小麦苗期耐低氮胁迫的基因型差异

为了确定适宜的小麦耐低氮基因型筛选指标,采用温室水培方法系统评价了不同年代的32个小麦品种苗期耐低氮胁迫的基因型差异.结果表明,低氮条件下小麦形态和生理指标有显著的基因型差异.主成分分析表明.植株干重、植株氮积累量、地上干重、植株氮舍量、根冠比、根长的耐性指数在四个主成分中占较大比重;相关性分析表明,植株氮积累量与植株干重、植株氮含量耐性指数相关达到极显著水平.地上干重与根冠比和根长的耐性指数相关达到显著水平;不同小麦基因型的植株氮积累量与地上干重耐性指数存在较大变异(CV>15%).因此,植株氮积累量以及地上干重的耐性指数适合作为筛选指标.这32个小麦品种可分为低氮敏感型、中间型和耐低氮型.     

腐植酸浸种对不同耐盐性小麦品种幼苗碳氮代谢的影响

为了解腐植酸对小麦盐胁迫的缓解作用,以春小麦耐盐品种龙麦26和盐敏感品种克旱16为材料,分别用清水和腐植酸浸种,利用水培方式进行幼苗培养,在NaC1胁迫7d后,测定幼苗叶片硝态氮、铵态氮、可溶性蛋白质、蔗糖、可溶性糖含量,以及硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)和蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性,分析腐植酸与盐胁迫对小麦碳氮代谢的互作效应.结果表明,盐胁迫抑制了春小麦茎叶的生长,降低了幼苗叶片硝态氮、铵态氮、可溶性蛋白质含量,以及NR活性和NR/SPS活性比.盐胁迫后,龙麦26的蔗糖、可溶性糖含量降低,叶片GS活性提高,但克旱16的蔗糖和可溶性糖含量升高.腐植酸浸种降低了盐胁迫下叶片硝态氮含量和NR、GS、SPS活性,提高了铵态氮、蔗糖和总可溶性糖含量,增加了龙麦26的可溶性蛋白质含量和NR/SPS活性比,以及克旱16的SPS活性,而降低了克旱16的可溶性蛋白质含量和NR/SPS活性比及龙麦26的SPS活性.推测腐植酸浸种可能是通过调控SPS活性和降低NR活性来增加蔗糖含量,从而影响小麦在盐胁迫下的碳氮代谢及平衡.     

外源丙酸对干旱胁迫下小麦氮代谢和产量的影响

为了解外源丙酸对小麦抗旱性的影响,以豫农211为试验材料,在大田条件下测定和分析了外源丙酸(拌种5mmol·L~(-1),喷施0.25mmol·L~(-1))对小麦氮代谢相关指标和产量的影响。结果发现,干旱胁迫下,小麦的生长发育受到明显抑制,干物质积累量、可溶性蛋白含量、谷氨酰胺合成酶(GS)活性、硝酸还原酶(NR)活性均显著下降,脯氨酸含量升高,产量下降。外源丙酸处理可以使受干旱胁迫小麦的干物质积累量、可溶性蛋白含量、GS活性、NR活性和产量均显著增加,脯氨酸含量显著下降。说明适宜浓度的外源丙酸处理可减轻干旱对小麦生长发育的抑制作用,提高小麦的氮代谢和产量水平。     

盐碱胁迫下小麦幼苗对施氮水平的生长、生理响应

为了解盐碱土壤上施氮对小麦幼苗生长、生理的调节作用,选取山东省东营市的滨海盐碱土作为栽培介质,采用盆栽试验,以小麦品种济麦22和山农28号为对象,设置0、0.1、0.2和0.3 g·kg^-1土4个施氮水平,分析了在盐碱胁迫条件下施氮对小麦幼苗的生长、养分积累、谷氨酰胺合成酶(GS)活性、可溶性蛋白(SP)含量的影响。结果表明,施用氮肥显著缓解了盐碱胁迫对小麦生长的抑制作用。随着施氮水平的提高,两个品种的植株高度、干重及氮、磷、钾积累量均呈上升趋势,其中中、高氮处理(0.2和0.3g·kg^-1土)下这五个指标较较不施氮处理增幅分别为12%～37%、43%～118%、94%～176%、12%～83%和51%～111%,与不施氮处理差异均显著。中、高氮处理均显著提高了济麦22叶片GS活性、SP含量,增幅分别为28%～33%和32%～63%;而施氮处理均显著提高山农28号的GS活性,但对SP含量均无显著影响。这说明施氮可促进盐碱胁迫下小麦幼苗生长和养分积累,有利于其生理代谢,进而缓解盐碱胁迫的不利影响。     

