旱地冬小麦宽幅匀播光合效应研究

宽幅匀播技术优化了作物群体结构,使小麦显著增产。为了给大面积推广宽幅匀播技术提供理论支撑,以常规条播为对照,采用田间试验研究了旱地冬小麦宽幅匀播的光合效应。结果表明,从拔节期到灌浆期,旱地宽幅匀播冬小麦旗叶叶绿素SPAD值较常规条播高3.1～6.3;盛花期较常规条播小麦旗叶净光合速率(Pn)提高13.4%、气孔导度(Gs)增加34.84%、胞间CO₂浓度(Ci)降低16.05%、蒸腾速率(Tr)提高8.47%。宽幅匀播能显著提高小麦叶片叶绿素含量,改善冬小麦光合特性,使小麦叶片能更有效利用胞间CO₂,提高光合和运输能力,从而显著增加产量。     

不同生育时期渍水对冬小麦旗叶叶绿素荧光及籽粒灌浆特性的影响

渍害是南方稻茬小麦高产障碍因子之一。2011—2013年以小麦品种‘川麦104’和‘内麦836’为材料,设置对照(CK)和不同时期渍水处理(分蘖期、拔节期、孕穗期、灌浆期,渍水时间均为35 d),测定花后旗叶叶绿素含量(SPAD值)、叶绿素荧光参数和籽粒灌浆参数,以明确不同生育期渍水对小麦光合特性及籽粒灌浆的影响。结果表明,随时间推移,花后0~25 d,两品种的SPAD值和叶绿素荧光参数(Fv/Fm、Fv/F0、ΦPSⅡ、q P和NPQ)变化不大;到花后35 d,SPAD值、Fv/Fm、Fv/F0和ΦPSⅡ急剧下降,NPQ明显上升。渍水处理对花后15 d和25 d的SPAD值和多数叶绿素荧光参数无显著影响;花后35 d,分蘖期渍水和灌浆期渍水的SPAD、Fv/Fm、Fv/F0、ΦPSⅡ和q P显著高于对照,NPQ则显著低于对照。分蘖期渍水和灌浆期渍水对粒重及籽粒灌浆进程影响较小,拔节期渍水和孕穗期渍水显著提高了灌浆速率、缩短了灌浆持续时间,粒重较低。粒重与SPAD值呈显著正相关,粒重和SPAD值均与灌浆速率无相关性,但与灌浆持续时间(有效灌浆期和活跃灌浆期)、尤其灌浆中后期(快增期和缓增期)呈显著正相关。‘川麦104’在灌浆期均表现出较高SPAD值、Fv/Fm、Fv/F0、ΦPSⅡ和q P。结果表明,分蘖期渍水和灌浆期渍水对旗叶花后光合能力及灌浆进程影响较小,在四川稻茬小麦栽培管理中,应重视拔节期和孕穗期渍害的排除,以保证花后较高的光合能力及较长籽粒灌浆时间,从而保证较高粒重。     

NaHSO_3对小麦生殖生长时期氮素代谢的影响

在盆栽条件下,研究喷施亚硫酸氢钠(NaHSO3)对小麦生殖生长时期光合速率、光呼吸速率及氮素代谢的影响。结果表明:小麦旗叶光呼吸速率与光合速率表现为平行变化,且始终保持为光合速率的30%左右,其变化相对光合速率变化滞后约1h;喷施NaHSO3可以抑制小麦旗叶光呼吸从而提高光合速率,最适喷施浓度为10mmol L-1;喷施NaHSO3虽然可以提高小麦碳素同化,增加籽粒产量,但却不利于氮素同化,造成籽粒蛋白质含量下降。     

