冬小麦幼苗生长和抗氧化特性对UV-B辐射的响应及外源ABA的调节作用

为揭示冬小麦对UV-B辐射的耐性机制,以幼苗生长对一定强度UV-B辐射耐性不同的两个冬小麦品系农大6081和9305031-2为材料,在人工气候室内,出苗后每天15μW·cm-2的UV-B照射6h,分析比较两个品系幼苗的生长、光合作用、膜透性、H2O2积累和清除能力对UV-B辐射的响应差异,以及施加0.5μmol·L-1外源ABA的调节作用。结果表明,UV-B辐射后,农大6081的株高、干重、根长、Pn、叶绿素含量、类胡萝卜素含量、SOD和CAT活性等性状被促进,而9305031-2的活性氧积累增多,膜透性增大,株高、干重、根长、Pn、叶绿素含量、类胡萝卜素含量及PSII活性受到抑制,但UV-B处理并未诱导9305031-2的SOD和CAT活性提高。UV-B辐射下,施加ABA提高了9305031-2的SOD和CAT活性,降低了H2O2含量,有效缓解了UV-B胁迫对其PSII活性以及膜系统完整性、株高和干重的不利作用,但未缓解UV-B辐射对根长的抑制作用。施加ABA也对农大6081的上述指标有所改善。由此可见,冬小麦品系农大6081与9305031-2在应答UV-B胁迫中存在的差异,具体表现在光合系统的功能、活性氧的产生与清除能力等方面,ABA参与了小麦对UV-B的应答机制调控,施加外源ABA有助于缓解UV-B辐射胁迫。     

Si缓解UV-B辐射增强对大豆幼苗生长的影响

以中黄35、华严0926和华严1号为材料,研究了硅(Si)和紫外(UV-B)辐射增强(5.4 k J·m-2·d-1)对大豆幼苗生长的影响以及Si对UV-B辐射增强的缓解效应。结果表明:UV-B辐射增强对中黄35叶绿素含量和生物量的抑制作用较明显,但对叶面积、节间长度和株高的影响较小,而华严0926和华严1号对UV-B辐射增强的响应与中黄35相比有着明显的不同;Si在一定程度上缓解了UV-B辐射对大豆生物量和植株形态等方面的影响。由此判断,选择合适的品种和使用硅肥对大豆抗UV-B辐射栽培具有重要意义。     

不同冬小麦品系对UV B的生理响应

为了解不同小麦基因型对UV-B增强响应的生理差异,以植株生长对UV-B呈正响应的冬小麦品系农大6081和呈负响应的冬小麦品系9305031-2为材料,在人工气候室内于出苗后每天用强度为15 μW·cm-2的UV-B照射6h,比较了两个品系生长、光合、UV吸收物质、膜透性、H2O2积累量与清除能力等指标的差异.结果表明,UV-B辐射处理后,农大6081株高、干重、PSⅡ活性、SOD和CAT活性,以及叶片可溶性蛋白、类胡萝卜素和类黄酮等UV吸收物质的含量增加,叶片H2O2含量降低,膜系统的电解质渗漏有所缓解,活性氧的生成得到有效控制;而9305031-2的SOD、CAT活性没有提高,类胡萝卜素含量、叶绿素含量、株高、叶面积、干重、PSⅡ活性下降.说明农大6081与9305031-2生长对UV-B辐射的响应差异可能与活性氧生成和清除能力不同有关.     

UV-B增强下AMF对冬小麦灌浆期光合特性及根系生物量的影响

通过盆栽试验,研究UV-B辐射增强下接种丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)对冬小麦灌浆期光合和蒸腾生理及根系生物量的影响。UV-B辐射设2个水平,即自然光[对照,1.5 k J/(m~2·h)]和UV-B增强[增强20%,1.8k J/(m~2·h)],AMF设2个水平,即+AMF(接种)和-AMF(不接种)。结果表明,UV-B辐射增强下,接种AMF对冬小麦灌浆期旗叶净光合速率下降趋势有延缓作用,但对根系生物量影响不明显;同时,冬小麦灌浆期旗叶气孔导度和胞间CO_2浓度显著升高,接种AMF对其有抑制作用。     

大气CO2浓度倍增及UV-B辐射对冬小麦幼苗生长发育及抗氧化特性的影响

为给未来气候环境下小麦育种和栽培提供依据,以鲁麦14为材料,在人工模拟条件下研究了大气CO2浓度倍增和UV-B辐射对冬小麦幼苗生长发育和抗氧化特性的影响.结果显示,大气CO2浓度倍增可增加冬小麦株高,比叶重、地上部干重和分蘖数,显著提高抗氧化酶活性和类黄酮含量,降低了细胞膜透性;而高剂量的UV-B处理效应与此相反.在高CO2浓度和UV-B复合处理下,CO2倍增通过提高抗氧化酶活性,增加类黄酮含量,修复膜过氧化损害,明显减缓由高剂量UV-B辐射对冬小麦的不利影响,有利于小麦幼苗生长发育.说明高浓度CO2可以缓解UV-B辐射对冬小麦幼苗生长产生的负效应.     

