中国小麦品种品质评价体系建立与分子改良技术研究

中国小麦品种品质评价体系建立与分子改良技术研究主要进展包括4个方面，（1）从食品品质-性状-蛋白质-DNA四个层次对中国230份小麦品种的6类49个品质性状进行深入系统研究，建立了中国小麦品种品质评价体系；建立了中国面条标准化实验制作与评价方法，明确了选种指标，建立并验证其分子标记选择体系，还优化并完善面包、北方馒头和饼干的评价方法与选种指标；（2）创立高分子量谷蛋白亚基酸性毛细管电泳（A-CE）与高低分子量谷蛋白亚基质谱（MS）鉴定方法；发现了与面筋强度直接相关的水溶性蛋白WS-6；改进SDS-PAGE方法，明确了面包和面条对亚基组成的要求。筛选出Glu-B1和Glu-D3位点8个亚基的STS标记，明确了Glu-D3位点亚基与基因的关系；在小麦近缘种中鉴定了15个新亚基，丰富了品质改良的候选基因资源；（3）阐明了从农家种、历史改良品种到目前主栽品种的籽粒硬度演变规律和等位变异特点，发现7个新等位基因，修正硬度形成的分子理论；（4）制定全国小麦品质区划方案，为全国品质育种提供了3批亲本。为了更好推动中国小麦品质改良工作的发展，建议加强4个方面的工作。  

不同种植制度下长期施钾与秸秆还田对作物产量和土壤钾素的影响

【目的】研究施钾和秸秆还田对华北地区不同种植制度下作物产量和耕层土壤钾素状况的影响。【方法】在华北平原的河北潮土和山西褐土上进行连续13年的施钾和秸秆还田试验。【结果】施钾和秸秆还田能增加小麦和玉米产量，处理之间表现为：NPK+St＞NPK＞NP+St>NP，施钾处理的作物产量与NP处理的产量差异显著，轮作制度下玉米的施钾效应高于小麦。与山西单作制度相比，河北轮作制度下的土壤钾素损耗严重，除NPK+St处理外土壤钾素均表现亏缺。秸秆还田和施用钾肥较NP处理可不同程度提高河北潮土和山西褐土耕层土的水溶性钾、非特殊吸附钾、非交换性钾、矿物钾及全钾含量，且降低矿物钾比例的同时提高其余几种形态钾的比例。与定位开始相比，两种类型土壤各形态钾含量和比例随时间变异特点不同，两定位点土壤矿物钾和全钾含量均表现下降。【结论】整体看直接施用化肥钾的效果优于秸秆还田。但从提高作物产量和缓解土壤钾素下降来看，小麦秸秆还田是一个有效的补钾措施。  

冬小麦节水省肥高产简化栽培理论与技术

同步提高子粒产量和水虎利用效率对于我国华北地区小麦生产的可持续发展具有重要意义。我们经多年研究在严重缺水的河北省沧州地区建立了“冬小麦节水、省肥、高产、简化栽培‘四统一’技术体系”，使小麦高产和资源高效相结合。本文总结了这一栽培体系的主要原理，井介绍了技术的主要环节。  

中国主要生态区小麦施肥增产效应分析

 【目的】分析中国主要农业生态区小麦的化肥增产效应,为小麦进一步增产和提高化肥效率提供依据。【方法】总结近年来全国测土配方施肥试验示范数据,通过化肥偏生产力、农学效率等指标分析中国主要农业生态区小麦施肥的增产效应及其变化特点。【结果】各区域施肥量水平较高且差异明显,其中黄淮海区施肥量最高,为383 kg•hm-2;北部高原区施肥量最低,为233 kg•hm-2。西北区和长江中下游区的化肥增产作用高于北部高原区和黄淮海区。化肥偏生产力水平最高的区域是西北区,为23.9 kg•kg-1;最低的地区是黄淮海区,为17.4 kg•kg-1。化肥农学效率的最高的地区是西北区,为9.7 kg•kg-1;最低的地区是黄淮海区,为4.2 kg•kg-1。与20世纪80年代初相比,长江中下游区和西北区的氮肥农学效率分别提高了21.6%和5.6%,而黄淮海区和北部高原区分别降低了46.0%和12.4%;北部高原区和西北区的磷肥农学效率分别提高了13.7%和10.4% ;黄淮海区和长江中下游区分别降低了38.6%和6.24%。【结论】各区域小麦施肥水平明显提高且差异加大,化肥增产作用仍很显著,增产效应差异明显,粮食低产区不一定是化肥高效区。合理施肥,提高化肥养分效率仍然是各区域小麦增产的重要途径。  

