蛋白质含量不同的春小麦开花后籽粒内源激素的变化

利用蛋白质含量和产量不同的３个春小麦品种,在盆栽条件下,研究了开花后籽粒内源激素活性的变化方式,结果表明：３个品种籽粒发育期间ｉＰＡ含量变化方式基本一致,但低蛋白品种出现峰值后,下降的速率明显高于高蛋白品种,而且含量最低水平的出现时期比高蛋白品种提前１０ｄ;ＧＡ含量变化呈双峰曲线,ＩＡＡ含量为单峰曲线;高蛋白品种的ＩＡＡ峰植显著高于其他两个品种,而低蛋白品种的ＡＢＡ峰植显著高于高蛋白品种。初步认为     

水热条件对高海拔地区旱地春小麦籽粒增长的影响

为了探索气候条件变化对农作物生长发育的影响,2009-2010年采用分期播种研究了高海拔旱作区不同气候背景下春小麦籽粒增长对水、热条件变化的响应。结果表明,在高海拔地区春小麦籽粒增长呈"S"型变化,最大增长量出现在乳熟期前后。灌浆期间积温、降水量与累积生长量相关达极显著水平。在春小麦籽粒增长期间,积温每增加50℃.d,累积生长量增加2.3g.株-1.d-1,降水量每增加10mm,累积生长量增加1.4g.株-1.d-1。灌浆期间0～100cm土层有效水分贮存量与春小麦千粒重相关达显著水平,0～10cm土层有效水分贮存量每增加10mm,小麦千粒重增加3.6g。灌浆日数与最终千粒重相关达极显著水平,灌浆日数每增加1d,最终千粒重增加0.01g,灌浆时间延长千粒重增加。不同播期最终千粒重与实测产量相关系数为0.916,相关达极显著水平,千粒重每增加1g,产量增加81.73kg.hm-2。根据籽粒增长特点和不同气候条件提出了种植应对措施。     

水肥耦合对春小麦灌浆期光合特性及产量的影响

利用可精确控制水分条件的水肥平衡场，在不同水肥耦合处理的条件下，研究了水肥耦合对春小麦光合特性及产量与蛋白质含量的影响。结果表明，不同水肥耦合处理的条件下，春小麦灌浆期的光合速率不同，其中，增施有机肥的处理的光合速率高于不施有机肥的无机肥处理，且光合速率衰减率较小，表现出良好的产量潜力，尽管仅施化肥的处理在充足水分条件下光合速率衰减较自然水处理减缓慢，但却没有表现也明显的产量差异；光合速率不是增施有机肥处理间蛋白含量差异的原因。在自然降水条件下，有机、无机肥配合施用可使春小麦既高产又优质。     

不同小麦品种对灌浆期高温的响应差异

为探究小麦对花后高温的生理响应,以黄淮海地区的16个小麦品种为材料,测定灌浆期高温对小麦旗叶可溶性蛋白质含量、可溶性糖含量、丙二醛(MDA)含量及超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响,分析千粒重和产量的变化,并比较品种灌浆后期抗高温能力的差异。结果表明,高温处理7d后小麦旗叶可溶性蛋白质含量、可溶性糖含量和SOD活性均高于田间自然生长小麦(对照),而MDA含量则低于对照;高温处理15d后小麦旗叶可溶性蛋白质含量、MDA含量和SOD活性较对照明显升高,而可溶性糖含量则下降。高温处理后各品种千粒重和产量均降低,豫麦49-198和郑麦366产量显著降低。相关分析、主成分分析、隶属函数法和聚类分析结果表明,济麦22和石麦19灌浆期耐热性均较高;旗叶可溶性蛋白质含量、可溶性糖含量和籽粒千粒重3项指标可作为小麦耐热性评价指标。     

施肥和群体密度对春小麦产量与品质形成的调控效应

为给春小麦养分科学管理提供参考,采用大田小区试验,以春小麦品种龙麦26和克旱16为材料,研究了肥料施用量对小麦不同密度群体籽粒产量与品质形成的调控效应。结果表明,施肥与群体密度对春小麦产量具有明显的互作效应。低施肥水平下,春小麦产量随群体密度的增加而增加;中高施肥水平下,产量随群体密度增加出现波动,但均高于低施肥水平的产量。群体密度的增加降低了收获穗数饱和度、穗粒数及籽粒面筋含量,但增加了籽粒容重;施肥量的增加提高了穗粒数、千粒重和面筋含量;群体密度和施肥量对小麦加工品质的影响较为复杂,且对不同基因型品种的调控效应不同。     

