气候变化导致的冬小麦产量波动及应对措施模拟

气候变化导致中国气候资源发生变化,从而影响中国未来的农业生产。利用区域气候模式模拟的未来两种温室气体排放方案A2和B2下的气候变化情景分别与CERES-小麦模式相连接,研究了气候变化下中国北方地区冬小麦长时间序列的产量波动及产量变率的可能变化,及采取两种适应措施后,产量波动及变率的相应变化。结果表明,A2和B2两种气候变化情景下,未来3个时段冬小麦平均产量和最高产量会有所增高,但产量的年际波动和变率也将明显加大,产量的年际变幅也会显著增加。采取适应措施后,调整播期和改变品种会减少产量的波动和变率,该地区播期适当提前,选用中熟品种是未来气候变化下的较好适应组合。     

鲁西北平原农田土壤水分对小麦产量的影响

以聊城为代表站,使用数理统计方法对鲁西平原土壤湿度和冬小麦产量资料进行分析。研究了冬小麦生育期内不同时段土壤水分对小麦产量的影响。结果表明,鲁西平原地区土壤湿度与小麦产量关系十分密切,冬小麦播种期、苗期及拔节到抽穗期间的土壤湿度在小麦产量形成中有较大影响:苗期为负效应;播种期、分蘖期、拔节期为正效应。     

小麦旗叶片的显微结构初步研究

遗传提高小麦净光合生产率是最经济有效最环境友好的粮食安全技术之一。小麦叶片是光合作用的主场。本文报道:⑴小麦叶片薄、窄、长,具平行叶脉,叶表有小刺,上下表皮上的气孔数目基本相等,气孔保卫细胞似不含叶绿体,气孔长径在50μm左右。⑵表皮=角质层+皮细胞层。上下表皮间夹裹着中脉、叶肉、潜脉、脉等组织。⑶潜脉周围全靠接着叶肉细胞。⑷叶肉细胞富含叶绿体。叶肉细胞有I细胞、H细胞、Y细胞、U细胞、羽管细胞、无定形细胞等不同形状,叶肉细胞的排列类似蜂巢。羽管细胞的形状及其中叶绿体的排布体现了比表面积最大及截光面积最大的构型特征。叶肉细胞占旗叶片总体积的60%多。⑸叶绿体呈铁饼形、均径约3.5μm。叶肉细胞每平方毫米内壁表面上排布着近10000个叶绿体。⑹叶肉细胞壁看似薄纸片。皮细胞壁看似卷层结构。保卫细胞壁看似韧皮。木质导管壁看似螺线管。     

冷型小麦叶片显微结构的一些特征

冷型小麦即冠层温度持续偏低的一类小麦, 其植株根系发达, 叶片功能期长, 净光合速率和蒸腾速率高, 抗逆性较强[3, 4], 是很好的育种材料. 因此, 近几年来关于冷型小麦的研究报道逐渐增多[1～5], 但多集中在生理特性方面的研究, 形态结构方面报道极少. 冷型小麦叶片形态结构的研究, 无论在揭示冷型小麦冠层温度低的机理还是为     

植物生长抑制剂对小麦茎杆特性物质转运及产量的影响

石麦15为冬小麦节水高产型新品种,为了探明生长抑制剂对石麦15等品种的降秆防倒及产量效应,试验采用多效唑(paclobutrazol,PP333)和矮壮素(chlormequat,CCC)两种生长抑制剂进行春季喷施试验。结果表明,生长抑制剂影响冬小麦的茎秆生长,降低节间长度,但喷施时间较早对基部节间的影响明显,喷施较晚对较高节位的作用更大。生长抑制剂可降低茎秆干物重,促进茎秆储存物质向籽粒的转运,从而增加产量,而且表现出明显的浓度梯度效应。试验初步明确了两种抑制剂的最佳应用剂量分别为矮壮素2.250kg/hm2和多效唑0.45kg/hm2,喷施溶液量450kg/hm2。     

