春小麦碳同位素分辨率等性状的遗传分析

为明确春小麦水分利用效率相关生理性状及重要农艺性状的遗传组成,以宁春4号和Drysdale及二者杂交构建的F2群体为材料,采用P1、P2、F1、F2四世代联合分离分析法研究了旗叶稳定性碳同位素分辨率及穗粒重、株高、穗下节长度等性状的遗传模型。结果表明,春小麦旗叶稳定性碳同位素分辨率符合加性-显性-上位性多基因混合遗传模型,无主基因存在;穗粒重符合1对加性-显性主基因+加性-显性-上位性多基因混合遗传模型;株高符合2对等加性主基因+加性-显性多基因混合遗传模型;穗下节长度符合2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因混合遗传模型。     

碳同位素分辨率与小麦光合生理指标的关系

为了解碳同位素分辨率(Δ)与小麦光合生理指标的关系,以洛旱6号和西农389的154个F4代株系中的24个高Δ株系和24个低Δ株系及亲本为供试材料,分析了陕西杨凌和永寿两种不同雨养环境条件下小麦籽粒Δ与灌浆期叶片光合生理指标的相关性,并对高、低Δ材料间光合生理指标和产量进行了比较分析。结果表明,在降雨较多的杨凌地区,高Δ株系表现出高的籽粒产量;在降雨较少、相对干旱的永寿地区,高、低Δ株系间籽粒产量差异不显著,但低Δ株系表现出低的气孔导度。在杨凌生态条件下,灌浆中期籽粒Δ与叶片蒸腾速率、光合速率、气孔导度和Ci/Ca生理指标的相关性在小麦整个灌浆期最为显著;在永寿生态条件下,灌浆中期籽粒Δ与蒸腾速率和Ci/Ca均相关显著。说环境条件影响小麦籽粒Δ与光合生理指标的关系。     

小麦碳同位素分辨率与叶片气孔相关指标的关系

为了探讨气孔相关指标替代碳同位素分辨率(△)作为评价指标的可行性,测定了56个小麦品种(系)的碳同位素分辨率(△),并分析了灌浆期不同阶段气孔相关指标与△值的相关性.结果表明,小麦旗叶和籽粒的△值均具有较好的遗传稳定性;灌浆中后期小麦旗叶的气孔导度和叶面温度都与△值有较强的相关性.因此,在育种中,可以通过测定灌浆中后期小麦旗叶的气孔导度和叶温代替△值对材料的蒸腾速率进行初步选择.     

不同基因型冬小麦冠层温度与产量性状的关系

为分析小麦冠层温度与产量性状的关系,选用55个不同基因型冬小麦品种(系),在灌溉条件下研究了不同冬小麦基因型产量性状,冠层温度差异及二者的相关性.结果表明,基因型间冬小麦的冠层温度在开花期、花后7 d、花后21 d和花后28 d均存在极显著差异.除花后21 d外,不同测量时期在重复间也均有极显著差异.开花期和花后21 d的冠层温度分别与穗数和穗粒数呈显著相关,灌浆期间冠层温度与千粒重呈显著或极显著相关.冠层温度与产量的相关性依次为花后7 d>花后21 d>开花期>花后28 d>花后14 d>抽穗期,其中花后7 d和21 d的冠层温度与产量呈极显著相关(P<0.01).冠层温度在灌浆中后期持续偏低与冬小麦绿叶功能和衰老机制的延缓有密切关系,可用于鉴定冬小麦产量潜力.     

不同春小麦品种碳同位素分辨率和叶绿素含量的差异及其与抗旱性的关系

为了研究不同春小麦品种年际间碳同位素分辨率（Δ）的稳定性及其与叶绿素含量的关系,选择不同生态区的小麦品种,分析不同年份不同品种Δ及不同部位Δ的差异,并分析了Δ与叶绿素含量的关系。结果表明,不同年份同一品种的Δ差异很小,稳定性好,同一年份不同品种的Δ差异较大,旱地小麦品种的Δ低于水地小麦品种。同一品种不同部位Δ存在较大差异,叶片Δ与茎秆Δ很接近,且高于籽粒Δ。不同品种的叶绿素含量差异较大,旱地小麦品种的叶绿素含量低于水地小麦品种,Δ与叶绿素含量呈极显著正相关。     

不同基因型玉米冠层温度与产量和水分利用效率的关系

2007年在甘肃陇东旱塬利用红外测温仪研究了19个基因型玉米冠层温度与产量、水分利用效率的关系。结果表明,不同基因型玉米在子粒灌浆期存在着冠层温度高度分异的现象,其差异可反应在产量和水分利用效率的不同上。无论灌浆初期还是中期或后期,旱地玉米产量、水分利用效率与冠层温度呈极显著的负相关(R²= 0.445～0.634),并且随着灌浆期推移,相关性增大。表明灌浆期冠层温度偏低的品种具有较高产量和水分利用效率,冠层温度可作为高产节水品种田间筛选的指标。     

