水肥耦合对冬小麦籽粒蛋白质及氨基酸含量的影响

为了解不同水、肥条件下小麦籽粒氨基酸及蛋白质含量的变化, 2009~2010 年度在河南省洛阳市农业科学院以“洛旱2 号”小麦为材料, 采用防雨棚池栽种植方式, 研究了不同灌水量、施氮和施磷量及其互作对小麦籽粒蛋白质及氨基酸含量的影响。结果表明: 不同灌水量和施氮量对小麦籽粒蛋白质和氨基酸均有极显著影响(P≤0.01), 且灌水×施氮互作效应显著(P≤0.05 或P≤0.01); 而施磷对其影响不显著。小麦籽粒蛋白质和氨基酸含量均随施氮量增加而增加, 随灌水量增加而降低, 但当灌水量超过282.0 mm、施氮量超过179.2 kg·hm^-2 时, 各指标的变化不再明显,蛋白质含量在高施氮量下略有下降。而必需氨基酸占总氨基酸含量的比例呈随灌水量增加而增加,随施氮量增加而降低的趋势。从不同水肥处理组合看, 蛋白质和氨基酸含量以处理组合N₁₀₅P₄₂W₁₂₇[施氮量105 kg(N)·hm^-2、施磷量42 kg(P₂O₅)·hm^-2 和全生育期灌水量127 mm, 下同]最高, 必需氨基酸/总氨基酸以处理组合N_30.8P₁₂₆W₂₈₂ 最高。籽粒产量随灌水量的增加而增加, 且产量高的处理其水分利用效率也较高。综合从蛋白质及氨基酸产量看, 以处理组合N_179.2P₁₂₆W₂₈₂ 表现最好, 即施氮量为179.2 kg·hm^-2、施磷量为126 kg·hm^-2、灌水量为282 mm。     

Puroindoline b位点近等基因系对小麦籽粒淀粉含量和组分及其特性的影响

为了研究不同硬度等位基因与小麦籽粒淀粉组分含量及特性的关系,为小麦品质改良提供依据,以7个硬度Puroindoline b位点近等基因系为试材,研究了不同硬度基因型对小麦籽粒淀粉组分含量及特性的影响。结果表明,Pina-D1b/Pinb-D1a基因型的籽粒硬度值、支链淀粉含量最高;Pina-D1b/Pinb-D1a基因型的淀粉溶解度最高,而Pina-D1a/Pinb-D1d溶解度最低,两者差异达显著水平;不同基因型之间籽粒淀粉酶解力没有显著差异;冻融失水率以基因型Pina-D1a/Pinb-D1b最低,表明Pina-D1a/Pinb-D1b基因型冻融稳定性最好,可能较适宜冷冻食品的制作;对于抗性淀粉,Pina-D1a/Pinb-D1b基因型的抗性淀粉含量最高、Pina-D1a/Pinb-D1d最低,表明Pina-D1a/Pinb-D1b基因型有助于籽粒中抗性淀粉含量的提高。     

追氮时期对两种筋型小麦淀粉糊化特性的影响

大田条件下,选用2个有代表性的强、弱筋型冬小麦品种,研究追肥时期对小麦淀粉糊化特性的影响。结果表明：除糊化时间外,其他性状变异系数均大于10％,而且两种筋型品种之间淀粉糊化特性的变异幅度有较大差异。强筋型品种豫麦34号的淀粉糊化特性值均高于弱筋型品种豫麦50号。随追肥时期变化,两种筋型品种的变化规律不同,且均以拔节期追肥表现较优,因此,拔节期是淀粉糊化特性的较佳施肥时期。     