番茄亲本完全双列杂交后主要品质性状配合力及遗传力分析

为提高番茄的优势组合的选配概率,对番茄6个亲本和30个杂交组合果实中4个品质性状的配合力及遗传力进行研究。试验采用6个性状不同的番茄材料作为亲本（编号分别为42、43、44、50、63、69）,按照Griffing完全双列杂交(p2),配成30个杂交组合。对供试亲本的果实厚度、果实硬度、维生素C和总糖的F测验值做差异性分析,发现各性状均达到显著或极显著水平,可以得出所选择的亲本在果实厚度、果实硬度、维生素C和总糖几个性状中的差异有统计学意义。根据各亲本4个品质性状的一般配合力效应值和特殊配合力效应值的表现,可以得出亲本43的总糖和果实硬度的一般配合力最高或较高,分别为0.1557、0.0917,亲本69的番茄维生素C的一般配合力效应值最高,为80.8132。在选育优良品质性状综合表现中,组合50×43在4个品质性状的特殊配合力均较高,是较好的选育品种。     

水分调控对冬小麦根系与叶片生理特性及产量和品质的影响

采用管栽试验研究了水分调控技术对冬小麦根系和叶片生理特性的调控效应,结合田间试验的产量和品质表现进行综合分析。结果表明,各处理根系主要分布在0～40 cm范围内,约占总根量的50%;在底墒条件充足的情况下,不浇越冬水,适期控水有利于根系的下扎,1水和2水处理灌浆期根系的增加主要表现在100～200 cm土层;在小麦生育期控越冬水、浇灌浆水可以提高根系活力,灌浆水的投入使100～200 cm土层根系在灌浆期仍然保持较高活力,同时提高了旗叶光合速率,保持了旗叶和倒二叶的绿叶面积,有利于小麦籽粒质量增加。因此,通过适期调控水分供应,重视拔节水和灌浆水的投入,不仅利于小麦良好群体结构的形成、促进籽粒产量的提高,还可以有效节约水资源,同时产生较好的产量效应和生态效益。对于强筋小麦来说,减少灌水次数,还可以提高籽粒品质。     

不同覆膜方式对冬小麦光合特性和增产潜力的影响

以晋麦４３号为材料,对３种覆膜条件下,旱地冬小麦产量及光合特性的研究表明：不同覆膜方式下其产量为地膜穴播〉条播盖苗〉膜侧条播〉露地条播（对照）。覆膜处理的净光合速率及气孔导度高峰期比对照提前,前膜穴播和膜侧条播小麦增产潜力大,灌浆期的净光合速率下降慢,蒸腾速率,气孔导度,灌浆速度等生理指标都显著高于条播盖苗和对照。     

氮肥运筹对滴灌冬小麦叶片光合特性及产量的影响

为研究滴氮时期及滴氮比例对滴灌冬小麦旗叶生理特性及产量的影响。在总施纯氮300kg/hm ²条件下设置6个不同滴灌追氮量处理,分别用F1、F2、F3、F4、F5、F6表示,以不施氮肥为对照（F0）,研究不同追施氮量对冬小麦叶面积指数（LAI）、叶绿素含量（SPAD值）、旗叶光合特性及产量的影响。结果表明,不同处理滴灌冬小麦的LAI、SPAD值变化规律一致,均呈先增后降的变化规律,LAI以F4处理相对较大,处理间SPAD值差异规律不明显;开花期、花后10d旗叶净光合速率（P_n）、蒸腾速率（T_r）、气孔导度（G_s）均表现为F5>F1>F6>F4>F2>F3>F0。而各处理胞间CO₂浓度（C_i）与P_n、T_r、G_s的变化规律呈相反的趋势。籽粒产量以F5处理最高,为9 889.35kg/hm ²,分别较F0、F1、F2、F3、F4、F6处理增加23.70%、3.10%、6.52%、21.44%、7.94%、14.10%。综合分析可知,总施氮量300kg/hm ²条件下,冬小麦起身期追施123.3kg/hm ²,在孕穗期、开花期各追施41.1kg/hm ²时滴灌冬小麦的光合性能表现较好。     

玉米、旱稻、豇豆、棉花叶片气体交换对水分胁迫的反应

四种作物叶片气体交换特性对水分胁迫的反应不同。高叶水势下,气孔阻力低,净光合速率是玉米>旱稻>豇豆>棉花,而蒸腾速率是棉花>豇豆>旱稻>玉米。气孔阻力对轻度水分亏缺无反应。随着水分胁迫加剧,叶水势达到某一阈值,气孔阻力突然增加。气孔开始关闭水势阈值分别为:-0.8(玉米)、-0.4(豇豆)、-1.2MPa(旱稻、棉花)。净光合速率     