不同覆膜栽培方式对旱作春小麦土壤温度和籽粒产量的影响

为了解不同覆膜方式对西北黄土高原旱作春小麦的调温和增产效果,以露地穴播为对照,研究了全膜平作覆土穴播、全膜垄沟覆土穴播和全膜平作无土穴播对春小麦生育期土壤温度和籽粒产量的影响。结果表明,在春小麦不同生育时期,覆膜处理存在增温和降温的双重效果。地膜覆盖在春小麦生长初期有明显的增温效果,0~25 cm土层的平均温度比对照提高0.31~0.93 ℃,其中春小麦苗期全膜垄沟覆土穴播处理在5 cm土层的温度最高,比露地穴播处理提高了0.80 ℃。在春小麦扬花期和灌浆期,覆膜处理下0~25 cm土层的温度分别比对照降低了0.25和0.43 ℃,全膜平作无土穴播处理的降幅最大,分别达到0.63和0.89 ℃。3种覆膜栽培处理0~25 cm土壤温度的变异系数（18.24%~20.33%）均低于露地穴播处理（20.50%）,以全膜垄沟覆土穴播处理的土壤温度波动最小。不同覆膜穴播处理间的单位面积穗数和穗粒数有显著差异,分别比露地穴播处理增加了4.07%~6.60%和3.00%~15.53%,而千粒重差异不显著。全膜平作覆土穴播、全膜垄沟覆土穴播和全膜平作无土穴播处理均可使春小麦显著增产,增产率分别为21.08%、21.92%和9.64%,前两个覆膜处理间产量差异不显著,但二者产量均显著高于全膜平作无土穴播处理。因此,在本试验条件下,全膜垄沟覆土穴播和全膜平作覆土穴播是旱作春小麦实现高产的最佳覆膜栽培方式。     

灌浆成熟期温度对水稻籽粒淀粉合成关键酶活性及品质的影响

 选用蒸煮食味品质不同的3个粳稻品种，利用温室高温和自然常温，研究了灌浆成熟期温度对水稻籽粒淀粉合成关键酶活性及蒸煮食味品质的影响。结果表明，灌浆成熟期高温条件下，水稻籽粒蛋白质含量提高，直链淀粉含量和味度值降低，劣质品种提高或降低的程度大于优质品种；RVA谱特性对灌浆成熟期温度的反应因品种和特性而异；灌浆过程中，籽粒ADPG焦磷酸化酶、可溶性淀粉合成酶和淀粉分支酶活性随灌浆进程，酶活性逐渐增加，达到峰值以后，酶活性又逐渐下降，呈单峰曲线，但不同品种酶活性达到峰值的时间和同一时期的酶活性大小有差异；ADPG焦磷酸化酶和可溶性淀粉合成酶的活性表现对温度的影响反应较为迟钝，而淀粉分支酶活性表现对温度变化的反应较为敏感，温度过高过低都降低该酶活性。     

灌水对不同春小麦品种产量形成及水分利用效率的影响

为给宁夏引黄灌区春小麦节水栽培提供理论依据,以6个春小麦品种(宁春4号、宁春50号、宁春47号、宁春39号、H2038和H2127)为材料,研究了二棱水(W1)、二棱水十拔节水(W2)和二棱水十拔节水十开花水(W3)3种灌水条件下春小麦产量形成及水分利用效率的差异.结果表明,灌水较少条件(W1、W2)下,宁春50号、宁春4号、H2038籽粒产量的主要物质来源于开花前营养器官贮藏同化物在花后的转运,而H2127、宁春47号、宁春39号则主要来源于开花后光合产物积累;增加灌水(W2、W3处理)有利于各春小麦品种开花前营养器官贮藏同化物向籽粒的转运,促进花后光合产物累积.增加灌水可明显增加H2038、宁春4号叶绿素含量,而后期适度灌水(W3处理)能增加宁春50号、宁春39号叶绿素含量;6个品种中,宁春47号、H2127受灌水影响较大.在生育中后期缺水条件(W1处理)下,宁春50号、宁春47号、H2127能保持较高叶面积系数;H2038、宁春4号叶面积系数随着生育后期灌水次数的增加而升高.在不同灌水条件下,籽粒产量与水分利用效率的变异系数为W1＞W3＞W2;同一灌水条件下H2038、宁春4号、宁春50号、宁春39号的籽粒产量、水分利用效率、灌水利用效率、抗旱指数均显著高于宁春47号和H2127,收获指数亦较高.综合考虑籽粒产量、水分利用效率、灌水利用效率,H2038、宁春4号、宁春50号、宁春39号是高产、高水分利用效率及节水品种,二棱水十拔节水是春小麦获得高产和高水分利用效率的最佳灌水模式.     