喷施抗蒸腾剂对冬小麦旗叶蒸腾效率的影响

成膜型植物抗蒸腾剂(PFA)可以有效地减少植物的水分耗散, 提高水分利用效率。本试验以冬小麦(Triticum aestivum L.) 品种"科农9204"为试验材料, 在灌溉0 水、1 水、2 水和3 水条件下叶面喷施PFA, 测定灌浆期小麦旗叶水分生理和胁迫程度在处理间的差异以及衰老进程变化, 探讨了PFA 在冬小麦抵御干热风、提高水分利用效率方面的作用。结果表明: 喷施PFA 可以显著降低旗叶的蒸腾速率, 而对光合速率无显著影响,使叶片蒸腾效率显著提高; 喷施PFA 处理旗叶的保水力提高, 离体失水速率降低, 叶片的相对含水量和水势提高; 灌1 水、2 水和3 水条件下, 喷施PFA 处理旗叶的超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性及丙二醛含量均低于不喷施的对照, 而旱作(全生育期不浇水)喷施处理的旗叶SOD 和CAT 活性则高于对照。喷施PFA 可以有效地维持旗叶的水分生理环境, 抑制活性氧的产生, 保证氧自由基清除系统的正常运行, 维持细胞膜的完整性, 从而维持较高光合速率, 同时有效降低蒸腾速率, 这构成叶片蒸腾效率提高的生理基础。     

不同营养复配剂叶面喷施对冬小麦干热风抗性及产量的影响

目的干热风在我国冬麦区灌浆期频发,对小麦生产造成危害。本试验配制不同新型营养复配剂在小麦灌浆前期进行叶面喷施,研究其对冬小麦干热风抗性的影响,旨在确立减轻干热风灾害高效实用的方法。方法以冬小麦品种‘豫农186’和‘国麦301’为供试材料,在河南农业大学科教园区进行田间试验。花后第14天在叶面喷施5种营养复配剂,即CK (10 mg/kg吐温80)、A (0.2%硫酸锌、0.3%磷酸二氢钾、1%尿素和10 mg/kg吐温80)、B (A + 0.02%壳寡糖)、C (A + 0.1%海洋多糖) 和D (0.3%磷酸二氢钾和10 mg/kg吐温80)。灌浆期内5月9—28日,每隔3天,取样测定旗叶SPAD值、旗叶甜菜碱含量、籽粒灌浆速率、根系活力,收获后测产并考种。结果干热风胁迫下,与喷施A相比,喷施B和C能显著提高小麦灌浆期绿色功能叶数量,显著提高旗叶SPAD值和甜菜碱含量,B处理效果优于C处理。相比于CK,喷施A、B和C营养复配剂均能提高小麦根系活力,三个处理在灌浆期变化不一。喷施其它营养复配剂均能有效提高灌浆速率,B处理效果最显著;喷施B营养总配剂对强势粒灌浆速率的促进作用最大,喷施C营养总配剂对弱势粒灌浆速率的提升效果最好。4个营养复配剂均能增加‘豫农186’和‘国麦301’千粒重和籽粒产量,增幅分别为3.24%～15.0%和3.11%～31.4%,具体表现均为B > C > A > D > CK,其中B、C与A三处理间均差异显著。结论干热风危害下,在常规磷酸二氢钾、硫酸锌、尿素等组成的营养复配制剂中添加壳寡糖和海洋多糖能有效增强根系活力,提高旗叶SPAD值和甜菜碱含量,延缓叶片衰老,促进籽粒灌浆,增加千粒重,提高收获指数,实现减害稳产的目的,添加海洋多糖的效果不如壳寡糖。     

钛对小麦旗叶光合功能及穗部性状的影响

研究了钛对小麦旗叶某些光合功能和穗部性状的影响。结果表明,钛能提高小麦旗叶的叶绿素和类胡萝卜素含量、PSⅡ活性、PSⅡ原初光能转化效率以及潜在光合作用量子转化效率;加速小麦的灌浆进程,促进穗粒数和千粒重的增加,有利于提高小麦产量。由于钛能改善植物的光合功能和作物产量的构成因素,因此,钛制剂在农业生产上将有良好的应用前景。     

