不同春生叶龄期追氮对冬小麦产量形成和抗倒性能的影响

为明确兼顾冬小麦高产和抗倒伏的春季最佳追氮时期,设置品种、追氮期二因素裂区试验,其中,2015-2016年以山农16（SN16）和石新828（SX828）2个品种为主区,2016-2017年以藁优2018（GY2018）、科农2009（KN2009）和石4366（SH4366）3个品种为主区,两年均以春3、4、5、6叶伸出时分别追施总施N量240 kg·hm^-2中的50%氮肥（分别用N3～N6表示）为副区。在关键生育时期调查群体总茎数,成熟期调查茎秆抗倒伏相关性状及产量构成因素。结果表明,拔节至孕穗期一般以N3或N4处理总茎数最多,开花至成熟期一般以N4处理的穗数最多,N5处理的成穗率最高;孕穗期至开花后24 d,N4处理的叶面积指数（LAI）最大,N6处理的最小;大部分品种以N4处理的株高最高,不同叶龄期追氮处理的重心高度则因品种而异;N4处理小麦基部第2节间最长,节间充实度和机械强度最小,N3和N4处理的抗倒指数最低。抗倒指数和机械强度与株高、重心高度、节间长度均呈极显著负相关,与节间直径、茎壁厚度和充实度均呈极显著正相关。不同叶龄期追氮对每公顷穗数和穗粒数的影响较小,大部分小麦品种以N4处理的穗数最多,且施氮处理间的差异一般不显著。石新828和藁优2018各施氮处理千粒重的差异不显著,另外3个品种N4处理的千粒重高于其他处理。5个品种中除藁优2018以N5处理的籽粒产量最高外,其他品种均以N4处理的籽粒产量最高,且均与N5处理的差异不显著。综合来看,春4叶期追氮产量性状最优而倒伏风险最大;春5叶期追氮的籽粒产量与春4叶期追氮的差异不显著,但其抗倒能力显著提高,可以兼顾高产和抗倒伏,因此,春5叶期为河北平原春季最佳追氮时期。在灌水条件常成为限制因素的该地区小麦生产中,春4叶至春5叶期根据水源情况灌水和随水追施氮肥,都是比较适宜的。     

水氮运筹模式对冬小麦产量和水氮生产效率的影响

为从小麦高产和麦田环境安全兼顾角度探讨冬小麦种植的水氮运筹效应,于2013-2014年度在河北省藁城市,以冬小麦品种石麦18为材料,比较分析了节氮地面灌溉、限氮喷灌和限水限氮喷灌3个水氮运筹模式下冬小麦产量、水氮生产效率的差异。结果表明,不同水氮模式间小麦穗数、穗粒数差异不显著;限水限氮喷灌处理的千粒重显著高于其他处理;籽粒产量表现为限水限氮喷灌>限氮喷灌>节氮地面灌,且均达到9.6×10 kg·hm^-2以上的超高产水平;降低灌水量可显著减少农田耗水量,提高水分生产效率、灌溉水生产效率和氮素生产效率。在河北平原地区超高产冬小麦生产中,施氮量195 kg·hm^-2、春季总灌水量105 mm（拔节期45 mm、开花期30 mm、灌浆期30 mm）的限水限氮喷灌模式是同步实现高产及水氮高效利用的最佳运筹模式。     

种植密度对小麦群体光能资源利用的调控效应

为提高小麦光能利用率和产量本试验于大田条件下,研究了种植密度对冬小麦品种石新828群体光能资源利用的调控效应.设置4个密度水平处理(210×104基本苗/hm2(D1)、270×104基本苗/hm2(D2)、330×104基本苗/hm2(D3)和390×104基本苗/hm2(D4)).试验结果表明,种植密度对小麦石新828群体光能利用具有显著的调控效应.D3处理的小麦群体合理,叶面积指数适宜,群体受光态势良好,且小麦群体的消光系数和生物量光能利用率均在生育后期表现出明显优势,最终使得小麦籽粒光能利用率及产量显著高于其他处理.D1和D2处理的群体透光率和净同化率在整个生育期均表现出明显优势,但由于小麦群体相对较小,农田漏光严重,干物质积累量显著低于其他处理;D4处理的群体叶面积指数和光合势在整个生育期均显著高于其他各处理,但由于群体相对较大,群体基部透光率较小,小麦群体的净同化率、消光系数和生物量光能利用率在生育后期表现出明显的劣势;最终均导致了小麦籽粒光能利用率和产量的降低.由此表明,在本试验条件下,适宜的种植密度使群体具有良好的受光结构和持久的光合同化能力,得到适宜的干物质积累量,协调营养物质向籽粒中转运,最终使小麦籽粒光能利用率高达0.572%.     

