基于一种新方法的小麦茎秆抗倒性研究

为了探讨小麦抗倒性测定的新方法,选用生产中大面积应用的6个小麦品种为材料,用自制的作物抗倒伏强度电子测定仪测定了大田条件下的小麦单茎、群体抗倒伏强度及其他与抗倒有关的因素,并与茎秆倒伏指数相比较。结果表明,小麦单茎抗倒伏强度和群体抗倒伏强度在花后均呈较强规律性变化,单茎的最大抗倒伏强度出现在花期,群体最大抗倒伏强度出现在灌浆盛期;单茎、群体抗倒伏强度与株高和重心高度呈极显著或显著负相关关系,这与倒伏指数反映的结果一致,证明用仪器便捷地测定小麦茎秆抗倒伏强度是可行的;单茎、群体抗倒伏强度与花后发育天数的关系均可用3次多项式进行拟合,其决定系数分别为0.996 4和0.968 4,生产中可依据抗倒性变化规律制定适时措施,降低倒伏几率。     

不同播期和播量对小麦群体性状和产量的影响

为探索气候变化背景下小麦种植适宜的播期和播量组合,研究不同播期和播量对小麦群体性状和产量的影响,于2008-2009年在河南省商丘市进行了不同品种（‘矮抗58’和‘豫农949’）、不同播期（10月6日、10月13日、10月20日、10月27日和11月3日）和不同播量（60 kg/hm2、120 kg/hm2和180 kg/hm2）三因素裂区试验。结果表明：‘矮抗58’比‘豫农949’产量高597.30 kg/hm2;半冬性品种‘矮抗58’最高产量出现在10月6日,弱春性品种‘豫农949’最高产量出现在10月20日,10月20日以后随播期推迟小麦产量显著下降;10月6日、10月13日、10月20日播期下以60~120 kg/hm2播量的小麦产量较高,10月27日、11月3日播期下以120~180 kg/hm2播量的小麦产量较高。通过对播种期和密度的组合分析,2个品种的适宜播期在10月中上旬,播量60~120 kg/hm2较为适宜。随着播种期的推迟小麦全生育期缩短,但缩短天数少于播期推迟天数,密度对生育期的影响不大;适期播种有利于提高群体茎蘖数和叶面积指数,适当晚播可以减少无效分蘖和无效叶面积,提高成穗率。品种、密度对产量的影响达显著水平,而播期、播期与密度的交互作用达极显著。     

2个小麦新品种生理生化特性的研究

为了比较小麦新品种的生理生化特性,以小麦‘矮抗58’和‘周麦18’为材料,对2个小麦新品种的光合特性、蛋白质含量、可溶性糖含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性以及小麦株高和千粒重进行比较。结果表明,灌浆期‘矮抗58’净光合速率比‘周麦18’低3.4%;SOD的活性与可溶性糖含量分别比‘周麦18’高24.1%与15.2%;孕穗期及灌浆期‘周麦18’的蛋白质含量均高于‘矮抗58’,分别为17.6%和21.4%,但蛋白质含量与产量呈现负相关;成熟后‘矮抗58’株高比‘周麦18’低1.9%、千粒重高1.1%。‘矮抗58’具有产量更高、抗倒伏性更强的特性。     

水稻抗倒性与茎秆形态性状和化学成分含量间相关分析

选用抗倒性不同的4个粳稻品种分析水稻抗倒性与茎秆形态性状和化学成分含量间的关系。结果表明,抗倒能力强的品种的物理强度和抗倒伏指数大于抗倒能力弱的品种,不同抗倒类型品种间基部1、2节间长度、短轴直径、大维管束数目和物理强度比其它特性有更大的差异;灌浆过程中茎秆的物理强度和抗倒伏指数与节间长度呈极显著的负相关,与基部茎粗呈极显著的正相关,与硅、钾和可溶性糖含量呈正相关。抗倒能力强的品种茎秆硅钾糖含量较高,缩短节间长度,增加茎粗以及提高茎鞘中的钾、硅及可溶性糖总量尤其是灌浆后期茎秆的钾、硅总量等将有利于提高水稻茎秆的物理强度和抗倒伏指数,进而有利于提高水稻的抗倒伏能力。     

