冬麦北移后小麦籽粒灌浆特性的初步研究

为了解冬麦北移后小麦粒重的变化,在甘肃清水(冬麦原种植区)和武威(北移区)设两个试验点,对籽粒灌浆特性进行了比较研究.籽粒灌浆过程用logistic方程进行拟合,推导出一系列次级参数,用卡方(χ2)测验进行了拟合优度测验,同时对千粒重与不同参数之间的关系进行了相关和回归分析.结果表明,线性相关系数(r)均为极显著,说明用logistic方程描述籽粒灌浆过程是合适的.在拟合优度检验中,χ2﹤χ20.05,表明方程拟合较好.冬麦北移后整个灌浆过程的平均灌浆速率和渐增期灌浆速率均明显提高,快增期灌浆速率、缓增期灌浆速率及最大灌浆速率略有降低,整个籽粒灌浆过程持续时间缩短,最大粒重和实际千粒重均有所提高.相关分析结果表明,北移区千粒重与最大灌浆速率(Rmax)呈极显著正相关,与平均灌浆速率(R)和快增期灌浆速率(R2)呈显著正相关,与渐增期灌浆速率(R1)、缓增期灌浆持续时间(T3)和籽粒灌浆速率达最大值时间(Tmax)呈正相关,与缓增期灌浆速率(R3)、整个灌浆过程持续时间(T)、渐增期灌浆持续时间(T1)和快增期灌浆持续时间(T2)呈负相关.回归分析结果表明,从整个灌浆过程分析,籽粒灌浆速率对粒重的影响大于整个灌浆过程持续时间.从阶段灌浆参数分析来看,渐增期的灌浆速率、快增期的灌浆速率和缓增期持续时间是影响北移区冬小麦千粒重的3个主要参数,其中快增期灌浆速率对千粒重提高的作用更大一些.     

种植行距对两种穗型小麦品种籽粒糖代谢及灌浆特性的影响

为给不同穗型小麦品种选择适宜种植行距提供参考依据,以多穗型品种豫麦49和大穗型品种兰考矮早8为材料,在大田高产栽培条件下,研究了行距对两种穗型小麦品种花后籽粒蔗糖代谢和籽粒灌浆的影响。结果表明,两品种在灌浆期间籽粒可溶性糖含量、蔗糖含量和蔗糖合成酶活性均呈下降趋势,淀粉含量则快速上升。在灌浆前期兰考矮早8的可溶性糖含量和蔗糖含量以窄行距（15和10 cm）处理较高,而灌浆后期则以宽行距（20和25 cm）处理较高;豫麦49在整个灌浆期可溶性糖含量和蔗糖含量均表现为宽行距处理高于窄行距处理。籽粒淀粉含量两品种均呈现“S”形变化动态。兰考矮早8籽粒淀粉含量为窄行距处理高于宽行距处理,豫麦49则相反。行距对灌浆特征参数的影响因品种而异,兰考矮早8籽粒灌浆持续期、有效灌浆持续期和最大粒重以15 cm最大,豫麦49平均灌浆速率、最大灌浆速率和有效灌浆持续期的灌浆速率以及最大粒重则以20 cm最高。综合来看,兰考矮早8适宜行距为15 cm,而豫麦49为20 cm。     

土壤水分调控对冬小麦籽粒灌浆特性的影响

为了给小麦节水高产栽培中土壤水分管理提供依据,采用池栽遮雨的方法,用Logistic曲线拟合不同水分调控条件下籽粒的灌浆过程,研究灌浆参数的差异。结果表明,水分调控对籽粒灌浆参数有不同程度的影响。从灌浆持续时间看,Tmax、T1较稳定。T2变异系数大、T3最不稳定;从灌浆速率看,R较稳定,Rmax、R1、R2变异系数大,R3最不稳定。相比而言,拔节期灌水1次和拔节期＋孕穗期灌水2次对阶段灌浆参数影响较大。强势粒与弱势粒之间灌浆参数差异不明显。表现为强弱势籽粒灌浆趋于同步,强势粒灌浆速率略快于弱势粒。因此在河南高产栽培条件下,提高缓增期灌浆速率（R3）,相对延长缓增期持续天数（T3）,促进落黄,对提高粒重有利。     

