冬小麦小花发育及结实特性对叶面喷硼的响应

【目的】硼是植物生长发育所必需的微量元素,与植物的细胞与功能、 花粉管发育伸长以及受精过程的正常进行有特殊作用。本研究通过小花发育后期叶面喷施硼肥,探讨硼肥对小麦小花发育及结实成粒的调控效应,以期为增加小麦穗粒数、 提高产量调控技术的研究提供参考。【方法】试验于2012~2014年在河南农业大学科教示范园区(3486N, 11359E)进行,以当前主推的半冬性品种豫麦49-198为供试材料,在拔节后25 d叶面喷施清水(对照S0)、 硼肥(硼砂Na2B4O710H2O,含硼11.3%,处理S1),观察记载不同小穗位小花发育的动态变化及形态特征,按常规考种法记载不同小穗位(基部、 中部和顶部)结实粒数、 每小穗结实粒数和每小穗不同花位结实粒数。【结果】喷硼处理麦穗基部、 中部小穗位的可孕小花小花数显著高于对照,其可孕小花的结实率较对照分别提高5.85%、 12.55%。进一步分析可知,喷硼处理抑制了基部和中部小穗小花的退化速率及可孕小花的败育速率,其中基部小穗位的小花退化速率降低7.47%,可孕小花败育速率降低20.07%; 中部小穗位小花的退化速率降低12.06%,可孕小花败育速率降低35%。然而,喷硼处理对顶部小穗位的小花退化速率和可孕花败育速率均无抑制作用。喷硼处理还可显著促进不同小穗位的不同花位小花结实,尤其对促进第4花位弱势小花成粒效果显著。【结论】在冬小麦小花退化高峰之前(拔节后25 d),采取叶面喷施硼肥,可明显降低基部小穗和中部小穗小花的退化速率与可孕小花的败育速率,从而提高单穗的可孕花结实率,最终获得较高的结实粒数。     

冬小麦小花发育及结实特性对叶面喷 6-BA 的响应

【目的】通过小花发育后期叶面喷细胞分裂素 6-苄氨基腺嘌呤 (6-BA),探讨外源 6-BA 对小麦小花发育及结实成粒的调控效应,以期为增加小麦穗粒数、提高产量调控技术的研究提供参考。【方法】试验于 2012～2014 年在河南农业大学科教示范园区 (34°86′N, 113°59′E) 进行,以当前主推的半冬性品种豫麦 49-198 为供试材料,在拔节后 25 d 叶面喷清水 (对照 CK)、6-苄氨基腺嘌呤 (6-BA),观察记载不同小穗位小花发育的动态变化及形态特征,按常规考种法记载不同小穗位 (基部、中部和顶部) 结实粒数、每小穗结实粒数和每小穗不同花位结实粒数。【结果】喷 6-BA 处理麦穗基部、中部、顶部小穗位的可孕小花数显著高于对照,其可孕小花的结实率分别提高 8.4%、15.1% 和 10.6%。进一步分析可知,喷 6-BA 处理抑制了基部和中部小穗小花的退化速率及可孕小花的败育速率,其中基部小穗位的小花退化速率降低 24.4%,可孕小花败育速率降低 73.0%;中部小穗位小花的退化速率降低 14.7%,可孕小花败育速率降低 76.0%;而且顶部小穗可孕小花的败育速率较对照降低 61.3%,最终使顶部小穗的结实率亦显著提高。喷 6-BA 处理还可显著促进不同小穗位的不同花位小花结实,尤其对促进第 3、4 花位弱势小花成粒效果显著。【结论】在冬小麦小花退化高峰之前 (拔节后 25 d),采取叶面喷外源激素 6-BA,可明显降低基部小穗和中部小穗小花的退化速率与可孕小花的败育速率。另外,喷 6-BA 处理还可抑制顶部小穗可孕小花的败育速率,从而提高单穗的可孕花结实率,获得较高的最终结实粒数。     

