模拟酸雨对小麦产量及籽粒蛋白质和淀粉含量及组分的影响

以宁麦13和徐麦31两种小麦(Triticum aestivum)品种为材料,通过盆栽试验研究了不同pH值酸雨对小麦产量和籽粒品质的影响。结果表明:模拟酸雨抑制了小麦的生长,减少了生物量的积累。pH值2.0酸雨处理后宁麦13的单穗粒数和单茎产量分别较对照下降了48.6%和56.7%,徐麦31则分别下降了31.2%和39.7%,差异显著。小麦籽粒主要营养成分对酸雨胁迫响应不同,酸雨处理提高了籽粒氨基酸、蛋白质含量,pH值2.0酸雨处理后,宁麦13和徐麦31小麦籽粒中氨基酸含量分别比对照高36.6%和30.9%,总蛋白含量分别比对照高20.6%和15.1%,均与对照差异显著。而小麦可溶性糖、淀粉和脂肪含量较对照降低,且总体表现为酸度增强变化幅度增大。不同蛋白组分也对酸雨胁迫反应不同,酸雨处理提高了籽粒中清蛋白和球蛋白含量,而降低了谷蛋白含量和谷/醇。pH值2.0的酸雨处理后,宁麦13和徐麦31的清蛋白含量较对照分别增加了13.1%和23.9%,但与对照差异不显著。酸雨胁迫降低了总淀粉和支链淀粉含量,宁麦13和徐麦31的pH值2.0酸雨处理总淀粉含量分别较对照下降了11.8%和20.2%,与对照差异显著,但对直链淀粉含量影响不明显。可见酸雨不仅影响小麦的产量,而且对品质也有明显影响。酸雨处理尽管提高了籽粒总蛋白含量,但降低了谷蛋白和谷/醇,降低了其加工品质。     

不同水氮条件下水稻冠层反射光谱与叶片水势关系的研究

研究了不同水氮处理对水稻叶片水势及冠层光谱的影响，确立了叶片水势与冠层反射光谱的相关关系。结果表明，水稻叶水势随土壤含水量的升高而升高；在相同干旱胁迫下，低氮处理的叶水势高于高氮处理的叶水势。研究发现，比值指数与归一化指数的比值与水稻叶片水势、相对含水率呈良好的线性相关，从而获得了一种地面遥感监浏水稻全生育期叶片水势的定量方法。     

基于模型与GIS的小麦籽粒品质空间差异分析

 【目的】基于小麦籽粒品质预测模型和GIS技术,探索主要籽粒品质指标区域模拟与空间变异分析的方法。【方法】首先利用文献资料对已有小麦籽粒品质预测模型进行验证和评价,并基于江苏省40个生态点2000-2003年逐日气象数据和5个生态点、6个品种类型的小麦田间试验数据,对籽粒品质预测模型进行先计算后插值(calculate first,interpolate later,CI)和先插值后计算(interpolate first,calculate later,IC)两种升尺度方法的研究与评价;在此基础上进行小麦籽粒蛋白质含量、湿面筋含量和沉降值3项籽粒品质指标的区域模拟;最后,运用GIS和地统计学方法,分析江苏省3项籽粒品质指标的空间变异,获取3项籽粒品质指标的空间分布栅格图。【结果】IC方法的模拟精度较高,3项籽粒品质指标在不同地点、不同品种上的模拟值与实测值的RMSE基本小于20%;江苏省3项小麦籽粒品质指标在最大变程7.16 km范围内显著相关,表现为东西经向和南北纬向变异较大的各向异性分布;空间栅格图能直观显示3项籽粒品质指标的空间分布以及纬度和经度方向的变异趋势。【结论】利用基于IC的小麦籽粒品质模型升尺度方法进行区域籽粒品质模拟和空间变异分析是可行的,为小麦籽粒品质的生态变异研究提供了参考。     