干旱对棉花主茎叶片内源激素含量与平衡的影响

以鲁棉研28为试验材料,设置了干旱(土壤相对含水量RWC60%)和对照(RWC同常规棉田)2种处理,采用酶联免疫吸附法测定棉花主茎叶内源激素的含量。结果表明,2种处理下ZR含量变化呈单峰曲线,干旱出现的峰值极显著高于对照,但晚于对照;干旱处理下GA3含量出现2次峰值,说明较早进入生殖生长期;IAA含量的变化趋势差异不明显,干旱使中期叶片IAA含量显著提高;干旱处理下ABA含量前期出现一较高峰值,中后期缓慢上升,促进早衰。另外,干旱也改变了棉花主茎叶片ZR/ABA、GA3/ABA、IAA/ABA和(ZR+GA3)/ABA的动态平衡。干旱使ZR在功能期发挥作用的时间延长;GA3/ABA在激素平衡互作中关系密切;干旱处理下IAA/ABA前期较低,中后期升高,说明水分缺乏并不影响IAA和ABA在棉花生育后期发挥重要生理作用。     

褪黑素对干旱胁迫下小麦生长发育和产量的影响

以抗旱性不同的小麦品种‘济麦22号’和‘衡观35’为研究材料,采用人工气候室箱体土培方法,设置6个试验处理,分别为正常水分（CK）、干旱（D）、D+1 μmol·L^-1褪黑素、D+10 μmol·L^-1褪黑素、D+100 μmol·L^-1褪黑素、D+300 μmol·L^-1褪黑素,研究了不同浓度褪黑素对干旱胁迫下小麦生长、干物质积累以及产量的影响。结果表明：干旱胁迫下,‘济麦22号’的产量比对照降低了25.43%（P＜0.05）;D+100 μmol·L^-1褪黑素浓度处理下的‘济麦22号’产量较D处理增加24.73%,且该处理对株高、叶面积、干物质量、穗粒数和千粒重有显著促进作用。‘衡观35’抗旱性较强,D处理未显著影响其产量;D+10 μmol·L^-1褪黑素浓度处理使该品种的产量分别比CK和D处理增加了10.46%和8.87%（P＜0.05）,主要表现在千粒重分别增加了39.05%和4.84%,成熟期穗部干物重分配比较CK增加了6.69%;而较高褪黑素浓度（100 μmol·L^-1、300 μmol·L^-1）则抑制了该品种的产量增加,分别比对照降低23.81%和24.93%。褪黑素处理对干旱条件下不同品种的改善效果不同,‘济麦22号’增产效应较佳的褪黑素浓度为100 μmol·L^-1,‘衡观35’则为10 μmol·L^-1。抗旱性不同的小麦品种应选择适宜浓度褪黑素以有效改善其抗旱性。     

不同叶龄红小豆叶片的转录组分析

为揭示红小豆苗期不同叶龄基因表达量的变化,以晚熟品种‘唐山红小豆’为材料,通过RNA-Seq技术对3叶龄和6叶龄红小豆叶片进行转录组比较分析.结果表明：两个样本的转录组测序共得到94.1×10⁶个原始reads,过滤后得到92.31×10⁶个clean reads, Q30比例为94.17%,GC含量为43.68%,能定位到基因组序列上的碱基数占97.77%,在参考序列上有唯一比对序列数占93.07%;两个样本共获得6 314个差异表达基因,其中,3 059个基因上调表达,355个基因下调表达,对差异基因进行GO和KEGG分析,发现差异表达基因主要富集在光信号接收、昼夜节律、光合作用—天线蛋白、淀粉蔗糖和植物激素信号转导等代谢途径上,其中植物激素信号转导代谢途径中的差异表达基因数目最多,达108个;从昼夜节律、天线蛋白和植物激素信号转导代谢途径中各选取2个差异显著的基因进行验证,结果与FPKM值趋势一致.红小豆转录组测序数据准确可靠,苗期生长发育受到光合作用、淀粉和蔗糖、昼夜节律和植物激素等代谢途径的调控,为红小豆的开花结荚提供保障.该结果为...     

作物对干旱胁迫的响应机制及提高作物抗旱能力的调控措施研究进展

干旱是影响作物生长发育和产量的最主要非生物胁迫之一,在气候变化背景下,作物遭受干旱胁迫的风险越来越大。为了应对干旱,作物表现出一系列的抵御机制,包括形态特征和生理生化（抗氧化酶、渗透调节物质、内源激素）特性改变。本研究从上述2个方面总结了作物对干旱胁迫的响应机制,并对提高作物抗旱能力的调控措施进行了论述,主要包括：（1）筛选抗旱性品种,促进对深层土壤贮水的吸收利用;（2）地面覆盖,有利于降低土壤蒸发,增加土壤含水量;（3）节水灌溉技术,如微喷灌、滴灌等灌溉方式能实现少量多次灌溉,根区局部灌溉有利于调节气孔关闭,减少奢侈蒸腾,降低土壤蒸发;（4）抗蒸腾剂,在作物枝干及叶面表层形成超薄透光的保护膜,抑制作物水分过度蒸腾;（5）植物生长调节剂,调控植物生理代谢,增强抗旱性;（6）纳米肥料,改变作物生理生化反应,促进植株生长发育;（7）生物炭,有利于土壤通气保水,改善土壤的物理性质和土壤的持水能力。本研究系统地对以上7种措施提高作物抗旱能力的作用机理、应用前景及存在问题进行了论述,以期为应对干旱胁迫提供理论依据和技术参考。     