套作大豆苗期抗倒伏性评价方法研究

在玉米大豆套作模式中,苗期倒伏严重影响大豆产量。为建立套作大豆苗期抗倒伏性评价方法,本研究以30个大豆品种(品系)为材料,对抗倒评价指标和方法进行筛选。结果表明,在套作下,供试的30个大豆材料在播种后35 d,即发生不同程度的倒伏,倒伏率38.46%~86.23%,品种间差异显著;通常用于评价净作大豆抗倒性的重力矩与套作大豆苗期实际倒伏率相关性不显著,不能用于评价其抗倒能力;而由植株主茎长、茎粗、茎秆抗折力和地上部生物量4个因子组成的抗倒伏指数[(茎秆抗折力×茎粗)/(地上部干重×主茎长)],与套作大豆苗期实际倒伏率相关系数最大(r=-0.946),能够准确反映其抗倒性差异,适合于评价套作大豆苗期的抗倒伏能力。通径分析结果表明,以上组成因子对抗倒伏指数作用由大到小(绝对值)依次为抗折力主茎长地上部干重茎粗,说明要提高套作大豆的抗倒性,应该首选茎秆强度大、主茎短的大豆品种。本研究为套作大豆的苗期抗性评价提供了有效方法,对大豆抗倒伏育种以及评价品种间的抗倒性具有指导意义。     

烯效唑干拌种对甜荞茎秆抗倒性能的影响

以中抗倒伏甜荞品种宁荞1号为材料,设置0、100、200和300 mg kg^–1烯效唑干拌种处理,研究倒伏习性、产量、茎秆抗折力、倒伏指数、茎秆形态特性和茎秆解剖结构的变化,探讨烯效唑干拌种对甜荞茎秆抗倒性能的影响。结果表明,烯效唑干拌种对甜荞茎秆抗倒性能有显著影响。随烯效唑干拌种浓度的增加,产量、茎秆抗折力、第2节间粗、第2节间干重、节间充实度、机械组织层数、机械组织厚度、茎壁厚度、维管束数目和维管束面积先增加后降低,倒伏率、倒伏指数、株高、茎秆重心高度、茎秆鲜重和第2节间长先降低后增加。当烯效唑干拌种浓度为200 mg kg^–1时,能有效优化甜荞茎秆结构,改善茎秆质量,减小倒伏风险,增加产量。     

不同品种小麦光合和产量性状的比较研究

为选用豫北地区适宜推广的高产小麦品种,以高产潜力品种‘豫麦49-198’,‘兰考矮早8’,‘周麦22’、‘豫农202’、‘偃展4110’为试验材料,在大田种植条件下,进行不同品种小麦光合和产量性状的比较研究。结果表明：‘豫麦49-198’叶片叶绿素含量较高,光合产物积累量较低,穗粒数和千粒重均为最低;‘兰考矮早8’在叶片叶绿素含量和干物质积累上均占有优势,但产量因素中穗数较低;‘周麦22’不仅光合能力和籽粒灌浆能力较高,产量因素也达到较大程度的协调;‘豫农202’在穗数上占有优势,但是光合能力较低,千粒重低;‘偃展4110’的产量因素也较为协调,但叶绿素含量和干物质积累能力低。综上,‘周麦22’产量结构较为协调,在提高小麦的产量方面具有较大的潜力,是高产超高产适宜推广的种植品种。     

滴灌春小麦蜡熟期抗倒性综合评价

在滴灌条件下以19份春小麦品种为试验材料,考察与抗倒性相关的8个农艺性状,并以品种倒伏指数、品种倒伏系数、倒伏指数、倒伏系数及茎秆抗倒指数等5个指标分别对供试材料的抗倒性进行鉴定。以基于5个鉴定指标的抗倒性度量值为评价依据,根据各指标度量值的隶属函数值的变异系数分配各指标的权重,利用加权隶属函数法对供试品种的抗倒性进行综合评价,运用聚类分析法对供试品种的抗倒性进行分类。结果表明,供试材料间抗倒性及相关农艺性状差异显著,供试材料在5个鉴定指标上的抗倒性差异明显。通过加权隶属函数和聚类分析,得到不同品种抗倒性综合评价值(D值),并将19个小麦品种划分为5种抗倒类型,其中强抗型品种1个,高抗型和普抗型品种各4个,风险型品种6个,易倒型品种3个。简单相关及偏相关分析结果表明,茎秆抗倒伏指数与D值呈极限值正相关,茎秆抗倒伏指数可作为小麦蜡熟期抗倒性快速鉴定的参考指标。加权隶属函数法对滴灌条件下小麦品种抗倒伏性综合评价具有较好的应用价值。     