小麦籽粒A-型和B-型淀粉粒的理化特性

以小麦面粉中分离纯化出的A-、B-型淀粉粒为材料,研究其形态及理化特性。淀粉粒扫描电镜形态观察显示,小麦全淀粉中A-、B-型淀粉粒形态差异显著,分离出的A-、B-型淀粉粒无混杂。分离纯化出的A-型和B-型淀粉粒粒径范围分别为4.45~44.46 μm和0.47~11.16 μm,单位质量数量分别为1.23×10¹⁰ g^-1和6.70×10¹⁰ g^-1,直链淀粉含量分别为27.70%和22.62%。B-型淀粉粒的膨胀势较大,但糊化值明显小于A-型淀粉粒。重组淀粉中B-型淀粉粒的重量比例小于30%时对淀粉糊化特性影响很大,超过30%后,淀粉粒粒级分布对糊化特性的影响变小。     

分蘖期和拔节期干旱对小麦主茎和分蘖穗粒形成的影响

为明确分蘖期和拔节期干旱对小麦穗粒数形成的影响,在盆栽条件下以豫麦49（小穗型）和扬麦13（中穗型）为材料,研究了小麦分蘖期和拔节期不同程度干旱条件下主茎和分蘖的穗粒形成特征。结果表明,分蘖期和拔节期轻度干旱对小麦穗粒数的影响不显著,而分蘖期重度干旱显著降低了主茎穗粒数,拔节期重度干旱和分蘖期+拔节期重度干旱均可显著降低主茎和分蘖的穗粒数,且对主茎穗粒数的影响更大。分蘖期重度干旱处理显著降低了主茎小穗分化数与可见小花数,但对分蘖无影响。拔节期重度干旱和分蘖期+拔节期重度干旱处理可显著降低小穗结实率、可见小花数、可孕小花数及可孕花结实率,进而导致小麦穗粒数显著降低。分蘖期重度干旱处理导致小麦主茎穗粒数的降低并未影响主茎的产量,拔节期重度干旱和分蘖期+拔节期重度干旱处理导致小麦主茎穗粒数下降均造成产量显著降低。因此,小麦营养生长期适度干旱不影响小麦主茎和分蘖小穗及小花发育,从而能够维持较高的穗粒数和产量,可以适度的进行节水灌溉,提高水分利用效率。     

稻秸还田下播种密度与氮肥运筹对小麦产量及氮素利用效率的影响

为明确秸秆还田条件下稻茬小麦高产高效栽培的适宜播种密度和氮肥运筹方式,采用大田试验,以济麦22号为材料,研究了稻秸还田下不同播种密度(播量120kg·hm-2、180kg·hm-2)、施氮量(180、225和270kg N·hm-2)及氮肥基追比(基肥∶拔节肥∶孕穗肥为6∶3∶1、5∶3∶2和4∶3∶3)对小麦产量和氮素利用效率的影响。结果表明,在施氮量180kg·hm-2(低氮)和225kg·hm-2(适氮)下,提高播种密度显著提高了小麦叶面积指数、开花期旗叶光合速率、花后干物质积累量和籽粒产量;而在施氮量270kg·hm-2(高氮)下,提高播种密度显著降低了小麦生育后期叶面积指数、开花期旗叶光合速率、花后干物质积累量和籽粒产量。提高播种密度、降低施氮量均降低了土壤中无机氮的盈余量,氮肥吸收效率和氮肥农学效率显著提高。产量、氮肥吸收效率及氮肥农学效率均在氮肥基追比为基肥∶拔节肥∶孕穗肥=6∶3∶1时最大。因此,稻秸还田条件下提高小麦播种密度、适当降低施氮量并提高基肥比例,可以实现小麦产量和氮素利用效率的同步提高。     

