小麦基因型间籽粒镉积累差异及低镉积累资源筛选

为解决镉(Cd)污染带来的粮食安全问题,本试验采用盆栽试验对102份不同基因型的小麦资源在Cd污染土壤环境下小麦籽粒Cd积累差异进行了分析。结果表明,在土壤Cd含量为20mg/kg时,102份小麦中73.53%的籽粒Cd积累为4~7mg/kg,17.65%籽粒Cd积累〉7mg/kg,8.82%籽粒Cd积累〈4mg/kg。将在Cd浓度为20mg/kg下筛选出的9份低积累和16份高积累材料进-步在Cd浓度为0.4mg/kg, 5mg/kg和20mg/kg土壤环境下分析籽粒Cd积累差异, 结果表明,小麦籽粒Cd积累与基因型有很大的关系,不同基因型小麦在不同Cd浓度下籽粒Cd积累差异显著,籽粒Cd积累量与土壤中Cd含量呈显著正相关,籽粒Cd积累系数与土壤Cd含量呈负相关。同时根据材料在不同浓度Cd积累情况,筛选出3份低Cd积累小麦,为进一步选育小麦籽粒低Cd积累品种奠定材料基础。     

强筋小麦花后氮素积累和转运对氮肥追施时期和比例的响应

为探究氮肥追施时期和比例对强筋小麦花后氮素积累和转运的调控作用，以强筋小麦品种泰山27和中麦578为材料，分析拔节期和孕穗期5种氮肥追施比例[100%:0%(N1)、75%:25%(N2)、50%:50%(N3)、25%:75%(N4)、0%:100%(N5)]下花后小麦对氮素吸收、积累和转运的差异。结果表明，2个小麦品种花后营养器官的氮素积累量、转运量、转运效率及对籽粒的贡献率均表现为N2处理最高。泰山27的氮素转运主要是由茎+鞘和颖壳+穗轴在灌浆中后期和叶片在灌浆前期直至成熟期的氮素显著转移贡献的，而中麦578的氮素转运主要是由各营养器官灌浆前期和灌浆后期的氮素显著转移贡献的，且中麦578茎+鞘在生育后期的氮素转移较快，对籽粒氮素积累的贡献率较大。在N3处理下，中麦578对氮素的转运和利用效率均高于同水平处理下的泰山27，说明不同小麦品种在不同氮肥追施时期和比例下的花后氮素转运能力不同，主要与品种基因型有关。不同氮肥追施时期和比例对2个小麦品种的籽粒产量影响也不同，泰山27和中麦578的籽粒产量均为N2处理最高。2个小麦品种籽粒蛋白质及其组分含量在不同氮肥追施时期和比例下均达到优质...     

Zn在不同品种小麦植株地上部的积累和分配研究

Zn是植物正常生长发育所必需的微量元素之一,与小麦籽粒品质和人类饮食健康密切相关.鉴此,以长5864、济麦20和中普绿麦1号3个小麦品种为试验材料,分析了常规大田种植条件下小麦植株地上部Zn的积累、分配规律.结果表明:小麦植株地上部各器官Zn含量均在器官形成初期表现最高,随生育期的推进,器官Zn含量呈下降趋势,植株地上部Zn积累量呈上升趋势,其中三叶+起身期增长缓慢,起身+灌浆初期增长迅速,灌浆初+灌浆末期增长趋于缓慢,平均日积累量峰值出现在拔节+抽穗期.灌浆末期,植株地上部单茎Zn积累量平均为142 μg,籽粒中Zn的含量及分配比例均最高,茎秆对籽粒Zn贡献率最大.供试的3个品种中,长5864植株在后期吸收Zn的能力较强,其植株Zn积累量、籽粒Zn积累量均最高;济麦20籽粒Zn的收获指数最高.     

