不同类型小黑麦产量形成的光合特性差异

为了明确不同类型小黑麦产量形成的光合特性,以加工型品种东农8809、饲用型品种东农5305和粮饲兼用型品种东农96026为材料,采用随机区组试验,探讨了不同类型小黑麦主要生育阶段叶绿素荧光参数、光合参数、叶绿素相对含量以及产量的差异。结果表明,加工型品种东农8809生育后期PSⅡ最大光化学效率下降幅度大,非光化学系数高,光能消耗大,籽粒产量形成受到限制;饲用型品种东农5303扬花前光合能力较强,生物产量潜力高,花后非光化学淬灭系数增加量大,花后叶绿素相对含量迅速下降,叶片衰老快;粮饲兼用型品种东农96026净光合速率高,开花后叶绿素相对含量降幅小,叶片衰老慢,光化学淬灭系数高,PSⅡ电子传递活性大,成熟期最大荧光产量和最大光化学效率大及籽粒产量潜力高。说明不同类型小黑麦光合特性不同,花后较强的光合能力是籽粒产量高的基础;对于粮饲兼用型小黑麦来说,较小的热耗散释放比例及较高的花后光合能力是其以大穗实现较高籽粒产量的途径。     

外源GA3对小黑麦籽粒灌浆特性及产量的影响

小黑麦籽粒不饱满是制约其应用开发的主要因素。为了解决这个问题,本试验以小黑麦东农8809和东农95-6654为试验材料,研究外源赤霉素(GA3)作用下小黑麦籽粒干物质、灌浆速率及产量的变化,并探讨开花期喷洒外源赤霉素对小黑麦籽粒灌浆特性及产量的影响。结果表明,开花期适量赤霉素处理能提高小黑麦籽粒灌浆速率,加速籽粒灌浆进程,促进干物质向籽粒中运转,进而提高粒重及产量。20 mg·L-1赤霉素喷施调控效果最好。     

不同大豆品种幼苗叶片光合及叶绿素荧光 特性对套作遮荫的响应

选用4个耐荫性有差异的大豆品种为材料,通过与单作比较,研究了不同大豆品种幼苗叶片光合及叶绿素荧光特性对套作遮荫的响应差异。结果表明,套作遮荫提高了大豆叶片叶绿素含量、总叶绿素与类胡萝卜素比值（Chl(a+b)/Car）、胞间二氧化碳浓度（Ci）、水分利用效率（WUE）、叶片初始荧光（Fo）、PSⅡ有效光化学量子产量（Fv′/Fm′）和实际光化学效率（ΦPSⅡ）;使叶绿素a与叶绿素b比值（Chla/b）、类胡萝卜素(Car)含量、净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、气孔限制值（Ls）、蒸腾速率（Tr）、PSⅡ最大光化学量子产量（Fv/Fm）、光化学荧光猝灭系数（qP）、非光化学荧光猝灭（NPQ）呈减小趋势。套作遮荫降低了大豆地上部分干物质积累量,其干物质积累量与Pn呈极显著正相关。耐荫性相对较好的材料,如贡选1号和南豆12在套作遮荫下Pn下降较少,且有着相对较高的Chlb、Car分子组成比例、Fo和Fv/Fm。     

密度和施氮水平对小黑麦叶绿素荧光特性的影响

为了揭示光合作用对种植密度及氮素营养的响应机制,以小黑麦东农5305和东农96026为试验材料,采用PAM210调制叶绿素荧光仪测定了小黑麦旗叶的主要叶绿素荧光参数,研究了种植密度及施氮水平对荧光参数的影响。结果表明,适量施氮和降低种植密度（东农5305密度300万株·hm^-2,施氮水平75 kg·hm^-2;东农96026密度450万株·hm^-2,施氮水平150 kg·hm^-2）可改善小黑麦叶片光合功能,提高最大荧光产量和PSⅡ光能转换效率及PSⅡ电子传递活性,抑制非辐射能量的耗散。说明合理的种植密度及氮素营养可改善小黑麦光合功能,对东农5305的影响较东农96026大。     

