河南省主要小麦品种重金属污染评价及镉吸收规律研究

为给小麦优质、高效、安全生产提供理论指导和品种保障，2003年对河南省大面积推广小麦品种的重金属含量进行了测定，结果表明，河南省主要小麦品种重金属含量均未超过国家相关标准。2004年对鹤璧市卫河堤岸内侧土壤重金属检测表明，其土壤Cd含量为10．5mg／kg，严重超过国家标准（0．6mg／kg）。在此土壤环境下测定小麦植株各部位重金属含量，结果表明，重金属Cd的积累量因品种、部位的不同而不同，品种间籽粒Cd含量为0．102～0．168mg／kg，均超过国家标准（0．100mg／kg）。小麦各部位Cd积累大小次序为根〉叶〉茎〉鞘〉籽粒〉颖壳。     

盐分胁迫对小麦籽粒蛋白质及其组分含量变化动态的影响

为了明确盐分对小麦籽粒蛋白质及其组分含量的影响，分析了3种不同盐分含量的土壤上小麦籽粒蛋白质及其组分含量的动态变化。结果表明，随着土壤盐分浓度的增加，小麦籽粒蛋白质含量提高，表现为S3（土壤盐分含量1．6129g／kg）〉S2（土壤盐分含量1．2656g／kg）〉SI（土壤盐分含量0．674g／kg）；小麦籽粒蛋白质积累量随盐分浓度的提高而下降，S2与S1处理间籽粒蛋白质含量和积累量差异均达显著水平，S3与S2和S1间差异均达极显著水平。盐分胁迫条件下小麦籽粒蛋白质含量呈高一低一高的“V”型变化，与正常生长条件下蛋白质含量的变化动态一致。小麦籽粒蛋白质各组分含量随土壤盐分浓度的增加而增加，各处理间的清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白、谷蛋白含量差异均达显著或极显著水平。从各组分占总蛋白的比例来看，清蛋白、球蛋白、谷蛋白的比例随着土壤含盐量的增加而下降，醇溶蛋白的比例则随土壤含盐量的增加而增加，谷／醇比随着土壤含盐量的增加而下降。     

施磷量对不同类型专用小麦产量和品质的调控效应

为给优质小麦合理施肥提供依据，以强筋小麦中优9507、中筋小麦扬麦12号、弱筋小麦扬麦9号为材料，在缺磷土壤（速效磷含量4．10mg／kg）上研究了施磷量对小麦籽粒产量、蛋白质、淀粉及其组分含量的影响。结果表明，强筋小麦中优9507在施磷量（P2O5）0～144kg／ha，中筋小麦扬麦12号和弱筋小麦扬麦9号在施磷量（P2O5）0～108kg／ha范围内，籽粒产量随施磷量增加而增加，继续增加施磷量，籽粒产量则呈下降趋势。中优9507与扬麦12号清蛋白含量施磷处理均高于不施磷处理，扬麦9号施磷则降低了清蛋白含量；增施磷肥后中优9507球蛋白含量下降，扬麦12号先下降后上升，而扬麦9号球蛋白含量有所上升；在上述施磷量范围内，醇溶蛋白、谷蛋白和总蛋白含量随施磷量增加而增加，直链淀粉、支链淀粉、总淀粉含量均随施磷量增加而下降，继续增加施磷量，醇溶蛋白、谷蛋白和总蛋白含量下降，直链淀粉、支链淀粉、总淀粉含量有所上升。     

