不同氮素水平对小麦旗叶生理特性和产量的影响

为了明确氮素营养对小麦生育后期一些生理特性的影响,提高氮素利用率,本试验以豫麦49-198为材料,在河南科技大学试验农场,通过设置120,180,240和300 kg/hm²四个氮素水平,系统研究了小麦抽穗后旗叶光合速率,丙二醛(MDA)、可溶性糖、脯氨酸、可溶性蛋白质含量和超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性等生理性状的变化。结果表明,在一定范围内随施氮水平的增加可以显著提高可溶性糖、脯氨酸和可溶性蛋白质的含量,增加SOD、POD、CAT活性,降低MDA含量,但施氮水平超过一定水平后,各指标增幅(降幅)不明显或呈下降趋势。研究表明,在本试验条件下,施氮水平在240 kg/hm²时,光合速率和可溶性糖含量等生理指标达到最大值,因此,在4个氮素处理水平中,240 kg/hm²氮素处理最有利于小麦的生长发育和产量提高。     

返青后补灌与氮肥用量对旱地小麦产量及水氮利用效率的影响

【目的】基于高标准农田建设改善了旱地麦田灌溉条件,但小麦季通常仅能进行一次灌溉的生产实际,探索返青后补灌与氮肥互作对旱地小麦生产力、水氮利用以及土壤硝态氮残留的影响,为旱地小麦高产高效和环境友好生产提供理论依据和技术支撑。【方法】于2019—2022年,在黄土高原与黄淮海平原交汇处的典型旱地小麦种植区,设置两因素裂区试验,灌溉水平为主处理,分别为全生育期不灌溉(I0)和返青后补灌(I1,小麦返青后0—40 cm土层首次出现土壤含水量低于田间持水量的60%时,补灌至田间持水量的85%,全生育期仅灌溉一次)。施氮量为副处理,分别为0(N0)、120(N120)、180(N180)和240 kg N·hm^-2(N240)。分析小麦产量及其构成因素、水分利用效率、氮素吸收利用特征以及0—200 cm土层硝态氮残留量。【结果】与I0相比,I1优化了小麦产量构成要素,增加了氮素吸收能力,籽粒产量和水分利用效率3年平均分别显著提高55.8%和34.7%,0—200 cm土层硝态氮残留显著降低11.6%。随着施氮量增加,I0水平下小麦产量、穗数、穗粒数和水分利用效率均呈现先升高后...     

秋季耕作方式对旱地麦-玉二熟区小麦产量形成的影响

为明确秋季耕作方式对旱地麦-玉二熟体系小麦籽粒产量形成的影响,于2019年6月至2021年6月,在豫西典型旱作麦-玉二熟区的洛阳市孟津区小浪底镇明达村,选择前茬夏玉米免耕的田块,设置秋深松、秋免耕和秋旋耕3种耕作方式,分析了不同秋季耕作方式下两个试验年度的小麦籽粒产量及其构成因素和穗部性状以及2020-2021年度的小麦群体茎蘖数、孕穗后的旗叶净光合速率（P_n）和干物质积累转运特性。结果表明,秋季耕作方式对小麦产量、穗部性状、旗叶P_n和干物质积累转运特性均有显著的调节作用。与秋旋耕相比,秋深松的小麦茎蘖数除返青期外均显著增加,穗数增加5.74%~16.06%;秋深松虽然对小麦旗叶P_n无显著影响,但提高灌浆中后期的旗叶SPAD值,显著改善了干物质积累转运特性,从而使千粒重增加,其中2019-2020年度使穗长和小穗数分别提高7.50%和9.42%,最终使籽粒产量提高9.77%~19.09%。秋免耕后,小麦孕穗和抽穗期的叶片P_n、返青至开花期的干物质积累量、花前干物质转运量及其对籽粒产量的贡献率也较秋旋耕均显著降低,而花后干物质对籽粒产量贡献率提高7.35个百分点,从而保证了籽粒产量无显著下降。与秋免耕相比,秋深松下不同生育时期的茎蘖数均显著增加,孕穗至灌浆中后期的叶片P_n,灌浆中后期的旗叶SPAD值,返青-成熟期的干物质积累量,花前干物质转运量、转运效率及其对籽粒产量的贡献率分别提高7.16%~18.41%、10.27%、12.25%~19.97%、42.19%、4.02个百分点和11.95个百分点,其中2019-2020年度穗长和小穗数分别增加7.50%和8.41%,穗数和籽粒产量分别提高16.74%~17.63%和10.31%~23.63%。综上,秋深松不仅可增加小麦穗数,而且可改善旗叶光合及干物质积累转运特性,进而提高籽粒产量,是旱地麦-玉二熟区实现小麦高产的耕作方式。     

