不同土壤质地条件下小麦旗叶全氮和籽粒蛋白质含量的变化

为了给小麦高产优质栽培提供依据,于2003～2005年在连续两年池栽条件下,以面筋含量高、中、低三种冬小麦品种藁麦8901、豫麦49和洛麦1号为供试材料,研究粘、壤、砂三种土壤质地对旗叶全氮含量和蛋白质积累的影响.试验结果表明,花后叶片含氮量逐渐下降,花后5～40 d,旗叶全氮含量表现为粘土＞壤土＞砂土.不同冬小麦品种籽粒蛋白质含量均呈现前高后低又升高的积累变化规律.其中,低筋品种洛麦1号和中筋品种豫麦49在壤土条件下蛋白质含量较高,高筋品种藁麦8901在粘土条件下籽粒蛋白质含量较高.高筋品种藁麦8901籽粒蛋白质积累速率高峰期早于其它两类品种.低筋品种洛麦1号在砂土、中筋品种豫麦49在粘土种植条件下籽粒蛋白质产量较低;藁麦8901以粘土种植条件下籽粒蛋白质产量较高.籽粒蛋白质含量与旗叶全氮含量均呈正相关关系.因此,土壤质地对小麦籽粒蛋白质积累影响较大,生产上应针对不同品质类型小麦品种制定不同的优化栽培措施.     

水分胁迫对耐旱性不同小麦籽粒发育和激素含量的影响

在不同土壤水分处理了对耐旱性不同小麦品种籽粒发育和内源激素含量的研究表明,灌浆前期籽粒内ＡＢＡ含量长上升,在灌浆中期达最大,之后下降,土壤水分亏缺导致在灌浆前期籽粒内ＡＢＡ含量上升快,峰值出现早,灌浆后期下降亦快,其变化趋势与不同土壤水分处理下籽粒灌交速率变化相一致,粒重高的品种ＡＢＡ含量亦高,籽粒内ｉＰＡｓ含量表现为随土壤水分减少而降低,作者认为,在水分充足条件下提高粒重的主攻方向是促进同化物向     

水分胁迫对耐旱性不同小麦籽粒发育和激素含量的影响

在不同土壤水 分处理下对耐旱性 不同小麦品种 籽粒发育 和内源激 素含量的 研究表明, 灌浆前期 籽粒内 Ａ Ｂ Ａ 含量 先上升,在灌浆中 期达最大,之后下降。土 壤水分亏缺导 致在灌浆 前期籽粒 内 Ａ Ｂ Ａ 含量上升快、峰值出现早,灌浆后期下降 亦快,其变化趋势与 不同土壤水分处理 下籽粒灌浆速率 变化相一 致,粒重高的品种 Ａ Ｂ Ａ 含量亦高。籽粒内 ｉ Ｐ Ａｓ 含量表现为随土壤水分减少而降低。作者认为,在水分充 足条件下提高粒重 的主攻方向是促 进同化物向籽粒运 转,而在缺 水条件下 应以促进 胚乳细胞 分裂,扩大库容为主。     

水分胁迫条件下冬小麦幼苗应答蛋白的表达及其与品种抗旱性的关系

为了探索冬小麦幼苗期水分胁迫D-应答蛋白与品种抗旱性的关系,以30个抗旱性不同的冬小麦品种为材料,采用正常供水和-1.0 MPa PEG-6000胁迫两种处理及SDS-PAGE电泳技术,在抗旱性研究的基础上,对水分胁迫与非胁迫条件下D-应答蛋白在不同品种间表达的差异进行分析.结果发现,抗旱和中等抗旱品种经胁迫诱导后产生D-应答蛋白条带,而干旱敏感品种中没有出现此条带.该应答蛋白的分子量与已报道的抽穗期的分子量相当,约为66.2 kD.说明冬小麦幼苗期经水分胁迫后产生的D-应答蛋白与抽穗期水分胁迫后产生的应答蛋白完全一样,可以作为鉴定抗旱性的应答蛋白指标.     