镉对水稻产量和品质的影响

采用土培盆栽方法,以3个水稻品种为材料,研究土壤Cd处理对水稻产量和稻米品质的影响。结果表明,当土壤Cd浓度为60或90mg/kg时,扬稻6号和扬粳9538的产量与对照(土壤未加Cd处理)无显著差异。这2个品种在Cd浓度为120或180mg/kg下以及武运粳7号在Cd浓度60或120mg/kg下的产量均较对照显著降低。在Cd胁迫下产量降低的原因主要在于穗数或每穗颖花数的减少,Cd对结实率和千粒重无显著影响。Cd对稻米加工品质、外观品质、蒸煮品质以及蛋白质含量无显著影响。随土壤Cd浓度的增加,稻米醇溶蛋白含量增加,清蛋白和球蛋白含量则降低。当土壤Cd浓度为60和90mg/kg时,稻米淀粉谱的最高粘度、热浆粘度、最终粘度、崩解值和消减值与对照无显著差异;当土壤Cd浓度为120和180mg/kg时,稻米淀粉谱的最高粘度和崩解值显著降低,热浆粘度、最终粘度和消减值显著增加。在相同土壤Cd浓度下,同一器官的Cd浓度在品种间无显著差异,但扬稻6号Cd累积量高于扬粳9538。表明Cd对水稻产量的影响以及Cd在稻株的累积量在品种间存在差异,高浓度Cd可降低稻米的营养品质和食味性。     

施磷量对弱筋小麦扬麦9号籽粒淀粉合成和积累特性的调控效应

以弱筋小麦扬麦9号为材料，在缺磷土壤（速效磷含量4．1mg／kg）上进行施磷量试验，研究施磷量对小麦籽粒淀粉合成、积累及相关酶活性的影响。结果表明。在施磷（P2O5）0～108kg／ha范围内，增加施磷量，籽粒直链淀粉、支链淀粉、总淀粉积累量、积累速率上升，旗叶蔗糖磷酸合成酶（SPS）活性和蔗糖含量提高，籽粒蔗糖合成酶（SS）活性增强。籽粒蔗糖含量提高。籽粒ADPG焦磷酸化酶（AGPP）、可溶性淀粉合成酶（ssS）、束缚态淀粉舍成酶（GBSS）活性提高，成熟籽粒直链淀粉、支链淀粉、总淀粉含量下降。施磷量超过108kg／ha后，直链淀粉、支链淀粉、总淀粉积累量、积累速率及蔗糖含量、SPS、SS、AGPP、SSS、GBSS酶活性呈下降趋势。     

施氮量对糯小麦和非糯小麦籽粒淀粉组分与理化特性的影响

为探明氮肥对小麦籽粒淀粉组分和理化特性的影响,采用田间试验,分析了4个施氮量(0、100、200、300kg·hm~(-2))对糯小麦(农大糯50222)和非糯小麦(轮选987)籽粒淀粉组分与理化特性的影响。结果表明,随施氮量的增加,小麦籽粒淀粉含量降低,轮选987籽粒中B型淀粉粒的数目占比增加,而农大糯50222籽粒的B型淀粉粒数目占比呈减少趋势;增施氮肥能显著提高小麦籽粒淀粉的峰值黏度和谷值黏度。相同施氮量处理下,轮选987淀粉的被测糊化特征参数(除谷值黏度外)均大于农大糯50222。施氮量不同,2个品种籽粒淀粉X-衍射图谱中各峰的位置和相对强度明显不同。随施氮量的增加,轮选987淀粉的相对结晶度增大,而农大糯50222淀粉的相对结晶度减小。相关分析表明,小麦籽粒的直链淀粉含量和直支比与最终黏度、稀澥值、反弹值、糊化温度和峰值时间呈显著正相关,与谷值黏度和相对结晶度呈显著负相关;支链淀粉含量反之。小麦籽粒的B型淀粉粒数目占比与峰值黏度、稀澥值呈显著负相关。综上所述,施氮量可影响小麦籽粒的淀粉含量和粒度分布,进而改变其糊化特性和晶体特征。     

开花期喷施水杨酸对不同类型专用小麦品种籽粒淀粉及产量的影响

为给水杨酸（SA）在小麦高产和淀粉品质调优栽培中的应用提供理论依据，2003～2004年度在大田试验条件下以强、中、弱筋三种类型冬小麦品种豫麦34、豫麦49和豫麦50为供试材料，在开花前3d和开花后7d喷施浓度分别为0、0．5、1．0和1．5g／L的SA，研究其对三种类型专用小麦品种籽粒淀粉组成、特性与产量的影响。结果表明，开花期喷施适宜浓度的SA可以提高淀粉含量、淀粉的支／直比例、粘度参数和强筋小麦的膨胀势，有利于小麦淀粉品质的改善，但对不同类型专用小麦的千粒重、籽粒产量和总淀粉产量的调节效应明显不同，即开花期喷施SA可以提高强筋小麦的千粒重、籽粒产量和总淀粉产量，但1．5g／LSA处理对中筋小麦表现出负效应，与对照相比差异均达极显著水平，对弱筋小麦则无显著调节作用。在本试验条件下，从保证产量和改善小麦淀粉品质的角度来看，对于强筋和弱筋小麦而言，以1．5g／LSA处理效果最好；而中筋小麦以1．0g／LSA处理效果最好。     

