两种穗型小麦品种分蘖衰亡进程中茎蘖碳氮代谢的差异

以大穗型品种兰考矮早八和多穗型品种豫麦49-198为材料,研究2种穗型小麦品种茎蘖叶片糖氮代谢差异及与分蘖成穗间的关系。结果表明,兰考矮早八较豫麦49-198具有冬前分蘖比重低、春季分蘖比重高、无效分蘖春季衰亡持续时间长和分蘖成穗率低的特点。兰考矮早八氮素代谢相对较弱,茎蘖叶片氮含量、氨基酸含量和谷氨酰胺合成酶(GS)活性均明显低于豫麦49-198,不利于大穗型品种春季分蘖幼穗分化顺利进行。兰考矮早八植株碳素代谢相对较强,茎蘖叶片可溶性糖含量和蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性高于豫麦49-198,有助于大穗型品种春季分蘖生长需要。主茎与分蘖间比较,以上糖氮代谢指标均表现为主茎蘖Ⅰ蘖Ⅱ,且随分蘖时期进行茎蘖间差异逐渐增加,兰考矮早八表现更为明显,主茎优势突出。豫麦49-198分蘖Ⅰ碳氮代谢强度占主茎比例相对较高,该分蘖能够成穗,而兰考矮早八两分蘖和豫麦49-198分蘖Ⅱ碳氮代谢强度占主茎比例相对较低,严重影响其分蘖发育成穗。     

Physiological basis for the differences of productive capacity among tillers in winter wheat

The quality or structure of a wheat population is significantly affected by the compositions of tillers. Little has been known about the physiological basis for the differences of productive capacity among tillers. Two winter wheat cultivars, Shannong 15(SN15) and Shannong 8355(SN8355), were used to investigate the differences of productive capacity among tillers and analyze the physiological mechanisms that determine the superior tiller group. Low-position tillers(early initiated tillers) had a higher yield per spike than high-position tillers(late initiated tillers) in both cultivars, which was due to their more grain number per spike, more fertile spikelet per spike, less sterile spikelet per spike and higher grain weight. According to cluster analysis, tillers of SN15 were classified into 2 groups: superior tiller group including main stem(0), the first primary tiller(I) and the second primary tiller(II); and inferior tiller group including the third primary tiller(III) and the first secondary tiller(I-p). Tillers of SN8355 were classified into 3 groups: superior tiller group(0 and I), intermediate tiller group(II and III) and inferior tiller group(I-p). In comparison with other tiller groups, the superior tiller group had higher photosynthetic rate of flag leaves, higher antioxidant enzyme(SOD, POD and CAT) activities and lower levels of lipid peroxidation in leaves, higher grain filling rate in both superior and inferior grains during grain filling, higher single-stem biological yield and larger single-stem economic coefficient. Correlation analysis showed that yield per spike was positively and significantly correlated with the flag leaf photosynthetic rate, grain filling rate, the antioxidant enzyme activities and soluble protein content(except for SN15 at 5 days post-anthesis(DPA)) of flag leaf, the single-stem biological yield, and the single-stem economic coefficient. Remarkable negative correlation was also found between yield per spike and MDA content of flag leaf. These results suggested that superior tiller group had stronger leaf photosynthetic capacity, more predominance in terms of grain filling, slower senescence rate, higher biological yield and larger economic coefficient, and therefore, showed greater productive capacity than other tiller groups.     