弱光对小麦花后旗叶光合及籽粒灌浆的影响

为给小麦的高产优质栽培提供理论依据,选用优质小麦品种济麦20为试验材料,在大田试验条件下研究了灌浆期弱光对小麦光合及籽粒灌浆进程的影响。结果表明,弱光处理后,旗叶净光合速率和光合色素含量（除叶绿素b）显著降低,灌浆中期弱光处理下小麦旗叶净光合速率降低的主要原因是气孔限制因素,而前期、后期弱光处理是非气孔因素造成的。弱光对旗叶叶绿素a的影响大于叶绿素b。弱光胁迫显著降低小麦产量和粒重,且产量和粒重对不同灌浆时期弱光胁迫的响应不同。灌浆中期弱光胁迫对小麦产量及粒重的形成影响最大,其中弱光胁迫对小穗下位籽粒粒重的影响大于上位籽粒粒重。弱光处理后籽粒粒重的降低主要是平均灌浆速率显著降低所致,而灌浆持续期长短对其影响较小。弱光胁迫下小麦光合同化产物不能满足灌浆需求,是导致其产量及粒重降低的主要原因之一。     

种植行距对两种穗型小麦品种籽粒蔗糖代谢及灌浆特征的影响

为不同穗型小麦品种选择各自适宜的行距配置方式提供理论依据,在大田高产栽培条件下,研究了行距配置对两种穗型小麦品种花后籽粒蔗糖代谢和籽粒灌浆的影响。两品种在灌浆期间籽粒可溶性糖含量、蔗糖含量和蔗糖合成酶活性均呈下降趋势,淀粉含量则快速上升。在灌浆前期兰考矮早8的可溶性糖含量和蔗糖含量以窄行距处理较高,而灌浆后期则以宽行距处理较高;豫麦49在整个灌浆期可溶性糖含量和蔗糖含量均表现宽行距处理高于窄行距处理。籽粒淀粉含量两品种均呈现“S”形变化动态。兰考矮早8籽粒淀粉含量为窄行距处理高于宽行距处理,豫麦49则相反。行距对灌浆特征参数的影响因品种而异,兰考矮早8籽粒灌浆持续期、有效灌浆持续期和最大粒重以15 cm最大,豫麦49平均灌浆速率、最大灌浆速率和有效灌浆持续期的灌浆速率以及最大粒重则以20 cm最高。     

硫氮配施对强筋小麦豫麦34籽粒灌浆特性的影响

为对硫肥和氮肥合理配施提供参考依据,2003-2005年在大田条件下以强筋小麦豫麦34为试验材料。采用Logistic方程拟合其籽粒灌浆过程并计算有关籽粒灌浆参数,探讨了硫氮配施对强筋小麦籽粒灌浆特性的影响。结果表明,在硫氮配施条件下,强筋小麦籽粒灌浆进程呈“慢～快～慢”的S型曲线。Logistic方程决定系数均大于0＋9981,达到极显著水平,拟合效果良好;在相同施氮水平下,最大灌浆速率到达时间（L）、千粒重潜力值（K）、最大灌浆速率（Vm）、平均灌浆速率（Va）和灌浆持续时间（T）等灌浆参数随硫肥施用量的变化而有差异。适宜的硫氮配施可提高K、Vm和Va,且T随施硫量的增加而延长。     

