小麦光合器官对不同穗位和粒位粒重及蛋白质含量的影响

为探明小麦叶片与非叶光合器官对不同穗位和粒位籽粒发育的影响,以济麦22为试验材料,开花期设置剪叶、包穗、包茎等7种处理,分析了不同处理下不同穗位和粒位粒数、粒重和蛋白质含量的差异。结果表明,小麦穗对穗上部和下部弱势粒数影响显著,与叶片共同作用对穗上部强势粒数及穗中部和下部粒数,以及与茎和叶片共同作用对穗上部粒数、穗中部和下部弱势粒数均影响显著;穗对不同穗位强势粒重和穗上部弱势粒重影响显著,旗叶对穗中部和下部强势粒重、穗上部和中部强势粒重及穗下部粒重影响显著;包穗、剪旗叶和剪倒二叶处理显著提高穗上部强势粒及穗中部和下部籽粒蛋白质含量;剪倒三叶和剪倒四叶+剪倒五叶处理显著提高穗下部强势粒蛋白质含量;同一穗位的强势粒蛋白质含量大于弱势粒,不同穗位籽粒的平均蛋白质含量表现为穗下部穗中部穗上部;同一穗位的弱势粒蛋白质含量变异系数大于强势粒,穗上部的籽粒蛋白质含量变异系数大于穗中部和下部。因此,建议小麦育种中应注重穗光合选择,适当增加小穗排数,减少高穗位粒数,可能是提高小麦产量潜力和改善品质的重要途径。     

安徽沿淮和淮北地区小麦穗粒重研究

为给重穗型小麦新品种选育及高产育种提供参考依据,以24个小麦品种(系)为材料,对穗粒重与产量、产量三要素及其他18个性状间的关系进行了分析。结果表明,供试品种间穗粒重、收获指数、产量及产量三要素存在着极显著差异;穗粒重与产量呈显著正相关,与穗粒数、收获指数、单茎生物产量、单茎草重呈极显著正相关,与倒三叶的面积呈显著正相关,与穗数、籽粒容重呈极显著负相关。根据穗粒重把小麦品种划分为三大类:重穗型,穗粒重≥1.8g;中穗型,穗粒重为1.4～1.8g;轻穗型,穗粒重≤1.4g。沿淮和淮北地区可通过着重提高穗粒数、同步提高单茎生物产量与收获指数的途径提高穗粒重。     

施用硫肥对两种穗型冬小麦品种群体生理、产量和品质的影响

为了研究硫肥对小麦群体生理、产量和品质的影响，以及对不同穗型品种的效应，通过随机区组试验，对豫麦49（多穗型）和兰考906（大穗型）冬小麦品种进行了不同硫肥处理。研究结果表明，适宜的硫肥处理能够增大小麦的叶面积指数（LAI），增加干物质的积累，提高群体光合（CAP）速率，而且对于提高小麦穗粒数、结实率、千粒重、容重、粗蛋白含量、湿面筋含量也有较大的作用。两种穗型小麦品种对硫肥的反应有差异，多穗型的豫麦49施硫后，产量提高幅度较大，而品质反应不明显，大穗型品种兰考906的产量和品质对硫肥的反应却相反，因此硫肥施用应考虑品种间差异。     

主要啤麦品种产量及其构成因素比较研究

通过品种比较试验，港啤一号产量最高，穗数足，粒数、粒重中等；单二产量较高，穗数较足，粒数中等，粒重较低；扬农啤2号产量较低，穗数中等，粒数较少，粒重很高；沪麦16产量最低，穗数最少，粒数最多，粒重中等。     

不同穗型小麦小花生长发育及同化物分配变化的差异

为了解小麦小花发育成粒特性与同化物分配间的关系,以大穗型品种周麦16和多穗型品种豫麦49-198为材料,分析了两种穗型小麦小花发育成粒特性及同化物分配的差异。结果表明,周麦16的小花退化、败育速率较豫麦49-198缓慢,且在小穗结实率、小花结实率和可孕小花结实率上均高于后者。在小花发育中后期,大穗型品种周麦16转移到穗部的同化物比多穗型品种豫麦49-198多。经相关分析,花期完善小花(有完整绿色花药的小花)数与穗干重、穗氮积累量、茎干重、茎氮积累量呈微弱的正相关,与穗茎干重比、穗茎氮积累量比呈显著正相关,与穗干重/穗氮积累量比呈极显著正相关。周麦16的穗茎干重比、穗茎氮积累量比显著高于豫麦49-198,二指标均与穗干重/穗氮积累量比呈极显著正相关。进一步分析发现,周麦16的开花期单位面积完善小花数与成熟期单位面积粒数分别较豫麦49-198增加3.85%和4.65%,且品种间差异均达到极显著水平。     