不同基因型水稻镉积累动态差异分析

探讨镉(Cd)在籽粒Cd积累量差异较大的2个常规籼型水稻品种‘黄华占’（Cd低积累）和IR68144（Cd高积累）各器官中的分布差异和积累动态,分析了在大田栽培条件下2个品种全生育期和生殖生长期各组织器官的Cd积累动态过程。结果表明：成熟期两品种植株的大部分Cd都集中于根系和茎部,IR68144各器官的Cd含量都高于‘黄华占’。在整个生育期中,‘黄华占’根和茎中的Cd含量都呈缓慢上升趋势,IR68144根系Cd含量先上升后下降,最后于灌浆后期快速上升,其茎部Cd含量则先下降后上升;两品种叶片Cd含量在抽穗前变化趋势表现一直,而在抽穗后却截然相反。抽穗后,‘黄华占’剑叶和穗轴Cd含量先持续上升,后于黄熟期有所下降,而IR68144的剑叶和穗轴都呈持续上升趋势,两品种的颖壳和糙米的Cd含量也都整体上升,且同品种的两器官表现趋于一致。籽粒发育过程中,两品种糙米Cd积累量都不断地提高,但它们超过一半的Cd由抽穗后的第21~28天积累完成。     

灌水及化控对不同粒色小麦籽粒灌浆及叶绿素含量的影响

为了研究灌水和化控处理对不同粒色小麦籽粒灌浆和叶绿素含量的影响,以3个不同粒色小麦为材料,采用不同灌水及化控处理,研究花后小麦颖壳、籽粒、旗叶叶绿素含量、千粒重以及籽粒蛋白质含量的变化情况.结果表明,花后5～30 d,灌2水比灌3水处理的干物质积累速度快,花后15 d和25 d时,灌2水与灌3水处理的千粒重差异显著.灌水对灌浆速率的影响与千粒重相似.籽粒、颖壳、旗叶叶绿素含量及籽粒蛋白质含量、千粒重、灌浆速率在不同粒色小麦中存在显著或极显著的差异.本试验中化控处理对籽粒灌浆和叶绿素含量均无显著影响.     

氮素形态对小麦花后干物质积累与分配的影响

采用随机区组试验,研究了铵态氮、硝态氮和酰胺态氮3种氮素形态对小麦花后干物质积累与分配的影响,结果表明：（1）小麦花后籽粒干重及地上部总干重随生育进程不断增加,而旗叶、穗下节、穗下鞘、颖壳的干重均随着生育进程呈下降趋势;（2）氮素形态对小麦花后干物质积累与分配有显著影响。硝态氮处理下小麦花后地上部总干物质量最高,并且随着生育进程,干物质在旗叶、穗下节、穗下鞘、颖壳中分配比例降低,在籽粒中的分配比例高于其它2个处理。（3）铵态氮、硝态氮和酰胺态氮3种氮素形态处理下小麦产量分别为7250.5kg/hm2、7575.3kg/hm2和7156.2 kg/hm2。在本试验条件下,硝态氮处理增产效果最佳,较酰胺态氮处理增产5.8%。     

水稻不同器官氮积累及转化效率与氮素利用效率的关系

【目的】分析灌浆过程中不同器官的氮素含量和积累及分配变化与氮素利用效率的关系。【方法】在田间试验条件下,研究了10个水稻基因型的各组织器官氮素积累、分配利用与氮素利用效率间的相互关系。【结果】在籽粒灌浆过程中穗中的氮素含量品种间没有显著的差异而鞘叶和茎中的氮素含量主要在灌浆后期呈显著的差异。穗中氮素积累的增加伴随着鞘叶和茎的氮素积累的下降,尤其是鞘叶更明显,植株总吸氮量在器官中的分配比例随籽粒灌浆进程穗中氮素比例增加伴随鞘叶和茎的氮素比例减少。同样,穗、鞘叶、茎的氮素积累量和分配比例籽粒灌浆后期品种间呈显著的差异。籽粒灌浆不同时期的氮素利用效率品种间呈显著差异,其中成熟期氮素利用效率与成熟期穗和鞘叶氮素含量、鞘叶的氮素积累量和鞘叶氮素分配比例呈显著的负相关,与灌浆中后的穗氮素积累分配比例呈显著的正相关。【结论】在水稻氮高效育种工作中,结合组织氮素进行选择,可有效地提高选择效果     