春季不同时期低温对小麦光合特性和粒重形成的影响

为探讨春季低温导致小麦粒重下降的生理机制,以春性品种扬麦16和半冬性品种徐麦30为材料,分别于倒二叶出生期、孕穗期和开花期对小麦进行人工气候室低温处理,研究不同时期低温对小麦光合生理特性、干物质积累和转运及强、弱势粒粒重形成的影响。结果表明,不同时期低温对叶片SPAD值的影响均表现为低温处理开始至结束后3 d持续下降,结束后6～9 d逐渐回升,两品种在低温处理结束当天和处理后3 d均以孕穗期低温处理下SPAD值降幅最大。不同时期低温处理显著降低叶片净光合速率和气孔导度,并影响花前干物质转运和花后干物质积累。与孕穗期、开花期低温处理相比,倒二叶出生期低温处理显著降低小麦花前干物质转运量,但提高花后干物质积累及其对籽粒产量的贡献率,千粒重降幅最小,扬麦16和徐麦30分别仅为4.49%和4.20%。不同时期低温处理下小麦强势粒粒重的降幅均小于弱势粒,倒二叶出生期低温处理下弱势粒粒重降幅显著低于孕穗期和开花期低温处理。相关性分析表明,低温胁迫下小麦平均千粒重和强势粒粒重相关性不显著(r=0.319,P>0.05),但与弱势粒粒重显著相关(r=0.691,P<0.05)。综上,春季低温胁迫主要通过影响小麦开花前后的光合作用和同化物向籽粒的转运,限制弱势粒的灌浆充实,最终导致粒重下降。     

Effects of Restricted Water Availability and Increased Temperature on the Grain Filling, Drying and Quality of Winter Wheat

Experiments in controlled environments examined the effects of the timing and severity of drought, and increased temperature, on grain development of Hereward winter wheat. Environmental effects on grain specific weight, protein content, Hagberg Falling Number, SDS-sedimentation volume, and sulphur content were also studied. Drought and increased temperature applied before the end of grain filling shortened the grain filling period and reduced grain yield, mean grain weight and specific weight. Grain filling was most severely affected by drought between days 1–14 after anthesis. Protein content was increased by stresses before the end of grain growth, because nitrogen harvest index was less severely affected than was dry matter harvest index. Hagberg Falling Number was increased to the greatest extent by stresses applied 15–28 days after anthesis. Treatment effects on grain sulphur content were similar to those on protein content, such that N:S ratio was not significantly affected by drought nor temperature stresses. The effects of restricted water on grain yield and quality were linearly related to soil moisture between 44 and about 73% field capacity (FC) from days 15–28. Drought stress (but not temperature stress) before the end of grain filling decreased SDS-sedimentation volume relative to drought applied later.     

小麦花后淹水胁迫对根区土温及籽粒灌浆的影响

为了探讨淹水对花后冬小麦根区土温及籽粒灌浆的影响,在淮北平原涝渍易发地河南商丘市,对处于花后灌浆阶段的冬小麦进行淹水试验。结果表明,淹水使小麦百粒重降低,花后灌浆阶段淹水1 d、3 d和5 d使乳熟期的小麦百粒重比非淹水处理分别降低6.93%、10.35%和10.31%;淹水使小麦灌浆速率受到抑制,淹水5 d、3 d、1 d和CK的平均单粒灌浆速率分别为1.36、1.39、1.52和1.61 mg·d^-1,淹水超过5 d使小麦的乳熟时间推后。淹水使10~40 cm土层间温差变小,淹水时间越长,10~40 cm土温降低越多,淹水结束后土温回升也越快。花后淹水使小麦干物质量及籽粒产量降低,淹水5 d以上使小麦地上、地下部分干物质量显著降低。因此,小麦花后灌浆阶段淹水会影响根区环境和地上部干物质的形成,并最终影响籽粒灌浆及产量。     