减氮结合覆盖对旱地冬小麦花后生理性状及产量的影响

在渭北旱塬雨养农作条件下,结合当地氮肥施用过量的现状,于2012~2016年4个冬小麦种植季度,以无氮裸播为对照,研究了减氮结合覆盖(农户模式,农户减氮,垄覆沟播,全膜穴播,秸秆覆盖)对旱地冬小麦花后生理性状及产量的影响。结果表明:减氮结合覆盖较农户模式并不一定会降低小麦产量,其中全膜穴播连续3年增产分别高达175、725和1 022 kg/hm~2。叶绿素相对含量SPAD值随氮肥施用量的增加呈先升高后降低的趋势,而氮肥对冬小麦花期旗叶光合速率的影响虽未达到显著水平,但施氮也促进了光合速率的提升,其中覆盖处理对SPAD值及光合速率有一定的负效应。另外,过量施氮与不同覆盖处理的花期根系活力较农户减氮显著降低了30.6%~38.5%。开花期旗叶硝酸还原酶活性不仅随着施氮量的增加而提高,也对除垄覆沟播外的其它覆盖处理有显著正效应,其中全膜穴播与秸秆覆盖处理较农户减氮分别提高了4.2%和5.8%。     

秸秆还田方式和施肥对冬小麦生理特性及产量的影响

通过大田试验研究了不同秸秆还田方式及施肥对冬小麦叶片光合特性、SPAD值及产量的影响.结果表明:秸秆还田和施肥对冬小麦光合特性的日变化影响显著,秸秆行间掩埋推迟了日光合速率的高峰值,施肥大幅度增加了小麦的日光合速率;秸秆覆盖(SFR)和秸秆行间掩埋(ISFR)抑制了冬小麦生育前期的光合速率,而秸秆行间掩埋增加了小麦生育后期旗叶的气孔导度和光合速率,小麦整个生育期ISFR处理的光合速率变化幅度最大,峰值最高.不同秸秆还田方式对冬小麦叶片的SPAD值及产量无显著影响(P＞0.05),但短期的秸秆还田有降低产量的趋势;施肥可明显提高冬小麦生育后期叶片的光合特性、SPAD值及产量(P＜0.05).     

轻度干热风条件下喷施复合寡糖提高冬小麦叶片生理活性和籽粒淀粉合成关键酶活性

【目的】植物刺激素寡糖具有提高作物抗逆能力的功效。研究复合寡糖制剂(KROPICO)提高冬小麦抗干热风的能力,为冬小麦干热风灾害化学防控提供技术支撑。【方法】在干热风灾害发生频繁的典型区域—河北省衡水市进行大田试验。试验设置3个寡糖喷施处理,即拔节期喷施1次(BT)、开花期喷施1次(HT)、拔节期和开花期各喷施1次(BTHT);另设拔节期和开花期分别各喷施1次清水(CK)和KH₂PO₄ (CKP),共5个处理。开花30天时测定了旗叶叶绿素相对含量(SPAD)、离体叶片失水速率(RWL)、叶面积指数(LAI)和淀粉合成关键酶活性,调查了产量和产量构成因素。【结果】试验期间小麦经历了两次轻度干热风胁迫。与CK相比,BTHT处理的小麦旗叶SPAD和LAI值分别显著增加了12.36%和77.78%;BT与BTHT处理能分别显著降低第一次干热风后旗叶叶片失水速率(RWL) 15.08%和21.73%,但在第二次干热风后各处理间无明显差异;HT处理的ADP-葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)活性显著提高了16.91%;BTHT处理的束缚态淀粉合成酶(GBS...     

FACE条件下冬小麦的光合适应

利用开放式CO2浓度升高（Free Air Carbon dioxide Enrichment）系统平台,于冬小麦开花期、乳熟期对旗叶进行气体交换测量,根据光合模型计算光合参数,研究550μL·L^-1CO2对冬小麦旗叶光合能力的影响。结果表明,无论是在冬小麦开花期还是乳熟期,FACE圈内的小麦叶片在短时间高CO2浓度下初始出现的光合速率增强逐渐减弱或消失,即FACE圈内的小麦叶片表现出对高CO2浓度的光合适应现象。低氮、常规施氮水平下均发现了小麦旗叶的光合适应现象,但是光合适应现象与施氮量没有显著的线性关系。另外,研究发现,FACE系统中,冬小麦旗叶的SPAD值和叶绿素含量降低,这可能是导致FACE系统中小麦叶片出现光合适应现象的原因。     

