不同小麦品种抗旱机制与花期旗叶光合特性的关系

在田间水、旱处理条件下 ,比较了不同抗旱类型小麦品种的抗旱性 ,分析了供试品种抗旱性与开花期旗叶的光合特性的关系。结果表明 ,供试品种在正常水分处理条件下 ,开花期光合速率 (Pn)无明显差别 ;而在旱处理条件下 ,开花期光合速率、气孔导度 (gs)差别很大 ,幅度分别在 7～ 2 3μmol·m- 2 ·s- 1、 5 9 5～ 98 2mmol·m- 2 ·s- 1,抗旱性较强的品种晋麦 33、河农 85 9在开花期保持较强的光合速率、气孔导度 ,有利于其适应旱胁迫 ;冀麦 32 35、中麦 9号开花期光合速率、气孔导度受到很大抑制 ,可能是其抗旱性较差的因素之一 ;昌乐 5号、温麦 6号虽然在开花期保持较高的光合速率、气孔导度 ,但其抗旱系数 (DRC)、抗旱指数 (DRI)都很低 ,说明开花期的光合特性对其影响并不大 ,其抗旱性差是开花期以后生理代谢过程受到影响的结果     

弱光条件下不同穗型小麦品种旗叶光合特性和抗氧化代谢

在大田试验条件下,比较了大穗穗型小麦品种泰农18和多穗型品种济南17的叶绿素含量、净光合速率(P_n)、可溶性蛋白和总糖含量、抗氧化酶活性及丙二醛(MDA)含量对不同程度弱光响应的差异,为黄淮麦区小麦高产稳产栽培及品种选用提供理论依据。从开花期至成熟期分别对两品种进行25%(S1)、50%(S2)和90%(S3)的弱光处理,以正常光照(S0)为对照。结果表明,S1和S2处理提高了小麦灌浆期内旗叶叶绿素含量和最大光化学效率(F_v/F_m),而S3处理提高了花后0~6 d旗叶叶绿素含量和F_v/F_m,之后显著低于对照;随弱光程度增强旗叶花后实际光化学效率(Φ_PSII)升高,而叶绿素a/b比降低。S2和S3处理显著抑制了旗叶抗氧化酶活性,降低了旗叶P_n、可溶性蛋白和可溶性总糖含量;而S1处理增强了旗叶超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性,提高了小麦旗叶P_n、可溶性蛋白和可溶性总糖含量。相同处理条件下,与泰农18相比,济南17的旗叶叶绿素含量较高,光系统II (PSII)活性较强,同时抗氧化酶活性下降较慢,膜脂过氧化程度低,使叶片功能免受破坏,保证了光合作用的进行。75%光照条件下(S1)的小麦抗氧化酶具有较高活性,叶片膜脂化程度低,抗逆性较强,旗叶P_n高值持续期长,有利于光合产物的积累。多穗型品种比大穗型品种更能适应黄淮麦区小麦生育后期光照不足的生产条件。     

两种穗型冬小麦品种旗叶光合特性和水分利用对光强的响应

以超高产小麦兰考矮早八和豫麦49为材料,研究了开花期旗叶光合与水分利用对光强的响应。结果表明:开花期,随着光强的增加,旗叶光合速率(Pn)、气孔导度(Cond)、蒸腾速率(Tr)和水分利用率(WUE)均表现不同程度增大,超过一定的光强后反而下降;但胞间CO2浓度(Ci)随光强的增加而降低。与豫麦49相比,兰考矮早八在较高光强下旗叶仍表现出较高的光合特性与水分利用。     

不同年代冬小麦品种旗叶解剖结构及光合速率日变化的研究

对在华北地区推广的冬小麦不同品种旗叶的解剖结构及光合速率日变化作了研究.新老品种相比,旗叶叶肉细胞环数增多,叶肉厚度逐渐增大,细胞层数增多;新品种光合作用的"午睡"现象较轻,且利用弱光能力增强.研究表明,现品种抵抗光伤害的能力较强.     