化控对不同种植密度下东北春玉米光合特性及产量的影响

选用东农253为试验材料,设5万、6万、7万、8万株/hm2共4个种植密度,于拔节期叶面喷施"玉黄金",研究化控对不同种植密度下东北春玉米叶片光合特性及产量的影响。结果表明,与清水处理相比,"玉黄金"的施用改善了叶片的光合性能,增加了叶片的叶绿素SPAD值和净光合速率Pn,提高最大光化学效率Fv/Fm、实际量子产量Y(Ⅱ)、光化学淬灭系数q P,降低非调节性能量消耗的量子产量Y(NO)、非光化学淬灭系数q N。在7万株/hm2种植密度下,"玉黄金"处理获得最高产量,达11 428.18 kg/hm2。     

开花期喷施表油菜素内酯对豫麦49 蔗糖代谢和产量的影响

以豫麦49为供试材料,在大田试验条件下研究了开花期喷施表油菜素内酯（epi—BR）对小麦蔗糖代谢及其关键酶活性和产量的影响。结果表明,开花期喷施epi—BR提高了旗叶的叶绿素含量,增加了磷酸蔗糖合成酶（SPS）活性和蔗糖含量;增强了籽粒中蔗糖合成酶（SS）活性,加速了籽粒中蔗糖的降解,进而增加了穗粒数、粒重和产量。在本试验条件下,开花期喷施10．0μg／L的epi—BR的处理小区产量比对照提高了8．6％。     

土壤肥力对高产小麦品种烟农1212旗叶叶绿素荧光特性和产量的影响

为了解土壤肥力对小麦旗叶叶绿素荧光特性和籽粒产量的影响,以高产小麦品种烟农1212为材料,比较分析了常年小麦产量水平为12 000和9 000kg·hm-2的高低两种土壤肥力条件下麦田土壤贮水消耗量、小麦旗叶叶绿素含量、叶绿素荧光参数、叶面积指数和籽粒灌浆速率的差异。结果表明:(1)高肥力下小麦全生育期60～100cm土层土壤贮水消耗量显著高于低肥力。(2)相对于低土壤肥力,高土壤肥力显著增加了小麦旗叶开花后21～35d的叶绿素相对含量和实际光化学效率(ΦPSⅡ)、开花后28d和35d的最大潜在光化学效率(Fv/Fm)、光化学猝灭系数(qp)以及开花后14～35d相对电子传递速率(ETR)。高土壤肥力下小麦在孕穗期、开花期、开花后21～35d具有较高的叶面积指数。(3)高土壤肥力可显著提高灌浆中后期的籽粒灌浆速率,显著增加籽粒产量及其构成因素、水分利用效率和氮肥偏生产力。由此可见,高土壤肥力能够改善小麦光合能力,有利于产量形成,进而提高产量和促进水肥高效利用。     

低温驯化及封冻阶段不同冬小麦品种叶绿素荧光参数的比较

为了解小麦品种的抗寒机制,对抗寒品种东农冬麦1号和对照品种济麦22在低温驯化及封冻阶段植株的叶绿素荧光参数进行测定和分析.结果表明,低温驯化阶段对照品种济麦22新叶的最大荧光产量(Fm)、PSⅡ最大量子产量(Fv/Fm)、实际量子产量(yield)、光化学淬灭(qP)显著高于东农冬麦1号,低温驯化结束后济麦22的这些参数迅速降低,显著低于东农冬麦1号新叶相应的值;调查期内东农冬麦1号新叶的初始荧光(Fo)变化稳定,降幅为26.2%,济麦22新叶Fo的降幅为52.8%;两品种老叶的荧光参数值变化趋势接近一致,低温驯化结束后东农冬麦1号老叶的Fm、qN、qP值显著高于济麦22老叶相应的值.在生产上可以利用叶绿素荧光参数对品种抗寒性进行鉴定,鉴定时期为低温驯化期结束、封冻期开始时,鉴定的部位应为植株新叶.     

