测墒补灌对冬小麦干物质积累与分配及水分利用效率的影响

于2007-2008和2008-2009小麦生长季, 以高产中筋冬小麦品种济麦22为材料, 在山东兖州小孟镇史王村(35.41°N, 116.41°E)采用大田试验, 研究了4种灌水处理对冬小麦干物质积累与分配及水分利用效率的影响。结果表明, 不灌水的W0处理(土壤相对含水量为播种期80% + 拔节期65% + 开花期65%)成熟期干物质积累量最低, W1处理(土壤相对含水量为播种期80% + 拔节期70% + 开花期70%)成熟期干物质积累量最高, 籽粒干物质分配量显著高于W2处理(土壤相对含水量为播种期80% + 拔节期80% + 开花期80%)和W3处理(土壤相对含水量为播种期90% + 拔节期80% + 开花期80%);开花前贮藏在营养器官中的干物质开花后向籽粒的再分配量和再分配率均为W0>W3>W2>W1, 开花后干物质积累量对籽粒的贡献率为W1>W2>W3>W0;W1处理在灌浆末期保持较高灌浆速率和净光合速率, 提高了开花后干物质的积累量和向籽粒的分配比例, 有利于增加粒重;W0处理水分利用效率较高, 但产量最低;灌水处理的籽粒产量、灌溉水利用效率、降水利用效率和灌溉效益两生长季均随测墒补灌量的增加而显著降低。综合两年结果, W1是本试验条件下高产节水的最佳灌溉处理, 其播种期、拔节期和开花期设计0~140 cm土层土壤平均相对含水量分别为80%、70%和70%, 在两个小麦生长季中, 通过测墒, 分别补充灌水43.8 mm和13.8 mm, 灌溉水和降水的利用效率最高, 并获得了最高籽粒产量, 分别为8837.8 kg hm^-2和9040.9 kg hm^-2。     

沼液与尿素配施对冬小麦光合特性及产量的影响

2007—2009年度,在总施氮量相同的条件下,比较了沼液与尿素氮肥不同基追比对冬小麦品种温麦28光合特性及产量的影响。在基施沼液的基础上追施尿素,提高叶片PSII潜在活性(F_v/F_o)、PSII光化学最大效率(F_v/F_m)和荧光光化学猝灭系数(q_P),降低荧光非光化学猝灭系数(q_N),其PSII量子效率(ΦPSII)和电子传递速率(ETR)优势明显,具有较高的光合速率,尤其是基施25%沼液氮+追施75%尿素氮处理,光合功能强,籽粒产量最高,2007—2008年度达8 277.90 kg hm^-2,2008—2009年度为7 318.07 kg hm^-2。整个生育期单施沼液处理使小麦营养生长过旺,荧光参数变劣,光合速率下降,产量显著降低。单施尿素氮肥处理F_v/F_o和F_v/F_m在开花期前具有明显优势,但在开花期后不再延续前期优势,Φ_PSII和ETR参数年度间存在差异,q_P值持续低于基施沼液追施尿素的配施处理,而q_N值表现相反,荧光参数间不够协调,产量较基施沼液追施尿素处理降低,而较单施沼液处理显著提高。     

细胞内IP3-Ca2+途径对UV-B辐射下玉米幼苗光合特性的调控机制

使用外加0.15 Wm^-2 UV-B及不同钙效应剂处理玉米幼苗,研究细胞Ca²⁺信号系统对UV-B辐射下玉米幼苗光合作用的调控机理。结果表明,UV诱导的胞内Ca²⁺荧光增强受胞内IP3通道阻断剂肝素(Heparin)、胞内CaM活性抑制剂三氟啦嗪(TFP)抑制,降低玉米幼苗Chl a、Chl b及Chl T含量、原初光能转化效率(F_v/F_m)、PSII活性(F_v/F_o)、Hill反应活力、水分利用效率(WUE),提高胞间二氧化碳浓度(C_i),最终导致净光合速率(P_n)下降;细胞质膜钙通道阻断剂氯化镧(LaCl₃)引发的此效应较小。据此提出,UV-B辐射下,玉米幼苗叶片细胞IP3动员胞内钙库释放Ca²⁺,调节光合色素合成、Hill反应活性、WUE,CaM介导的下游反应调节G_s,是Ca²⁺信号系统最终实现对P_n调控的主要机制。     