节水栽培条件下冬小麦籽粒微量元素和蛋白质含量对施氮的反应

为明确节水栽培下冬小麦籽粒微量元素、蛋白质含量对施氮的响应及其调控效应,在大田限水灌溉条件下研究了施氯对高产冬小麦品种石家庄8号籽粒铁、锌、锰、铜含量、蛋白质及其组分含量的影响。结果表明,冬小麦一次性基施157．5kg N／ha处理的籽粒产量、蛋白质含量和铁、锌、锰、铜含量均显著高于不施氮肥处理,在基施157．5kg N／ha基础上追施氮肥,上述各指标的变化均不显著,过量施氮籽粒铁、锌、锰含量反而呈降低趋势。在本试验奢件下,冬小麦一次性基施157．5kg N／ha可以使产量、品质和资源效率得到最佳统一。     

高产小麦氮素积累及其与产量和蛋白质含量的关系

利用８个高产小麦品种,通过定期取样测定生育期各器官氮素含量,研究其氮素动态变化,进而探讨不同品种各器官氮素含量与产量和蛋白质含量的关系。结果表明,除籽粒外,不同品种各器官的氮素含量均随生育期进程而降低。其中茎秆的降低幅度最大,其次为叶片,再次为根系。叶片、茎秆及颖壳在收获时的含氮量与籽料产量呈负相关,而与籽粒蛋白质含相相关不显著。     

干旱条件下冬小麦不同尺度水分利用效率及其之间的关系

为探讨小麦叶片、单株和群体尺度水分利用效率(分别用WUE_l、WUE_p和WUE_f表示)之间的相关性,以供体亲本京411和轮回亲本晋麦47及其34个近等基因系为材料,利用防雨棚和渗漏池开展模拟干旱试验,鉴定比较材料之间灌浆前期的WUE_l和全生育期的WUE_p,同时监测全生育期群体耗水量,测定籽粒产量,计算WUE_f,进而分析3个不同尺度水分利用效率之间的相关关系。结果表明,34个近等基因系及其父母本之间,WUE_l与WUE_p均存在显著差异,但是大部分近等基因系及其亲本之间产量没有显著差异,群体总耗水量及WUE_f存在极显著差异。经相关分析,WUE_l与WUE_p之间存在极显著正相关关系,R2达0.732 5,而WUE_l和WUE_p与WUE_f之间相关性均很低,R2分别为0.005 3和0.000 4。在干旱条件下,WUE_l可以作为WUE_p的鉴定评价指标,而WUE_l和WUE_p均不能作为WUE_f的鉴定指标。     

节水栽培条件下冬小麦籽粒微量元素和蛋白质含量对施氮的反应

为明确节水栽培下冬小麦籽粒微量元素、蛋白质含量对施氮的响应及其调控效应,在大田限水灌溉条件下研究了施氮对高产冬小麦品种石家庄8号籽粒铁、锌、锰、铜含量、蛋白质及其组分含量的影响.结果表明,冬小麦一次性基施157.5 kg N/ha处理的籽粒产量、蛋白质含量和铁、锌、锰、铜含量均显著高于不施氮肥处理,在基施157.5 kg N/ha基础上追施氮肥,上述各指标的变化均不显著,过量施氮籽粒铁、锌、锰含量反而呈降低趋势.在本试验条件下,冬小麦一次性基施157.5 kg N/ha可以使产量、品质和资源效率得到最佳统一.     

小麦光合器官对不同穗位和粒位粒重及蛋白质含量的影响

为探明小麦叶片与非叶光合器官对不同穗位和粒位籽粒发育的影响,以济麦22为试验材料,开花期设置剪叶、包穗、包茎等7种处理,分析了不同处理下不同穗位和粒位粒数、粒重和蛋白质含量的差异。结果表明,小麦穗对穗上部和下部弱势粒数影响显著,与叶片共同作用对穗上部强势粒数及穗中部和下部粒数,以及与茎和叶片共同作用对穗上部粒数、穗中部和下部弱势粒数均影响显著;穗对不同穗位强势粒重和穗上部弱势粒重影响显著,旗叶对穗中部和下部强势粒重、穗上部和中部强势粒重及穗下部粒重影响显著;包穗、剪旗叶和剪倒二叶处理显著提高穗上部强势粒及穗中部和下部籽粒蛋白质含量;剪倒三叶和剪倒四叶+剪倒五叶处理显著提高穗下部强势粒蛋白质含量;同一穗位的强势粒蛋白质含量大于弱势粒,不同穗位籽粒的平均蛋白质含量表现为穗下部穗中部穗上部;同一穗位的弱势粒蛋白质含量变异系数大于强势粒,穗上部的籽粒蛋白质含量变异系数大于穗中部和下部。因此,建议小麦育种中应注重穗光合选择,适当增加小穗排数,减少高穗位粒数,可能是提高小麦产量潜力和改善品质的重要途径。     