茎秆特性和木质素合成与青稞抗倒伏关系

倒伏是影响青稞品质和产量的主要因子之一,开展抗倒伏机制研究对抗倒伏品种选育意义重大。以青稞品种昆仑14号、昆仑16号和藏2972为抗倒伏材料,门源亮蓝、北青6号和化隆红青稞为倒伏材料,通过茎秆特性、茎秆中纤维素和木质素含量及其合成相关酶活性的研究,探讨茎秆特性与木质素合成同青稞抗倒性之间的关系。结果表明,相比于倒伏品种,抗倒伏品种的茎较短,茎秆中酪氨酸解氨酶(TAL)、苯丙氨酸转氨酶(PAL)、肉桂醇脱氢酶(CAD)和4-香豆酸:CoA连接酶(4CL)活性升高,使茎秆内积累较多的木质素,增大了茎秆抗折力,进而增强青稞抗倒伏能力。     

小麦品种周麦22茎秆生长特性及其与抗倒性的关系

为明确抗倒小麦品种周麦22的茎秆生长特性,为抗倒小麦品种选育提供理论依据,以生育期基本一致的4个小麦品种为材料研究了不同小麦品种节间生长特性、茎秆机械强度和倒伏指数的差异。结果表明:4个小麦品种的株高、穗下节间长无明显差异。但周麦22基部第二节间长相对较短,节间壁较厚,节间粗度小,同时,周麦22基部第二节间鲜物质密度和干物质密度最大,均与洛麦21、新麦18差异达显著水平。对茎秆机械强度和倒伏指数分析表明,周麦22茎秆机械强度最高,倒伏指数最低,与其他3个品种差异显著。对其茎秆生长特性与倒伏指数相关性分析表明,基部第二节间干重和干物质密度对周麦22号抗倒性影响最大,基部第二节间干重和干物质密度增大可以增强周麦22的抗倒能力。     

黄淮麦区若干高产小麦品种穗光合性能及产量性状的研究

为了解黄淮麦区几种高产小麦品种穗光合特性及产量性状,为筛选高光合育种亲本提供依据,以矮抗58、百农418、百农419、豫麦49和周麦18为试材,研究了其穗部光合速率、叶绿素含量、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、颖壳横切面结构及产量性状变化规律。结果表明,百农419穗部表现出较强的光合特性。在开花期、花后7 d及花后15 d其光合速率分别比矮抗58高14.12%,42.86%,6.11%,比百农418高2.69%,4.65%,4.50%,比豫麦49高11.45%,12.08%,16.24%,比周麦18高22.92%,6.35%,10.64%;其颖壳叶绿素a含量和总叶绿素含量较高,Chla/Chlb分别比矮抗58高22.47%,20.04%,0.41%,比百农418高5.72%,18.63%,3.21%,比豫麦49高6.14%,25.68%,0.56%,比周麦18高12.35%,21.26%,2.49%,具有较强的光能捕获能力;Fv/Fm在4个测定时期均最高;此外,百农419颖壳细胞组织较厚,维管束数目较多,大维管束的周长与面积较大,具有较强的"流"能力。产量结果显示,百农419的理论产量和实际产量分别高出矮抗58 25.22%和14.05%、高出百农418 17.15%和10.82%、高出豫麦49 23.74%和19.28%、高出周麦18 8.55%和8.57%,差异显著。综合试验结果认为,百农419穗部光合能力较强,产量较高,具有作为绿穗灌浆高光效育种亲本的潜力。     

实心小麦86-741茎秆的解剖分析及壁厚特性的SSR标记

以实心小麦86-741、新疆稻麦及其杂种F₁为材料, 利用石蜡切片和SSR标记方法对86-741的实心特性进行了分析。结果表明, 实心小麦86-741茎内仅有极小髓腔, 髓腔中有髓, 机械组织中有维管束的分布; 杂种F1偏向实心亲本86-741, 有髓腔, 但髓腔的直径小于新疆稻麦, 机械组织所占的比例小于亲本86-741; 86-741维管束数最多, F₁代其次, 新疆稻麦最少。遗传分析与SSR标记结果表明, 86-741髓的有无是由双隐性基因控制的; 而其壁厚性状由位于3BL染色体上的单显性基因控制, 与SSR标记Xgwm-547的遗传距离为5.3 cM。暂将该壁厚基因定名为Cwt-1。Xgwm-547可用于辅助转育壁厚特性, 提高小麦品种的抗倒伏能力。     