不同株型小麦干物质积累与分配对氮肥响应的动态分析

为了揭示株型和施氮量对小麦干物质积累与分配动态的影响,通过实施不同株型小麦品种和氮肥处理的田间试验,于主要生育期测定了各处理单株及不同器官干物质积累量,并分别利用Richards和VP方程对其进行拟合。结果表明,适量施氮提高了各株型小麦的干物质平均增长速率(R_a)和最大增长速率(R_max),缩短了各株型小麦到达R_max的时间,延长了各株型小麦的缓增持续期(D₃)。施氮提高了紧凑型矮秆品种矮抗58、松散型品种淮麦17和中间型品种扬麦12的起始生长势(R₀),缩短了上述3种株型小麦的渐增持续期(D₁),降低了其到达R_max时的干物质积累量(W_Rmax),而紧凑型高秆品种宁麦9号的R₀、W_Rmax和D₁与上述3种株型小麦的变化趋势相反。随施氮量的增加,矮抗58和宁麦9号的快增持续期(D₂)呈下降趋势,而淮麦17和扬麦12的D₂以中氮处理(150 kg hm^-2)最低。施氮降低了淮麦17和扬麦12的叶、穗最大分配比例(P_max)以及矮抗58和宁麦9号的茎鞘最大分配比例(P_Smax),但增加了矮抗58和宁麦9号的叶部和穗部P_max以及淮麦17和扬麦12的P_Smax。施氮降低了宁麦9号、淮麦17和扬麦12的叶分配比例最大下降速率及矮抗58和宁麦9号的穗分配比例最大增长速率,而增加了矮抗58的叶分配比例最大下降速率及淮麦17和扬麦12的穗分配比例最大增长速率,但过量施氮抑制了宁麦9号穗分配比例最大增长速率的增加和扬麦12穗分配比例最大增长速率的下降。施氮对各株型小麦茎鞘分配比例最大增长和下降速率(R_Simax和R_Sdmax)的影响无明显规律。因此,在建立高产小麦栽培技术体系时,应充分考虑到不同株型小麦干物质积累和分配动态对施氮量的响应差异。     

三个优质晚稻品种的镉积累分配特性差异分析

为比较3个优质晚稻品种(天优华占、星2号、湘晚籼13号)在重度镉污染稻田上的Cd积累分配特性差异,在土壤p H值6.65、人为添加2 mg/kg Cd的条件下开展了盆栽模拟试验。结果表明:水稻各器官Cd含量以根系和茎秆较高,叶片和稻穗较低;穗各部位Cd含量表现为枝梗空粒实粒。品种间Cd含量差异显著,整株Cd含量以星2号最高,另外两品种相当;穗、籽粒、糙米Cd含量表现为天优华占星2号湘晚籼13号的趋势。3个品种Cd积累总量的80.15%~89.33%来自齐穗之前;孕穗-收获,叶、茎Cd积累量持续增大,而根Cd积累量于灌浆中期达最大,穗Cd积累量于成熟期达最大;整株Cd积累量以星2号最高,天优华占最低;穗Cd积累量以天优华占最高,湘晚籼13号最低。Cd在水稻植株各器官的分配比例存在品种间差异,湘晚籼13号茎秆占全株Cd积累量的比例最高,籽粒所占比例最低,而天优华占则刚好相反。单穴产量以湘晚籼13号最高,天优华占最低,两者差异显著。本试验条件下,天优华占糙米Cd含量略超国家标准(0.2 mg/kg),星2号与湘晚籼13号糙米Cd含量在国家标准以内。可见,在重度镉污染稻田上,星2号与湘晚籼13号能够实现稻米安全生产,综合来看以湘晚籼13号表现较优。     

高产小麦品种绵麦37号灌浆特性及冠层结构研究

本文研究了绵麦37号籽粒灌浆干物质积累模型及灌浆特性与粒重的相关性。结果表明:小麦籽粒干重变化呈"S"曲线,灌浆速率和籽粒水分含量均呈正态曲线。最大灌浆速率Rmax,渐增期(R1)快增期(R2)和缓增期速率(R3),渐增期持续天数(T1)是影响粒重的重要参数,各阶段灌浆速率与持续时间呈显著负相关。同时,绵麦37号具有植株叶型紧凑,通风透光好,光合作用强,整个灌浆过程千粒重较高等特性。因此在栽培和育种中可通过选育高灌浆速率,尤其是高快增期灌浆速率的品种;通过适当的栽培措施协调灌浆速率与持续时间的矛盾,增加缓增期灌浆速率而提高粒重。     

