花后渍水时长对小麦根系形态和抗氧化酶活性及产量的影响

为研究花后渍水对小麦根系形态特征和衰老特性及产量的影响,以小麦品种齐民7号和淮麦44为试验材料,采用柱栽试验方法,在开花期设置0 d(W0)、3 d(W3)、6 d(W6)和9 d(W9)四个渍水时长,分析了不同渍水处理间小麦根系平均直径、总根长、根干重和根系衰老相关酶活性及产量的差异。结果表明,在整个测定时期,W3处理的小麦根系平均直径、总根长、根干重、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性与W0处理无显著差异,但成熟期千粒重和产量显著低于W0处理。花后21 d, W6和W9处理的根系平均直径、总根体积、总根长、根干重、CAT和SOD活性显著低于W0和W3处理,POD活性和MDA含量显著高于W0和W3处理。成熟期不同处理之间穗数无显著差异,W9处理的穗粒数显著低于其他处理,千粒重和产量表现为W9W6W3W0。齐民7号各处理的穗粒数和产量均显著高于淮麦44,但W3处理下,齐民7号的产量损失显著低于淮麦44。随渍水时长的增加,两品种的产量损失均显著增加,渍水9 d时最终产量损失均达到51%以上,品种之间无显著差异。这说明本试验条件下,开花期渍水胁迫会加快小麦根系衰老,进而影响籽粒灌浆,最终导致产量降低,且渍水时间越长,其影响越大。     

小麦品种抗旱性与深根性和深层根系活性的关系

为明确小麦根系垂直生长与抗旱能力的关系,以不同抗旱类型品种洛旱6号、西农979和郑麦366为材料,在柱栽条件下研究了不同生育时期最大根深、根干重垂直分布、根系活性垂直变化等性状。结果表明,本试验条件下,小麦根深在挑旗期达最大值,越冬至挑旗期间根系生长速度快。挑旗期和抽穗期不同抗旱类型品种间根深差异显著,其中抗旱性强的品种最大根深较大;与抗旱性弱的品种相比,抗旱性强的品种总根干重和深层根干重小,根系生理活性强。籽粒灌浆期表现为抗旱性越强,深层根系生理活性越强。据此认为,抗旱性强的小麦品种未必具有较大的根干重或深层根干重,但其根系下扎深且深层根系生理活性较强,尤其是生育后期的根系生理活性强。     

渍水胁迫对苗期油菜根系形态与生理活性的影响

盆栽条件下研究连续渍水胁迫对2个油菜品种中双9号和中油杂12号苗期根系形态及生理活性的影响。结果表明,渍水处理初期(前5d)两个油菜品种根系超氧自由基阴离子（O2.-）产生速率均较对照显著提高,超氧化物歧化酶(SOD)活性较对照显著升高,活性氧累积引起的细胞膜脂过氧化程度（MDA含量）变化不显著,根系生物量及形态参数未发生显著变化。但随着渍水时间延长至5d后,根系O2.-产生速率继续加快而SOD和过氧化氢酶（CAT）活性显著降低,细胞膜脂过氧化程度（MDA含量）显著提高;根系组织坏死严重,根生物量显著降低;根系形态发生显著变化,根表面积、根体积、主根长和总根长显著降低,平均根直径显著增加,须根数量明显减少。     

渍水胁迫对油菜根系形态与生理活性的影响

盆栽条件下研究连续渍水胁迫对2个甘蓝型油菜品种中双9号和中油杂12号苗期根系形态及生理活性的影响.结果表明,渍水处理初期(前5d)两个油菜品种根系超氧自由基阴离子(O2-)产生速率均较对照显著提高,超氧化物歧化酶(SOD)活性较对照显著升高,活性氧累积引起的细胞膜脂过氧化程度(MDA含量)变化不显著,根系生物量及形态参数未发生显著变化.但随着渍水时间延长至5d后,根系O2-产生速率继续加快而SOD和过氧化氢酶(CAT)活性显著降低,细胞膜脂过氧化程度(MDA含量)显著提高;根系组织坏死严重,根生物量显著降低;根系形态发生显著变化,根表面积、根体积、主根长和总根长显著降低,平均根直径显著增加,须根数量明显减少.     

