长江中游不同品质类型小麦产量形成及氮素吸收利用对氮肥的响应

为探究长江中游不同品质类型小麦产量形成和氮素吸收利用对氮肥的响应,选用强筋品种郑麦9023、中筋品种鄂麦596和弱筋品种扬麦13为供试材料,设置0、60、180和360 kg·hm^-2共4个施氮水平,分析了不同施氮水平下各小麦品种的产量、干物质积累分配、氮素吸收分配及利用率的差异。结果表明,与不施氮处理相比,施氮处理下郑麦9023、鄂麦596和扬麦13的籽粒产量均显著提高,增幅分别为34.8%～152.0%、30.8%～160.5%和34.6%～137.3%,穗粒数增加是施氮增产的主要原因。增施氮肥显著增加了小麦开花前和成熟期干物质积累量,促进了花前干物质向籽粒的转运。施氮也显著提高了三个品种的籽粒氮素积累量,但显著降低了氮肥偏生产力。品种间比较,鄂麦596的平均产量比郑麦9023和扬麦13分别高14.0%和21.8%,主要得益于其较高的穗粒数、千粒重以及干物质积累量;鄂麦596的花前氮素转运量及转运效率、氮肥偏生产力、氮肥农学利用率均高于其余两个品种,但花后氮素吸收量和氮肥回收率较低。这说明,施氮对不同品质类型小麦产量形成、干物质和氮素积累分配以及氮素利用效率的...     

北方水稻种质资源氮素利用特性分析

以北方地区代表性水稻种质资源129份为试材,通过对植株、产量性状及氮素含量的调查和测定,研究不同氮肥水平下各种质资源氮素利用特性,并进行归类。结果表明,参试种质资源按照氮素吸收利用特性可以分为4大类。第一类包括38个品种,属于氮生理利用率和氮收获指数较低,氮吸收力、氮农学利用率和氮吸收利用效率都较高,并且在不同氮肥条件下差异较大的品种类型;第二类27个品种,在中氮条件下籽粒和茎叶含氮率较高、氮收获指数和氮生理利用率较低,高氮和中氮间氮吸收力和氮吸收利用效率差异较小的品种类型。第三类33个品种,在低氮和中氮间籽粒含氮率、氮收获指数、氮生理利用率差异较小的品种类型;第四类31个品种,属于茎叶含氮率、氮农学利用率和氮吸收利用效率较低,籽粒含氮率和氮收获指数较高的品种类型。     

晚播条件下施氮量对稻茬小麦氮素吸收及产量的影响

为给安徽省江淮稻麦轮作区域晚播稻茬小麦高产栽培的氮肥合理施用提供依据,选用当地主栽品种扬麦18和皖垦麦076为试验材料,设置5个施氮水平(0、90、180、270和360 kg·hm~(-2)),分析施氮量对晚播小麦氮素积累与分配、糖氮比、氮素同化酶活性及产量的影响。结果表明,增施氮肥能显著提高小麦各器官的氮积累量以及营养器官花前贮存氮素转运量、转运效率和转运氮素对籽粒氮素的贡献率,氮素收获指数随着施氮量的增加而降低。随施氮量的增加,小麦各生育时期不同器官的糖氮比值显著降低。小麦的氮素分配比例在生育前期以叶片最高,成熟期籽粒中氮素分配比例显著高于其余部位,而小麦的可溶性糖分配比例在生育前期以茎鞘最高,成熟期籽粒较高。在0～270 kg·hm~(-2)施氮量范围内,增施氮肥后,两个小麦品种的硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合成酶活性均显著提高,穗数、穗粒数和籽粒产量均明显增加。继续增加施氮量至360kg·hm~(-2)时,氮素同化酶活性和产量无显著变化,说明施氮过多对小麦氮素同化和产量无益。土壤氮贡献率、氮肥农学利用效率和氮素偏生产力均随施氮量增加而降低。推荐江淮区域稻茬小麦晚播条件下适宜施氮量为180～270kg·hm~(-2)偏下限,可兼顾高产及氮素高效吸收和利用。     