水稻生育后期叶片早衰突变体的光合特性与叶绿体超微结构观察

以旗叶早衰的水稻突变体(psf)与其野生型对照(浙恢7954)为材料,对两者在水稻抽穗开花后旗叶衰老过程中的光合速率、叶绿素荧光和叶绿体超微结构比较分析表明,旗叶早衰突变后的每穗实粒数、结实率、千粒重和单株产量均不同程度降低,以对每穗实粒数和结实率的影响程度最明显; 在水稻灌浆期间,psf旗叶的叶绿素含量、叶绿素a/b值、净光合速率(P_n)、PSII潜在活性(F_v/F_o)和最大光化学效率(F_v/F_m)均比其野生型对照明显降低,且随着抽穗开花后天数的推移,供试材料间的差异幅度呈逐渐拉大趋势; psf叶肉细胞中的叶绿体排列、形态大小及其类囊体结构在水稻抽穗开花期基本正常,但随着叶片衰老过程的推进,psf叶肉细胞中的叶绿体相继会出现沿细胞壁周缘化、外部形态缩皱变形、嗜锇颗粒增多变大、类囊体膜系统退化、片层结构完全解体等变化。其中,叶绿体沿叶肉细胞壁排列的周缘化与外形结构的球状化表现,与叶绿体类囊体膜系统损伤和开始降解之前的净光合速率(P_n)下降有关,而由类囊体膜系统受损所带来的F_v/F_m和F_v/F_o下降过程,则相对滞后于P_n和叶绿素含量下降的起始时间。     

氮肥运筹对孕穗期受渍冬小麦旗叶叶绿素荧光与籽粒灌浆特性的影响

以小麦品种皖麦54为试验材料,研究不同氮肥运筹对孕穗期受渍冬小麦旗叶叶绿素荧光特性的影响。结果表明,孕穗期小麦旗叶叶绿素含量最高,随后下降,至成熟期降到最低;渍水处理叶绿素含量下降幅度高于对照处理。对照处理孕穗期后叶绿素荧光参数F_v/F_m、F_v/F_o和q_p随小麦生育期的推进呈先增加后降低的变化趋势,于渍水处理孕穗期后第11~20天达到最高峰,NPQ呈先降低再升高的趋势。孕穗期渍水7 d后F_v/F_m、F_v/F_o和q_p均呈“低–高–低”的变化趋势,与对照相比,F_v/F_m低1.8%~2.3%,F_v/F_o低8.0%~10.9%,Φ_PSII则显著低于对照。基肥30%+拔节肥50%+孕穗肥20%(N4)处理生育后期旗叶叶绿素含量显著高于全部氮肥基施(N1)处理,而F_v/F_o、F_v/F_m和q_p显著高于N1和基肥70%+拔节肥30%(N2)处理。叶绿素含量与F_v/F_m、q_p和Φ_PSII呈显著正相关,与NPQ呈显著负相关。ETR-PAR响应曲线的拟合结果表明,孕穗期渍水7 d小麦生育后期旗叶ETR_max、α和E_k值较对照降低。N4的旗叶ETR_max、α和E_k均高于N1和N2。孕穗期渍水7 d条件下不同氮肥运筹方式间各叶绿素荧光参数变异系数高于对照,氮肥的补偿效应较对照明显。氮肥后移运筹方式显著减轻渍水逆境对光合器官的破坏,使小麦生育后期功能叶具有较强的光捕获能力和光化学效率,改善了旗叶光合性能,使灌浆期延长,平均灌浆速率提高,从而较氮肥前移处理显著提高小麦千粒重。     