磷运筹和干旱胁迫对冬小麦农艺性状和品质性状的影响

为探究不同水磷运筹对冬小麦农艺性状和品质性状的影响,以冬小麦品种新冬20号和新冬23号为材料,研究了不同水分和施磷时期处理对冬小麦农艺性状、籽粒蛋白和淀粉含量、淀粉特性、植株和籽粒全磷含量的影响.结果表明:(1)品种、水分、施磷时期及其互作效应对小麦株高和千粒重均有显著影响;(2)品种、水分及三个试验因素的互作效应对籽粒淀粉和蛋白含量均有显著影响;籽粒淀粉含量以新冬20号干旱胁迫下一次施磷(DT+P1)处理的最高,新冬23号以干旱胁迫下三次施磷(DT+P3)处理最高;两个品种均以适水对照下三次施磷(WT+P3)处理的籽粒蛋白含量最高;(3)不同磷素运筹和干旱胁迫条件下,小麦淀粉粒的微观结构发生了变化,进而影响了淀粉粒的水解效率;(4)两个小麦品种的籽粒硬度均以DT+P3处理最低;(5)水分和施磷处理的互作效应对植株和籽粒磷含量有显著影响.     

不同品质类型小麦籽粒淀粉与加工品质的关系

以江苏省具有代表性的三个不同品质类型小麦品种为材料，分析了籽粒淀粉和加工品质的关系，以明确淀粉对小麦加工品质的作用以及优质小麦的具体淀粉指标。结果表明，淀粉含量与降落值、湿面筋含量、沉淀值、面团形成时间、稳定时间等加工品质指标呈显著负相关，而蛋白质含量与上述指标呈极显著正相关，说明中、强筋小麦不宜追求过高的淀粉含量，而弱筋小麦则应提高淀粉含量。在淀粉粘度特性7个参数中，以峰值粘度和糊化温度变异度最大。总淀粉和直链淀粉含量与蛋白质含量、湿面筋含量、面团稳定时间均呈显著的线性负相关关系。以优质专用小麦符合国标（GB／T17892—1999、17893—1999）蛋白质含量、湿面筋含量、面团稳定时间为条件的淀粉指标被初步提出：一等强筋小麦籽粒总淀粉含量应≤68．8％，直链淀粉含量应≤13．5％；二等优质强筋小麦籽粒总淀粉含量应≤71．1％，直链淀粉含量应≤14．5％；优质弱筋小麦籽粒总淀粉含量应≥78．5％，直链淀粉含量应≥17．3％。     

小麦籽粒淀粉合成动态及糊化特性的基因型差异

为了明确不同基因型小麦品种籽粒灌浆过程中的淀粉合成动态,为小麦的高产优质栽培提供参考信息,对6个不同基因型小麦籽粒形成过程中淀粉组分的变化及淀粉糊化特性进行了分析。结果表明,非糯性小麦的直链淀粉含量随着花后天数的增加呈上升的趋势,糯性小麦则呈先上升后下降的趋势,所有品种的支链淀粉含量均呈上升的趋势;不同基因型小麦直链、支链淀粉积累速率均呈单峰曲线图,不同品种直链淀粉最大积累速率出现的时间不同,而支链淀粉最大积累速率出现的时间均在花后21d;不同小麦品种的峰值粘度、低谷粘度、最终粘度均随着花后天数的增加而上升;不同品种淀粉糊化特性不同:糯性小麦之间在糊化时间、反弹值上无差异,而在峰值粘度、低谷粘度、最终粘度、稀懈值上的差异达显著水平;对于非糯性小麦,豫麦50和其他品种的多数糊化参数差异达显著水平;糯小麦和非糯小麦在糊化参数上的差异达1%显著水平。     