遮阴和施氮对冬小麦旗叶光合特性及产量的影响

为了探明弱光条件下小麦光合速率降低的原因,为黄淮海麦区小麦生产中合理施氮和高产高效栽培提供理论依据,通过田间试验研究了拔节期至成熟期弱光胁迫(透光率为50%的黑色遮阳网遮阴)和氮素水平[N0,0 kg(N)×hm~(-2);N1,120 kg(N)×hm~(-2);N2,240 kg(N)×hm~(-2)]对冬小麦旗叶光合特性及产量的影响。结果表明:冬小麦拔节期至成熟期长期遮阴,导致旗叶叶绿素含量、PSⅡ荧光光化学猝灭系数(q P)和实际光化学量子产量(ΦPSII)在3个施氮水平下均显著增加,其中以N2施氮水平下增幅最大,同时显著降低了叶绿素a/b和荧光非光化学猝灭系数(q N),进而提高了旗叶光化学效率,降低了热能耗散,提高光能利用率。在开花期至灌浆中期,由于光能不足造成小麦旗叶净光合速率Pn降低,而在灌浆后期,遮阴处理较正常光照能维持较高的叶绿素含量和光能转化效率,从而Pn高于正常光照。在相同光照条件下,随施氮量增加,小麦旗叶净光合速率Pn、叶绿素含量、PSⅡ荧光光化学猝灭系数(q P)和实际光化学量子产量(ΦPSⅡ)显著提高,这有利于植株充分利用光能,增强光合作用。弱光导致穗数、穗粒数及千粒重显著降低(P0.05),穗粒数降低幅度最大(13%~46.8%),千粒重降低幅度最小(3.4%~8.5%),穗数的降低幅度为8.6%~22.5%,严重影响氮肥的增产效应。遮阴和施氮水平间交互显著影响了叶绿素含量、穗粒数和产量,但对其他指标影响并不显著。综合而言,增施氮肥缓解了弱光胁迫对光合作用的不利影响,遮阴条件下施氮处理(N1、N2)净光合速率Pn较对照(N0)增幅为11.5%~27.4%,其中以N2[240 kg(N)×hm~(-2)]水平增幅最大。在不同施氮水平下,遮阴处理均提高了光能转化效率,但遮阴显著降低了植株光合速率及产量构成因素,导致产量显著降低(P0.05)。     

提高立体匀播冬小麦光合效能和产量的最佳追氮时期

【目的】立体匀播技术作为一种新型的播种方式,与之相配套的氮肥运筹技术尚不成熟,在某种程度上制约了其增产潜力的发挥。研究合理的播种方式与氮肥运筹组合,可为实现良种良法配套提供科学依据。【方法】于2017-2018年在中国农业科学院作物科学研究所赵县试验农场,以两个中筋小麦品种衡观35和邯6172为试验材料,进行了三因素裂区田间试验。主区为立体匀播(C1)和常规条播(C2)两种播种方式。副区为4个氮肥追施时期:拔节始期(T1)、拔节后10天(T2)、拔节后20天(T3)、开花期(T4),追氮量均为120kg/hm^2。副副区为两个小麦品种。开花期及花后每7天用SPAD-502Plus型叶绿素仪测定旗叶SPAD值,共测5次,测定部位为顶部、中部、基部各一次,取平均值。于小麦开花当天开始,用LI-6400XT便携式光合仪测定旗叶的相关光合参数,共测5次。于成熟期考察小麦株高、穗粒数、千粒重、穗长,实收测产。【结果】两个小麦品种的单位面积穗数和籽粒产量均在立体匀播条件下T2处理达到最高,且在相同追氮时期下高于常规条播;而千粒重均在立体匀播条件下T4处理最高。同一播种方式下,衡观35拔节始期追氮植株株高达到最高值,邯6172于T2处理追氮达到最高值;而两个小麦品种的穗长和小穗数达到最佳值的追氮时期因播种方式的不同存在一定的差异。在4个追氮时期下,立体匀播小麦的旗叶SPAD值、净光合速率均高于常规条播,其中在花后7天和21天时T2、T3处理追氮旗叶净光合速率均显著高于T1处理追氮。两个小麦品种间的旗叶SPAD值在整个灌浆期间均表现为显著差异,而旗叶净光合速率主要表现在开花当天至花后7天差异显著。与此同时,两个播种方式下小麦旗叶SPAD值和净光合速率均随着追氮时期的后移呈现逐渐增加的趋势。【结论】在立体匀播条件下拔节后10天追施氮肥有利于植株单株营养均衡,促进根系发达,易建成优势蘖群体,有利于单位面积穗数的提高和最终产量的增加。     

