小麦根中NADP-脱氢酶系统关键酶活性与根系活力和产量的关系分析

【目的】在黄淮平原典型农田氮肥减施条件下,探索决定小麦根系活力的关键脱氢酶种类及酶活性变化及其对籽粒产量的影响。【方法】采用大田试验方式,运用裂区设计,主处理为施氮量,设0（N0）,135（N1）,157.5（N2）,180（N3）,202.5（N4）,225（N5）kg·hm^-2 6个施氮水平,副处理为半冬性品种矮抗58和周麦27号。对小麦越冬期、返青期、拔节期、挑旗抽穗期、灌浆期和蜡熟期根中异柠檬酸脱氢酶（NADP-ICDH）、NADP-苹果酸酶（NADP-ME）、戊糖磷酸途径总脱氢酶（G6PDH+6PGDH）活性与根系活力（改良TTC法）和产量间的关系进行分析。【结果】小麦关键生育时期根系活力呈“高-低-高-低”变化,NADP-ICDH,NADP-ME和（G6PDH+6PGDH）活性变化均表现为先上升后下降的趋势,灌浆后活性变化不明显。越冬前后,不同施氮处理间根中NADP-脱氢酶系统关键酶活性表现为不施氮处理（N0）大于施氮处理（N1-N5）;拔节-抽穗期,NADP-脱氢酶系统关键酶活性和根系活力均表现为施氮处理（N1-N5）显著高于不施氮（N0）处理,随着施氮水平逐步降低不同酶活性随之降低,与N5处理相比,N4处理NADP-ICDH和NADP-ME的活性未达显著水平,同时（G6PDH+ 6PGDH）活性和根系活力降幅最少。施氮量显著影响小麦籽粒产量及其构成因素,与不施氮处理（N0）相比,施氮处理（N1-N5）下的单位面积成穗数、穗粒数显著提高。综合两年度产量平均值可知,N5处理下籽粒产量最高,达9 238.02 kg·hm^-2,N4处理次之,较N5处理仅下降0.3%且差异未达显著水平。进一步分析表明,不同生育时期根中NADP-ICDH、NADP-ME与（G6PDH+6PGDH）三者之间呈显著或极显著正相关关系;NADP-脱氢酶系统关键酶活性与根系活力呈正相关关系,其中生育中、后期达显著或极显著水平;根系活力及NADP-ICDH,NADP-ME和（G6PDH+6PGDH）活性与产量呈显著或极显著正相关关系。通径分析表明,两年度NADP-ICDH,NADP-ME和（G6PDH+6PGDH）活性在拔节期和挑旗抽穗期对产量有较大的正向作用;挑旗抽穗期根系活力对产量的直接作用较小,但其通过NADP-ME和戊糖磷酸途径总脱氢酶（G6PDH+6PGDH）活性对产量所产生的间接正向作用较大,因而根系活力对产量的影响达极显著水平。【结论】本试验条件下,综合考虑NADP-脱氢酶系统关键酶活性和根系活力变化及籽粒产量表现,黄淮平原麦田施氮水平由N5减至N4水平当是最佳选择。NADP-ICDH,NADP-ME和（G6PDH+6PGDH）活性与采用改良TTC法测定的“根系活力”密切相关,其中NADP-ME和（G6PDH+6PGDH）活性对根系活力影响最大,实践中可通过分子育种手段和有效栽培措施实现NADP-ME和（G6PDH+6PGDH）在根中的高表达以提高小麦根系活力。     