不同品种小麦灌浆期旗叶光合特性及光合基因表达对臭氧浓度升高的响应

利用开放式臭氧(O₃)浓度升高平台,以不同小麦品种(烟农19和扬麦16)为供试作物,研究了O₃浓度升高条件下不同品种灌浆期叶片光合特性和光合基因表达的差异。结果表明,与对照处理相比,O₃浓度升高处理达75d导致小麦灌浆期叶片光合响应参数表观量子效率、最大净光合速率和叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量下降,使得小麦灌浆期叶片总可溶性糖、蔗糖、果糖、葡萄糖含量增加。通过荧光定量PCR测定发现, O₃浓度升高还引起小麦叶片叶绿体编码基因psaA、psbA和rbcL基因表达下调。不同小麦品种光合生理指标和叶绿体基因表达水平的变化幅度不同,烟农19的响应幅度均大于扬麦16。该研究结果可为O₃污染环境下不同小麦品种光合响应差异机制和小麦耐性品种的选育提供理论依据。     

抽穗后冬小麦旗叶光合特性的变化对产量的影响

为了探讨不同小麦品种之间的光合特性的差异及光合作用与经济产量的关系,本研究选取4个不同冬小麦品种分别在6个生育时期进行了光合特性的测定。结果表明：小麦旗叶6项光合特性指标随发育进程变化的趋势、变化程度基本相同,但不同品种在不同发育时期内光合特性指标的数值、变化程度不同;6项光合特性指标均与籽粒产量正相关;相关程度表现为绿叶面积>气孔导度>胞间CO₂浓度>净光合速率>叶绿素含量>蒸腾速率;不同时期光合特性与籽粒产量的相关性顺序为灌浆中期>灌浆前期>灌浆后期>开花期>抽穗期>灌浆末期;在开花期至灌浆后期,维持和提高旗叶的绿叶面积、叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、胞间CO₂是提高小麦产量的基础。因此,在开展小麦高光效育种时,对种质资源材料进行光合特性测定和比较对育种工作具有非常重要的参考价值和指导意义。     

施氮水平对冬小麦旗叶光合特性的调控效应

在大田试验条件下,对大穗型小麦品种兰考矮早八旗叶光合特性及氮素调控效应进行了研究。结果表明,旗叶叶绿素含量随籽粒灌浆进程呈逐渐降低的趋势。PSⅡ潜在活性、PSⅡ光化学的最大效率、荧光光化学猝灭系数等随生育进程呈先升高后降低的变化趋势,且均在开花期达到最大值,之后逐渐下降;荧光非光化学猝灭系数则在成熟期达到最大值。氮肥对旗叶光合特性有一定的调控效应,Chl,F_v/F_o,F_v/F_m及qP均随施氮水平的增加呈增加的趋势,其中Chl和F_v/F_o以N3（180 kg hm^-2）处理最大,F_v/F_m和qP（除孕穗期外）以N4（360 kg hm^-2）处理最大;qN则随施氮水平增加呈降低的趋势,以N4处理最小。适宜的施氮量（180 kg hm^-2）改善了兰考矮早八的光合色素性状,提高PSⅡ潜在活性及PSⅡ光化学的最大效率,减少荧光非光化学猝灭系数,从而有助于籽粒产量的提高。     

旗叶期缺磷及去蘖对小麦光合特性和磷分配的影响

采用石英砂培养方法并去除或保留分蘖，研究了旗叶期缺磷对大穗型小麦CA9325和多穗型晋麦2号（JM2）生长后期旗叶光合和蒸腾速率、干物质和磷在体内分配以及最终产量的影响。结果表明: ⑴旗叶期缺磷一段时间后降低小麦旗叶的光合和蒸腾速率。不同供磷水平下，去蘖使小麦旗叶光合和蒸腾速率大都高于同期未去蘖的；⑵旗叶期缺磷几乎导致两品种所有器官和整株干物质和磷的积累降低，去蘖的小麦籽粒干物质和磷总量占整株的比例均高于未去蘖的，说明缺磷促进小麦各营养器官的磷向籽粒转移；⑶主茎干物质和磷的积累以CA9325高于JM2，而JM2则以分蘖占优势，这与JM2分蘖数较多有关；⑷ 不论供磷还是缺磷，未去蘖的CA9325籽粒产量低于JM2，而去蘖后则相反。不同库容量的CA9325千粒重和籽粒磷含量均高于JM2。全生育期供磷条件下的磷吸收效率，以未去蘖的CA9325显著高于JM2，去蘖后两品种间无明显差异。     