渍水对冬油菜苗期生长及生理的影响

以中双9号油菜为材料,通过盆栽试验研究了苗期不同渍水时间对冬油菜生长和生理指标的影响。结果发现,光合色素含量在整个试验期间一直下降。其它生长及生理指标均表现为先升高后降低的趋势,其中相对生长率、根系活力、可溶性糖、根系丙二醛（MDA）含量、叶片超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性在渍水第13d时达到最高,而叶片MDA含量则在渍水胁迫24d时达到最大值。说明渍水胁迫对冬油菜幼苗地上部和根系生长产生显著影响。短期渍水胁迫下,油菜幼苗能够通过调节自身的生理代谢活动,维持一定的生长量;但是随着胁迫时间的延长,植株生理活动受到严重影响,油菜幼苗生长受抑制,相对生长率显著降低。     

B803A系列杂交水稻组合根系生长特性研究

以B803A所配4个杂交水稻组合与汕优63(CK)为材料,研究了不同生育时期的根系干重、根冠比、根系含水率和发根力变化及其与产量的关系。结果表明,B优系列组合各个生育时期的根系干重均大于汕优63,而根冠比却小于汕优63;抽穗期后的根系含水率及孕穗期的发根力均高于汕优63,说明B优系列组合生育后期的根系活性强于汕优63。对根系特性与产量的相关分析表明,水稻生育后期根系活性对产量的形成具有重要影响。     

糯小麦与非糯小麦籽粒品质水氮效应的差异性研究

为给糯小麦的优质高产栽培提供理论依据和指导,以糯小麦糯麦12和其近等基因系非糯小麦川育12为材料,在防雨盆栽条件下,研究了糯小麦与非糯小麦之间品质水氮效应的差异。结果表明,水、氮处理对非糯小麦和糯小麦糖类、淀粉含量、蛋白质含量、沉降值、PPO活性、糊化特性、农艺性状均有显著影响,但具体水氮效应在两种小麦中表现有所不同。糯小麦的总糖和蔗糖含量表现为N0+干旱处理下最低,而非糯小麦总糖含量表现为N0+对照（湿润）处理下最低,蔗糖为N1+干旱处理下最高;两种小麦的戊聚糖含量均为N1+渍水处理下最高;糯小麦的果聚糖含量为N1+干旱处理下最高,而非糯小麦为N0+渍水处理下最高。糯麦12在N0+干旱处理下,淀粉含量最高,而非糯小麦川育12在N1+对照处理下最高;蛋白质含量,糯麦12表现为N1+对照处理下最高,而非糯小麦川育12在N1+渍水处理下最高;糯麦12与川育12的SDS沉降值均为N1+渍水处理下最高,PPO活性值均为N1+对照处理下最低。农艺性状方面,糯小麦与非糯小麦的旗叶长、宽、有效分蘖数均为渍水处理下表现为增加,灌浆期为干旱处理下最短,两种施氮处理间无明显差异;在N1+渍水处理下,糯麦12的穗长和单株干重表现出最高值,在N0+渍水处理下,其小穗数最多,其穗粒数在N1+对照处理下最高;而非糯小麦川育12的穗长与小穗数在N0+渍水处理下表现出最高值,穗粒数与单株干重在N1+渍水处理下表现为最高。     

稻秆还田量对盆栽冬小麦生理特性的影响

为确定小麦优质高产条件下适宜的稻秆还田模式,通过盆栽试验,研究了稻秆还田量对小麦出苗、根系生长、根系活力、旗叶叶绿素含量、光合速率、SOD和CAT活性及产量的影响。结果表明,稻秆还田量不影响小麦出苗率,但影响出苗整齐度。适当的稻秆还田量能提高旗叶叶绿素含量、SOD和CAT活性及光合速率,延缓生育后期旗叶衰老,使其保持较高的光合能力,促进小麦根系生长,增加次生根数目、根冠比、根系总吸收面积、活性吸收面积及活性,实现增产,其中以9 000kg.hm-2稻秆还田量较为突出。     