农田施氮对冬小麦产量、根-冠氮素积累及其利用效率的影响

为探讨施氮对冬小麦产量、根-冠氮素积累及其利用效率的影响,通过定位试验,在河南省许昌设置0、180、240和300 kg·hm^-24个施氮水平,利用2015-2018年三个小麦生长季的试验数据,分析了不同氮素供应条件下冬小麦产量、根-冠氮素积累以及氮肥利用特征。结果表明,在三个生长季中,施氮均可显著提高小麦株高、产量、穗数和穗粒数,促进根系、地上部干物质和氮素积累,增加籽粒氮素含量和积累量。氮肥农学利用效率和偏生产力随着施氮量的增加而降低,施氮对氮素利用效率和百千克籽粒吸氮量分别有负向和正向效应。综合来看,各指标在三个施氮处理间差异相对较小,多数未达到0.05显著水平,因此认为在河南中高产麦田施氮180 kg·hm^-2既可保证高产,也有利于氮肥高效利用。     

不同氮效率小麦品种临界氮浓度模型与营养诊断研究

为探讨不同氮效率小麦品种临界氮浓度模型的差异和开展小麦氮素营养诊断研究,基于两年大田试验,以不同氮效率小麦品种周麦27(高氮高效)、豫麦49-198(低氮高效)和矮抗58(低氮低效)为研究对象,系统分析了不同氮效率小麦品种地上部生物量、地上部氮含量和氮素营养指数的变化规律。结果表明,不同氮效率小麦品种地上部生物量和地上部氮含量均随施氮量的增加而增加,临界氮浓度(N_C)与地上部最大干物质(DM)均呈幂函数关系(N_C=aDM~(-b)),且氮高效型品种模型的两个参数(a和b)值均大于氮低效型品种。经检验,模型的标准化均方根误差分别为13.87%(周麦27)、7.7%(豫麦49-198)和13.02%(矮抗58),通过临界氮浓度模型所建立的氮素营养指数推荐的麦田施肥量均在120~225kg·hm~(-2)范围,其中周麦27和豫麦49-198的推荐施肥量分别为225和120kg·hm~(-2),矮抗58的推荐施肥量介于二者之间。     

花生氮高效品种资源的苗期筛选研究

为筛选出适宜东北地区生长的花生氮高效种质,以40份花生种质资源为材料,通过苗期水培方法,在低氮和正常氮水平下观察叶片黄化程度、SPAD值,初步筛选出3个耐低氮品种花育22、冀油98和锦花6号,3个氮敏感品种阜花10号、铁花3号和阜花17号。通过对花生苗期相关性状进行主成分、变异分析及相关性的综合分析,确定以干物质量、氮累积量、氮利用率、氮含量、氮利用指数及根冠比作为花生氮高效种质苗期筛选的参考指标。通过对这6个品种各筛选指标的耐低氮胁迫指数做出分析,筛选出耐低氮型品种锦花6号和氮敏感型品种阜花10号。     

干旱胁迫对不同抗旱性小麦种子萌发及幼苗根芽生物量分配的影响

为探讨冬小麦种子萌发期抗旱性与幼苗生物量分配的关系,以小麦抗旱型品种长旱58和干旱敏感型品种漯麦18为材料,采用聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫的方法,测定和分析了干旱胁迫后小麦种子发芽率、幼苗根冠比、叶绿素含量等16个指标的变化。结果表明,干旱胁迫后,长旱58种子发芽率无明显变化,漯麦18种子发芽率显著下降。干旱胁迫下长旱58种子发芽势、发芽指数、活力指数和干物质转移量显著大于漯麦18,平均发芽时间显著小于漯麦18,长旱58幼苗根、芽的长度和干重及总干重均显著高于漯麦18。干旱胁迫显著增加漯麦18幼苗根冠比,对长旱58萌发第五和第七天的幼苗根冠比无显著影响。干旱胁迫显著降低漯麦18幼苗叶绿素含量,对长旱58无显著影响。由于小麦萌发期幼苗干物质累积取决于种子中营养物质的转移和呼吸消耗,因此推测种子营养物质的快速转移和低呼吸消耗有助于提高小麦萌发期的抗旱能力,促进干旱胁迫下种子萌发和幼苗生长。     

施氮量对不同氮效率冬小麦品种苗期生长的影响

为了研究施氮量对不同氮效率冬小麦品种苗期生长及其生理特性的影响,通过水培试验,选用小偃128(氮低效低响应型)、陕农78(氮低效高响应型)、西农2208(氮高效低响应型)和小偃503(氮高效高响应型)等4个不同氮效率的冬小麦品种,以氮水平和品种基因型分别为主、副处理,测定了苗期生长过程中叶片叶绿素含量(SPAD值)、光合特性和硝酸还原酶活性(NRA)等生理指标及地上、地下干物质量和含氮量。结果表明,苗期不同氮效率基因型小麦叶片SPAD值、NRA和光合速率及植株含氮量在一定施氮范围内随着施氮量的增加而增加,且施氮处理较不施氮处理均有显著增加,而同一施氮处理不同基因型品种间差异不大。     

