外源硅滴施对弱光胁迫下冬小麦生长及生理特性的影响

【目的】研究外源硅滴施对弱光胁迫下冬小麦生长及生理特性的影响。【方法】于2018～2019年在新疆南疆采用盆栽试验进行,以新冬60号为材料,自冬小麦拔节期至成熟期,用黑色遮阳网进行25%遮阴处理,在冬小麦拔节期设置5个外源硅(Na₂SiO₃分析纯)滴施量分别为7.5 kg/hm²(Si₁)、15 kg/hm²(Si₂)、22.5 kg/hm²(Si₃)、30 kg/hm²(Si₄)、37.5 kg/hm²(Si₅)和清水对照(Si₀)共6个处理,测定不同处理冬小麦植株性状、叶片光合特性及小穗发育和籽粒性状,分析外源硅滴施对弱光胁迫下冬小麦调控效应,并筛选出适宜的外源硅滴施量。【结果】弱光胁迫下,外源硅滴施可以增加冬小麦的株高、茎粗、穗长和叶片SPAD值;改善了叶片光合性能,提高了旗叶的净光合速率(Pn)、...     

低温胁迫下冬小麦叶绿素含量高光谱估测

近年来,拔节期冻害已成为影响北方冬麦区主要的农业气象灾害。为实现低温胁迫下冬小麦叶绿素含量的精确诊断,利用多元统计分析方法(偏最小二乘法和逐步多元线性回归)提取低温胁迫下冬小麦叶绿素含量特征波段,并构建其估测模型。结果表明,经B-coefficient和VIP证实,结合SMLR提取叶绿素含量监测的光谱特征波段为401,681,727 nm,预测模型的R~2,RMSE,RE分别为0.751,0.622,0.128,并且验证模型R~2也达到了0.707,模型精度较高,具有一定的普适性。利用PLS-SMLR提取特征波段、建模的方法是可行的,可为低温胁迫下冬小麦叶绿素含量估测提供一定的理论依据。     

干旱胁迫对不同生育期冬小麦叶片蛋白质和核酸含量的影响

[目的]在冬小麦不同生长发育阶段测定不同水分处理的叶片蛋白质和核酸含量,对叶片蛋白质、核酸代谢从时间、空间上进行讨论。[方法]将小麦生育期划分为出苗至拔节（前期）、拔节至开花（中期）、开花至成熟（后期）3个阶段,同时设3个水分梯度,即田间持水量的30％～40％、50％～60％、70％-80％。共9个处理,测定冬小麦叶片的蛋白质、核酸含量和叶片渗透势,分析干旱胁迫对不同生育期冬小麦叶片蛋白质和核酸含量的影响。[结果]水分胁迫下,小麦叶片蛋白质、核酸含量下降,其中蛋白质含量下降较明显。随小麦的生长发育到孕穗、灌浆阶段,叶内蛋白质、核酸含量下降,尤以核酸含量下降较早,下降幅度也较大,显示大量的N、P从叶片中运输到籽粒中,这是一种库源关系。[结论]从整个生长发育来看,干旱加速蛋白质、核酸分解,促进冬小麦器官早衰。     

低温胁迫下川西北冬小麦叶绿素含量变化规律研究

该文对9个绵阳小麦新品系在苗期低温胁迫下旗叶与倒二叶叶绿素含量的变化趋势进行了研究,结果表明:在相同的环境条件下,不同类型的小麦在不同时期的叶绿素含量均存在较大差异;在苗期低温胁迫下,不同品种小麦旗叶和倒二叶在开花期和灌浆期叶绿素含量的变化规律大致相同,都表现为先缓慢升高,在灌浆初期或灌浆中期达到最高峰随后慢慢下降,在灌浆后期下降较快,灌浆末期表现最低.苗期低温胁迫并未对小麦中后期旗叶和倒二叶叶绿素含量产生影响.     

干旱胁迫对不同生育时期冬小麦叶片蛋白质及核酸含量的影响

干旱胁迫下,小麦叶片内蛋白质、核酸下降,其中蛋白质含量的下降较为显著.随小麦的生长发育到孕穗、灌浆阶段,叶片内蛋白质、核酸含量下降,尤以核酸含量的下降较早,下降幅度也较大.从整个生长发育来看,干旱加速叶片内蛋白质、核酸分解,促进冬小麦器官早衰.     