花后渍水对小麦旗叶光合特性及产量的影响

为给小麦抗逆调优栽培提供依据,在池栽条件下,以豫麦34和扬麦9号为材料,研究了花后渍水对小麦旗叶光合特性及产量的影响.结果表明,花后渍水条件下,小麦旗叶光合速率和叶绿素含量均下降,且花后渍水对豫麦34的影响大于对扬麦9号的影响;叶绿素荧光动力学参数Fo上升,Fv/Fm、ΦPSⅡ和qP均呈下降趋势.由此说明渍水逆境下,小麦叶片光合机构受损,光合功能期缩短,从而加速植株衰老,导致小麦干物质积累量和产量显著下降.     

孕穗期渍水对不同小麦品种根系生长和籽粒产量的影响

为给长江中下游地区小麦高产耐渍品种选用提供参考，以小麦品种扬麦25、扬麦24、宁麦13和宁麦9号为材料，分析了孕穗期连续10 d渍水处理对小麦叶面积和光合速率、地上部干物质积累、籽粒产量及其结构和不同土层（0~100 cm）根系干重的影响。结果表明，与对照（正常水分）相比，渍水处理显著降低小麦籽粒产量，降幅12%~31%，穗粒数和千粒重的减少是减产的主要原因。相比其他品种，渍水后扬麦25产量降幅小，产量构成较协调，受渍水影响轻。渍水处理显著减少小麦开花期和成熟期不同土层根系干重，其中对下层根系的影响大于上层根系；渍水也显著降低乳熟期倒三叶面积、倒二叶和倒三叶净光合速率，明显抑制成熟期地上部各器官和花后光合物质积累。在对照条件下，扬麦25的根系干重在开花期与其他品种相近，成熟期的0~20和80~100 cm土层根系干重则较高；在渍水条件下，扬麦25能在花后维持较高的上层根系生物量，成熟期的0~60 cm土层根干重占总根干重比例较高。不同水分处理下，扬麦25均具有面积大的旗叶且高的净光合速率，花后维持较久的上三叶绿色面积和积累更多的光合产物。因此，小麦花后根系生物量保持稳定（尤其是表层根系），绿叶面积较大且衰减慢（尤其是旗叶），有助于增强小麦花后光合物质积累能力，促进籽粒灌浆和单穗高产稳产，这可作为高产耐渍品种的筛选依据。     

不同阶段夜间增温对小麦生长特性及产量的影响

全球变暖表现出夜间增温幅度大于白天的非对称性增温特性,为明确不同阶段夜间增温对小麦生长发育特征及产量的影响,以扬麦18为试验材料,采用被动式增温装置分别对小麦分蘖期至拔节期(NW_(T-J))、拔节期至孕穗期(NW_(J-B))、孕穗期至开花期(NW_(B-A))三个不同阶段进行夜间增温处理,以不增温为对照(NN),研究不同阶段夜间增温对小麦生长发育特性、旗叶衰老特性及产量的影响。结果表明,不同阶段夜间增温均能提高小麦花后0～15 d旗叶面积和叶绿素含量;显著提高灌浆前期小麦旗叶的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,降低花后0～15 d小麦旗叶丙二醛(MDA)含量;显著增加成熟期小麦干物质的积累量,提高小麦产量,其中,NW_(J-B)处理下小麦产量增加幅度最大,较NN(对照)提高了8.75%。本试验条件下,拔节期至孕穗期夜间增温提高了花后0～15 d小麦旗叶面积、叶绿素含量和抗氧化酶活性,降低了灌浆前期小麦旗叶膜脂过氧化程度,最终增加了小麦的干物质积累量和产量。     

Chlorophyll Fluorescence and Yield Responses of Winter Wheat to Waterlogging at Different Growth Stages