灌水对不同穗型小麦碳氮代谢及籽粒灌浆的影响

为了给小麦节水栽培实践提供参考,在大田条件下研究了灌水次数对大穗型小麦品种豫麦66与多穗型小麦品种豫麦49碳氮代谢及籽粒灌浆的影响。结果表明,增加灌水次数可以提高旗叶硝酸还原酶(NR)活性和可溶性蛋白质含量,在灌浆中后期豫麦66较豫麦49具有明显优势。随着灌水次数增加,旗叶和籽粒可溶性糖含量在灌浆前期降低,而在灌浆后期籽粒可溶性糖含量升高,旗叶则表现相反。籽粒淀粉积累速率在灌浆前期随灌水次数增加而降低,但在灌浆后期则与之相反。籽粒灌浆速率呈单峰曲线变化,增加灌水次数,积累高峰期推迟,且前期慢,后期快,在花后35 d豫麦66在灌一水、灌两水和灌三水处理下籽粒灌浆速率分别为0.96、1.24和1.07 mg/d,而豫麦49分别为0.94、0.39和0.36 mg/d。豫麦66与豫麦49号相比,旗叶可溶性糖含量在灌浆中后期较低,淀粉及籽粒积累速率的峰值出现较晚但持续时间较长,表明大穗型品种同化物外运能力和库活性较强,灌浆进程稳健。     

外源α 酮戊二酸对干旱胁迫下小麦籽粒灌浆和产量形成的影响

为建立冬小麦抗旱应变化学调控技术,以矮抗58为材料,在大田试验条件下研究了外源喷施不同浓度α-酮戊二酸对干旱胁迫下冬小麦籽粒灌浆与产量的影响。结果表明,外源喷施不同浓度α-酮戊二酸对小麦产量均有提高,其中以5mmol.L-1α-酮戊二酸处理增产效果最显著,产量和千粒重与对照相比均达显著水平,干旱处理低于正常对照。进一步分析可知,外源喷施5mmol.L-1α-酮戊二酸能增强干旱胁迫下冬小麦干物质的积累,提高旗叶叶绿素含量并延缓其降解速度,有机物质的转运率得到提高,理论最大粒重、平均灌浆速率、最大灌浆速率、有效灌浆持续期均表现为浓度5mmol.L-1处理时最大。说明外源喷施适宜浓度的α-酮戊二酸能显著改善干旱胁迫下冬小麦的物质生产状况。     

大麦不同光合器官对籽粒灌浆及产量的影响

大麦的不同光合器官对籽粒的灌浆及产量的影响作了初步探索。在大麦灌浆前期,籽粒物质积累主要来源于茎杆贮藏物质,在中期,倒２叶以上各光合器官对籽粒的物质积累起关键作用,在后期,倒２叶作用消失,而剑叶和芒仍对籽粒的灌浆发挥很大作用;大麦倒２叶以上的光合器官对籽粒产量的贡献卓越,其中剑叶的贡献最大,而芒的作用也很显著;大麦各光合器官在抽穗后对结实率的影响不大。     

不同冬小麦品种籽粒胚乳增殖和灌浆对粒重的影响

为了明确冬小麦籽粒胚乳细胞增殖和灌浆对粒重的影响,选用不同冬小麦品种,研究了籽粒胚乳细胞分裂增殖和灌浆的动态变化及其与粒重的关系。结果表明,小麦籽粒灌浆速率和胚乳细胞数量均呈“S”型曲线变化。籽粒胚乳细胞数目与缓增期细胞的增殖能力密切相关,缓增期胚乳细胞增殖能力较强、胚乳细胞数目增加较多的品种,籽粒胚乳细胞数量较多。相关性分析结果表明,籽粒胚乳细胞数量与粒重正相关。粒重与最大灌浆速率和灌浆中后期的灌浆速率趋势一致,最大灌浆速率高、灌浆中后期保持较高灌浆速率的品种,粒重较高。Logistics方程结果显示,小麦籽粒的胚乳细胞数量与胚乳细胞增殖活跃期和最大增殖速率出现的时间有关,与胚乳细胞最大增殖速率关系不密切;粒重主要与最大灌浆速率有关,与灌浆活跃期和最大灌浆速率出现的时间没有必然关系。津农6号的胚乳细胞数量最多,粒重最高,其次是济麦22和山农16,石新828最低。产量表现从高到低依次为津农6号、山农16、济麦22和石新828。     

