基于支持向量机模型的冬小麦全蚀病为害等级遥感监测

为了解利用高光谱遥感技术对小麦全蚀病进行有效监测的可行性,对感染不同发病等级全蚀病的冬小麦冠层光谱反射率数据进行采集分析,选取监测敏感波段,在Matlab和Libsvm工具箱支持下,利用支持向量机分类方法构建小麦全蚀病病害等级预测模型。结果表明,在不同程度小麦全蚀病的为害下,小麦冠层光谱反射率存在明显变化。通过对数据分析,选择700~900nm波段作为敏感波段进行训练建立模型的结果最好;经检验,基于此波段构建的预测模型预测值与实际值相关系数可达0.943,均方根达0.63,因此生产上可利用波段光谱特征对小麦全蚀病进行监测。     

减氮处理对不同小麦品种干物质积累及氮素转运特性的影响

为了解低氮对小麦的氮累积量、干物质累积量、产量及氮利用率的影响,在豫北高产田常规施氮量的基础上,研究了减氮处理下小麦品种漯麦18、豫麦49-198、西农509和豫农202开花期和成熟期氮素积累量、花前和花后干物质和氮素转运、积累特性及产量和氮素利用效率的差异。结果表明,减氮处理下,漯麦18和豫麦49-198开花期和成熟期的氮素积累量均大于西农509和豫农202,且氮素积累量下降幅度均小于后两个小麦品种;4个小麦品种花前贮存氮素对籽粒的贡献率均在73.78%以上,而花后氮素积累量对籽粒的贡献率较低;4个小麦品种花前干物质转运量对籽粒的贡献率为35.05%~39.71%,而花后干物质积累量对籽粒的贡献率均高于60.29%。减氮处理后,漯麦18和豫麦49-198的产量、氮肥偏生产力和产投比均高于西农509和豫农202,产量降低幅度小于西农509和豫农202,植株氮素利用效率、氮肥偏生产力和产投比提高幅度均显著高于西农509和豫农202。说明减氮处理下种植漯麦18和豫麦49-198更有利于在获得较高产量的同时,提高氮素利用效率和经济效益,减少氮素损失。     

硅肥对干旱胁迫下冬小麦旗叶抗坏血酸-谷胱甘肽循环系统及产量的影响

为从抗坏血酸-谷胱甘肽循环的抗氧化角度提示硅元素的抗旱机理,以冬小麦品种豫麦49-198为材料,研究了硅肥对不同干旱胁迫（对照、轻度胁迫、重度胁迫）下小麦旗叶抗坏血酸-谷胱甘肽循环系统中关键基因表达、抗氧化物质含量及产量的影响。结果发现, 在轻度和重度胁迫持续10 d时,施用硅肥与不施用硅肥比较,小麦旗叶抗坏血酸分别提高了16.57%和8.39%,小麦旗叶中抗坏血酸-谷胱甘肽循环系统关键酶基因TaAPX、TaGR、TaGS相对表达量分别提高了60.23%、73.61%、11.35%和87.97%、25.70%、114.64%;在轻度胁迫和重度胁迫持续20 d时,施用硅肥与不施用硅肥比较,小麦旗叶抗坏血酸含量分别提高了18.03%和6.81%,小麦旗叶中抗坏血酸-谷胱甘肽循环系统关键酶基因TaAPX、TaGR、TaGS相对表达量分别提高了124.54%、44.42%、56.80%和118.19%、41.42%、269.21%;小麦籽粒产量分别提高了29.23%和33.31%。以上结果说明,施用硅肥可以增强小麦旗叶抗坏血酸-谷胱甘肽循环系统功能,提高小麦植株的抗旱性,增加籽粒产量。     

