外源ABA和GA对小麦籽粒内源激素含量及其灌浆进程的影响

 【目的】探讨喷施外源脱落酸（ABA）或赤霉素（GA）对小麦籽粒内源激素含量及其灌浆进程的影响,为激素调控提高籽粒的粒重提供理论依据。【方法】试验选用山农1391和藁城8901两个品种,籽粒灌浆初期喷施ABA或GA 两种外源激素于穗部,定期取籽粒样品,用高效液相色谱法测定籽粒内源激素含量,用三次多项方程式对籽粒灌浆进程进行模拟并分析相关参数。【结果】喷施外源ABA或GA均能显著增加两个品种的粒重。外源ABA或GA对粒重的调控存在粒位效应。喷施ABA显著增加强势粒粒重,喷施GA使强势粒和弱势粒粒重均显著增加。喷施外源ABA显著提高籽粒ABA含量,喷施外源GA显著提高籽粒GA含量,喷施外源ABA或外源GA均显著提高灌浆中后期籽粒IAA和CTK的含量,尤其是喷施外源GA效果更为明显。喷施外源ABA或外源GA均能延长籽粒的灌浆持续期,喷施ABA显著提高灌浆初期强势粒的灌浆速率,而喷施GA显著提高灌浆中后期强势粒和弱势粒的灌浆速率。【结论】喷施外源ABA或外源GA通过改变籽粒内源激素水平,调节灌浆起始时间和籽粒灌浆持续期,进而调控籽粒粒重的形成。喷施ABA是通过提高强势粒粒重来增加粒重的,喷施GA是通过提高强势粒和弱势粒的粒重来增加粒重的。     

不同夏谷品种的产量与氮肥利用效率

以8个夏谷品种为材料,在大田试验条件下,系统研究了谷子产量和氮肥利用效率的品种间差异及对氮肥的响应。结果表明,8个夏谷品种的平均产量以施氮处理显著高于不施氮处理,平均增产率为8.2%;氮肥对8个品种的增产效应不同,以济谷14、济谷17和济谷18增产效果显著,而对其它品种的产量无显著的促进作用。8个夏谷品种的氮肥利用效率存在差异;氮肥农学效率以济谷14最高,与其它品种达显著性差异;而豫谷18和济谷18的氮肥偏生产力显著高于其它品种。因此,在华北夏谷生产中,应结合当地生产情况和不同品种氮肥利用特性进行品种的选择和应用。     

中高地力水平下谷子N、P、K肥效应研究

为明确夏谷生产中不同地力水平下的施肥效应和最优施肥量,本试验在中高地力水平下开展谷子“3414”氮、磷、钾肥肥料效应研究。结果表明,施用氮、磷、钾肥能显著提高谷子产量,在中高地力水平下平均增幅分别为21.4%和12.7%,其中氮肥增产效率分别为20.2%和7.9%,磷肥增产效率分别为6.6%和12.6%,钾肥增产效率分别为11.3%和13.8%,表明在中地力水平下氮肥增产效率最高,高地力水平下磷钾肥的增产效率显著高于氮肥。氮、磷、钾肥间存在明显的交互作用,在中地力水平下,氮磷间存在抑制作用,氮钾和磷钾间存在促进作用;在高地力水平下则均存在抑制作用。氮、磷、钾肥的平均偏生产力在中高地力水平下分别为42.1、50.4、200.0和56.4、72.4、283.8 kg·kg^-1,表明高地力水平下的氮、磷、钾肥偏生产力均高于中地力水平。氮、磷、钾肥的农学效率在中高地力水平下分别为7.6、2.8、14.6和3.5、7.2、28.3 kg·kg^-1,表明氮肥农学效率以中地力水平下最高,磷钾肥农学效率则以高地力水平下最高。通过建立肥料与产量的三元二次施肥模型得出在中高地力水平下谷子氮、磷、钾肥最佳施肥量分别为N 189.3 kg·hm^-2、P₂O₅ 61.1 kg·hm^-2、K₂O 45.0 kg·hm^-2和N 141.2 kg·hm^-2、P₂O₅ 180.0 kg·hm^-2、K₂O 45.0 kg·hm^-2。综上,在谷子中地力水平下,氮肥增产效果最好,应提高氮肥的用量和比例;在高地力水平下,磷钾肥增产效果较好,应提高磷钾肥的用量和比例。本研究结果为夏谷不同地力水平下施肥效应提供了理论依据和技术支持。     