Abstract

The agronomic and physiological effects of waterlogging in winter wheat were examined at four growth stages in the 2011/2012 and 2012/2013 seasons. In both seasons, the greatest yield penalties occurred by waterlogging at the tillering stage (10%–15% decrease), followed by the jointing stage; however, waterlogging at the grain filling stage had less effect on the yield. The lower grain yield caused by waterlogging at the tillering stage was primarily reflected in reductions in spike and grain numbers per m². Waterlogging at the jointing and booting stages reduced grain weight through reduced dry matter translocation. In addition, waterlogging at the tillering stage significantly reduced chlorophyll content and thus photosynthetic capacity, resulting in a lower F_v /F_m ratio, apparent electron transport rate (ETR), effective quantum yield of photosystem II (ΦPSII) and photochemical quenching (qP). However, waterlogging at the grain filling stage improved the leaf photosynthetic capacity and grain yield. We found that the tillering stage was most the susceptible to waterlogging in wheat; therefore, the maintenance of photosynthetic performance after anthesis could be a reasonable strategy for increasing grain yield.     

渍害胁迫时期和持续时间对冬小麦产量及其构成因素的影响

为研究渍害胁迫时期和持续时间对小麦产量及其构成因素的定量化影响,以扬麦13号为供试品种,在拔节期、孕穗期和灌浆期,开展不同渍害胁迫持续时间（0、5、10和15 d）的盆栽试验,观测不同渍害胁迫处理下小麦产量及其构成因素的变化。结果表明,不同生育时期发生渍害胁迫均可导致小麦减产,且随渍害胁迫时间的延长,小麦产量下降均达到显著水平（P<0.05）。渍害胁迫造成的减产呈现为孕穗期>拔节期>灌浆期,渍害胁迫每增加1天,孕穗期、拔节期和灌浆期小麦单株产量分别下降0.79、0.59和0.48 g,表明孕穗期是小麦渍害胁迫的敏感期。此外,不同生育时期渍害胁迫对小麦产量构成的影响存在明显差异。拔节期渍害胁迫同时降低小麦株穗数、穗粒数和千粒重,但主要通过降低小麦穗粒数造成产量下降;灌浆期渍害胁迫对小麦株穗数和穗粒数的影响较小,主要通过降低千粒重造成小麦产量下降;孕穗期处于小麦从营养生长转为生殖生长阶段,此时发生渍害胁迫,对小麦株穗数和穗粒数的影响大于灌浆期,对千粒重的影响大于拔节期,因此,孕穗期渍害胁迫造成小麦减产最严重。为预防渍害胁迫造成小麦严重减产,应在孕穗期前后密切关注天气状况,在田间及时开沟排水。     

灌水模式对春小麦光合性能和干物质生产的影响

为探寻宁夏引黄灌区春小麦节水栽培的适宜灌水模式,比较分析了6个不同灌水处理(W1:二棱水+开花水;W2:二棱水;W3:拔节水;W4:二棱水+孕穗水;W5:二棱水+拔节水+孕穗水+开花水+灌浆水;W6:二棱水+拔节水+孕穗水+开花水)下春小麦光合性能、物质积累与转运、产量性状及水分利用的差异。结果表明,灌二棱水、孕穗水或开花水的W1、W4、W5、W6处理明显增加春小麦花后旗叶光合速率、蒸腾速率和气孔导度,灌二棱水和生育后期少灌水的W1、W2、W4处理明显增加花后旗叶胞间CO2浓度。灌水次数减少会显著增加旗叶SPAD值,并降低叶面积系数,其中以缺少二棱水的W3处理最为明显。灌有二棱水和孕穗水的W4处理明显降低抽穗至开花旗叶SPAD值,增加开花至灌浆旗叶SPAD值和抽穗至开花叶面积系数,灌开花水明显增加开花至灌浆旗叶面积。灌二棱水、拔节水、孕穗水、开花水明显促进了干物质积累,灌水次数增加明显增加了叶干物质积累量,并降低茎鞘干物质比例;缺少二棱水的W3处理最不利于叶、穗干物质积累,但提高了开花至成熟叶干物质比例;灌浆水对各器官干物质积累影响不明显。二棱期至开花期缺少灌水的W1、W3、W2处理促进了开花前贮藏同化物在花后向籽粒的转运。籽粒产量随灌水次数的增加而增加;缺少二棱水明显降低穗粒数、收获指数,但增加千粒重;增加灌水次数降低了灌水利用效率,且以灌二棱水影响最为明显。综上所述,缺少二棱水对春小麦产量影响最明显,孕穗水、开花水影响次之,灌浆水影响不明显。     