开花期土壤水分含量对不同穗型小麦品种光合特性及产量的影响

为明确开花期土壤含水量对不同穗型小麦品种花后光合特性及籽粒产量的调控效应,在大田条件下,以中穗型品种济麦229和大穗型品种泰山27为材料,设置3个水分处理[开花期不灌水(W0)、开花期0～40 cm土层土壤相对含水量补灌至70%(W1)和85%(W2)],研究不同土壤水分含量对小麦光合特性和籽粒产量的影响。结果表明:(1)两个小麦品种W1处理的旗叶叶绿素相对含量和净光合速率在开花后7～35 d均显著高于W2处理,W0处理最低。(2)两品种开花后21～35 d的籽粒灌浆速率均表现为W1W2W0。(3)两品种的单位面积穗数在不同处理间均无显著差异,千粒重均表现为W1W2W0;济麦229的穗粒数表现为W2W1W0,籽粒产量表现为W1、W2W0;泰山27穗粒数表现为W1、W2W0,籽粒产量表现为W1W2W0;两品种的水分生产效率均表现为W1W0、W2。(4)开花后旗叶的叶绿素相对含量、净光合速率、开花后14～21 d的籽粒灌浆速率及千粒重均表现为泰山27显著高于济麦229;在W1条件下,泰山27开花后21 d的叶绿素相对含量和净光合速率比济麦229分别高9.25%和12.80%,千粒重和产量显著高于济麦229。因此,综合考虑籽粒产量和水分生产效率,泰山27为高产节水品种,且在小麦开花期将0～40 cm土层土壤相对含水量补灌至70%可同步实现小麦高产和节水。     

淮南麦区超高产小麦产量形成特点及其生理特性分析

本文分析了淮南麦区超高产小麦产量构成因素形成特点及其生理特性,表明超高产小麦产量穗数,结实粒和粒重协调,表现为高茎蘖成穗率,高可孕花率高可孕花结实率,高籽粒充实度;超高产小麦群体起点低,光合面积发展合理,花后根系吸收功能和叶片光合功能强,衰老慢,花后干物质积累量大,产量高。     

不同产量潜力小麦品种冠层光截获特性及产量的差异

为探讨超高产条件下不同产量潜力小麦品种冠层光截获特性及产量差异,于2016-2017年小麦生长季,以烟农1212、济麦22和良星99三个产量潜力不同的小麦品种为材料,在山东省兖州市小孟镇史家王子村超高产田进行试验,研究三个小麦品种群体动态、叶面积指数、冠层光截获特性、花后旗叶光合速率及产量的差异。结果表明:(1)烟农1212的分蘖成穗率及开花后28d和35d的叶面积指数、冠层PAR(光合有效辐射)截获率均显著高于济麦22和良星99,而花后14～35d,PAR透射率表现为良星99济麦22烟农1212。(2)开花后0d和7d,烟农1212和济麦22的旗叶光合速率无显著差异,均显著高于良星99;花后14～35d烟农1212的旗叶光合速率显著高于济麦22和良星99。(3)品种间单位面积穗数无显著差异,烟农1212的穗粒数和籽粒产量均显著高于济麦22和良星99,千粒重显著高于良星99。在本试验条件下,烟农1212是冠层光截获特性最优、籽粒产量最高的小麦品种。     

淮南麦区超高产小麦产量形成特点及其生理特性分析

本文分析了淮南麦区超高产小麦产量构成因素形成特点及其生理特性,表明超高产小麦产量穗数、结实粒数和粒重协调,表现为高茎蘖成穗率、高可孕花率、高可孕花结实率、高籽粒充实度;超高产小麦群体起点低,光合面积发展合理,花后根系吸收功能和叶片光合功能强,衰老慢,花后干物质积累量大,产量高。     

主要啤麦品种产量及其构成因素比较研究

通过品种比较试验 ,港啤一号产量最高 ,穗数足 ,粒数、粒重中等 ;单二产量较高 ,穗数较足 ,粒数中等 ,粒重较低 ;扬农啤 2号产量较低 ,穗数中等 ,粒数较少 ,粒重很高 ;沪麦 16产量最低 ,穗数最少 ,粒数最多 ,粒重中等。     