弱光条件下不同穗型小麦品种旗叶光合特性和抗氧化代谢

在大田试验条件下,比较了大穗穗型小麦品种泰农18和多穗型品种济南17的叶绿素含量、净光合速率(P_n)、可溶性蛋白和总糖含量、抗氧化酶活性及丙二醛(MDA)含量对不同程度弱光响应的差异,为黄淮麦区小麦高产稳产栽培及品种选用提供理论依据。从开花期至成熟期分别对两品种进行25%(S1)、50%(S2)和90%(S3)的弱光处理,以正常光照(S0)为对照。结果表明,S1和S2处理提高了小麦灌浆期内旗叶叶绿素含量和最大光化学效率(F_v/F_m),而S3处理提高了花后0~6 d旗叶叶绿素含量和F_v/F_m,之后显著低于对照;随弱光程度增强旗叶花后实际光化学效率(Φ_PSII)升高,而叶绿素a/b比降低。S2和S3处理显著抑制了旗叶抗氧化酶活性,降低了旗叶P_n、可溶性蛋白和可溶性总糖含量;而S1处理增强了旗叶超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性,提高了小麦旗叶P_n、可溶性蛋白和可溶性总糖含量。相同处理条件下,与泰农18相比,济南17的旗叶叶绿素含量较高,光系统II (PSII)活性较强,同时抗氧化酶活性下降较慢,膜脂过氧化程度低,使叶片功能免受破坏,保证了光合作用的进行。75%光照条件下(S1)的小麦抗氧化酶具有较高活性,叶片膜脂化程度低,抗逆性较强,旗叶P_n高值持续期长,有利于光合产物的积累。多穗型品种比大穗型品种更能适应黄淮麦区小麦生育后期光照不足的生产条件。     

高品质陆地棉蔗糖代谢关键酶活性对纤维品质形成的影响

以高品质陆地棉鲁324系(324)、渝棉1号(YM-1)和普通陆地棉鲁棉研18 (L18)为材料, 研究蔗糖代谢关键酶活性变化对纤维品质形成的影响。结果表明, 高品质陆地棉叶片蔗糖磷酸合成酶(sucrose phosphate synthetase, SPS)活性高, 蔗糖合成能力强, 主茎叶和果枝叶蔗糖含量高, 蔗糖供应能力强。Logistic方程模拟纤维素累积过程, 高品质陆地棉纤维素进入快速累积期的时间晚, 终止期延后, 快速累积持续期长, 累积速率平缓, 最终纤维素含量高, 纤维比强度高。在纤维发育前期, 高品质陆地棉蔗糖贮存较多, 为次生壁发育提供了充足的初始底物。高品质陆地棉蔗糖合成酶(sucrose synthetase, SS)活性高, 降解蔗糖能力强, 酶活性迅速增加时期与纤维素快速累积期相吻合; SPS活性在纤维素快速累积期终止前均明显高于普通陆地棉。叶片SPS活性和棉纤维中SS、SPS活性与纤维素累积及纤维品质形成有密切关系。     

山东省不同生态条件气候因素对谷子产量的影响

【目的】谷子籽粒产量是谷子生产最重要指标之一。气候因素的变化对农业生产影响巨大,研究山东地区不同生态条件下气候因素的变化对谷子产量的影响,解析不同生态条件下育成谷子品种籽粒产量的变化规律,为优质特色谷子品种选育及生产利用提供科学依据。【方法】 利用华北夏谷区选育的8个优质、特色谷子新品种,2016—2017年种植在山东省不同生态条件下的5个试点,成熟收获后测定谷子籽粒产量,进行多因素方差分析,利用Duncan方法检测籽粒产量差异显著性;利用Pearson方法对谷子产量和谷子生育期间气温、降水量、日照时数等因素进行相关性分析。【结果】 不同年份、地点×年份、地点×品种对谷子籽粒产量影响极显著（P<0.01）,品种、品种×年份、地点×品种×年份对籽粒产量影响显著（P<0.05）。地点、地点×年份、地点×品种、品种对谷子产量变异贡献率较大,分别为50.05%、19.76%、12.32%和8.67%;年份、品种×年份变异贡献率相对较小,分别为2.70%和1.69%。2017年谷子产量总体比2016年提高4.55%,但是试点之间表现不一致;济南市、临沂市、济宁市2017年产量比2016年分别提高21.64%、18.47%和3.96%,而德州市、泰安市试点2017年产量水平分别比2016年低8.66%和9.78%,同一试点不同年份之间产量差异显著的原因主要由气候因素引起,特别是降水量和降水时间的分布。2年5个试点8个谷子品种平均产量为5 657.2 kg·hm^-2,变幅为5 267.8—5 926.0 kg·hm^-2,豫谷18产量最低,济谷20产量最高。济谷20、济谷22、济绿谷1号、济糯谷2号和中谷2号产量差异不显著,但显著高于济谷19和豫谷18。相关性分析表明,谷子籽粒产量与各时段平均气温正相关（P>0.05）;与生育期总平均气温显著正相关（P<0.05）,与各时段最高温度正相关（P>0.05）;与6月中旬、6月下旬苗期降雨量负相关（P>0.05）,与7月下旬至8月中旬孕穗至开花期的降雨量负相关（P>0.05）;与9月中下旬灌浆中后期光照时间正相关（P>0.05）。【结论】 山东地区不同年份、地点、品种、地点×年份、地点×品种等因素对谷子产量影响有较大影响;不同年份、不同地点的气温和降水是影响谷子产量的重要原因,谷子全生育期平均气温升高提高了谷子籽粒产量;苗期、抽穗开花期降雨多对谷子产量有不利影响。不同年份、不同地点品种产量存在较大差异,济谷20、济谷22、济绿谷1号、济糯谷2号、中谷2号等品种在山东地区不同生态条件下有较好的丰产性和稳定性。     