施氮量对不同品质类型小麦产量、品质和旗叶光合作用的调节效应

采取田间试验,研究了施氮量对强筋小麦临优145和中筋小麦临优2018产量、品质、灌浆进程及旗叶光合作用的影响。结果表明,施氮使成穗数、穗粒数和结实小穗增加,千粒重降低,产量提高,以成穗数对产量贡献最大;施氮使平均灌浆速率降低,灌浆持续时间延长,灌浆后期灌浆速率下降相对较慢;旗叶叶绿素相对含量和净光合速率提高。临优145施氮量225.kg/hm2和临优2018施氮量150.kg/hm2时,2个品种的营养品质和加工品质均得到改善,蛋白质各组分均有所提高,达到产量与品质的协调。综合考虑施氮对2个不同品质类型小麦产量和品质的影响,施氮量对成穗数、穗粒数和产量影响作用大,千粒重和品质主要决定于品种遗传特性。     

磷素后移对药隔期倒春寒小麦旗叶光合及抗氧化系统的影响

以抗倒春寒能力强的小麦品种“烟农19”(YN19)和抗倒春寒能力弱的小麦品种“新麦26”(XM26)为供试材料,利用人工气候箱开展盆栽低温模拟实验。实验设置对照（日均气温15℃,夜间最低温度11℃,CK）和低温（-4℃,LT）两个温度处理,设置常规施磷（基肥:拔节肥为10:0,R1）和磷肥后移（基肥:拔节肥为5:5,R2）两种施磷肥模式,低温处理时长为4h·d-1。测定小麦开花期和灌浆期旗叶光合、抗氧化生理指标及成熟期产量并进行分析,以探明磷素后移对药隔期倒春寒下小麦旗叶生长的缓解机理。结果表明：（1）LT处理较CK处理,供试两品种旗叶叶绿素相对含量（SPAD值）、净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）均显著下降（P<0.05）,胞间CO2浓度（Ci）显著上升。（2）LT处理与CK比较,供试两品种旗叶抗氧化酶（SOD、CAT）活性显著下降,丙二醛（MDA）含量显著增加。（3）本实验条件下,LT处理使供试两品种穗粒数、千粒重及单茎产量较CK显著降低。（4）LTR2与LTR1比较,XM26开花期和YN19灌浆期旗叶SPAD值分别显著提高了7.3%和10.1%;XM26...     

氮锌配施对冬小麦产量及土壤氮素转化相关酶活性的影响

  【目的】  锌(Zn)能够促进冬小麦对氮(N)素的吸收利用。研究氮锌配施对冬小麦土壤氮素形态转化及相关酶活性的影响,有助于探究氮锌配施促进冬小麦吸收利用氮的可能机制,为通过合理施肥提高冬小麦产量和品质提供理论依据。  【方法】  以‘郑麦379’为试材进行壤质潮土培养试验,设置CK (不施N和Zn)、Zn (施Zn 10 mg/kg)、N (施N 0.2 g/kg)、N+Zn (施N 0.2 g/kg+Zn 10 mg/kg) 共4个处理,分析了冬小麦产量及产量构成要素,测定4个生育期植株各部位N、Zn含量,土壤NO₃–-N和NH₄+-N含量及土壤硝酸还原酶、亚硝酸还原酶、脲酶和蛋白酶活性。  【结果】  与CK相比,Zn、N及N+Zn显著提高了冬小麦每盆穗数、穗粒数和籽粒产量,提高了不同时期小麦根、茎叶、穗和籽粒中N、Zn含量,且N+Zn处理的提高幅度明显高于Zn和N处理。随着冬小麦生育期的延长,各处理下土壤NO₃–-N和NH₄+-N含量有所降低,亚硝酸还原酶和脲酶活性有所提高,蛋白酶活性有所降低。N和N+Zn处理能显著提高土壤NO₃–-N含量,且N+Zn在冬小麦生育后期提高土壤NO₃–-N含量的幅度显著高于N处理。Zn、N及N+Zn处理能显著提高冬小麦生育后期土壤NH₄+-N的含量,且N+Zn处理提高的幅度高于Zn处理。Zn处理显著降低了拔节期后土壤硝酸还原酶活性,N及N+Zn处理降低了小麦生育后期土壤硝酸还原酶活性,且N+Zn降低硝酸还原酶活性的程度高于N处理;Zn、N和N+Zn处理均降低了土壤亚硝酸还原酶活性;Zn和N处理显著降低拔节期土壤脲酶的活性,但Zn、N和N+Zn处理均显著提高了土壤蛋白酶活性。  【结论】  氮锌配施提高冬小麦籽粒产量,促进冬小麦吸收土壤氮素,这是由于氮锌配施提高了土壤脲酶和蛋白酶活性,促进了土壤有机氮向铵态氮及铵态氮向硝态氮的转化,同时降低了冬小麦生育后期土壤硝酸还原酶和亚硝酸还原酶活性,抑制了硝态氮的反硝化作用,从而提高了土壤中可供冬小麦吸收的铵态氮和硝态氮含量。     