拔节期杂交中稻对淹水胁迫的响应及指示性指标探讨

长江中下游地区夏季强降水频发,杂交中稻在拔节期易受涝害影响。为定量揭示淹水胁迫对水稻的影响和科学评估灾损,提供形态学、生理特性和产量结构的数据基础,同时筛选拔节期水稻淹水胁迫后受涝及减产程度的指示性指标,在丰两优香1号拔节期设计了不同淹深(1/4PH、1/2PH、3/4PH和全淹)及不同淹水持续时间(3 d、6d和9 d)交互试验。结果表明,拔节期杂交中稻受淹后,株高、节间显著伸长,且第2节间伸长速度快于第1节,植株黄叶数显著增多,最长叶片长度显著增长,且株高增长量(Y_(PH))、节间长度(Y_(IL))、黄叶数(Y_(YL))、最长叶片长度(Y_(LL))均与淹涝天数(D)和淹深(H)呈显著的二元一次关系;同一淹水持续时间处理,随着淹水深度的增加,水稻叶片中叶绿素a、叶绿素b含量和可溶性蛋白含量逐渐降低,而可溶性糖含量呈先增高后降低的趋势;剑叶中MDA含量均随淹水历时和淹水深度的增加而升高,在根系中,当淹水持续时间为3 d和6 d时,其MDA含量随淹水深度的增加而升高,但在淹水持续时间为9 d时,表现为先升高后降低,其拐点在1/2 PH淹水深度;同时,在同一淹水持续时间下,随着淹水深度的增加,叶片和根系中SOD活性先升高后降低,而剑叶中POD活性持续升高,且水稻受淹越深,其增加幅度愈大,但在根系中的变化趋势是先升高后降低,拐点出现在淹水第6 d的1/2 PH淹深;拔节期水稻受到不同程度涝害后,结实率和千粒重显著下降,当淹水深度达到株高的1/4且持续6 d,其结实率降低20%以上,产量减少19%以上。灰色关联度和聚类分析表明,叶绿素b、可溶性蛋白和叶绿素a可作为拔节期水稻受涝后的关键性生理指标,用于指示、监测水稻受涝及减产程度。     

基于无人机多时相遥感影像的冬小麦产量估算

为高效准确地预测小麦产量,以浙江省冬小麦为研究对象,利用四旋翼无人机精灵4多光谱相机获取冬小麦5个关键生育时期（拔节期、孕穗期、抽穗期、灌浆期、成熟期）的冠层多光谱数据,选取多光谱相机的五个特征波段计算各生育时期的72个植被指数,分别通过逐步多元线性回归（SMLR）、偏最小二乘回归（PLSR）、BP神经网络（BPNN）、支持向量机（SVM）、随机森林（RF）构建不同生育时期的产量估算模型,最后采用决定系数（R）、均方根误差（RMSE）和相对误差（RE）对估算模型进行评价,筛选出最优估算模型。结果表明,基于随机森林建立的模型估算效果最优,SMLR、PLSR和SVM三种方法建立的模型估算效果接近。利用随机森林算法所建拔节期、孕穗期、抽穗期、灌浆期、成熟期模型的R、RMSE和RE分别为0.92、0.35、11%;0.93、0.33、10%;0.94、0.32、9%;0.92、0.36、9%;0.77、0.67、33%。模型验证时,抽穗期估算效果最好（R、RMSE和RE分别为0.91、0.35和15%）,拔节期、孕穗期、灌浆期估算效果接近且有很好的估算能力,成熟期估算精度最差（R、RMSE和RE分别为0.71、0.47和13%）。由此说明,结合机器学习算法和无人机多光谱提取的植被指数可以提高小麦产量估算效果。     