小麦早熟高产品种光合生理特性分析

对陕西关中地区当前推广的早、中、晚三种熟性8个高产小麦品种的光合生理特性进行了研究，以探明参试的早熟小麦品种高产的光合生理机能和进一步提高早熟小麦品种产量潜力的性状改良途径，结果表明，参试早熟高产小麦品种的光合生理物性是：1．灌浆高峰期蒸腾速率高；2．花期至灌浆高峰期有持续稳定的高净光合速率；3．花前同化产物对子粒干物质累积贡献潜势大；4．花后单株生物增长量远高于中、晚熟品种；5．花前同化产物转流系数高，花后干特质增长系数高，光合产物分配性能好，收获指数高。同时也进一步明确早熟高产小麦品种的生物学产量低于中、晚熟品种，其原因主要在于拔节期至开花期的生物学增长量少。进一步提高早熟小麦品种产量潜力的途径是保持或提高收获指数的同时，较大幅度地提高花期的生物学产量。     

两种穗型冬小麦品种旗叶光合特性及氮素调控效应

在大田条件下,对两种穗型冬小麦品种生育后期旗叶光合特性及其氮素调控效应进行了研究。结果表明：大穗型品种豫麦66的旗叶叶绿素含量、PSⅡ潜在活性、PSⅡ光化学的最大效率、荧光光化学猝灭系数以及荧光非光化学猝灭系数等性状均优于多穗型品种豫麦49,且PSⅡ量子效率和光合速率在灌浆中后期具有明显优势,从而有利于豫麦66     

华北平原免耕冬小麦生长发育特征研究

2004—2006年在河北栾城中国科学院农业生态试验站开展了不同耕作方式下冬小麦生长发育特征及其影响因素的比较研究。冬小麦基本苗数和分蘖率在不同耕作方式间差异显著, 表现为免耕<旋耕<翻耕。免耕处理冬小麦分蘖成穗率高于翻耕和免耕处理, 但基本苗数低, 2004—2005生长季比翻耕和旋耕处理分别低28.9%和29.7%, 2005—2006生长季分别低11.7%和10.0%; 免耕处理冬小麦株高、叶面积指数、地上部干物质积累和产量均低于翻耕和旋耕处理, 其中叶面积指数在2004—2005和2005—2006生长季的最高值分别为2.9和6.0, 产量比翻耕降低30.1%和27.19%、比旋耕降低15.3%和25.20%。免耕可保持耕层较高的土壤水分含量, 总体上高于翻耕和旋耕处理; 免耕处理在冬小麦苗期和返青期表现出明显的“降温效应”, 耕层土壤日均温度低于翻耕和旋耕, 冬小麦出苗和返青较翻耕和旋耕分别晚1~3 d和4~5 d。     

不同穗型的两个冬小麦品种冠层结构及光合特性的研究

两个不同穗型的冬小麦品种： 多穗型品种济南16和大穗型品种鲁麦22, 在冠层 结构、 光合特性、 干物质积累运转等方面存在较大的差异, 济南16上部节间相对较长 , 株高构成指数I值较大。 鲁麦22上三叶面积、 长宽比、 夹角较小。 济南16冠层 光截获大于鲁麦22, 而鲁麦 22 下层相对光强较大。 生育期内小麦群体光合速率的变     

不同冬小麦品种籽粒灌浆特性参数对供水的反应

以8个冬小麦品种为材料,在不同的供水条件下,研究了冬小麦籽粒灌浆特性参数对供水的反应。结果表明,不同的灌水处理下籽粒千粒重差异显著,旱区和灌2水的节水区的籽粒最大灌浆速率、平均灌浆速率和灌浆中期灌浆速率等均高于灌4水区,从而千粒重高于灌4水区。不同品种籽粒灌浆的不同特性参数对供水反应不同,但灌浆阶段的前期、中期和后期粒重积累量的比例大体一致,约为0.21,0.61和0.18。说明参试品种的前中后期籽粒积累与灌水无直接关系。     

