不同氮效率基因型小麦根系吸收特性与氮素利用差异的分析

【目的】通过研究分析不同基因型小麦根系吸收特性与地上部氮素利用的差异,明确不同氮效率基因型小麦氮素吸收利用的生理机制,为氮高效小麦品种的选育和高效栽培提供理论依据。【方法】2012-2015年采用大田试验和盆栽试验相结合的方法,在不同氮效率品种筛选的基础上,以氮高效品种周麦27、郑麦366和氮低效品种周麦28、开麦20为试验材料,在不同氮素水平条件下研究其根冠关系、根系生物量、根系吸收面积、根系活跃吸收面积、根系活力以及地上、地下部氮素转运分配能力的差异。【结果】两类品种小麦拔节期前根系特性无明显差异,拔节期之后氮高效品种周麦27、郑麦366和氮低效品种周麦28根系生物量、根冠比、根系总吸收面积和根系活跃吸收面积均显著高于氮低效品种开麦20。氮高效品种周麦27、郑麦366根系活力显著高于氮低效品种周麦28和开麦20。氮高效品种周麦27、郑麦366和氮低效品种周麦28氮素积累量和花后氮素吸收量也显著高于氮低效品种开麦20。氮高效品种周麦27、郑麦366籽粒产量、植株氮素利用效率、氮肥生理利用率、花前氮素转运量、氮素籽粒分配比例均显著高于氮低效品种周麦28、开麦20。与常规供氮水平相比,降低供氮量,4个基因型小麦根系生物量、根系总吸收面积、根系活跃吸收面积、根系活力、成熟氮素积累量、花前氮素转运量和产量降低,根冠比、氮素吸收效率、植株氮素利用效率和氮肥生理利用效率升高。增加供氮量,根系生物量表现为周麦27、郑麦366、开麦20降低而周麦28增加。4个基因型小麦根系总吸收面积、根系活跃吸收面积、根系活力、成熟期氮素积累量、花前氮素转运量和产量均显著升高,而根冠比、氮素吸收效率、植株氮素利用效率和氮肥生理利用率降低。【结论】氮高效品种周麦27、郑麦366较高的根系生物量、根系活力、根系总吸收面积和根系活跃吸收面积促进了其对氮素的吸收,是氮高效的基础。较高的氮素转运、氮素籽粒分配能力和合理的根冠比促进了其对氮素的高效利用,是氮高效的关键。氮低效品种周麦28虽然也有较强的氮素吸收能力,但其氮素转运能力过低、生育后期根冠比过大限制了植株对氮素的合理利用,不利于氮效率的提高。氮低效品种开麦20氮素吸收能力不足,不能满足地上部生长的需要,限制了氮效率的提高。     

不同氮肥类型对大豆根瘤生长特性及籽粒产量和品质的影响

摘要：在大田条件下研究了三种氮素类型对豫豆29品种根瘤菌生长特性及产量和品质的影响。结果表明,在三种氮肥类型处理下,在各时期根瘤菌数量、体积;成熟期产量和籽粒品质性状与对照相比较均有不同幅度的升高。其中,铵态氮肥与其它处理相比较数量最高。说明施用铵态氮肥能够显著促进根瘤菌的生长,特别是生育后期,包括促进根瘤菌数量和体积的增加,能促进大豆生长,改善大豆籽粒品质性状。     

麦玉两熟秸秆还田对作物产量和农田氮素平衡的影响

为探讨秸秆还田对作物产量和农田氮素平衡的影响,于2006~2007生长季在河南省滑县进行了田间小区定位试验。研究结果表明,与单施纯氮90、1802、70和360 kg/hm2相比,秸秆还田配施同量氮肥能够增加作物产量,冬小麦分别增产7.1%、8.4%、11.1%和10.2%,夏玉米籽粒产量分别增产5.8%、9.5%、10.1%和9.0%,其中,秸秆还田配施N 270 kg/hm2的冬小麦-夏玉米产量最高。为保持周年农田氮素平衡,冬小麦-夏玉米秸秆还田配施纯N不要超过360 kg/hm2。麦玉两熟秸秆还田配施纯N以360~540 kg/hm2为宜。     

不同密度条件下强筋小麦的冠层特征与产量效应

为探讨不同密度条件下强筋小麦豫麦34号的冠层结构特征与产量的关系,在大田条件下,采用随机区组设计,研究了120万苗/hm2、225万苗/hm2、330万苗/hm23个密度对豫麦34号的冠层结构特征和产量的影响。结果表明,小麦孕穗期以后,225万苗/hm2密度处理的小麦叶面积指数和消光系数最大,冠层开度最小,平均叶倾角居中,小麦产量最高。综合分析认为,3个密度处理之中,以225万苗/hm2处理的小麦冠层结构适宜、株形最佳、群体光分布合理,是最佳的密度水平。     