生物炭连续施用对农田土壤氮转化微生物及N2O排放的影响

【目的】研究连续添加生物炭6年后对农田土壤氮转化相关微生物功能基因的影响,揭示生物炭影响作物产量和N₂O排放的微生物学机制,并为生物炭的推广使用提供理论依据。【方法】通过在潮土农田设置0（BC0,对照)、2.25（BCL,低量）、6.75（BCM,中量）和11.25 t·hm^-2（BCH,高量）4个秸秆生物炭量处理的田间定位试验,采用田间观测、化学分析、荧光定量PCR（qPCR）技术,系统研究施用生物炭对氧化亚氮（N₂O）排放、氨单加氧酶（amoA）、亚硝酸还原酶（nirK、nirS）、氧化亚氮还原酶（nosZ）基因丰度及夏玉米产量的影响。【结果】与对照BC0处理相比,施用生物炭可显著提高夏玉米籽粒产量,且BCM处理籽粒产量达到最大值10 811 kg·hm^-2,显著降低夏玉米生育期N₂O累积排放量,并以BCM处理减少N₂O排放效果最优。研究还发现,在夏玉米多个生育时期,与对照比较,生物炭施用可以显著提高耕层土壤无机氮储量和土壤含水量。此外,随着生物炭施用量增加,土壤氨氧化古菌（AOA）基因拷贝数在夏玉米大喇叭口期和成熟期均表现为先上升后下降趋势,且两个时期均以BCM处理最高,而氨氧化细菌（AOB）基因拷贝数在夏玉米大喇叭口期和成熟期分别为BCH处理和BCM处理最高。与对照相比,中、高量生物炭施用（BCM、BCH处理）可显著提高夏玉米大喇叭口期和成熟期土壤反硝化作用功能相关基因（nirK、nirS、nosZ）拷贝数。相关性分析表明,夏玉米成熟期土壤N₂O排放通量与土壤硝态氮、土壤含水量、AOA、AOB、nirK、nirS、nosZ呈显著负相关关系。【结论】施用生物炭通过增加土壤微生物氮转化功能基因丰度进而降低土壤N₂O排放,通过增加土壤耕层无机氮储量和土壤水分含量进而提高作物产量,并以中等用量（6.75 t·hm^-2）施用效果最优。     

氮锌肥配施对小麦籽粒氮和锌含量及其分配的影响

采用田间裂区设计,主因素设置0、9.60 kg/hm22个施锌处理,副因素为0、240 kg/hm22个施氮处理,将小麦籽粒从外到内依次分为种皮、糊粉层、次糊粉层、3层淀粉胚乳过渡层和淀粉胚乳中心层等7层(F1—F7),研究不同氮锌肥处理下小麦籽粒不同层的氮、锌含量及分配比例,以期为进一步实现小麦籽粒胚乳的锌生物强化和...     

小麦TaCHS基因的克隆、表达特征及不同品种的等位变异分析

为了明确小麦查尔酮合成酶(CHS)基因TaCHS的表达规律以及挖掘TaCHS的等位变异,克隆了小麦TaCHS基因,并对其序列特征、表达特性及其在不同品种之间的多态性进行了分析。生物信息学分析表明,TaCHS基因属于多基因家族,编码的蛋白质分子质量为43.15 ku,理论等电点为6.43,属于疏水稳定蛋白,定位于细胞质中。进化分析表明,小麦TaCHS蛋白与二穗短柄草亲缘关系最为密切。TaCHS基因在根、茎、叶、籽粒中均有表达,其中在茎中表达量最高;在灌浆期,籽粒中TaCHS的表达量呈现出先升高后下降再升高的变化趋势,且在花后14 d的表达量达到第一个峰值。通过对119份小麦品种的TaCHS序列分析,发现其在不同小麦品种间的保守性较强,共发现4种变异类型,TaCHS-A1a、TaCHS-A1b、TaCHS-A1c、TaCHS-A1d分别占85.72%,7.56%,3.36%,3.36%。综上,TaCHS-A1a类型为主要的变异类型,而不同小麦品种TaCHS基因在籽粒中的表达可能与类黄酮类物质积累有关。     