耕作方式对砂姜黑土小麦氮代谢及氮素利用效率的影响

为探求砂姜黑土区小麦高产高效的最佳耕作方式,在大田条件下,比较分析了深松、旋耕和常规翻耕三种耕作方式下小麦氮素同化关键酶活性、中间产物含量及氮素的积累、分配、转运和利用效率的特点。结果表明,随生育进程的推进,小麦叶片谷氨酰胺合成酶活性、游离氨基酸和可溶性蛋白含量均呈先升后降的趋势,全氮含量则逐渐下降,在各时期深松处理的这些指标均显著高于旋耕和常规耕作处理,且在后期维持较高水平。深松处理通过营养器官花前贮存氮素向籽粒的高转运以及花后氮素的高吸收、高贡献,获得成熟期较高的籽粒氮素积累量和分配比例;虽然旋耕处理的转运氮对籽粒氮素的贡献率较高,但其氮素转运量、转运效率和花后吸收氮量较低,成熟期籽粒的氮积累量和分配比例在三种耕作方式中最低,茎秆和穗轴+颖壳的分配比例反而最高。深松处理较其余二处理能显著提高小麦籽粒产量和蛋白质含量、氮素吸收效率、氮肥回收效率、氮肥偏生产力和氮素产投比。因此,深松能有效促进砂姜黑土区小麦的氮素同化能力,延长叶片功能期,提高氮素利用效率,促进小麦产量与品质的形成。     

不同冬小麦品种根际土壤氮素转化微生物及酶活性分析

为了解小麦氮素吸收效率与土壤微生物及酶活性的关系,给小麦品种选育和合理施氮提供参考,通过大田试验,比较分析了氮素吸收效率不同的四个冬小麦品种(豫麦49-198、矮早8、偃展4110和衡观35)根际土壤氮素转化微生物及酶活性的动态变化。结果表明,氮吸收效率在偃展4110与衡观35间、豫麦49-198与矮早8间均无显著差异,但前两个品种显著低于后两个品种。不同氮吸收效率冬小麦品种根际土壤微生物活性及酶活性不同。随生育时期的推进,四个品种的硝化细菌活性均呈先降后升再降的趋势,其中氮吸收效率低的品种(偃展4110和衡观35)的硝化细菌活性在拔节期至花后15d大于高氮吸收效率品种(豫麦49-198和矮早8);氨化细菌活性在拔节期至花后15d无显著变化,至成熟期活性迅速升高,品种间无显著性差异;反硝化细菌活性在整个测定时期均表现为低氮吸收效率品种大于高氮吸收效率品种;各品种脲酶活性均在拔节期最高,且此时高氮吸收效率品种大于低氮吸收效率品种;蛋白酶活性均在花后15d最高,拔节至开花期低氮吸收效率品种蛋白酶活性小于高氮吸收效率品种。     

小麦籽粒脂肪氧化酶研究进展

小麦面粉或面制品的色泽是评价小麦品质性状的主要指标。小麦籽粒脂肪氧化酶(LOX)是影响面粉及面制品颜色发生褐变的主要因素之一,且与小麦加工品质、储藏品质密切相关。目前,分光光度法和氧化电极法是测定小麦籽粒LOX活性最为常用的方法。小麦籽粒LOX活性是一个受多基因控制的复杂数量性状,基因型和环境对其均有显著影响,但基因型是最为主要的决定因素。控制小麦籽粒LOX活性的主效基因被定位在4A、4B、4D和5D染色体上,目前已有多个控制LOX活性的分子标记被开发,可直接用于小麦脂肪氧化酶活性的分子标记辅助选择。本文综述了小麦籽粒脂肪氧化酶测定方法及其影响因素,阐述了小麦籽粒脂肪氧化酶的基因定位、克隆、等位变异类型以及功能标记的开发和利用情况,并系统地阐明了脂肪氧化酶与小麦品质性状的关系。     

