耕层调控和有机物料还田对小麦产量及氮磷钾分配利用的影响

为了探究耕层调控和有机物料还田对小麦产量及养分分配和利用的影响,在长期定位试验的基础上,以半冬性小麦品种矮抗58为材料,分析了在深耕、有机肥和秸秆还田条件下,小麦产量性状及氮磷钾在地上部分各器官中的分配特点.结果表明,小麦地上部器官氮含量表现为:籽粒＞叶片＞茎鞘＞颍壳+穗轴,秸秆还田有利于增加植株氮素积累;地上部器官磷含量表现为:籽粒＞叶片＞颖壳+穗轴＞茎鞘,有机肥还田促进了磷素向地上部分配,秸秆还田影响不如有机肥明显;地上部器官钾含量表现为:茎鞘＞叶片＞颖壳+穗轴＞籽粒,有机肥还田可显著促进植株对钾素的吸收.深耕处理提高了小麦产量,其中深耕+有机肥+秸秆还田处理增产效果最好,养分利用率最高.     

氮素形态对豫麦34地上器官游离氨基酸和籽粒蛋白质含量的影响

为给小麦优质生产中合理施用氮肥提供理论依据,以小麦品种豫麦34为材料,采用盆栽方法研究了三种氮素形态对豫麦34地上器官游离氨基酸和籽粒蛋白质含量的影响。结果表明,小麦叶片、茎、鞘和籽粒中游离氨基酸含量均以开花期最高;穗轴和颖壳中游离氨基酸含量以花后10 d最大;各叶位游离氨基酸含量高低表现为旗叶>倒二叶>倒三叶>倒四叶。三种氮素形态处理比较,各器官中（开花期倒三叶、倒四叶、穗轴和颖壳除外）游离氨基酸含量于花后30 d前均以酰胺态氮处理最大,铵态氮和硝态氮处理下互有高低,花后30 d以酰胺态氮处理最低;硝态氮处理下籽粒球蛋白含量最高,铵态氮处理下醇溶蛋白和麦谷蛋白含量最高,酰胺态氮处理下清蛋白含量、麦谷蛋白/醇溶蛋白比值、蛋白质含量最高,氮素形态间差异显著。说明施用酰胺态氮肥能够提高籽粒灌浆前、中期地上各器官中游离氨基酸含量,促进灌浆后期游离氨基酸向籽粒中的转运,提高籽粒蛋白质含量,因此,酰胺态氮肥是豫麦34品质栽培中首选的氮源。     

不同小麦品种的氮素利用特性研究

为了解河南省主要小麦品种的氮素利用特性,探究不同小麦品种之间氮素积累和转运的差异,通过大田试验,分别在开花期和成熟期对河南省18个具有代表性的小麦品种的茎、叶、鞘、穗(开花期)、颖壳和籽粒进行干物质重和氮含量测定,并根据小麦的产量、氮素积累量以及氮素籽粒生产效率划分不同小麦品种的氮效率类型,计算氮素利用特性的相关参数,分析氮素利用特性相关参数与产量和氮素籽粒生产效率之间的关系。结果表明,供试的小麦品种可划分为氮素高效型(Ⅰ)、氮素中效型(Ⅱ)、氮素低效型(Ⅲ)、氮素超低效型(Ⅳ)4种类型,其品种数量分别占总品种数的5%、50%、40%和5%。在小麦成熟期,Ⅳ型品种的颖壳和籽粒氮含量显著高于其他3种类型品种,叶、颖壳和籽粒的氮素积累量显著低于其他3类型品种,4种类型品种间茎和叶氮含量及氮素在茎、叶、鞘、颖壳和籽粒中的分配比例无显著差异;Ⅰ类型和Ⅱ类型品种的花前贮存氮素在花后向籽粒的转运量均显著高于Ⅳ类型品种,Ⅰ类型品种的氮素农艺效率均显著高于Ⅲ和Ⅳ类型品种,氮素偏生产力表现为Ⅰ类型品种>Ⅱ类型品种>Ⅲ类型品种>Ⅳ类型品种,且差异显著。小麦产量、氮素籽粒生产效率与其他氮素利用相关参数呈现显著正相关。     