叶面喷施硅肥对干旱胁迫下冬小麦生理特性和产量的影响

为探讨叶面喷施硅肥对干旱胁迫下冬小麦影响,以平麦20为材料,设置小麦开花期不同浓度[180(S1)、270(S2)、540(S3)、2 700(S4) mg/L)]叶面硅肥喷施试验,并研究干旱胁迫不同阶段内不同硅肥处理对小麦叶片光合作用、酶活性及产量的影响,明确最佳喷施量。结果表明,干旱处理5 d时,冬小麦叶片净光合速率显著降低,叶面喷施高浓度硅肥处理对叶片光合速率和叶片相对含水量的提高有一定的促进作用;干旱8 d时,叶片光合速率继续降低,而叶面喷施高浓度硅肥均显著提高叶片光合作用和叶片相对含水量。叶面高浓度硅肥喷施在干旱胁迫下均显著降低叶片H₂O₂含量;干旱处理5 d时,叶面喷施2 700 mg/L,和S1处理相比丙二醛(MDA)含量显著降低26.45%;干旱处理8 d时,叶面喷施高浓度硅肥均显著降低叶片MDA含量;干旱胁迫下叶面喷施硅肥处理均显著升高叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性;干旱胁迫5 d叶面喷施不同浓度硅肥处理均升高叶片过氧化物酶(POD)活性,干旱处理8 d时,叶面喷施2 700 mg/L浓度硅肥则比S1处理下降了0.02%;...     

干旱胁迫对不同生育时期冬小麦叶片蛋白质及核酸含量的影响

干旱胁迫下,小麦叶片内蛋白质、核酸下降,其中蛋白质含量的下降较为显著.随小麦的生长发育到孕穗、灌浆阶段,叶片内蛋白质、核酸含量下降,尤以核酸含量的下降较早,下降幅度也较大.从整个生长发育来看,干旱加速叶片内蛋白质、核酸分解,促进冬小麦器官早衰.     

干旱胁迫下冬小麦灌浆特性分析

在干旱胁迫条件下 ,以豫西地区种植的 6个主要小麦品种为试验材料 ,用Logistic方程对籽粒灌浆过程拟合 ,并推导出一系列次级参数 ,用相关与逐步回归等分析方法对不同灌浆参数与粒重关系进行分析。结果表明 ,干旱条件下籽粒灌浆速率对小麦粒重形成作用显著 ,而灌浆持续时间与粒重形成无显著相关关系 ,特别是提高渐增期和快增期灌浆速率对提高粒重尤为重要     

硅对低温胁迫下冬小麦幼苗光合作用及相关生理特性的影响

采用水培试验，以抗寒性不同的两个小麦品种（临麦2号（Linmai 2）高抗；扬麦 5号（Yangmai 5）低抗）为材料，研究了不同硅处理（0、0.1和1.0 mmol/L）对低温胁迫条件下小麦幼苗光合作用、叶绿素和可溶性糖的影响。结果表明：低温胁迫条件下，小麦幼苗的光合作用显著受到抑制，扬麦5号的下降速率要大于临麦2号。施硅能够提高低温胁迫条件下小麦幼苗净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、气孔限制值（Ls）、水分利用率（WUE）；蒸腾速率（Tr）在低温胁迫条件下降低，加硅处理后蒸腾速率下降。低温胁迫条件下两个小麦品种的叶绿素含量和叶绿素a/b的比值下降，可溶性糖含量显著升高；施硅能减缓低温胁迫对叶绿素含量、chl a/chl b和可溶性糖的影响。     

干旱胁迫条件下冬小麦干物质分配动态的模型研究

[目的]研究不同干旱胁迫条件下冬小麦干物质分配的动态模型。[方法]以冬小麦品种鲁麦21号为材料,采用盆栽和防雨池栽2种方式研究其在不同干旱胁迫条件下干物质分配的动态变化。[结果]干旱对鲁麦21号各器官的干物质分配有不同程度的影响,各处理小麦成熟期的干物质积累表现为:穗>茎秆>叶片。鲁麦21号穗部、叶片、茎秆干重与单株干重的关系依次为:Y=1.87+2.22X、Y=1.939+5.250X、Y=-2.202+3.267X。小麦产量与耗水量的关系符合方程Y=43.76+702.35X;小麦产量与水分利用率的关系为:Y=8.92+8.73X。[结论]对华北地区而言,冬小麦拔节期的灌溉效果好于孕穗期。     