源库调节对小麦籽粒灌浆及光合特性的影响

为探讨不同穗型超高产小麦品种的源库关系，通过剪叶和去穗处理研究了两个不同穗型小麦品种“兰考矮早八”和“豫麦49—198”的籽粒灌浆和光合特性。结果表明，两个品种的籽粒体积、千粒重、灌浆速率在花后15d之后均表现为去穗处理〉对照〉去叶处理。去叶处理使两个品种的千粒重、灌浆速率均有所下降．其中豫麦49—198较对照下降最大比例分别为24．4％和22％，兰考矮早八下降的最大比例分别为7．6％和9％；去穗处理使两个品种的千粒重和灌浆速率均有所增加，其中豫麦49—198较对照增加的最大比例分别为11．1％和17％，兰考矮早八增加的最大比例分别为12．2％和17．25％。源库改变对两个品种的光合特性均有影响，表现为对照旗叶〉去穗旗叶〉去叶倒二叶〉对照例二叶。随着灌浆进程，豫麦49—198去叶处理的倒二叶光舍速率较对照增加的比例从40％减为25％．兰考矮早八去穗处理的旗叶光合速率较对照下降的比例从27％减为20％。     

行距配置对两种穗型冬小麦品种光合特性及产量的影响

为确定两种穗型冬小麦品种高产栽培的适宜行距配置,在大田试验条件下,研究了不同行距(10、15、20和25cm)种植方式下,多穗型品种豫麦49和大穗型品种兰考矮早八的旗叶光合特性。结果表明,两种穗型品种旗叶净光合速率(Pn)均随籽粒灌浆进程呈逐渐降低的趋势,花后0～14d,多穗型品种豫麦49旗叶Pn高于大穗型品种兰考矮早八,之后兰考矮早八优势趋于明显;两品种旗叶qP和Fv/Fo均于花后10d达最大值,之后逐渐下降;豫麦49的光截获(LI)在花后10d高于兰考矮早八,而在花后20d低于兰考矮早八。行距对两种穗型冬小麦品种光合特性、LI和产量有一定影响。随着行距的变大,豫麦49的Pn逐渐增加,而兰考矮早八则逐渐降低;豫麦49的Fv/Fo在花后0～10d随行距的增加而升高,之后以行距20cm最高,兰考矮早八则随行距增加呈先升后降趋势,但始终以15cm最高;豫麦49以行距20cm的qP值较大,而兰考矮早八以行距15cm最高;两穗型品种的LI均随行距增大而降低。籽粒产量则表现随行距增加呈先升后降的变化趋势,豫麦49和兰考矮早八分别以行距20和15cm的产量最高。因此,生产中不同穗型品种选择各自适宜的行距配置,有助于光能的吸收利用,促进光合物质向籽粒转移。     

小麦不同生育时期木聚糖酶活性及木聚糖酶抑制蛋白活性的变化

为给小麦抑制蛋白的分离纯化以及表达研究提供信息,以小麦品种兰考矮早八和豫麦49为材料,检测和分析了小麦在不同生育时期叶片和籽粒木聚糖酶活性及木聚糖酶抑制蛋白活性的动态变化.结果表明,木聚糖酶活性及木聚糖酶抑制蛋白活性在两个品种间没有差异,不同生育时期小麦叶片及籽粒木聚糖酶活性没有显著变化,可能以基础水平存在.叶片中的木聚糖酶抑制蛋白活性自苗期开始,经拔节期到抽穗期,总体呈现增加趋势,但进入灌浆～成熟期则显著下降,而籽粒中的木聚糖酶抑制蛋白活性则随籽粒的成熟持续升高.     

高温对玉米植株形态与功能、产量构成及子粒养分的影响

以热敏型玉米品种驻玉309为材料,设置两个高温处理,研究不同程度日间高温对玉米产量及穗部性状、物质生产及转运、子粒库容的影响。结果表明,高温(HT1)对玉米产量无显著影响,极高温(HT2)显著降低玉米结实率和产量。植株株高在HT2下表现为降低,叶面积则表现为HT2CKHT1。花期高温胁迫显著降低吐丝期穗位叶净光合速率,但对叶绿素含量无显著影响。HT2降低穗粒数和总干物重,增加了成熟期茎、叶、苞叶干物质占单株地上干物质总重比例。高温胁迫增加子粒粗蛋白含量、可溶性糖含量和淀粉含量。结果显示,HT1处理下玉米通过自身增加物质转运能力应对高温胁迫,HT2通过显著降低穗粒数而影响子粒库容减小,造成不可逆损伤,同时影响了玉米源(叶面积)和流(物质转运与分配)的能力。     