不同种植模式下小麦干物质积累及分配对源库关系的影响

2004-2006年采用对比试验,研究了垄作和传统平作两种种植方式下小麦干物质积累及分配对3种不同基因型小麦(济麦20、泰山23和烟农19)源库关系及籽粒产量的影响。结果表明:垄作种植方式下小麦单位面积干物质积累量要显著高于传统平作;垄作种植方式下小麦能够显著增加光合产物向叶片中的分配比例,从而达到扩"源"的目的;灌浆中期(5月23日)以前,垄作种植方式下光合产物向茎杆中分配的比例显著高于传统平作,是垄作小麦抗倒伏能力提高的关键因素;垄作种植方式下小麦能够在成熟前加快茎杆中贮藏的干物质向籽粒中转移,提高收获指数;垄作种植方式与传统平作比较,能够扩"源"稳"库",通过增加千粒重和穗粒数而显著的提高产量。     

不同筋型小麦籽粒的物质积累特性及其播期调节效应

选用半冬性小麦强筋品种济麦20、中筋品种豫麦49和弱筋品种郑麦004,研究了籽粒灌浆期间不同筋型小麦的物质积累特点及其播期的调节效应。结果表明,在籽粒形成和成熟期间,弱筋小麦品种郑麦004籽粒灌浆速率分别较强筋品种济麦20和中筋品种豫麦49降低14.1%和24.4%,因而千粒重也分别比2品种平均减少4.87和9.85 g,但籽粒中淀粉的含量增高,表现为郑麦004(82.4%)>豫麦49(80.2%)>济麦20(78.7%),淀粉中直/支比也呈现出同样的趋势。随着播期的推迟,促进了籽粒形成期(花后0~14 d)的灌浆速率,开花21 d后灌浆速率又明显下降;济麦20和豫麦49的千粒重以适播较高;但播期推迟对3种筋型小麦总淀粉含量和直支比均有提高作用,以晚播处理最为显著(p<0.01)。     

灌水模式对不同小麦品种干物质积累、分配和产量的影响

为明确灌水模式对不同小麦品种产量的影响、筛选应用抗旱品种,并在抗旱节水品种的选育及节水栽培技术的广泛推广提供理论依据。以河南省16个主推品种为试验材料,在不灌水和灌水处理中研究其干物质积累和转运等指标。结果表明:在2种灌水处理中各品种干物质在各器官的分配规律基本一致。在开花期均表现为茎秆穗轴颖壳上三叶其余叶,在成熟期均表现为籽粒茎秆穗轴颖壳上三叶其余叶,穗轴颖壳干物质量在开花期和成熟期无显著差异,其他营养器官干物质转运量较大。各器官干物质转运量基本表现为茎秆上三叶穗轴颖壳其余叶,干物质转运率基本表现为上三叶其余叶茎秆穗轴颖壳。对于大部分品种来说,不灌水(W0)处理有利于花前干物质向籽粒的转运,但不利于花后干物质积累,对籽粒产量形成不利,灌水(W2)处理则能显著提高开花后干物质对籽粒的贡献率。干物质转运水平高的品种其产量反而较低,产量较高的品种干物质转运水平居中。‘矮抗58’、‘周麦23’、‘众麦1号’等干物质转运水平居中的品种在2种灌水处理中产量均较高,这些品种适宜作为高产、稳产品种推广。     

