太阳辐射减弱对冬小麦叶片光合作用膜脂过氧化及同化物累积的影响

为了探究气溶胶的太阳辐射减弱效应对农作物叶片生理特性及同化物累积的影响,以扬麦13为供试材料,在大田试验条件下系统研究了不同辐射减弱处理（100%、60%、40%、20%、15%）对冬小麦叶片光合作用、膜脂过氧化水平和同化物积累的影响。结果表明：太阳辐射减弱至自然光的60%-15%时,冬小麦叶片净光合速率减少15.8%-70.1%,光合色素的含量（叶绿素a、b和类胡萝卜素）显著提高,其中叶绿素b含量的增加最明显。太阳辐射减弱会抑制冬小麦叶片膜脂过氧化程度,减少细胞膜透性,且辐射减弱的程度越高,影响越大。当太阳辐射为自然光的60%-15%时,冬小麦叶片的可溶性糖含量比对照降低了32.22%-76.45%,可溶性蛋白含量降低了19.02%-48.12%,但总游离氨基酸含量比对照增加了47.46%-177.87%。上述结果表明,太阳辐射减弱后会减弱冬小麦光合作用,增加光合色素含量,抑制膜脂过氧化程度,从而导致作物体内同化物的累积受阻,糖类及蛋白质的含量显著降低,必然会影响作物的产量及品质形成。     

硼对不同硼效率棉花品种苗期叶片膜脂过氧化和多胺含量的影响

土培条件下研究缺硼对不同硼效率棉花品种苗期叶片膜伤害、保护酶活性及多胺化合物含量的影响。结果表明 ,遭受缺硼胁迫时 ,两棉花品种叶片膜透性和丙二醛含量增加 ,膜脂肪酸不饱和度下降 ,保护酶SOD、POD、CAT活性降低 ,但硼高效品种变化幅度比低效品种小。缺硼还导致两品种叶片中腐胺 (Put)含量显著降低 ,而低效品种降低幅度更大 ,但缺硼使高效品种叶片中精胺 (Spm)、亚精胺 (Spd)含量及多胺总量 (Spd +Spm +Put)显著升高 ,低效品种仅有升高趋势。推测硼高效品种在缺硼条件下保持较高的多胺含量是其保护酶活性较高、膜受伤害程度较轻的原因之一。     

高产小麦氮素调控指标研究

参照广东省农科院土肥所的水稻氮素调控（简称“氮调”）施肥研究方法,研究了长江中下游地区亩产３８０ｋｇ小麦的不同生育叶龄期适宜的土壤供氮指标值。以此指导施肥,比常规施肥法施Ｎ１２０６ｋｇ／亩节省１１８ｋｇ／亩,并增产８０％。     

低压处理对冬枣贮藏品质及膜脂过氧化的影响

以冬枣为试材,研究了冬枣在81.1KPa、50.7KPa、20.3KPa、101.3KPa(常压)4个不同压力下的生理生化变化。结果表明:低压抑制了果实的呼吸强度、MDA含量的积累以及LOX活性和POD活性,减缓了相对电导率和总糖含量的增加,降低了Vc的损失,减慢了转红速度,延缓了果实的衰老进程。生产中可以选用50.7kPa或者81.1 kPa的低压条件贮藏冬枣。     

施氮对旱地不同抗旱性小麦叶片光合色素含量与荧光特性的影响

在田间试验条件下,研究了不同抗旱性小麦品种全生育期叶片光合色素含量和叶绿素荧光参数的关系及其氮素响应。结果表明,光合色素各组分含量随施氮量增加有明显的升高趋势,品种间差异又因生育时期而不同;施氮显著提高了拔节期实际光化学效率(ФPSⅡ)和光化学猝灭系数(qP)、扬花期和灌浆期的最大光化学效率(Fv/Fm),降低了全生育期非光化学猝灭系数(qN)。提高叶绿素a含量能显著提高叶片ФPSⅡ、Fv/Fm、qP和降低qN;叶绿素b含量的升高能显著增强热耗散,增加类胡萝卜素含量则促进水地品种叶片光能的光合碳同化作用和旱地品种的热耗散。拔节期对照处理的旱地品种的ФPSⅡ和qN显著高于水地品种,在该时期品种抗旱性差异表现较为明显,能够通过提高光合机构实际光化学效率和热耗散来增强光合机构对干旱的适应能力。     