铅镉复合胁迫对不同耐性玉米衰老特性的影响

水培条件下,选用2个对铅、镉不同耐性玉米品种为试材,研究镉、铅复合胁迫下玉米的衰老特性。结果表明,随铅、镉复合胁迫浓度升高,玉米幼苗叶片内丙二醛(MDA)含量增大,但耐性玉米品种增加幅度较小;铅、镉复合胁迫降低了玉米幼苗生物量干重、叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性,敏感品种下降的幅度较大。金禾209对铅、镉复合胁迫具有较强的耐性。     

基因型和环境对小麦种子活力的影响

为了明确环境、基因型及其互作对小麦种子活力的影响,以湖北省小麦区域试验三个试点的16个小麦新品种(系)为材料,对收获后的种子进行发芽率、幼苗干重及简易活力指数的计算并进行了统计分析,结果表明:(1)发芽率、幼苗干重及其简易活力指数在地点间、品种(系)间差异均达到了极显著水平,且品种(系)间的差异均比地点间的差异大,发芽率和简易活力指数的地点×品种(系)互作(GEI)间差异也达到了极显著水平。(2)发芽率和简易活力指数以武汉最高,且与其他地点的差异达极显著水平;而幼苗干重则以荆州最高,与武汉差异不显著。(3)鄂麦27和楚0805的发芽率较高,襄麦27和河科大9612的幼苗干重最高,而鄂麦27的简易活力指数最高。(4)简易活力指数与发芽率呈极显著正相关,与幼苗干重呈不显著的正相关,而发芽率与幼苗干重呈不显著的负相关。     

早熟大豆发芽期和苗期耐寒性鉴定

对9个大豆品种的发芽和苗期的耐寒性进行了鉴定,在常温(25℃)和低温(10℃)胁迫下分别测定了种子发芽特性及幼苗素质的各项指标.以各性状低温与常温下测定值的比值(相对值)作为耐寒性评价指标..结果表明,在低温逆境下,苗比根对低温更敏感,耐寒品种的根和幼苗总干重未下降.通过聚类分析,解决了由于性状相对值差异微小而难以评价大豆耐寒性的问题,将品种分成了耐寒、中等耐寒和低温敏感3类.相关性分析表明,相对发芽率、相对幼苗全长、相对地上部苗高、相对地上部苗干重及相对根干重之间显著正相关,是较好的耐寒性评价指标.     

冠菌素诱导冬小麦幼苗抗旱性的初步研究

为研究不同冠菌素浓度对冬小麦抗旱性的诱导效应,以两个冬小麦品种为材料,研究了不同浓度冠菌素对20%PEG-6000模拟干旱条件下幼苗生长及其抗旱性指标的影响.结果表明,无论是抗旱性品种长武134还是水分敏感型品种陕253均表现相同的趋势,即:0.01 μmol·L-1和0.1 μmol·L-1的冠菌素预处理有利于幼苗叶片维持相对含水量,提高可溶性糖、脯氨酸和可溶性蛋白含量;对增加幼苗干重和根系长度、提高根冠比、扩大根表面积、特剐是提高根系活力有显著效应.由此说明,冠菌素能诱导小麦幼苗提高抗旱能力.     