河北省超高产冬小麦群体和个体生育特性及产量结构特点

为明确河北省超高产冬小麦群体和个体生育规律及产量结构特点,在河北平原大田限水条件下,对产量为9 000 kg/hm2超高产小麦的群体和个体的生长发育动态和产量结构特点进行了研究。结果表明:多穗型小麦结合合理的栽培措施,在该地区更容易获得超高产。9 000 kg/hm2小麦的产量构成为:每公顷800万穗左右,穗粒数30-34粒,千粒重40 g以上;主要群体指标为:最高LAI8左右,开花后下降较慢;有较高的生物产量(一般在20 000 kg/hm2左右)和经济系数(0.42以上)。对植株的个体性状包括次生根数、单株茎数、穗部性状等也进行了分析,并与产量为7 500 kg/hm2高产田进行了讨论比较。超高产田的各项指标均明显优于高产田。  

小麦籽粒淀粉理化特性与面条品质关系研究

 【目的】研究中国小麦的淀粉理化特性及其与面条品质的关系，为优质面条小麦品种的选育提供依据。【方法】测定了全国11个省市育成品种和高代品系的294份面粉样品和29份引进品种面粉的淀粉理化特性和面条品质，对其相关性进行了统计分析。【结果】中国小麦品种直链淀粉含量的遗传资源相对丰富，面粉膨胀势偏低，淀粉糊化特性与国外品种相近，面条品质表现较好（平均评分85.27分）。直链淀粉含量、膨胀势和糊化峰值粘度与面条品质高度相关，支链淀粉含量、糊化温度外的多项RVA粘度参数也与面条品质极显著相关。膨胀势以及多项RVA粘度参数与直链淀粉含量和直/支链淀粉含量比值极显著相关，说明直、支链淀粉是影响淀粉化学特性和面条品质的重要物质基础。中国小麦品种各项指标的变异系数较小，淀粉理化特性和面条品质突出材料非常少，说明中国面条小麦种质资源相对缺乏。【结论】膨胀势测定简便、快速、用样量少，是面条小麦育种理想的选择指标。在我国要选育优质面条小麦品种，有必要进一步扩大引种规模，创新种质资源。  

小麦抗旱相关农艺性状和生理生化性状的灰色关联度分析

 【目的】探讨小麦主要农艺性状和部分生理生化性状与抗旱性的关系。【方法】采用灰色关联分析（gray correlation analysis），对分别种植于干旱棚和大田自然降水两个条件下的65个小麦品种的主要农艺性状和部分生理生化性状与其抗旱指数的关联度进行分析和评价。【结果】通过灰色关联度分析确定了各性状与抗旱指数的关联度。各农艺性状和生理生化性状与抗旱指数的关联程度大小依次为：气孔导度（0.7995）、光合速率（0.7909）、蒸腾速率（0.7556）、可溶性糖含量（0.7467）、丙二醛（MDA）含量（0.7336）、游离脯氨酸含量（0.7267）、穗长（0.7102）、穗粒数（0.7095）、千粒重（0.7005）、水势（0.6959）、有效分蘖数（0.6951）和株高（0.6866）。并依据各品种的加权抗旱指数对参试品种进行了聚类分析，聚类结果可以较好的反映品种的选育及适应地区。参试品种中较抗旱的品种有洛旱6号、晋麦47、陕麦168、小偃6号等。【结论】与抗旱指数关联度最大的是和叶片气孔相关的生理生化性状，它们在作物受到干旱胁迫时所受的影响最大，与作物抗旱性关系最为密切。因而可以选用气孔导度、光合速率和蒸腾速率等生理生化性状进行小麦抗旱性的以性状为基础的选择，以提高选择效率。  