春小麦籽粒灌浆期蛋白质含量动态变化规律的定量分析

以3个不同品质类型春小麦为材料,在设定不同肥力和气象条件等环境因子影响试验的基础上建立灌浆期籽粒蛋白质含量动态变化的曲线拟合方程,以定量揭示籽粒蛋白质含量的动态变化过程与规律。结果表明,籽粒蛋白质含量随时间动态变化规律符合三次多项式曲线,即蛋白质含量变化呈现自开花始先降低而后增加的凹性曲线变化。方程的各特征量具有相应的籽粒蛋白质含量动态变化的生物学意义;基因型与环境因素对籽粒蛋白质含量动态变化的影响通过方程的系数和特征量而体现。灌浆期籽粒蛋白质含量的动态变化过程中,不同基因型具有不同特点,且基因型间的关系也随之发生动态变化。     

新疆春小麦籽粒性状与磨粉品质及其关系研究

为给新疆春小麦籽粒性状和磨粉品质的遗传改良提供理论依据,对386份新疆春小麦材料(55个地方品种、207个自育材料和124个引进材料)的籽粒性状与磨粉品质及其关系进行了研究。结果表明,不同来源春小麦材料的籽粒性状和磨粉品质各有优劣。386份供试材料的千粒重为37.48 g,容重为737.76 g·L~(-1),籽粒硬度为54.71,粒径为2.88 mm,籽粒蛋白含量为15.95%,出粉率为53.06%,灰分为0.54%,L~*值为96.86,a~*值为-1.16,b~*值为9.83。整体而言,籽粒蛋白质含量、L~*值较高;籽粒硬度较低,a~*值和b~*值较高,三者的变异系数较大,分别为22.26%、25.86%和15.67%,具有较好的改良潜力。籽粒性状与磨粉品质关系密切,其中千粒重、粒径与灰分含量呈极显著负相关,籽粒硬度、籽粒蛋白含量与灰分含量呈显著正相关,千粒重、粒径与L~*值呈显著负相关,与a~*值呈显著正相关,籽粒硬度与a~*值呈显著负相关,容重、粒径与b~*值呈显著或极显著正相关。昌春3号、伊春4号、中作8131、新春26号、新春33号等可用于新疆春小麦籽粒性状和磨粉品质改良的优选品种(系)。     

氮肥与生物质炭配施对春小麦生长、产量及品质的影响

为了解氮肥和生物质炭配施对北疆灌区春小麦生长、产量及品质的影响,采用随机区组试验设计,以春小麦品种新春37号为供试材料,设置3个氮肥水平[不施氮肥(N0:0 kg·hm^-2)、常规施氮(N1:300 kg·hm^-2)、减量施氮(N2:255 kg·hm^-2)]和4个生物质炭水平[不施生物质炭(B0:0 kg·hm^-2)、低量生物质炭(B1:10×10³ kg·hm^-2)、中量生物质炭(B2:20×10³ kg·hm^-2)、高量生物质炭(B3:30×10³ kg·hm^-2)],分析了不同处理下春小麦干物质积累与转运特性、籽粒产量及品质指标的差异。结果表明,生物质炭与氮肥配施可增加春小麦单株干物质积累量,提高花前同化物转运量、转运效率和对籽粒产量的贡献率,促进籽粒灌浆和产量形成,改善加工、营养品质。对小麦生长、品质及产量指标进行综合分析,减量施氮配施中量生物质炭(N2B2)...     

早春低温之前喷施外源调控物质对冬小麦的干物质转运、产量和品质的影响

为明确外源调控物质对冬小麦早春低温抵御能力的调控效应,以济麦22为试验材料,在拔节期倒春寒来临前以喷施清水为对照（CK）,设喷施氨基酸水溶肥（200倍液,T1）、蔗糖（500倍液,T2）、0.004%芸苔素内酯（800倍液,T3）及其等倍混合液（200倍液氨基酸水溶肥+500倍液蔗糖+800倍液芸苔素内酯,T4）4个调控处理,分析了拔节期发生倒春寒条件下不同调控处理间冬小麦干物质积累、转运、分配、产量及其构成和籽粒品质的差异。结果表明,T4处理下冬小麦开花期、成熟期干物质积累量较CK显著增加,且成熟期籽粒、穗轴及颖壳、茎鞘及叶的干物质积累量均高于其他处理;T2、T3、T4处理使小麦结实率均显著提高;T4处理在不降低穗粒数和穗数的前提下,显著提高千粒重和籽粒产量;T1处理有利于提高小麦籽粒蛋白质含量。由此得出,在冬小麦拔节期倒春寒来临前,喷施氨基酸水溶肥+蔗糖+0.004%芸苔素内酯混合液有助于提高小麦抵御低温逆境的能力,实现抗逆稳产。     