冬小麦节水栽培三种灌溉模式的水氮利用与产量形成

为探讨华北平原冬小麦节水栽培适宜灌溉模式及其产量形成与资源利用规律,2004—2008连续4年在同一地块比较春不灌水(I₀)、春灌1水(I₁)和春灌2水(I₂) 3种灌溉模式对冬小麦水氮利用特性与产量形成的影响。在均实行晚播和一次性底施氮量157.5 kg hm^-2条件下,各模式年际间籽粒产量稳定,I₀、I₁和I₂模式的4年平均产量分别为6 134、7 515和8 134 kg hm^-2,平均总耗水量分别为3 334、3 829和4 270 m³ hm^-2,平均总吸氮量分别为162.5、197.9和212.2 kg hm^-2。在耗水构成中,土壤贮水消耗占总耗水量的比例分别为66.7%、49.2%和37.8%。3种灌溉模式的水分利用效率达1.9~2.0 kg m^-3,灌溉模式间无显著差异;氮素利用效率在3个灌溉模式间也无显著差异,平均为38.0 kg kg^-1 N。3种灌溉模式主茎穗占成穗数比例平均为81%,开花期上三叶叶面积指数2.6~3.8,旗叶节以上非叶绿色器官面积指数2.7~3.6。综合以上结果,冬小麦3种灌溉模式及其配套技术形成的群体结构可在不同产量水平上实现水、氮资源高效利用。     

玉米籽粒赖氨酸含量的遗传及其与产量的关系分析

用5个不同基础群体的15个自选系作母本, 5个不同优势群的测验系作父本, 采用NCII交配设计配成75个杂交组合, 经1年2点田间试验, 用近红外光谱仪测定了亲本及其杂交种F₁和F₂籽粒的赖氨酸含量, 并用三倍体种子胚乳-细胞质-母体效应模型对赖氨酸含量进行遗传分析。结果表明, 玉米籽粒赖氨酸含量除受种子、母体效应和细胞质3套遗传体系共同控制之外, 还不同程度受环境因素的影响, 遗传主效应方差V_G (V_G=V_A+V_D+V_C+V_Am+V_Dm)占总遗传方差(V_G+V_GE)的76.3%, 其中, 种子效应方差(V_A+V_D)、细胞质效应方差(V_C)和母体效应方差(V_Am+V_Dm)分别占24.6%、19.7%和55.7%;赖氨酸含量以母体遗传力为主(h²_m=40.98%), 其次为种子遗传力(h²_o=17.86%), 而细胞质遗传力较低(h²_c=14.29%)。同时发现籽粒赖氨酸含量与产量之间不存在明显相关(r = –0.027)。因此, 在高赖氨酸育种中, 必须重视高值亲本尤其是母本的选择以及不同优势类群间的广泛组配, 从变异广泛的基础材料中对赖氨酸含量和籽粒产量同时进行选择和改良是可能的。     

不同土层测墒补灌对小麦旗叶光合特性和干物质积累与分配的影响

2011-2012和2012-2013年连续2个小麦生长季,在大田条件下,设置0~20 cm (D1)、0~40 cm (D2)、0~60 cm (D3)和0~140 cm (D4) 4个土层测定土壤含水量,以各土层平均土壤相对含水量拔节期65%和开花期70%为目标相对含水量,全生育期不灌溉为对照处理 (D0),研究依据不同土层的土壤含水量测墒补灌对小麦旗叶光合特性和干物质积累与分配的影响。结果表明：D2的开花期叶面积指数和单位土地面积上旗叶叶面积、开花后7 d和14 d的旗叶净光合速率和实际光化学效率均高于其他处理,而气孔限制值低于其他处理;D2的成熟期干物质积累量、开花后干物质向籽粒的分配量和开花后同化物分配对籽粒的贡献率亦高于其他处理。两年度D2的籽粒产量分别为9367.4 kg hm^-2和9727.5 kg hm^-2,均显著高于其他处理;同时,D2的水分利用效率高于D0、D3和D4处理,与D1处理无显著差异。因此,于小麦拔节期和开花期依据0~40 cm土层的土壤含水量测墒补灌是同步实现高产和高水分利用效率的有效措施。     