冬小麦花期生理形态指标与卫星遥感光谱特征的相关性分析

为提高冬小麦花期长势遥感监测的精确性与普适性,在集丘陵地、河滩地及平原地为一体的冬小麦种植区域设计了田间试验,利用卫星影像信息结合地面GPS定点试验数据,在分析利用遥感技术监测冬小麦花期LAI和生物量两个主要群体长势指标可行的基础上,对卫星遥感光谱信息与冬小麦花期的主要生理生化指标(叶片叶绿素含量、叶片类胡萝卜素含量、叶片水分含量和叶片氮素含量)进行了综合分析.结果表明,NDVI(归一化植被指数)与LAI、叶片氮素含量和叶片水分含量的相关性较好,RVI(比值植被指数)与生物量和叶片类胡萝卜素含量的相关性较好,GVI(绿度植被指数)与叶片叶绿素含量的相关性较好,且均达到显著水平.说明NDVI、RVI及GVI是较为理想的可用于监测冬小麦花期生理形态指标的敏感遥感指数.进一步以这些敏感遥感指数作为因变量建立了冬小麦花期生理形态指标的遥感监测模型.利用本模型可以反演多个生理形态指标,便于对冬小麦花期的长势情况进行综合分析与判断.     

Effects of enhanced ultraviolet-B radiation on crop structure,growth and yield components of spring wheat under field conditions

Spring wheat (Triticum aestivum) was grown in the field for two consecutive seasons under ambient and supplemental levels of ultraviolet-B (UV-B, 280–315 nm) radiation to determine the potential for alterations in community structure, developmental stages, growth and yield components. The supplemental UV-B radiation simulated depletions of 12, 20, or 25% stratospheric ozone. Spring wheat is a potentially UV-B sensitive species, showing the greatest sensitivity to UV-B radiation at 5.31 kJ m⁻². Delays in development and decrease in plant height were observed at early tillering stage under UV-B treatment, and slowly exacerbated during further development. UV-B radiation changed crop structure, by decreasing the total number of tillers produced and increasing dead shoot number, resulted in fewer head-bearing shoots at ripening stage, and decreased biomass and yield. UV-B radiation decreased the area of the last leaf and leaf area index, but increased specific leaf weight. UV-B radiation inhibited biomass accumulation and altered the patterns of biomass partitioning; these effects might be correlated with yield. Decreases in yield were the result of significant reductions in spike number, grain number per spike and thousand grain weight under UV-B. Generally, the effects of UV-B radiation on developmental stages and crop structure were the most important, they might change the other characteristics of spring wheat crop. The responses of spring wheat crop to enhanced UV-B radiation were assessed, decreases in some crop characteristics caused by a 10 or 20% global ozone depletion were predicted. Ozone depletion had the greatest decrease in yield and the least reduction in plant height.     

种植密度对匀播冬小麦干物质积累、转运及产量的影响

为探究匀播冬小麦对种植密度的响应,以不同穗型品种新冬22(A_1)和新冬50(A_2)为材料,匀播(株行距相等)条件下设置了123万、156万、204万、278万、400万株·hm~(-2)(分别记为M_1、M_2、M_3、M_4、M_5)5个种植密度,研究了不同种植密度下匀播小麦干物质积累、运转、产量及其构成因素的差异。结果表明,匀播条件下,冬小麦抽穗前干物质积累量随种植密度的增加而增加,抽穗后干物质积累量随种植密度增加先增加后降低;新冬22号花后干物质积累量、花后干物质对籽粒产量贡献率、籽粒产量均表现为M_2处理最高,新冬50号花后干物质积累量、花后干物质对籽粒产量贡献率、籽粒产量均表现为M_4处理最高。随着种植密度的增加,两个品种的有效穗数呈增加趋势,穗粒数、千粒重呈下降趋势,籽粒产量呈先升后降趋势。匀播条件下,多穗型品种新冬22号适宜种植密度为156万株·hm~(-2),大穗型品种新冬50号适宜种植密度为278万株·hm~(-2)。     

长期水氮互作下不同年代冬小麦的产量和光合特性

为了解不同水氮互作下不同年代推广冬小麦品种（现代品种冀麦325和20世纪70年代品种冀麦7）籽粒产量及光合特性的变化，于2017-2018年度（丰水年）和2018-2019年度（枯水年）冬小麦生长季，在长期水氮定位试验田进行了灌水量、施氮量和品种三因子裂裂区试验。主区为灌水，设生育期灌拔节水750 m·hm^-2(灌1水)和灌拔节水750 m·hm^-2 +开花水750 m·hm^-2(灌2水)；副区为氮肥，设不施氮(N0)及施氮总量为60(N1)、120(N2)、180(N3)、240(N4)和300 kg·hm^-2(N5)6个水平。结果表明，2017-2018年度，相同灌溉水平下，小麦开花期旗叶光合速率、蒸腾速率随施氮量增加均先增后减，冀麦325旗叶光合速率、蒸腾速率最大值对应的氮肥处理均为N2，冀麦7均为N3；冀麦325的产量随施氮量增加总体均呈逐渐增加的趋势，N2处理产量基本达到稳定值，再多施氮时灌1水有减产趋势，灌2水的产量增加缓慢；冀麦7的产量随施氮量增加均先增后减，灌1水时N2处理产量较高（仅低于N5），灌2水时N2处理产量最大。2018-2019年度，相同灌溉水平下，两个小麦品种籽粒产量随施氮量增加均先增后减，灌1水和灌2水时产量最大值对应的氮肥处理分别为N3和N2。在丰水年，不同年代冬小麦灌1水、灌2水的最佳施氮量均为120 kg·hm^-2；在枯水年，灌1水和灌2水的最佳施氮量分别为180 kg·hm^-2和120 kg·hm^-2。     

