外源NO对盐胁迫下小麦幼苗生长及生理特性的影响

在盆栽试验条件下,以冬小麦(山农22)为供试材料,以硝普钠(SNP)为外源一氧化氮(NO)供体,研究了3种施用方式的外源NO对盐胁迫下小麦幼苗生长及生理特性的影响。试验共设5个处理:对照(CK)、氮磷钾(NPK)肥(T1)、NPK肥+SNP浸种(T2)、NPK肥+SNP粉末施入土壤(T3)和NPK肥+SNP缓释颗粒施入土壤(T4)。结果表明:盐胁迫条件下,小麦植株体内会积累大量的活性氧,抑制了小麦幼苗的生长;T1-T4处理的小麦幼苗长势均优于CK。与T1处理相比,添加外源NO的T2-T4处理均可显著提高小麦出苗率,其中以T4效果最为显著,可显著促进小麦幼苗的生长,提高叶片鲜重、叶片干重、叶绿素含量及抗氧化酶活性,降低叶片中超氧阴离子产生速率及过氧化氢含量,减少小麦幼苗对Na+的吸收,增加K+的吸收,维持小麦体内Na+、K+平衡,并促进根系对N、P元素的吸收,从而保证小麦植株养分吸收平衡。因此,添加外源NO既能通过促进幼苗生长、提高抗氧化酶活性、调节离子平衡等途径来提高小麦幼苗的抗盐性,缓解盐胁迫对小麦幼苗的伤害,又能通过调节根系对营养元素的吸收来促进小麦幼苗的生长。且在3种不同的SNP施用方式中,以SNP制成缓释颗粒施入土壤的施用方式对小麦盐胁迫的缓解效果最优。     

氮素与抑制剂双控释尿素的制备及其对土壤供氮能力和小麦产量的影响

  【目的】  包衣和添加抑制剂是常用的制备缓控释肥料的手段。尝试同时使用这两种方法,制备更加可控氮素释放与转化的新型肥料,并研究其在小麦上的应用效果。  【方法】  采用先在大颗粒尿素 (2.5～3.5 mm) 表面涂层,再用树脂包膜的方法制备含不同抑制剂的树脂包膜尿素。依据不同抑制剂,制备了无涂层 (CU)、脲酶抑制剂HQ涂层 (CRU1)、硝化抑制剂DCD涂层 (CRU2) 和HQ + DCD组合涂层 (CRU3) 4种新型树脂包膜尿素。通过扫描电镜观测了4种包膜尿素的微观结构,采用静水释放的方法测定了养分和抑制剂的缓释性能。在山东省潍坊和泰安两地布置冬小麦等氮磷钾施用量和相同施肥方法的田间试验,以普通大颗粒尿素为对照,在冬小麦苗期、拔节期、开花期、灌浆期和成熟期采集耕层土壤样品,测定速效氮含量,并于小麦成熟期测定产量及构成因素。  【结果】  1) 制备的4种包膜尿素成膜完整,包膜厚度均匀,表面光滑且膜层致密,树脂包膜材料能完整地覆盖在肥核的表面,膜表面有微孔,成为尿素和抑制剂向膜外释放的通道;尿素与抑制剂交接处结合严密,无间隙产生,抑制剂在包膜层的完全包围之中,可实现对尿素和抑制剂释放的同时控制。2) 包膜与抑制剂结合可有效控制尿素溶出。静水释放条件下,4种包膜尿素的氮素初期溶出率分别为7.59%、1.96%、2.12%、0.89%,尿素控释期依次是42、56、56、56天;CRU1的HQ释放期为28天,CRU2的DCD释放期为14天,CRU3中HQ和DCD的释放期分别为42和14天。相比较而言,CRU3的氮素释放期长于CRU1和CRU2,抑制剂的释放期也长于CRU1和CRU2,因此缓释效果大于CRU1和CRU2。3) 与大颗粒尿素对照 (U) 相比,4个包膜尿素处理在小麦苗期能维持土壤中NH₄+-N的适宜浓度,开花期后显著增加土壤NH₄+-N含量,保障了氮素的持续供应;而在小麦整个生育期内均显著降低土壤NO₃–-N含量,从而减少氮素淋溶损失。含HQ涂层的CRU1、CRU3处理能在小麦生育期内维持土壤脲酶活性处于较低水平;含DCD涂层的CRU2、CRU3处理能够抑制土壤NH₄+-N向NO₃–-N的转化,显著降低土壤NH₄+-N表观硝化率。与CU相比,CRU1、CRU2和CRU3处理的小麦产量在潍坊试验点分别显著增加23.38%、23.13%和38.79%,在泰安试验点分别增加6.36%、9.52%和28.57%。  【结论】  先在大颗粒尿素表面包裹抑制剂涂层,再包裹树脂,可在尿素表面形成完整且均匀的膜,而且在膜表面仍有一定量的微孔,实现尿素与抑制剂释放的同时控制。小麦整个生育期,与施用单一抑制剂的包膜尿素处理相比,施用含两种抑制剂 (CRU3) 的包膜尿素处理的土壤氮素持续供应能力更强,小麦产量最高;而且土壤硝态氮水平一直较低,也减少了氮素淋溶损失的可能。     