氮肥对冬小麦抗旱适应性及水分利用的影响

在田间试验条件下,研究了不同氮素营养水平时冬小麦对水分胁迫的适应机理和水分利用效果。结果表明,干旱条件下,施氮后,植物叶水势降低,气孔阻力增大,蒸腾速率减弱,抵御干旱的能力增强;净光合速率提高,干物质积累增加;最终使作物单叶水分利用效率和群体水分利用效率分别提高３３．３％ ～５５．７％ 和１３％     

基于多角度高光谱遥感的冬小麦叶片含水率估算模型

准确的作物水分监测对于旱情评估具有重要意义。在分析研究区冬小麦多角度光谱特征后,利用不同水分处理下冬小麦实测叶片含水率和实测多角度光谱数据,基于植被光谱指数法,建立不同观测角度下冬小麦光谱植被指数、水分敏感波段光谱指数与叶片含水率之间的数学模型。结果显示,相对方位角与相对天顶角越小时,观测到的光谱指数与叶片含水率的相关关系越优;敏感波段组合构建的光谱指数中,1450nm波段分别与其他波段组合的NDSI、RSI指数与叶片含水率相关性在各观测角度条件下均较好,1 450 nm波段是冬小麦叶片含水率研究的最佳敏感波段;选取常见的4种植被指数(NDVI、EVI、WI和NDII)中WI和NDVI在各观测角度下与叶片含水率的相关性优于其他两种指数,决定系数R2均在0.83以上,P0.01呈极显著相关;综上建立的多角度光谱叶片含水率估算模型,平均相对误差MRE均小于0.154、均方根误差RMSE均小于0.098,拟合效果较好,尤其是光谱指数NDSI1160,1450、NDSI980,1450和植被指数NDVI、WI;基于以上4种指数建立的最优观测角度(0°,30°)模型,其中植被指数WI的估算效果最好,相关系数在各角度均达到5%的相关显著水平,MRE0.03,可作为最优观测角度反演研究的最优植被指数。     

干旱胁迫下不同抗旱性小麦品种产量形成与水分利用特征

在移动防雨棚条件下,以晋麦47(抗旱性强)、偃展4110(抗旱性弱)和矮抗58(抗旱性中等)为材料,在足墒播种、安全越冬基础上,设置拔节~成熟期持续干旱(W1)、开花~成熟期干旱(W2)、拔节~成熟期供水适宜(W3)3种水分处理,研究了干旱胁迫对不同抗旱性冬小麦品种产量形成和水分利用的影响。结果表明:供水适宜时3个品种的产量和水分利用效率皆无显著差异,干旱胁迫显著降低了各品种产量,降幅表现为晋麦47矮抗58偃展4110。与偃展4110相比,晋麦47干旱时生育前期耗水较多,物质积累量较大,单位面积总粒数较高;而在产量形成期(开花~成熟)叶片蒸腾速率较低,耗水量较小,水分生产效率较高,贮藏物质转运对籽粒的贡献率较高,最终获得较高的产量和水分利用效率。矮抗58在花后干旱条件下具有较高的物质生产能力和花前贮藏物质贡献率,相对产量也较高。综合研究认为,干旱环境下早期的吸水能力和生长能力强、群体库容量大、花前贮藏物质贡献率和花后水分生产效率高是抗旱高产品种的重要特征。     

