施镁对花后高温胁迫下小麦干物质积累转运和籽粒灌浆的影响

为明确镁对小麦花后高温胁迫的缓解效应,采用人工气候室模拟增温的方法,研究了灌浆期高温胁迫(昼/夜32/22℃)下施镁(0、10和20kg·hm~(-2))对小麦花后干物质积累转运的影响及其与籽粒灌浆的关系。结果表明,灌浆期高温胁迫显著降低了小麦籽粒的灌浆速率、粒重和产量,施用镁肥提高了小麦籽粒灌浆速率和产量。高温胁迫降低了小麦花后干物质积累量、花前干物质转运量、转运率和收获指数,施镁对花后干物质积累和转运量及收获指数有显著正效应。高温胁迫下施镁提高了植株干物质积累量及在籽粒中的分配比例,从而提高了灌浆速率和粒重。孕穗期施镁能有效缓解花后高温胁迫对小麦植株的伤害,有助于籽粒灌浆和产量的形成。     

不同叶色水稻叶片的衰老及对光强的响应

以淡绿叶水稻近等基因系fgl及其正常叶色的轮回亲本浙辐 802为材料,比较了不同叶色水稻抽穗后叶片的衰老进程,并在水稻抽穗后施以不同强度的光照,研究水稻生育后期光照强度对不同叶色水稻叶片衰老的影响。在自然光强下,淡绿叶水稻fgl的衰老慢于轮回亲本浙辐 802,fgl的叶绿素、叶面积指数和净光合速率的下降速率均慢于浙辐 802,特别是在灌浆前期和后期;开花后浙辐 802的SOD活性下降和MDA含量的上升均快于fgl。15%的遮光处理有利于提高浙辐 802的气体交换特性和光合性能,提高SOD活性,降低MDA含量;而浅叶色的fgl的光合速率较稳定,受光强的影响较小。     

大田生长期全程高温胁迫对杂交水稻生育后期生长发育及产量形成的影响

选用5个杂交水稻组合为材料,以自然条件下大田生长为对照,通过玻璃温室研究了大田生长期全程高温胁迫对杂交水稻生育后期的生长发育及产量形成的影响.结果表明:大田生长期高温胁迫引起各组合有效穗数、每穗总粒数、结实率和千粒重较大田对照不同程度下降,其中对结实率的影响最大,最终导致产量显著下降.高温条件下水稻叶面积指数和净光合速率都不同程度下降,植株干物质生产减少,茎鞘物质转运受阻,茎鞘物质输出率和转换率都显著下降;高温条件下抽穗后的茎鞘物质输出率、转换率与品种耐热系数均呈显著正相关,耐热性较强的品种能在高温胁迫后保持较高的茎鞘物质转换率.在高温胁迫下,孕穗期SOD活性增强,叶片可溶性糖、游离脯氨酸含量增加,但随着高温持续时间的延长,灌浆期SOD活性急剧减弱,叶片可溶性糖、游离脯氨酸含量迅速下降.MDA含量升高,膜脂过氧化加剧,耐热性弱的品种更为明显.     

不同播期下优质稻桂华占、八桂香花后碳氮物质流转与籽粒生长相关性

以桂华占、八桂香为材料,不同播期调控下,研究不同播期下优质稻花后植株碳氮流转与籽粒生长及品质的相关性.结果表明:(1)花后茎鞘、叶片干物质运转速度和运转率都与籽粒起始灌浆势呈正相关.籽粒活跃灌浆期、持续灌浆时间与花后茎鞘、叶片干物质运转速度和运转率呈极显著正相关.(2)播种期推迟不利于茎鞘碳同化物向穗部流转,茎鞘碳同化物转运对籽粒的产量和淀粉产量的贡献率表现为淀粉＞可溶性糖＞蔗糖,茎鞘碳同化物对籽粒产量及淀粉产量的贡献率远高于叶片.可溶性糖转运对籽粒产量和淀粉产量贡献率表现为SD1＞SD2＞SD3;蔗糖、淀粉对籽粒的产量贡献率表现为SD1＞SD2＞SD3.茎叶可溶性糖积累量的减少与籽粒直链淀粉含量和积累量增加是同步的,并且,茎叶可溶性糖积累量快速递减期(花后3～12 d)与直链淀粉含量和积累量快速递增期(花后6～12d)同步.(3)播种期推迟减少茎鞘和叶片总氮的积累,籽粒氮收获指数降低,但是播种期的推迟却增加茎鞘和叶片器官蛋白氮积累,有利于籽粒蛋白质含量提高.     