控释尿素与普通尿素配施对冬小麦氮肥利用率的影响

在高肥力麦田中,随着氮肥施用量的不断增加,氮肥利用率下降,单位氮肥的增产量递减。氮素养分的损失不仅造成肥料的浪费,而且给环境带来潜在的威胁。为了提高氮肥的增产效益及氮肥利用率,减少氮肥对环境的污染,采用田间小区试验,研究了控释尿素和普通尿素配施对冬小麦产量、蛋白质含量、氮肥利用率及土壤硝态氮积累量的影响。结果表明,控释尿素与普通尿素配施与普通尿素单施相比,无论是相同施氮量还是减少30%的施氮量,冬小麦子粒产量都极显著增加,而且子粒蛋白质含量明显提高或不降低;同时提高了氮肥利用率,降低了土壤中硝态氮的积累量。     

播期对冬小麦干物质积累、分配与产量的影响

为探究播期对冬小麦干物质积累、分配和产量的影响,以泰农18(T18)和济麦22(J22)为试验材料,设置10月1日、8日、15日、22日、29日(分别用B1、B2、B3、B4、B5表示)共5个播期,研究了不同播期下冬小麦阶段干物质生产及其占总干物质比例、花前营养器官干物质转运和花后干物质生产对籽粒产量的影响。结果表明,推迟播期虽然降低小麦拔节前的干物质生产量及其占总干物质生产量的比例,但当播期由B1推迟至B4时,T18和J22两品种拔节—开花期阶段干物质生产量分别增加13.80%和8.41%,占总干物质比例分别由46.81%、50.75%增加至50.92%、52.39%;开花—成熟阶段干物质生产量分别增加29.67%和56.87%,占总干物质比例由32.52%、25.92%增加至40.30%、38.75%。B4播期因拔节后较高的干物质生产能力使其成熟期干物质积累量高于其它播期,并结合较高的抗倒伏能力和收获指数获得了最高产量。而其高产的光合产物,则主要依赖于花后光合物质生产及其对产量贡献率的提升。当播期继续推迟至B5播期时,其各阶段及成熟期干物质积累量低于B4播期,进而导致产量降低。本试验研究结果可为区域小麦适宜播期的确立提供理论依据。     

灌溉方式对冬小麦水分利用效率及土壤中硝态氮积累的影响

以强筋小麦品种济麦20为供试材料,研究了不同灌溉方式对小麦产量、水分利用效率及土壤中硝态氮积累的影响。结果表明,灌2次水条件下,传统灌溉处理的产量显著高于隔畦交替灌溉处理,但与交替灌溉3次水的处理无显著差异。交替灌溉处理的群体水分利用效率和灌溉水生产效率均显著高于相同灌溉次数的传统灌溉处理,且显著减少硝态氮在深层土壤80—200cm的积累。     

不同缓/控释尿素对小麦生长及氮素利用的影响

[目的]通过大田试验筛选山东省适宜于小麦生长的缓/控释尿素,并初步研究其氮素高效利用的机制.[方法]选用的肥料产品有4种,包括树脂包膜尿素(PCU)、多肽尿素(PPU)、脲甲醛尿素(UF)和本实验室制备的树脂包膜与脲酶抑制剂结合型控释尿素(CHQ),以普通尿素和不施氮肥为对照,分别在山东潍坊和泰安进行田间试验,供试小麦...     