水分胁迫条件下氮素营养对不同冬小麦基因型的生理效应

为给旱地小麦高产栽培和氮素高效利用提供依据,以水氮高效型品种小偃22和水氮低效型品种小偃6号为供试材料,通过水培试验,研究了水分胁迫下介质氮素营养对冬小麦幼苗根系和冠层干重、叶片相对含水量、根系活力、叶片叶绿素含量(SPAD值)等生理指标的影响.结果表明,水分胁迫和介质氮素供应对小麦幼苗各生理指标均有显著影响.水分胁迫下,介质供氮显著提高冠层干重、叶片相对含水量、根系活力及叶片叶绿素含量,降低根干重.而在供氮条件下.水分胁迫导致小偃22根系和冠层干重均明显降低,而小偃6号根系和冠层干重均明显增加,两个品种的叶片相对含水量(P<0.05)和根系活力(P>0.05)显著降低,培养阶段前期的叶片叶绿素含量提高.在介质缺氮条件下,水分胁迫使小偃22和小偃6号冠层干重分别增加和下降,两个品种根干重和叶片叶绿素含量均明显下降,叶片相对含水量和根系活力均增加.说明改善介质氮素营养可增强水分胁迫下小麦抗旱能力,促进冠层干物质积累,同时也增大小偃22根、苗干物质积累和两个品种叶片相对含水量对水分胁迫的敏感性,而降低了小偃6号根系和冠层干物质积累及两个品种根系活力和叶绿素含量对水分胁迫的敏感性.     

不同冬小麦品种旗叶叶绿素荧光特性及其对干旱胁迫的响应

为明确不同抗旱性冬小麦品种灌浆期旗叶的叶绿素荧光特性及其与籽粒产量的关系,在防雨棚控水条件下,测定和分析了干旱胁迫后强抗旱性品种晋麦47、弱抗旱性品种偃展4110和中等抗旱性品种矮抗58旗叶荧光参数、籽粒产量和水分利用效率的变化.结果表明,随着先量子密度(PFD)的增加,冬小麦旗叶实际荧光(F)、表观电子传递速率(ETR)和非光化学淬灭系数(NPQ)值逐渐升高,PFD超过189 μmol·m-2·s-2后,F值基本稳定,而光下最大荧光(Fm)值持续降低,导致其他叶绿素荧光参数改变,PFD在189～1 360μtmol·m-2·s-2时Fm变化幅度较大.干旱胁迫降低了小麦旗叶F、Fm、实际量子产量(Yie1d)、ETR、NPQ值.不同品种荧光参数值受干旱胁迫的影响程度不同,偃展4110受影响最大,晋麦47较为稳定.干旱胁迫条件下3个品种的产量差异显著,表现为晋麦47＞矮抗58＞偃展4110.灌浆中期旗叶主要叶绿素荧光参数与产量间具有显著的相关性,可以作为高产品种筛选的生理指标;而干旱处理与适水处理的F比值、Fm比值则与两种水分条件下的产量比值呈显著正相关,可以作为品种抗旱性鉴定的生理指标.     

冬小麦不同灌浆时期穗和叶茎鞘对粒重的贡献

为了揭示冬小麦穗和叶茎鞘在不同灌浆时期对粒重的贡献,于2011-2012年度,在大田条件下,选用河南省大面积推广的6个冬小麦品种,进行穗遮光和去叶+茎鞘遮光处理,研究了冬小麦不同灌浆时期的干物质积累转运量和粒重,分析了穗和叶茎鞘对粒重的贡献率。结果表明,穗遮光和去叶+茎鞘遮光显著影响冬小麦茎鞘干物质转运量、转运率以及其对穗粒重的贡献率。穗和叶茎鞘对冬小麦粒重的贡献率总体表现为灌浆前期低、中后期高;在灌浆中期穗对粒重的贡献优于叶茎鞘,而在灌浆前期和后期呈相反规律,且其影响效应因品种而异;整个灌浆期穗对单粒重和穗粒重的平均贡献率分别为30.31%和34.64%,叶茎鞘分别为32.87%和35.95%。穗对粒重贡献的关键时期为灌浆中期,筛选和培育灌浆中期穗对粒重贡献率高的品种有利于提高冬小麦粒重。     

