离体培养下氮素浓度对小麦产量和蛋白质含量及其组分的影响

利用小麦穗离体培养技术研究了不同氮素浓度处理对新疆春小麦新春11号产量、蛋白质含量及其组分的影响。研究表明：氮素浓度主要通过穗结实率，特别是3＋4花结实率、千粒重、小花数和节间长度来影响小麦产量性状;主要通过籽粒蛋白质及其蛋白组分含量来影响小麦的品质性状，除清蛋白含量基本不随氮素浓度变化外，籽粒蛋白质含量及其组分含量均随氮素浓度的增加而增加，各组分含量增加幅度依次为醇溶蛋白〉球蛋白〉谷蛋白。研究还表明：小麦产量和品质达到最佳结合的氮素培养浓度为0.06%。     

不同生育期遮光对水稻籽粒直链淀粉及蛋白质含量的影响

研究了生育前期与生育后期遮光50%（插秧至幼穗分化期、抽穗至成熟期）对水稻籽粒直链淀粉及蛋白质含量的影响。结果表明，遮光处理的籽粒直链淀粉有着与对照相似的积累规律，而且均可以用二次曲线回归方程进行拟合。前期遮光有利于籽粒中直链淀粉的积累，提高了籽粒直链淀粉含量；后期遮光则与之相反。前期遮光不利于籽粒中蛋白质的积累，降低了籽粒蛋白质含量；而后期遮光则相反。     

行距配置对大穗型品种兰考矮早八旗叶氮代谢酶活性、籽粒产量及蛋白质含量的影响

在大田高产栽培条件下。研究了行距配置对大穗型冬小麦品种兰考矮早八花后旗叶硝酸还原酶活性、谷氨酰胺合成酶活性、籽粒产量、蛋白质含量及单位面积蛋白质产量的影响。结果表明,15cm行距处理下,旗叶在灌浆中后期具有较高的氮代谢酶活性。籽粒产量随行距减小而增加,而籽粒蛋白质含量却减小,籽粒蛋白质产量与籽粒产量表现相同趋势。因此,适当缩小种植行距,降低了籽粒蛋白质含量,但有利于提高籽粒产量和单位面积蛋白质产量。     

烯效唑干拌种对小麦光合作用和14C同化物分配的影响

研究了烯效唑干拌种对小麦生育后期光合作用及14C同化物分配的调节效应。结果表明,烯效唑处理增加了植株冠层叶面积,处理间差异显著,以20 mg/kg处理的效果最好。与对照相比,旗叶全展后30 d,MDA含量降低了14.3%,可溶性蛋白质和叶绿素含量分别增加了59.4%和12.6%。烯效唑处理提高了小麦旗叶后期光合速率,改变了14C同化物     

气候变暖对冬小麦生长发育、产量和品质的影响

以‘扬麦13’和‘徐麦31’作为试验材料,采用数理统计等方法,分析气候变暖对冬小麦生长发育、产量和品质等方面的影响机理。结果表明：气候变暖使冬小麦的物候期提前,总生育时期天数缩短;穗长、总小穗数和结实小穗数下降,不孕小穗数增加,有效穗数、千粒重下降,产量三要素的共同下降,导致冬小麦减产;冬小麦籽粒总淀粉含量和支/直比不同程度下降;冬小麦籽粒总蛋白含量不同程度增加,但谷/醇比略微下降。随着气候变暖,冬小麦的生育时期将会缩短、产量下降,而淀粉含量和蛋白质含量变化较为复杂,增减不一。     

源库调节对小麦不同品种籽粒微量元素及蛋白质含量的影响

为了解小麦籽粒微量营养元素含量的调控机制及其与籽粒重和蛋白质含量的关系, 以9个冬小麦品种为材料, 通过开花后减源(去叶、穗遮光)、减库(去50%小穗)处理, 分析了成熟籽粒中Fe、Zn、Mn、Cu等微量元素含量与籽粒重、蛋白质含量变化及其相互关系, 并探讨了籽粒微营养素积累的源库调控作用。结果表明, 籽粒中Fe、Zn、Mn、Cu、蛋白质含量和籽粒重均在品种间和源库处理间存在显著差异。去叶源不仅使籽粒重和籽粒蛋白质含量显著降低, 而且使籽粒Fe、Zn、Mn和Cu含量明显降低; 穗遮光使籽粒重显著降低, 蛋白质含量略有提高, 籽粒微量元素含量的变化因品种和元素类型而异, 总体趋势为Fe、Zn和Cu含量增加, Mn含量降低; 去小穗减少库, 使各品种剩余籽粒粒重略有增加, 而蛋白质含量提高, 籽粒Fe、Zn、Mn和Cu含量均较大幅度提高。籽粒Fe、Zn、Mn和Cu含量主要受各元素供源的限制, 不同元素受供源影响程度不同, 且与品种基因型有关。籽粒中4种微量元素含量之间及其与粒重和蛋白质含量之间具有一定的正相关性, 说明籽粒微量元素含量与籽粒重和蛋白质含量存在同步提高的可 能性。     