旱地冬小麦灌浆期冠层温度与产量和水分利用效率的关系

为给抗旱节水品种的快速鉴定和筛选提供科学依据,在甘肃陇东旱塬利用红外测温仪测定了23个冬小麦品种的冠层温度,并分析了其与产量、水分利用效率的关系.结果表明,不同基因型小麦在籽粒灌浆期存在着冠层温度高度分异的现象,其差异可反映在产量和水分利用效率上.无论灌浆初期还是中期或中后期,旱地冬小麦产量、水分利用效率与冠层温度均呈极显著的负相关,并且随着灌浆过程的推移,相关性增大.这表明,灌浆期冠层温度偏低的品种具有较高的产量和水分利用效率,冠层温度可作为旱地高产节水小麦品种田间筛选的指标.     

灌浆期冬小麦生理特性和产量对不同灌水量的响应

为了解小麦灌浆期旗叶生理特性和产量对灌水量的响应,以小麦品种衡6632、石农086和济麦22为供试材料,通过旱棚和大田试验,设置春季不灌水（W0）、灌拔节水（W1,75 mm）和灌拔节+开花水（W2,150 mm）3个处理,比较分析了不同灌水量下三个品种灌浆期旗叶抗氧化和渗透调节能力及产量的差异。结果表明,旱棚条件下,与W0处理相比,W1和W2处理显著提高了各品种旗叶超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性,显著降低了丙二醛、脯氨酸和可溶性糖含量,显著增加穗粒数及产量,其中石农086和济麦22的W2处理产量均显著高于W1处理。大田条件下,与W0处理相比,W1和W2处理均显著提高了三个品种旗叶SOD、POD和CAT活性,降低脯氨酸和可溶性糖含量,显著增加有效穗数和产量,各品种产量在W2 与W1处理间无显著差异。这说明春季灌水能不同程度增强小麦抗氧化能力,提高籽粒产量。     

施氮方式对冬小麦品种京冬11籽粒灌浆特性及产量的影响

为确定冬小麦品种京冬11的适宜施氮方式,在总施氮量（210kg.hm-2）一致条件下,分析了全部基施（N1）、1/2作基施＋1/2在拔节期追施（N2）和1/2作基肥＋1/3在拔节期追施＋1/6在开花期追施（N3）三种施氮方式间该品种籽粒灌浆特性及产量的差异。结果表明,随氮肥后移,籽粒达到最大灌浆速率的时间后延,总灌浆时间延长;灌浆速率系列参数以氮肥全部基施的最小,其余两处理的基本相同;各灌浆阶段籽粒干物质积累量均以N1处理最少,N3处理最多。灌浆时间系列参数变异系数较小;灌浆速率除渐增期变异系数较小外,其余时期变异系数均较大。籽粒干重灌浆初期以氮肥全部基施处理最大,灌浆中后期随氮肥后移而增加。全部基施处理千粒重最小,产量最低,其余两处理间产量及其构成因素差异均不显著。     

灌浆期高温对冬小麦叶源与粒库生理特征的影响

为研究灌浆期高温对冬小麦灌浆和产量的影响,以耐热型品种淮麦33和高温敏感型品种华成3366为材料,于灌浆期(花后14～20 d)进行高温处理,以田间自然温度生长的小麦为对照,研究高温对旗叶叶绿素含量、抗氧化酶活性、丙二醛(MDA)含量和糖含量以及籽粒淀粉含量和淀粉合成关键酶活性的影响,并对小麦粒重、产量等指标进行测定。结果表明,高温处理显著降低了淮麦33和华成3366旗叶的叶绿素含量,降幅分别为5.88%和9.86%;降低了两品种旗叶的抗氧化酶活性,提高了旗叶MDA、可溶性糖和蔗糖含量;高温处理也显著降低了两品种籽粒的腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、结合态淀粉合成酶(GBSS)、可溶性淀粉合成酶(SSS)和淀粉分支酶(SBE)活性,并减少了支链淀粉和总淀粉含量,其中淮麦33和华成3366的籽粒总淀粉含量分别下降了5.63%和8.77%;高温处理主要降低了淮麦33小穗第3粒位的粒重及华成3366小穗第1、2和3粒位的粒重,2018-2019、2019-2020年度淮麦33和华成3366的产量分别下降了5.07%和16.33%、6.23%和8.90%。与高温敏感型品种华成336...     