氮素水平对不同基因型小麦旗叶光合特性和子粒灌浆进程的影响

在池栽条件下，研究了不同施氮水平对强筋小麦8901和弱筋小麦1391生育后期旗叶叶绿素含量、光合速率、灌浆速率和产量的影响。结果表明，两品种表现为随施氮量的增加，叶绿素含量、光合速率都有增加的趋势，但是过量氮肥又使它们降低。在本试验条件下，两品种均以中氮处理(240kg／hm^2)光合速率大，灌浆进程合理，产量水平高。研究发现，强筋和弱筋小麦生育后期叶光合特性和子粒灌浆进程差异显著；旗叶光合速率和叶绿素含量及子粒产量呈正相关。     

小麦苗期光合作用及其相关性状的QTL分析

将小麦品种花培3号和豫麦57构建的DH群体的168个株系及其亲本,盆栽于两个环境中,利用324个SSR标记位点构建遗传图谱,对单叶净光合速率及相关参数、叶绿体色素含量和叶绿素荧光参数进行QTL定位和分析。利用基于混合线性模型的QTLNetwork 2.0,共检测到17个加性效应和20对上位性效应位点,其中所有加性效应位点和16对上位性效应位点具有环境互作效应。相关性较高的性状间有一些共同的QTL,表现出一因多效或者紧密连锁效应。在5D染色体上的Xwmc215至Xgdw63区段,检测到控制叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量的3个主效QTL,各位点的遗传效应贡献率较大,增效基因均来源于花培3号,适用于分子标记辅助选择和聚合育种。另外,该区段与控制单叶净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)和胞间CO2浓度与胞外CO2浓度比值(Ci/Cr)的QTL的定位区间相近。位于5B染色体控制胞间CO2浓度的QTL是个微效基因,但是QTL与两种环境的互作效应表现的遗传贡献比较大。     

强光高温同时作用下不同小麦品种的光合特性

以小麦品种藁城8901、豫麦49、郑麦9405、周18为试材,用强光(1 900 μmol m^-2 s^-1)、高温(35℃)同时处理材料3 h,研究了高光强和高温共同合胁迫对小麦旗叶光合作用和叶绿素荧光特性的影响。结果表明,正常生长条件下,郑麦9405和周18的光饱和速率、饱和光强均高于藁城8901和豫麦49,郑麦9405的表观量子效率也最高。强光高温处理使藁城8901、豫麦49和周18的光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、胞间CO₂浓度(C_i)较对照大幅下降;郑麦9405的P_n、G_s也出现了下降,但降幅最小,P_n仍保持11.6 μmol CO₂ m^-2 s^-1,T_r较对照略有上升;4种基因型小麦的Ci未较对照明显变化;与对照相比,4个材料的最大光量子效率(F_v/F_m)、开放的光系统II反应中心的激发能捕获效率(F_v’/F_m’)、作用光下光系统II的实际量子效率(Ф_PSII)、光化学猝灭系数(q_P)均下降,而非光化学猝灭系数(NPQ)大幅上升;其中郑麦9405的各项荧光参数均较高。研究表明,小麦旗叶对强光高温的适应性存在品种间差异,郑麦9405的耐强光高温特性优于其他3品种;强光高温下较高的蒸腾速率和较大的NPQ可能是郑麦9405维持光合机构功能的重要原因。     

水氮耦合对冬小麦叶片叶绿素含量和光合速率的影响

于2006-2007年在大田条件下对灌水、施氮量和水氮互作对2个不同类型的冬小麦品种石新733和石麦15叶片叶绿素含量和光合速率的影响进行了研究.结果表明,适量施氮对提高小麦叶片叶绿素含量及光合速率效果明显.水氮耦合对叶绿素含量和光合速率具有类似的效应:灌拔节1水条件下,叶绿素含量及光合速率随施氮量的增高而增高;灌拔节、开花2水条件下;两品种旗叶叶绿素合成对施氮量需求呈现显著下降趋势,施氮量过高反而不利于叶绿素合成和光合速率的提高,石麦15表现更为明显;灌开花水可以延缓花后20 d后旗叶叶绿素的降解,但这一效应随着施氮量的增高而降低,石麦15表现尤其明显.叶绿素含量较低的品种石麦15在灌1水条件下叶绿素含量和光合速率在花后6～15 d呈显著正相关.石新733以春灌2水施纯氮240 kg/hm2,石麦15以春灌2水施纯氮120 kg/hm2叶绿素含量和光合速率最高.     