小麦根蘖发育和产量对耕作和追氮方式以及施氮量的响应

  【目的】  黄淮平原小麦生产中大量施用氮肥，探讨不同耕作和施肥方式对小麦根蘖发育的影响，以期实现减氮不减产并提高氮肥利用率的目标。  【方法】  2016—2018年连续两个种植年度，以半冬性中熟小麦品种矮抗58为材料，采用裂裂区设计试验方法，主区为施氮量 (240 、180 kg/hm2)，副区为耕作方式 (旋耕、深耕)，副副区为追肥方式 (撒施、隔行开沟追肥、隔二行开沟追肥)，研究了小麦根系生长和生理活性、主茎和分蘖发育动态与成穗、籽粒产量和氮肥利用率。  【结果】  小麦不同生育时期单株次生根数、根系活力、单位面积茎蘖数、叶面积指数 (LAI) 均随施氮量降低而降低。与旋耕相比，深耕条件下小麦生育中、后期单株次生根数和单位面积茎蘖数增多、根系活力提高、LAI增大。生育后期，隔行开沟追肥的单株次生根数、根系活力、单位面积茎蘖数和LAI最高，撒施次之，隔二行开沟追肥最低。减量施氮较常规施氮籽粒产量降低了2.41%，氮肥偏生产力、氮肥吸收效率和氮肥内在利用率分别增加了29.67%、25.69%和2.29%。与旋耕相比，深耕条件下籽粒产量增加了5.60%，氮肥偏生产力和氮肥吸收效率分别提高了4.48%和8.47%。不同追肥方式中，隔行开沟追肥的籽粒产量最高，氮肥偏生产力和氮肥吸收效率显著提高，较撒施分别提高了3.62%、3.98%和7.38%，较隔二行开沟追肥分别提高了5.93%、6.34%和12.93%。  【结论】  深耕可提高生育中、后期小麦单株次生根数、根系活力和单位面积茎蘖数。常规施氮 (纯氮240 kg/hm2) 结合深耕 (深度25～30 cm)、隔行开沟追肥，可获得最高小麦产量；减施25%氮肥 (180 kg/hm2) 会导致籽粒产量降低，但结合深耕并采用隔行开沟施肥方式，可显著提高氮肥利用率，部分降低减氮所造成的产量损失，是获得高产高效的最佳组合。     

土壤耕作技术对小麦出苗质量、根系功能及粒重的影响

【目的】 针对黄淮平原农作区一年两熟条件下玉米秸秆还田严重影响麦苗质量的突出问题,探索适宜的土壤耕作技术以提高小麦幼苗质量,最终提高产量。【方法】 2016—2018年连续2年,在河南省新郑市辛店镇黄岗村开展田间试验。采用随机区组设计,将翻耕、耙、镇压3个因素组合配套实施8个处理,分别为深翻耕+旋耕（DT+RT;DT：30 cm,RT：15 cm）、深翻耕+耙（DT+H）、深翻耕+旋耕+镇压（DT+RT+C）、深翻耕+耙+镇压（DT+H+C）、旋耕（RT）、旋耕+耙（RT+H）、旋耕+镇压（RT+C）、旋耕+耙+镇压（RT+H+C）。对小麦出苗率及幼苗质量进行调查,并在越冬期、返青期、拔节期、抽穗期、灌浆期、蜡熟期对根系进行调查分析,分别在灌浆期对小麦籽粒性状、收获后对小麦产量及其构成因素进行调查分析。【结果】 小麦播种后20 d,不同土壤耕作处理间幼苗质量差异显著。旋耕后出苗整齐度高于深翻耕,而深翻耕后出苗率、基本苗数和株高高于旋耕。相同耕、镇压因素处理下,耙后出苗率增幅为1.0%—5.7%,相同耕、耙因素处理下,镇压后出苗率增幅为0.06%—8.3%;同时深翻耕后,极少出现缺苗、断垄,RT处理缺苗、断垄的累计长度最高,两年平均为55 cm。从越冬期到蜡熟期,不同土壤耕作处理的根系活力均呈现“高-低-高-低”的变化趋势,DT+H+C处理最高;在越冬期和拔节期,镇压和耙处理后,与无镇压、耙处理相比,根系活力均提高。单株次生根数目在抽穗期达到最大,DT+H+C处理最高,两年最高值分别为45.2条与40.2条;与无耙处理相比,耙处理后,单株次生根数目最高增加14.8%,与无镇压处理相比,镇压处理后,单株次生根数目最高增加12.2%。花后5—10 d,DT+H+C和RT+H+C处理的籽粒灌浆速率增长幅度显著高于其他处理,开花后20 d达到峰值,其中DT+H+C处理籽粒灌浆速率比其他处理高1.0%—19.4%,达显著水平。灌浆期籽粒千粒重,在花后0—15 d,DT+H+C处理增长最快,DT+RT处理增长最慢,花后25—30 d,DT+H+C处理千粒重最高,较RT处理提高20.8%。从不同土壤耕作技术对籽粒产量及其构成因素的影响来看,DT+H+C处理的籽粒产量最高;耙和镇压处理的单位面积穗数、穗粒数和千粒重的变化并不规律,籽粒产量均有明显提升,幅度为1.4%—12.2%。经济效益方面,与当地以往耕作方式RT相比,RT+H、RT+H+C、RT+C、DT+H+C、DT+H处理所得效益均高于RT处理,其中DT+H+C处理产生经济效益最高,两年平均比RT处理高12.3%。【结论】 黄淮平原农作区当前一年两熟制条件下,不同土壤耕作技术影响幼苗质量,旋耕有利于出苗的整齐度提高,而深翻耕则有利于出苗率及幼苗均匀度提高,株高增高,为冬前形成壮苗奠定基础;深翻耕将耕层加深,利于根系下扎,促进次生根数目的增加以及耕层根系活力的提高,间接影响籽粒产量。综合考虑植株根系生长发育、生育后期籽粒灌浆速率、粒重形成和产量表现等,研究认为黄淮农作区DT+H+C处理土壤耕作技术是当前的最佳选择。     