氮肥基追比对稻茬小麦氮素转运及利用的影响

为探明稻茬小麦氮素吸收与转运规律,推动氮肥高效利用,采取大田试验和~(15)N微区试验,研究了氮肥不同基追比例(N_(1/9)、N_(3/7)、N_(5/5)、N_(7/3),施氮量225 kg·hm~(-2))对稻茬冬小麦不同来源氮素吸收与转运、产量和氮肥利用的影响。结果表明,随追肥比例的增加,全生育期小麦植株中肥料氮积累量显著增加,土壤氮积累量则与之呈相反趋势,植株总吸氮量呈先增后降的趋势,以N_(5/5)处理最高。小麦植株对基肥氮的吸收主要集中在越冬至拔节期,对追肥氮和土壤氮的吸收主要在拔节至开花期;成熟期相同处理下,植株中追肥氮积累量高于基肥氮,肥料氮积累量高于土壤氮。成熟期叶片、茎鞘、穗轴+颖壳和籽粒氮素分配比例分别为5.6%～8.9%、8.3%～10.2%、6.7%～7.5%、73.7%～78.6%;随追肥比例的增加,叶片、茎鞘氮素分配比例下降,穗轴+颖壳和籽粒氮素分配比例升高。植株总氮转运量随追肥比例的增加先增后降,转运效率为69.72%～74.91%,转运氮对籽粒氮素的贡献率为80.94%～85.81%;植株中基肥氮的转运量和转运率均低于追肥氮,肥料氮的转运量和转运率均高于土壤氮。籽粒产量随追肥比例的增加呈先增后降的趋势,以N_(5/5)处理产量最高,N_(1/9)处理产量最低;N_(1/9)、N_(3/7)、N_(5/5)、N_(7/3)处理氮肥回收率分别为46.2%、45.1%、46.7%、41.8%。在225 kg·hm~(-2)的施氮条件下,追肥比例为50%有利于小麦对氮素的吸收,提高籽粒产量和氮肥利用效率。     

不同品质小麦氮素分配及利用率的15N示踪研究

为了解品种、施氮量、追氮时期对小麦各器官氮素分配、利用率的效应及权重,利用15N示踪技术研究了两种施氮水平和两种追肥时期下不同品质类型的四个小麦品种(系)济南17、PH82-2-2、PH97-4、PH97-5成熟期各器官氮含量、氮积累量和15N丰度的差异.结果表明,施氮量增加,籽粒氮含量和积累量增加,而营养器官氮含量和积累量升高或降低,规律不一致.拔节期追施氮肥,籽粒氮含量和积累量比抽穗期追施氮肥低,而营养器官相反.成熟期小麦各器官氮含量高低依次为籽粒、其他叶、旗叶、颖壳、茎秆＋叶鞘.品种间各器官氮含量和积累量存在显著差异,PH82-2-2和PH97-5籽粒中氮含量和积累量高于济南17和PH97-4,PH97-5后期营养器官向籽粒转移氮素较多,品种是影响各器官氮含量和积累量差异的决定因素.抽穗期追氮整个小麦植株中追肥氮含量比拔节期追施氮肥显著降低,地上器官中降低了10.1个百分点,籽粒中降低了10.3个百分点,小麦对氮素的当季利用率显著降低.     

分蘖和拔节期干旱对小麦植株氮素积累转运的影响

为明确分蘖和拔节期干旱对小麦氮素积累转运的影响,采用盆栽试验,以扬麦13和扬麦16为材料,研究了小麦分蘖和拔节期轻度和重度干旱条件下产量、氮代谢相关酶活性、氮素积累和转运的特征。结果表明,分蘖和拔节期干旱对两个小麦品种植株氮素积累转运的影响基本一致,分蘖和拔节期轻度干旱对小麦籽粒产量和蛋白产量影响不显著,而重度干旱可显著降低籽粒产量和蛋白产量。两时期干旱处理均显著降低小麦叶片硝酸还原酶(NR)和谷氨酰胺合成酶(GS)活性,且重度干旱降幅更大;胁迫解除后,叶片NR和GS活性增强。分蘖期轻度干旱提高了分蘖-拔节、拔节-开花阶段植株氮素积累量,而拔节期轻度干旱提高了拔节-开花、开花-成熟阶段的氮积累量。分蘖期轻度干旱提高了花前氮素转运量及其对籽粒贡献率;拔节期轻度干旱提高了花后氮素积累量及其对籽粒氮贡献率,而降低花前氮素转运量。成熟期籽粒氮素积累量与籽粒产量和蛋白产量均呈显著正相关。分蘖期和拔节期轻度干旱解除后,植株氮代谢相关酶活性增强,有利于植株氮素积累,并协调花前和花后氮素积累对籽粒氮贡献,从而获得高籽粒产量和蛋白产量。     