栽野稻远缘杂交高光效后代及其亲本叶片的气孔特性

为分析远缘杂交后代材料的高光效生理基础, 测定了从热带地区筛选出的杂交高光效后代材料SHP1(F2)、 SHP1-1-6(F3)、 SHP1-2-8(F3)及其亲本Azucena(O.sativa)与普通野生稻(O.rufipogon), 以及3个对照品种(O.sativa)的光合速率和气孔特性, 分析了光合速率与气孔导度和气孔结构的关系. 结果表明3个高光效后代材料的光合速率和气     

小偃54和8602及其杂交后代小偃41和小偃81花后旗叶光合特性比较

通过测定叶绿体色素含量、叶片气体交换参数、叶绿素荧光及820 nm吸收参数,比较了小偃54 (XY54)和8602及其杂交后代小偃41 (XY41)和小偃81 (XY81)花后旗叶光合特性的差异。在开花期,4个品种(系)的叶绿素和类胡萝卜素的含量不同,基本表现为杂交后代高于双亲,且以XY81最高;8602品系的光合速率(P_n)和羧化效率(CE)最高,XY41品系的气孔导度(G_s)最低,而XY54品种的CE最低。4个小麦品种(系)的胞间CO₂浓度(C_i)、K点可变荧光(F_K)占F_J–F_O荧光振幅的比率(W_k)、光系统II(PSII)最大量子效率(F_v/F_m)、电子传递到Q_A下游的概率(Ψ_o)、电子从系统间电子传递体传递给光系统I(PSI)受体侧电子受体的概率(δ_Ro)、820 nm相对可变透射光(ΔI/I_o)、PSII的实际光化学效率(Φ_PSII)和非光化学猝灭(NPQ)无显著差异。小麦开花后,XY54的叶绿素含量、P_n、G_s、CE、F_v/F_m、δ_Ro及ΔI/I_o的下降幅度和W_k的上升幅度显著大于其他3个品系,但C_i、Ψ_o、Φ_PSII和NPQ与其他3个品系没有显著差异。8602和2个杂交后代的上述参数的变化趋势在整个发育期内基本相同。以上结果表明,与XY54相比,XY41和XY81的光合下降幅度较小,可能与它们的光合暗反应能力不同有关,而不是三者的叶绿素含量、气孔导度及光反应的能力不同所造成,杂交后代XY81和XY41可能遗传了8602品系较高的光合暗反应特性。     

光照和水流阻力对小麦蒸腾波动的影响

生长在步入式植物生长箱中的小麦幼苗, 当光子流密度(PFD)下降时, 蒸腾速率发生了有规律的波动。 波动周期与下降幅度有关, 下降幅度越大, 周期越长。 在波动进行期间, 当再次降低PFD(100 μmol m-2s-1到30 μmol m-2s-1)后, 波动频率和振幅都有所降低。 通过外界压力使叶鞘部木质部变形, 以导致在变形区的水流阻力增     

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。     

化学杂交剂GENESIS对小麦生长发育的影响

为了评价化学杂交剂GENESIS的副效应，研究了GENESIS对普通小麦的农艺性状、倒二叶叶片叶绿素含量和雌蕊育性的影响，结果表明：GENESIS对小麦的生长有一定的抑制作用，主要表现在株高降低，抽穗期和开花期延迟1~2d，株高的降低主要是由穗下第一节间缩短造成的，3个剂量处理间株高的差异未达到显著水平；GENESIS对小麦倒二叶叶片叶绿素含量有一定程度的影响，叶片能自我修复，但剂量越大、喷施时期越晚，叶片的损伤越大，其修复能力越差；GENESIS对雌蕊育性几乎没有影响。