水旱条件下小麦不同抗旱性品种籽粒蛋白质积累的差异及施氮量的调控效应

在水、旱两栽培条件下比较了农大189 (不抗旱品种)和晋麦47 (抗旱品种)的籽粒蛋白质积累及施氮的调控效应。与灌溉条件相比,旱地栽培提高了籽粒清蛋白、醇溶蛋白、谷蛋白、总蛋白含量及谷/醇比,降低了球蛋白含量。旱作对农大189的籽粒蛋白质组分含量有显著影响,而对晋麦47籽粒球蛋白、醇溶蛋白、总蛋白、谷/醇比的影响不显著。旱作降低了籽粒谷氨酰胺合成酶(GS)、籽粒谷氨酸合酶(GOGAT)、籽粒谷丙转氨酶(GPT)、旗叶谷氨酰胺合成酶(GS)、旗叶谷氨酸合酶(GOGAT)活性,且影响了籽粒GPT活性的变化趋势。旱作对蛋白质合成有关酶活性的影响表现为农大189大于晋麦47。随着施氮量的增加,籽粒蛋白质及其组分含量表现为增加趋势,且施氮的调控效应对晋麦47大于对农大189。不同栽培条件下各处理的籽粒GS、籽粒GOGAT、籽粒GPT、旗叶GOGAT活性与籽粒蛋白质产量呈显著正相关,而与籽粒蛋白质含量无显著相关。两品种旗叶GS活性与蛋白质产量的相关性不同。总之,抗旱品种的籽粒蛋白质积累受水分条件影响小于不抗旱品种,表现一定的抗旱能力;施用氮肥可提高籽粒蛋白质含量,抗旱品种的氮肥调控效应大于不抗旱品种。     

鼓粒期叶施烯效唑对绿豆各器官糖分积累及籽粒产量的影响

探讨鼓粒期叶施烯效唑对绿豆叶片、根系和茎杆糖分积累与光合特性及产量的影响,为绿豆高产栽培提供理论依据。在2013和2014年连续2年大田栽培条件下,以‘小明绿’为试验材料,鼓粒期叶施不同浓度烯效唑(15、30、60 mg/L),对照喷施等量清水,研究其对绿豆各器官糖分积累及产量的影响。研究结果表明：绿豆鼓粒期后,3种浓度烯效唑处理均呈不同程度提高了植株叶绿素、可溶性糖和蔗糖含量。与对照相比,烯效唑处理下绿豆糖分含量增加显著,且生育后期仍能维持相对较高的糖分积累。可得出结论：鼓粒期叶面喷施烯效唑可调控绿豆植株不同器官光合特性与糖分积累,最终提高籽粒产量。     

强筋小麦产量和品质对不同土壤条件及施氮水平的响应

通过研究潮土和黑土条件下氮肥施用量对强筋小麦产量和品质的影响,为小麦高产优质栽培提供科学依据和技术参考。试验于2020-2021年在中国农业科学院作物科学研究所温室进行,以强筋冬小麦品种中麦578为试验材料,采用盆栽方式,设置2个土壤条件,5个施氮量处理。结果显示,同一施氮量处理下,花后整个时期小麦旗叶相对叶绿素含量（SPAD值）、籽粒长、籽粒宽、千粒重、穗粒数、籽粒产量和蛋白质产量均表现为黑土优于潮土,而籽粒蛋白质及其组分含量则表现为潮土优于黑土。在同一土壤条件下,施氮量的增加减缓了小麦旗叶SPAD值的下降速率,延长有效光合功能期;籽粒长、籽粒宽、千粒重、穗粒数、籽粒产量和蛋白质产量等指标均随施氮量的增加呈先增加后降低趋势,而籽粒蛋白质含量随施氮量增加而升高。综上所述,在本试验基础养分条件下,每盆施入2g尿素,籽粒产量和蛋白质产量均达到最大值。     

