外源ABA对干旱条件下小麦冠层温度及光合同化物积累与分配的调控效应

为给外源脱落酸(ABA)在小麦抗旱栽培中的合理利用提供理论依据,以耐旱型品种山农20和水分敏感型品种辐287为材料,研究外源ABA对花后干旱条件下小麦冠层温度、光合特性、籽粒灌浆及产量的影响。结果表明,干旱处理显著降低了小麦吸收光能性能指数(PI_(abs))及被捕获电子传递到电子传递链Q_A~-中下游其他电子受体的概率(φ_0),尤其在灌浆后期,PI_(abs)及φ_0降幅均达到50%以上,导致叶片净光合速率、蒸腾速率及气孔导度显著下降和冠层温度显著升高。同时,干旱处理下两品种的最大灌浆速率及平均灌浆速率均呈现降低趋势。两品种花后光合积累量及花后贮藏同化物转运量对籽粒产量的贡献率均显著降低,辐287降幅大于山农20。最终表现为粒重及产量显著降低。干旱条件下喷施ABA可以显著提高PI_(abs)值、φ_0值、净光合速率及叶绿素相对含量,延缓叶绿素降解,诱导气孔适当关闭,减少水分散失,降低冠层温差。同时ABA处理提高了强势粒最大灌浆速率、平均灌浆速率,延长了生长活跃期,降低穗叶温差,花后光合积累量及花后同化物转运量对籽粒产量的贡献率显著升高,最终表现为粒重及产量提高。这说明耐旱型小麦品种叶片光合同化力强,花后干物质转运效率较高,有利于籽粒灌浆增重,实现产量提高;外源喷施ABA可以提高灌浆期水分亏缺条件下小麦的光合性能,显著降低穗叶温差,优化同化物分配比例,最终实现小麦的抗旱稳产。     

种植方式对关中灌区冬小麦冠层光合及产量性状的影响

为优化配置关中灌区冬小麦种植方式,以小偃22、周麦18和西农805为试验材料,采用二因素随机区组设计,研究宽窄行(B1,30cm+16cm)和等行距(B0,23cm+23cm)种植方式对关中灌区小麦冠层光合及产量性状的影响。结果表明,与B0相比,B1处理对各小麦品种均有增产效果,其中,小偃22和西农805达到显著水平。B1较B0处理,各品种的有效穗数显著提高,小偃22的穗粒数下降不显著,西农805的千粒重显著增加;各品种灌浆期LI显著提高,小偃22和西农805灌浆期的LAI显著提高;小偃22在灌浆前期与灌浆后期的光合指数、周麦18灌浆后期的光合指数显著升高;西农805灌浆前期的光合指数显著降低,而灌浆后期显著升高;小偃22的花前贮藏物质转运量及其对籽粒的贡献率显著提高,西农805花后干物质积累量及其对籽粒的贡献率和西农805的经济系数显著提高,周麦18受种植方式影响较小。综上所述,B1处理能够进一步发挥小偃22和西农805在冠层光截获、同化物质生产、干物质积累与转运、产量构成要素等方面的品种性状优势,从而实现增产。     

不同小麦基因型灌浆期冠层和叶面温度与产量和品质关系的初步分析

为了进一步探讨冠层温度作为衡量小麦代谢功能的指标在小麦品种(系)的选择和高产栽培中的作用,选用我国河北、河南、山东、陕西、山西、安徽、四川、江苏8省的8个小麦品种在河南省种植,并对其冠层温度、叶面温度与产量、品质进行相关分析。结果发现,在河南省生态条件下,小麦整个灌浆期间冠层温度与小麦产量及其主要构成因素大部分呈负相关,只有穗粒数在灌浆始期和中期呈微弱的正相关;籽粒蛋白质、面粉蛋白、出粉率、断裂时间、拉伸面积、延伸性与整个灌浆期间冠层温度的总和及各时期冠层温度呈正相关,而耐揉指数和弱化度与冠层温度总和及各时期温度呈负相关。冠层叶面温度与产量和品质的相关关系与冠层温度基本一致。     

30%己乙水剂对玉米叶片光合酶活性与同化物分配的影响

在玉米拔节前叶面喷施玉米专用调节剂30%己乙水剂,能够提高穗位叶叶绿素含量、PEP羧化酶活性、蔗糖磷酸合成酶活性和ATP含量,特别是显著地提高了子粒灌浆初期的穗位叶光合活性。与对照相比,喷施玉米专用调节剂能加速14C同化物的输出速度,在拔节期提高同化物向根系分配的比例,减少向茎秆分配的比例;在子粒灌浆期提高同化物向根系和产量器官的输出比例,降低向茎叶分配的比例。以上结果表明,玉米专用调节剂能够提高叶片光合速度、加快同化物输出速度、促进同化物向根系和产量器官输出,在玉米高产栽培中具有较大的推广应用价值。     