高低镉积累棉花品种生理生化特性研究

为了探究不同浓度镉胁迫对棉花幼苗非蛋白巯基肽类(NPT)、植物螯合肽(PCs)、金属硫蛋白(MT)和谷胱甘肽(GSH)等含巯基类物质与镉胁迫毒理的内在联系,在漂浮育苗条件下,对镉(Cd)积累不同的棉花品种单16和11-20进行研究。结果表明,Cd处理提高了棉苗根、茎和叶中NPT和PCs含量。根中NPT含量11-20显著低于单16,茎中NPT含量则11-20显著高于单16,叶中NPT含量在镉处理浓度由150μmol/L提高到300μmol/L时,两品种根中NPT含量增加,茎中NPT含量略有下降,而在叶片中的NPT含量,表现为单16略增加,11-20略降低。棉苗根中GSH含量表现为先增后减,茎中则表现为先减后增,均为11-20品种GSH含量高于单16。棉苗各器官中PCs含量随着镉浓度的增加而增加。棉苗根和叶中PCs含量均为单16显著高于11-20,茎中PCs含量则相反。2个棉花品种NPT、PCs和GSH含量均表现为根茎叶。Cd处理显著提高了棉苗根、茎和叶中MT含量,均表现为叶茎根。11-20的MT含量显著高于单16,较高的镉浓度(300μmol/L)处理可诱导棉苗MT合成量增加。     

施氮对杂交小麦不同器官氮素积累与转运及其杂种优势的影响

氮肥对小麦不同器官的氮素代谢及生长发育影响显著。在施氮（200 kg hm^-2）和不施氮条件下,以6个杂交小麦及其7个亲本为材料,研究了叶片、茎鞘、穗轴及颖壳和籽粒中的氮素积累量、氮素含量和转运及其杂种优势。结果表明,施氮显著提高各器官的氮素积累量和含量,但不影响其变化趋势。花期前叶片是贮存氮素的主要器官,花期后籽粒成为贮存氮素的最主要部位,其次为茎鞘。施氮对氮素积累量的杂种优势没有显著的影响,但对氮素含量的杂种优势有显著的抑制效应。施氮极显著促进叶片中的氮素转运,而对茎鞘、穗轴及颖壳无显著影响。总麦草90%以上的氮素转运自叶片。施氮与不施氮处理的氮素转运率和贡献率均以叶片最大,穗轴及颖壳次之,且同一器官中处理间并无显著差异。不施氮的各器官氮素的转运量、转运率和贡献率多表现正的杂种优势,施氮的多呈负优势,表明施氮对氮素转运的杂种优势有抑制作用。     

不同小麦品种对氮素吸收利用差异及其分类研究

采用山东省不同时期的30个主推小麦品种为材料,在高、低2种肥力条件下,研究了不同品种间氮素吸收和分配利用效率的差异,并对氮高效型品种进行了筛选。结果表明,不同品种间整株和茎叶、颖壳、籽粒中氮含量存在极显著差异;高、低2种肥力下的最高值比最低值分别提高22.62%和42.58%,58.18%和78.67%,70.15%和59.92%,24.26%和42.64%;而且各器官的氮含量随着土壤肥力的提高而提高,各品种在高肥土壤中种植的平均氮含量分别比低肥提高12.47%,30.16%,9.83%,5.47%。各品种在2种地力下的平均氮素分配比例:籽粒为72.13%和74.14%,茎叶为21.61%和18.70%,颖壳为6.25%和7.16%。低肥地颖壳和籽粒的分配率分别比高肥地提高14.56%和2.79%,而茎叶则降低了13.47%。采用类平均法聚类,筛选出烟农19号、鲁麦21号、山农8355和鲁麦15号4个氮素利用效率和氮素收获指数均较高的品种;同时还筛选出济麦20号、淄麦12、山农12、红蚰包4个高氮收获指数型品种和小偃6号、烟农15两个仅适于低肥种植的高氮收获指数型品种;鲁麦14和鲁麦22号2个高氮利用效率型品种。     