钾对小麦旗叶蛋白水解酶活性和籽粒品质的影响

利用强筋冬小麦品种烟农15研究了钾素对小麦旗叶蛋白质含量和籽粒品质及有关酶活性的影响. 结果表明, 钾素有利于提高灌浆前期和中期小麦旗叶中可溶性蛋白质和游离氨基酸的含量, 增强内肽酶和羧肽酶的活性, 促进籽粒中游离氨基酸转化为蛋白质, 提高籽粒中清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白的含量, 改善籽粒营养品质和加工品质     

N肥和栽插密度对杂交稻“两优培九”产量及N素吸收利用的影响

以两系杂交稻两优培九为试材,研究不同N肥用量(纯N 0、112.5、225.0、337.5 kg/hm²)和栽插密度（22.5×10⁴、27.0×10⁴、31.5×10⁴穴/hm²）对产量形成及N素吸收利用的影响。结果表明,(1)栽插密度对结实率和千粒重影响较小,对单位面积穗数和每穗粒数影响较大,在22.5×10⁴~31.5×10⁴穴/hm²的密度范围内,穗数与每穗粒数之间具有良好的互补性,因而产量差异未达显著水平。(2)N肥用量对每穗粒数影响较小,对穗数、结实率和千粒重影响较大,纯N用量为337.5 kg/hm²时,增穗作用不显著,反而极显著降低结实率和千粒重,导致减产。(3)稻株吸N量随供N水平的提高而增加,但植株含N率和N素累积量过高不利于叶鞘茎中的N素向穗部运转,降低籽粒N素积累量,导致结实率和千粒重显著下降而减产。(4)在中等肥力土壤上,施纯N 225.0 kg/hm²,栽插密度22.5×10⁴穴/hm²,高峰苗控制在500.0万/hm²左右,有利于两优培九抽穗前茎鞘叶N素积累和抽穗后向穗部运转,能较好地协调穗数、结实率和千粒重的关系而获得高产。     

施氮量对强筋小麦品种济麦20氮硫积累与再分配及籽粒品质的影响

为了探讨施氮量对小麦籽粒加工品质调控的生理基础,选用强筋品种济麦20,在山东省龙口市前诸留村和中村(在中村进行了连续两年定位试验),研究了田间高产条件下,小麦氮与硫积累和再分配与籽粒品质的关系及施氮量对其调控的效应。结果表明,随施氮量由0增加至195~204 kg hm^-2,开花期营养器官中氮和硫的积累量及开花后吸收分配至籽粒的氮量和硫量增加,开花后各营养器官中的氮向籽粒的再分配量及叶片和穗轴+颖壳中的硫向籽粒的再分配量增加,籽粒中氮和硫含量提高,氮、硫含量比（N/S比）由16.38~16.98降至14.22~14.48,谷蛋白含量比例提高,籽粒品质改善;施氮量为276~285 kg hm^-2时,植株氮积累量无显著变化,茎秆+叶鞘中氮转移量减少,残留量增多,抑制了硫向籽粒的转移,导致籽粒硫积累量和含量降低,N/S比升高至15.20~15.27,谷蛋白含量占总蛋白质含量的比例减少,籽粒品质下降。说明施氮量影响了植株氮、硫积累量及向籽粒再分配的数量,调节了籽粒氮和硫含量及N/S比,导致籽粒蛋白质组分比例的差异,进而影响了籽粒的加工品质。使品质改善的适宜籽粒N/S比为14.22~15.27。兼顾高产和优质的适宜施氮量为195~204 kg hm^-2。     

施氮量对济麦20旗叶光合特性和蔗糖合成及籽粒产量的影响

在田间高产条件下,研究了施氮量对强筋小麦品种济麦20旗叶光合特性、蔗糖合成及籽粒产量的影响。结果表明,在0～168 kg hm^-2施氮量范围内,随施氮量的增加,旗叶蒸腾速率提高,气孔导度增大,细胞间隙二氧化碳浓度降低,旗叶净光合速率与蔗糖磷酸合酶活性显著提高,从而促进旗叶蔗糖合成,提高生物产量、籽粒产量和氮肥利用率;施氮量增加至240 kg hm^-2,旗叶净光合速率、蔗糖磷酸合酶活性、蔗糖含量和生物产量显著提高,但收获指数降低,籽粒产量和氮肥利用率无显著变化。施氮量继续增加至275 kg hm^-2,旗叶蒸腾速率、气孔导度、气孔限制值和净光合速率均显著降低,细胞间隙二氧化碳浓度则显著升高,旗叶光合作用受非气孔限制,蔗糖磷酸合酶活性、蔗糖含量、生物产量和收获指数均显著降低,籽粒产量减少,氮肥利用率降低。在本试验条件下,济麦20的适宜施氮量为168~240 kg hm^-2。     