不同冬小麦品种旗叶叶绿素荧光特性及其对干旱胁迫的响应

为明确不同抗旱性冬小麦品种灌浆期旗叶的叶绿素荧光特性及其与籽粒产量的关系,在防雨棚控水条件下,测定和分析了干旱胁迫后强抗旱性品种晋麦47、弱抗旱性品种偃展4110和中等抗旱性品种矮抗58旗叶荧光参数、籽粒产量和水分利用效率的变化.结果表明,随着先量子密度(PFD)的增加,冬小麦旗叶实际荧光(F)、表观电子传递速率(ETR)和非光化学淬灭系数(NPQ)值逐渐升高,PFD超过189 μmol·m-2·s-2后,F值基本稳定,而光下最大荧光(Fm)值持续降低,导致其他叶绿素荧光参数改变,PFD在189～1 360μtmol·m-2·s-2时Fm变化幅度较大.干旱胁迫降低了小麦旗叶F、Fm、实际量子产量(Yie1d)、ETR、NPQ值.不同品种荧光参数值受干旱胁迫的影响程度不同,偃展4110受影响最大,晋麦47较为稳定.干旱胁迫条件下3个品种的产量差异显著,表现为晋麦47＞矮抗58＞偃展4110.灌浆中期旗叶主要叶绿素荧光参数与产量间具有显著的相关性,可以作为高产品种筛选的生理指标;而干旱处理与适水处理的F比值、Fm比值则与两种水分条件下的产量比值呈显著正相关,可以作为品种抗旱性鉴定的生理指标.     

新小黑麦1号光合速率及叶绿素荧光特性的研究

通过对新小黑麦1号光合速率及叶绿素荧光特性的研究,结果表明,光合速率（Pn）、基础荧光（Fo）随光强的变化呈相同的变化趋势;而光化学效率（Fv/Fm）、最大荧光（Fm）则相反,而在抽穗期与扬花期各参数的值基本相同,在蜡熟期下降较明显。随着生育期的延长,Pn、Fo、Fv/Fm和Fm均有所下降,但在蜡熟期仍有一定的光合作用,显示了小黑麦较好的抗逆性及丰产性。     

小黑麦群体冠层结构及产量构成差异分析

为了解不同类型小黑麦冠层结构及产量构成差异,以加工型品种东农8809、饲用型品种东农5305和粮饲兼用型品种东农96026为材料,采用随机区组设计,探讨了三种类型小黑麦主要生育阶段的平均叶倾角、天空散射辐射透过率、太阳直射辐射透过率、消光系数和叶面积指数的特点。结果表明,加工型品种东农8809的消光系数小,生育后期叶倾角过大,出现漏光现象,这种不合理的冠层结构造成太阳辐射的浪费,使籽粒产量形成受到限制;饲用型品种东农5303的平均叶倾角在营养生长阶段最大,孕穗期降低,营养生长阶段较合理的冠层结构成为其较高叶面积指数形成的基础;粮饲兼用型品种东农96026的平均叶倾角、天空散射辐射透过率和直接辐射透过率均小,消光系数大,冠层结构合理,对光的截获能力强,籽粒产量最高。     

限水灌溉下追氮水平对冬小麦旗叶光合特性及物质运转的影响

为给华北地区冬小麦节水栽培条件下氮肥合理运筹提供理论依据,以高产小麦品种周麦18为供试材料,在大田限水灌溉条件下,设置六个不同氮肥处理［各处理底施和追施氮量（底氮+追氮）分别为：0+0、120+0、120+60、120+120、120+180、120+240 kg·hm^-2］,研究了限水灌溉条件下追氮水平对冬小麦旗叶光合特性及物质运转的影响。结果表明,施氮量120+60 kg·hm^-2时,小麦产量最高,达到8 749 kg·hm^-2。限水灌溉条件下追氮水平对冬小麦旗叶光合特性及物质运转有较明显的调控效应,总体表现为,在0～120 kg·hm^-2范围内,随着追氮量的增加,旗叶净光合速率、气孔导度和叶绿素含量增大,胞间CO₂浓度降低,延缓了旗叶的衰老进程,延长了光合功能期,有利于光合产物的积累,而过高的追氮量（180～240 kg·hm^-2）并没有在更大程度上提高旗叶净光合速率和叶绿素含量以及降低胞间CO₂浓度;适当追氮（60 kg·hm^-2）虽然增加了花前贮藏物质和氮素的运转量,但运转率下降;过多的追施氮肥（120～240 kg·hm^-2）会导致花前贮藏物质和氮素运转量、运转率及对籽粒的贡献率显著降低。在本试验条件下,最适的施氮处理为120+60 kg·hm^-2。     