两种肥力水平下冬小麦氮素吸收运转和代谢研究

为给高产、优质、养分高效小麦新品种的选育提供理论依据,研究了大田高肥和低肥两种处理对强筋小麦品种郑麦7698和中筋小麦品种周麦18的氮素吸收运转特性和氮代谢影响。结果表明,小麦植株氮素累积量随生育进程的推进和肥力水平提高均呈逐渐增加趋势,到成熟期积累量达到最高值。增加施肥量可以提高小麦氮素吸收转运量、花后氮同化量和旗叶中游离氨基酸含量。低肥水平下氮代谢同化途径关键酶基因的相对表达量显著高于高水平。郑麦7698的氮素积累量、旗叶中总游离氨基酸含量和氮代谢同化关键酶基因的相对表达量均高于周麦18。两种肥力水平下,郑麦7698的产量和穗粒数均高于周麦18,其中穗粒数差异达到显著水平。增强氮代谢途径关键酶基因的相对表达量,提高小麦植株氮素积累量、花后氮同化量和旗叶总游离氨基酸含量,可实现小麦高产、优质、高效目标。     

不同产量类型小麦品种的干物质和氮素积累转运特征

为筛选氮高效且高产的小麦品种,于2016-2017年综合运用籽粒产量和氮素收获指数2项指标将河南省38个主推小麦品种划分为4种类型(高产高效型、高产低效型、低产高效型和低产低效型),分析比较不同类型小麦品种的产量构成因子、干物质积累和氮素的吸收转运特征。结果表明,高产水平下,氮高效品种的单位面积穗数显著高于氮低效品种,穗粒数都显著低于氮低效品种;低产水平下,氮高效品种的单位面积穗数和穗粒数与氮低效品种的差异均未达到显著水平。高产小麦品种花前干物质积累速率较低产(效)小麦高24.8%,花后干物质的转移量和转运效率最大,分别是低产低效型小麦的2.1倍和1.6倍。高产水平下,氮高效品种的干物质转移量较氮低效品种增加16.2%,但在干物质转移效率上与不同氮效率品种差异不显著;低产水平下,氮高效品种的氮素转移效率是氮低效品种的1.1倍。高产型小麦品种的氮素积累量显著高于低产型小麦品种,小麦花后氮素积累速率最高,在该时期,同等产量水平下,HYHE型小麦氮素积累量速率较HYLE型高28.8%,LYHE型小麦的氮素积累速率较LYLE型高66.0%,且花后氮素积累速率与氮素收获指数呈显著正相关。较高的花前干物质转移量和氮素积累量是小麦高产的基础,相同产量水平下,氮高效小麦品种的干物质转移量和氮素积累速率显著高于氮低效品种。     

施氮对稻麦轮作区小麦地上器官干物质及氮素累积运转的影响

为给长江中下游稻麦轮作区小麦的高产栽培提供理论依据,以扬麦10号为材料,设置0、93.75、168.75和243.75 kg/ha四个氮肥处理水平(分别用N0、N1、N2和N3表示),研究了施氮对小麦地上器官干物质及氮素累积运转的影响.结果表明,增施氮肥提高了小麦群体叶面积指数,N3处理与N2处理差别不大,增施氮肥不影响叶面积指数的动态变化规律.干物质量随着施氮量的增加而增大,营养器官转运率以不施氮(N0)处理最大,对籽粒的贡献率以N2处理最大.增加施氮量提高了小麦各个生长时期氮素累积量,N3处理在收获时茎秆中有较高的氮素残留,降低了氮肥利用效率.增施氮肥提高了小麦产量,N2处理与N3处理之间差异不显著.氮肥生理效率以N1最高,氮肥利用效率和农学效率均以N2最高.     