低温胁迫下聚糖萘合剂对玉米幼苗光合作用和抗氧化酶活性的影响

采用盆栽试验, 以郑单958和丰单3号为材料, 研究了低温胁迫对玉米幼苗光合作用、叶绿素、叶绿素荧光参数和抗氧化酶活性的影响, 以及聚糠萘合剂(PKN)的调控效果。结果表明, 低温胁迫下, 玉米幼苗的光合作用和光系统II光化学最大效率受到抑制; 超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性降低; 过氧化氢、超氧阴离子的产生速率及丙二醛(MDA)含量显著升高。PKN处理提高了低温胁迫下玉米幼苗净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、光系统II光化学的最大效率(F_v/F_m)、叶绿素含量(Chl a+Chl b)。低温处理7 d, ZDTR和FDTR的P_n、G_s、F_v/F_m、Chl a+Chl b分别比各自的对照提高了88.95%和61.11%、593.33%和1 741.67%、111.50%和145.16%、36.61%和54.03%; PKN处理延缓了SOD、POD、CAT活性的降低, 低温胁迫7 d, PKN处理使郑单958和丰单3的SOD、POD、CAT活性分别比对照高了292.59%和632.98%、295.07%和360.54%、254.55%和265.45%; 同时降低了过氧化氢、超氧阴离子的产生速率及MDA的含量。表明PKN处理有利于提高玉米幼苗的抗冷性。     

不同氮肥利用效率水稻基因型剑叶光合特性

选用氮肥利用高效型和低效型具有代表性的12个粳稻品种,研究225 kg hm^-2施氮条件下水稻剑叶光合特性的差异及其与氮肥利用效率、水稻结实性的相互关系。结果表明,齐穗后,氮高效基因型水稻的叶绿素含量、叶片含氮量、净光合速率、光合功能期和叶绿素荧光动力学参数中的最大光化学效率(F_v/F_m)、PS II的潜在活性(F_v/F_o)、实际光化学效率(Φ_PSII)、光化学猝灭系数(q_P)和非光化学猝灭系数(q_N)均显著高于氮低效基因型。相关性分析表明,齐穗后不同时期,剑叶中叶绿素含量、叶片含氮量、净光合速率、剑叶的光合功能期和叶绿素荧光动力学参数值(F_v/F_m、F_v/F_o、Φ_PSII、q_P、q_N)与水稻的氮肥利用效率、结实性均呈极显著的正相关。由此说明,与氮低效基因型相比,氮高效基因型水稻生育后期具有较好的光合特性,较长的光合功能期;同时,其PSII反应中心更加稳定,具有更大的光能转化为电化学能的潜力,非光化学猝灭对光合机构也有更好的保护作用。因而,其在促进植株光合物质积累,提高结实性的同时能通过地上部与地下部的调节反馈增强植株对氮肥的吸收利用。     

北疆滴灌春小麦毛管适宜布置模式

目前新疆滴灌技术已在小麦作物上普遍推广应用,但由于滴灌毛管布置及种植模式不统一,很多毛管布置间距不合理,既影响农田耕作、浪费水资源,又使得作物水肥需求困难,同时还影响小麦滴灌工程设计。通过田间测坑试验,在北疆典型土壤中壤土条件下设置了6种滴灌春小麦毛管布置模式,对比分析了不同毛管布置模式下滴灌春小麦的土壤水分变化及对小麦生长和产量的影响。结果表明,在相同灌水情况下,不同毛管布置模式造成了土壤水分分布特征的差异,引起作物对灌溉水利用效率的差异,从而影响滴灌春小麦的株高、叶面积系数及产量,以一管两行(A)布置模式在0~100 cm土层范围内土壤含水量最大,更有利于春小麦的生长发育,一管五行(F)布置模式次之,一管六行(D)布置模式最小,但考虑投入产出关系,一管五行(F)的经济效益最好,其次是一管四行(B)。综合评价认为北疆在中壤土条件下滴灌春小麦的毛管适宜布置为一管五行(F)。     