不同水稻种质对稻纵卷叶螟主害代发生的抗性差异及与土壤氮营养的关系

采用盆栽土培法,选用12个不同年代的水稻种质,对6个不同土壤N营养水平下水稻对稻纵卷叶螟主害代(孕穗期前)危害的抗性差异及与土壤N营养的关系进行了研究.结果表明:不同水稻种质对稻纵卷叶螟抗性存在显著差异,可分为低抗、中抗和高抗3类,低抗和高抗的较少,中抗的较多,且筛选鉴定水稻对稻纵卷叶螟抗性的最佳土壤N营养量为N 0.24g/kg土(折合N 122.40 kg/hm2).随土壤N营养量变化,水稻种质对稻纵卷叶螟抗性的响应存在显著基因型差异,可分为低响应、中响应和高响应3类,低、中响应种质较少,高响应种质较多.随土壤N营养量变化,稻纵卷叶螟对水稻种质的危害规律表现为二项式开口向上,二项式开口向下和无规律3类,二项式开口向上的种质危害最低时的最适土壤N营养量平均为N 0.27g/kg土(折合N 136.53kg/hm2),二项式开口向下的种质危害最高时的最适土壤N索营养量平均为N0.12g/kg土(折合N 74.03kg/hm2).     

有机无机肥料配合施用对冬小麦根系和旗时衰老的影响

采用土柱栽培试验方法了有机无机肥料配合施用对冬小麦根系和旗叶衰老的影响,结果表明,有机无机肥料配合施用,有效地降低了根系和旗叶的膜脂过氧化作用,提高了活性氧清除系统的超氧物歧化酶的活性;增强了根系活力,提高根系干重特别是４０￣１００ｃｍ土层的根系干重,降低了旗叶光合速率的衰减率,延缓了根系和旗叶的衰老,提高了粒重、生物产量和经济系数,增加了籽粒产量。     

小麦苗期耐低氮胁迫的基因型差异

为了确定适宜的小麦耐低氮基因型筛选指标,采用温室水培方法系统评价了不同年代的32个小麦品种苗期耐低氮胁迫的基因型差异.结果表明,低氮条件下小麦形态和生理指标有显著的基因型差异.主成分分析表明.植株干重、植株氮积累量、地上干重、植株氮舍量、根冠比、根长的耐性指数在四个主成分中占较大比重;相关性分析表明,植株氮积累量与植株干重、植株氮含量耐性指数相关达到极显著水平.地上干重与根冠比和根长的耐性指数相关达到显著水平;不同小麦基因型的植株氮积累量与地上干重耐性指数存在较大变异(CV>15%).因此,植株氮积累量以及地上干重的耐性指数适合作为筛选指标.这32个小麦品种可分为低氮敏感型、中间型和耐低氮型.     

施氮水平对啤酒大麦植株氮素吸收与利用及籽粒蛋白质积累和产量的影响

2004—2006年连续两个生长季,以苏啤3和单2两个啤酒大麦品种为材料,探讨施纯氮0、75、150、225和300 kg hm^-2条件下,啤酒大麦氮素积累和转运、氮素利用及籽粒产量和蛋白质积累的特性。在0~225 kg hm^-2施氮量范围内,啤酒大麦花前植株氮素积累量和转运量均随施氮水平的提高呈上升趋势,但施氮量提高至300 kg hm^-2后,提高幅度变小;而花前氮素转运效率及其对籽粒氮的贡献率则均随施氮水平提高呈单峰曲线变化。籽粒谷氨酰胺合成酶和谷-丙转氨酶活性也随着施氮水平的提高而上升,促进蛋白质积累,提高籽粒蛋白质含量,而当施氮量低于197 kg hm^-2时籽粒蛋白质含量才低于12%,符合啤酒大麦酿造要求。经回归分析,在施氮量为241 kg hm^-2时产量最高。此外,氮肥回收效率以225 kg hm^-2施氮处理为最高,氮素生理利用效率和氮收获指数随施氮量增加而显著降低。综合考虑各项指标,建议在类似本试验条件的啤酒大麦生产区,施氮量以150~197 kg hm^-2为宜。