氮肥运筹对稻茬小麦氮素转运、干物质积累、产量及品质的影响

为明确氮肥运筹对江淮地区稻茬小麦氮素转运、干物质积累、产量及品质的影响,选用当地主栽小麦品种扬麦20,在3种施氮量（180、225、270 kg·hm^-2 ）和3个氮素基追比例（6∶4、5∶5、4∶6）组合的氮肥运筹模式下,分析了施氮量和基追比例对氮素转运、干物质积累及其贡献率、产量和品质的影响。结果表明,施氮量和基追比例显著影响了小麦氮素在不同器官的分配比率、氮素利用率、氮收获指数、氮素转运效率、转运氮素对籽粒氮素的贡献率、干物质分配量和产量。在相同基追比例下,在施氮量180~270 kg·hm^-2范围内增施氮肥,成熟期籽粒干物质分配量、花后干物质积累量及其对籽粒产量的贡献率、产量呈现先升高后下降趋势,以施氮量225 kg·hm^-2处理最高,270 kg·hm^-2处理次之,180 kg·hm^-2处理最低;小麦蛋白质和湿面筋含量呈上升趋势。在相同施氮量下,小麦氮素利用率、成熟期籽粒干物质分配量、花后干物质积累量及产量以基追比例6∶4处理最高。在施氮量225 kg·hm^-2、基追比例6∶4时,氮素在成熟期籽粒中的分配比率、氮素利用率和氮收获指数高于其他组合,氮素转运效率、籽粒干物质分配量、花后干物质积累及其对籽粒产量贡献率和产量显著高于其他组合,且籽粒蛋白质含量、湿面筋含量和沉降值符合弱筋小麦标准。从提高产量和氮素利用效率两方面综合考虑,施氮量225 kg·hm^-2、基追比例6∶4可作为江淮稻麦轮作区域实现小麦高产优质的最佳氮肥运筹模式。     

水稻不同基因型氮素利用效率差异

在施氮和未施氮两种条件下,探讨了9个不同生态类型水稻品种的氮素利用效率差异、稻谷产量及氮素利用效率相关性状之间的相关关系以及水稻品种各生育时期氮素吸收量的差异。研究表明,在施氮和未施氮两种处理下,水稻品种间氮素吸收总量、收获期氮素生理利用效率和氮素转移效率有着显著差异;在未施氮条件下氮素利用效率显著高于施氮的;在施氮和未施氮两种条件下,收获期生理氮素利用效率、氮素吸收总量和氮素转移率均呈显著的正相关,且与稻谷产量、穗数、结实率和收获指数呈显著的正相关;孕穗期至黄熟期氮素吸收量在水稻不同基因型间有着显著差异,而在生育前期和中期氮素未见显著差异。     

小麦氮素高效利用基因型的农艺性状及生理特性

为给小麦氮高效型品种选育和栽培调控提供理论依据,采用大田试验,以14份小麦品种为材料,研究了不同氮效率品种的农艺性状及生理特性的差异。结果表明,不同小麦品种间产量和氮素利用效率具有显著差异。基于氮肥吸收效率和氮肥农学效率将参试材料分为氮高效型、中效型和低效型。与氮中效型和低效型品种相比,氮高效型品种具有较高的产量、干物质和氮素积累量;在农艺性状上,氮高效型品种具有较高的粒重、收获指数(HI)、叶面积指数(LAI)和开花期旗叶面积;在生理上,氮高效型品种开花期旗叶的叶绿素含量、氮含量、净光合速率、硝酸还原酶活性和谷氨酰胺合成酶活性较高,而成熟期旗叶氮含量较低。聚类分析表明,淮麦30、徐麦32、矮抗58和扬麦16为氮高效型品种。经相关分析,小麦粒重、HI、LAI和开花期旗叶的面积、叶绿素含量、氮含量与氮效率呈显著正相关,小麦成熟期旗叶氮含量与氮效率呈显著负相关,这些指标可作为氮高效型小麦品种筛选的依据。     