化杀杂种小麦灌浆规律及粒重优势

对化杀杂种小麦灌浆特性及播期、密度、灌水效应的研究表明，其灌浆规律与常规（亲本）品种相同，籽粒增重遵循慢—快—慢的节律变化，同时具有自己的特性。杂种的快速增重期较对照早１～３天，灌浆速度峰值超对照优势达２４．７１％～４６．３４％，且持续时间长，灌浆速度的峰面宽，因而单粒重比对照高６～１１ｍｇ，但不同部位小穗间的粒重差异依然存在，且较对照大。杂种的灌浆特性与亲本有关，但仍表现出明显的超亲优势。播期、密度、灌水等影响灌浆进程，因而可通过亲本选配、强优势组合筛选及农艺措施调节进一步发挥杂种的粒重优势     

氮肥基追比对滴灌冬小麦干物质转运及氮素吸收分配的影响

为了探究小麦滴灌条件下氮肥合适的基追比对冬小麦群体动态、干物质转运及氮素吸收分配的影响,以小麦‘鲁原502’为试验材料,设置4 种不同基追比滴灌处理,动态监测小麦群体动态、土壤碱解氮、全氮含量及植株全氮积累量,于成熟期监测干物质的吸收转运情况。研究表明,成熟期滴灌基追比为4:6 的小麦群体数量、籽粒干物质、土壤碱解氮含量、土壤全氮含量、植株全氮积累量分别为对照的1.12 倍、1.30 倍、1.25 倍、1.14 倍、1.15 倍,其他各时期也保持了相对较高的数值,显著高于其他处理。可见4:6的滴灌基追比,显著提高了小麦的群体数量、干物质向籽粒的转运及小麦对氮素的有效利用。     

不同水分条件对小麦-玉米两熟制作物生长和水分利用的影响

为探明不同水分条件对小麦-玉米两熟制水分利用的影响,通过秸秆覆盖和施用保水剂等水分调控措施,进行了不同灌水量对小麦、玉米生长发育和产量、土壤水分及水分利用等方面的影响研究。结果表明:合理灌水有益小麦群体发育,提高成穗数量、株高、穗粒数和千粒重,从而促进小麦增产,其中以补充灌水1 200 m3/hm2效果最佳,增产11.83%;但过多灌水反而影响小麦产量,补充灌水2 400 m3/hm2减产1%,并影响玉米产量。小麦灌水处理的玉米分别比对照增产7.31%~16.15%,其中补充灌水1 800 m3/hm2增产效果最佳,增产16.15%。夏秋两季作物产量结果表明,河南省中产灌区在秸秆覆盖和施用保水剂的情况下,小麦-玉米两熟制最佳补充灌溉量为1 200~1 800m3/hm2。土壤含水量动态变化表明,秸秆覆盖与保水剂相结合,并进行适量补充灌水有利于改善和补偿土壤水分,而且有影响全年作物生长的趋势。玉米收获后,土壤有效养分和有机质有所下降,表明种植夏玉米应追施适量磷、钾肥,同时加大夏季作物秸秆的还田量,以提高土壤有机质。     

灌溉和施氮方式对甘肃陇中黄土高原春小麦产量和土壤含水量与有效氮含量的影响

旨在研究影响小麦产量的最佳灌溉与施氮方式组合。以‘定西42号’春小麦为材料,采用水氮互作的方法,设4种灌溉量（单位面积水深50 mm、100 mm、150 mm、200 mm）和3种施肥方式（拔节期施纯氮肥40 kg/hm ²、开花期施纯氮肥40 kg/hm ²、拔节期和开花期施纯氮肥40 kg/hm ²和50 kg/hm ²）。（1）灌溉量150 mm与开花期施氮肥40 kg/hm ²处理时,小麦产量都最高。（2）灌溉量150 mm时各个土层含水量最高,不同施氮处理,各个土层含水量高低顺序为分蘖期<开花期<拔节期。（3）小麦植株耗水量随灌溉量增加而增加、水分利用效率随灌溉量增加而减少。（4）分蘖期灌溉量150 mm时各个土层硝态氮含量最高;拔节期,0~10 cm土层铵态氮和硝态氮含量最高;开花期,灌溉量150 mm和追施纯氮肥40 kg/hm ²时各个土层硝态氮和铵态氮含量最高。灌溉量150 mm和开花期施纯氮肥40 kg/hm ²方式搭配,对甘肃陇中黄土高原春小麦产量、土壤有效氮含量和水分节约最有益。     