UV-B辐射对小麦幼苗光信号通路的影响

为了解UV-B辐射对小麦光信号转导通路的影响,以冬小麦品种晋麦8号为材料,对不同UV-B剂量（10、12和14 kJ·m^-2·d^-1）辐射处理的小麦幼苗分别施用钙调蛋白（CaM）拮抗剂、G蛋白激活剂、Ca²⁺拮抗剂、丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶拮抗剂,分析了光信号通路各组分的变化。结果表明,（1）CaM、G蛋白、Ca²⁺、丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶和花色素苷参与了UV-B辐射诱导的小麦光信号通路的传导;（2）低剂量和高剂量的UV-B辐射对花色素苷含量的调控不是通过同一条信号通路;（3）UV-B辐射强度为10和12 kJ·m^-2·d^-1时,会诱导查尔酮合酶（CHS）基因的表达,而14 kJ·m^-2·d^-1UV-B辐射强度会抑制CHS基因的表达。说明UV-B辐射影响植物生理生化的信号通路因辐射剂量而异。     

不同氮反应冬小麦品种幼苗素质及氮代谢关键酶活性的耐低氮差异研究

为了明确不同氮敏感型冬小麦品种的幼苗对低氮胁迫的反应,基于小麦籽粒产量和籽粒氮含量的耐低氮指数,对24个冬小麦品种进行了耐低氮丰产型和氮敏感型分类,并以典型品种为材料,比较了其幼苗(5叶龄)在不施氮(0mmol·L~(-1))和施氮(16 mmol·L~(-1))条件下,地上部和根部的干物质积累量、氮含量、氮积累量及其叶片和根部的硝酸还原酶(NR)和谷氨酰胺合成酶(GS)活性。结果显示,与施氮处理相比较,不施氮处理小麦品种的幼苗根部干物质积累量、根冠比均增加,地上部干物质积累量、氮含量和氮积累量、根部氮含量和氮积累量以及NR和GS活性均降低。在不施氮处理下,耐低氮丰产型小麦品种的幼苗地上部干物质积累量的降幅小于氮敏感型品种,根部干物质积累量和根冠比的增幅均大于氮敏感型品种;耐低氮丰产型小麦品种幼苗总根长和总根表面积显著增加,根直径显著下降;氮敏感型小麦品种幼苗根直径和总根体积显著降低。与氮敏感型品种相比,耐低氮丰产型小麦品种幼苗地上部、根部的氮吸收能力较高,NR和GS两种酶活性降幅较小。     

氮肥和密度对冬小麦光合生理和物质积累的影响

为给小麦高产栽培中氮肥和密度科学管理提供参考,以矮抗58和周麦22号为材料,研究了施氮量和播种密度对小麦植株光合生理、物质积累及产量性状的影响.结果表明,适量增施氮肥和增加密度能显著提高小麦叶面积指数、叶片叶绿素含量、净光合速率和群体干物质积累量,使植株在灌浆期仍能保持较高的光合能力,促进花后干物质的积累,有利于产量的提高.不同品种的籽粒产量对氮肥和密度的响应存在差异,周麦22号的平均籽粒产量高于矮抗58.在本研究条件下,矮抗58籽粒产量在375万基本苗·hm-2和360 kg·hm-2施氮量处理组合下最高;周麦22号籽粒产量在225万基本苗·hm-2扣240 kg·hm 2施氮量处理组合下最高.     