小麦品种百农AK58及其姊妹系的遗传构成分析

百农AK58是目前我国黄淮南部麦区大面积种植的小麦品种。利用表型、高分子量麦谷蛋白亚基、蛋白质含量及覆盖小麦全基因组的657对SSR分子标记分析了百农AK58姊妹系及其亲本的遗传构成, 以发现大面积品种的亲本选配规律。百农AK58在小穗数、穗粒数、千粒重和单株穗数上略优于其姊妹系丰收60和百农4330。百农AK58的高分子量谷蛋白亚基组合与亲本郑州8960相同, 为(1, 7+8, 5+10), 其姊妹系丰收60和百农4330的亚基组合与亲本温麦6号相同, 均为(1, 7+9, 5+10)。SSR标记分析表明, 百农AK58对亲本周麦11、温麦6号和郑州8960遗传成分的继承率分别为47.4%、28.9%和23.7%, 而丰收60的继承率分别为47.9%、30.7%和21.4%。可见, 这2个品种在遗传上与周麦11有较大的相似性。百农4330继承这3个亲本的遗传成分比例非常相近, 分别为33.1%、32.4%和34.6%。在A、B、D基因组及染色体水平上, 3个亲本品种对后代的遗传贡献率也表现不均衡性。百农AK58有40个不同于丰收60和百农4330的SSR特异位点, 主要分布于1A、4A、5A、6A、1B、4B、5B、6B、7B、1D、2D、3D和7D染色体, 其中多数位点已知存在与产量、抗病等重要农艺性状相关的基因, 推测这些特异位点在百农AK58成为大面积种植品种中发挥了重要作用。     

黄淮麦区不同小麦品种生育前期光合生理特性及物质积累变化研究

为了解黄淮麦区不同小麦主推品种在生育前期的光合生理特性及其干物质积累变化特点,且为筛选高光合育种亲本提供依据,以温麦6号、周麦18、矮抗58、百农418和百农419为试材,研究了其生育前期光合速率、叶绿素含量(SPAD)、叶绿素荧光参数、叶面积指数(LAI)及干物质积累变化规律。结果表明,在生育前期,百农419表现出较强的光合生理特点,其SPAD值在1月10日、1月25日、2月10日、3月1日分别比温麦6号高出2.75%,3.55%,1.43%,20.50%,比周麦18高出8.76%,10.82%,15.80%,16.44%,比矮抗58高出14.19%,16.16%,2.05%,13.74%,比百农418高出14.67%,10.63%,6.01%,13.55%;最大光化学效率(Fv/Fm)和电子传递速率(ETR)在4个测定时期均最高,显著高于温麦6号,在1月10日、1月25日、2月10日3个时期显著高于周麦18;光合速率比温麦6号高出20.75%,14.08%,2.91%和13.40%,比周麦18高出44.49%,31.67%,14.96%和20.10%,比矮抗58高出76.11%,28.30%,9.43%和17.51%,比百农418高出49.95%,82.29%,31.40%和20.35%;LAI明显高于其他品种,最终表现为生育前期百农419干物质积累较多。不同小麦品种在生育前期的光合生理特性结果表明,百农419具有作为高光效育种亲本的潜力。     

荞麦茎秆解剖结构和木质素代谢及其与抗倒性的关系

以抗倒伏能力不同的4个荞麦品种研究表明,荞麦茎秆抗倒伏能力与茎秆解剖结构和木质素代谢密切相关。倒伏率与茎秆抗折力参数(r = –0.907, P < 0.01)、木质素含量(r = –0.844, P < 0.01)、机械组织厚度(r = –0.881, P < 0.01)、茎壁厚度(r = –0.947, P < 0.01)、维管束面积(r = –0.846, P < 0.01)、机械组织层数(r = –0.806, P < 0.05)和大维管束数目(r = –0.709, P < 0.05)呈显著负相关,而与倒伏指数(r = 0.842, P < 0.01)呈显著正相关。木质素含量与苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性(r = 0.984, P < 0.01)、4-香豆酸:CoA连接酶(4CL)活性(r = 0.927, P < 0.01)和肉桂醇脱氢酶(CAD)活性(r = 0.862, P < 0.01)呈显著正相关。茎秆木质素含量、机械组织层数、机械组织厚度、茎壁厚度、大维管束数目和维管束面积可以作为荞麦茎秆抗倒伏能力的重要评价指标。茎秆木质素含量高、机械组织层数多、机械组织和茎壁厚、大维管束数目多且维管束面积大的荞麦品种,其茎秆抗折力参数大、倒伏指数小、抗倒伏能力强。     