再生水灌溉对冬小麦不同生育期抗氧化酶系的影响

通过对冬小麦再生水灌溉与清水灌溉的比较研究,从作物生理角度确定再生水灌溉的可行性。试验采用不同预处理的城市再生水;同时进行大田和盆栽两种培育方式;以冬小麦叶片为检测样品;以可溶性蛋白、丙二醛（MDA）含量、过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）、超氧化物酶（POD）为测定生物学指标作为评价。分别在不同生育期测试了再生水灌溉和清水灌溉冬小麦下,上述指标的差异。结果表明：再生水灌溉与清水灌溉对冬小麦抗氧化酶系的影响没有显著差异,从而说明以再生水灌溉冬小麦是可行的。     

基于动态模拟模型分析冬小麦干物质积累特征对产量的影响

为揭示冬小麦产量形成与干物质积累的定量关系,2009—2011年利用3个田间试验建立了不同播种期、基本苗、底肥用量、追氮时期和用量、冬前灌水量、返青后灌水量和灌水时期等的冬小麦群体,分析了冬小麦干物质积累过程特征对产量及其构成因素的影响机制和定量关系。冬前干物质积累特征用单株干物重和冬前茎蘖数来表示,越冬后特征由基于相对积温(R_GDDi)的Logistic曲线特征来描述。结果表明,群体干物质积累最大速率、干物质积累速率的2个拐点等特征量与产量及其构成因子有紧密的联系,所建立的关系模型均达到极显著水平(P<0.01)。对有关模型进一步用独立样本进行配对t-检验,结果模拟值与实际值差异不显著(P>0.05)。基于相对积温(R_GDDi)的Logistic模型不仅能较好地描述小麦冬后干物质积累过程,而且其曲线特征也能用于分析冬小麦产量及其构成因素的形成规律,以此为基础的产量关系方程可用于冬小麦生产群体调控的理论分析。     

山东小麦灌水和播期对高产节水的影响

摘 要：山东鲁西北地区小麦生产中灌溉水次数和播期是影响小麦产量的主要因素,而区域灌溉水资源比较缺乏,为了使有限资源充分增产小麦产量,设计并进行小麦灌水次数和小麦播期的研究。试验采取3个播期和5个灌水模式设计,5年的定位试验。结果表明：播期对小麦产量和水分利用效率影响不显著,灌水是影响小麦产量的主要因素。灌水3次产量最高,灌水2次产量次之,灌水1次产量最低;灌水量越灌水多,水分利用效率越低;综合产量和水分利用效率效果,建议冬小麦灌水3次（枯水年）或2次（丰水年）。     

灌溉决策方式对冬小麦产量及水分生产效率的影响

为提高小麦水分生产效率,设置了3种灌溉决策方式:Prwin软件决策、彭曼公式决策、经验灌溉(对照),研究其对小麦产量、水分生产效率及相关性状的影响。结果表明:Prwin灌溉决策下,小麦整个生育期灌水2151.0 m3/hm2,比对照节水699.0 m3/hm2,小麦株高、旗叶性状、穗部性状与对照无明显差异,产量达7401.4 kg/hm2,比对照增产7.8%,小麦水分生产效率为1.80 kg/m3,比对照增加26.8%;彭曼公式决策下,比对照节水400.5 m3/hm2,比对照增产4.2%,水分生产效率比对照增加4.1%。     

杂种小麦分蘖发生,成穗及农艺因子效应

连续３个年度的杂种小麦分蘖发生,成穗规律研究结果表明,化杀（ＣＨＡ）杂种小麦分蘖发生早,着生次生根多,长势强,干物质积累快,蘖质系数高,分蘖与主茎的差距小,成穗相对较整齐,穗粒重高,为降低密度,利用分蘖成穗奠定了基础,播期,密度,供水等影响分蘖的生长,但主要是高级位分蘖的差异,随播期推迟,密度增加,杂种优势降低,但稀播（９０万苗／ｈｍ＾２以下）和早播（９月２５日）时主茎或Ｉ蘖成穗率受到影响,在适期