不同品质类型小麦灌浆期旗叶Rubisco降解变化研究

为了解小麦籽粒蛋白品质的形成机制,以弱筋和强筋小麦为材料,研究了小麦灌浆期间旗叶叶绿素含量以及Rubisco （1,5二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶）降解的变化。结果表明,小麦灌浆期间不同品质类型品种旗叶叶绿素含量和Rubisco含量差异明显,弱筋小麦品种宁麦9号和扬麦15花后15~25 d旗叶叶绿素含量分别降低16.8%和19.6%,而强筋小麦品种郑麦9023和镇麦168花后15~25 d叶绿素含量下降幅度分别为52.8%和34.6%;旗叶灌浆期内肽酶活性呈先升高后降低的趋势,并且2个强筋品种花后5~25 d内肽酶活性始终高于2个弱筋品种;小麦旗叶Rubisco含量在开花后呈逐渐降低的趋势,但两个弱筋小麦品种旗叶中Rubisco含量始终高于两个强筋小麦品种。此外,扬麦15花后15～20 d才可以看出Rubisco亚基出现降解现象,郑麦9023在花后15 d就已经明显出现了Rubisco大亚基降解,说明强筋小麦郑麦9023旗叶较弱筋小麦扬麦15衰老早。     

播期对不同筋力型小麦旗叶光合及籽粒灌浆特性的影响

为给不同筋型小麦高产种植筛选适宜的播期,以强筋小麦品种济麦20和中筋小麦品种中麦8号为试验材料,采用盆栽方法,研究了播期对两种筋型小麦旗叶光合及籽粒灌浆特性的影响。结果表明,不同播期下济麦20和中麦8号的旗叶光合和籽粒灌浆特性不尽相同。适期播种(10月7日)有利于改善济麦20旗叶光合和籽粒灌浆特性;而早播(9月30日)有利于改善中麦8号旗叶光合和籽粒灌浆特性。不同播期下,济麦20和中麦8号籽粒灌浆进程均符合Logistic方程。在本试验条件下,综合来看,济麦20以10月7日播种最优,而中麦8号以9月30日播种最优。     

开花期渍水对小麦产量及氮素分配的影响

为探究江汉平原小麦生育期间雨水过多对小麦造成的影响,于2020-2021年以耐渍品种襄麦55和主推品种郑麦9023为供试材料开展大田试验,分析了开花期连续渍水7 d小麦产量、干物质和氮素积累与转运的变化。结果表明,与无渍水的对照（CK）相比,渍水导致小麦旗叶SPAD值下降。渍水后郑麦9023旗叶比襄麦55衰老更早,旗叶功能期相对更短。开花期渍水致使成熟期营养器官干物质和氮素积累量下降,促进花前储存的干物质和氮素在花后向籽粒的转运,提高了花前储存的干物质和氮素对籽粒产量和氮素的贡献率,但依然使成熟期单茎籽粒干物质和氮素积累量分别下降10.87%~13.59%和19.32%~23.60%。襄麦55成熟期茎鞘的干物质和氮素积累量下降量较大,花前干物质和氮素转运效率高于郑麦9023。开花期渍水影响籽粒灌浆速率和灌浆时间。渍水导致襄麦55最快灌浆期由花后21~35 d缩短至花后28~35 d,但单粒重下降不显著;渍水后郑麦9023灌浆在花后35 d时基本停止,单粒重下降显著。开花期渍水显著降低小麦产量,使襄麦55和郑麦9023分别减产7.7%和15.6%,减产主因分别是穗粒数和千粒重的显著下降。总之,开花期渍水会导致小麦减产,但促进了花前储存的干物质和氮素向籽粒的转运,对襄麦55花前干物质和氮素转运的影响大于郑麦9023。     