超高产小麦氮素吸收、积累及分配规律的研究

在超高产小麦的各个生育时期 ,不同器官全氮量存在差异 ,表现为叶片 >叶鞘 >茎秆 ,三者氮积累峰值均出现在抽穗期。植株氮积累在拔节～孕穗期出现一个高峰 ,小麦生长前、中、后三个时期积累氮的比例为1∶ 3∶ 1。开花前植株氮素主要积累在叶片中 ;开花后 ,籽粒成为氮素贮存的主要场所。在籽粒形成时 ,由营养器官向籽粒转运的氮占籽粒总氮的 4 0 %～ 60 %。在总氮量相同条件下 ,前氮后移 ,重施药隔肥 ,后期进行适量的叶面喷肥 ,可增强后期植株的吸氮能力 ,提高籽粒中氮的含量 ,显著增加产量     

不同灌溉处理对小麦花后氮素积累和转运的影响

为了解灌水对小麦花后氮素积累和转运的调控作用,以强筋小麦品种济南17和中筋小麦品种鲁麦21为材料,分析比较了节水灌溉（W1）、常规灌溉（W2）和旱作栽培（W0）3种水分条件下小麦花后植株氮素吸收、积累和转运的差异。结果表明,小麦植株开花期营养器官氮素积累量、花后氮素转运量及氮素转运对籽粒氮素的贡献率均表现为W1和W2显著高于W0。与W0相比较,W1和W2条件下成熟期植株氮素积累量分别增加了9.0%~12.6%和7.1%~20.7%,花后营养器官氮素转运量分别增大了5.7%~17.4%和5.3%~10.7%,氮素转运对籽粒的贡献率分别提高了19.4%~28.2%和21.2%~27.1%,说明土壤水分匮缺不利于植株营养器官对氮素的吸收和花后氮素向籽粒的转运。从花后营养器官的氮素转运效率来看,济南17的平均转运效率表现为W1显著高于W0,这主要归因于叶和茎+叶鞘转运效率的显著提高;而鲁麦21则表现为W0＞W1＞W2,其中旗叶和茎+叶鞘上处理间存在显著差异。这表明小麦氮素转运能力对不同灌溉处理的反应存在显著的基因型差异。不同灌溉处理对两个小麦品种的籽粒产量影响也不同,济南17的籽粒产量表现为W2＞W1＞W0,处理间差异显著;鲁麦21的籽粒产量为W1＞W2＞W0,W1 与W0差异显著。     

耕作方式对砂姜黑土小麦氮代谢及氮素利用效率的影响

为探求砂姜黑土区小麦高产高效的最佳耕作方式,在大田条件下,比较分析了深松、旋耕和常规翻耕三种耕作方式下小麦氮素同化关键酶活性、中间产物含量及氮素的积累、分配、转运和利用效率的特点。结果表明,随生育进程的推进,小麦叶片谷氨酰胺合成酶活性、游离氨基酸和可溶性蛋白含量均呈先升后降的趋势,全氮含量则逐渐下降,在各时期深松处理的这些指标均显著高于旋耕和常规耕作处理,且在后期维持较高水平。深松处理通过营养器官花前贮存氮素向籽粒的高转运以及花后氮素的高吸收、高贡献,获得成熟期较高的籽粒氮素积累量和分配比例;虽然旋耕处理的转运氮对籽粒氮素的贡献率较高,但其氮素转运量、转运效率和花后吸收氮量较低,成熟期籽粒的氮积累量和分配比例在三种耕作方式中最低,茎秆和穗轴+颖壳的分配比例反而最高。深松处理较其余二处理能显著提高小麦籽粒产量和蛋白质含量、氮素吸收效率、氮肥回收效率、氮肥偏生产力和氮素产投比。因此,深松能有效促进砂姜黑土区小麦的氮素同化能力,延长叶片功能期,提高氮素利用效率,促进小麦产量与品质的形成。     

超高产小麦氮素吸收,积累与分配规律的研究

在超高产小麦的各个生育时期,不同器官全氮量存在差异,表现为叶片〉叶稍〉茎秆,三者氮积累峰值均出现在抽穗期。植株氮积累在拔节～孕穗期出现一个高峰,小麦生长前、中、后三个时期积累氮的比例为１：３：１。开花前植株氮素主要积累在叶片中;开花后,籽粒成为氮素贮存的主要场所。成籽粒形成时,由营养器官向籽粒转运的氮占籽料总氮的４０％～６０％。在总氮量相同条件下,前氮后移,重施药隔肥,后期进行适量的叶面喷施,可增     