高产水平下水肥耦合对小麦旗叶光合特性及产量的影响

为了探讨黄淮麦区冬小麦的高产机理,在大田条件下设置不同梯度的水肥耦合模式,分析了高产水平下旗叶光合特性与籽粒产量的效应.结果表明,不同模式的水肥耦合对旗叶光合特性和籽粒产量的影响不同,总体表现为土壤水分的处理效应大于施氮量的效应.旗叶光合速率(Pn)和气孔导度(G5)均随着土壤水分的增加而升高,表现为W3(充足水分)＞W2(适宜水分)＞W1(自然降水),差异达显著水平.胞间CO2浓度(Ci)随着土壤水分的增加而降低;不同的氮肥处理,旗叶Pn和Gs随着施氮量的增加而升高,表现为N3(270 kg·hm-2)＞N2(195 kg·hm-2)＞N1(CK),Ci在不同水分条件下与施氮量的关系不尽相同.不同水肥耦合模式对水分利用效率的影响表现为W2＞W3＞W1,并以W2N2为最高,不同处理组合的籽粒产量亦以W2N2为最高.表明高产条件下W2N2水肥组合应是高产高效的运筹模式.     

小麦旗叶相关性状的QTL定位

旗叶相关性状是影响小麦植株结构、光合能力和产量潜力的重要因素。为发掘控制小麦旗叶性状相关的数量性状位点(QTL),以品冬34和MY11847为亲本构建的含有356个株系的F_7:8重组自交系(recombinant inbred line, RIL)群体为材料,基于本课题组前期利用简化基因组测序(specific-locus amplified fragment sequencing, SLAF-seq)结合传统分群分析法(bulk segregant analysis, BSA)技术构建的高密度遗传连锁图谱,对小麦灌浆期旗叶长、旗叶宽和旗叶面积进行QTL定位。结果表明,共检测到9个旗叶长QTL、7个旗叶宽QTL和8个旗叶面积QTL,可解释1.71%～14.71%的表型变异。其中,旗叶长位点QFLL.nwafu-3D和QFLL.nwafu-2D.1、旗叶宽位点QFLW.nwafu-6B以及旗叶面积位点QFLA.nwafu-3D的表型贡献率均大于10%,为主效QTL,且QFLL.nwafu-3D和QFLA.nwafu-3D共定位于相同遗传区间。     

Inclination Angle Affects Ozone Injury in the Flag Leaf of Rice

Abstract

To evaluate the effect of inclination angle of the leaf on the leaf injury of rice by O₃, we examined the effect of a 5-hr exposure to 0, 0.1, 0.3 cm³ m-³ O₃, abbreviated as O⁰, O^0.1 and O^0.3, respectively, of the flag leaf using natural-light gas-exposure chambers. The middle portion of the flag leaf was set horizontally using lead weights (H plant) and it was compared with a non-treated, erect leaf (E plant). Gas exchange and chlorophyll fluorescence were measured immediately before, immediately after, and 1 and 3 d after the start of the exposure. The net photosynthetic rate, stomatal conductance and operating quantum efficiency of photosystem II (F_q’/F_m’) were decreased by the exposure to O₃. Furthermore, the inhibitory effects of O^0.1 and O^0.3 on the H plants were severer than those on the E plants. The maximum quantum efficiency of photosystem II (F_v/F_m) in the leaf of H plants decreased immediately after exposure to O₃. These results indicate that the weaker inhibitory effect of O₃ on the erect leaf depends on the lower light intensity at the leaf surface, rather than the horizontal leaf position.

Key words: Ascorbic acid, Chlorophyll fluorescence, Gas exchange, Leaf inclination angle, Oryza sativa, O₃, Quantum efficiency.     