增铵营养对专用型小麦可溶性糖转运及淀粉积累的影响

为给小麦氮肥管理提供理论依据,选用强筋小麦品种郑麦9023和弱筋小麦品种郑麦004为材料,在大田试验条件下研究了增铵营养对不同专用型小麦旗叶、籽粒可溶性糖含量与籽粒中淀粉及其组分含量的影响。结果表明,增铵营养条件下,两种小麦旗叶、籽粒中可溶性糖含量与籽粒淀粉及其组分含量在灌浆期间的变化趋势基本一致,但在灌浆中后期差别较大,与郑麦9023相比,郑麦004对增铵营养的响应更为显著。在NO3-∶NH4+为50∶50时小麦旗叶、籽粒可溶性糖含量变化及淀粉积累增加最显著。在此处理下,花后24d郑麦9023和郑麦004旗叶可溶性糖含量分别增加了7%和21%;增铵营养对两个小麦品种淀粉组分支/直比例影响不一,与对照相比,增铵营养导致郑麦9023下降了3.2%,使郑麦004增长了1.1%。增铵营养可能主要通过增加小麦旗叶中可溶性糖含量促进籽粒淀粉积累,与强筋小麦品种郑麦9023相比,弱筋小麦品种郑麦004的各项指标表现更为优异。     

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。     

氮肥用量对不同品质类型小麦品种籽粒灌浆特征和产量的影响

在大田条件下,以强筋小麦品种郑麦9023和豫麦34、中筋小麦品种豫麦18以及弱筋小麦品种豫麦50为试验材料,采用10、15和20 kg/667m2三种施氮水平,研究了氮肥用量对不同品质类型小麦品种籽粒灌浆和产量的影响。结果表明,在各施氮处理中不同品质类型小麦品种籽粒灌浆过程均呈“S”型变化,但模型参数因氮肥用量而不同。郑麦9023和豫麦18的各项灌浆参数均表现为15 kg/667m2>20 kg/667m2>10kg/667m2;豫麦34籽粒灌浆持续期、理论最大粒重、最大灌浆出现时间、有效灌浆持续期、有效灌浆持续期增加值、有效灌浆持续期灌浆速率均表现为15 kg/667m2>20 kg/667m2>10 kg/667m2,平均灌浆速率和最大灌浆速率表现为20 kg/667m2最大,15 kg/667m2次之,10 kg/667m2最小。豫麦50籽粒灌浆持续期、有效灌浆持续期以20 kg/667m2最长,15 kg/667m2次之,10 kg/667m2最小;最大籽粒灌浆出现时间、最大灌浆速率、有效灌浆持续粒重增加值、有效灌浆持续期灌浆速率以15 kg/667m2最高(早),20 kg/667m2次之,10 kg/667m2最低(晚);而理论最大粒重、平均灌浆速率则表现为10 kg/667m2>15 kg/667m2>20 kg/667m2。同时,郑麦9023、豫麦18和豫麦34粒重与各灌浆参数均呈正相关,郑麦9023粒重与籽粒灌浆持续期、平均灌浆速率和最大灌浆速率相关系数达到显著水平,与有效灌浆持续期相关系数达到极显著水平;豫麦18粒重与最大灌浆速率和有效灌浆持续期相关系数达到极显著水平,与平均灌浆速率之间达显著水平;豫麦34粒重与籽粒灌浆持续期相关系数达到显著水平;豫麦50粒重与籽粒灌浆持续期呈负相关,与平均灌浆速率、最大灌浆速率、有效灌浆持续期和有效灌浆持续期灌浆速率均呈正相关,差异均不显著。豫麦18和豫麦34在15 kg/667m2下产量最高,且差异分别达到极显著和显著水平,郑麦9023和豫麦50在20 kg/667m2下产量最高,差异达显著水平。     

