高产冬小麦旗叶光合产物供应能力的研究

对冬小麦旗叶光合产物供应能力在供应速率（包括光合作用和蔗糖合成的速率）和供应持续期两个方面进行了研究,结果表明：与鲁麦14相比,鲁麦22旗叶光合速率,灌浆中后期旗叶磷酸蔗糖合成酶（SPS）活性高,表明鲁麦22旗叶光合产物供应速率高;鲁麦22旗叶叶绿素含量高于鲁麦14,超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）活性高,而丙二醛（MDA）含量低于鲁麦14,即光合产物供应持续期长。因而鲁麦22形成更高的生物产量和籽粒产量。     

灌浆期淹水时间对冬小麦旗叶光合特性的影响

为了探讨灌浆期不同淹水时间对小麦旗叶光合特性的影响程度,在池栽补灌条件下,研究了灌浆期淹水3 d、6 d、9 d和12 d对冬小麦旗叶光合特性的影响。结果表明:淹水可导致小麦旗叶光合速率上升后又下降的光合性能降低,2个品种的光合速率均呈双峰曲线,细胞间隙CO2浓度和气孔导度均呈上升趋势,气孔限制值呈下降趋势。灌浆前期短时间淹水对小麦生产有利,但长时间淹水会引起小麦早衰,本研究结果可为华北地区旱涝急转的灾害损失提供理论支撑。     

干旱胁迫对冬小麦后期旗叶荧光参数的影响研究

[目的]探讨灌水量与荧光的关系,为提高干旱胁迫对小麦荧光动力参数影响拓宽研究方法和内容。[方法]利用英国汉莎公司生产的FMS-Ⅱ型荧光仪测定小麦旗叶荧光动力学参数Fs、Fm′、F0、Fm、Fv/Fm。[结果]肥力相同,灌水不同时,光反应下Fm灌水2 100m3/hm2比灌水1 050 m3/hm2高,ΦPSⅡ则相反;灌水相同,肥力不同,荧光参数差异不明显。[结论]冬小麦植株自身由调控机制来适应胁迫,虽然灌水2 100 m3/hm2荧光强度高,但实际光量子效率指标却是灌水1 050 m3/hm2的高,在不需要相当高肥力情况下,只要水分含量足够,肥力对冬小麦旗叶荧光参数Fv/Fm影响不大。     

干旱对冬小麦旗叶光合参数、产量和水分利用效率的影响

为了探讨干旱对不同抗旱性冬小麦旗叶光合特性、产量和水分利用效率的影响,2013-2015年,在防雨棚池栽条件下,以强抗旱性冬小麦品种晋麦47(JM47)和弱抗旱性冬小麦品种偃展4110(YZ4110)为材料,设置拔节后持续干旱处理(W1处理,0～140 cm土层的相对含水量为田间最大持水量的50％±5％)、花后干旱处理(W2处理,拔节期-孕穗期0～140 cm土层的相对含水量为田间最大持水量的70％±5％,花后0～140 cm土层的相对含水量为田间最大持水量的50％±5％)、拔节后适墒处理(W3处理,0～140 cm土层的相对含水量为田间最大持水量的75％±5％)3个水分处理,分析上午(6:00-12:00)、下午(12:00-18:00)及白天(6:00-18:00)冬小麦旗叶光合参数的均值、籽粒产量和水分利用效率.结果表明,与W3处理相比,W1、W2处理降低了旗叶净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)的均值,且下午的降幅大于上午,灌浆中期的降幅大于灌浆前期.与YZ4110相比,在相同土壤水分条件下JM47旗叶Pn均值在灌浆前期下午及灌浆中期上午、下午、白天都显著高于YZ4110;旗叶Gs均值表现为在W3处理下灌浆前期下午、白天及2013-2014生长季灌浆中期白天显著高于YZ4110;在灌浆中期旗叶Tr均值表现为在W3、W2、W1处理的上午、下午、白天显著高于YZ4110;旗叶Ci均值表现为在W2处理下灌浆前期上午显著低于YZ4110.与W3处理相比,W1处理下JM47、YZ4110的产量分别降低了12.5％、24.2％,水分利用效率分别提高了23.3％、18.2％,W2处理下水分利用效率分别提高了13.2％、13.7％,而产量仅YZ4110显著降低了9.4％.除瞬时水分利用效率(IWUE)和灌浆中期胞间二氧化碳浓度外,旗叶光合参数与籽粒产量呈正相关,与水分利用效率呈负相关,且相关系数的绝对值总体表现为下午大于上午、灌浆中期大于灌浆前期.总体看出,种植强抗旱性冬小麦品种有利于改善旗叶光合特性,特别是下午时段和灌浆中期的旗叶光合特性,从而提高冬小麦产量.     