氮密调控对两个冬小麦品种碳氮代谢及产量的影响

【目的】研究品种、施氮量、种植密度及其交互作用对豫东南黏壤潮土区冬小麦碳氮代谢及籽粒产量的影响,明确该区冬小麦适宜的氮密调控处理组合,以期为该地区冬小麦高产高效栽培提供技术支撑。【方法】于2018—2020年连续2个冬小麦生长季,在豫东南黏壤潮土区设置品种（分蘖力中等、成穗率较高品种,鑫华麦818;分蘖力强、成穗率中等品种,百农207）、施氮量（N0,0;N240,240 kg·hm^-2;N360,360 kg·hm^-2）和种植密度（M1,225 万株/hm²;M2,375万株/hm²;M3,525万株/hm²）三因素裂裂区试验,重点分析三因子处理下冬小麦碳代谢（可溶性糖含量;磷酸蔗糖合成酶SPS活性;蔗糖合成酶SS活性）、氮代谢（可溶性蛋白质含量;硝酸还原酶NR活性;谷氨酰胺合成酶GS活性）生理参数及产量的差异。【结果】品种、氮肥、密度及其交互作用显著影响冬小麦的碳氮代谢,氮肥是影响2个品种产量及其构成因素的主控调节因子。施氮量、种植密度对碳氮代谢的影响因生育时期、品种而异。总体来看,氮密调控对2个品种碳代谢的调控优势主要在灌浆后期,对氮代谢的调控优势主要在灌浆中期,灌浆中后期M2N240处理的碳氮代谢指标参数值较最小处理组合平均增幅达358.28%。碳氮代谢平衡对不同分蘖成穗特性冬小麦品种产量形成的影响较大,尤其是生育后期,这可能是鑫华麦818整体产量高于百农207的主要生理原因。两年度试验均以M2N240处理下的产量较高,较产量最低的M1N0处理提高96.49%。【结论】综合考虑品种、氮肥、密度及其交互作用对冬小麦碳氮代谢平衡及产量的影响,施氮量和种植密度对2个冬小麦品种碳氮代谢的调控优势主要在灌浆中后期,M2N240处理可作为豫东南黏壤潮土区适宜的氮密调控组合。     

密肥条件对小麦中期群体质量的影响

本试验设密度和施氮量两试验因素,考察其对小麦茎蘖动态影响.结果表明各生育时期群体茎蘖数与密度、施氮水平呈极显著正相关,随密度、施氮水平的提高而增加,群体茎蘖数在不同的密度、施氮水平间总体上呈极显著差异;拔节后随着生育进程的推进,无效分蘖的退化消亡,在群体自身的调节作用下,各处理间茎蘖数与成穗数在总体上差异变小.密度和施氮量对小麦群体茎蘖数和成穗数表现一定的互作效应.     

小麦兰考矮早八茎蘖幼穗激素差异及其密度调控效应

 【目的】探讨大穗型小麦品种兰考矮早八主茎和两分蘖间幼穗部激素差异与分蘖成穗的关系及其密度调控效应。【方法】在大田条件下,设置150(D1)、262.5(D2)和375万株/hm2(D3)3个种植密度,在拔节期取标记株区分主茎、分蘖Ⅰ和分蘖Ⅱ,显微镜下剥取幼穗液氮保存,用酶联免疫法测定幼穗中赤霉素(GAs)、吲哚乙酸(IAA)、分裂素(ZR)和脱落酸(ABA)含量。【结果】小花分化期主茎与分蘖幼穗分化进程差异很小,之后差距增大,表现为主茎幼穗分化进程要快于两分蘖。在分蘖两极分化过程中,幼穗中GAs、IAA和ZR含量及其IAA/ABA和ZR/ABA比值表现为主茎＞分蘖Ⅰ＞分蘖Ⅱ,在拔节后期幼穗ABA含量表现为分蘖Ⅱ＞分蘖Ⅰ＞主茎,IAA/ZR较高或呈升高趋势时对分蘖生长产生抑制作用。【结论】分蘖幼穗中较高的GAs、IAA、ZR含量以及IAA/ABA和ZR/ABA比值有利于幼穗生长发育,而较高的ABA含量及IAA/ZR比值不利于分蘖成活。分蘖与主茎差距越大,分蘖衰亡时间越早,且密度对其具有显著的调控效应。     

蘖穗氮肥比例对水稻叶片衰老相关化合物含量、酶活性和基因表达量的影响

文章选用两种不同类型水稻品种研究蘖穗氮肥追施比例对水稻灌浆成熟期叶片衰老相关化合物、酶活性及基因表达量影响。结果表明,灌浆过程中叶片全氮含量和叶绿素a、b含量及叶片超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性、Rubisco家族基因表达量等逐渐下降,丙二醛(MDA)含量逐渐升高;减少分蘖肥施氮量和增加穗肥施氮量可显著提高灌浆各时期叶片全氮和叶绿素a、b含量及叶片SOD和POD活性、Rubisco家族基因表达量,显著抑制叶片丙二醛(MDA)含量升高和叶片氮浓度衰减速度及叶绿素和酶活性降解速度与幅度,减缓Rubisco家族基因表达量下降幅度,延长基因上调表达时间;叶片全氮含量与MDA含量间呈极显著负相关,与叶绿素a、b含量、SOD和POD活性及Rubisco家族基因转录表达量均呈极显著正相关。研究结果为水稻优质高产减肥栽培技术提供理论依据。     