种植密度对夏玉米碳氮代谢和氮利用率的影响

研究了低、中、高3个种植密度对夏播玉米CF008、郑单958和金海5号碳氮积累、运转及氮肥利用的影响, 以期通过密度调控碳氮代谢, 实现产量与氮肥效率协同提高。结果表明, 吐丝期茎叶总糖和全氮积累量和茎叶总糖和全氮的运转率均以中或高密度下较高, 而籽粒产量、氮素吸收效率、氮素利用效率和氮肥利用率均以中或低密度显著高于高密度。吐丝前地上部氮素积累量以中高密度下较高, 但成熟期地上部总氮量及籽粒氮量均以中低密度较高, 表明吐丝期后植株氮素积累量对玉米籽粒氮贡献较大。在中低密度下, 3个品种夏玉米产量达10 262~11 461 kg hm^-2, 氮肥利用率达23.00%~34.11%。     

氮肥运筹对弱筋小麦群体指标与产量和品质形成的影响

以弱筋小麦品种扬麦9号和宁麦9号为材，研究了不同施氮水平及基追比对群体指标、产量和品质的影响。结果表明，孕穗期叶面积指数（LAI）随施氮量的增加而提高；小麦籽粒产量及成熟期生物产量、花后干物质积累量与施氮量均呈二次曲线关系；籽粒蛋白质含量、湿面筋含量与施氮量呈极显著正相关。增加后期追氮比例及同比例2次追氮均提高了成熟期生物产量、花后干物质积累量、茎蘖成穗率、孕穗期LAI、籽粒产量、蛋白质含量和湿面筋含量。花后干物质积累量、成熟期生物产量、成穗数、茎蘖成穗率与产量呈显著或极显著正相关，拔节期、孕穗期、开花期和灌浆期LAI与产量呈显著或极显著二次曲线关系。弱筋小麦实现优质和产量7 000 kg hm^-2的氮肥运筹技术以施氮量200 kg hm^-2和基肥∶拔节肥∶孕穗肥为7∶2∶1，其高产优质协调的关键群体调控指标，最适LAI为6.9，花后干物质积累量和成熟期生物产量分别为5 300和16 500 kg hm^-2，成穗数为466×104 hm^-2，茎蘖成穗率为50%。     

烯效唑干拌种对小麦的增产作用

研究了不同品种、不同播期、不同密度和不同施氮条件下烯效唑干拌种对小麦的产量效应。结果表明,烯效唑干拌种提高了不同品种、播期、密度和施氮量下小麦的产量,以20 mg/kg的效果最好,烯效唑的平均增产效应在品种间差异不显著,早、迟播时增产效应更大,适宜浓度的烯效唑（10～20 mg/kg）与较高密度的基本苗（180～270×10     

施氮量和底追比例对小麦氮素吸收转运及产量的影响

应用¹⁵N示踪技术研究了高产麦田中施氮量和底施与追施氮肥的比例对小麦氮素吸收转运及籽粒产量的影响。共设7个处理,对照为不施氮肥(N0);在施纯氮量为168和240 kg/hm²条件下,各设底肥氮量与追肥氮量比例（底追比例）为1∶1 (N1和N4)、1∶2 (N2和N5)、0∶1(N3和N6)。结果表明,播种至拔节期植株积累的底施氮占植株全生育期积累底施氮总量的78.04%~89.67%;小麦植株对追肥氮的利用率显著高于对底肥氮的利用率,适当增加追施氮肥的比例可提高氮肥利用率,其中N2处理的最高。在相同底追比例下,不同施氮量处理相比较,植株与籽粒中的氮素积累量均无显著差异;施氮量相同,随追施氮肥比例的增加,开花前贮存氮素的转运量和转运效率呈先增加后降低的趋势,N2和N5的转运量及转运效率最高;开花后氮素的同化量及对籽粒的贡献率则随追施氮比例的增加而提高;籽粒氮素积累量在N2、N3、N5和N6处理间无显著差异,但显著高于N1和N4。适量施氮并增加追施氮肥的比例可显著提高籽粒产量、蛋白质含量,N2、N5和N6均效果较好。在本试验条件下,施氮量为168 kg/hm²及底追比例为1∶2的处理是兼顾产量、品质和效益的最佳氮肥运筹方式。     