高温胁迫对大麦主要农艺性状及产量性状的影响

为了解高温胁迫对大麦孕穗灌浆期主要农艺性状和产量性状的影响,选用4个二棱啤酒大麦品种为材料,采用盆栽及人工气候箱,在大麦孕穗灌浆期进行高温处理,以常温为对照,考察了大麦完熟期株高、穗下节间长、主穗长、单株穗数、单株粒数、单株粒重、千粒重和结实率。结果表明,孕穗期高温胁迫对大麦株高、穗下节间长及穗长的影响程度因品种特性不同而异。高温胁迫致使参试大麦品种的单株粒重和千粒重显著降低,使除Harrino Nijo外的其余3个品种的结实率和单株粒数均显著降低。综合比较,Harrino Nijo的耐高温性能最好,其次为扬农啤6号,917112和苏啤3号对高温比较敏感。     

镉污染土壤中施用秸秆炭对水稻生长发育的影响

本研究以北方粳稻为材料,采用盆栽试验,研究了在轻度镉污染土壤中施用不同量炭对水稻生长发育及其净光合速率的影响。结果表明:在镉污染土壤中施用炭能够提高光合速率,增加干物质积累,提高产量,对水稻生长具有较大的促进作用。在水稻生长发育前期,不同施炭量处理对水稻茎、叶等干物质积累影响不显著,但至水稻抽穗期以后,这种影响初步显现,各不同施炭量处理均与对照(CK)有较大差异,表现为茎、叶、穗干物质增加,且在完熟期C1处理与其它处理均差异显著;不同施炭量处理对水稻净光合速率影响显著,各处理在不同发育时期均与对照有显著差异,在灌浆期以后,水稻净光合速率与蒸腾速率的提高,可促进水稻的物质积累与籽粒成熟,增加千粒重,提高结实率;在最终产量形成上,C1与C2处理均与对照达到极显著差异,分别比对照提高产量18.4%和2.92%。     

外源水杨酸对高温胁迫下小麦籽粒灌浆特性的影响

为探究外源水杨酸（SA）对高温胁迫下小麦产量形成特性的影响,以扬麦18为试验材料,于2018-2020年进行盆栽试验,分别在小麦抽穗期（SAHG）、开花期（SAAG）、花后5 d（SA5G）以及花后10 d（SA10G）对其喷施水杨酸（SA）,在灌浆期(花后15~19 d)采用被动式模拟增温方法对其进行高温胁迫,分析不同处理对小麦产量及其相关指标的影响。结果表明,与常温对照（NN）相比,灌浆期高温胁迫（NG）显著降低了小麦的产量和千粒重,不同时期喷施SA显著降低了高温胁迫下产量和千粒重的下降幅度,不同处理缓解效果表现为SAAG＞SA5G＞SA10G＞SAHG。外源SA处理缓解了高温胁迫对小麦不同穗位强、弱势粒粒重的损害,对上部小穗及弱势粒粒重的影响较为显著,从而缓解了高温胁迫下小麦产量的降低。喷施SA显著降低了灌浆期高温胁迫下籽粒蔗糖含量、可溶性糖含量、蔗糖合成酶（SS）活性的降低幅度,提高了籽粒中吲哚乙酸（IAA）、脱落酸（ABA）、细胞分裂素（CTK）的含量。推测喷施SA通过调控小麦籽粒内源激素水平提高籽粒糖类物质含量,进而缓解高温胁迫对产量影响。     