灌水对黄淮海冬小麦叶片光合特性的影响

为了解灌水对黄淮海地区冬小麦光合特性的影响,以周麦18、豫农202、豫麦49、郑麦366、矮抗58等5个黄淮海主栽冬小麦品种为材料,比较和分析了越冬水、越冬水+拔节水、越冬水+拔节水+灌浆水3个不同灌水处理下冬小麦开花后叶面积指数、旗叶叶绿素含量、光合参数及水分利用效率的特点。结果表明,随灌水次数减少,小麦灌浆期叶片光合功能衰退加快,叶面积指数和叶绿素含量下降,旗叶净光合速率、气孔导度和蒸腾速率减小,胞间二氧化碳浓度增加,光合作用受非气孔因素的限制增大,同时叶片水分利用效率增加。在不同灌水条件下,矮抗58和郑麦366叶片水分利用效率均较高,而周麦18、豫麦49和豫农202叶片水分利用效率均较低。     

孕穗期冷水胁迫对寒地水稻干物质生产的影响

以黑龙江省30份主栽水稻品种或品系为试材,在孕穗期设置17℃冷水灌溉处理(20d),以常规栽培管理为对照,分析冷水胁迫对水稻干物质生产的影响。结果表明,冷水胁迫导致所有试材每穴实粒数、结实率、千粒重和产量下降,并根据相对结实率将试材耐冷性分为1、3、5、7和9级,以7和9级最多,1级最少,分别占总材料的30%和10%。在冷水处理下,全部材料抽穗期至成熟期干物质积累量及比例、群体生长率、净同化率、粒叶比、收获指数、叶面积指数、剑叶叶基角、剑叶和倒2叶与倒3叶披垂度均下降,但高效叶面积率增加。相关分析表明,冷水处理的相对结实率与收获指数(r=0.96**)、产量(r=0.91**)、粒叶比(r=0.84**)和干物质积累量(r=0.48**)的冷水反应指数(CRI)呈极显著正相关,与群体生长率(r=0.44*)、净同化率(r=0.44*)和干物质积累比例(r=0.43*)的CRI显著正相关。综上,孕穗期冷水胁迫对水稻干物质生产的影响在品种间存在很大差异,在冷水胁迫下耐冷性极强品种(系)干物质积累量及比例、群体生长率、净同化率、粒叶比和收获指数对冷水反应迟钝,这是耐冷性极强品种(系)保持较高产量的重要形态特征和生理原因。     

高产氮高效型粳稻品种的叶片光合及衰老特性研究

 选用6个具代表性的低产氮低效型、高产氮中效型和高产氮高效型粳稻品种,在各自最适氮素水平下,研究了叶片光合、衰老特性的差异及其与氮效率的关系。结果表明,高产类型群体叶面积指数(LAI)、高效叶面积率及有效叶面积率、剑叶叶绿素含量(SPAD值)和净光合速率以及剑叶超氧化物歧化酶(SOD)活性均显著高于低产类型品种,丙二醛(MDA)含量显著低于低产类型。高产品种间比较,随着氮效率提升,生育前中期(够苗、拔节、齐穗期)群体叶面积指数下降,成熟期上升;灌浆前期(齐穗后0 d~10 d)剑叶净光合速率并未明显变化,灌浆中后期(齐穗后20 d~40 d)显著增高,主要原因如下：叶绿素分解少,保证了叶片对CO2的高同化能力;SOD活性高,保证了植株更强的抗氧化能力,MDA含量少,膜脂破坏程度低。说明抽穗前合理控制无效及低效叶面积生长以适当减小群体叶面积规模,抽穗后有效延缓植株衰老,以保证叶片持续较高的叶绿素含量和净光合速率,是促进水稻高产品种进一步提升氮效率的重要途径。     