冬小麦夏玉米农田土壤呼吸与碳平衡的研究

为探讨不同农作措施下的农田碳平衡规律,研究农田对大气CO2的“源”、“汇”特征,2000年至2003年连续测定了不同秸秆管理、灌溉和氮肥施用等种植措施下华北冬小麦、夏玉米生长季的土壤呼吸。结果表明,农田CO2释放主要受气温、土壤水分状况和有机物投入量等因素的影响。秸秆还田与优化灌溉增加了土壤呼吸的强度,不同农作措施间土壤呼吸的差异主要发生在冬小麦生长季。对农田碳平衡研究的计算结果显示,农田系统在常规种植措施下表现为大气CO2的“汇”。在传统农作措施下,华北冬小麦、夏玉米生长季植物碳净固定量(NPP)与土壤碳排放量(Rm)的比值分别为1.16、1.21。  

硅对低温胁迫下冬小麦幼苗光合作用及相关生理特性的影响

采用水培试验，以抗寒性不同的两个小麦品种（临麦2号（Linmai 2）高抗；扬麦 5号（Yangmai 5）低抗）为材料，研究了不同硅处理（0、0.1和1.0 mmol/L）对低温胁迫条件下小麦幼苗光合作用、叶绿素和可溶性糖的影响。结果表明：低温胁迫条件下，小麦幼苗的光合作用显著受到抑制，扬麦5号的下降速率要大于临麦2号。施硅能够提高低温胁迫条件下小麦幼苗净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、气孔限制值（Ls）、水分利用率（WUE）；蒸腾速率（Tr）在低温胁迫条件下降低，加硅处理后蒸腾速率下降。低温胁迫条件下两个小麦品种的叶绿素含量和叶绿素a/b的比值下降，可溶性糖含量显著升高；施硅能减缓低温胁迫对叶绿素含量、chl a/chl b和可溶性糖的影响。  

不同氮效率小麦品种氮素吸收和物质生产特性

氮条件（N-）下，不同氮效率小麦品种的籽粒产量和氮效率以氮高效品种（H）最高，中效（M）次之，低效（L）最低；H具有较多的单位面积穗数且与N-下籽粒产量和氮效率显著相关，表明单位面积穗数的多少对氮胁迫条件下小麦籽粒产量和氮效率具有重要影响。不同氮效率品种的植株全氮含量（TN）无显著差异。不同生育时期的植株氮累积量（AA）在抽穗期和成熟期以H最大，M次之，L最低，表明生育中后期N-下的植株氮素吸收能力是氮胁迫条件下籽粒产量和氮效率的重要影响因素。不同生育时期的株高、群体茎数、叶面积指数（LAI）和群体干物重（PDW）值；各生育阶段群体生长率（CGR）、净同化率（NAR）和光合势（Pp）；各生育时期的叶片NO3-含量和硝酸还原酶（NR）活性均以H最大，M次之，L最低。叶片亚硝酸还原酶（NIR）)活性和谷氨酰胺合成酶（GS）活性在供试不同氮效率品种之间的差异较小。研究表明，N-下较强的氮素吸收能力和较好的植株生长特性是氮胁迫条件下供试氮高效小麦品种获得高氮效率特征的重要基础。在丰氮条件（N+）下，供试不同氮效率品种的籽粒产量、氮效率、植株氮素吸收和物质生产特性与N-下的表现规律不尽相同。