株行配置对南疆冬小麦籽粒灌浆特性及产量的影响

为了探究适宜南疆冬小麦种植的株行配置模式,通过田间小区试验,研究了15 cm×1.7 cm、12.5 cm×2 cm、10 cm×2.5 cm、7.5 cm×3.3 cm、5 cm×5 cm共5个行、株距配置模式下2个穗型冬小麦品种(新冬22号和新冬50号)籽粒灌浆特性,用Logistic方程拟合籽粒灌浆过程,对南疆冬小麦籽粒灌浆特征参数进行了分析。结果表明,随着行距缩小,多穗型品种新冬22号达到最大灌浆速率的时间先推迟后提前,受快增期灌浆速率的影响,最大灌浆速率、平均灌浆速率均先降低后升高,千粒重先降低后增加;大穗型品种新冬50号达到最大灌浆速率时间随行距缩小而推迟,受渐增期、快增期、缓增期灌浆速率的影响,最大灌浆速率、平均灌浆速率呈降低趋势,千粒重逐渐降低。随着行距缩小、株距扩大,在未发生倒伏的情况下,两个品种的有效穗数和产量呈增加趋势。南疆400万株·hm~(-2)种植密度条件下,冬小麦5 cm×5 cm模式为最佳株行配置模式,但多穗型品种存在倒伏的风险。     

化学调控剂对冬小麦干物质贮运和籽粒灌浆特性的影响

为明确不同有效成分的化学调控剂对冬小麦生长和产量形成的调控作用,采用田间试验,比较了自主研发的微量元素拌种剂(WB)、黄酮类叶面喷施剂(Phu)、磷胺类叶面喷施剂(Pan)以及拌种组合喷施制剂(Whu和Wan)对冬小麦干物质积累与分配以及籽粒灌浆过程与产量的影响。结果表明,WB、Whu和Wan处理均能增加冬小麦穗数、穗粒数和千粒重,增产16.51%以上。与喷施自来水(CK)相比,WB、Whu和Wan处理对各生育期冬小麦不同器官干物质积累量均具有增加效应;所不同的是,WB处理对冬小麦的促进效应在拔节期和抽穗期凸显,而Whu和Wan处理对小麦开花后的促进作用更大;并且Whu处理的花前干物质转运率和花前干物质转运对籽粒的贡献率分别较CK提高了13.42%和17.96%(P0.05)。开花43 d内,各处理均能延长小麦的籽粒灌浆持续期,且Wan处理使灌浆持续期延长了3.82 d(P0.05),Phu处理使小麦的最大灌浆速率和平均灌浆速率较CK分别提高了5.71%和5.76%(P0.05)。说明不同化学调控剂对小麦的增产作用与干物质积累和转运能力以及籽粒灌浆有关,并且拌种和叶面喷施组合具有协同效应。     