干旱对冬小麦萌发的影响

小麦萌发过程中，干旱胁迫使种胚和胚乳吸水量下降，胚于物质积累和胚乳干物质消耗减少，并使胚乳a-淀粉酶和蛋白水解酶活性降低，造成胚乳贮藏物质降解缓慢，不能满足胚根胚芽生长时对营养物质的需求．从而导致小麦萌发起始时间推迟，达到一定萌发率所用时间延长，萌发率下降，胚生长缓慢．     

干旱对冬小麦光合作用参数的影响

为探讨干旱对冬小麦旗叶光合作用的影响程度,借助于盆栽实验,设置了十个水分处理,在返青期以后至成熟期之间进行水分处理。灌浆期测定旗叶的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、细胞间隙CO2浓度(Ci),结果表明:轻度干旱Pn下降4.2%,中度干旱Pn下降44.41%,重度干旱Pn下降62.45%;气孔导度Gs,干旱时Gs上升,水分过多时Gs也上升但幅度较小;细胞间隙CO2浓度Ci,随干旱加剧Ci先上升又下降再上升再下降。结论为干旱对冬小麦旗叶光合作用产生了明显影响,导致净光合速率Pn和细胞间隙CO2浓度Ci下降,而气孔导度Gs没有受到显著的影响。     

栽培措施对冬小麦抗干旱、低温胁迫能力的影响

通过盆栽试验,研究了干旱、低温逆境下不同土壤耕作措施对冬小麦形态和生理指标的影响。采用两合土、砂姜黑土2种土壤,设置了包含施有机肥、保持土壤水分、整地(粗糙、精细和旋耕)等共7种土壤耕作方式处理,调查测定了冬小麦外部形态和内部生理指标。结果表明,不同土壤耕作方式对出苗、土壤水分、分蘖等都有影响,从而影响冬小麦抗寒能力。粗放整地处理的小麦对低温逆境的耐受能力较弱,施用有机肥、保持土壤适宜水分、精细整地等栽培措施明显增强小麦抗低温逆境能力。冬小麦在逆境下,叶片中脯氨酸含量大幅增加;低温逆境下冬小麦叶片脯氨酸含量比干旱逆境下急剧增加;干旱能提高小麦叶片中脯氨酸含量;适度干旱+低温逆境下的小麦抗寒能力增强。说明,土壤水分、肥力是影响冬小麦抗低温逆境胁迫能力的主要因素;一定范围内的干旱逆境锻炼,对提高小麦抗低温能力有一定的促进作用。     