高温胁迫下水稻产量的高光谱估测研究

为了定量分析不同生育期冠层反射光谱参数与水稻产量及产量构成要素的相互关系,确定能够准确预测高温胁迫下水稻籽粒产量的敏感光谱参数,通过盆栽试验,测定了孕穗期4种温度胁迫处理后的2个水稻品种不同生育期冠层高光谱反射率以及成熟后的理论产量、实际产量、穗数、每穗粒数、千粒重、穗长、穗干质量和结实率。结果表明,相对于蜡熟期的光谱参数,抽穗期和灌浆期的光谱参数与理论产量、实际产量、穗数、每穗粒数、千粒重、穗长、穗干质量以及结实率的相关性都较高,均达到显著水平。此两个时期可以作为预测水稻产量的关键时期。其中,差值植被指数DVI[810,A(450,560,680)]、垂直植被指数PVI(810,680)、红边幅值Dλred和红边峰值面积可以同时预测成熟水稻的理论产量和实际产量。而差值植被指数DVI(810,450)和DVI(810,560)、垂直植被指数PVI(810,680)和Dλred可以同时预测成熟水稻的穗数、每穗粒数和千粒重。相对于灌浆期的模型,抽穗期的模型能较可靠地监测水稻产量。     

植物生长调节物质对灌浆期遮光水稻生长及结实的影响

以籼稻天优华占为材料研究了6种市售植物生长调节物质对灌浆期遮光水稻生长及结实的影响。结果表明,灌浆期遮光减缓了衰老造成的剑叶叶绿素含量下降,但抑制了水稻干物质的积累和籽粒灌浆进程,导致空壳率和秕谷率增加,结实率降低,产量下降;6种植物生长调节物质中,"粒粒饱"能够显著恢复灌浆期遮光导致的水稻干物质量减少;但与正常光照下的对照组相比,6种植物生长调节物质对遮光下水稻的结实率和产量的恢复作用并不显著。因此,水稻弱光强胁迫下,植物生长调节物质仅可作为一种辅助措施,在实际水稻生产中,只有通过合理区划,选择温度适宜、光照充足、排灌方便的地区种植水稻才能获得高产。     

早春低温之前喷施外源调控物质对冬小麦的干物质转运、产量和品质的影响

为明确外源调控物质对冬小麦早春低温抵御能力的调控效应，以济麦22为试验材料，在拔节期倒春寒来临前以喷施清水为对照（CK），设喷施氨基酸水溶肥（200倍液，T1）、蔗糖（500倍液，T2）、0.004%芸苔素内酯（800倍液，T3）及其等倍混合液（200倍液氨基酸水溶肥+500倍液蔗糖+800倍液芸苔素内酯，T4）4个调控处理，分析了拔节期发生倒春寒条件下不同调控处理间冬小麦干物质积累、转运、分配、产量及其构成和籽粒品质的差异。结果表明，T4处理下冬小麦开花期、成熟期干物质积累量较CK显著增加，且成熟期籽粒、穗轴及颖壳、茎鞘及叶的干物质积累量均高于其他处理；T2、T3、T4处理使小麦结实率均显著提高；T4处理在不降低穗粒数和穗数的前提下，显著提高千粒重和籽粒产量；T1处理有利于提高小麦籽粒蛋白质含量。由此得出，在冬小麦拔节期倒春寒来临前，喷施氨基酸水溶肥+蔗糖+0.004%芸苔素内酯混合液有助于提高小麦抵御低温逆境的能力，实现抗逆稳产。     

花期干旱胁迫对籼稻近等基因系育性的影响

 以27份形态性状发生突变的标记基因材料杂交并多次回交所构建的近等基因系及其轮回亲本浙辐802（早籼稻）为材料,于水稻主穗见穗至此后15 d进行干旱胁迫,研究花期干旱胁迫条件下各品系的育性与农艺性状和耐旱性生理性状的关系。试验结果表明,花期干旱胁迫使株高受抑,上3叶绿叶面积减少,稻株干物质量和结实率显著下降,材料的耐旱性与结实性无关。根据干旱胁迫指数将该近等基因系分为钝感（结实率下降<30%）、耐旱(结实率下降幅度在31%～50%)、不耐旱（结实率下降幅度在51%～80%）及敏感（结实率下降幅度>80%）4类,轮回亲本浙辐802为干旱敏感材料。具有卷叶、披叶等传统的耐旱性状的近等基因系未能表现出较强的耐旱性,而具有黄绿色叶与金黄色的谷色的近等基因系则有较高的耐旱性。     