镉胁迫对姬松茸产量与镉吸收的效应及防控技术

设立外源添加0、10、20、30、40 mg/kg镉胁迫处理,探讨不同镉胁迫浓度对2个姬松茸品种产量、品质、镉吸收的影响,并研究其防控技术。结果表明：不同镉胁迫浓度对姬松茸J37和J1子实体农艺性状的影响有差异,随着外源镉浓度的增加,其子实体的菌盖重量、菌柄重量、菌盖厚度、菌盖直径、菌柄长度、菌柄直径等6个指标均呈逐渐降低的趋势。J37和J1第一、二、三潮次子实体产量、粗蛋白含量则随镉浓度的增大而明显下降,外源添加0、10、20、30、40 mg/kg镉胁迫处理的J37第一潮子实体产量比J1分别提高32.5%、45.1%、31.0%、38.2%、36.5%;镉胁迫对J1与J37的粗蛋白含量影响敏感点分别为10 mg/kg和20 mg/kg;当镉浓度为20 mg/kg时,J1的多糖含量比J37高8.2%;当镉浓度依次增加时,J1的镉富集量均高于J37。10 mg/kg和20 mg/kg镉胁迫处理J1和J37后,施用45 mg/kg CaSO₄,对镉胁迫的毒害缓解作用最佳,施钙肥对镉胁迫毒害的平均防控率分别达36.2%和47.6%。栽培基质中镉浓度达20 mg/kg,是姬松茸耐受镉毒害的敏感节点或者转折阈值,其第一潮次产量下降幅度超过40%;姬松茸耐受生长基质镉胁迫浓度要控制在10 mg/kg范围内;姬松茸子实体重量或者菌盖直径、菌柄直径变小可作为生长前期镉胁迫产生毒害的直观判断依据。     

镉胁迫对甘蓝型油菜幼苗生长及基因表达的影响

为明晰镉胁迫对甘蓝型油菜幼苗生长的影响，通过盆栽实验，探讨了油菜在不同浓度镉胁迫下表型、生 理响应、镉积累特征及基因表达变化。结果表明油菜对5mg/kg镉处理有一定耐受能力，表型相比对照差异不显著； 但较高浓度的镉胁迫（30，50 mg/kg）会显著抑制油菜幼苗生长，主要表现为株高、鲜重、叶面积、叶绿素、可溶性糖含 量相比对照显著降低，同时SOD、POD酶活性、可溶性蛋白含量相比对照显著升高。油菜幼苗中镉含量随着处理浓 度增大而逐步增加，且镉胁迫会显著影响油菜对Mn、Mg、Zn、Cu等必需金属离子的吸收。比较转录组分析发现镉 胁迫下差异表达基因主要富集在抗氧化活性、光合作用、ATP酶活性、细胞壁形成等途径。对HMA基因家族表达模 式分析表明镉胁迫下油菜根中HMA3 基因上调表达，HMA2 和HMA4 基因下调表达，上述基因的差异协调表达可能 对油菜适应镉胁迫发挥了重要作用。     

不同施钙水平对松嫩平原西部玉米干物质积累、产量及品质的影响

以先玉335为试材,在大田条件下分别设0(CK)、50(C1)、100(C2)、150(C3)、200 kg/hm2(C4)5个不同的钙肥(以Ca计)施用水平处理,探讨不同施钙水平对玉米干物质积累与转运、子粒产量和商品品质以及矿质元素含量的影响。结果表明,C2～C3处理可显著提高玉米植株干物质积累量、花前营养体干物质转运量和花后同化物输入子粒量,2016和2017年子粒产量分别较CK处理显著提高12.48%～17.15%和8.76%～11.58%,产量增加主要得益于单位面积有效穗数、百粒重的明显提高。同时,C2～C4处理下子粒粗淀粉含量增加7.0～13.5 g/kg,C2～C3处理下子粒容重提升7.7～35.7 g/L,子粒钾含量在C2～C3处理下提升0.32～0.83 g/kg,锌含量仅在C3处理下增加明显。     