豫北高地力条件下施氮量对冬小麦花后氮代谢特征及产量的影响

为探讨施氮量对高地力条件下冬小麦花后氮代谢特征及产量的影响,以矮抗58为供试材料,采用大田试验法,研究了0、150、200、250和300 kg.hm-2施氮水平对小麦花后旗叶和籽粒GS活性、游离氨基酸含量、籽粒产量和蛋白质含量及小麦成熟后0-100 cm土壤各层硝态氮积累量的影响。结果表明,施氮量达200 kg.hm-2时能够显著提高旗叶和籽粒中GS活性及游离氨基酸含量,但与250和300 kg.hm-2的施氮量处理间差异不显著;小麦成熟后随着施氮量的增加,0~100 cm土层内硝态氮的残留量上升,小麦成穗数增加,千粒重下降,籽粒蛋白质含量提高;小麦产量在施氮200 kg.hm-2时为最高,在施氮300 kg.hm-2时最低,说明在高地力条件下,小麦实现高产的适宜施氮量为200 kg.hm-2。     

不同氮效率小麦品种苗期相关指标的杂种优势

为探究不同氮效率小麦品种氮代谢相关指标的遗传差异,选用了5个不同氮效率的小麦品种及其组配的6个杂交F₁,设置低氮（LN,0.4 mmol·L^-1 ）和正常供氮（CK,4.0 mmol·L^-1）两个氮水平,研究不同氮处理下小麦苗期形态、抗氧化酶和氮代谢相关酶活性的差异,并对其杂种优势进行了分析。结果表明,5个品种的根鲜重在低氮水平下明显高于正常氮水平,6个F₁的杂种优势表现为超中亲或偏低亲优势;苗鲜重在低氮水平下低于正常供氮水平,其F₁杂种优势表现为中亲优势。两种氮水平下,氮高效品种的硝酸还原酶（NR）、谷氨酰胺合成酶（GS）、谷氨酸脱氢酶（GDH）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性均高于氮低效品种,6个杂交F₁的上述6种酶活性大多表现出正向杂种优势。正常氮水平下,小麦叶片MDA含量低于低氮水平;低氮水平下,6个F₁的MDA含量杂种优势表现为超中亲或偏低亲优势。两种氮水平下,6个F₁叶片可溶性蛋白含量表现为正向杂种优势,其中低氮水平下,表现为超亲优势。综上所述,低氮条件下,氮高效品种较氮低效品种表现出较好的生长潜力;利用氮高效品种作为亲本能提高杂交F₁的氮利用效率,可用于小麦氮高效育种。     

小麦氮素高效利用基因型的农艺性状及生理特性

为给小麦氮高效型品种选育和栽培调控提供理论依据,采用大田试验,以14份小麦品种为材料,研究了不同氮效率品种的农艺性状及生理特性的差异。结果表明,不同小麦品种间产量和氮素利用效率具有显著差异。基于氮肥吸收效率和氮肥农学效率将参试材料分为氮高效型、中效型和低效型。与氮中效型和低效型品种相比,氮高效型品种具有较高的产量、干物质和氮素积累量;在农艺性状上,氮高效型品种具有较高的粒重、收获指数(HI)、叶面积指数(LAI)和开花期旗叶面积;在生理上,氮高效型品种开花期旗叶的叶绿素含量、氮含量、净光合速率、硝酸还原酶活性和谷氨酰胺合成酶活性较高,而成熟期旗叶氮含量较低。聚类分析表明,淮麦30、徐麦32、矮抗58和扬麦16为氮高效型品种。经相关分析,小麦粒重、HI、LAI和开花期旗叶的面积、叶绿素含量、氮含量与氮效率呈显著正相关,小麦成熟期旗叶氮含量与氮效率呈显著负相关,这些指标可作为氮高效型小麦品种筛选的依据。     

拔节期和花后渍水对小麦产量、干物质及氮素积累和转运的影响

为给长江中下游小麦大面积高产稳产栽培提供理论与实践依据,以扬辐麦4号为材料,研究拔节期和花后连续渍水5d、10d和15d对小麦产量及其构成因素、干物质和氮素积累与转运的影响。结果表明,拔节期和花后渍水处理均显著降低了小麦产量、穗粒数、千粒重,并显著降低了成熟期根和地上部、花后地上部干物质和氮素积累量及根冠比。随渍水时间的延长,渍水对产量及其构成因素、干物质和氮素积累及转运量的影响总体呈增大趋势;籽粒产量、穗粒数、花后地上部干物质与氮素积累量、根冠比在渍水5d和10d间差异不显著,渍水5d和15d间差异显著。拔节期与花后短期渍水处理间产量差异不显著,但花后渍水15d产量显著低于拔节期渍水。花后渍水对千粒重、花后地上部干物质和氮素积累量、花前地上部干物质转运量的影响较大。     

