高氮吸收效率品种(豫麦49-198和矮早8);氨化细菌活性在拔节期至花后15d无显著变化,至成熟期活性迅速升高,品种间无显著性差异;反硝化细菌活性在整个测定时期均表现为低氮吸收效率品种大于高氮吸收效率品种;各品种脲酶活性均在拔节期最高,且此时高氮吸收效率品种大于低氮吸收效率品种;蛋白酶活性均在花后15d最高,拔节至开花期低氮吸收效率品种蛋白酶活性小于高氮吸收效率品种。     

拔节后补灌对不同穗型冬小麦耗水和籽粒产量的影响

为探究拔节期和开花期不同补灌方案对不同穗型冬小麦耗水特性、籽粒产量和水分利用效率的影响，于2017-2019年在山东省泰安市以大穗型品种山农23和中多穗型品种山农29为试验材料，以拔节后无灌水(T1)为对照，设置拔节期补灌目标为0~20 cm土层相对含水率达100%田间持水率(T2)、拔节期和开花期补灌目标为0~20 cm土层相对含水率达100%田间持水率(T3)和拔节期补灌目标为0~40 cm土层相对含水率达100%田间持水率(T4) 3种补灌方案。结果表明，拔节后不同补灌方案对大穗型和多穗型小麦品种影响基本一致。与T1处理相比，T4处理显著提高了0~100 cm土层土壤相对含水率，使60~100 cm土层土壤相对含水率在开花期仍保持较高水平；T3处理显著提高了拔节期0～60 cm和开花期0~40 cm土层土壤相对含水率。与T3处理相比，T4处理的拔节至开花阶段耗水量增加了28.9%，其中对上层土壤总供水的表观消耗量增加了66.4%；T4处理在开花至成熟阶段对深层土壤总供水的表观消耗量增加了68.0%，对上层土壤总供水的表观消耗量降低了37.4%。在开花至成熟期降水较多(121.2 mm)的年份，T4处理的开花至成熟阶段耗水量、开花后旗叶净光合速率和籽粒产量相对于T3处理均无显著变化，但总耗水量较高，水分利用效率显著降低；在开花至成熟期降水较少(45.2 mm)的年份，T4处理的开花至成熟期的阶段耗水量、开花后旗叶净光合速率、籽粒产量和水分利用效率较T3处理均显著降低。因此，在小麦全生育期降水量为111.6~220.2 mm、开花后降水量为45.2~121.2 mm的条件下，大穗型和中多穗型小麦品种均以在拔节期和开花期将0~20 cm土层补灌至100%田间持水率的补灌方案最优，可同时实现高产和高水分利用效率。     

宽幅播种条件下行距对小麦产量及干物质积累和转运的影响

为了确定小麦宽幅播种的适宜行距,在高产地块以高产小麦品种泰农18为材料,设置20 cm、25 cm、30 cm三个行距处理,研究了宽幅播种条件下行距对小麦产量、群体动态、干物质积累与分配的影响。结果表明,相同行距下,宽幅播种的小麦产量较常规条播提高11.0%。在宽幅播种条件下,行距过大时小麦群体数量较小,成穗不足,干物质积累减少,产量降低;缩小行距可提高群体数量和干物质积累;但行距过小时穗粒数、千粒重下降,群体边际效应减弱,产量降低;适宜行距可协调产量构成因素,提高群体在花后维持较高光合能力,提高花后干物质同化量和对籽粒的贡献度。在本试验的条件下,泰农18以宽幅播种、行距25 cm、播量120 kg·hm~(-2)为宜。     

不同小麦品种钾素营养特性的差异

选用27个小麦品种为材料，通过盆栽试验的方法，研究了各品种的施钾响应度，以明确不同小麦品种间钾素营养特性的差异。结果表明，供试小麦品种钾效率及其对施钾响应度存在显著的基因型差异，27个品种可分为低效低响应型、低效高响应型、高效低响应型、高效高响应型4种类型。其中，豫麦25号、郑州9023、豫麦9号和豫麦34为第一种类型，豫麦41号、丰优7号、济麦2号、郑麦9405、新麦11、郑农16和豫麦68为第二种类型，豫麦18、温麦8号、豫麦69、豫麦60、新矮早958、郑州9689、周麦16、高优503、豫展1号、新麦9号、兰考3号、兰考6号、豫麦49、兰考4号、偃师4110为第三种类型，太空6为第四种类型。在钾胁迫奈件下小麦成熟期生物学产量及其施钾响应度与小麦籽粒产量及其施钾响应度之间均呈极显著的正相关关系，可作为评价不同小麦品种钾效率高低和对施钾效应大小的参考指标。在供试土壤条件下。不同小麦品种钾效率与其钾利用效率呈显著的正相关。