不同品质类型小麦叶绿素荧光特性及其与籽粒产量和淀粉积累的关系

为了解不同品质类型小麦的叶绿素荧光特性,在大田条件下,测定了豫麦50(弱筋小麦)、温麦4号(中筋小麦)和郑麦9023(强筋小麦)的叶面积动态和开花后旗叶叶绿素含量和叶绿素荧光动力学参数,并分析了叶绿素荧光参数与籽粒产量、淀粉含量和淀粉产量的关系。结果表明,不同品质类型小麦灌浆期光系统Ⅱ(PSⅡ)潜在活性(F v/F o)、原初光化学效率(F v/Fm)、实际光化学量子产量(ΦPSⅡ)和光化学猝灭系数(qP)均随生育进程而降低,非光化学猝灭系数(qN)则升高。不同品质类型小麦品种间相比较,开花后同一生育时期叶面积系数、叶绿素含量、F v/F o、F v/Fm、ΦPSⅡ和qN则表现为豫麦50高于温麦4号和郑麦9023。三种品质类型小麦受强光抑制的程度则表现为豫麦50高于温麦4号和郑麦9023。豫麦50的籽粒产量、淀粉含量和淀粉产量最高,温麦4号次之,郑麦9023最低。小麦籽粒产量、籽粒淀粉含量和淀粉产量与开花期、灌浆前期和灌浆后期的F v/F o、F v/Fm、ΦPSⅡ和qP及灌浆中期的qN呈显著或极显著正相关。     

播期对不同习性小麦品种籽粒灌浆特性的影响

为了给小麦高产栽培提供理论依据,2002～2003年对河南省不同习性的小麦品种在不同播期下的籽粒灌浆速率进行了研究。结果表明,不同播期下小麦品种的籽粒灌浆规律均符合Logistic曲线,灌浆过程中平均灌浆速率、渐增期灌浆速率、快增期灌浆速率对粒重影响较大。因此选择适宜播期、提高渐增期灌浆速率、快增期灌浆速率和平均灌浆速率对提高粒重有重要意义;播期对不同习性品种灌浆高峰出现的日期影响基本一致,但早播时冬性小麦洛旱2号灌浆高峰出现较早,灌浆速率大,晚播时春性品种豫麦18灌浆高峰出现较早,灌浆速率大。因此,在河南生态条件下,春性品种适宜播期为10月中下旬,半冬性品种适宜播期为10月中旬,冬性品种的适宜播期为10月上旬至4中旬。     

品种与密度对豫中地区小麦光合生理特性及光能利用率的影响

为了解不同小麦品种光合生理及光能利用对种植密度响应的差异,以豫中地区两个主栽冬小麦品种周麦22和郑麦9023为材料,设置180×104、270×104、360×104和450×104株·hm-2 4个密度水平,通过大田试验,比较分析了不同种植密度下两个品种光合特性、干物质积累、光能利用率和产量的差异。结果表明,随着种植密度的增加,两个品种旗叶叶绿素含量(SPAD值)降低,叶面积指数增大,单茎干物质积累量呈现降低趋势。与郑麦9023相比,周麦22的单茎干物质积累量和籽粒光能利用率较高,灌浆期旗叶叶绿素含量下降缓慢。周麦22的最终产量以密度270×104株·hm-2最高,郑麦9023以密度360×104株·hm-2最高。     

