非对称性增温对冬小麦强势粒和弱势粒淀粉合成关键酶活性的影响

以扬麦11为材料,采用全生育期田间开放式增温系统进行增温处理,研究了不同增温处理对小麦强和弱势粒淀粉合成关键酶活性的影响差异。结果表明,冬小麦强势粒中蔗糖合酶(SS)、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)和淀粉分支酶(SBE)的活性较弱势粒高,而且三者白天的活性均比夜间高。不增温条件下,整个灌浆期强势粒中SS、AGPase和SBE的活性平均分别比弱势粒高72.9%、111.4%和7.8%。全天、白天和夜间增温条件下,强势粒SS白天的活性比常温对照的高8.4%~31.2%,夜间的活性比对照高11.1%~20.3%;弱势粒SS白天的活性比对照高9.7%~20.3%之间,夜间的活性比对照高6.1%~32.0%。弱势粒中AGPase活性在不同增温处理下也显著提高,其白天的活性比对照高54.2%~124.4%,夜间的活性比CK高20.7%~99.3%。增温对SBE活性的影响较小,强势粒和弱势粒在增温条件下其白天的活性均比对照高3.9%~12.1%,夜间的活性均比对照高1.0%~7.6%。相关分析表明,AGPase和SBE的活性与千粒重之间存在极显著正相关,增温条件下AGPase和SBE的活性显著提高,尤其是弱势粒中AGPase和SBE活性的显著提高是千粒重提高的一个重要原因。     

烘烤过程中烟叶淀粉透光率和颗粒结构的变化*

 采用河南农业大学设计的电热式温湿自控密集烤烟箱,研究了淀粉透光率、淀粉含量和结构在烘烤中的变化特征。结果表明：烟草淀粉透光率在烘烤过程中的不同时段（12,24,36,60,72,95,125h）整体上是随着测试温度的升高而上升,在70℃以后显著升高,直到95℃透光率值接近100%;不同测试温度的淀粉透光率与淀粉含量之间均呈现负相关,在干筋阶段（95-125h）,各测试温度淀粉透光率均显著升高至最大值;烟草淀粉颗粒的结构与烟草的透光率等淀粉理化性质有一定的密切关系。烟叶淀粉透光率变化规律和颗粒结构变化的研究结果,可为烟叶在烘烤工艺上的优化提供参考。     

密集烘烤过程中烤烟细胞生理和质地变化

采用河南农业大学设计的电热式温湿自控密集烤烟箱,以中烟100上部叶为材料,研究了烘烤过程中烟叶细胞生理和质地变化的规律。结果表明,烘烤中烟叶的呼吸强度在38℃时达到高峰,箱内CO₂含量为1.80%,48℃以后烟叶的呼吸作用减弱。烘烤中果胶酯酶和纤维素酶在38~54℃活性较高,其中果胶甲酯酶(PME)和纤维素酶活性42℃最高,多聚半乳糖醛酸酶(PG)活性48℃最高,PG与PME共同促进了原果胶的水解进程,烘烤中原果胶、总果胶和纤维素含量不断降低。烟叶质地(除黏聚性)在38~48℃之间发生显著变化,其中42℃硬度和咀嚼性值最大,38℃拉力和剪切力值最大,48℃黏聚性、拉力和剪切力值最小。相关分析表明,可溶性果胶与回复性呈显著负相关(P<0.05);原果胶、总果胶及纤维素与回复性、拉力均呈显著或极显著正相关(P<0.05)。这些结果说明烘烤过程中烟叶质地的绵软在某种程度上是细胞壁物质不断降解的结果。研究表明,烘烤中烟叶剪切力的动态变化较为直观,回复性和拉力可以作为探讨烟叶细胞生理变化的参数,而烟叶细胞生理变化是导致质地差异显著的主要因素。     