氮素水平对小麦幼苗性状和营养元素含量的影响

摘 要：试验以豫麦34为材料,利用盆栽试验,研究不同氮素水平对小麦植株性状和营养元素含量的影响。结果表明：在一定的范围内(<0.27g/ kg),随着氮肥用量的增加,小麦幼苗的株高、茎叶宽、茎叶鲜、干重指标增加。超过该范围,上述指标不再增加。随着氮肥用量的增加,分蘖数、叶绿素含量呈增加趋势,与施氮量之间呈显著正相关关系。施氮处理的小麦茎叶中N含量均高于不施氮处理,而P、K含量随着施氮量的增加呈现先增后减少的趋势。     

播期对小麦主茎及分蘖农艺性状、产量和品质的影响

为了给小麦高产优质育种和栽培提供理论依据,以‘临优7287’为材料,采用连续挂牌标记法,研究播期对小麦主茎及分蘖农艺性状、产量和品质的影响。结果表明：同一品种,播期越晚,分蘖数越少。10月13日和10月18日播种的小麦无分蘖的株数达50%以上;播期对小麦主茎及分蘖的产量性状影响均表现为主茎穗粒数和千粒重高于分蘖。10月13日播种的小麦主茎穗粒数最多达37.2粒,10月3日播种分蘖为1的小麦主茎千粒重最高为45.56 g;不同播期小麦均表现为分蘖麦谷蛋白含量和总蛋白含量高于主茎,10月3日播种分蘖为2的小麦Ⅱ蘖麦谷蛋白含量最高达4.40%,10月8日播种分蘖为2的小麦Ⅱ蘖总蛋白含量最高为12.33%;分蘖加工品质优于主茎。10月3日播种分蘖为2的小麦Ⅱ蘖和10月13日、10月18日播种的小麦Ⅰ蘖评价值最高均为50;不同播期小麦均表现为分蘖淀粉糊化特性优于主茎。因此小麦生产上,应选用多穗型品种,通过必要栽培管理措施,保证低位蘖成穗,不仅高产而且优质。     

氮肥运筹对小麦光明麦1号群体指标及籽粒产量的影响

[目的]筛选适宜中筋小麦光明麦1号高产高效栽培的氮肥运筹方式。[方法]研究不同施氮量和基追比例对光明麦1号群体指标及籽粒产量的影响。[结果]随施氮量增加,光明麦1号群体茎蘖数、籽粒产量呈先上升后下降的趋势。同一施氮水平下,基追比例为5∶5的处理成熟期茎蘖数和茎蘖成穗率最高;籽粒产量也显著高于基追比例为6∶4、7∶3、8∶2的处理。[结论]在该试验条件下,施氮量为300 kg/hm2、基追比例为5∶5时,穗下节间长占总长比例最高,籽粒产量也最高。     

旱地小麦休闲期耕作施肥下氮磷对幼苗的影响

采用大田试验研究旱地小麦休闲期深松+深施有机肥条件下不同施氮量、不同氮磷配比对冬前幼苗抗旱性的影响。结果表明,施氮量为150kg.hm-2时,越冬期0～60cm土壤蓄水量以N、P比为1∶1显著最高,施氮量为225kg.hm-2时,以1∶0.75显著最高。增加施氮量,可增加越冬期幼苗的株高、分蘖数、主茎叶龄、单株叶面积、单株干物质量及叶片可溶性糖含量,可显著增加N、P比为1∶0.5和1∶0.75条件下丙二醛含量、脯氨酸含量,可显著降低POD活性,可显著降低N、P比为1∶0.5、1∶0.75条件下SOD活性。结果还表明,施氮量为150kg.hm-2时,增加施磷量,可增加分蘖数、单株干物质量、MDA含量,可降低POD活性、脯氨酸含量、可溶性糖含量;施氮量为225kg.hm-2时,株高、分蘖数、单株叶面积、单株干物质量及MDA含量均以N、P比为1∶0.75最高,POD活性、SOD活性、脯氨酸含量、可溶性糖含量均以N、P比为1∶0.75显著最低。因此,旱地小麦休闲期深松+深施有机肥条件下适当增加施氮量且N、P比为1∶0.75时有利于提高土壤蓄水量,增强旱地小麦的抗旱性。本研究可为旱地小麦的高产稳产提供理论依据。     