镉胁迫对蒙山茶树生长及叶片生理指标的影响

通过盆栽试验,研究不同镉浓度对蒙山茶树生长及叶片生理特性的影响。结果表明:低浓度镉对茶树无明显毒害作用,当镉浓度达到60 mg/kg时,茶树植株受毒害基本死亡;春茶叶绿素含量加镉处理大多高于对照,其增加量先高后低;夏茶叶绿素总量随镉浓度的增加极显著降低,叶绿素含量与添加镉的量呈显著负相关,其相关系数r=-0.997;春茶、夏茶的丙二醛(Malondialdehyde,MDA)含量随镉处理浓度增加显著增加,其正相关系数分别为r=0.970,r=0.994(P<0.01);春茶游离脯氨酸含量随添加镉浓度的增加显著增加,相关系数r=0.829(P<0.05),夏茶游离脯氨酸在镉试验浓度下极显著增加,其相关系数r=0.980(P<0.01),且夏茶游离脯氨酸含量明显高于春茶;春茶可溶性糖都高于对照,其增加量先高后低.,相关系数为r=-0.342;夏茶可溶性糖呈下降趋势,其相关系数r=-0.909(P<0.05)。     

Effects of Soil Copper Concentration on Growth, Development and Yield Formation of Rice （Oryza sativa）

Pot experiments were conducted in 2002 and 2003 to investigate the effects of soil copper（Cu） concentration on growth, development and yield formation of rice by using the japonica cultivar Wuxiangjing 14 and hybrid rice combination Shanyou 63. The plant height, leaf number, elongated internode number and heading date of rice plants were not affected at soil Cu levels below 200 mg/kg, but affected significantly at above 400 mg/kg. The inhibitory effects on rice growth and development were increased with the increment of soil Cu levels. The grain yields decreased significantly with raising soil Cu levels. The main reasons for the grain yield reductions under lower soil Cu levels （100, 200 mg/kg） were mainly due to the decrease of number of spikelets per panicle, however, under higher soil Cu levels （more than 400 mg/kg）, both panicle number and number of spikelets per panicle contributed to the yield loss. The decreases of panicle number by Cu stress were mainly attributed to slow recovery from transplanting, delayed tillering and reduced maximum tiller numbers. The reduction of number of spikelets per panicle under soil Cu stress resulted from the decreases of both shoot dry weight （SDW） at the heading date and the ratio of spikelets to SDW. Total biomass at maturity decreased significantly with the increase of soil Cu levels, while economic coefficient showed non-significant decrease except under soil Cu levels above 800 mg/kg.     

施氮量对机插稻主要米质性状的影响

以粳型超级稻宁粳3号和常规粳稻镇稻11号为材料,在机械插秧条件下,研究施氮量(0、90、180、270、360 kg/hm2)对粳型超级稻主要米质性状及淀粉粘滞谱(RVA谱)特征的影响。结果表明:施氮量对两个品种的稻米加工品质、营养品质、蒸煮食味品质及淀粉RVA谱3个曲线峰值的影响达到显著或极显著水平,对淀粉RVA谱其他特征参数的影响因不同品种而异;增加施氮量使两品种外观品质变差。随施氮量的增加,两个品种的糙米率、精米率、整精米、精米蛋白质含量呈增加趋势,而稻米的直链淀粉含量、食味值和淀粉RVA谱曲线峰值(峰值黏度、热浆黏度和冷胶黏度)呈现下降趋势。表明增施氮肥在提高粳型超级稻和常规粳稻加工和营养品质的同时,降低了稻米食味品质,并使稻米淀粉粘性变劣。     

生态肥与化肥配施对中筋小麦产量和品质的调节效应

为给生态肥的合理使用提供依据,采用生态肥与等量N、P2O5和K2O不同比例配施与传统施肥方式比较,研究其对中筋小麦产量、品质的调节效应.结果表明,不同肥料配置可使中筋小麦产量比常规施肥对照(CK)提高4.7%,综合各种因素,以29.7 kg/h生态肥与纯N、P2O5和K2O各45.23 kg/h的处理表现最好,比CK增产5.1%;同时可改善籽粒部分主要品质指标,其中吸水率和面筋指数分别提高1.8和9.0个百分点,稳定时间、湿面筋、蛋白质、沉淀值和降落值依次降低32.4%、0.4个百分点、1.7个百分点、2.7%和2.0%.其养分利用效率比对照提高2.1倍,单位货币产量比对照提高了1.14倍.改变传统的施肥结构,不但有利于提高中筋小麦产量,还有利于提高肥料效益,降低生产成本.     