小麦根系生理研究现状及展望

在大量阅读国内外有关文献的基础上,阐述了小麦根系生理研究的意义、历史和现状,并对其研究前景提出了见解。     

施氮量对冬小麦根系生长分布及产量的影响

在土壤肥力较高的大田条件下,研究氮肥用量对多穗型品种豫麦49-198和大穗型品种兰考矮早八根系生长分布和产量的影响.结果表明,2品种总根质量密度和各土层根质量密度变化趋于一致,呈先增加后减小的趋势,并于抽穗期达到最大.施氮量影响根质量密度的分布,2品种均以180 kg/hm2施氮处理根质量密度最大,其中豫麦49-198分别比360和0 kg/hm2处理增加12.59％和31.11％,兰考矮早八分别增加8.02％和15.79％.大穗型品种根质量密度与产量的相关性明显高于多穗型品种,表明通过氮肥用量调控根量对提高大穗型小麦产量的作用更大.     

沼液与氮肥配施对小麦产量及品质的影响

为给小麦高产优质生产中沼液利用提供依据,在大田条件下,研究了沼液与氮肥配施对小麦籽粒产量及品质的影响.结果表明,在全生育期总施氮量240 kg·hm-2条件下,在基施化肥氮基础上追施沼液,尤其基施75％化肥氮和追施25％沼液氮配合处理(3/4U+1/4B)显著提高了淀粉糊化特性参数(峰值黏度、最终黏度、稀懈值和反弹值)、粉质参数(形成时间、稳定时间、粉质指数)和拉伸参数(拉伸面积、拉伸阻力和拉伸比).籽粒蛋白组分(总蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白)含量以基施50％化肥氮和追施50％沼液氮配合处理(1/2U+1/2B)最高,3/4U+1/4B处理次之.籽粒蛋白组分、粉质与拉伸参数均以单施沼液处理(1/2B+1/2B)最低,单施化肥氮的处理(1/2U+1/2U)次之,而淀粉糊化特性参数以1/2U+1/2U处理最差,施用沼液的处理较1/2U+1/2U处理提高2.0％～6.5％.与1/2U十1/2U处理相比,基施沼液与追施化肥氮配合处理产量提高,而基施化肥氮与追施沼液氮处理的产量降低.可见在基施沼液的基础上追施化肥氮可提高小麦产量,其中1/2B+1/2U处理能够高产和优质兼顾,单施沼液效果低下.     

施氮量对超高产冬小麦花后光合特性及产量的影响

为给冬小麦超高产栽培中氮肥合理运筹提供参考依据,于2007-2008年在河南温县、兰考两试验点,以两个具有超高产潜力的冬小麦品种豫麦49和兰考矮早八为供试材料,在全生育期施氮0、90、180、270 和360 kg N ·hm-2（底施和拔节期追施各半）的条件下,研究了施氮量对冬小麦光合特性、干物质积累和籽粒产量的影响。结果表明,两试验点施氮量180和270 kg·hm-2处理的籽粒产量均达到了每公顷9 000 kg以上的水平,高于其他施氮处理,与不施氮和90 kg N ·hm-2处理间差异均达显著水平。进一步分析发现,与其他处理相比,180和270 kg·hm-2处理提高了两个小麦品种开花后旗叶光合速率和SPAD值,进而增加了花后干物质积累量。两试验点的施氮处理对大穗型品种兰考矮早八成穗数影响不显著,而施氮量180和270 kg·hm-2处理显著提高了多穗型品种豫麦49的成穗数;两品种穗粒数和粒重均表现为不施氮和90 kg N ·hm-2处理显著低于适宜施氮量（180和270 kg N ·hm-2）处理。两品种在两试验点获得最高产量的施氮量不同,豫麦49和兰考矮早八分别在270和180 kg·hm-2获得最高产量。由此可见,在本试验条件下,两个品种在施氮量180~270 kg·hm-2、基施和拔节期比例5∶5条件下,在稳定足够穗数的基础上,增加穗粒数,促进花后物质积累量,提高粒重,可实现超高产。