水稻灌浆期冠层温度对植株生理性状及稻米品质的影响

在大田环境下,以辽粳294、开粳1号为材料,在灌浆期设置5个水分梯度处理,研究了水稻冠层温度日变化特征及其与土壤水分状况、产量生理特性、稻米品质之间的关系。结果表明:1)冠层温度低于气温,但与其显著正相关。梯度水分处理导致冠层温度和冠气温度差逐级升高,即土壤水势降低,冠层温度升高,冠气温度差绝对值增大;2)相同环境条件下,抗旱性弱的品种辽粳294的冠层温度低于抗旱性强的品种开粳1号;3)水分胁迫下水稻冠气温度差与每穗实粒数、千粒重、结实率、产量、整精米率、蛋白质含量、直链淀粉、脂肪酸和食味值呈显著负相关,与秕粒数、垩白度、垩白粒、碎米率呈显著正相关;4)光合速率、气孔导度及蒸腾速率随土壤水势降低而下降,且抗旱性强的品种开粳1号的光合性能较强。相关性分析表明,两个品种冠气温度差与其光合性能显著或极显著负相关;5)开粳1号的气孔密度显著大于辽粳294,而气孔长度和气孔宽度极显著小于辽粳294。综合分析表明,在灌浆期辽粳294和开粳1号在土壤水势为-0.02~-0.03 MP时,平均冠气温度差分别维持在0.9℃和0.8℃时对产量影响不显著(达到水分临界水平),可作为水稻灌浆期的节水灌溉指标。     

超级稻高产栽培生理研究进展

 我国于1996年启动了理想株型与亚种间杂种优势相结合为技术路线的超级稻育种计划,目前已育成约80个超级稻品种。这些品种产量高,兼顾品质与抗性,在试验示范区或特定气候条件下产量可达到12～21 t/hm2,展示了超级稻的巨大增产潜力。对于超级稻品种高产的原因,可概括为以下几个方面：与常规高产品种相比,超级稻品种每穗颖花数多、库容量大(即单位面积颖花数多);叶面积指数大、绿叶面积持续期长、光合速率高、茎秆抗倒性强;  抽穗前干物质累积量高, 结实期茎叶中碳水化合物转运到籽粒中的量大;  根量大、根系活性强。但是,超级稻品种在生产上也存在一些问题,突出地表现在两个方面：一是强势粒(着生在穗子中上部、开花较早的籽粒)、弱势粒(着生在穗子基部、开花较迟的籽粒)充实整齐性差;二是结实率低且不稳定。综述了超级稻的生物特性、产量结构、群体质量特征以及相关生理机理方面的研究进展,提出深入开展超级稻栽培生理研究的建议。     

水分亏缺对不同抗旱性小麦穗部光合及碳同化物转运的影响

为了解水分亏缺下小麦穗部光合对产量的贡献,采用盆栽试验及14 C-同位素示踪方法,研究了水分亏缺对不同抗旱性小麦花后穗部光合及穗光合产物向籽粒转运及产量的影响。结果表明,与正常供水处理相比,水分亏缺后,旱地品种西农1043灌浆前期穗部净光合速率、颖壳中可溶性总糖含量、籽粒14 C-同化物分配率增加,而水地品种陕253均下降。收获后,水分亏缺显著降低了陕253颖壳及内外稃中光合同化物滞留率、籽粒产量和水分利用效率(P<0.01),而对西农1043的影响不明显(P>0.05)。说明适度水分亏缺会提高旱地小麦灌浆前期穗部的碳同化能力,加速灌浆前期穗部光合产物向籽粒的转运,以维持一定的产量水平。     

春小麦碳同位素分辨率与冠层温度的相关性研究

为寻找碳同位素分辨率(△13C)的替代指标,以宁春4号×宁春27号的F7代品系为供试材料,研究了有限灌溉和雨养2种生态条件下春小麦△13C、冠层温度、籽粒产量之间的关联性.结果表明,有限灌溉条件下,灌浆期冠层温度与成熟期籽粒△13C呈极显著负相关(r=-0.400 4**);雨养条件下,灌浆期冠层温度与成熟期籽粒及成熟期基部秸秆△13C均呈极显著负相关(r=-0.540 2**和-0.425 5**).有限灌溉条件下灌浆期冠层温度及△13C与产量相关均不显著,雨养条件下灌浆期冠层温度与产量呈极显著负相关(r=-0.566 9**),成熟期籽粒△13C与产量呈显著正相关(r=0.311 7*).说明灌浆期的冠层温度作为碳同位素分辨率的替代指标具有较强的可靠性.     

蔗糖减缓水稻灌浆期高温对同化物转运抑制作用的原因分析

以早籼稻浙辐802及其近等基因系fgl为材料,采用盆栽试验,于籽粒灌浆期在人工气候箱进行高温处理10 d(40℃/30℃,昼夜),研究高温下喷施蔗糖溶液对水稻结实率、千粒重和干物质积累及分配的影响。结果表明,籽粒灌浆期高温胁迫对结实率的影响较小,但千粒重显著下降,其中,浙辐802下降的幅度显著高于fgl。蔗糖在一定程度上可减轻高温胁迫对水稻粒重及同化物转运的抑制作用。高温下,蔗糖处理的千粒重显著高于对照,籽粒面积、周长及长度均高于对照。高温下,蔗糖对水稻植株同化物积累影响不大,但显著提高同化物在穗部的比例,即高温下蔗糖处理穗部干物质积累比例显著高于对照。鉴于此,笔者认为,蔗糖减轻籽粒灌浆期高温胁迫抑制的作用,主要在于影响同化物转运而不在于干物质积累。     

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.