不同氮利用率粳稻品种的碳氮积累与转运特征及其生理机制

【目的】探明不同氮利用率水稻品种的氮素积累与转运特征及其机制。【方法】2个氮高效品种(武运粳30号和连粳7号)和2个氮低效品种(扬粳4038和宁粳1号)种植于大田,设置2个施氮量：全生育期不施氮(0 N)和全生育期施氮180 kg/hm² (180N),比较分析了不同氮利用率粳稻品种干物质生产、氮素积累与转运差异及其机制。【结果】与氮低效品种相比,氮高效品种具有较高的产量、氮肥利用率、总颖花量和结实率,较高的花前干物质转运量和花后干物质积累量,分蘖至穗分化始期和抽穗至成熟期较高的净同化率和作物生长率,抽穗期较高的糖花比,灌浆期较高的籽粒库活性、籽粒中脱落酸与1-氨基环丙烷-1-羧酸含量的比值和茎鞘中较高的非结构性碳水化合物的转运和蔗糖合成相关酶活性以及蔗糖转运蛋白基因的表达量,抽穗后较高的氮转运、氮素吸收量,灌浆期较高的比叶氮含量、叶片中细胞分裂素含量、氮代谢酶活性以及氮素转运相关基因的表达量。【结论】氮高效品种穗分化前和抽穗后较高的物质生产效率以及灌浆期较高的碳氮转运与积累是产量和氮肥利用率协同提高的重要机制。     

灌浆期高温干旱胁迫对小麦籽粒淀粉积累的影响

为探讨花后高温和干旱逆境胁迫对小麦淀粉组分的影响,采用盆栽和人工气候室相结合的方式研究了灌浆期短暂高温、干旱及其复合胁迫对两个不同品质类型小麦品种籽粒总淀粉、直链淀粉和支链淀粉含量的影响。结果表明,小麦籽粒淀粉的积累量符合Logistic方程,但逆境胁迫会缩短籽粒淀粉积累持续时间,降低其积累速率,使其最终淀粉积累量减少。与对照相比,高温、干旱及其复合胁迫显著降低两个小麦品种籽粒的支链淀粉和总淀粉含量,直链淀粉含量受影响较小,淀粉的直/支比增加。高温、干旱及其复合胁迫下,洛麦24的千粒重分别较对照下降42.03%、21.95%和50.01%,产量分别较对照下降57.88%、40.75%和61.08%;郑麦366的千粒重分别较对照下降34.39%、7.64%和43.16%,产量分别较对照下降41.58%、30.97%和48.49%。综上所述,高温、干旱胁迫抑制支链淀粉积累是造成产量下降的重要原因;复合胁迫对小麦籽粒淀粉积累量的影响大于干旱或高温单独胁迫;高温胁迫的影响大于干旱;洛麦24较郑麦366对高温和干旱胁迫更敏感。     

渍前和渍后喷施外源调节物质对花期渍水小麦生长和产量减损效应的差异

为明确渍前和渍后施用外源物对长江中下游地区渍水小麦生长和产量减损效应的差异,以当地主栽品种扬辐麦4号为供试材料,对渍前和渍后喷施外源调节物质(DDTC、GA、肥料元素和复配外源物)后花期渍水胁迫下小麦光合与叶绿素荧光特性、干物质积累与转运及籽粒产量进行了比较分析。结果表明,花期渍水胁迫后小麦光合性能减弱,光能利用和电子传递受阻,花后光合同化物积累减少,籽粒灌浆速率降低,粒重和产量下降。渍前和渍后喷施外源调节物质均可提高花期渍水小麦的叶片光合性能,增强叶片光能利用和电子传递能力,促进籽粒中花后光合同化物积累,提升籽粒灌浆速率以及粒重,从而增加籽粒产量。与渍后喷施相比,渍前喷施外源物能够有效提高花期渍水小麦的叶片光合速率、光化学效率和叶绿素含量以及降低热耗散;渍前喷施外源物能够有效促进花期渍水小麦的花后光合同化物积累,降低花前营养器官贮藏物转运;渍前喷施外源物能够有效提升花期渍水小麦的籽粒灌浆速率,促进粒重和籽粒产量增加。综上所述,与渍后喷施相比,渍前喷施外源调节物质能够有效提升花期渍水小麦光合性能,促进干物质积累与转运以及降低籽粒产量损失,从而减少渍水胁迫对小麦生长和产量的不利影响,其中...     