秸秆还田和有机肥配合替代1/3化肥对旱地玉-麦产量、蛋白质含量和化肥利用效率影响

为研究长期秸秆还田和有机肥配合替代部分化肥对玉-麦一年两熟种植下产量、品质和化肥效率的影响,2015-2020年,依托中国农业科学院洛阳旱农试验基地始于2007年的长期定位试验,设置不施肥对照(CK)、玉米小麦季均常规施用氮磷钾化肥(NPK)、秸秆还田和有机肥配合替代小麦季1/3氮磷钾化肥(SORF) 3个处理,研究2015—2020年玉-麦一年两熟种植下作物产量、化肥利用效率,2019—2020年玉米和小麦籽粒氮磷钾养分含量、蛋白质含量和蛋白质产量,以及2020年小麦籽粒蛋白质及其组分含量。结果表明:(1)SORF处理玉米增产增效作用优于NPK处理,5年平均产量提高10.0%,但二者间小麦和周年产量差异未达显著水平(p>0.05)。(2)施肥显著提高玉米和小麦籽粒氮磷钾含量,其中SORF较NPK处理又显著增加籽粒氮含量,从而使玉米籽粒蛋白质含量和蛋白质产量较NPK分别显著提高6.7%和17.8%,小麦籽粒蛋白质含量和蛋白质产量分别显著提高8.0%和6.3%,周年蛋白质产量显著增加10.8%。(3)SORF和NPK处理较CK均可显著提高小麦籽粒中各蛋白质组分含量及谷醇比,协同提高小麦籽粒蛋白质含量和籽粒品质。SORF较NPK处理还可提高除球蛋白外的其他蛋白组分含量,但谷醇比的增幅不显著。(4)与NPK相比,SORF处理下玉米、小麦和周年的氮肥农学效率分别显著提高54.8%,31.2%和37.3%,氮肥偏生产力分别显著提高10.0%,45.6%和20.7%,小麦、周年的磷(钾)肥农学效率和偏生产力分别提高31.2%,77.3%和45.6%,55.7%。综合来看,秸秆还田和有机肥配合替代1/3化肥(SORF)不仅有利于提高玉米产量,玉米、小麦的籽粒蛋白质含量和蛋白质产量,以及化肥农学效率和偏生产力,而且可提高小麦籽粒蛋白组分含量,是旱地玉-麦一年两熟区兼顾产量品质效率的施肥模式。     

冬小麦不同灌浆时期穗和叶茎鞘对粒重的贡献

为了揭示冬小麦穗和叶茎鞘在不同灌浆时期对粒重的贡献,于2011-2012年度,在大田条件下,选用河南省大面积推广的6个冬小麦品种,进行穗遮光和去叶+茎鞘遮光处理,研究了冬小麦不同灌浆时期的干物质积累转运量和粒重,分析了穗和叶茎鞘对粒重的贡献率。结果表明,穗遮光和去叶+茎鞘遮光显著影响冬小麦茎鞘干物质转运量、转运率以及其对穗粒重的贡献率。穗和叶茎鞘对冬小麦粒重的贡献率总体表现为灌浆前期低、中后期高;在灌浆中期穗对粒重的贡献优于叶茎鞘,而在灌浆前期和后期呈相反规律,且其影响效应因品种而异;整个灌浆期穗对单粒重和穗粒重的平均贡献率分别为30.31%和34.64%,叶茎鞘分别为32.87%和35.95%。穗对粒重贡献的关键时期为灌浆中期,筛选和培育灌浆中期穗对粒重贡献率高的品种有利于提高冬小麦粒重。     

夏闲季不同耕作方式对豫西旱地小麦旗叶生理特性和产量的影响

2018—2022年度,在豫西典型旱作区洛宁县梅窑村,采用大区设计于夏闲季设置传统翻耕(CP)、一次深翻(DP)、免耕覆盖(NT)和改进深松覆盖(OST)4种耕作方式,分析了不同耕作方式对土壤蓄水量、小麦不同灌浆时期旗叶生理特性、籽粒产量及其构成因素的影响。结果表明,夏闲季不同耕作方式对旱地土壤水分及旗叶生理特性和产量均有显著影响,但对旗叶生理特性的影响效应因灌浆时期而异。与CP相比,DP、NT和OST播种～成熟期0～200 cm土层平均土壤蓄水量分别显著提高4.1%、6.2%和13.2%。OST的旗叶净光合速率(P_n)较CP、DP和NT增加6.3%～114.4%。OST的旗叶超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性较其他处理分别增加0.3%～39.8%,10.3%～66.7%和5.6%～46.2%,但旗叶可溶性糖(SS)和游离脯氨酸(Pro)含量分别显著降低4.1%～31.8%和3.5%～53.4%。与CP相比,DP、NT和OST的4年小麦平均产量分别显著增加18.5%、11.5%和35.3%,且OST利于提高穗数和千粒重,DP利...     