高产条件下施氮量对冬小麦氮素吸收分配利用的影响

通过2年田间定位试验,采用15N示踪技术,研究了高产条件下不同施氮量处理对冬小麦氮素吸收、分配、利用及产量和品质的影响。结果表明,在本试验土壤肥力条件下,当施氮量超过150 kg/hm²时,不能显著增加植株氮素积累量,对小麦生育后期植株氮素吸收无显著促进效应。随施氮量增加,氮素在籽粒中的分配比例降低,在茎和叶的分配量及比例显著增加。15N示踪试验指出,施氮量由195 kg/hm²增至240 kg/hm²,植株吸收的肥料氮素增加,吸收的土壤氮素减少,植株总的氮素积累量无显著差异;施氮量增加,开花后营养器官中的氮素向籽粒的转移无显著差异,而转移效率及氮素转移对籽粒的贡献率降低。施氮量增加,氮素吸收效率和氮素利用效率下降,氮肥生产效率降低,氮素收获指数亦降低。施氮量为105～240 kg/hm²时,氮肥当季回收率为36.22%～50.54%,其中追肥氮回收率大于基肥氮;施氮量增加,氮肥回收率先增加后降低,195 kg/hm²处理氮肥当季回收率较高。适量施氮,籽粒产量增加,蛋白质含量提高,加工品质改善;过量施氮,籽粒产量降低,加工品质趋于变劣。本试验条件下,综合考虑产量、品质和氮素利用率,施氮量为150～195 kg/hm²可供生产中参考。     

高土壤肥力环境下不同类型粳稻品种产量对氮肥用量的响应

以13个粳稻品种为材料, 设计5种氮肥用量, 研究高肥环境下氮肥用量对粳稻产量及其构成的影响, 并比较不同产量、结实率、每穗粒数、千粒重和穗数水平粳稻品种对氮肥的响应。结果如下: (1) 粳稻产量以施氮处理显著高于不施氮处理, 多数粳稻品种在施氮量为150~225 kg hm^-2时产量最高; 每穗粒数和有效穗数随施氮量的增加而增加, 但当施氮量超过225 kg hm^-2时反而下降, 而千粒重和结实率随施氮量的增加一直呈下降趋势。(2) 氮肥对不同产量水平、穗数水平粳稻品种的增产效应不同。不施氮时产量越低的粳稻品种对氮肥越敏感, 少量施用氮肥即起到较好的增产效果, 而不施氮时产量越高的粳稻品种对氮肥相对钝感, 氮肥施用量<75 kg hm^-2时对其产量无明显促进作用。穗数<220×104穗 hm^-2和>310×104穗 hm^-2的粳稻品种的适宜施氮量低于穗数居中的粳稻品种。(3) 1980年以前育成的品种对氮肥的反应相对一致, 多数在施氮量225 kg hm^-2时产量最高; 而1980年后育成的粳稻品种最高产时的N水平相对分散。     

高产麦田氮素利用、氮平衡及适宜施氮量

选用大穗型小麦品种兰考矮早八, 研究了施氮水平对小麦籽粒产量、蛋白质含量、氮素利用及氮平衡的影响。结果表明, 适量增施氮肥有利于提高籽粒产量, 且以180 kg hm^-2 (N3)、360 kg hm^-2 (N4)处理的产量最高, 且在N4条件下, 继续增施氮肥仍能显著提高籽粒蛋白质含量。随施氮量的增加, 植株地上部氮积累量提高。氮平衡分析结果表明, 未被当季作物利用的氮主要以氮表观损失和残留无机氮的形式损失, 且随施氮水平的增加, 氮表观损失量和土壤残留量均随之增多。通过环境经济学的Coase原理和边际收益分析, 综合考虑蛋白质含量、籽粒产量、经济和生态效益, 确定202~239 kg hm^-2为兰考矮早八兼顾多目标适宜的氮肥用量, 其相应的产量水平为8 628~8 680 kg hm^-2, 蛋白质含量为14.6%~14.8%。