山西省近二十年审定小麦品种的农艺和品质性状变化

为研究近20年来山西省审定小麦品种的农艺性状和品质性状的演变情况，以1997－2018年山西省审定的175个小麦品种为研究对象，总结分析其农艺性状和品质指标的演化规律。结果表明，山西省近20年来审定品种产量水平呈显著上升趋势；株高呈下降趋势，但中部冬麦区水地审定品种株高过高，有倒伏风险；产量三因素中，穗粒数稳步提升，南部中熟冬麦区品种的穗粒数均高于中部晚熟冬麦区品种，千粒重变化不明显，但“十三五”时期审定的旱地品种千粒重下降明显，单位面积穗数呈显著上升趋势。山西省近年来审定品种品质性状没有显著变化，籽粒蛋白含量、湿面筋含量、沉降值和稳定时间均没有显著提高。山西省今后一段时间的育种目标仍然是品质与产量的协同提高，水地品种应在保证穗数和粒重的基础上加强穗粒数的选择，旱地品种应注重穗粒数和粒重的选择。     

地理远缘小麦品种不同播期的生态效应

用来自意大利的7个冬小麦品种和国内的4个冬小麦品种，在同一地点进行不同播期处理，结果表明，所有品种在冬前播种均能完成生活周期；3个中国冬性小麦品种和6个意大利冬性小麦品种于春播时均在ZGS26－32时停止发育，未能抽穗结实，不能完成生活周期；而来自意大利和中国的2个弱冬性品种于第4期播种（3月10日）时能完成生活周期，在第5期播种（3月30日）则不能完成生活周期。冬性品种和弱冬性品种均随播期推迟而株高渐矮，但意大利品种变矮的幅度较小。播期对每平方米穗数和每穗不孕小穗影响最大，对穗长和结实小穗影响较小。冬小麦品种随播期推迟籽粒产量和千粒重渐低，而籽粒蛋白质含量渐高。     

秸秆还田条件下不同有机肥对土壤养分和冬小麦养分积累的影响

为了解秸秆还田条件下不同类型有机肥在麦田的施用效果,采用田间试验,设置T1(6 000kg·hm~(-2)玉米秸秆粉碎深翻还田)、T2(6 000kg·hm~(-2)玉米秸秆粉碎+有机肥A 1 500kg·hm~(-2)深翻还田)、T3(6 000kg·hm~(-2)玉米秸秆粉碎+有机肥B 1 500kg·hm~(-2)深翻还田)3个处理,研究了秸秆还田条件下不同类型有机肥对冬小麦越冬期、孕穗期和成熟期土壤微生物量碳(MBC)、氮(MBN)、土壤速效养分含量、冬小麦植株养分积累量以及冬小麦产量和当季经济效益的影响。结果表明,与T1处理相比,T2处理冬小麦各生育时期土壤微生物量碳、氮、土壤矿质态氮和土壤速效钾含量、植株氮和钾的积累量、冬小麦孕穗期和成熟期土壤速效磷含量、植株磷的积累量均显著提高;冬小麦实际产量和当季相对净收益亦均显著增加,分别提高了17.5%和22.0%。T3处理冬小麦越冬期土壤微生物量碳、越冬期和孕穗期土壤微生物量氮、各生育期土壤矿质态氮和越冬期土壤速效钾、各生育期植株氮和钾的积累量、孕穗期和成熟期植株磷的积累量亦均显著提高;冬小麦实际产量提高10.3%,达显著水平,但其当季经济效益并未显著提高。本试验条件下,综合施用两种有机肥对不同指标的影响,以T2处理效果更佳。     

不同基因型小麦的氮吸收特征与农田归还率研究

为以控制农业面源污染为目标的高氮吸收小麦品种的选择与利用提供理论依据,研究了不同基因型小麦品种植株氮素吸收量及其在各部位的分布与归还特征。结果表明,不同基因型小麦品种植株氮吸收量存在不同程度的差异;32个小麦品种中7个品种属于高氮积累类型,平均氮吸收量为228.4kg·hm-2;小麦籽粒产量与植株氮吸收量呈显著正相关;小麦穗部氮吸收量最适于植株总吸氮量的估测,其估算方程为y=0.865x-1.843。秸秆不还田条件下,高吸氮量类型小麦品种收获后植株残体返回到农田的氮量为19.3kg·hm-2,占植株氮吸收量的9.4%;而在秸秆还田条件下,高吸氮量类型小麦品种植株残体返回到农田的氮量为46.1kkg·hm-2,占植株氮吸收量的20.9%。试验说明,高氮吸收小麦可以同时兼顾高产和农业生态环境保护;确定下茬作物的农田施氮量,除了考虑土壤地力和下茬作物养分需求因素外,还应该考虑还田作物含氮量。