休闲期耕作配施磷肥对旱地小麦越冬期幼苗生长的影响

采用大田试验,研究了休闲期不同耕作配施磷肥对旱地小麦越冬期幼苗生长特性的影响。结果表明,旱地小麦休闲期深松较深翻可显著提高越冬期0～60 cm土壤蓄水量以及小麦幼苗的分蘖数、单株叶面积、单株干物质量、根系活力、可溶性糖含量、氮素积累量,可提高低磷(LP)、中磷(MP)条件下植株含氮率;且增加施磷量均可显著提高越冬期0～60 cm土壤蓄水量,可增加分蘖数、主茎叶龄、单株叶面积、根系活力、植株含氮率及其氮素积累量;单株干物质量在深松条件下以高磷(HP)最高,在深翻条件下以MP最高,且休闲期深松较深翻有利于磷的吸收。     

不同形态氮肥对不同专用小麦叶片氮代谢及籽粒蛋白质的影响

 采用盆栽方法研究了3种形态氮肥对不同专用小麦叶片氮代谢和籽粒蛋白质及其组分的影响。结果表明,强筋小麦豫麦34在酰胺态氮肥处理下,开花期叶片NR活性较强,氮素含量相对较高。籽粒中蛋白质含量较高,清蛋白含量和麦谷蛋白/醇溶蛋白比值最大,营养品质和加工品质较好;中筋小麦豫麦49在铵态氮肥作用下,籽粒蛋白质含量、清蛋白含量和麦谷蛋白/醇溶蛋白比值均最大;弱筋小麦豫麦50在铵态氮肥处理下,籽粒蛋白质含量和麦谷蛋白/醇溶蛋白比值均较低,加工品质较好;籽粒蛋白质含量与开花期叶氮量呈显著正相关,与叶片NR活性无显著关系。     

水稻生长中期群体结构对产量及构成因素的影响

对 8个基肥施氮比例及数量所形成的水稻抽穗期群体结构与产量及构成因素的研究表明 :①水稻抽穗期群体茎鞘重 /叶重比值、茎蘖数、单茎重及倒 3叶长、比叶重、剑叶长决定成熟期产量的 96.0 2 %。②成熟期有效穗主要受抽穗期群体茎蘖数、茎鞘重 /叶重比值及比叶重影响 ;穗总粒数主要受比叶重、茎鞘重 /叶重比值、倒 2叶长及茎蘖数影响 ;穗实粒数主要受茎鞘重 /叶重比值、比叶重、茎蘖数影响 ;千粒重主要受比叶重影响 ,但不显著。③促使穗期群体形成适量的茎蘖数并提高茎鞘重 /叶重比值 ,将作为改进施肥及管理技术的主要依据。④适宜施氮量的 70 %～ 80 %作基肥深施 ,其余作穗肥补施 ,能促使水稻抽穗前形成源库优化型群体而提高产量     