氮素营养对旱作小麦光合特性的调控

水分和氮素营养对小麦光合特性具有明显的调控作用，其中土壤水分状况直接影响到氮素营养的作用强度。氮素营养在不同土壤水分条件下对作物光合的影响不同，表现在叶片气体交换参数值、光合受抑部位及冠层结构等有所不同。在干旱条件下，光合速率主要受制于非气孔因素，此时氮素可加剧对叶绿体光合能力的抑制。作物生产上的施肥与耕作等措施都应适宜于当时的田间水分状况，这样才能充分协调作物与环境的关系，使作物光合机构运转处于较高水平，以实现合理利用水肥资源和增加产量的目的。     

水分条件对豌豆保护酶活性及膜脂过氧化的影响

为探讨不同水分条件对豌豆保护酶系统和膜脂过氧化的影响,采用盆栽人工控水试验方法,模拟干旱胁迫及复水条件,研究了不同水分处理对花荚期豌豆叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性以及过氧化产物丙二醛(MDA)含量和脂膜相对透性(RC)的影响,并对花荚期豌豆抗氧化能力进行了综合评价.结果表明:不同程度干旱胁迫历时5 d时并未影响豌豆叶片SOD、CAT活性,但有明显的滞后效应.重度干旱胁迫历时10 d可显著降低豌豆叶片SOD、CAT活性,显著提高MDA含量.不同程度的干旱胁迫均导致豌豆叶片POD活性提高,膜脂相对透性加大.复水可对干旱胁迫所造成的CAT、POD活性变化产生显著补偿作用,对SOD活性变化产生超补偿作用.同时,可显著降低MDA含量和脂膜相对透性;干旱胁迫历时10 d内和复水历时10 d内,豌豆有较强的抗氧化能力,仅在重度胁迫10 d后复水历时达到10 d时抗氧化能力趋弱.     

追氮时期和施钾量对小麦氮素吸收运转的调控

【目的】氮肥追施时期和钾肥用量是影响小麦高产高效的重要因素,研究这两个营养元素的相交效应,为小麦的合理施肥提供理论依据。【方法】以强筋小麦‘济麦20’为供试品种,设置盆栽试验。同位素示踪技术进行研究。氮肥用15N标记,追施氮肥时期设返青期和拔节期两个施肥时期。施钾量设K2O 0(K0)、50(K1)、100 kg/hm2(K2)三个水平。于开花期采集全株样本,成熟期将植株分为籽粒和植株两部分,分析氮素含量,计算氮素吸收、分配以及氮素利用率。【结果】虽然追氮时期和施钾量互作对‘济麦20’籽粒蛋白质含量的影响未达到显著水平,但钾肥对小麦氮素吸收、运转及分配的影响因追氮时期不同而有所差异。不施钾(K0)返青期追氮处理,小麦植株氮素积累量、氮素转移量及贡献率均达到最高; 在施用K2O 50 kg/hm2处理(K1)下,拔节期追施氮肥能有效提高小麦开花期植株氮素积累量、成熟期植株和籽粒来自土壤的氮积累量、氮素转移量及贡献率,并最终显著提高产量。由此,提高了小麦氮素积累量、转移量、籽粒产量、氮肥生产效率及收获指数,在施用钾肥100 kg/hm2(K2)条件下,两个追氮时期处理均不利于‘济麦20’氮素利用效率及籽粒产量的提高。【结论】本试验条件下,在K2O 50 kg/hm2施用量、拔节期追施氮肥条件下更有利于强筋小麦‘济麦20’对氮素的吸收、利用和高产的形成。     

镉胁迫对耐性不同的水稻幼苗膜脂过氧化和保护酶活性的影响

自20世纪60年代日本“痛痛病”被确认是通过食物链传递而对人体健康造成威胁以来,人们对土壤-植物系统的重金属污染问题十分关注,并进行了大量的研究,其中植物对重金属的耐受性及其机制成为研究的热点之一。一些研究者从不同侧面探讨了植物耐受重金属胁迫的机理,如植物对重金属     