部分春性和半冬性小麦品种氮效率差异分析

为了解小麦冬春性与氮素利用的关系,在大田条件下,以江苏省主栽的15个小麦品种为材料,比较了半冬性和春性小麦的氮效率差异。结果表明,相同施氮条件下,半冬性小麦的平均氮肥吸收效率(NUEa)和氮肥生产效率(NGPE)分别比春性小麦高12.19%和9.64%,差异均达显著水平。其中,NUEa和NGPE最高的半冬性小麦品种均为济麦22,春性小麦两个指标最高的品种均为扬麦15。半冬性小麦的平均氮肥表观利用率(NUR)、氮肥农学效率(NAE)、氮素生理效率(NPE)及氮收获指数亦高于春性小麦,但差异均不显著。半冬性或春性类型小麦中各指标都存在氮高效和氮低效的品种,且品种间差异均极显著;不同品种氮效率高或低的机制不同,使得对氮肥的吸收、利用、转运的能力存在差异,生产中应根据不同品种氮效率机制特点采用不同的施肥应对策略。     

小麦品种郑麦7698耐强光高温的生理机制

为了阐明小麦品种郑麦7698耐强光高温的生理机制,以黄淮南片麦区区域试验对照品种周麦18和大面积推广品种矮抗58为对照,研究了该试验材料在强光、高温、强光高温交叉胁迫下的生理特性。结果表明,3种逆境对小麦叶片光合功能的影响程度依次为强光高温强光高温,且3个品种的耐强光高温特性存在显著差异。3种逆境胁迫处理下,郑麦7698的光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、光化学猝灭(qP)的下降幅度均显著低于周麦18和矮抗58,相对电导率、丙二醛(MDA)含量、超氧阴离子生成速率、过氧化氢含量的上升幅度显著小于周麦18和矮抗58,超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶活性在逆境下的上升幅度显著高于周麦18和矮抗58,表现出较好的耐强光高温特性。综合分析表明,郑麦7698之所以较周麦18和矮抗58具有更好的耐强光高温特性,是因为其在逆境下具有较高水平的抗氧化酶活性,可有效清除活性氧类物质,降低其光合机构受损程度,从而维持较高水平的光合效率。     

不同品质类型小麦优质高产群体氮效率的差异

为给小麦分类栽培措施的确定提供依据,于2000～2002年在扬州选用5个不同品质类型小麦品种,通过不同类型小麦氮肥运筹调控试验,研究了小麦优质高产群体与普通群体的氮效率差异.结果表明,同一品种不同群体类型间氮肥农学效率、氮肥吸收效率表现为强筋和中筋小麦优质高产群体高于普通群体,而弱筋小麦优质高产群体略低于普通群体;氮素利用效率则表现为强筋小麦优质高产群体低于普通群体,中筋小麦两者之间相近,弱筋小麦优质高产群体高于普通群体;不同群体的氮收获指数差异表现为优质高产群体与普通群体相比互有高低;不同类型专用小麦的各氮效率指标与籽粒产量及蛋白质含量之间表现出不同的相关性.     

阶段高温对不同小麦品种产量的影响及其耐热性差异研究

为应对小麦高温灾害,筛选耐热丰产种质资源,通过裂区试验,以阶段高温为主区(在开花期、花后5～10 d、11～15 d、16～20 d和21～25 d进行高温胁迫,分别用H_1、H_2、H_3、H_4和H_5表示,以自然生长条件为对照),以品种为副区(选用济麦22、矮抗58、衡4399、淮麦33、石麦22、山农20、郑麦7698和邯6172耐热性不同的8个冬小麦品种),于2016-2017和2017-2018两个小麦生长季,研究了不同阶段高温对小麦产量及穗粒数、粒重等的影响,并分析了不同品种的耐热性。结果表明, H_1、H_2、H_3、H_4和H_5处理的两年平均产量分别较对照下降59.7%、49.5%、26.2%、36.4%和34.5%,穗粒数分别减少17.9、14.8、5.9、1.2和4.0粒,千粒重分别降低0.3、1.8、7.3、13.8和12.6 g。从品种看,自然生长条件下郑麦7698、淮麦33和衡4399的产量较高,石麦22的产量最低;高温条件下郑麦7698、山农20和衡4399的产量较高,淮麦33为受高温影响最大的品种,两年减产幅度均最高;两种条件下郑麦7698、衡4399和山农20的综合产量均较高,淮麦33最低。阶段高温对不同品种的影响不同,且存在年际间差异。2016-2017年度山农20、衡4399和石麦22的H_2处理均较对照增产,但其他阶段高温处理均减产。高温胁迫后郑麦7698的减产幅度在2016-2017年度最小,而在2017-2018年度仅次于减产幅度最大的淮麦33。郑麦7698、衡4399和山农20的两年几何平均产量均较高,淮麦33最低。从热感指数看,衡4399、山农20和郑麦7698的热感指数指标大部分小于1,淮麦33、济麦22、石麦22热感指数指标大部分大于1;其他品种的热感指数指标有的时段高温大于1,有的小于1。综合产量和热感指数指标,衡4399、山农20和郑麦7698的耐热性好,淮麦33、济麦22和石麦22的耐热性较差。     