冬小麦冠层氮素垂直分布特征及其与籽粒蛋白质的关系

为了阐明小麦植株的氮素营养状况并合理调控品质形成,以弱筋小麦品种宁麦9号和强筋小麦品种豫麦34为材料.研究了氮肥运筹对冬小麦冠层氮素垂直分布特征的影响及其与籽粒蛋白质的关系.结果表明,植株氮含量随冠层层次的降低而降低;与对照(N0)相比,施氮显著增加了冠层氮含量.氮肥基追比对两品种冠层氮素垂直梯度值影响不一致,宁麦9号中上部叶片氮素梯度值随追肥比例增加而减小,下部叶片及茎鞘层氮素梯度值随追肥比例增加而增大;豫麦34整个冠层氮素垂直梯度值均随追肥比例增加而增大.相关分析表明,宁麦9号开花期冠层的下部、灌浆期下层叶片、中上层茎鞘间形成大的氮素梯度,促进了蛋白质积累;而豫麦34开花期冠层的中下部及灌浆期整个冠层形成大的氮素梯度,有利于提高籽粒蛋白质含量.因此认为宁麦9号和豫麦34分别采用基追比7:3和3:7的氮肥运筹方式能够合理协调氮素垂直分布,定向调控籽粒蛋白质的形成.     

小麦旗叶与穗粒重关系的研究

以 57个冬小麦基因型为试验材料 ,在稀植高产栽培条件下研究了旗叶长、宽和面积与穗粒数、千粒重和穗粒重之间的关系。结果表明 ,1旗叶长、宽和面积与穗粒数均为显著正相关 ,相关程度大小为旗叶面积>旗叶宽 >旗叶长 ;2旗叶长、宽和面积与千粒重均为正相关 ,但都没有达到显著水平 ;3旗叶长、宽和面积与穗粒重均为正相关 ,其中旗叶宽和面积与穗粒重相关达极显著水平 ,旗叶长与穗粒重显著相关。由此可见 ,旗叶大小对穗粒重有着显著正向效应 ,因此在育种栽培过程中 ,注意增加旗叶面积对提高穗粒重是有益的。     

外源激素与蔗糖对冬小麦穗粒数和粒重的调控效应

为阐明外源激素和蔗糖调控冬小麦穗粒数和粒重的机理,以冬小麦农大211为材料,设置不同浓度蔗糖和激素,通过离体穗培养及盆栽不同水分条件下喷施激素处理,考察了冬小麦穗粒数、穗粒重、千粒重以及穗部糖含量对外源蔗糖和激素的响应。离体穗培养试验表明,蔗糖浓度为40 g·L^-1,IAA、GA、6-BA和ABA浓度分别为10^-4 mol·L^-1、10^-5 mol·L^-1、10^-5 mol·L^-1和10^-6 mol·L^-1时取得了较高的穗粒数,且穗粒数以穗上部强势粒数与穗中部弱势粒数增幅较大;适当增加培养基GA和ABA浓度也能提高粒重,从而提升穗粒重。盆栽试验表明,与水分适宜处理相比,干旱使成熟期穗粒数、穗粒重和单株生物量显著下降,千粒重无显著变化,干旱处理的幼穗中CTK和ABA含量显著增加。干旱条件下,喷施IAA较其对照显著增加了穗粒重和单株生物量以及幼穗中可溶性糖和IAA含量,显著降低了幼穗ABA含量;喷施GA较其对照显著增加了单株生物量和幼穗GA含量,显著降低了幼穗ABA含量;喷施6-BA较其对照显著增加了单株生物量和幼穗CTK含量,显著降低了幼穗可溶性糖和ABA含量;喷施ABA较其对照显著增加了穗粒重和单株生物量,显著降低了幼穗蔗糖和可溶性糖含量。水分适宜条件下,喷施IAA较其对照显著降低了穗粒数、穗粒重和单株生物量,但显著增加了千粒重和幼穗可溶性糖、CTK和ABA含量;喷施GA较其对照显著增加了幼穗可溶性糖、GA、CTK和ABA含量,但显著降低了幼穗蔗糖含量;喷施6-BA较其对照显著增加了幼穗可溶性糖、CTK和ABA含量;喷施ABA较其对照显著降低了穗粒数,显著增加了幼穗可溶性糖、IAA、CTK和ABA含量。总之,外源蔗糖与激素对冬小麦穗粒数、穗粒重和千粒重都有显著影响,适宜蔗糖和激素处理提高穗粒数,主要由于增加了穗上部强势粒和穗中部弱势粒数。外源喷施激素可缓解干旱胁迫对冬小麦穗粒数和穗粒重的影响,以喷施IAA效果最好,主要通过调控幼穗糖含量和激素含量来调控穗粒数和粒重。     