不同氮素利用效率小麦品种的氮效率相关生理参数研究

在不同氮处理条件下,研究了不同氮效率小麦品种的子粒产量、植株氮含量和植株氮累积量及氮效率相关的生理参数。结果表明,在低氮处理（LN）下,氮高效品种沧核036较氮低效品种衡6599具有较高的子粒产量、植株氮含量和植株氮累积量,其产量比对照的下降幅度也明显小于衡6599;单位面积穗数的大幅减少是衡6599产量明显下降的主导因素。在LN条件下,沧核036在挑旗期、开花期和灌浆期,植株上部三片展开叶均具有较高的硝酸还原酶（NR）、亚硝酸还原酶（NIR）和谷氨酰胺合成酶（GS）活性,以及较高的光合色素含量和可溶蛋白含量;生育后期该品种的气孔导度和光合速率也高于衡6599。在LN条件下,叶片的可溶性糖含量和脯氨酸含量以衡6599较高;各测定时期的丙二醛含量,沧核036也低于衡6599,但SOD活性在两品种间差异较小。表明LN条件下,氮高效品种沧核036表现的氮高效特征,是其具有较强的氮素吸收和同化能力;较高SOD活性,缓解了细胞的膜脂过氧化程度;光合色素含量增加和光合暗反应活性增强,使光合碳同化能力提高的综合作用结果。     

增强紫外线-B辐射冬小麦产量和光合特性的影响

为了研究紫外线-B（ultraviolet-B UV-B, 280-320nm）辐射增强20%对保护性耕作冬小麦产量及光合特性的影响,在中国南京开展了2 a的田间试验研究。试验采用常规耕作（耕深25 cm）、少耕（耕深10 cm）和免耕（土壤不耕作）3种耕作处理种植冬小麦,采用人工增加紫外辐射的方法模拟UV-B辐射增强。试验测定了冬小麦旗叶的光合速率、光合-光响应曲线、叶绿素质量分数、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase, SOD）活性、丙二醛（malonaldehyde, MDA）质量分数和可溶性蛋白质量分数等指标。结果表明：在UV-B辐射增强20%条件下,与常规耕作相比,少耕和免耕2种保护性耕作处理可显著提高冬小麦的产量,分别比常规耕处理作高1632.12和952.15 kg/hm2。从叶片光合生理特性来看,在UV-B辐射增强20%条件下,从冬小麦籽粒灌浆中期开始,少耕和免耕处理旗叶的光合速率、表观量子效率（apparent quantum yield, AQY）、最大净光合速率（Pmax）、叶绿素质量分数、SOD活性、可溶性蛋白质的质量分数显著高于常规耕作处理,MDA质量分数显著低于常规耕作处理,2种处理冬小麦的叶片衰老显著低于常规耕作处理。在UV-B辐射增强20%条件下,少耕和免耕2种保护性耕作处理冬小麦旗叶在籽粒灌浆中期及以后保持高的光合能力和低的衰老程度,是其产量高于常规耕作处理的原因。该文可为制定UV-B辐射增强条件下的冬小麦栽培措施提供参考。