不同时期轻度干旱对小麦产量性状及旗叶抗氧化酶活性的影响

为给豫西生态区冬小麦生产和抗旱、减旱指导提供参考,采用盆栽试验,于2017—2019年选用洛旱22、洛麦26、安农0711为试验材料,在洛阳农林科学院试验田干旱棚中进行了不同时期轻度干旱对冬小麦产量性状影响的试验.设置了4个控水时期为全生育期不干旱(T1,对照)、拔节期控水(T2,3月10—20日)、孕穗期控水(T3,4月10—20日)、拔节—孕穗期控水(T4,3月10日至4月20日).结果表明,不同处理间,2年度籽粒产量均表现为拔节—孕穗期轻度干旱处理最低,2017—2018年度较CK降低了15.60％,2018—2019年度较CK降低了30.26％.2年度穗数均表现为CK处理最高,2017—2018年拔节期、孕穗期、拔节—孕穗期轻度干旱较CK分别降低了9.44％、6.77％、23.73％;2018—2019年度降低了36.77％、14.64％、32.28％.穗粒数在2018—2019年,拔节—孕穗期轻度干旱处理最低,较CK降低了28.50％.千粒质量在2017—2018年,拔节—孕穗期轻度干旱处理最高,较CK提高了4.83％;2018—2019年拔节期轻度干旱最高,较CK提高了13.29％.超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性整体表现逐渐下降趋势,各处理间SOD活性各测定时期无显著差异,CAT活性各测定时期,拔节期轻度干旱处理略高于其他处理;各品种间SOD活性在花后30 d表现为洛麦26>洛旱22、安农0711;安农0711 CAT活性在测定前期至花后30 d一直保持较高水平.不同品种对轻度干旱处理的响应因品种而略有差异,洛旱22和洛麦26产量以拔节—孕穗期连续轻度干旱处理为最低,安农0711产量在2017—2018年表现为CK为最高,2018—2019年表现为CK、孕穗期>拔节期>拔节—孕穗期.说明,洛旱22可以抵御单生育期轻度干旱的发生.     

水肥条件对冬小麦旗叶光合特性及生物量的影响

【目的】研究水肥耦合对冬小麦旗叶光合特性及生物量的影响,建立旱地冬小麦生产的合理水肥管理模式。【方法】2011-2012年,以长旱58为供试材料,设置水分(W)和肥料(Y)2个因子,其中水分包括不灌水、低灌水量、中灌水量、高灌水量4个水平,肥料包括不施肥、低肥、中肥、高肥4个水平,共16个处理,于小麦不同生育时期测定其光合指标(净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr))及生物量。【结果】1)方差分析表明,水分对小麦旗叶光合特性的影响大于肥料,各施肥水平下,旗叶Pn、Gs、Tr与水分呈正相关。不论在何种水肥组合处理中,随着生育期的延长,冬小麦旗叶Pn、Gs、Tr均呈先升后降趋势,于开花期达到最大值。2)在中等施肥量水平下,小麦开花期低灌水量处理较不灌水处理、中灌水量处理较低灌水量处理Pn分别显著提高3.25%和5.01%,Gs分别显著提高10.20%和5.34%,Tr分别提高7.76%和0.15%。3)在土壤水分较充足时,小麦旗叶Pn、Gs、Tr随施肥水平的增加而提高,小麦开花期Pn在中等灌水量水平下,低施肥量处理较不施肥处理、中施肥量处理较低施肥量处理Pn分别显著提高2.45%和3.19%,Gs分别显著提高3.27%和4.23%,Tr分别显著提高4.26%和6.86%。4)同一水分条件下,灌浆期和成熟期生物量均随施肥量的增加先增后减,最高生物量出现在中等肥力水平(Y2)时;返青期和孕穗期,生物量随施肥量的增加逐渐增大。各灌水条件下,开花期生物量随施肥量的增加而变化趋势不同。【结论】高水(100mm)中肥(N、P_2O_5、K_2O用量分别为278.55,163.20,322.80kg/hm2)组合的小麦旗叶光合特性较为优良。     

不同肥力下生育后期干旱对冬小麦产量及水分利用效率的影响

采用防雨棚下池栽试验,研究了不同肥力下冬小麦生育后期水分亏缺对冬小麦产量及水分利用效率的影响.结果表明,冬小麦干物质积累量、千粒重、穗数、穗粒数、产量均随土壤肥力和含水量的提高而呈增加的趋势,且与全生育期充分灌溉相比,各干旱胁迫处理的干物质积累量、千粒重、穗数、穗粒数、产量的降幅均随土壤肥力的提高而减小,其中土壤水分含...     