夜间增温对灌浆期高温胁迫下小麦干物质及灌浆特性的影响

为了解灌浆期高温胁迫下小麦生产力对不同阶段夜间增温的反应,以对温度敏感性不同的两个小麦品种扬麦18(春性品种)和烟农19(半冬性品种)为试验材料,采用可移动塑料增温棚,于2021-2022年对小麦进行不同阶段夜间增温[分蘖期-拔节期增温(W_T-JN)、拔节期-孕穗期增温(W_J-BN)和孕穗期-开花期增温(W_B-AN)]及灌浆期高温胁迫处理,比较分析了不同处理下小麦干物质积累及灌浆特性的差异。结果表明,W_T-JN和W_J-BN处理主要通过缩短小麦播种-开花的时长,延长灌浆期天数,增加花前干物质转运量、花后干物质积累量和花后干物质积累贡献率,进而提高了开花期和成熟期干物质积累量;促进了干物质在成熟期穗轴+颖壳和籽粒中的积累,降低了小麦茎鞘+叶片中的积累量,增产3.08%～7.62%。灌浆期高温胁迫显著降低了两个品种的产量,而与灌浆期高温胁迫处理(NH)相比,W_T-JH和W_J-BH处理增产1.21%～6.05%。与不增温处理(NN)相比,在W...     

水稻器官形态和干物质积累对穗分化不同时期高温的响应

为明确水稻穗分化期高温对生长发育所造成的影响,以耐热籼稻黄华占和热敏感籼稻丰两优6号为材料,利用人工气候箱在穗分化期进行40℃(10:00-15:00)高温处理,以人工气候箱32℃适温处理为参考,室外环境温度为对照(CK),研究枝梗-颖花分化期(Ⅰ期)和花粉母细胞形成-减数分裂期(Ⅱ期)高温胁迫对水稻器官形态及干物质积累的影响。结果表明:1)Ⅰ期高温抑制幼穗分化,使穗分化期延长2.5~8.8 d;Ⅱ期高温阻碍水稻抽穗,导致穗分化期延长6.8~7.1 d,显著缩短上部茎节,降低抽穗度,其中热敏感品种降幅大于耐热品种;2)穗分化期高温处理显著降低每穗颖花数和颖花大小,颖花数下降原因在不同处理时期间存在差异,Ⅰ期高温减少颖花分化数;而Ⅱ期高温显著加速颖花退化,两个品种退化幅度均达50%以上,并显著降低了花药大小和颖花受精率,热敏感品种丰两优6号受高温影响要大于耐热品种;3)高温对叶片生长有促进作用,Ⅱ期高温处理表现尤为明显,两个时期高温处理对上3叶净光合速率和水稻单茎干物质积累没有显著影响。Ⅰ期高温不同部位间干物质积累无显著差异,而Ⅱ期高温显著降低茎鞘和穗部干物质积累,但高温导致高节位分枝发生,积累了一部分干物质,整体上单茎干物质积累量并没有显著下降。     

“稻清”减轻水稻穗期高温伤害的原因分析

以粳型杂交稻品种常优1号为供试材料,于抽穗开花期进行高温处理,同时设置稻清不同药剂浓度处理,研究了高温条件下喷施该药剂后水稻产量及其构成的变化,并分析了其影响机理。结果表明,高温胁迫显著降低了水稻结实率和千粒重,因而显著降低产量。无论是高温胁迫还是在常温条件下,喷施稻清均显著增加了水稻结实率和千粒重,显著增加产量。稻清处理主要通过降低穗部温度,提高颖花中抗氧化酶类活性,进而有效清除活性氧自由基等过氧化物,提高花粉粒育性、促进花药开裂和花粉粒萌发,最终提高受精结实率和粒重,显著降低高温带来的减产效应。     