北方冬小麦旗叶光饱和点探讨

为准确估算冬小麦旗叶光饱和点的范围,采用Li-6400-40荧光探头提供不同光合有效辐射强度,同步测量了不同品种（系）、不同时期(抽穗期、开花期和灌浆期)、不同CO₂浓度及不同施氮量下小麦旗叶的气体交换和荧光参数。结果表明,运用直角双曲线修正模型拟合的饱和光强与实际观测值较为接近。外界CO₂浓度和施氮量对小麦旗叶光饱和点具有较大影响,低CO₂浓度(300 μmol·mol^-1)和低施氮量(70 kg·hm^-2)下光饱和点均比较低;而品种（系）间和测定时期间小麦旗叶光饱和点整体差异不明显。正常条件下,小麦旗叶的光饱和点整体集中在 1 700~2 000 mol·m^-2·s^-1范围,远高于目前普遍认为的1 200 mol·m^-2·s^-1,这与小麦叶片的阳生特点及实际观测结果相一致。早期广泛采用的老版本光合助手(Photosynthesis Assistant)的拟合结果明显低于观测值(P<0.05)。综合试验结果推测,早期光饱和点的研究结果偏低可能与测量CO₂浓度、氮素营养以及所用的拟合模型等因素有关。     

光合菌剂对弱光照生态区小麦光合特性和产量的影响

为了探究光合菌剂在不同施用方式下对弱光照生态区小麦生长的影响,以四川主栽小麦品种川麦104为材料,采用大田试验,研究了两种光合菌剂(类球红细菌和沼泽红假单胞菌)灌根和喷施、磷酸二氢钾喷施和等量清水喷施处理(对照)对小麦叶片气体交换参数、干物质量和产量性状的影响。结果表明,两种光合菌剂喷施均显著提高小麦旗叶大小和气体交换参数,而灌根处理显著提高小麦植株干物质量。叶面喷施沼泽红假单胞菌,小麦旗叶长、宽和面积最大,较磷酸二氢钾处理分别提高6.9%、2.7%和9.8%;孕穗期和开花期旗叶的各气体交换参数最高,且孕穗期旗叶气孔导度较磷酸二氢钾处理增加14.4%,差异显著;小麦产量也最高,较对照处理增加12.7%,差异显著,与喷施磷酸二氢钾的小麦产量和产量构成间没有显著差异。相关性分析表明,穗数与干物质量呈显著正相关,穗粒数与旗叶的大小和气体交换参数呈显著或极显著正相关,产量与旗叶宽、面积和净光合速率呈显著正相关。以上结果表明,叶面喷施或灌根光合菌剂能有效促进小麦生长,改善叶片光合特性,从而提高小麦产量。     

喷锌方式对冬小麦籽粒锌含量和锌利用率的影响

为探究喷锌方式对冬小麦籽粒锌含量和锌利用率的影响,采用人工（M1）和无人机（M2）两种喷施方式,设置5个锌肥施用水平（M1T0~M1T4处理锌肥浓度分别为0、0.4%、0.8%、1.2%、1.6%;M2T0~M2T4处理锌肥浓度分别为0、2.5%、5%、7.5%、10%）和3个锌氮磷肥配施的处理(M1T5: 0.4% ZnSO₄·7H₂O+0.2%K₂HPO₄;M1T6: 0.4% ZnSO₄·7H₂O+2%尿素;M1T7: 0.4% ZnSO₄·7H₂O+0.2%K₂HPO₄+2%尿素;M2T5: 2.5% ZnSO₄·7H₂O +1.25%K₂HPO₄;M2T6: 2.5% ZnSO₄·7H₂O+12.5%尿素;M2T7: 2.5% ZnSO₄·7H₂O+1.25%K₂HPO₄+12.5%尿素),人工和无人机单次喷施药液量分别为375 和60 L·hm^-2,通过田间试验比较分析了不同处理下冬小麦籽粒锌含量、锌携出量、光合速率、产量等性状的差异。结果表明,同一喷锌量下,人工喷施时冬小麦籽粒锌含量、锌携出量显著高于无人机喷施处理;同一喷施方式下,随着锌肥浓度的提高,籽粒锌含量和锌携出量均呈上升趋势,但无人机喷锌浓度高至10%时对籽粒锌携出量的提升作用反而减弱,旗叶净光合速率、穗粒数、籽粒收获指数和产量也显著降低。与单一施锌相比,人工和无人机锌氮配施均显著提高籽粒锌携出量和锌利用率,且M2T6处理的籽粒产量较M2T1处理显著增加,增幅22.68%。以上结果说明,相同喷锌量下,人工喷施对籽粒锌元素的强化效果优于无人机,但是采用无人机喷施时,将2.5%浓度的硫酸锌溶液与12.5%的尿素溶液配合施用,可实现籽粒产量和锌含量的同步提高。