密集烘烤定色期烟叶类胡萝卜素降解及相关酶活性变化

 【目的】研究密集烘烤定色阶段烤烟类胡萝卜素降解及相关酶活性的变化,为密集烤房烘烤工艺优化和完善提供理论依据。【方法】采用河南农业大学设计的电热式温湿自控密集烤烟箱,按照低温中湿变黄、中湿定色烘烤工艺,对比研究定色期不同升温速度对类胡萝卜素各组分含量变化及相关酶活性的影响。【结果】类胡萝卜素含量随烘烤过程推进逐渐降低,慢速升温烘烤（T1）类胡萝卜素各组分（β-胡萝卜素、叶黄素、新黄质、紫黄质）降解量相对较大,比快速升温烘烤（T2）分别高10 %、2 %、32 %和32 %,但处理间差异不显著（P＞0.05）。烘烤条件对酶活性影响显著,并且脂氧合酶（LOX）、苯丙氨酸解氨酶（PAL）、多酚氧化酶（PPO）、过氧化物酶（POD）对烟叶烘烤质量的影响是双向的,定色前期相对较高的酶活性有利于生成更多的香气前体物质。【结论】慢速升温定色能很好地调控各种酶活性的变化,使细胞氧化还原反应达到一种动态平衡,使类胡萝卜素充分降解,又能避免酶促棕色化反应的发生,为进一步改善烟叶品质和优化密集烤房增香工艺提供参考。     

施肥水平对抽穗期水稻穗部温度的影响及其原因分析

在田间环境下, 利用2个冠层结构差异显著的水稻品种（扬稻6号、 扬粳9538）, 设置高、 中、 低3个施肥水平, 研究水稻抽穗期穗部温度特征, 以探讨水稻抗热避热的生态学机制。 穗部与大气的温度变化趋势基本一致, 但扬稻6号和扬粳9538的穗部平均温度分别比气温低3.58℃和3.04℃。 施肥水平显著影响大气 穗部的温度差, 高肥和中肥处理下, 2个品种的平均值分别比低肥的高1.54℃和0.90℃。 品种间大气 穗部温度差也存在差异, 扬稻6号平均比扬粳9538高0.85℃。 相关分析发现, 不同施肥水平下大气 穗部温度差与总叶面积指数、 穗上叶面积指数、 生物量和有效分蘖数呈极显著正相关, 而与穗部透光率呈极显著负相关。 说明通过优化田间管理比如合理的施肥来建立良好的群体结构, 对降低穗部温度, 提高水稻抗热避热能力的效应显著。     

抽穗期高温对水稻产量构成要素和稻米品质的影响及其基因型差异

田间条件下,采用远红外增温设施,在水稻抽穗期对6个品种进行高温(40℃)处理,以探讨全球气候变暖情况下,极端高温对水稻产量构成要素和稻米品质的影响及其基因型差异。结果显示:水稻抽穗期高温会显著降低水稻结实率,高温处理下6个水稻品种的结实率平均比常温对照下降25个百分点以上,但对穗粒数和千粒重影响不显著;高温也显著(P<0.05)降低稻米的整精米率,提高稻米的垩白率和垩白度,但对糙米率影响不显著。尽管各品种对高温的响应表现出显著的基因型差异,但是高温对所有品种的产量和品质均产生了严重影响。因此,培育耐热品种是解决热害的技术途径之一,但近期内,关键在于进行种植制度调整与栽培技术创新,以提高植株生态避热和生理抗热能力。     