氮素不同形态配比对菜用大豆生长、种子抗氧化酶活性及活性氧代谢的影响

通过蛭石盆栽试验,研究了氮素不同形态配比对菜用大豆[Glycine max (L.) Merr.]品种"理想95-1"生长、种子抗氧化酶活性及活性氧代谢的影响。结果表明,营养液中适宜的硝铵比(75∶25)有利于菜用大豆的生长发育,植株具有最大生物量;在高比例的硝态氮(100%)和铵态氮(75%)处理下,植株的干重、鲜重及产量均显著降低,以硝铵比为25∶75处理下尤为显著。在适宜的硝铵比(75∶25和50∶50)处理下,菜用大豆种子具有较低的抗氧化酶活性,活性氧代谢产物O2、过氧化氢(H2O2)和膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量也较低,表明植株受到的氧化胁迫程度较低;而在硝铵比为25∶75处理中,抗氧化酶活性最高,O2生成速率、H2O2和MDA含量也最高,表明过多的铵态氮对细胞膜造成了伤害,所受的氧化损伤程度较重。     

叶面喷施抗旱剂对冬小麦产量及经济效益的影响

2011年春季黄淮海冬小麦主产区发生严重干旱,在干旱最严重的河北、河南、山东和安徽等地进行大田试验,探索喷施抗旱剂提高冬小麦抵御干旱、低温、冷冻、干热风等自然灾害能力的技术方法。结果表明:叶面喷施抗旱抗逆制剂能明显提高冬小麦抗旱抗逆能力,在遭受严重干旱的情况下,对比常规对照,喷施抗旱抗逆制剂能增加小麦穗长度,有效穗数增加19.15%,冬小麦平均增产7.3%,增收1 147.5元/hm2。     

近30年黄淮海平原干旱对冬小麦产量的潜在影响模拟

为了探明黄淮海平原冬小麦需水关键生育阶段干旱对产量的潜在影响,该文基于黄淮海平原6个农业亚区典型站点的1981—2009年气象数据及田间观测资料,使用作物模型DSSAT模拟探讨了近30 a冬小麦关键生育阶段潜在干旱对产量的影响,并分析了各典型站点干旱减产的概率分布以及典型丰水和缺水年土壤水分的变化规律与产量的关系。研究结果表明:DSSAT模型的区域模拟误差在可接受的范围内(模拟的冬小麦开花期、成熟期和产量的相对均方根误差分别为2.0%、2.5%和12.4%),调试的区域品种3H能够代表黄淮海平原冬小麦品种进行区域模拟。黄淮海平原冬小麦需水关键生育阶段潜在干旱减产率在1980s均呈现出明显减轻的趋势。冬小麦拔节—抽穗期的潜在干旱减产率由南向北逐渐加重,黄淮海农作区天津(Ⅰ区)、石家庄(Ⅱ区)和莘县(Ⅲ区)的减产率超过了40%,临沂(Ⅳ区)、商丘(Ⅴ区)与寿县(Ⅵ区)分别为38%、27%和13%,干旱减产的区域差异主要是由各地气候因素的差异所导致。另外,黄淮海平原冬小麦同一水平的干旱减产率,在拔节—抽穗期发生的概率要远大于灌浆期的概率,北部地区冬小麦在拔节—抽穗期同一水平的潜在干旱减产率要明显高于南部地区,而在灌浆期的概率差别不明显。该研究可为黄淮海平原冬小麦实际生产过程中的抗旱管理与合理灌溉提供理论依据。     

华北平原不同等级干旱对冬小麦产量的影响

华北平原是中国重要的粮食生产基地,其中冬小麦播种面积和产量均居中国首位,在国家粮食安全中具有重要作用,干旱是影响该区域冬小麦产量的最主要农业气象灾害.该研究基于华北平原44个气象站点1981—2017年的逐日气象数据以及作物、土壤和田间管理资料,以作物水分亏缺指数为农业干旱指标,基于调参验证后的农业生产系统模型(Agr...     