不同播期冬小麦叶绿素含量的冠层光谱响应研究

为了探究不同播期条件下冬小麦叶绿素含量的冠层光谱响应规律,依据本区域的推广种植播期,本试验设置4个播期,获取其冠层光谱及相关数据,并利用统计学方法对4个播期试验数据进行融合分析,模拟一个具有普适性的混合播期。结果表明,在4个播期和模拟混合播期下所建立的叶绿素含量光谱监测模型中,以播期10月6日的DVI(780,670)所建立的叶绿素含量光谱模型最好,其R2可达0.7835。利用同年的试验数据对模型进行检验,其预测值和实测值的R2可达0.8617,且RE和RMSE最小,表明播期10月6日是对冬小麦叶绿素含量进行预测的最佳播期,依此所建立的冬小麦叶绿素含量光谱监测模型是可行的。同时,所建立模拟混合播期模型的决定系数可达0.6713,实测值和预测值的验证R2可达0.8342,RE和RMSE也较小,说明该模拟混合播期模型能够较准确地预测各种播期条件下的叶绿素含量,因此,模拟混合播期模型在现实的应用中具有较好的适用性和普适度。研究结果可为冬小麦品质的大尺度遥感监测和小麦生产的宏观管理调控提供一定的理论依据。     

低温冷害下不同播期和播量对冬小麦籽粒灌浆特征的影响

为解析低温冷害下不同播期和播量对小麦籽粒灌浆特征的影响,选择‘济麦22’和‘皖麦52’为试验材料,在安徽省蒙城县和太和县同步开展不同播期[早播(10月3日)和适播(10月15日)]和播量[N1(6×104株·666.7m?2)、N2(10×104株·666.7m?2)、N3(14×104株·666.7m?2)和N4(18×104株·666.7m?2)]互作试验。田间冷害和籽粒灌浆过程的调查结果表明,‘济麦22’和‘皖麦52’早播时冷害致灾严重,‘济麦22’抗寒性强于‘皖麦52’;同一播期下,2个品种单粒重变化趋势基本一致,‘济麦22’相应处理单粒重均高于‘皖麦52’,同一品种随播量增加单粒重呈降低趋势。利用Matlab编程获取小麦籽粒Richards方程的灌浆次级参数,不同播期之间各参数存在一定规律性,其中,起始势(R0)、平均灌浆速率(Vmean)、中期灌浆时间(T2)、前期籽粒灌浆速率(Vp1)和中期灌浆速率(Vp2)以适播处理较高,前期灌浆时间(T1)、后期灌浆时间(T3)和后期灌浆速率(Vp3)以早播处理较高,即早播小麦受低温冷害致灾严重。相同播期条件下,2个品种随播量变化趋势基本一致,随播量增加T1和Vp3逐渐增加,R0、Vmean、T2、T3、Vp1、Vp2和最终干重(Wmax)则呈降低趋势;品种间表现为‘济麦22’的Vmean、T2、T3和Vp1较高,‘皖麦52’的R0、T1、Vp2和Vp3较高。关联性分析结果表明:早播条件下,与单粒重关联性较高的参数有T2(0.871 1)、T3(0.809 6)、Vmean(0.777 5)和Vp2(0.761 6);适播条件下,与单粒重关联性较高的参数有T2(0.906 1)、R0(0.873 8)、Vmean(0.837 2)和Vp2(0.805 6)。通径分析结果表明:春季低温冷害发生时,无论在早播还是适播,起始势对单粒重均具有积极的正效应;灌浆中后期时间的延长有利于单粒重的增加,而灌浆前期时间的增加则具有负效应;前期和中期籽粒灌浆速率的提高有利于单粒重的增加,后期籽粒灌浆速率则具有负效应。因此,提高灌浆起始势和延长中后期灌浆时间对增加籽粒干重具有重要作用。     

干旱胁迫下喷施14-羟基芸苔素甾醇对冬小麦穗花发育及碳氮代谢的调控

[目的]明确外源芸苔素甾醇类化合物(brassinosteroids,BRs)中14-羟基芸苔素甾醇(14-hydroxylated brassinosteroid,14-HBR)对干旱胁迫下冬小麦穗花发育成粒的调控效果,为小麦大田生产减轻干旱胁迫危害提供技术支撑.[方法]以大穗型品种周麦16(ZM16)和多穗型品种豫...     

有机无机肥长期定位配施对冬小麦~(13)C同化物分配及产量的影响

为研究有机无机配施对冬小麦不同时期光合同化物转运分配及产量的影响,以石麦15(SM15)为供试品种,牛粪为有机肥,采用~(13)CO_2标记的方法,设置不施氮肥(CK)、单施尿素(U)、单施牛粪(M)和有机无机配施(U+M)4种施肥方式进行试验。结果表明,~(13)C同化物在挑旗期、开花期主要向茎秆和叶鞘分配,灌浆期则主要向籽粒分配;成熟期约有87.5%的灌浆期同化产物分配到籽粒中,约75.4%的开花期同化产物分配到籽粒中,而仅15.2%的挑旗期同化产物分配向籽粒,灌浆期同化产物对籽粒重的贡献最大。成熟期不同施肥处理间相比,挑旗期及开花期的~(13)C同化物均是不施氮与配施处理向籽粒的分配较多,单施尿素处理滞留于茎鞘中较多;灌浆期13C同化物以单施有机肥与配施处理向籽粒的分配较多,最终配施处理向籽粒分配的挑旗期、开花期、灌浆期的同化产物均较多。单施有机肥处理千粒重较高,单施尿素处理穗数较高,配施处理产量结构更平衡且产量最高。由此可知,有机无机肥配施能促进各时期同化产物向籽粒的分配并有利于产量的提高。本研究结果为有机肥的合理施用及籽粒产量的提高提供了理论依据。     