干旱胁迫下不同温型小麦农田微气象特征研究

根据旱棚内外农田小气候观测资料,分析了冷型小麦“陕229”和暖型小麦“NR 9405”的农田微气象特征及其成因。结果表明,与暖型小麦“NR 9405”相比,冷型小麦“陕229”灌浆结实期间的株间气温、地温均偏低,株间水汽压和相对湿度升高,株间光照度减小。该结果说明,冷型小麦对干旱的适应性较暖型小麦强。     

不同抗旱类型小麦品种开花期光合速率与抗旱性的比较研究

对田间不同水分条件种植下的不同抗旱类型小麦品种开花期旗叶的光合速率与抗旱性的关系进行了比较研究，结果表明，供试品种在正常水分处理条件下，开花期兴合速率（Pn)无明显判别，而在旱处理条件下，开花期光合速率差别很大，幅度在7－23umol.m^-2.s^-1。抗旱性较强的品种晋麦33，河农859在开花期保持较强的光合速率，有利于其适应旱胁迫；冀麦3235，中麦9号开花期兴合速率受到很大抑制，可能是使其抗旱系数（DRC）和抗旱指数（DRI）较小并使其抗旱性较差的因素之一，昌乐5号，温麦6号虽然在开花期强的光合速率，但其DRC和DRI都很低， 简明开花期的光合速率对其影响并不大，其抗旱性差可能是开花期后生理代谢过程受到影响的结果，不同的小麦种质资源在不同的生育阶段不同的抗旱机制。     

干旱胁迫下不同抗旱性小麦品种产量形成与水分利用特征

在移动防雨棚条件下,以晋麦47(抗旱性强)、偃展4110(抗旱性弱)和矮抗58(抗旱性中等)为材料,在足墒播种、安全越冬基础上,设置拔节~成熟期持续干旱(W1)、开花~成熟期干旱(W2)、拔节~成熟期供水适宜(W3)3种水分处理,研究了干旱胁迫对不同抗旱性冬小麦品种产量形成和水分利用的影响。结果表明:供水适宜时3个品种的产量和水分利用效率皆无显著差异,干旱胁迫显著降低了各品种产量,降幅表现为晋麦47矮抗58偃展4110。与偃展4110相比,晋麦47干旱时生育前期耗水较多,物质积累量较大,单位面积总粒数较高;而在产量形成期(开花~成熟)叶片蒸腾速率较低,耗水量较小,水分生产效率较高,贮藏物质转运对籽粒的贡献率较高,最终获得较高的产量和水分利用效率。矮抗58在花后干旱条件下具有较高的物质生产能力和花前贮藏物质贡献率,相对产量也较高。综合研究认为,干旱环境下早期的吸水能力和生长能力强、群体库容量大、花前贮藏物质贡献率和花后水分生产效率高是抗旱高产品种的重要特征。     

不同CO2浓度变化下干旱对冬小麦叶面积指数的影响差异

叶面积指数是作物生长状况的一个重要表征参数,也是研究陆地生态系统的一个重要的参数.当今世界温室气体排放逐年上升,气候变暖趋势明显,对气候变化敏感的农业将受到影响.在全球变化的背景下,采用农业技术转移决策支持系统(DSSAT)系统,通过在黄淮海平原典型站点模拟3种CO2浓度条件下冬小麦在水分充足和水分亏缺2种情境下的生长过程,分析不同CO2浓度下水分亏缺对冬小麦叶面积指数的影响差异.研究发现,CO2浓度升高对叶面积指数增长有促进作用,且在干旱情况下对叶面积指数的正效应比湿润情况下更为明显,在CO2浓度倍增条件下,发生水分亏缺的作物叶面积指数数倍增长.研究结论有助于分析CO2浓度变化对农作物生长过程的影响,为农田水分管理提供依据,又为估算叶面积指数提出了一种模型的方法.     