微咸水简易渗灌对温室番茄生长及生理特性的影响

通过温室栽培试验,研究了两种灌溉方式(地面沟灌、简易渗灌)和两个灌溉水盐分浓度(淡水、5 g/L微咸水)共4个处理(1.沟灌+淡水,简称沟淡处理;2.沟灌+微咸水,简称沟咸处理;3.简易渗灌+淡水,简称渗淡处理;4.简易渗灌+微咸水,简称渗咸处理)下的番茄生长、产量、品质、叶水势、光合特性及土壤盐分积累的变化。结果表明:(1)两种灌溉方式比较,淡水灌溉时,简易渗灌的植株干物质量显著低于沟灌,但微咸水灌溉时的这种差异不明显;沟灌条件下,微咸水灌溉比淡水灌溉植株干物质量降低7.06%,而简易渗灌下的这种下降不明显;(2)两种灌溉方式下,微咸水灌溉均使番茄产量降低,但未达到显著水平;简易渗灌与沟灌相比,果实产量提高约3.3%,且渗咸处理的果实品质优于沟咸处理;(3)淡水灌溉时,两种灌溉方式间的叶片水势、叶绿素含量没有显著差异,但微咸水灌溉时,叶片水势降低0.07~0.15MPa、叶绿素含量降低1.65%~21.8%,简易渗灌下下降幅度显著低于沟灌;(4)沟灌条件下,微咸水灌溉与淡水灌溉相比,叶片光合速率、蒸腾速率与气孔导度分别降低14.29%、19.74%和33.46%,均达显著水平,但简易渗灌下的这种变化不明显,且蒸腾效率显著升高;(5)渗咸处理的0~40cm土层土壤积盐程度轻于沟咸处理。初步结论:温室番茄实行微咸水简易渗灌,使根层土壤积盐较轻、植株叶片水分状态较好、叶片光合等生理活动维持在较高的水平、蒸腾效率提高,从而使果实产量提高、品质较优。     

不同灌溉条件下不同类型冬小麦产量水分利用效率差异原因分析

以旱地品种"西峰20"和"晋麦47"、水旱兼用型品种"石家庄8 号"、高水肥地品种"石4185"和"科农9204"5 个冬小麦品种为材料, 通过田间不同灌溉处理试验研究了不同抗旱类型冬小麦品种收获指数和群体水分利用效率对产量水分利用效率的影响差异。结果表明: 不同抗旱类型的小麦在不同灌溉处理下, 产量水分利用效率(WUE_y)以及变化趋势存在显著差异。旱地冬小麦品种WUE_y 和收获指数(HI)显著低于水地品种和水旱兼用型品种。不同品种间WUE_y 最大相差42.01%, HI 相差25.91%。HI 和群体水分利用效率(WUE_bm)与WUE_y 呈显著正相关关系。株高与HI 呈显著负相关关系(R²=0.574)。在不灌溉条件下, 品种间WUE_y 差异源自HI 的差异; 而在补充灌溉条件下, 品种间WUE_y 的差异源自WUE_bm 和HI 的共同作用。说明不同抗旱类型的小麦对不同灌溉处理的响应方式和适应策略不同。旱地品种在干旱胁迫条件下, 主要靠增加WUE_bm 来提高WUE_y; 而水地品种和水旱兼用型品种在补充灌溉中凭借较高的WUE_bm 和HI 共同作用提高WUE_y。     

不同播期密度对超早熟短季抗虫棉群体性状的影响

本试验以超早熟短季抗虫棉"546系"为材料,在冀中地区不同播期(播期Ⅰ:5月20日、播期Ⅱ:6月2日、播期Ⅲ:6月14日)和密度(低密度:12万株/hm2、中密度:15万株/hm2、高密度18万株/hm2)处理下进行了群体性状相关特征研究。结果表明:(1)随播期推迟和种植密度降低,群体果枝数均明显降低,播期Ⅲ各密度处理有效果枝数只相当于播期Ⅰ的1/2至1/3。(2)随着播期推迟,各时期群体总花蕾数均明显降低,尤以播期Ⅲ下降幅度大。(3)播期Ⅰ各密度吐絮期群体有效铃数差异不明显,播期Ⅱ中密度处理最高,播期Ⅲ高密度处理最高。(4)适当提高种植密度能够有效减弱晚播对干物质积累的不利影响。然而,播期Ⅲ群体营养物质的积累在盛铃后明显落后于另两个播期。(5)群体生殖体干物重受播期及密度影响较为明显,播期Ⅲ在盛铃期群体生殖体干物质积累大幅度低于播期Ⅰ和播期Ⅱ。(6)各播期叶面积指数动态大体表现为:高密度中密度低密度,然而盛铃期开始密度间差异已不明显,播期Ⅲ盛花期之后叶面积指数下降的速度明显快于前两个播期。研究结果为该类型品种(系)示范推广和生长调控提供了依据。