不同施氮水平下糯玉米杂交种及亲本光合特性的研究

为了研究天津地区种植糯玉米施用氮肥是否合理,通过设置低、中、高3种施氮处理,探讨施氮量对天津地区糯玉米杂交种（‘津黑糯6号’）及其亲本（‘黑943’、‘津872’）光合特性和产量性状的影响。结果发现：不同施氮水平对糯玉米杂交种及亲本的光合日进程、蒸腾日进程均及水分利用效率均无显著影响(P>0.05),低施氮量能够提高杂交种在拔节期-大喇叭口期（8月6日）的净光合速率（41.8 μmol/(m2?s)）;品系是影响糯玉米产量的主导因子(P<0.05),施氮水平对糯玉米的产量性状无显著影响(P>0.05)。该研究结果说明,适当降低施氮量（本研究中的低水平施氮处理）并不会影响糯玉米的光合性状和产量性状,但可以降低农业生产的投入并有效减轻由于施肥造成的环境压力。     

小麦品种茎秆的质量及解剖学研究

以抗倒性不同的１５个高产小麦品种（系）为材料,据其不同时期茎秆机械强度的大小,应用系统聚类法将品种划分为特优型,优质型,中间型和劣质四种茎秆质量类型,并在不同时期对四种类型的基部第二节间进行了解剖学研究,结果表明,茎秆质量好的,其机械组织细胞层数多,细胞壁增厚快,木质化程度高,机械组织发达,大维管束长且宽,数量多;薄壁组织木质化速度快,程度高,范围大,纤维细胞短而粗,秆壁较厚,髓腔大小适中。     

小麦春化脱春化、抗寒处理后POD活性变化的研究

对6个不同的小麦品种分别进行春化、脱春化和低温处理后,通过测定其体内氧化物酶(POD)的变化,研究分析不同品种小麦抗寒性的变化。结果表明：在不同的处理条件下其POD活性都是先升高,达到峰值后又开始下降;而不同小麦品种在不同处理条件下上升出现峰值的时间不同;不同小麦品种酶活性的变化趋势也有着明显的差异：春化处理‘矮抗58’、‘百麦196’以及‘周麦22’均在春化处理第10天时POD出现了活性最强;而‘周麦18’、‘百农207’以及‘百农69’均在处理20天时POD出现活性最强;脱春化处理POD活性峰值均出现在20天。但是其活性提高程度比春化处理更为明显;而‘百麦196’与‘周麦18’都在处理10天时出现峰值,‘百农207’与‘矮抗58’在处理20天时出现峰值,而‘周麦22’呈下降趋势,‘百农69’在处理30天时出现峰值,效果不明显。说明POD保护酶与抗寒性关系密切,且多数品种经一定时间的春化其抗寒性明显提高。     

氮肥水平和栽插密度对杂交稻茎秆理化特性与抗倒伏性的影响

以杂交稻金优527为材料,分别在中低海拔地区雅安(600 m)和高海拔地区西昌(1 590 m)进行了以氮肥水平为主区,栽插密度为副区的田间裂区试验。结果表明,随施氮量和栽插密度的增加,茎秆基部节间变细长,茎壁变薄,秆型指数降低,茎鞘中淀粉、纤维素、木质素含量降低,充实度变差;氮肥水平和栽插密度还影响茎秆中氮、钾、硅、钙、镁、铁、锌、铜、锰等矿质元素的含量,从而影响茎秆的倒伏指数和抗倒伏能力。水稻基部茎秆的倒伏指数与株高、重心高度和基部各伸长节间的长度及氮、镁含量正相关,与茎粗、茎壁厚、比茎重、秆型指数及淀粉、纤维素、木质素和钾、钙含量负相关,与茎秆硅含量呈二次函数关系,适宜的硅含量为4.5~4.8 mg kg^-1。由于生态条件不同,两试点水稻茎秆抗倒能力和受氮肥水平与栽插密度影响的程度存在一定差异,高产、抗倒栽培要因地制宜。金优527基部节间的临界倒伏指数为200。