不同氮肥管理措施在华北平原冬小麦上的应用效果

在河北省衡水和辛集试验点,采用田间试验研究了氮肥不同用量和不同基追比对冬小麦生长、产量和土壤氮素变化的影响。结果表明,衡水试验点的土壤本底供氮量能满足小麦返青前的正常生长,施氮肥对小麦增产无效,但与施基肥处理相比,不施基肥、仅在拔节和孕穗期2:1分次追肥显著提高了氮肥利用率。在辛集,不施基肥显著影响小麦返青前的生长,施N 60 kg /hm2能满足小麦拔节前的正常生长,不施基肥、仅在拔节后追肥不能消除前期氮缺乏对小麦生长和高产的影响;N 240 kg /hm2以基追比1:3施用时能获得较高的产量和氮肥利用率。冬小麦生育期田间氮肥表观损失主要来源于基肥,但中后期追肥比例过大也增加了收获后土壤的无机氮残留。由于土壤肥力和质地不同,相同氮肥管理方法下两试验点小麦的生长、产量和氮肥利用率的差异较大,因此,为达到作物高产和氮肥高效,对氮肥的同步调控应结合作物养分阶段需求、土壤养分供应特征和土壤肥力、质地的区域分异特征分区进行。     

不同水氮处理对冬小麦生长及产量影响的田间试

该文以促进农业用水增效为目的,开展了作物水肥生理调控技术研究,选用主要农作物冬小麦,进行不同水肥耦合的灌溉试验,对冬小麦生理指标(株高、干物质质量、叶面积指数、光合作用和籽粒产量等)进行了统计分析,初步探索了冬小麦对水肥(氮)需求影响的规律。通过对冬小麦生理生育指标的统计分析及比较可知各个处理之间各生物指标的生长趋势相同,而200kg/hm2氮处理的各生物指标普遍优于100kg/hm2氮处理的各生物指标,这表明在低肥力条件下适当的增施氮肥,可以提高产量,不过各个处理下冬小麦籽粒产量和总生物量并无显著性差异。在水分处理上灌浆水和返青水很关键,只是在灌灌浆水时已进入雨季,可以减少灌溉水量而充分利用雨水。为减少对环境的污染,建议在生产上考虑选择100kg/hm2氮肥量,并不显著影响冬小麦的生长及最终产量。     

旱地不同冬小麦品种氮素营养的叶绿素诊断

通过田间试验研究了叶绿素仪用于西北旱地主栽的10个冬小麦品种氮素营养诊断的效果。结果表明,冬小麦SPAD值与子粒产量、生物学产量有很好的相关性,尤其以拔节期和开花期相关性较高。不同施氮量下的SPAD值有明显的不同,施氮量为180kg/hm2时,SPAD值达到最大。在同一施氮水平下,开花期的SPAD值均最高。拔节期之前冬小麦不同品种间SPAD值的差异较小,拔节期以后差异较大,最大可达9.2个SPAD单位。小偃22在每个时期的SPAD值都最高,并且与陕253、陕229和小偃503之间的差异均达显著水平,而陕253、陕229和小偃503之间的差异不显著。可见,小偃22与其它3个品种对氮素反应分属于不同类型,应根据不同品种类型建立相应的诊断指标。     

不同发育期干旱对冬小麦灌浆和产量影响的模拟

为探明不同强度干旱对农作物生长过程所产生的影响,本文基于作物生长模型WOFOST,采用数值模拟方法,模拟分析了河南省郑州地区冬小麦在拔节期、抽穗期和灌浆期分别发生不同程度干旱、两个发育期以及3个发育期都发生不同程度干旱对冬小麦灌浆过程和产量的影响。结果表明,当单一发育期供水减少10~30 mm时,干旱导致小麦灌浆强度在正常灌浆后的第14~18 d下降,可使小麦减产1.34%~12.5%,且以抽穗期干旱影响最大,其次是灌浆期干旱,拔节期干旱影响最小;当两个发育期供水都减少10~20 mm时,干旱导致小麦灌浆强度在正常灌浆后的第10~17 d下降,可使小麦减产4.94%~21.88%,且以抽穗期和灌浆期干旱影响为最大,其次是拔节期和灌浆期干旱,拔节期和抽穗期干旱影响最小;当3个发育期供水都减少5~15 mm时,干旱导致小麦灌浆强度在正常灌浆后的第11~16 d下降,可使小麦减产3.93%~24.84%。可见,干旱致使土壤水分亏缺,影响了作物正常的灌浆强度,进而导致作物减产。干旱发生时段与程度不同,造成作物的减产率也不尽相同,多个发育期干旱导致小麦的减产率往往大于单一发育期干旱相叠加的效应。     