施磷量对低磷灌区冬小麦产量、经济效益和农学效率的影响

为优化低磷灌区的小麦施磷量,2014-2016年,以西农979、西农3517、兰考198、开麦20、泛麦8号和洛麦22为材料进行田间定位试验,研究了P₂O₅量为0(P0)、60(P60)、120(P120)、180(P180)和240(P240) kg·hm^-2 5个不同施磷量对冬小麦籽粒产量及其构成因素、经济效益和磷肥农学效率的影响。结果表明,随施磷量的增加,小麦成穗数显著或不显著增加,穗粒数、籽粒产量和经济效益呈先升高后降低的趋势,磷肥农学效率逐渐下降。品种对小麦籽粒产量、经济效益和磷肥农学效率有显著影响,两个小麦生长季的平均产量和经济效益分别均以P180和P120处理最高;在2015-2016生长季,P60、P120、P180和P240的磷肥农学效率较2014-2015生长季分别高39.1%、56.8%、11.5%和-2.4%。回归分析表明,在2015-2016生长季,不同小麦品种获得最佳经济效益的施磷量为128.3~139.1 kg·hm^-2 ,较获得最佳产量的施磷量降低5.8%~7.2%,二者的理论产量差异仅为0.12%~0.68%。建议低磷灌区小麦施P₂O₅120~140 kg·hm^-2 。     

不同氮素水平对豫麦49-198籽粒灌浆及淀粉合成相关酶活性的调控效应

为了明确不同氮素水平下小麦干物质运转、 籽粒灌浆及有关淀粉酶活性的变化规律,以豫麦49 198为材料,在河南科技大学试验农场,通过设置120 kg/hm2（N1）、 180 kg/hm2（N2）、 240 kg/hm2（N3）和300 kg/hm2（N4）4个氮素水平,研究了小麦茎鞘物质运转、 籽粒灌浆和淀粉合成有关酶活性。结果表明,在一定范围内增施氮肥有利于提高茎鞘干物重以及抽穗后茎鞘物质输出量、 输出率、 转化率,各指标均以N3处理最高,N1处理最低。适量增施氮肥能提高籽粒生长潜势、 最大灌浆速率和平均灌浆速率,缩短籽粒生长活跃期,使品种达最大灌浆速率的时间提前,其中N3处理最佳,其最大灌浆速率和平均灌浆速率分别为0.55710-2 和0.37310-2 g/(grainsd),N4处理最差,其最大灌浆速率和平均灌浆速率分别为0.40610-2 和0.272 10-2 g/(grainsd)。适量增施氮肥能增强籽粒灌浆过程中可溶性淀粉合成酶（SSS）、 Q酶和ADPG焦磷酸化酶3种酶活性,各处理中,酶活性均以N3处理最高,N4处理最低,N3和N4处理相比SSS、 Q和ADPG焦磷酸化酶最大酶活性分别提高了22.0%、 23.2%和9.5%。但过量施氮,降低了茎鞘干物重的积累、 运输和转化能力以及籽粒灌浆速率和3种淀粉合成有关酶活性。抽穗期茎鞘干物重、 抽穗后茎鞘干物质输出量和输出率均与籽粒产量呈显著正相关。试验表明,在适宜氮肥水平下小麦具有较高的茎鞘物质输出率和转化率、 籽粒灌浆速率及淀粉合成有关酶活性,是产量较高的生理基础。     

小麦多酚氧化酶特性及褐变控制研究

[目的]研究小麦多酚氧化酶(PPO)的特性及其褐变的控制方法,为提高小麦品质提供试验和理论依据。[方法]对洛阳地区5个品种小麦籽粒PPO的催化特性、热稳定性和pH值稳定性等性质进行了研究,同时考察了抑制剂对PPO的褐变抑制作用。[结果]小麦PPO活性的最适温度为40℃,最适pH值为6.0;柠檬酸、抗坏血酸、半胱氨酸等抑制剂均可有效抑制PPO的活性,且随着抑制剂浓度的增大PPO活性降低越明显。[结论]可通过调节合适的温度、pH值和添加一定浓度的抑制剂有效地防止PPO褐变的发生。     

镉胁迫对不同小麦品种幼苗生长以及Cd~(2+)、Zn~(2+)、Mn~(2+)吸收和积累的影响

以洛旱6号、豫麦25、豫麦18、豫农949、新麦21及许农5号为试验材料,通过营养液培养法,研究了镉胁迫对其幼苗生物量积累以及Cd2+、Zn2+与Mn2+吸收的影响。结果表明,与正常生长小麦相比,低Cd2+(≤30μmol/L)浓度下,除许农5号地上部生物量有所下降外,其余品种的地上部和地下部生物量均呈上升趋势。中、高Cd2+(≥60μmol/L)浓度下,所有品种的生物量呈下降趋势,所有小麦品种体内Cd2+的含量均随着Cd2+处理浓度的增加而不断增加,而且,根系内Cd2+的含量均明显高于地上部。随着Cd2+处理浓度的增加,所有小麦品种地上部Zn2+的含量均不断增加,地下部Zn2+含量的变化品种间存在差异。地上、地下部Mn2+的含量则随处理浓度增加而不断降低。