拔节期水氮运筹对冬小麦籽粒灌浆期叶片光合特性及水分利用效率的影响

为给冬小麦节水高效栽培提供理论依据,在防雨、基施氮量和开花期灌水量相同的条件下,通过拔节期不同追氮和灌水处理,研究了水氮运筹对冬小麦籽粒灌浆期叶片光合特性及水分利用效率(WUE)的影响.结果表明,冬小麦旗叶净光合速率、蒸腾速率、叶绿素a、叶绿素b均随拔节期灌水量的增加而升高.在相同灌水量下,增加追氮量能显著提高叶片净光合速率、蒸腾速率、叶绿素a和b含量.追氮能显著提高叶片WUE,增加拔节期灌水量达W2(750 m3/ha)水平以上能显著提高叶片WUE.在N1(0 kg/ha)和N2(90 kg/ha)追氮量下,增加拔节期灌水量有利于提高叶片WUE,但在N3(180 kg/ha)水平下,增加拔节期灌水量不利于叶片WUE的提高.水、氮之间存在显著的互作效应,光合效率以N3W3处理(追氮量为180 kg/ha,拔节期灌水量为1 050 m3/ha)最高,而叶片WUE以N2W3处理(追氮量为90 kg/ha,拔节期灌水量为1 050 m3/ha)最高.通径分析表明,光合性状对叶片WUE的直接贡献大小依次为:净光合速率＞气孔导度＞叶绿素a＞胞间CO2浓度＞叶绿素b＞蒸腾速率.     

水分胁迫条件下不同抗旱类型小麦灌浆初期内源激素的变化

为了阐明不同抗旱类型小麦在水分胁迫条件下内源激素的变化规律,在防雨棚内的盆栽条件下,以两个不同抗旱类型的冬小麦品种为材料,采用干旱(V1,田间持水量SRWC=40%～45%)、干湿交替(V2,SRWC=40%～45%或80%～85%)和湿润(V3,SRWC=80%～85%)三种不同的水分处理,用ELISA方法测定了小麦在灌浆初期不同部位ABA、IAA、GA1 3、ZR等内源激素的含量.结果表明,在干旱条件下,旱地品种A115叶片ABA含量明显较高,但水地品种石4185根系和穗部ABA含量明显较高,水地和旱地品种对ABA反应部位明显不同;两品种IAA、ZR含量在根部和穗部有显著增加,且IAA和ZR含量增加的比例显著高于ABA.在干湿交替条件下,IAA、GA1 3和ZR含量增加,ABA含量降低.高秆旱地品种在茎秆和叶片中GA1 3的超补偿效应使株高和生物学产量明显增加.而矮秆水地品种石4185在各部位较高的GA1 3含量和积累,尤其是穗部较高的ZR含量显著提高了经济学产量.无论旱地品种A115还是水地品种石4185,在干旱条件下穗部的IAA含量都极显著高于干湿交替处理和湿润处理,说明水分胁迫使两种不同类型的品种穗部IAA含量都增加,而并非降低.在不同的水分条件下,旱地品种对IAA和GA1 3的反应要大于水地品种,而水地品种对ABA和ZR的响应要显著大于旱地品种.由此可见,在干旱条件下,促进细胞延长生长的IAA和促进细胞分裂的ZR和GA1 3对小麦生长发育起主要作用,根部产生大量的1AA促进根系下扎,吸收深层水分而缓解缺水压力.特别是穗部IAA、ZR和GA1 3的积累,有利于光合产物向籽粒的运转.说明促进生长的生长素类激素对抗旱和水分高效利用起着重要作用.     

水肥调控措施对华北农田土壤水分及冬小麦产量的影响

为筛选适合华北农田冬小麦生产的水肥调控模式,2006-2008年在北京昌平采用正交试验设计,设置有机肥、氮肥、磷肥、钾肥和灌水5因子(每个因子4水平),形成16个水肥组合,探讨了冬小麦生长、产量及土壤水分的水肥调控效应。结果表明,适量补水和施肥增加了土壤贮水量,提高了小麦抗旱能力和产量。在水肥因素中,氮肥是小麦增产的关键。当施氮量在150kg·hm-2以下,产量随施氮量增加而增加;当施氮量超过225kg·hm-2时,产量反而随之降低。每公顷灌水1 500~2 250m3较为适合小麦生长和产量形成。多灌水会使水分下移,根层土壤水分降低;少灌水会影响肥效,产量低。在平水年份,每公顷施有机肥3 000kg、氮肥(N)150kg、磷肥(P2O5)150kg和钾肥(K2O)225kg及灌水2 250m3适宜高肥力土壤冬小麦生长。