小麦灌浆过程中旗叶光合及抗氧化代谢与氮素营养关系研究

 【目的】小麦灌浆过程中旗叶光合、抗氧化代谢与氮素营养密切相关,本研究通过田间试验,以进一步揭示其关系。【方法】试验选用多穗中粒（MM）型品种藁城8901（GC8901）和大穗大粒（LL）型品种山农1391（SN1391）,设12 g N•m-2（LN）和24 g N•m-2（HN）2个氮肥处理,在田间条件下研究了小麦灌浆期旗叶光合色素含量、氮素含量、光合特性和抗衰老酶活性对氮素水平的响应。【结果】小麦开花后旗叶氮素含量与叶绿素含量呈下降趋势,净光合速率（Pn）、实际光化学效率（ΦPSⅡ）、开放的光系统Ⅱ反应中心的量子效率（Fv′/Fm′）和光化学猝灭系数（qp）在花后14 d左右开始下降,光系统Ⅱ的最大光化学效率直到衰老末期才有小幅下降,而非光化学猝灭系数（NPQ）呈上升趋势。旗叶光能的吸收和利用之间存在矛盾,这是促其衰老的重要原因。与MM型小麦品种GC8901相比,LL型品种SN1391群体较小,籽粒灌浆后期旗叶的光合色素含量高,光系统Ⅱ的活性下降慢,净光合速率高;同时,抗衰老酶活性下降慢,膜脂过氧化程度轻。氮素水平对2个品种籽粒灌浆过程中旗叶的光合及抗氧化代谢的影响不同。LL型品种SN1391表现为,增施氮肥后旗叶光系统Ⅱ的开放程度和实际光化学效率提高,热耗散降低,净光合速率提高;旗叶的SOD、POD、CAT和APX活性均提高,膜脂过氧化程度降低。增施氮肥后MM型品种GC8901光系统Ⅱ活性下降,用于热耗散的能量增加,光合速率降低;抗氧化酶系活性下降,膜脂过氧化程度加重。【结论】小麦生育后期旗叶光能吸收和利用间的矛盾是促其衰老的重要原因。不同类型小麦品种旗叶生育后期的光合及抗氧化代谢存在显著差异。施用氮肥对小麦旗叶光合、衰老特性的影响因品种类型而不同。     

不同形态氮素对大豆硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性及蛋白质含量的影响

利用硝态氮(NO3--N)、铵态氮(NH4+-N)和混合态氮对3个栽培大豆品种花荚期植株进行诱导处理,研究不同形态氮素对功能叶片硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)活性以及籽粒蛋白质含量的影响。结果表明,NH4+-N增加3个大豆品种功能叶片NR活性效果最好,其次是混合态氮,NO3--N效果较差;三种形态的氮素均能明显提高3个大豆品种功能叶片GS活性;在三种形态氮素诱导下,3个大豆品种的籽粒蛋白质含量均有不同程度的提高,且与其功能叶片NR和GS活性呈显著正相关(r=0.520*和0.550*);追施氮素对低蛋白大豆品种功能叶片NR、GS活性和籽粒蛋白质含量具有较好的促进作用。可以把大豆花荚期叶片NR和GS的活性作为高蛋白品种选育的参考指标之一。     

不同控蘖措施对淦鑫688分蘖成穗及产量的影响

针对双季稻区高产超高产栽培条件下水稻无效分蘖多、成穗率低的难题,于2008-2009年以超级杂交晚稻淦鑫688为材料,开展了水控(提早晒田)、肥控(减少分蘖肥比例)、化控(喷施控蘖剂)3种不同控蘖措施及其组合措施对水稻分蘖成穗和产量影响的研究。结果表明:3种控蘖措施都能控制无效分蘖发生,促进分蘖成穗,提高成穗率,具有控蘖和促进成穗的双重功能。其中,化控效果最好,其次是肥控,水控较差;各单项措施组合后有较好的协同作用,3项措施组合的效果好于两项措施组合:不同控蘖处理都能降低无效分蘖期间的叶片含氮量和提高茎鞘可溶性糖含量,这可能是各控蘖处理控制无效分蘖发生和促进分蘖成穗的重要原因之一;各控蘖措施及其组合措施都能提高水稻产量,以3项措施组合应用的产量最高,其次是两项措施组合。     

