不同基因型春小麦根系对低磷胁迫的生物学响应

选用3个春小麦品种(加春1号、2号、4号)作为试验材料,研究了低磷胁迫下不同基因型春小麦根系的形态学与生理学特征,结果表明:(1)在缺磷环境中,小麦的根重、根数、总根长、总吸收面积、根活力、根系SOD及POD活性、根系活性吸收面积均明显降低,但根冠比与根系分枝密度明显增加。不同基因型间变化趋势相似,但变化幅度存在明显差异。(2)根系的形态与生理学特征存在着明显的基因型差异,而且在低磷水平下这种差异表现的更为突出。表明作物品种之间对磷胁迫反应存在差异。(3)根系形态学和生理学特征可以作为筛选高效吸磷小麦品种的参考指标。在供试的三个基因型中,加春1号对低磷环境的适应性最强。     

小麦导入磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPCase）基因的初步研究

[目的]将磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPCase）基因导入普通小麦临优145。[方法]利用根癌农杆菌遗传转化系统,以普通小麦临优145为材料,将磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPCase）基因,导入小麦胚性愈伤组织中,用含潮霉素（hyg）的筛选培养基连续筛选,并从分子水平上检测该基因。[结果]获得了hyg抗性植株,经GUS组织化学染色检测表明,抗性苗叶片被染成了深蓝色;PCR检测出目标条带。[结论]初步证明磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPCase）基因已经导入受体材料中。     

休闲期覆盖下施氮量对旱地小麦籽粒蛋白质的影响

采用大田试验研究了休闲期不同覆盖条件下施氮量对旱地小麦籽粒蛋白质形成的影响,从而通过改革耕作技术,达到提高旱地小麦品质的目的。结果表明,随着施氮量的增加,籽粒蛋白质含量在地膜覆盖和纸覆盖条件下显著增加;籽粒GMP含量的峰值随施氮量的增加而增加。结果还表明,3个不同施氮水平,在灌浆后期籽粒游离氨基酸和蛋白质含量以地膜覆盖最高;籽粒蛋白质产量均表现为地膜覆盖>纸覆盖>不覆盖>尼龙网覆盖,且处理之间差异显著。施氮量可较大地调控籽粒游离氨基酸、花后25~37 d籽粒GMP含量、籽粒灌浆后期籽粒蛋白质含量对不同覆盖材料的响应。总之,休闲期采用地膜覆盖,施氮量为150 kg.hm-2可获得较高的籽粒蛋白质含量及产量。     

氮磷比对旱地小麦土壤水分及籽粒蛋白质积累的影响

为给旱地小麦高产优质栽培提供理论措施,采用大田试验研究了不同氮磷比对旱地小麦0～100 cm土壤蓄水量、籽粒蛋白质积累差异的影响.结果表明:增加施氮量增加了N∶P为1∶0.5和1∶0.75条件下越冬至抽穗期0～100 cm土壤蓄水量,显著增加了0～35 d籽粒蛋白质含量、成熟期籽粒蛋白质及其组分含量、谷醇比、蛋白质产量,降低了开花期和成熟期土壤蓄水量.结果还表明:施氮量为150 kg·hm-2,增加施磷量增加了越冬至抽穗期土壤蓄水量、成熟期籽粒蛋白质及其组分含量、谷醇比、蛋白质产量,显著增加了0～35 d籽粒蛋白质含量,降低了开花期、成熟期土壤蓄水量;施氮量为180 kg· hm-2,越冬至抽穗期土壤蓄水量以N∶P为1∶0.75最高,开花期、成熟期以N∶P为1∶0.5显著最高;0～35 d籽粒蛋白质、成熟期籽粒蛋白质及其组分含量、谷醇比、蛋白质产量均以N∶P为1∶0.75显著最高,N∶P为1∶0.5最低.此外,籽粒蛋白质及其组分含量、谷醇比、蛋白质产量与越冬至抽穗期土壤蓄水量呈显著或极显著正相关,与开花期、成熟期土壤蓄水量呈负相关.可见,旱地小麦深松十深施有机肥条件下,播前适当增施氮肥且N∶P为1∶0.75有利于增加越冬至抽穗期土壤蓄水量,降低开花期、成熟期土壤蓄水量,增强小麦抗旱性,提高籽粒蛋白质及其组分含量、谷醇比、蛋白质产量.     