冬小麦不同灌浆时期穗和叶茎鞘对粒重的贡献

为了揭示冬小麦穗和叶茎鞘在不同灌浆时期对粒重的贡献,于2011-2012年度,在大田条件下,选用河南省大面积推广的6个冬小麦品种,进行穗遮光和去叶+茎鞘遮光处理,研究了冬小麦不同灌浆时期的干物质积累转运量和粒重,分析了穗和叶茎鞘对粒重的贡献率。结果表明,穗遮光和去叶+茎鞘遮光显著影响冬小麦茎鞘干物质转运量、转运率以及其对穗粒重的贡献率。穗和叶茎鞘对冬小麦粒重的贡献率总体表现为灌浆前期低、中后期高;在灌浆中期穗对粒重的贡献优于叶茎鞘,而在灌浆前期和后期呈相反规律,且其影响效应因品种而异;整个灌浆期穗对单粒重和穗粒重的平均贡献率分别为30.31%和34.64%,叶茎鞘分别为32.87%和35.95%。穗对粒重贡献的关键时期为灌浆中期,筛选和培育灌浆中期穗对粒重贡献率高的品种有利于提高冬小麦粒重。     

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。     

水分亏缺对不同小麦品种N、P、K分布与产量的影响

为明确华北地区不同小麦品种在正常和缺水条件下N、P、K的吸收利用特点,进一步实现资源高效利用,选用3个不同生态类型品种(沧麦6001、邯麦9、济麦22),设置相对含水量分别为60%~80%(正常)和40%~60%(亏缺)两个浇灌水平,进行人工气候室箱体栽培试验,测定各小麦品种不同器官N、P、K含量和分配、干物质积累以及对籽粒产量构成要素的影响。结果表明,N、P、K含量和分配具有明显的器官特性,其中籽粒N和P含量显著高于其他部位,K含量最低。水分亏缺限制了沧麦6001籽粒N和K的吸收,同时促进了N和P向籽粒的转运;限制了邯麦9茎秆K的吸收,促进了P向颖壳的转运;限制了济麦22叶片、籽粒P的吸收,同时促进了N向颖壳和籽粒的转运,从而改变了小麦不同部位养分比例平衡以及干物质积累。N、P含量与干物质积累呈显著正相关,K含量与其呈显著负相关,但均未直接影响产量及其构成要素。亏缺灌溉下(亏缺量为24.39mm),邯麦9穗数、产量及济麦22穗数显著降低,而沧麦6001穗数、穗粒数和产量显著提高。因此,适度控制水分并提高营养元素向籽粒的转运效率是提高小麦产量和品质的重要途径。     

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。     

关中冬小麦叶片氮素含量高光谱遥感监测模型

为给黄土高原大范围的冬小麦氮素营养遥感监测提供理论依据,通过田间试验,研究了冬小麦叶片氮素含量遥感监测的最佳生育时期、最敏感波段及其他最优光谱参量。结果表明,灌浆期是利用高光谱遥感监测冬小麦叶片氮素营养状况的最佳生育时期;在拔节、抽穗和灌浆期680nm波段光谱反射率R680均能较好地反映冬小麦叶片氮素含量,基于光谱位置以及叶面积指数的光谱参量也能较好地反映冬小麦叶片氮素含量。拔节期、抽穗期和灌浆期分别以680nm波段光谱反射率R680、绿峰反射率Rg和植被指数(SDr-SDb)/(SDr+SDb)对小麦叶片氮素含量的拟合效果最佳,其回归方程分别为Y=27.54-280.247 X+1456.245 X2、Y=8.632 X-0.24和Y=25.83 X1.012。     