不同冬小麦品种旗叶叶绿素荧光特性及其对干旱胁迫的响应

为明确不同抗旱性冬小麦品种灌浆期旗叶的叶绿素荧光特性及其与籽粒产量的关系,在防雨棚控水条件下,测定和分析了干旱胁迫后强抗旱性品种晋麦47、弱抗旱性品种偃展4110和中等抗旱性品种矮抗58旗叶荧光参数、籽粒产量和水分利用效率的变化.结果表明,随着先量子密度(PFD)的增加,冬小麦旗叶实际荧光(F)、表观电子传递速率(ETR)和非光化学淬灭系数(NPQ)值逐渐升高,PFD超过189 μmol·m-2·s-2后,F值基本稳定,而光下最大荧光(Fm)值持续降低,导致其他叶绿素荧光参数改变,PFD在189～1 360μtmol·m-2·s-2时Fm变化幅度较大.干旱胁迫降低了小麦旗叶F、Fm、实际量子产量(Yie1d)、ETR、NPQ值.不同品种荧光参数值受干旱胁迫的影响程度不同,偃展4110受影响最大,晋麦47较为稳定.干旱胁迫条件下3个品种的产量差异显著,表现为晋麦47＞矮抗58＞偃展4110.灌浆中期旗叶主要叶绿素荧光参数与产量间具有显著的相关性,可以作为高产品种筛选的生理指标;而干旱处理与适水处理的F比值、Fm比值则与两种水分条件下的产量比值呈显著正相关,可以作为品种抗旱性鉴定的生理指标.     

垄作栽培对小麦生理特性和产量的影响

为明确垄作栽培对小麦生理特性和产量的影响,以豫麦50（弱筋）、郑麦975（中筋）和藁麦8901（强筋）3个小麦品种为材料,分析了2种栽培方式（平作、垄作）下小麦生理特性和产量的差异。结果表明,垄作小麦灌浆后期旗叶生理活性高于平作。藁麦8901和豫麦50及郑麦975在灌浆后期旗叶SPAD值均是垄作高于平作,同时垄作栽培也有助于增强旗叶游离氨基酸含量和NR(硝酸还原酶)的活性,提高旗叶氮素同化能力,促进生育后期旗叶氮素向籽粒的再运转。垄作栽培小麦产量较传统平作有显著提高,增产幅度达9.26%～14.52％。垄作栽培主要通过增加小麦穗粒数或单位面积穗数来提高小麦产量,而对千粒重无显著影响。     

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。     

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.     

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...     

两种土壤贮水条件下灌水对豫麦50籽粒品质性状及产量的调控效应

为了给弱筋小麦田间水分管理提供合理依据，以弱筋小麦品种豫麦50为材料．在池栽防雨务件下研究了两种土壤贮水条件下灌水对小麦籽粒品质性状及产量的影响。结果表明。在底墒充足条件下，豫麦50籽粒主要品质性状优于底墒不足的品质性状。灌水对底墒不足条件下品质性状的影响大于对底墒充足务件下的影响，且各个品质性状受影响的程度不同。在底墒充足条件下以全生育期灌4水的弱筋小麦品质最优，抽穗期灌1水次之；而在底墒不足时全生育期灌4水和全生育期不灌水多数品质性状较优。底墒充足条件下的小麦籽粒产量、耗水量均高于底墒不足的产量和耗水量，而水分利用效率则较低；两种土壤贮水条件下的耗水量均随灌水次数增加而增加，而水分利用效率则降低；产量随灌水次数增加而增加，但灌水过量反而降低。据此提出了麦播前贮好底墒的重要性，以及不同底墒每件下小麦高产优质高效栽培的水分运筹建议。     

小麦生育后期主茎和分蘖次生根对籽粒产量和品质的影响

为通过根系调控提高小麦产量和改善品质,以弱春性优质强筋小麦品种郑麦9023为材料,研究了生育后期主茎次生根和分蘖次生根对小麦籽粒产量和品质的影响。结果表明,小麦分蘖次生根根系活力与根中全氮含量显著高于主茎次生根,而根中可溶性糖含量则低于主茎次生根。随着生育进程的推进,分蘖次生根与主茎次生根间的差异逐渐减小。分蘖次生根对单株成穗数、千粒重及单株产量的贡献大于主茎次生根,而对穗粒数的贡献则显著小于主茎次生根。与对照（维持完整根系）相比,只留主茎次生根处理和只留分蘖次生根处理的籽粒直链淀粉含量与直/支比例显著提高,而蛋白质含量显著下降。因此,生产实践中可以通过调节分蘖次生根与主茎次生根的比例及生理特性来提高籽粒产量和改善品质。     

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。