水稻开花期冠层温度与土壤水分及产量结构的关系

在开花期对水稻进行不同梯度水分胁迫处理,研究了水稻开花期冠层温度与土壤水分状况及产量结构之间的关系。 水稻开花期冠层温度一般低于气温,但土壤含水量对冠层温度有显著影响,土壤含水量越低,水稻冠层温度越高,冠气温差绝对值越小,并且在13：00时冠气温差与对照差别最大,认为13：00可以作为测定冠气温差的最适时间。通过对开花时间进行观察,发现土壤含水量最低的处理,植株开花高峰提前,开花时间集中在花期的最初3 d,其平均穗长较小,穗重较轻;而土壤含水量较高的处理与对照一致,开花时间主要集中在花期中间时段,平均穗长较大,穗重较重。土壤含水量越低,每穗饱粒数越少。     

旱地冬小麦灌浆期冠层温度与产量和水分利用效率的关系

为给抗旱节水品种的快速鉴定和筛选提供科学依据,在甘肃陇东旱塬利用红外测温仪测定了23个冬小麦品种的冠层温度,并分析了其与产量、水分利用效率的关系.结果表明,不同基因型小麦在籽粒灌浆期存在着冠层温度高度分异的现象,其差异可反映在产量和水分利用效率上.无论灌浆初期还是中期或中后期,旱地冬小麦产量、水分利用效率与冠层温度均呈极显著的负相关,并且随着灌浆过程的推移,相关性增大.这表明,灌浆期冠层温度偏低的品种具有较高的产量和水分利用效率,冠层温度可作为旱地高产节水小麦品种田间筛选的指标.     

基于Voxler的棉花冠层温度空间分布的应用

棉花冠层温度信息与作物的水分状况密切相关,是对作物水分进行快速诊断,从而提高水分利用效率的关键指标。本研究利用田间机器人获取棉花冠层内不同空间位置的叶片温度和空气温度等参数,用Voxler软件进行后期数据分析,构建棉花冠层温度空间模型,可为作物实时状况的精确诊断提供理论依据,为今后开展精准灌溉研究提供参考。     

不同灌水条件下春小麦不同器官碳同位素分辨率与产量的相关性 国家自然科学基金项目(31060190)；宁夏回族自治区科技攻关项目；宁夏回族自治区国际合作项目；澳大利亚国际农业研究中心(ACIAR)项目(CIM/2005/111)；宁夏回族自治区自然科学基金项目（NZ12259）。

为确定碳同位素分辨率（Δ¹³C）用于春小麦高产节水品种选育的最佳测定时期和器官,以2个小麦地方品种、14个育成品种(系)和2个引进品种为试验材料进行不同灌水处理,分析了小麦旗叶、茎秆和籽粒Δ¹³C值的差异及其与产量的相关性。结果表明,同一品种不同部位Δ¹³C存在较大差异,籽粒Δ¹³C均低于开花期旗叶和基部秸秆、成熟期旗叶和基部秸秆的Δ¹³C。小麦材料相同部位的Δ¹³C在中度水分胁迫处理（T2）下低于其他灌水处理(T1 、T3和T4),在T2和轻度水分胁迫处理（T3）下,拔节期旗叶Δ¹³C与产量均呈显著负相关;在T3处理下,成熟期籽粒Δ¹³C与产量呈显著正相关。     

不同小麦基因型灌浆期冠层和叶面温度与产量和品质关系的初步分析

为了进一步探讨冠层温度作为衡量小麦代谢功能的指标在小麦品种(系)的选择和高产栽培中的作用,选用我国河北、河南、山东、陕西、山西、安徽、四川、江苏8省的8个小麦品种在河南省种植,并对其冠层温度、叶面温度与产量、品质进行相关分析。结果发现,在河南省生态条件下,小麦整个灌浆期间冠层温度与小麦产量及其主要构成因素大部分呈负相关,只有穗粒数在灌浆始期和中期呈微弱的正相关;籽粒蛋白质、面粉蛋白、出粉率、断裂时间、拉伸面积、延伸性与整个灌浆期间冠层温度的总和及各时期冠层温度呈正相关,而耐揉指数和弱化度与冠层温度总和及各时期温度呈负相关。冠层叶面温度与产量和品质的相关关系与冠层温度基本一致。     