不同降水年型旱地小麦覆盖对产量及水分利用效率的影响

【目的】明确旱地麦田休闲期覆盖的蓄水增产效果和生育期覆盖播种的节水增产效果,探索旱地小麦不同降水年型休闲期覆盖和生育期覆盖的保水技术新途径。【方法】于2011-2014年在山西闻喜县开展大田试验,以休闲期覆盖渗水地膜与不覆盖为主区,以生育期膜际条播、条播为副区,研究覆盖对旱地麦田3 m内土壤水分、小麦产量构成、水分利用效率和节水增产效率的影响。【结果】休闲期覆盖较不覆盖处理提高了播种期0-300 cm土层土壤蓄水量,丰水年达40-41 mm,平水年达55-58 mm,欠水年达70 mm,且欠水年更有利于蓄积土壤水分于深层,显著提高了不同降水年型休闲期土壤蓄水效率,达到20%以上,其覆盖的蓄水效果可延续至孕穗期,且生育期配套膜际条播效果更佳。休闲期覆盖较不覆盖处理显著提高小麦穗数、产量和水分利用效率,产量提高20%以上,水分利用效率提高15%以上,且生育期配套膜际条播小麦穗粒数、千粒重也显著提高。结果还表明,休闲期覆盖处理小麦播种期土壤水分每多蓄1 mm,丰水年小麦可增产21-27 kg·hm^-2,平水年可增产16-18 kg·hm^-2,欠水年可增产13-24 kg·hm^-2,且休闲期覆盖条件下,生育期膜际条播播种对产量的提升有较大的调控作用。生育期地膜覆盖保水后,旱地麦田节水、增产效果提高,单位粮食生产节水量提高10%以上,消耗1 mm土壤水分产量提高11%以上。【结论】旱地小麦休闲期覆盖有利于蓄积休闲期降雨,改善底墒,尤其欠水年蓄水效果更佳,有利于提高小麦花前土壤水分,促进有效穗数的形成,提高产量,且生育期膜际条播播种效果更佳。底墒充足时,生育期膜际条播播种有利于提高旱地麦田的节水增产效果,而欠水年底墒不足时,会导致水分浪费和减产。     

黄土高原旱地小麦覆膜增产与氮肥增效分析

【目的】研究覆膜栽培条件下黄土高原旱地冬小麦产量形成规律和氮肥吸收运移特征,为旱地小麦高产高效生产提供理论依据。【方法】于2012-2016年在晋南黄土旱塬冬小麦种植区,通过农户模式（FP）、农户施肥+垄膜沟播模式（RFSF1）、监控施肥+垄膜沟播处理（RFSF2）和监控施肥+全膜覆土穴播处理（WFFHS）4种不同栽培模式,具体分析不同施肥和覆膜措施互作对黄土旱塬冬小麦产量形成、地上部氮素积累转移、土壤硝态氮残留以及土壤氮素平衡的影响。【结果】试验期间,农户模式冬小麦平均产量为3 367 kg·hm^-2,通过监控施肥覆膜种植,平均产量可提升至4 491 kg·hm^-2,监控施肥对籽粒产量形成的贡献率为14.8%,监控施肥和覆膜协同贡献率达24.7%-42.1%。黄土旱塬冬小麦产量形成主要取决于公顷穗数,其次是千粒重。WFFHS处理因其合理的群体构建和良好水肥条件具有最高公顷穗数、千粒重和籽粒产量,平均分别为581×10⁴穗/hm²、44.3 g和4 785 kg·hm^-2。从地上部氮素转运看,冬小麦地上部吸收氮素的花后转运量与生物产量和经济产量呈极显著正相关,相关系数分别为0.959^**和0.960^**。农户模式小麦籽粒中3/4氮素来源于花前营养器官的转移,1/4氮素来源于花后根系土壤吸收。通过监控施肥覆膜种植可显著提高花前营养器官氮素向籽粒的转移量,其转运贡献率在81.4%-88.8%。从土壤氮素残留看,长期过量施氮已导致黄土旱塬麦田土壤硝态氮在1 m 土层的累积,累积量在100 kg·hm^-2 以上,20-60 cm土层为累积峰值。经过连续4年种植,农户模式2 m土壤硝态氮累积量达277 kg·hm^-2,较2012年播前增加了87.7%,其中75%的硝态氮集中在0-120 cm 土层,监控施肥覆膜种植处理2 m土壤硝态氮累积量较2012年播前仅增加15.7%-24.2%。试验期间土壤残留硝态氮有随降水向下淋移的趋势,表现为2016年收获期各处理在120-200 cm土层较2012年播前有10.2%-133.7%的增幅。从4年土壤氮平衡角度总体评价,土壤残留氮素具有一定后效作用,各处理氮肥表观利用率在28.8%-56.7%,氮肥表观残留率在12.1%-28.9%,氮肥表观损失率在31.2%-49.6%。监控施肥覆膜种植可减少土壤氮表观损失量和土壤残留量,增加氮表观矿化量。其中WFFHS处理更大程度上利用了历年土壤残留硝态氮和有机质的矿化氮,具有相对低的氮素表观残留率（12.1%）和氮素表观损失率（31.2%）以及相对高的氮素表观利用率（56.7%）。【结论】全膜覆土穴播监控施肥种植可更好地改善土壤水肥供应条件,更大程度利用历年土壤残留硝态氮,增加地上部氮素积累量、积累氮素向籽粒的转移贡献率,构建合理群体,最终获得显著的增产效应和较高的氮素利用效率,是黄土高原冬小麦区有效的栽培措施。     