近十年基于重要小麦亲本周麦22的遗传改良

为掌握近十年来黄淮麦区小麦遗传改良的进展和性状间的遗传差异,选用黄淮麦区骨干亲本周麦22及其衍生的22个小麦新品种为材料,研究其产量性状和品质指标,并对其衍生方式、遗传进展进行分析。结果表明,周麦22衍生系的平均产量和穗数分别较周麦22提高598.7kg·hm~(-2)和12.6个·m~(-1),遗传增益分别为10.1%和17.6%,差异均达显著水平;而周麦22衍生系的千粒重、穗粒数和株高与周麦22均无显著差异。通过周麦22培育出4个优质强筋小麦品种,占衍生品种总数的18.2%。周麦22衍生系的籽粒蛋白质含量、湿面筋含量、SDS沉淀值和吸水率较周麦22均显著降低,遗传增益分别为-4.6%、-11.1%、-5.2%和-1.7%;面筋指数和面团稳定时间较周麦22均显著提高,遗传增益分别为148.2%和41.2%;籽粒硬度和面团形成时间较周麦22略有降低,但差异均未达显著水平。周麦22衍生品种产量的提高主要来源于穗数和千粒重的提高,蛋白质质量性状在遗传改良中有所提高,但蛋白质数量性状呈下降趋势。加强蛋白质质量与数量性状的协调改良已成为当前小麦品质改良的重点和难点。     

土壤水分对玉米秸秆还田腐解率、土壤肥力及小麦籽粒蛋白质产量的影响

为提高玉米秸秆还田效果,通过防雨棚微区控水设施,研究了土壤水分对还田玉米秸秆腐解、土壤肥力及小麦籽粒蛋白质产量的影响,3个土壤水分水平分别为田间持水量的50%～55%(干旱)、60%～65%(轻旱)和70%～75%(适宜水分)。结果表明,小麦季还田玉米秸秆腐解速率表现为"快-慢-快"的变化趋势。随着土壤水分含量的增加,秸秆量减少率逐渐增加。秸秆腐解前期(0～70 d),干旱条件下秸秆量累计减少率、氮素释放率显著降低(P0.05);成熟期,不同土壤水分条件下秸秆量累计减少率及氮素释放率分别为66.50%～69.51%和75.88%～77.31%,不同土壤水分处理间差异不显著。与播前相比,成熟期不同处理0～25 cm耕层土壤有机质含量基本表现为降低趋势,但秸秆还田(RS)处理土壤有机质含量下降幅度较对照(CK)显著降低。与CK相比,RS处理0～25 cm耕层土壤有机质含量显著提高(16.1%～17.2%);不同生育时期土壤0～25 cm耕层的碱解氮含量显著提高(11.65%～23.10%);小麦籽粒蛋白质含量略有降低,籽粒蛋白质产量显著降低(4.63%)。在秸秆还田条件下,干旱处理的小麦籽粒蛋白质含量均显著高于轻旱和适宜水分处理。综上,还田玉米秸秆的腐解和氮素释放需要较好的土壤水分条件;土壤水分适宜时进行秸秆粉碎翻压还田有利于提高土壤有机质和碱解氮含量;干旱条件下秸秆还田导致小麦籽粒产量和蛋白质产量均显著降低。     

小麦根系生理活性时空分布与土壤有效养分的关系

为了解小麦根系生理活性时空分布与土壤有效养分含量的关系,在2019-2021年两个小麦生长季,于小麦的不同生育时期采用长方体铁盒(0.2 m×0.05 m×0.2 m)在麦行上、行距1/4处、行距1/2处分别取0～0.2 m和0.2～0.4 m土层的样品,测定不同位点小麦根系生物量、根系活跃吸收面积、根总吸收面积、根系活力,以及土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量。结果表明,0～0.2 m和0.2～0.4 m土层中小麦根重密度、根总吸收面积和根系活跃吸收面积随生育时期的推进均呈先升后降的变化趋势;根系活力、根群生理势均呈“低-高-低-高-低”的变化趋势。0～0.2 m土层的根重密度、根总吸收面积、根系活跃吸收面积、根群生理势均显著高于0.2～0.4 m土层。在灌浆之前,0～0.2 m土层根系活力高于0.2～0.4 m土层;在灌浆到成熟期间,下层根系的根系活力显著增大。在整个生育期内,0～0.2 m土层中根重密度、根总吸收面积、根系活跃吸收面积和根群生理势的水平分布表现为行上>行距1/4处>行距1/2处;开花期之前,根系活力在行距1/4处最大,开花到成熟期间根系活力水平分布表现为行...