灌浆期干旱及复水对冬小麦旗叶蔗糖积累和产量构成的影响

【目的】研究不同水分协迫处理对不同小麦品种旗叶蔗糖积累及关键酶活性与产量构成的影响。【方法】在盆栽条件下,选用旱地品种长武134、长旱58及水地品种西农9871 3个小麦品种为供试材料,于开花前、后分别给予轻度(LS)、中度(MS)水分胁迫处理,研究其对小麦旗叶净光合速率、蔗糖含量、磷酸蔗糖合成酶(SPS)活性及产量构成因素的影响。【结果】花前轻度和中度胁迫后,灌浆期复水能在一定时间内使旱地品种长武134和长旱58的旗叶净光合速率、SPS活性均有不同程度的提高,胁迫程度越重,补偿效应越明显。花前轻度胁迫后灌浆期复水可使3个供试小麦品种的收获指数显著提高,长旱58、长武134和西农9871的收获指数分别较对照提高14.1%,15.3%和17.1%,且使2个旱地小麦品种的千粒质量较对照有所提高;中度胁迫下3个小麦品种的穗粒数均显著降低。灌浆期水分胁迫处理可有效地诱导旗叶SPS活性上升,提高蔗糖含量,随着水分胁迫程度的加剧,灌浆后期的净光合速率、SPS活性显著降低,且水地品种的下降幅度大于旱地品种;与对照相比,灌浆期中度胁迫使3个小麦品种的千粒质量均显著下降。【结论】灌浆期给予一定程度的水分胁迫及旱后复水,均有利于不同冬小麦品种蔗糖含量、SPS活性及产量的提高,且水分胁迫加剧时,旱地品种受水分胁迫的影响较水地品种小。     

土壤干旱对冬小麦幼苗生理特性的影响

采用盆栽试验对不同土壤干旱条件下冬小麦幼苗生理特性进行了研究。结果表明,幼苗叶片叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量、光合速率、蒸腾速率、气孔导度、株高、叶面积、叶干重、茎干重、根干重、总生物量,均随土壤水分的减少而呈降低趋势;叶片水分利用效率和根冠比均呈增加趋势。通过回归分析发现,冬小麦幼苗叶片光合速率、蒸腾速率、气孔导度和WUE与土壤水分之间,均存在极显著线性关系。以上研究结果说明,土壤干旱对冬小麦幼苗光合特性、蒸腾特性、气孔导度、WUE及生长特征具有重要影响。     

不同pH磷酸缓冲液对冬小麦花后干旱胁迫的减缓效应研究

为进一步明确pH缓冲液对冬小麦抗逆性的影响效应与机制,在温室盆栽环境下,于花后设置正常水分和干旱胁迫两种条件,考察了pH 5.5和pH 7.5磷酸缓冲液处理对干旱胁迫下旗叶的相对电导率、光合性状、抗氧化酶活性等指标及产量的影响。结果表明:干旱胁迫显著增加了旗叶相对电导率,但pH 5.5和pH 7.5缓冲液处理下旗叶相对电导率增加幅度较小,其质膜相对较稳定;2种缓冲液处理均减轻了干旱对旗叶光合性能的影响,表现在处理后叶片光合速率、叶绿素荧光参数(Fv/Fm)、SPAD值均显著高于喷水对照,特别是pH 5.5缓冲液处理效应更为明显;干旱胁迫诱导增强了旗叶CAT、POD和SOD等抗氧化酶活性,两种缓冲液处理进一步提高了CAT和POD的活性,其中pH 5.5缓冲液处理对CAT、pH 7.5缓冲液处理对POD相对影响效应更明显;干旱胁迫显著降低了穗粒重,但两种缓冲液处理的穗粒重降低幅度较小,其产量均显著高于喷水对照。综合研究认为,pH缓冲液处理能稳定细胞膜,增强旗叶抗氧化能力,能在一定程度上维持干旱胁迫下叶片的光合能力,减轻干旱胁迫对产量的不利影响。