氮素形态对冬小麦旗叶GS及其同工酶活性和籽粒蛋白质含量的影响

为探明氮素形态对小麦品质形成的作用,以强筋小麦品种豫麦34为材料,通过盆栽试验,研究了酰氨态氮、铵态氮、硝态氮3种氮形态下,小麦花后旗叶谷氨酰胺合成酶（GS）和同工酶活性、籽粒蛋白质及蛋白组分含量的变化及其关系。结果表明,在小麦开花后,GS及其同工酶活性在不同时期受不同氮素形态的影响;GS同工酶在3种氮素形态处理下均呈现三条酶带,分别为GS1、GS2、GSx;铵态氮促进了灌浆前期GS的活性,并提高了GS2活性,酰氨态氮对GS1活性具有促进作用;GS活性受GS2活性的影响较大。不同氮形态对籽粒蛋白含量的影响表现为铵态氮提高了籽粒形成初期蛋白质的含量,酰氨态氮有利于后期蛋白质含量的提高。籽粒蛋白质组分对氮形态的反应不一致。同时,籽粒蛋白的合成与GS及GS同工酶活性相关。在生产上可以通过不同形态的氮源配合使用,调控小麦籽粒蛋白质的含量和各蛋白组分的形成。     

豫北高地力条件下施氮量对冬小麦花后氮代谢特征及产量的影响

为探讨施氮量对高地力条件下冬小麦花后氮代谢特征及产量的影响,以矮抗58为供试材料,采用大田试验法,研究了0、150、200、250和300 kg.hm-2施氮水平对小麦花后旗叶和籽粒GS活性、游离氨基酸含量、籽粒产量和蛋白质含量及小麦成熟后0-100 cm土壤各层硝态氮积累量的影响。结果表明,施氮量达200 kg.hm-2时能够显著提高旗叶和籽粒中GS活性及游离氨基酸含量,但与250和300 kg.hm-2的施氮量处理间差异不显著;小麦成熟后随着施氮量的增加,0~100 cm土层内硝态氮的残留量上升,小麦成穗数增加,千粒重下降,籽粒蛋白质含量提高;小麦产量在施氮200 kg.hm-2时为最高,在施氮300 kg.hm-2时最低,说明在高地力条件下,小麦实现高产的适宜施氮量为200 kg.hm-2。     

“三结合”教学法在高等农业院校耕作学课程教学中的应用

耕作学是高等农业院校农学专业的主干课程,推进教学改革,提高教学效果对于培养适应社会需求的高层次农业人才至关重要。阐述了“课堂教学与现场教学、教师讲授与学生参与、系统授课与专题报告”“三结合”教学法的实施目标、主要做法及实践效果,并讨论了存在的问题及下一步改进措施。     

不同生育时期烟草生长与生态因子关系动态模拟模型研究

以2001—2002年大田试验为基础，根据农业气象学和植物生理学的基本原理，构建了烟草生育期动态模拟模型（TDSM），模拟了不同品种类型烟草的发育与环境因子的数量关系。结果表明，播种期-出苗期，模拟值与实测值的误差为1d；其它生育时期的误差均为2～3d。模型具有较高的准确性、较强的机理性以及较好的预测性和适用性。     

烟草根系形态发育模拟模型

 在分析烟草根系生长发育规律的基础上,采用作物模拟技术,定量地描述了根系生长与环境之间的动态关系,建立了烟草根系形态发育的数学模型。根据 "根箱法"测定的资料,确定了根系模型的相关参数;通过运行模型,以较少的参数实现了烟草根系数量、长度、根长指数和根长密度等指标的输出,为根系的研究提供了新的手段。利用2003年的试验资料对模型进行检验,结果表明,烟草根系一级、二级侧根根长及其数量、根长密度和根长指数等的模拟值与实测值均呈显著正相关,相关系数分别达0.9540～0.9896,表明模型对烟草根系形态发育动态具有较好的预测效果。     

基于气候年型的河南省冬小麦产量预测

气候变化是影响小麦产量的重要因素,因此科学划分气候年型,对于准确预测小麦产量至关重要。利用河南省15个气象站点（市、县）1984—2018年的温度数据划分暖温年、平温年、冷温年,依据降雨数据划分湿年、平水年、干年,组合成9种气候年型并分析其规律;结合小麦产量数据划分出丰产年、平产年、低产年,分析气候年型和产量年型的关系。然后结合地形土壤、气象等因素把河南划分为豫北麦区、豫中东部麦区、豫西麦区、豫南麦区和南阳盆地5个麦区。在此基础上,利用HP滤波法分离出气象产量和趋势产量,以气象因子驱动并利用BP神经网络构建模型预测气象产量,利用一元线性回归模型建模得到趋势产量,把两者产量叠加得出实际产量,从而实现小麦产量的预测。结果表明：河南省积温年型以暖温年、正常年型为主,降雨年型分布比较均匀,气候年型中以正常年和干年为主,暖湿年小麦高产频率最高,为76.9%,冷湿年小麦低产频率最高,为67.9%;积温是影响小麦产量波动的主要因素,暖年年型下小麦更容易丰产,冷年时小麦低产概率较高;利用气象产量和趋势产量分别建模叠加得出的小麦产量和实际产量相比,豫北、豫中东、豫西、豫南和南阳盆地五大麦区各模型的平均相对误差分别为0.31%、0.36%、0.58%、0.48%、0.38%,说明利用HP滤波和BP神经网络技术预测小麦产量是可行的。