镉对小麦种子萌发及幼苗生理代谢的影响

为研究Cd对小麦种子萌发和幼苗生理代谢过程的影响,以小麦品种绵阳19为材料,用CdCl2.2.5H2O配制4个浓度梯度,测定小麦萌发种子在不同浓度处理下的芽长、根长、维生素C、游离组氨酸及可溶性糖含量。结果表明,Cd处理对小麦种子萌发有强烈的抑制作用,但不同Cd浓度之间差异不显著（P〉0.05）;低浓度Cd（1mg.L-1）处理对小麦幼苗生长有促进作用,而随Cd浓度增加逐渐转变为抑制效应;幼苗根长对Cd的反应较苗长更敏感,低浓度下即表现为抑制效应;随Cd浓度增加,小麦幼苗的维生素C含量由下降转为上升,分别比对照增加-15.5%、11.2%和26.3%;游离组氨酸含量分别比对照增加28.6%、21.7%和15.5%,而可溶性糖含量则随Cd浓度的增加呈现先降后升再降趋势。说明维生素C、组氨酸和可溶性糖含量均可作为小麦幼苗遭受Cd毒害的早期诊断指标,其中维生素C在小麦幼苗抵御Cd毒害过程中可能起关键作用。     

结实期低温胁迫对水稻强、弱势粒淀粉形成与积累的影响

【目的】研究结实期低温胁迫对水稻强、弱势粒淀粉组分含量、积累速率及关键酶活性的影响，明确淀粉合成关键酶活性变化对淀粉积累速率的调控效应，探究强、弱势粒淀粉形成积累差异对水稻产量的影响。【方法】以耐冷型品种东农428和冷敏型品种松粳10为试验材料，设置1个常温处理(白天温度28℃，14h/夜间温度22℃，10 h，7 d)和4个低温处理(17℃，低温处理时间分别为1、3、5、7 d)，分析了结实期低温胁迫对强、弱势粒淀粉组分积累、合成关键酶活性、水稻产量及构成因素的影响，并探讨了灌浆期各阶段淀粉积累差异与酶活性变化的关系。【结果】与对照相比，结实期低温胁迫降低了两个品种水稻强、弱势粒中腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、可溶性淀粉合成酶(SSS)、淀粉分支酶(SBE)的峰值活性以及支链淀粉和总淀粉含量，提高了齐穗后28~38 d 低温处理3、5、7 d的颗粒结合型淀粉合成酶(GBSS)活性和直链淀粉含量。与对照相比，各低温处理酶活性最高和淀粉积累最快的时间均有不同程度的推迟，低温处理7 d的影响最大，强、弱势粒低温处理7 d的支链淀粉和总淀粉含量分别在齐穗后13、18 d降幅最大，直链淀粉含量在28 d增幅最大。相关分析表明，强、弱势粒直链淀粉含量及强势粒支链淀粉、总淀粉含量与其最大积累速率呈极显著正相关，弱势粒支链淀粉、总淀粉含量还受到其最大积累速率出现时间的影响。AGPase、GBSS、SSS、SBE活性变化与淀粉积累速率和积累时间早晚密切相关，对淀粉及淀粉组分含量的变化有着明显的影响。同时，结实期低温胁迫显著降低了水稻的千粒重、结实率和产量，且随低温处理天数的增加降幅逐渐增大。结实期低温胁迫对弱势粒中淀粉合成关键酶活性变化影响大于强势粒，弱势粒淀粉合成积累减慢，含量降低，导致水稻千粒重显著下降，产量降低。【结论】就品种而言，耐冷型东农428具有较高的淀粉合成关键酶活性，淀粉及其组分含量较高，在低温胁迫下产量能维持在较高的水平。因此，强、弱势粒淀粉合成关键酶活性对淀粉合成起着非常关键的调控作用，淀粉组分和含量及其变化对产量有着十分重要的影响。