茶树油对2种农业致病菌的抑菌效果

茶树油具有良好的抑菌能力，在果蔬天然保鲜杀菌剂的开发中具有良好的应用前景。采用滤纸扩散法测定不同浓度的茶树油对香蕉炭疽菌和芒果炭疽菌的离体抑制效果。结果显示，茶树油对这2种菌都具有良好的抑菌效果，且浓度增加，抑菌作用逐渐增强，对芒果炭疽菌和香蕉炭疽菌的EC50分别为339.13和143.10 μL/L。     

小麦冬前次生根对生育中后期地上部发育及产量的影响

为明确冬前小麦单株次生根的作用,采用大田育苗盆栽移植的方式,以半冬性中熟小麦矮抗58为材料,在越冬前将育苗区单株总分蘖数为4(包括主茎)的植株根据次生根数分为3个处理:处理A(次生根数较少,次生根1~2条)、处理B(次生根数中等,次生根3~4条)和处理C(次生根数较多,次生根5条以上),研究了冬前次生根数对小麦生育中后期地上部发育、单株根系生理势及籽粒产量的影响。结果表明,本试验条件下,冬前单株次生根数较多有利于生育中后期单株蘖数、地上部干物质量和单株叶面积的提高,进而提高了植株的光合面积,促进了地上部生长和干物质积累,不同处理间存在一定的差异。其中,相对于处理A和处理B,处理C的影响相对较大。结果还表明,冬前次生根数增加有利于单株根系生理势的提高,2015-2016年蜡熟期和2016-2017年拔节期,不同处理间差异达显著水平,说明冬前次生根数对提高生育中后期植株的根系生物量、维持较高的根系活性具有一定的正效应。随着冬前次生根数增加,小麦单株穗数、结实小穗数和穗粒数也随之增加,单株产量也因此提高,其中处理C的单株穗数、结实小穗数和穗粒数比处理A分别增加了25.0%,13.4%,26.2%,产量增加了52.4%。由此可见,越冬前单株分蘖数相同条件下,小麦单株次生根数较多有利于提高籽粒产量。     

茶树油对2种农业致病菌的抑菌效果

茶树油具有良好的抑菌能力,在果蔬天然保鲜杀菌剂的开发中具有良好的应用前景。采用滤纸扩散法测定不同浓度的茶树油对香蕉炭疽菌和芒果炭疽菌的离体抑制效果。结果显示,茶树油对这2种菌都具有良好的抑菌效果,且浓度增加,抑菌作用逐渐增强,对芒果炭疽菌和香蕉炭疽菌的EC50分别为339.13和143.10μL/L。     

白粉病对小麦品种西农979籽粒淀粉合成关键酶基因表达的影响

为了揭示白粉病对花后小麦籽粒淀粉合成的影响机制,以小麦品种西农979为材料,利用实时荧光定量PCR技术研究白粉病不同发病程度对小麦籽粒淀粉合成相关酶基因表达的影响。结果表明,随着感病程度的增加,小麦籽粒的腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶基因AGPase、淀粉分支酶基因SBE和可溶性淀粉合成酶基因SSS的表达均被抑制,其酶活性下降;束缚态淀粉合成酶I基因GBSSⅠ的表达量和酶活性均高于对照;去分支酶基因DBE的表达量与对照相比没有明显变化,但其酶活性在病害高峰期高于对照;支链淀粉含量和总淀粉含量显著降低,而直链淀粉含量增加。由此可知,白粉病通过改变籽粒淀粉合成相关酶基因的表达及活性而影响淀粉的积累。