基于BA-SVM的冬小麦旱情表型分析与诊断

提升作物水分表型诊断精度和时效性是当前智慧灌溉领域研究的难点和热点之一。该研究针对以上难点提出了一种改进机器视觉算法的冬小麦旱情智能诊断方法。在测坑试验系统中设置了适宜水分处理（CK）、中度干旱处理（T1）、重度干旱处理（T2）,通过数码相机获取冬小麦早期RGB高清图像,利用HSV色彩空间改进的K-means聚类算法对小麦图像分割敏感区域,提取图像颜色和纹理特征数据并开展主成分分析,辨别出累计贡献率达到97.2%的前3维主成分。采用蝙蝠算法优化支持向量机（bat algorithm-support vector machine,BA-SVM）惩罚因子$ (c=5) $和核参数(σ=0.1),建立了基于蝙蝠算法优化的冬小麦旱情感知支持向量机模型,运用主成分分析降维后的识别精度优于其他特征组合,识别正确率为96.5%。明显高于GA-SVM（6.5%）和SVM（9.3%）,运行时间分别缩短7、14 s。构建了冬小麦旱情智能诊断方法,可为实时诊断冬小麦旱情和智慧灌溉决策提供可靠方法。     

不同氮营养冬小麦冠层光谱红边特征分析

利用FieldSpec FR2500光谱仪测定了不同氮素处理冬小麦冠层光谱,分析其红边特征变化规律及与农学成分的相关关系。结果表明,波长550 nm、680 nm、980 nm、1100 nm与350～680 nm和750～1100 nm可作为氮素营养诊断的敏感特征点与波段范围。随着施氮量的提高,拔节期、抽穗期以及灌浆期的红边位置（REP）、红谷位置（Lo）与光谱反射率一阶微分极大值（FD_Max）均增大,红边宽度（Lwidth）则有减小的趋势。总体上看,施氮与无氮处理在整个生育期均存在较大差异,施氮处理之间差异较小。冠层反射光谱的红边位置、红谷位置、随生育期向长波方向移动,呈现红移现象;从抽穗期开始逐渐减小,呈现蓝移现象。冬小麦红边参数中红边位置与农学组分之间的相关性优于其他参数,除与地上部生物量正相关显著外,与叶面积指数、叶含水率、叶绿素含量、叶可溶性蛋白含量、叶鲜重、叶含氮量均呈正相关且达到极显著水平。红谷位置则与叶面积指数、叶含水率、叶绿素含量、叶鲜重以及SPAD值呈极显著正相关;与可溶性蛋白呈显著正相关。红边宽度与叶面积指数、叶含水率、叶氮含量、叶绿素含量以及叶鲜重均呈极显著正相关;与可溶性蛋白含量呈显著正相关。反射率一阶导数极大值与叶面积指数、叶含水率、叶鲜重呈极显著正相关,与叶含氮量极显著负相关。通过红边参数与农学组分稳定良好的数学关系,可以对农学组分进行预测估算。     

1962-2010年潜在干旱对中国冬小麦产量影响的模拟分析

旱灾是冬小麦生产中常见的气象灾害,该研究旨在了解气候变化背景下中国冬小麦小麦受干旱的历史影响及变化情况,这对合理指导冬小麦生产的减灾、防灾,稳定冬小麦产量有重要的指导意义和作用。该研究采用CERES-Wheat模型,模拟了1962-2010年潜在干旱对中国冬小麦产量影响的时空变化趋势,并分析其与大气环流因子间的关系,以期了解中国近50a来冬小麦受旱程度的变化情况。结果表明:1)1962-2010年中国冬小麦因干旱造成的潜在产量损失总体呈上升的趋势,但不同时期表现不同,其中20世纪60年代、20世纪80年代表现为下降趋势。2)在过去近50a里,中国冬小麦潜在旱灾产量损失中心有向西北移动的趋势,这主要是受黄土高原和河西走廊地区受旱程度增强的影响。3)中国冬小麦潜在旱灾产量损失中心的经纬度和影响中国降水的副热带高压、北极涡系统的部分指数具有显著的负相关关系。冬小麦生长季同期(前一年10月-当年5月)的副热带高压系列指数与中心的相关关系表现显著,而生长季同期和生长季前期(前一年6月-前一年9月)的北极涡系列指数与中心都具有显著的相关关系。当冬小麦生长季同期北半球的西太平洋副高、印度副高和南海副高的强度偏强、范围偏大时,潜在旱灾产量损失中心的位置将会偏西;当北极涡在冬小麦生长季前期或同期偏大偏强时,中国冬小麦潜在产量损失中心将偏南,反之亦然。