灌水模式对春小麦光合性能和干物质生产的影响

为探寻宁夏引黄灌区春小麦节水栽培的适宜灌水模式,比较分析了6个不同灌水处理(W1:二棱水+开花水;W2:二棱水;W3:拔节水;W4:二棱水+孕穗水;W5:二棱水+拔节水+孕穗水+开花水+灌浆水;W6:二棱水+拔节水+孕穗水+开花水)下春小麦光合性能、物质积累与转运、产量性状及水分利用的差异。结果表明,灌二棱水、孕穗水或开花水的W1、W4、W5、W6处理明显增加春小麦花后旗叶光合速率、蒸腾速率和气孔导度,灌二棱水和生育后期少灌水的W1、W2、W4处理明显增加花后旗叶胞间CO2浓度。灌水次数减少会显著增加旗叶SPAD值,并降低叶面积系数,其中以缺少二棱水的W3处理最为明显。灌有二棱水和孕穗水的W4处理明显降低抽穗至开花旗叶SPAD值,增加开花至灌浆旗叶SPAD值和抽穗至开花叶面积系数,灌开花水明显增加开花至灌浆旗叶面积。灌二棱水、拔节水、孕穗水、开花水明显促进了干物质积累,灌水次数增加明显增加了叶干物质积累量,并降低茎鞘干物质比例;缺少二棱水的W3处理最不利于叶、穗干物质积累,但提高了开花至成熟叶干物质比例;灌浆水对各器官干物质积累影响不明显。二棱期至开花期缺少灌水的W1、W3、W2处理促进了开花前贮藏同化物在花后向籽粒的转运。籽粒产量随灌水次数的增加而增加;缺少二棱水明显降低穗粒数、收获指数,但增加千粒重;增加灌水次数降低了灌水利用效率,且以灌二棱水影响最为明显。综上所述,缺少二棱水对春小麦产量影响最明显,孕穗水、开花水影响次之,灌浆水影响不明显。     

半干旱区保护性耕作对旱作春小麦光合特性和产量形成的影响

为探究黄土高原半干旱区保护性耕作提高春小麦产量的光合生理机制,依托黄土高原半干旱区2001年建立的不同耕作措施长期定位试验,于2019年研究了传统耕作(T)、传统耕作秸秆翻入(TS)、免耕秸秆不覆盖(NT)、免耕秸秆覆盖(NTS)四种耕作措施对春小麦叶片光合相关性状、干物质积累和产量的影响。结果表明,小麦叶片叶绿素含量和叶面积指数在抽穗期达到峰值,保护性耕作延缓了花后叶片衰老,其中NTS处理的叶片叶绿素含量和叶面积指数在乳熟期均显著高于其他处理;耕作措施对开花期小麦旗叶RuBP羧化酶活性没有影响,但在灌浆期免耕和秸秆还田均提高了RuBP羧化酶活性,其中NTS处理的RuBP羧化酶活性是T处理的1.95倍;秸秆覆盖对小麦旗叶光合速率、蒸腾速率、气孔导度影响显著,NTS处理可有效改善春小麦开花期和灌浆期的光合性能,其中NTS处理的开花期旗叶光合速率、蒸腾速率、气孔导度比T处理分别提高了19.2%、30.7%、23.0%;免耕处理(NT和NTS)下花后干物质积累对籽粒贡献率较耕作处理(T和TS)提高了41.7%,秸秆还田处理(TS和NTS)花后籽粒干物质积累量及花后干物质积累对籽粒产量贡献率较不还田处理(T和NT)分别提高了71.2%和35.7%;NTS处理有效促进了小麦花后干物质积累和转运,显著增加了穗数和千粒重,使产量较T处理提高了18.7%。因此,在黄土高原半干旱区应用免耕秸秆覆盖的保护性耕作措施可促进春小麦旗叶花后光合作用、干物质积累及其向籽粒分配,延缓灌浆后期叶片衰老和叶绿素降解,协调和优化光合性能、光合时间、光合面积之间的关系,从而提高产量。     

不同栽培措施集成对稻茬小麦产量、农艺及光合特性的影响

为探究不同栽培措施集成对稻茬小麦产量及农艺和光合特性的影响,以小麦品种扬麦16和扬麦20为材料,设置氮空白、当地常规(对照)、减氮、减密减氮、施有机肥、施蚓粪6种栽培措施处理,对不同栽培措施下稻茬小麦产量、干物质积累与转运、冠层光合特性等进行了分析。结果表明,两个品种的产量在不同栽培措施下均表现为施有机肥>施蚓粪>减密减氮>当地常规>减氮>氮空白。与对照相比,两个品种的平均产量在减密减氮、施有机肥和施蚓粪栽培处理下分别提高了7.45%、22.33%和11.02%,而这主要得益于穗数、穗粒数与千粒重的同步提高。各栽培措施处理均显著增加了小麦茎蘖成穗率、拔节期至成熟期的干物质积累量、干物质向籽粒中的分配量及其对籽粒产量的贡献率,提高了开花期的叶面积、比叶重、叶片氮含量和拔节期至成熟期旗叶的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度,降低了开花期的株高、叶角、透光率以及拔节期至成熟期的冠层温度。综合来看,在江苏稻茬麦区,扬麦16和扬麦20均在基本苗192×10株·hm^-2、施氮量216 kg·hm^-2和有机肥施用量1 800 kg·hm^-2条件下可以获得较好的群体质量和冠层光合特性,进而实现高产。