旱地小麦休闲期耕作施肥下氮磷对幼苗的影响

采用大田试验研究旱地小麦休闲期深松+深施有机肥条件下不同施氮量、不同氮磷配比对冬前幼苗抗旱性的影响。结果表明,施氮量为150kg.hm-2时,越冬期0～60cm土壤蓄水量以N、P比为1∶1显著最高,施氮量为225kg.hm-2时,以1∶0.75显著最高。增加施氮量,可增加越冬期幼苗的株高、分蘖数、主茎叶龄、单株叶面积、单株干物质量及叶片可溶性糖含量,可显著增加N、P比为1∶0.5和1∶0.75条件下丙二醛含量、脯氨酸含量,可显著降低POD活性,可显著降低N、P比为1∶0.5、1∶0.75条件下SOD活性。结果还表明,施氮量为150kg.hm-2时,增加施磷量,可增加分蘖数、单株干物质量、MDA含量,可降低POD活性、脯氨酸含量、可溶性糖含量;施氮量为225kg.hm-2时,株高、分蘖数、单株叶面积、单株干物质量及MDA含量均以N、P比为1∶0.75最高,POD活性、SOD活性、脯氨酸含量、可溶性糖含量均以N、P比为1∶0.75显著最低。因此,旱地小麦休闲期深松+深施有机肥条件下适当增加施氮量且N、P比为1∶0.75时有利于提高土壤蓄水量,增强旱地小麦的抗旱性。本研究可为旱地小麦的高产稳产提供理论依据。     

灌水时期对冬小麦生长发育及耗水特性的影响

[目的]研究灌水时期对冬小麦农艺性状、花后旗叶光合和耗水特性的影响,为晋中水地麦节水灌溉提供理论依据.[方法]采用随机区组设计,以全生育期不灌水为对照(CK),设置7个处理:越冬水(Wo)、拔节水(Wj)、孕穗水(Wb)、越冬水+拔节水(Wo+j)、越冬水+孕穗水(Wo+b)、拔节水+孕穗水(Wj+b)和越冬水+拔节水...     

夏休闲期复种饲料油菜提升后作冬小麦产量品质、土壤肥力及周年经济效益研究

为明确晋中麦区夏休闲期复种饲料油菜的可行性,试验于2015-2016年采用大田试验法,研究了夏休闲期复种饲料油菜对后作冬小麦生长、麦田土壤养分及周年经济效益的影响。前茬小麦收获后复种油菜,供试油菜和小麦品种分别为华油杂62和CA0547,设置3个处理:以不种油菜的休闲田作为对照(CK₀),油菜地上部被收获为CK₁,油菜被全量还田为T。结果表明,与CK₀和CK₁相比,T有利于增加后作冬小麦抽穗前单株绿叶数,提高生育中后期植株干物质及N、P积累,保持灌浆期旗叶面积,进而增加穗粒数,提高籽粒产量,提高籽粒蛋白质及醇溶蛋白和谷蛋白含量;同时T有利于提高后作冬小麦020 cm土层土壤有机质含量、040 cm土层土壤脲酶和蔗糖酶活性。此外,从油菜-小麦周年经济效益来看,CK₁较CK₀和T分别高出128.9%和260.0%。综合分析可知,夏休闲期复种饲料油菜并且全量还田可以提高小麦产量,提升籽粒品质,改良土壤有机质含量和土壤酶活性;夏休期复种饲料油菜并收获可以获得更高的周年经济效益。本研究结果为合理利用夏休闲期以提升小麦产量与品质、改良土壤、提高年经济效益提供了理论依据。     

全球气候变化与冬麦北移研究

全球气候变暖友冬小麦的北移创造了条件,本文分析了冬麦北移的可行性和战略意义,综述了冬麦北移对品种的要求以及北移后冬小麦生长发育规律、产量构成特点,同时提出冬麦北移需要进一步研究的课题。