增施有机肥对全膜覆土穴播春小麦水分利用和产量的影响

为探究增施有机肥对全膜覆土穴播春小麦水分利用和产量的影响,于2016-2017年在甘肃陇中半干旱区设置田间定位试验,研究全膜覆土平作穴播(PMS)、全膜覆土平作穴播+有机肥(PMO)和裸地平作穴播(CK)3个处理下春小麦田的土壤水分、作物产量及水分利用效率。结果表明,在全生育期,PMO处理0～300 cm土壤贮水量分别较PMS和CK处理高1.30%～13.55%和6.95%～15.39%,SPAD值分别高1.61%～4.33%和6.43%～13.95%,单株生物量分别增加4.98%～16.11%和117.13%～200.00%;与CK相比,PMO和PMS处理均能显著提高春小麦的穗数、穗粒数、千粒重、籽粒产量和水分利用效率,PMO处理提高的幅度更大;PMO处理的籽粒产量分别较PMS和CK处理提高9.11%和53.74%,水分利用效率分别较PMS和CK处理提高26.50%和59.22%。     

不同水分条件下玉米秸秆还田对小麦群体发育和干物质积累及产量的影响

为探究土壤水分与秸秆还田对小麦生长的交互作用,通过防雨棚微区控水试验,研究了不同土壤水分条件下玉米秸秆粉碎翻压还田对小麦群体数量、干物质积累、籽粒产量等的影响。结果表明,干旱条件下,小麦群体数量、叶面积指数、干物质积累量、成穗数和产量显著降低,最大根冠比出现时间推迟至开花期;与秸秆不还田(CK)相比,秸秆还田(RS)处理的群体最大茎数提高了8.5%,灌浆期根冠比增加12.26%,但生育后期的叶面积指数显著降低,穗数、千粒重、产量和收获指数也分别下降5.10%、3.17%、15.46%和8.39%;轻旱和适宜水分条件下,根冠比在拔节期达到最大值,RS处理的群体最大茎数较CK增加12.04%~14.18%;拔节期根冠比显著增加,灌浆期则相反;RS处理的不孕小穗数减少了14.91%~18.98%,穗粒数和产量则分别提高9.18%~26.30%及5.76%~6.96%。在轻旱或适宜水分条件下,秸秆还田可以改善小麦群体质量,协调植株地上部与根系的生长,最终提高籽粒产量;而土壤干旱时不宜进行秸秆还田。     

春小麦籽粒淀粉和蛋白质积累与底物供应的关系

利用产量和蛋白质含量不同的三个春小麦品种,在盆栽条件下,研究了籽粒灌浆过程中淀粉和蛋白质积累与可溶性糖、游离氨基酸含量变化的关系。结果表明,开花后5～20 d三个品种籽粒可溶性糖含量急剧下降,对应时期的淀粉含量快速上升,后期当可溶性糖含量回升时,其相应淀粉含量下降或增加的幅度很小。籽粒游离氨基酸含量随着灌浆进程渐次降低,品种间蛋白质含量的变化与游离氨基酸的变化一致。所有品种淀粉积累速率变化呈抛物线型变化,高产中蛋白品种的淀粉积累速率最高。进一步认为,可溶性糖作为淀粉合成的底物向淀粉的转化可能更多地依赖于籽粒利用和合成能力的大小,而蛋白质积累更多地直接依赖供应源。     

全生育期增温对冬小麦物侯期、产量和水分利用效率的影响

为明确太行山山前平原地区冬小麦生长发育、产量形成及水分利用对气候变暖的响应,以冬小麦品种藁优5218为材料,于2017-2018和2018-2019连续两个冬小麦生长季在旱棚内采用开放式增温系统(free air temperature increase,FATI)模拟气候变暖趋势,分析了FATI的增温效果及全生育期增温对冬小麦物候期、茎秆发育、产量及水分利用效率的影响。结果表明,与自然条件(CK)相比,增温后冬小麦穗分化进程加快,整个生育期缩短4~6 d,主要表现为越冬—拔节期的生育进程缩短,而灌浆期的持续时间延长;增温导致冬小麦茎秆基部变细薄,降低节间横截面维管束数目及木质化程度,增加倒伏风险;增温降低了冬小麦产量和水分利用效率(WUE),两个生长季分别减产10.4%和5.3%,WUE分别下降16.1%和12.7%。因此,气候变暖不利于该区域小麦产量和WUE的提高,可通过栽培管理措施或品种改良来使冬小麦生产系统适应增温趋势,实现稳产提效。