不同冬小麦品种产量和节水性状差异及对供水的反应

以24个冬小麦品种(系)为材料,在不同的灌水处理下,研究了产量、产量构成因素和抗旱指数的品种差异。结果表明,灌水处理间与品种间产量差异均极显著,灌水与品种互作差异显著。2水处理产量高于4水。石4185,冀 5579,石麦12等19个品种2水处理产量高于4水,多丰2000,师栾02-1,良星99等5个品种4水产量高于2水。分别以2水处理和4水处理下的产量作为水地产量计算抗旱指数,得出抗旱型,不抗旱型和中间型比例分别为4．2％, 29．2％,66．6％和20．8％,20．8％,58．4％。综合分析认为石麦12,冀5579和石新618等产量和节水综合性状较好的品种更适于节水栽培。     

遥感信息应用于水分胁迫条件下的华北冬小麦生长模拟研究

由于初始土壤水分、灌溉量等变量的空间分布不易获得,区域尺度水分胁迫条件下作物生长模拟存在一定难度。本文在WOFOST模型本地化和区域化的基础上,采用调控型方法,重点探讨了利用MODIS数据反演的地表蒸散在大范围内估算土壤水分平衡过程中的参数或变量初始值,以实现水分胁迫条件下作物模型区域模拟的可行性。2002年模拟结果显示,引入遥感信息优化获得初始土壤有效含水量、返青期生物量及抽穗期灌溉量后,土壤水分的模拟效果得到改善;32个农业气象试验站点模拟产量的相对均方根误差（RRMSE）由0.63降至0.20;华北冬小麦模拟产量的空间分布与实际产量分布更加接近,产量低估的情况得到较好改善;河北、河南、山东3省平均产量的模拟误差分别为－4.9%、4.3%和8.6%。初步结果表明,结合卫星遥感信息通过优化方法在大范围内估算作物模型的相关参变量,以实现水分胁迫条件下作物模型的区域应用是行之有效的。     

限量灌水对冬小麦光合性能和水分利用的影响

在自然大田和人工防雨池栽条件下，研究了限量灌水对冬小麦光合性能和水分利用的影响。结果表明，田间土壤耗水强度以拔节于挑旗期间为最大，此期间限量灌水较显著地减缓了冬小麦生育后期光合面积的衰减，使叶片的气阻阻力降低，蒸腾强度升高，群体和叶片的光合速率均升高，改善了光合性能，提高了产量和水分利用率。     

华北地区冬小麦产量潜力分布特征及其影响因素

利用华北地区农业气象观测站作物资料,验证APSIM-Wheat作物模拟模型区域尺度有效性,结合1961-2007年47年逐日气候资料,分析冬小麦潜在产量、水分限制产量和水氮限制产量时空分布特征,明确了气候因素对冬小麦不同等级产量潜力分布特征的影响程度。对APSIM-Wheat模型在华北地区区域尺度上进行验证,结果显示区域化模型在华北地区有较好的适用性。华北地区冬小麦各层次产量在时间上总体呈下降趋势,空间上呈带状分布,不同层次产量空间分布特征有所差别：冬小麦潜在产量从东北向西南减少,水分限制产量从东南向西北递减,水氮限制产量从东向西先增加后降低在山东济宁地区达到最大;河北省为冬小麦潜在产量和水氮限制产量的高值区,同时为水分限制产量的低值区,增加灌溉是提高其产量的主要途径;山东省为冬小麦潜在产量和水分限制产量的高值区,水氮限制产量的低值区,增施氮肥是提高其产量的主要途径;河南省为冬小麦潜在产量的低值区,辐射是其主要限制因素。决定冬小麦潜在产量时空分布特征的最主要气候要素为生长季内总辐射,总辐射与潜在产量呈极显著正相关关系;决定冬小麦水分限制产量分布特征的最主要气候要素为冬小麦生长季内降水量,呈极显著正相关关系;气候要素对于冬小麦水氮限制产量空间分布特征的解释方差较小,仅为0.48,故土壤等其他因素对其空间分布影响较大。气候变化背景下,如不改变作物品种,冬小麦各级产量潜力呈下降趋势,造成其下降的主要原因为总辐射下降以及随积温增加冬小麦生长季缩短,决定冬小麦产量潜力空间分布的主要因素为总辐射和降水量。