耐密性玉米冠层结构对密度的响应

以华美1号和郑单958为材料,以1.5万株为梯度,共设置12个密度处理,种植密度自1.5万株/hm~2增至18万株/hm~2,研究探讨高产高效春玉米的冠层结构特征和光合特性。结果表明,华美1号在12.0万株/hm~2时产量达到最高,为15 912.8 kg/hm~2;郑单958在6.0万株/hm~2时产量最高,为13 685.9 kg/hm~2。在适当高的种植密度内(华美1号为9.0万~13.5万株/hm~2,郑单958为6.0万~9.0万株/hm~2),华美1号吐丝期最大LAI达4.19~5.30,群体穗位层透光率达17.57%~23.79%;郑单958吐丝期最大LAI达4.71~6.54,群体穗位层透光率达17.77%~23.66%。冠层内透光率、叶夹角、茎粗、叶片厚度、净光合速率和叶绿素相对含量均随密度增加而不同程度下降。华美1号穗位层及穗位层以上LAI占全株叶面积比例高,叶片小而厚,穗位层透光率好,各项冠层指标不同程度优于郑单958。     

春播与复播油葵产量形成及群体生理参数比较研究

在新疆石河子地区,在滴灌、种植密度和田间配置方式相同的条件下,比较了春播与复播油葵品种新葵20号产量形成及群体生理参数。结果表明,春播条件下,生育期、生物产量、籽实产量、收获指数分别为97d、9271.9 kg/hm2、4349.0 kg/hm2、0.47,复播条件下则分别为 94d、14413.5 kg/hm2、4106.4 kg/hm2、0.35。春播和复播的最大叶面积指数（LAImax）分别为4.54和5.52。每公顷春播的光合势(LAD)为93.25m2?d,开花后占77.6%;复播则为94.12m2?d,开花后占82.9%。春、复播全生育期平均净同化率（NAR）分别为3.67、5.26g/(m2?d)。采用更早熟的品种,提早播种,使灌浆提前,加之使用植物生长调节剂以增强光合产物向籽实转移,有望进一步提高复播油葵产量。     

稀播春小麦叶面积动态变化及产量构成特点研究

为了分析春小麦的生长发育规律及产量构成因素的变化,依品种的特征特性及环境关系,选用旱肥型的新克旱9号、抗旱型的东农7742、水肥型的克丰4号和耐湿型的克涝3号4个不同生态类型小麦品种,在稀播条件下对叶面积的动态变化和产量形成特点进行了系统研究,结果表明,旱肥型新克旱9号的总叶面积峰值最高,为360 cm2,显著高于其它类型。旱肥型、抗旱型品种新克旱9号、东农7742的旗叶面积峰值高于其它两个品种,其叶面积对产量的作用较水肥型、耐湿型品种明显;旱肥型品种新克旱9号株高、株穗数及千粒重对产量作用关系较大,抗旱型品种东农7742株穗数、千粒重对产量影响较大,水肥型品种克丰4号株穗数对产量作用大,耐湿型品种克涝3号的株穗数、主穗粒数和千粒重与产量关系密切。     

施氮量对强筋春小麦氮素代谢、产量和品质的影响

为给春小麦合理施肥提供依据,在肥力中等的土壤上设置了不同施氮水平的春小麦肥料试验,对东北地区春小麦氮素代谢特性、氮素与春小麦产量和品质的关系进行了研究。结果表明,施氮量对产量的影响呈二次曲线关系,y=2024．2＋24．095X-0．0958X^2（R^2=0．9856,P=0．0039）。获得春小麦最高产量的施氮量为125．8kg／ha,产量达3539．3kg／ha;最佳经济施氮量为107．5kg／ha,产量这3507．3kg／ha。在一定氮肥用量范围内,随着施氮量的增加,小麦叶绿素含量和硝酸还原酶活性（NRA）均呈增加趋势,小麦品质特性也得到了明显改善。处理间相比,以施氮量120kg／ha处理的小麦籽粒品质及面团流变学特性表现较好,小麦籽粒蛋白质、淀粉、湿面筋含量及沉淀值分别为17．3％、64．7％、42．5％和65．2mL。因此,在肥力中等的土壤上,为获得春小麦的最佳产量与品质,氮肥施用量应控制在120kg／ha左右。     

氮素施用方式对春小麦花后叶片衰老与产量的影响

为进一步了解氮肥运筹对春小麦衰老及产量的影响,以春小麦宁春4号为材料,将151．5kg／ha的追氮量分别采取三叶期与孕穗期的不同追氮比例（分别为7：3、5：5、3：7）,研究春小麦开花后各生理指标的变化。结果表明,随着氮肥后移量的增加,开花后旗叶叶面积指数、叶面积持续期、净光合速率、旗叶气孔导度、POD活性都表现为增加的趋势。单株成穗数表现为7：3处理的最高,但小穗数、穗粒数、千粒重降低,不利于最终产量的形成;5：5和3：7处理的产量构成因素相关不大,但3：7处理的产量性状均优于其他处理。由此可见,适当加大生育中后期追氮比例可明显延缓春小麦叶片的衰老进程,有利于增加籽粒灌浆期光舍产物的形成和积累并提高籽粒产量。