控释氮肥施用策略对稻茬小麦产量和氮肥吸收利用的影响

为探究控释氮肥施用策略对稻茬小麦产量和氮肥吸收利用的影响,在大田条件下,以小麦品种扬麦16和扬麦20为材料,设置不施氮（T1）、常规速效氮肥分次施用（T2,对照）、常规控释氮肥一次性基施（T3）、速效氮肥减量分次施用（T4）、控释氮肥减量一次性基施（T5）、控释+速效氮肥一次性基施（T6）、控释+速效氮肥配合分次施用（T7）共7种氮肥处理,比较分析了不同处理下稻茬小麦产量、叶面积指数（LAI）、叶绿素相对值（SPAD值）、干物质积累量、氮素积累量、根系吸收面积和根系氧化力等性状的差异。结果表明,两个品种的产量均表现为T6>T7>T3>T5>T2>T4>T1。与T2处理相比,两个品种的平均产量在T3、T6和T7处理下分别增加17.9%、30.3%和25.1%,平均氮肥农学效率（AE）分别增加40.0%、84.8%和72.4%,平均氮肥偏生产力（PFP）分别增加22.2%、52.3%和45.6%。与单一施用速效氮肥（T2、T4）或控释氮肥（T3、T5）处理相比,在控释氮肥与速效氮肥配施（T6、T7）处理下两个品种的地上部农艺性状（干物质积累量、LAI和SPAD值）显著改善,氮素积累量、根干重、根冠比、根系氧化力、根系总吸收表面积和活跃吸收表面积均显著增加。因此,控释氮肥配施速效氮肥策略可以同步促进稻茬小麦地上部与地下部生长,最终实现高产与氮肥高效吸收利用。     

外源水杨酸对小麦幼苗镍毒害的缓解效应

为了解外源水杨酸(SA)对小麦镍胁迫的缓解作用,以小麦品种陇春3031为材料,采用溶液培养法,研究了不同浓度的SA对1 mmol·L-1 Ni2+胁迫下小麦幼苗生长及生理指标的影响。结果表明,1mmol·L-1 Ni2+胁迫显著降低了小麦幼苗的鲜重、干重、叶绿素含量、脯氨酸含量、过氧化物酶(POD)活性,显著提高了小麦幼苗丙二醛(MDA)含量。与单独Ni2+胁迫相比,0.1和0.5mmol·L-1 SA处理,可显著提高小麦幼苗地上部和根的鲜重和干重(P0.05),增加小麦幼苗叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量,且叶绿素a/b显著升高。0.1mmol·L-1 SA处理,小麦幼苗总叶绿素含量升高了37.77%;提高了小麦幼苗叶和根中的POD活性和叶中的脯氨酸含量,降低了小麦幼苗根中脯氨酸含量;有效抑制了小麦叶和根中MDA含量的增加。说明适宜浓度的SA处理能缓解镍胁迫对小麦幼苗的毒害,增强其抗镍胁迫能力。     

不同氮素利用效率小麦苗期的根系形态数量性状分析

为在苗期可通过根系形态数量性状对氮高效小麦品种进行鉴别,利用营养液培养法,在正常氮(5mmol·L~(-1))和高氮(45mmol·L~(-1))处理下,研究了黄淮平原区18个主栽小麦品种苗期氮素利用效率与根系形态数量性状的关系;通过干物重和氮积累量与根系形态指标相结合的方式对供试小麦品种植株氮效率进行了综合评价,并划分不同氮效率类型。结果发现,在两种氮处理下,供试小麦品种的根干重、茎叶干重、单株干重、根氮含量、茎叶氮含量、单株氮含量、单株总根长、根总表面积、根总体积、根尖数的变异系数均大于15%,可作为氮效率评价指标。小麦的单株总根长、根总表面积、根总体积、根尖数与植株氮积累量呈显著正相关,可以作为育种早期筛选高氮效率材料的指标。不同氮效率类型的单株总根长、根总表面积、根总体积、根尖数均表现为氮高效型氮中效型氮低效型。通过逐步回归分析,建立了小麦幼苗植株氮积累量和根系形态数量性状的预测模型,拟合精度在91.91%以上。小麦不同氮效率类型间的单株总根长、根总表面积、单株根尖数的差异均达显著水平,生产上可根据小麦苗期根系的主要形态数量性状判断其氮效率高低。