施磷水平对小麦根系生理及籽粒蛋白质含量的影响

为明确磷肥对小麦品质及根系发育的调控效应,以强筋小麦品种郑麦9023、中筋小麦品种周麦18号、弱筋小麦品种郑麦004为材料,研究了3个磷肥水平（0、90、180 kg P₂O₅·hm^-2）对不同筋力型小麦籽粒蛋白质含量和根系数量性状及生理生化特性的影响。结果表明,施磷在不同程度上增加了小麦次生根数,提高了根系活力,降低了根系可溶性糖含量,但高磷（180 kg P₂O₅·hm^-2）并不利于根系生长。3个小麦品种次生根数在籽粒灌浆期均达最高值,其中,郑麦004的单株次生根数和主茎次生根数较多;根系活力在拔节期达到最大值,成熟期降到最低,其中,郑麦9023根系活力较弱;根系可溶性糖含量在冬前达到最大值,其中,周麦18号的根系可溶性糖含量较高。施磷可增加周麦18号和郑麦9023的籽粒蛋白质含量,但降低郑麦004的籽粒蛋白质含量;在中磷（90 kg P₂O₅·hm^-2）条件下,小麦蛋白质产量最高。综合考虑,在本试验条件下,以中磷处理效应最佳。     

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。     

施磷水平对小麦子粒蛋白质含量及根系生理特性的影响

为明确磷肥对小麦品质及根系发育的影响及调控,以强筋小麦郑麦9023、中筋小麦周麦18号、弱筋小麦郑麦004为材料,研究了3个磷肥水平对不同筋力型小麦子粒蛋白质含量和根系数量性状及生理生化特性的影响。结果表明,增施磷肥在不同程度上增加次生根数,提高根系活力,降低根中可溶性糖含量,但高磷并不利于根系生长。次生根数在子粒灌浆期达最高值,其中,郑麦004的单株次生根数和主茎次生根数较多。根系对TTC的还原强度在拔节期达到最大值,成熟期降到最低,其中,郑麦9023对TTC的还原强度较弱。根中可溶性糖含量在冬前达到最大值,其中,周麦18号的根中可溶性糖含量较高。施磷增加周麦18号和郑麦9023的子粒蛋白质含量,但降低郑麦004的子粒蛋白质含量。     

高产条件下冬小麦产量性状的品种差异及氮肥效应

通过对6个冬小麦品种产量性状的品种差异及氮肥效应进行研究，结果表明，冬小麦产量性状品种间差异显著；在高产条件下，氮肥的增产效果减弱，不同冬小麦品种对氮肥表现出不同的反应特征；随着氮肥用量的增加，不同品种冬小麦穗数的增加，每公顷施180kg化肥氮（无有机肥）时表现最好，而后随着氮肥用量的进一步增加而减少。穗粒数与氮肥用量呈现出正相关关系，而千粒重一般随氮肥用量的增加而降低；氮肥用量增加，小麦开花期推迟。