旱地地膜冬小麦适宜播种密度和播期研究

冬小麦是黄土高原地区的主要粮食作物之一,其产量高低直接影响到该区粮食总产。试验结果表明,在地膜覆盖条件下,黄土高原南部地区冬小麦适期播种时期为9月20～25日,适宜播种密度为6～9粒/穴,适宜的播种密度和播种期有利于土壤水分的优化利用和水分利用效率的提高。     

东方百合鳞茎更新发育的碳同化物积累与分配

本文通过测量不同发育时期的碳水化合物含量来研究东方百合“Sorbonne”的碳代谢。东方百合鳞茎中的淀粉含量自下种后迅速下降,可溶性总糖和蔗糖含量在内层鳞片中于盛花期前逐渐增加,随后呈下降趋势。用扫描电镜观察到鳞片细胞中明显的淀粉颗粒,并随鳞茎的发育充满整个细胞腔。14C示踪技术分析表明,含苞期的14C-同化物分配以地上部为主,集中在花苞部位;花后期的14C-同化物分配以地下鳞茎为主,其中下位叶标记处理的鳞茎分配量占植株总14C的比例达85.8%,证实了植株的光合产物在花后期主要供应鳞茎发育膨大所需。     

播期对冬小麦生长及所需积温的影响

为给应对气候变暖而进行播期战略性调整和确定播量提供科学依据,以济麦20为供试材料,对时间跨度为67d的12个播期的冬小麦生长及所需积温进行了对比研究。结果表明：随着播期的推迟,播种-出苗期需0℃以上积温有所增加,冬前主茎每长1叶、冬后关键生育期和全生育期所需0℃以上的积温大幅度减少。晚播处理的苗后积温利用率显著提高,推迟播期有利于节约光热资源,为上茬秋作物腾出较多积温,让其在田间充分灌浆和成熟。     

不同播期下春季追肥方式对冬小麦产量及群体性状的影响

以江麦869、徐麦178为供试品种,通过设置不同播期与春季追肥方式的互作处理,探究不同播期条件下缓释肥替代尿素的增产效果,以期为江苏淮北地区实现小麦高产高效轻简化生产提供理论依据。结果表明,江麦869和徐麦178的适宜播期分别为10月10～25日和10月10日前后。推迟播期,2个品种孕穗期最大叶面积指数、干物质积累量、高峰苗均呈下降趋势,而收获指数有所增加,茎蘖成穗率在播期10月25日条件下最高。各春季追肥方式中,返青期施用缓释肥可有效增加最大叶面积指数,促进小麦干物质积累,因而增产效果显著优于其他3种处理,且不必等雨或灌水施肥,简化了春季追肥程序。     

不同播期对春小麦产量及蛋白质含量的影响研究

试验研究春小麦分期播种不同发育阶段气候因子对其生长发育、产量及品质的影响结果表明 ,哈尔滨地区春小麦适宜播期为 4月中旬后期 (4月 14～ 2 1日 ) ,此时播种有利于春小麦籽粒产量和蛋白质含量的提高     