花后弱光对江汉平原稻茬小麦的产量及碳、氮分配效应的影响

为了探究连阴雨天气弱光逆境导致小麦减产的机理，于2017-2018年度对长江中下游流域适宜推广的48个小麦品种开展了灌浆期全程遮光试验（遮去自然光强的45%），初步筛选出两个弱光敏感品种（扶麦1228和生选6号）和两个弱光钝感品种（襄麦55和扬麦158），2018-2019年以此4个品种和江汉平原主推品种郑麦9023为供试材料，研究了开花期至成熟期遮光对小麦干物质积累与分配、植株氮素转运及籽粒产量的影响。结果表明：（1）花后遮光后小麦籽粒产量显著降低，两年度5个品种平均减产49.1%～61.1%，千粒重平均下降34.4%～42.5%，遮光对穗数和穗粒数的影响两年度均未达0.05显著水平。（2）花后遮光抑制了小麦干物质的积累，显著减少各营养器官干物质积累量，使成熟期干物质积累总量较CK平均下降23.4%，降低籽粒灌浆速率。花后遮光增大了营养器官花前同化物的转运量及其对籽粒产量的贡献率，而减少了花后光合同化物量及其贡献率，降低收获指数。（3）花后遮光后营养器官中氮素向籽粒的再分配受抑，较多的氮素滞留在营养器官中，茎鞘氮素积累量平均增加了88.0%，穗轴与颖壳次之，叶片增加了32.8%。遮光导致各营养器官花前贮存氮素向籽粒的转运量和转运效率均显著下降，使籽粒氮素积累对花后吸收氮素的依赖加大。总之，花后遮光会导致小麦显著减产，其主要原因是粒重大幅度下降；遮光加大了籽粒干物质积累对花前碳水化合物再分配的依赖，以及籽粒氮素积累对花后氮素吸收的依赖。襄麦55和扬麦158遮光条件下籽粒产量下降幅度较小，是稻麦周年高产适宜推广品种。     

不同种植方式对冬小麦花后干物质积累与分配特征及产量的影响

为探索不同种植方式对冬小麦干物质积累、转运与分配特征及产量的影响,选用大穗型小麦品种农大1108为试验材料,研究在大田生产中主要的4种种植方式(穴播、撒播、窄幅条播和宽幅条播)对冬小麦花后各器官干物质积累、分配及产量的影响。结果表明,4种种植方式下花后各器官的干物质积累量变化趋势基本一致,且均表现为窄幅条播显著高于其他3组处理;窄幅条播主要通过提高花后干物质同化量及其对籽粒的贡献率而获得高产;与宽幅条播相比,窄幅条播花后营养器官干物质积累量及干物质在籽粒中的积累量分别增加45.59%和19.44%;与穴播和撒播相比,窄幅条播产量分别提高17.25%和11.39%;花后干物质对籽粒的贡献率表现为穴播最高,达到80.26%。不同种植方式对冬小麦籽粒的灌浆速率影响不大,表现为各处理间千粒重差异不显著。     

拔节期和花后渍水对不同品种小麦产量及相关农艺性状的影响

为给小麦抗逆高产栽培提供参考,以22个小麦品种为材料,于2018—2019和2019—2020年度分别开展拔节期和花后渍水处理,以自然生长条件为对照,分析渍水对籽粒产量及其相关农艺性状的影响,筛选耐渍高产品种并明确其耐渍高产机制。结果表明,拔节期和花后渍水处理造成小麦籽粒产量分别下降29.6%~59.1%和7.9%~49.1%,均显著降低穗粒数、千粒重、花后干物质积累量和乳熟期LAI。根据两年度不同水分处理下平均籽粒产量和渍后产量的降幅,筛选出相对高产耐渍品种扬麦25及耐渍性较突出品种宁麦22和生选6号。相关性分析表明,不同水分处理下穗粒数、乳熟期LAI、旗叶RuBPCase活性以及花后和成熟期干物质积累量与籽粒产量均呈显著正相关。渍水处理下穗粒数降幅、千粒重降幅、花后干物质积累量降幅、乳熟期LAI降幅与产量降幅均呈显著正相关。花后光合面积大、光合速率高的品种,通过多生产光合物质以供应籽粒灌浆,促进产量形成;渍水导致的光合面积减少和物质生产能力降低是制约高产稳产的关键因素。因此,渍水胁迫下改善小麦生育中后期叶片光合生产能力,尤其是绿叶面积,有助于降低穗粒数和千粒重的渍后降幅;渍水条件下高叶片光合生产能力和穗产量可作为高效筛选高产耐渍品种的依据。