不同水氮处理对冬小麦生长及土壤硝态氮含量的影响

【目的】研究不同施氮量、灌水量对覆膜冬小麦生长及土壤中硝态氮含量的影响。【方法】以"小偃22号"为供试材料,通过2010年和2011年2年的大田试验,研究了不同灌水量(750m3/hm2(冬前灌),1 500(冬前和返青期各灌750m3/hm2),2 250(冬前、返青期和拔节期各灌750m3/hm2),3 000m3/hm2(冬前、返青期、拔节期和灌浆期各灌750m3/hm2))和施氮量(75,150,225和300kg/hm2,70%基肥,30%追肥)处理对拔节期-成熟期覆膜冬小麦生长、产量及越冬期、返青期和拔节期土壤硝态氮含量的影响。【结果】在拔节期-成熟期,冬小麦的株高随着灌水量和施氮量的增大而增加,表现出明显的正相关性。在越冬期-拔节期,0～200cm土层的土壤硝态氮含量先降低后增加,高氮处理能提高表层0～60cm土壤硝态氮含量,高灌水会降低表层土壤硝态氮含量并增加深层土壤硝态氮含量。小麦产量随着灌水量和施氮量的增大而增加,但在氮肥高于150kg/hm2、灌水量高于2250m3/hm2时,产量增加不显著。【结论】灌水量和施氮量对小麦株高、地上部干质量、产量和土壤硝态氮含量都有一定的影响,灌水量和施氮量超过一定值后,小麦的生长指标则不会显著增加。在本试验条件下,灌水量2 250m3/hm2(冬前、返青和拔节期各750m3/hm2)和施氮量150kg/hm2(70%基肥,30%追肥)处理水氮利用效率最佳。     

水分胁迫和种植方式对小麦叶绿素荧光参数及水分利用效率的影响

采用不同种植方式,对长武135(A,新品种)和平凉40(B,较老的品种)2个冬小麦品种在拔节到成熟期进行了水分处理,用Image-PAM调制叶绿素荧光仪测定其荧光动力学参数。结果表明,单种方式下,抗旱性较弱、根系过大的B品种在水分胁迫下,其最大荧光产量(Fm)、可变荧光(Fv)、PSⅡ最大光化学量子产量(Fv/Fm)、PS Ⅱ潜在活性(Fv/Fv)、非光化学猝灭(qN)和光化学猝灭(qP)均显著下降,而A品种除qN外,其余指标均无明显变化;干旱胁迫及混种方式下,抗旱性较强、根系相对较小的A品种则呈相反的变化,其Fm,Fv,Fv/Fm,Fv/Fv,qN和 qP均显著下降。分析认为,在单种方式及旱作条件下,根系过大品种的个体间竞争激烈,其群体抗旱性较差,而根系相对较小的A品种个体间竞争弱或无竞争,故群体的抗旱性较强;混种方式和旱作条件下,A品种受到B品种的水分竞争压力,导致干旱胁迫加剧。不同种植方式下,A品种水分利用效率明显较高。     

不同年代主栽冬小麦品种蜡质含量与生理指标的关系

为明确不同水分处理下不同年代主栽冬小麦品种在生育后期蜡质含量与主要生理指标的关系,选择建国以来河南中北部麦区不同年代主栽的6个冬小麦品种为试验材料,设置三个水分处理：W0,返青后不灌水;W1,拔节期灌水;W2,拔节和灌浆期分别灌水,研究了不同灌水下灌浆期冬小麦旗叶蜡质含量、气体交换参数以及籽粒产量和水分利用效率等指标变化。结果表明：旗叶表面蜡质含量与光合速率、蒸腾速率、叶水势和籽粒产量极显著负相关,与叶片温度呈极显著正相关,与叶片WUE和产量水平WUE相关不显著。在品种更替过程中,冬小麦旗叶蜡质含量先增加后降低,20世纪70—80年代品种蜡质含量最高,比其它年代品种高14.4%～86.9%,而籽粒产量比90年代后品种降低6.6%～23.0%,叶片WUE比其它年代品种降低11.8%～17.9%,产量水平WUE比90年代后品种降低6.8%～22.0%。水分胁迫增加了旗叶表面蜡质含量,使得旗叶光合速率降低,CO₂同化作用减弱,同化产物输出减少,最终引起籽粒产量降低。     

Canopy morphological changes and water use efficiency in winter wheat under different irrigation treatments