不同栽培措施集成对稻茬小麦产量、农艺及光合特性的影响

为探究不同栽培措施集成对稻茬小麦产量及农艺和光合特性的影响,以小麦品种扬麦16和扬麦20为材料,设置氮空白、当地常规(对照)、减氮、减密减氮、施有机肥、施蚓粪6种栽培措施处理,对不同栽培措施下稻茬小麦产量、干物质积累与转运、冠层光合特性等进行了分析。结果表明,两个品种的产量在不同栽培措施下均表现为施有机肥>施蚓粪>减密减氮>当地常规>减氮>氮空白。与对照相比,两个品种的平均产量在减密减氮、施有机肥和施蚓粪栽培处理下分别提高了7.45%、22.33%和11.02%,而这主要得益于穗数、穗粒数与千粒重的同步提高。各栽培措施处理均显著增加了小麦茎蘖成穗率、拔节期至成熟期的干物质积累量、干物质向籽粒中的分配量及其对籽粒产量的贡献率,提高了开花期的叶面积、比叶重、叶片氮含量和拔节期至成熟期旗叶的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度,降低了开花期的株高、叶角、透光率以及拔节期至成熟期的冠层温度。综合来看,在江苏稻茬麦区,扬麦16和扬麦20均在基本苗192×10株·hm^-2、施氮量216 kg·hm^-2和有机肥施用量1 800 kg·hm^-2条件下可以获得较好的群体质量和冠层光合特性,进而实现高产。     

小麦不同器官表皮蜡质的组分及晶体结构分析

为分析小麦不同器官表皮蜡质组分和晶体结构的差异,以表皮蜡质为绿色表型的小麦品种泰山4447和白霜状表型的济麦6097为供试材料,在抽穗期分别提取穗部、叶鞘、穗下茎、旗叶、倒二叶、倒三叶和倒四叶七个不同器官的表皮蜡质,利用气相-质谱联用（GC-MS）和气相色谱（GC-FID）对各器官表皮蜡质组分进行定性和定量分析,使用场发式扫描电子显微镜观察各器官表皮蜡质的晶体结构,并对小麦旗叶进行失水率检测。结果表明,两小麦品种各器官表皮蜡质的成分主要包含初级醇、二酮、烷烃、脂肪醛、脂肪酸、酯等脂肪族化合物。泰山4447和济麦6097的穗下茎、叶鞘和颖壳表皮蜡质中二酮的含量显著高于旗叶、倒二叶、倒三叶和倒四叶,济麦6097的旗叶、穗下茎、叶鞘和颖壳表皮蜡质中二酮的含量显著高于泰山4447各器官。扫描电镜观察表明,两个小麦品种的旗叶近轴面、倒二叶、倒三叶和倒四叶的蜡质晶体为片状结构,旗叶远轴面、穗下茎和叶鞘上的蜡质晶体呈管状结构,泰山4447的颖壳表皮蜡质中管状晶体和片状晶体共存,而济麦6097的颖壳表皮蜡质中晶体结构则完全为管状。泰山4447的旗叶水分非气孔性散失速率高于济麦6097。     

春小麦氮素吸收、积累与分配规律的研究

为了给小麦高产栽培合理施肥提供理论依据，本试验采用五因素二次通用回归旋转组合设计方法，系统地研究了春小麦在不同密度、施肥处理下氮素的吸收、积累、分配和转移规律。结果表明，春小麦一生中植株体内氮素含量在苗期至分蘖末期最高，为3．10％左右，此后随生育进程的推进逐渐下降，到完熟期下降至一生中最低值。春小麦全生育期中氮素吸收高峰在拔节至孕穗期，且在不同密度和施肥处理下，高密和高氮处理氮素吸收高于其他处理。春小麦一生中，氮素积累量与生育进程间符合S型曲线变化。各器官氮素的分配，生育前期主要以营养器官叶、茎鞘为主，生育后期则主要分配在籽粒中。叶片氮素的转移发生在孕穗之后，茎鞘氮素转移时期因不同处理而异，而穗部氮素转移发生在开花后。     

小麦产量和品质对不同类型土壤和施氮处理的响应

为了解小麦产量和品质对不同类型土壤和施氮处理的响应,以津强11号为试验材料,研究不同类型土壤（黑土、潮土）和施氮处理（不施肥、底施、三叶期施、拔节期施、抽穗期施）对春小麦产量和品质的调控效应。结果表明,土壤养分含量较高的黑土更有利于小麦穗部性状及产量和品质的提高,黑土处理小麦的总小穗数、穗粒数、千粒重、籽粒产量较潮土分别提高5.76%、28.07%、18.37%和38.4%,蛋白质含量及其产量提高14.35%和38.37%,差异均极显著（P<0.01)。不同施氮处理间比较,穗部性状与籽粒产量均以拔节期施氮最高;各施氮处理较不施氮处理籽粒谷蛋白含量均大幅度提高,以抽穗期施氮的籽粒蛋白质含量最高。黑土和潮土中,在拔节期或抽穗期追肥均可以有效提高小麦籽粒产量和品质。籽粒圆度表现为潮土>黑土,其他籽粒性状在各处理间均无显著差异。