不同播期冬小麦小花发育特性与同化物代谢的相关性

【目的】推迟播期能够维持单位面积粒数已在前期研究中得到证实,本研究进一步探讨不同播种期冬小麦小花发育特征及分化、退化的差异性,分析植株同化物积累、分配与小花发育和结实的关系,旨在为提高小麦穗粒数以及丰富小麦高产栽培理论提供参考。【方法】试验于2014—2015年和2015—2016年连续两个小麦生长季,在山东省泰安市岱岳区大汶口镇东武村山东农业大学试验田 (35°57′N,117°3′E) 进行,以泰农18和济麦22为试验材料,设置9月24日、10月1日、10月8日、10月15日和10月22日共5个播期处理,观察记载小花发育过程中分化和退化数量动态以及最终结实粒数,测定开花期穗部和茎秆的干物质和氮素积累量,计算小花退化阶段整株和穗部的干物质和氮素积累速率。【结果】播期推迟条件下,单位面积可孕花数和单位面积结实粒数获得了维持,单位面积最大分化小花数明显降低,小花存活率显著提高。推迟播期明显减少了小花退化数量,小花退化速率明显降低。在小花退化阶段,推迟播期加速了整株和穗部的干物质和氮素积累,从而为开花期穗干重的维持以及干重穗茎比和氮素穗茎比的提高提供了保证。相关分析表明,开花期单位面积可孕花数分别与穗干物重、干物重和氮积累量穗茎比、整株和穗的干物质和氮的积累速率以及小花存活率均呈极显著正相关。推迟播期明显减少了有效茎蘖和无效分蘖所产生的退化小花数,尤其无效分蘖产生的退化小花数下降幅度更加明显。提高主茎在群体中同化物所占比例能够有效维持单位面积可孕花数和减少退化小花数,降低了小花死亡消耗。此外,推迟播期提高了可孕花累积生长度日生产效率,降低了退化小花累积生长度日生产效率。【结论】推迟播期明显降低了小花的退化,从而提高了小花存活率,开花期单位面积可孕花数的维持与植株同化物代谢密切相关。适期晚播提高了主茎在群体中的比重,有利于减少无效消耗和提高资源利用效率。     

桃粮间作条件下的土壤养份状况与生物活性

试验结果表明，桃粮间作条件下，土壤有机质，全磷及速效磷含量存在树距变异，即距树越近，全磷及速效磷含量越低，有机质含量则以冠下最高。进一步的研究还表明，将桃树入粮田后，使得冠下及近冠区主要土壤酶（蔗糖酶，脲酶，磷酸酯酶，过氧化物酶，过氧化氢酶及多酚氧化酶活性受抑，且导致解磷细菌和纤维素分解菌数目及活性的降低。     

麦棉两熟双高产栽培新模式的研究

试验结果表明，在黄淮海地区为实现麦棉两熟双高产的目标，改良３：１式是可供选择的新型种植模式，但同时要求配套以相应的技术措施。     

播期对小麦品种藁城8901籽粒淀粉合成相关酶活性及淀粉组分积累的影响

通过测定旗叶和籽粒中磷酸蔗糖合成酶(SPS)、蔗糖合成酶(SS)、AGP焦磷酸化酶(AGPase)、UGP焦磷酸化酶(UPGase)、可溶性淀粉合成酶(SSS)和束缚态淀粉合成酶(GBSS)的活性,以及蔗糖含量,研究了播种期对藁城8901蔗糖代谢和淀粉合成相关酶活性变化及淀粉组分积累的影响。结果表明,早播和晚播均可降低籽粒直链淀粉积累量,但其支链淀粉积累量随播期的推迟逐渐升高;直链淀粉和支链淀粉积累的最适平均日照时数分别为9.06和11.07 h;支链淀粉积累的最佳日均气温为22.75℃,而直链淀粉积累对温度的适应范围较宽,日均气温在17~25℃之间时,直链淀粉含量与日均气温呈正相关关系。推迟播期使旗叶SPS和SS活性升高,而旗叶蔗糖积累量、籽粒SS、SPS活性和蔗糖积累量均显著降低;籽粒AGPase、SSS活性和支链淀粉积累量明显升高;而UGPase、花后14 d的GBSS活性和直链淀粉积累量显著降低。表明在小麦植株体内存在淀粉积累对蔗糖代谢的反馈调节作用,它主要是通过降低籽粒SPS活性而不是SS活性来实现的。由SS催化的蔗糖降解不是提供小麦籽粒淀粉积累所需底物的惟一途径。在小麦籽粒淀粉合成过程中,AGPase、SSS、UGPase和GBSS均起着重要的调节作用。植株本身可通过反馈抑制籽粒UGPase和某一时期的GBSS活性来调节籽粒中蔗糖向淀粉的转化以及淀粉组分的积累,以维持体内合理的直/支比例。