鲜食玉米形态特征、生理特性及产量对淹水的响应

以华美甜168和华美糯7号为试验材料,盆栽条件下在苗期、拔节期和抽雄吐丝期进行淹水处理,对淹水后两个鲜食玉米品种的形态特征、叶片理化特性及产量进行研究。结果表明,随着淹水历时的延长,两个鲜食玉米品种的形态特征、生理特性和产量变化的幅度增大。淹水降低鲜玉米的产量,穗行粒数减少是产量降低的主要因素。华美甜168以拔节期淹水减产最为严重;华美糯7号以抽雄吐丝期淹水影响最大。淹水使玉米株高增长率、新叶生长率下降,叶片中游离脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)含量增加,超氧化物歧化酶(SOD)活性升高。不同时期淹水后华美糯7号株高变化量与产量显著或极显著正相关,Pro、MDA含量和SOD酶活性与产量显著或极显著负相关。     

两株生防菌对小麦的影响

为明确两株生防菌FO47、153对小麦生长发育和产量的影响,以小麦材料西农979、小偃15、S01(6)-19为材料,采取室内盆栽试验和大田试验相结合的方法,测定了两株生防菌发酵液处理对麦苗的促生作用,于拔节期、孕穗期测定了不同小麦材料的分蘖数、株高、主根长度、叶面积等形态指标和叶绿素含量、丙二醛（MDA）含量、根系活力等生理指标,并于收获期测定产量。结果表明,两株生防菌FO47和153处理后对拔节期和孕穗期小麦材料均具有明显的促生作用,并具有良好的增产效果。与对照相比,生防菌153和FO47对西农979、小偃15和S01(6)-19的增产效果分别为9.60%、10.58%、7.90%和8.38%、9.17%和4.40%。生防菌FO47、153对小麦有良好的促生、增产作用,具有很好的开发应用前景。     

河南主推小麦品种对低温胁迫的生理响应及耐寒性分析

为探讨不同小麦品种对春季低温胁迫的响应,以郑麦366、郑麦7698、矮抗58等12个河南省主推小麦品种为试验材料,研究了拔节期低温(-6℃)和孕穗期低温(0℃)处理对不同小麦品种叶片生理指标、产量及其构成要素的影响,分析了寒害级别与各生理指标增幅之间的相关性。结果表明,幼穗发育进程慢的强耐寒性小麦品种的叶片中可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、脯氨酸含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性在低温条件下的增幅大于幼穗发育进程快的弱耐寒性品种,丙二醛(MDA)含量的增幅表现出相反的趋势。拔节期和孕穗期低温处理,使供试小麦品种的有效穗数、穗粒数、千粒重以及产量均下降,拔节期低温对有效穗数和千粒重的影响更为严重,孕穗期低温对穗粒数和产量的影响更为严重。拔节期低温引起的小麦叶片可溶性蛋白含量、脯氨酸含量、SOD活性、CAT活性和MDA含量的增幅与小麦所受寒害级别呈显著或极显著相关;孕穗期低温引起的小麦叶片可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、SOD活性、POD活性、CAT活性和MDA含量的增幅与小麦所受寒害级别呈显著或极显著相关。这些结果说明,不同小麦品种的耐寒性强弱在拔节期和孕穗期的表现并不一致,与寒害水平显著相关的生理指标也有差异,应结合两个时期的综合表现评价小麦品种春季的耐寒性。     

施氮时期对地膜春小麦叶片衰老的影响

为探索施氮时期对地膜春小麦衰老的影响,以春小麦陇春20号为材料,采用管栽模拟试验的方法,研究了不同施氮时期地膜春小麦叶片的叶绿素、蛋白质、丙二醛(MDA)含量和细胞质膜相对透性.结果表明,在分蘖期、拔节期、孕穗期追施氮肥较对照(不追施处理)叶片叶绿素含量分别增加125%、70.83%和52.08%;叶片蛋白质含量在施氮后15～20 d迅速上升,拔节期和孕穗期施肥较明显,比对照分别增加8.06%和10.84%;而叶片MDA含量和电导率在拔节期和孕穗期均呈下降趋势,较对照叶片MDA含量分别降低16.26%和15.02%,电导率分别降低5.65和3.62个百分点.由此可见,中后期施氮能延缓地膜春小麦叶片衰老,延长叶片功能期.