长期有机无机肥配施降低黄淮海区域小麦?大豆复种系统净温室效应

  【目的】  小麦?大豆系统是黄淮海区域重要的禾豆复种系统，综合评价该系统的净碳排放对于我国农田固碳减排具有重要意义。借助30年的长期定位试验，综合评价不同施肥处理下小麦?大豆复种系统的产量和净碳排放，旨在为该系统丰产低碳排放的施肥制度创新提供理论依据。  【方法】  试验包括单施牛粪 (M)、氮磷钾平衡施肥 (NPK)、氮磷钾加牛粪 (NPKM)、氮磷加秸秆 (NPS)、氮磷钾加饼肥 (NPKC)、氮磷钾加牛粪及饼肥 (NPKMC) 以及不施肥对照 (CK)，共7个处理。综合分析了各处理田间直接温室气体排放 (N₂O和CH₄)、农田投入导致的间接碳排放与土壤有机碳固定，估算了单施牛粪、单施化肥以及化肥与不同有机物料配施的净碳排放，同时将碳排放与作物产量和土壤有机质相结合，综合评价了不同施肥措施下的净温室效应。  【结果】  小麦?大豆复种系统中，小麦季施肥对大豆产量有显著后效，与单施NPK相比，NPKM、NPKC和NPKMC处理分别使大豆产量提高了31.0%、16.8%和24.0%，而M和NPS处理不利于大豆、小麦产量的提高。与NPK处理相比，M、NPKM、NPKMC处理的农田直接温室气体排放分别增加了49.4%、17.7%和12.4%，土壤有机碳年固定量分别显著提高了282.2%、137.3%和169.1%。M及NPKM处理的间接碳排放与NPK处理没有明显差异，而其他施肥处理的间接碳排放低于NPK处理。在各施肥处理中，由肥料投入导致的碳排放占总间接碳排放的比例最大，其次是灌溉用电和机械用柴油导致的碳排放。对净碳排放的估算结果表明，M处理的净碳排放为负值 (表现为碳汇)，而其他处理下小麦–大豆复种系统均表现为碳源，NPK与有机物料配施的处理净碳排放显著低于NPK处理。此外，与NPK处理相比，NPK与有机物料配施使碳排放强度显著降低了36.5%～113.2%，使单位土壤有机质提升的温室气体排放 (δGHG/δSOM) 降低了69.4%～93.2%。  【结论】  黄淮海区域小麦?大豆复种系统中，氮磷钾配施有机肥 (牛粪或饼肥) 可在保证小麦和大豆产量的同时，降低小麦?大豆复种系统的净温室效应。     

北京市农业水资源供需状况及优化利用研究

北京市属于资源型缺水城市,农业用水量占据城市总用水量的大部分,如何提升区域农业水资源的利用效率,保证区域农业用水平衡,是实现北京建设节水型城市的研究重点。通过统计资料分析、田间作物与水关系定位试验、构建作物综合效益评定模型等方法,研究了北京市农业水资源当前供需平衡状况、主要农作物耗水与灌水指标变化,并对当前种植业结构进行了调整,实现了在节水条件下的种植业经济效益最大化,并对北京发展节水农业提出了政策建议。     

深松与施氮方式对春玉米子粒灌浆及产量和品质的影响

在等氮量条件下研究深松与施氮方式对玉米子粒灌浆特性及产量和品质的影响。结果表明,深松使玉米灌浆后期百粒重增加,隔行深松(T1)对灌浆后期百粒重的增加作用大于行行深松(T2);追氮处理最大灌浆速率(Gmax)、平均灌浆速率(G)、灌浆后期百粒重与灌浆活跃生长期(P)均大于一次性基施氮肥处理,且随追氮次数的增加灌浆后期百粒重增加;深松使Gmax增加,最大灌浆速率出现的天数(Tmax)提前,对灌浆速率的增加作用T1处理大于T2处理;各施氮处理对灌浆速率的影响表现为拔节期、灌浆期分别追施氮肥>拔节期追施氮肥>一次性基施氮肥。追氮对子粒灌浆的促进作用大于深松措施。灌浆后期百粒重与产量极显著正相关。G和Gmax与灌浆后期百粒重的相关系数较大,其他灌浆参数相关性较小。子粒蛋白质含量与产量呈极显著正相关;淀粉含量与产量呈显著负相关;油分含量与产量间的相关性较小。     

种植密度对不同株型玉米生理特性及光合产物的影响

研究了种植密度对紧凑型玉米品种(郑单958和先玉335)和平展型玉米品种(丹玉39和沈单16)光合产物积累以及生理特性的影响。结果表明:4个品种随着密度的增加,叶向值、叶面积指数呈上升的趋势,而净光合速率、干物质积累及SPAD则呈下降的趋势,说明高密度群体造成光分布不合理,叶片衰老快。不同品种对密度的反应不同,紧凑型玉米品种在种植密度为67500株.hm-2下获得高产,其郑单958和先玉335的产量分别为12159.85 kg.hm-2、11134.734 kg.hm-2;平展型玉米品种在种植密度为45000株hm-2下获得高产,其丹玉39和沈单16的产量分别为8514.483 kg.hm-2、8428.35 kg.hm-2,表明在高密度条件下,紧凑型玉米品种干物质积累及最大增长速率均大于平展型玉米品种。