Water is a key limiting factor in agriculture. Water resource shortages have become a serious threat to global food security. The development of water-saving irrigation techniques based on crop requirements is an important strategy to resolve water scarcity in arid and semi-arid regions. In this study, field experiments with winter wheat were performed at Wuqiao Experiment Station, China Agricultural University in two growing seasons in 2013–2015 to help develop such techniques. Three irrigation treatments were tested: no-irrigation(i.e., no water applied after sowing), limited-irrigation(i.e., 60 mm of water applied at jointing), and sufficient-irrigation(i.e., a total of 180 mm of water applied with 60 mm at turning green, jointing and anthesis stages, respectively). Leaf area index(LAI), light transmittance(LT), leaf angle(LA), transpiration rate(Tr), specific leaf weight, water use efficiency(WUE), and grain yield of winter wheat were measured. The highest WUE of wheat in the irrigated treatments was found under limited-irrigation and grain yield was only reduced by a small amount in this treatment compared to the sufficient irrigation treatment. The LAI and LA of wheat plants was lower under limited irrigation than sufficient irrigation, but canopy LT was greater. Moreover, the specific leaf weight of winter wheat was significantly lower under sufficient than limited irrigation conditions, while the leaf Tr was significantly higher. Correlation analysis showed that the increased LAI was associated with an increase in the leaf Tr, but the specific leaf weight had the opposite relationship with transpiration. Optimum WUE occurred over a reasonable range in leaf Tr. In conclusion, reduced irrigation can optimize wheat canopies and regulate water consumption, with only small reductions in final yield, ultimately leading to higher wheat WUE and water saving in arid and semi-arid regions.     

水分胁迫对小麦旗叶光合特性的影响

利用OS－30型叶绿素荧光分析仪研究了水分胁迫对小麦旗叶叶绿素a荧光动力学参数的影响，结果表明，水分胁迫下旗叶的初始荧光产量到最大荧光产量所需的一半值（T1／2）减少，旗叶光系统Ⅰ（PSⅡ）原初光能转化效率（Fv/Fm）和潜在活性（Fv/Fo）降低，光合作用的潜在活力降低，影响了光合电子的传递和CO2同化的正常进行，表现在可变荧光淬灭速率（△Fv/Fo）减慢，可变荧光下降比值（Ffd=△Fv/Ft）减小，进而影响冬小麦旗叶的光合速率，同时还讨论了水分胁迫对灌浆速率的影响。     

Rapid determination of leaf water content for monitoring waterlogging in winter wheat based on hyperspectral parameters

Waterlogging is becoming an obvious constraint on food production due to the frequent occurrence of extremely high-level rainfall events. Leaf water content(LWC) is an important waterlogging indicator, and hyperspectral remote sensing provides a non-destructive, real-time and reliable method to determine LWC. Thus, based on a pot experiment, winter wheat was subjected to different gradients of waterlogging stress at the jointing stage. Leaf hyperspectral data and LWC were collected every 7 days after waterlogging treatment until the winter wheat was mature. Combined with methods such as vegetation index construction, correlation analysis, regression analysis, BP neural network(BPNN), etc., we found that the effect of waterlogging stress on LWC had the characteristics of hysteresis and all waterlogging stress led to the decrease of LWC. LWC decreased faster under severe stress than under slight stress, but the effect of long-term slight stress was greater than that of short-term severe stress. The sensitive spectral bands of LWC were located in the visible(VIS, 400–780 nm) and short-wave infrared(SWIR, 1 400–2 500 nm) regions. The BPNN Model with the original spectrum at 648 nm, the first derivative spectrum at 500 nm, the red edge position(λr), the new vegetation index RVI(437, 466), NDVI(437, 466) and NDVI′(747, 1 956) as independent variables was the best model for inverting the LWC of waterlogging in winter wheat(modeling set: R~2=0.889, RMSE=0.138; validation set: R~2=0.891, RMSE=0.518). These results have important theoretical significance and practical application value for the precise control of waterlogging stress.     

小麦根系对水分亏缺的生物学响应

对水分亏缺下小麦根系生物学特性响应的研究进展进行了综述 ,从根系形态、生理生化、基因型进化角度阐述了小麦在水分亏缺下作物的自我反馈调节能力 ,并由此提出了作物在旱地或灌溉条件下 ,开掘土壤水分利用效率 ,进行生物节水的农艺措施