施氮量对冬小麦氮素吸收利用、土壤中硝态氮积累和籽粒产量的影响

为通过控制施氮量来实现高肥力条件下小麦的高产、高效、安全生产提供依据,以冬小麦品种‘藁8901’为材料,研究了高肥力条件下不同施氮水平对小麦氮素吸收利用、籽粒产量和土壤中硝态氮含量的影响。试验结果表明:在高肥力条件下,随着施氮量的增加,冬小麦的籽粒产量和植株吸氮量均是先增加后降低,籽粒产量和植株吸氮量均以N150最高,氮素生产力则以N0最高。在冬小麦的拔节期和成熟期,土壤NO3-N含量均随着施氮量的增加而增加,减少氮肥施入量能降低冬小麦拔节期和成熟期土壤0-100 cm土层中的硝态氮含量。施用氮肥能提高小麦拔节期和成熟期植株全氮积累量和土壤NO3-N积累量,但两者并非同步增加,土壤NO3-N积累量增加的幅度远远大于植株全氮积累量的增长幅度。在施氮量0-180 kg/hm2范围内时,植株全氮积累量有所增加,且土壤中硝态氮的积累量增加较为缓和;而在施氮量180 kg/hm2的基础上继续提高氮素用量,植株全氮积累量下降,而土壤硝态氮积累量却开始大幅度增加。据此综合考虑,冬小麦‘藁8901’的适宜施氮量应控制在150 kg/hm2左右。     

氮肥一次性基施对不同成穗方式下直播常规粳稻产量的影响

在江苏省稻麦两熟轮作地区,以南粳9108为材料,在控释氮肥配方（40 d释放期控释氮肥∶100 d释放期控释氮肥=1∶4）和速效氮肥的不同配比下,研究全程氮素一次性基施条件下控释氮肥施用比例对不同成穗方式下直播常规粳稻产量的影响。试验为裂区设计,主区设置3种不同基本苗处理,在成熟期调查其主茎占有效穗数的比例,以分别代表主茎为主成穗型、主茎分蘖并重成穗型和分蘖为主成穗型的3种水稻群体,控释氮肥配方和速效氮肥的不同配比为副区,分别为纯氮比5∶5、6∶4和7∶3。结果表明：不同成穗方式下直播常规粳稻达到高产时的适宜控释氮肥配方与速效氮肥的一次性基施配比存在差异,主茎为主成穗方式下,控释氮肥配方与速效氮肥以7∶3的纯氮比例配施时产量最高,产量为10.0 t·hm^-2,较5∶5和6∶4处理显著提高53%~7.5%;主茎分蘖并重型和分蘖为主成穗型两种成穗方式下,控释氮肥配方与速效氮肥以5∶5的纯氮比例配施时产量最高,分别为9.5、9.4 t·hm^-2,较其他处理显著提高9.2%~10.5%和9.3%~11.9%。在成穗方式间,以主茎为主成穗方式下的7∶3处理的产量最高,该处理在群体颖花量、生育后期光合势及阶段干物质积累等方面都具有显著优势。综上,不同直播稻成穗方式下基施适宜比例的控释氮肥均能获得较高的产量,适当增加基本苗以提高主茎占有效穗比例,以主茎成穗为主,配套控释氮肥配方和速效氮肥配比为7∶3的一次性基施氮肥技术有助于实现直播常规粳稻的高产。     

钼肥对小麦体内氮,钼营养影响的研究

取湖北省主要麦产区土壤在两个施氮水平下进行小麦施钼盆钼盆栽试验，结果表明：缺钼时小麦体内ＮＯ３－Ｎ转化ＮＨ４＾＋－Ｎ的过程受阻，植株缺少可利用态氯，而ＮＯ３＾－－Ｎ含量剧增。小麦放施钼可明显改善其体内的钼营养和氮营养，主要表现在：小麦各部位的钼的含量和吸钼量显著增加，硝酸还原酶活性（ＮＲＡ）平均增加６．５８倍，促进ＮＯ３－Ｎ转化，以及茎叶中的氮素向籽粒中转移和籽粒中游离态氮向蛋白态氮的转化。籽粒中     

旱作水稻营养吸收特性的研究

研究了不同覆盖物、施氮量、施氮配比对旱作水稻氮、磷、钾养分吸收特性的影响.结果表明,水稻覆膜旱作可通过增加施氮量、提高穗肥比例来增加齐穗后叶片、根系中氮素和磷素的含量及茎鞘中钾的含量,并提高产量;水稻盖草旱作可通过提高分蘖肥比例来增加齐穗后根中氮、磷、钾的含量,并提高产量.