大田条件下油菜镉积累特征

油菜具备耐受镉(Cd)污染同时安全生产的潜力。为了给利用油菜进行Cd污染农田的生态修复与安全利用提供理论支持,利用24个全国冬油菜区广泛种植的油菜品种为材料,于2020年10月在湖南省湘潭市农业科学研究所实验基地,采用田间小区试验考察了不同油菜品种根、主茎、分枝、叶、角果皮、籽粒在低浓度污染农田(全Cd含量0.54 mg/kg,有效Cd含量0.23 mg/kg)中对Cd的积累差异。在不同小区土壤中有效Cd含量无显著差异的情况下,油菜成熟期不同组织对Cd的吸收和积累存在差异,其中叶片中平均Cd含量最高,根、茎和角果皮次之;籽粒中Cd含量最低,低于国家规定的食品污染物标准(0.1 mg/kg)。不同油菜品种根中Cd含量无显著差异,但在主茎、分枝、角果皮和籽粒中Cd含量存在差异。对不同品种组织中转运系数进行统计,结果表明,不同油菜品种之间转运系数存在差异,在庆油1号中,叶片、角果皮的转运系数较高,但在籽粒中相对较低,沣油737、扬油9号在分枝和叶片中较高,在籽粒中处于中等。对油菜收获部分单株总Cd含量进行分析,结果表明,华杂62、庆油1号等品种总Cd含量高且籽粒Cd含量低。因此,油菜具有富集...     

紫云英翻压对稻田土壤镉有效性及水稻镉积累的影响

为了研究翻压紫云英对重金属污染土壤中Cd的有效性及水稻Cd吸收积累的影响,以当地传统施肥为对照,在大田条件下研究了添加紫云英对水稻生物产量、Cd含量和土壤p H值、有效Cd含量的影响。结果表明:翻压紫云英对水稻生长起到了促进作用,与单施化肥相比,所有紫云英处理的水稻地上部生物产量均有提高,平均增产率为11%。同时,水稻的Cd含量均有下降,稻谷Cd含量平均降低23.8%,稻草Cd含量平均降低50.2%,水稻Cd积累量平均降低了40.8%。翻压紫云英提高了土壤的p H值,降低了土壤Cd的生物有效性,相关分析表明,土壤有效Cd含量与p H值呈极显著负相关,而水稻Cd积累与土壤有效Cd含量呈显著正相关。本研究表明,在Cd污染稻田土壤上,应避免单施化肥,选用紫云英为代表的绿肥作物配合化肥施用,既能提高水稻产量,还能一定程度上降低土壤Cd活性和水稻Cd积累。     

干旱胁迫下不同类型小麦灌浆期营养物质积累动态

为了解干旱对不同类型小麦籽粒灌浆期糖类、淀粉、蛋白质和微量元素的动态规律,明确干旱对营养物质在高产小麦、优质小麦和节水小麦灌浆过程中的差异,以黄淮北片麦区的小麦品种冀麦325、冀麦418、冀麦323为试验材料.选取同一天抽穗、开花的植株进行标记,于花后7～31 d每6 d取各品种籽粒样本,研究了灌浆期间干旱对籽粒中可溶...     

黄淮麦区若干高产小麦品种穗光合性能及产量性状的研究

为了解黄淮麦区几种高产小麦品种穗光合特性及产量性状,为筛选高光合育种亲本提供依据,以矮抗58、百农418、百农419、豫麦49和周麦18为试材,研究了其穗部光合速率、叶绿素含量、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、颖壳横切面结构及产量性状变化规律。结果表明,百农419穗部表现出较强的光合特性。在开花期、花后7 d及花后15 d其光合速率分别比矮抗58高14.12%,42.86%,6.11%,比百农418高2.69%,4.65%,4.50%,比豫麦49高11.45%,12.08%,16.24%,比周麦18高22.92%,6.35%,10.64%;其颖壳叶绿素a含量和总叶绿素含量较高,Chla/Chlb分别比矮抗58高22.47%,20.04%,0.41%,比百农418高5.72%,18.63%,3.21%,比豫麦49高6.14%,25.68%,0.56%,比周麦18高12.35%,21.26%,2.49%,具有较强的光能捕获能力;Fv/Fm在4个测定时期均最高;此外,百农419颖壳细胞组织较厚,维管束数目较多,大维管束的周长与面积较大,具有较强的"流"能力。产量结果显示,百农419的理论产量和实际产量分别高出矮抗58 25.22%和14.05%、高出百农418 17.15%和10.82%、高出豫麦49 23.74%和19.28%、高出周麦18 8.55%和8.57%,差异显著。综合试验结果认为,百农419穗部光合能力较强,产量较高,具有作为绿穗灌浆高光效育种亲本的潜力。