宽幅播种提高不同播期小麦产量与氮素利用率

为明确在较宽播期范围内可实现小麦高产高效稳产的播种方式及其理论基础,采用宽幅播种和常规条播2种播种方式,设计10月3日(早播)、10日(传统播期)、17日(晚播)和24日(再晚播)共4个播期处理(分别用D1、D2、D3、D4表示),研究了播种方式与播期互作对小麦产量和氮素吸收利用的影响。相对于常规条播,宽幅播种通过提高单位面积分蘖数和穗数,平均提高产量16.68%;通过提高氮素吸收效率(吸氮量/供氮量)、稳定或提高氮素利用效率(产量/吸氮量),平均提高氮素利用率(产量/供氮量)16.64%。随播期推迟,2播种方式下单位面积穗数、单穗籽粒质量分别呈降低和升高趋势,相对于D1和D2播期,宽幅条件下D3、D4播期的成熟期穗数下降比例显著低于条播,并与其单穗籽粒质量提高的比例相当,进而实现9.00 t/hm2水平的高产稳产;常规条播下晚播因穗数大幅下降导致减产,平均减产0.34 t/hm2。随播期推迟,2播种方式下氮素吸收效率和氮素利用效率分别呈降低和升高趋势,相对于D1、D2播期,宽幅条件下D3、D4播期氮素吸收效率下降的幅度与氮素利用效率提升的幅度相当,因此仍可维持较高的氮素利用率;常规条播下晚播处理氮素吸收效率下降的幅度显著高于氮素利用效率提升的幅度,进而导致氮素利用率平均降低1.01 kg/kg。相对于常规条播,小麦生产上采用宽幅播种,在高产高效的同时可实现较宽播期范围内产量和氮素利用率的稳定。     

肥密水平对不同基因型冬小麦籽粒灌浆特性的影响

为确定施肥量和种植密度对不同品种小麦灌浆特性的影响, 采用多因素随机区组设计试验方法, 对优质冬小麦"陇鉴301"、"宁麦5号"和"1R17"的籽粒灌浆特性进行了研究, 应用Logistic方程对灌浆进程进行了拟合, 并就施肥量、种植密度和品种3因素进行了方差分析.结果表明:不同肥密水平下小麦灌浆进程符合Logistic生长曲线, 呈"慢-快-慢""S"型变化.肥密水平对3品种12项灌浆参数均产生影响, 但影响的具体参数和影响程度因品种而异.在高密度高肥处理下, "陇鉴301"、"宁麦5号"较为适应, 产量最高(4 188.09 kg·hm-2, 3 789.89 kg·hm-2);高密度中肥处理下, "1R17"最为适应, 产量最高(3 018.18 kg·hm-2), 且灌浆过程达到最佳状态.不同品种肥密互作效应达极显著水平, 具有正向的互作值.为提高小麦产量, 生产上应依据不同基因型品种的特性来确定施肥量和种植密度.     

冬小麦土壤电导率与其产量的相关性

以冬小麦品种京冬12为试验对象,采用1：5土水浸提液的方法在整个冬小麦生长周期测量了土壤电导率。冬小麦产量由带有全球定位系统的联合收割机获得,定位系统可以记录小区位置。使用统计方法对冬小麦在不同生长期的土壤电导率和产量进行了相关分析,线性分析结果表明冬小麦在抽穗期以后两者间有一定线性关系。建立了冬小麦在抽穗期、乳熟期和灌浆期土壤电导率值和产量的关系模型,模型的决定系数R2均大于0.630,其中灌浆期模型的决定系数最高达到0.678,表明应用土壤电导率建立产量预测模型可以得到较好的结果。试验结果表明,土壤电导率作为一种复杂的土壤理化参数,可以作为土壤生产潜力的评价指标,可以用来评估作物产量、定义管理区和为精细农业提供变量处方管理。     

不同产量水平下小麦倒伏与茎秆力学特性的关系

为探讨晋中晚熟冬麦区高产与倒伏的矛盾,研究小麦基部茎节形态结构与抗倒力学的关系,该文采用SAN-CMT6104微机控制电子万能材料测试仪,对大田不同产量水平及倒伏程度下的小麦基部第2茎节进行了弯折力、惯性矩、弹性模量、抗弯刚度和弯曲强度等生物力学指标的测定。结果表明：不同产量水平随基本苗的过量增加,拔节期最高分蘖峰值的增加,群体倒伏时间提早,面积加大。虽然成穗数差异不大,但穗粒数降低,特别是千粒质量明显降低,产量递减。表明受该地区自然条件与种植制度的制约,合理的基本苗（450万/hm2左右）,通过返青后适期适量的水肥调控,保持稳健的最高分蘖数是关系高产不倒的两个重要的群体临界指标。研究明确了倒伏与基部第2茎节形态结构、株高、节间距与力学指标弯折力、惯性矩、弹性模量、抗弯刚度、弯曲强度都呈负相关。而茎秆干质量、茎秆外径、壁厚与弯折力、惯性矩、弹性模量、抗弯刚度、弯曲强度都呈正相关。说明随着基本苗的过量增加与拔节最高茎蘖数的增加,基部茎秆力学负荷降低,就会发生倒伏。研究筛选出与茎节抗倒、群体质量、植株形态结构以及产量结构关系密切的两个力学指标,即“弯曲强度”与“弹性模量”,可作为抗倒育种或株型育种以及高产群体架构设计的参考指标。