水分胁迫条件下不同抗旱类型小麦灌浆初期内源激素的变化

为了阐明不同抗旱类型小麦在水分胁迫条件下内源激素的变化规律,在防雨棚内的盆栽条件下,以两个不同抗旱类型的冬小麦品种为材料,采用干旱(V1,田间持水量SRWC=40%～45%)、干湿交替(V2,SRWC=40%～45%或80%～85%)和湿润(V3,SRWC=80%～85%)三种不同的水分处理,用ELISA方法测定了小麦在灌浆初期不同部位ABA、IAA、GA1 3、ZR等内源激素的含量.结果表明,在干旱条件下,旱地品种A115叶片ABA含量明显较高,但水地品种石4185根系和穗部ABA含量明显较高,水地和旱地品种对ABA反应部位明显不同;两品种IAA、ZR含量在根部和穗部有显著增加,且IAA和ZR含量增加的比例显著高于ABA.在干湿交替条件下,IAA、GA1 3和ZR含量增加,ABA含量降低.高秆旱地品种在茎秆和叶片中GA1 3的超补偿效应使株高和生物学产量明显增加.而矮秆水地品种石4185在各部位较高的GA1 3含量和积累,尤其是穗部较高的ZR含量显著提高了经济学产量.无论旱地品种A115还是水地品种石4185,在干旱条件下穗部的IAA含量都极显著高于干湿交替处理和湿润处理,说明水分胁迫使两种不同类型的品种穗部IAA含量都增加,而并非降低.在不同的水分条件下,旱地品种对IAA和GA1 3的反应要大于水地品种,而水地品种对ABA和ZR的响应要显著大于旱地品种.由此可见,在干旱条件下,促进细胞延长生长的IAA和促进细胞分裂的ZR和GA1 3对小麦生长发育起主要作用,根部产生大量的1AA促进根系下扎,吸收深层水分而缓解缺水压力.特别是穗部IAA、ZR和GA1 3的积累,有利于光合产物向籽粒的运转.说明促进生长的生长素类激素对抗旱和水分高效利用起着重要作用.     

旱地冬小麦灌浆期冠层温度与产量和水分利用效率的关系

为给抗旱节水品种的快速鉴定和筛选提供科学依据,在甘肃陇东旱塬利用红外测温仪测定了23个冬小麦品种的冠层温度,并分析了其与产量、水分利用效率的关系.结果表明,不同基因型小麦在籽粒灌浆期存在着冠层温度高度分异的现象,其差异可反映在产量和水分利用效率上.无论灌浆初期还是中期或中后期,旱地冬小麦产量、水分利用效率与冠层温度均呈极显著的负相关,并且随着灌浆过程的推移,相关性增大.这表明,灌浆期冠层温度偏低的品种具有较高的产量和水分利用效率,冠层温度可作为旱地高产节水小麦品种田间筛选的指标.     

不同灌水模式对冬小麦产量及水分利用的调控效应

为明确不同灌水次数和灌水时期对小麦产量和水分利用效率的影响,在池栽条件下,以小麦品种矮抗58为材料,设置全生育期不灌水(W0)、灌拔节水(W1)、灌拔节水+孕穗水(2水,W2)和灌拔节水+孕穗水+灌浆水(3水,W3)4个处理,通过定位试验探讨不同灌水方式对小麦产量及水分利用效率(WUE)的调控效应。结果显示,与W0处理相比,3个生长季W1、W2和W3处理的平均产量分别提高37.2%、52.9%和52.7%,而平均耗水量分别增加27.1、70.4和94.9mm;灌水的增产效果在不同年份间存在差异,干旱年份的增产幅度显著大于正常年份。小麦总耗水量和WUE、产量均呈二次曲线关系,其中WUE以W1为最大,而产量以W2最大。综合考虑小麦产量和水分利用效率,正常降水年份在拔节期灌1次水、干旱年份灌拔节水+孕穗水(2水)为小麦节水高产灌溉模式。