不同夏谷品种中后期籽粒灌浆特点的研究

以豫谷18、济谷18、济谷15为试材,在灌浆中后期分期取样,研究不同夏谷品种的灌浆特性。结果表明,供试各品种的灌浆特点不同,其灌浆速率可分为:单峰曲线型、平缓型和下降型;籽粒干重占鲜重的百分比达60%以上。     

施钾方式对棉花叶片抗氧化酶活性、产量及钾肥利用效率的影响

在大田试验条件下, 以鲁棉研28为试验材料, 研究不施钾肥(CK)、一次性基施硫酸钾(T1)、分次(1/2基施, 1/2于花铃期追施)施用硫酸钾(T2)、一次性基施控释复合肥(T3) 4个处理的棉花叶片保护酶活性、产量及钾肥利用效率变化。结果表明, 与不施钾处理相比, 施钾可显著增加叶片叶绿素、可溶性蛋白含量, 降低MDA含量, 提高SOD、CAT活性(叶龄30、45、60 d), 降低POD活性(叶龄30、45 d), 提高籽棉产量和皮棉产量;与一次性基施硫酸钾和控释复合肥相比, 分次(1/2基施、1/2花铃期追施)施用硫酸钾可显著提高叶片可溶性蛋白含量(叶龄30、45、60 d)和SOD (叶龄15、30、45 d)、CAT(叶龄15、30 d)活性, 降低MDA含量(叶龄30、45、60 d)和POD活性(叶龄30 d), 提高籽棉产量、皮棉产量和钾肥生产效率。本试验条件下, 分次(1/2基施、1/2花铃期追施)施用硫酸钾是兼顾高产高效的施肥方式。     

施氮时期对小麦籽粒HMW-GS积累及GMP粒度分布的影响

在225 kg hm^-2施氮水平下, 设置起身肥(SE, GS 30), 拔节肥(JT, GS 32)和孕穗肥(BT, GS 41) 3个追施氮肥处理(底追比1:1), 研究了追肥时期对强筋小麦济南17和弱筋小麦鲁麦21籽粒HMW-GS积累和GMP粒度分布的影响。结果表明, 两品种籽粒HMW-GS于花后14 d均已形成, 济南17籽粒HMW-GS和GMP含量均高于鲁麦21, 说明强筋小麦具有较强的谷蛋白积累能力。济南17成熟期籽粒HMW-GS和GMP含量以SE处理最高, 施氮时期后移其含量呈下降趋势。JT处理显著提高鲁麦21灌浆中后期HMW-GS的积累速度, 延长HMW-GS的快速积累期。济南17 SE处理和鲁麦21 JT处理的籽粒x型亚基(1、4或5、7)在灌浆中后期的积累速率显著提高。追肥时期对y型亚基的积累速率无显著影响。追氮时期后移均提高两品种籽粒GMP小颗粒的(粒径<12 μm)体积和表面积百分比, 降低大颗粒(粒径>100 μm)体积和表面积百分比。济南17粒径>12 μm的GMP颗粒数目百分比因追氮时期后移而增加, 鲁麦21粒径>12 μm的GMP颗粒数目百分比则降低。含4+12亚基的强筋小麦济南17比含5+10亚基的弱筋小麦鲁麦21偏向于更高的大颗粒体积比例, 说明亚基间的聚合和GMP颗粒的分布不仅与亚基类型有关, 而且与单位面粉中亚基的含量密切相关。     

控释氮肥对棉花纤维品质、产量与氮肥利用效率的影响

设计100%树脂包膜尿素基施、50%普通尿素+50%树脂包膜尿素基施和棉花专用肥基施3种控释氮肥处理,以100%普通尿素为对照,研究等氮条件下,不同控释氮肥处理对棉花(鲁棉研28)不同开花期棉铃纤维品质、产量及氮肥利用效率的影响。结果表明,与对照相比,100%树脂包膜尿素处理7月下旬棉铃纤维比强度和8月中、下旬棉铃纤维马克隆值显著增大,7月下旬棉铃纤维成熟度显著增加,籽棉产量和皮棉产量分别增加6.2%和6.4%,偏生产力和农学效率均达极显著差异;棉花控释专用肥处理棉花生育中、后期棉纤维长度、比强度和马克隆值显著增大,成熟度显著增加,籽棉产量和皮棉产量分别增加5.0%和4.3%,偏生产力和农学效率达显著或极显著差异;而50%普通尿素+50%树脂包膜尿素处理仅7月下旬棉铃纤维比强度和8月中旬棉铃纤维马克隆值显著增大,8月中旬棉铃纤维成熟度显著增加。上述结果表明,100%树脂包膜尿素处理增产效果最显著,氮肥利用效率最高,而棉花专用肥处理纤维品质较优。