灌溉频次和时期对冬小麦籽粒产量及品质特性的影响

为探讨我国北方地区冬小麦的节水灌溉模式,2006—2008年,在中国科学院栾城农业生态系统试验站,以冬小麦品种科农9204为试验材料,在总灌溉量为120mm的条件下,研究了灌溉次数和灌溉时期对籽粒产量、水分利用效率(WUE)、籽粒蛋白质含量以及相关主要品质特性的影响。结果表明,拔节期、抽穗期和灌浆期一次灌溉分别有利于产量、干物质积累量和千粒重的形成或提高;两次灌溉处理中,以拔节和抽穗期各灌60mm处理籽粒产量最高,籽粒蛋白质产量有随灌溉时期后移而降低的趋势;冬小麦生育期间随灌溉次数增多和灌溉时期后移,湿面筋含量、面团形成时间、面团稳定时间等均显著降低。综合考虑冬小麦的籽粒产量、WUE、营养品质和加工品质,在总灌溉量为120mm的条件下,以拔节和抽穗期各灌溉60mm为宜。     

干旱高温及高浓度CO2复合胁迫对冬小麦生长的影响

研究了不同CO₂浓度、不同温度和水分条件及其组合对冬小麦产量、光合及水分的影响,以阐明气候变化对冬小麦的影响.结果表明: CO₂浓度升高对冬小麦光合速率没有影响,而升温和干旱均使光合速率显著下降.升高CO₂浓度与温度对冬小麦旗叶水分条件没有影响,干旱胁迫下旗叶相对含水量显著降低,而升温与干旱同时发生可降低旗叶水势.气温、CO₂浓度升高以及干旱胁迫共同作用下,冬小麦光合速率和旗叶水分条件显著降低,产量下降41.4%.CO₂浓度升高使冬小麦增产21.2%,温度升高使产量降低12.3%,CO₂浓度和温度同时升高对产量没有影响,干旱胁迫下产量下降程度更大.未来气候变化情景下,保持较高的土壤水分含量是减少气候变暖危害的重要手段.
     

禾本科植物叶片表皮气孔观察的样品制备方法改良

对现有的禾本科植物叶片气孔观察的样品制作方法中的不足作了一些改良。改良后的方法操作简便、耗时少、样品制备成功率高,且放大后的效果好,不会造成气孔形态的改变。改良方法适用于禾本科植物和其他叶肉紧实不易剥离的植物叶片。50%NaClO处理3min最适用于小麦旗叶表皮样品的制备。     

昼夜不对称性与对称性升温对大豆产量和水分利用的影响

全球气候变暖并不是白天和夜间的平均变暖, 而是呈现一定的不对称性。大豆(Glycine max)是世界范围内种植较广泛的豆科作物, 也是中国重要的粮食作物。研究大豆的生长与水分利用对不对称性气候变暖的响应, 可为预测未来气候变暖情景下大豆的适应提供科学的参考依据。该实验在人工气候箱中采用盆栽方式进行, 设立对照(CON, 昼26 ℃夜16 ℃)、对称性升温(ETs, 昼夜均升高3 ℃)和不对称性升温(ETa, 昼升高2 ℃, 夜升高4 ℃)三个温度情景, 研究了大豆产量和水分利用对昼夜不对称性与对称性升温的差异性响应。结果表明: 在昼/夜26 ℃/16 ℃的背景下, 1) ETs对大豆产量影响不显著, 主要是因为生物量的增加缓解了收获指数下降对大豆的不利影响; ETa使大豆产量减少38.9%, 是由于大豆的收获指数和产量构成要素(荚数、粒数、百粒重)均显著降低。2) ETs对大豆全生育期蒸散量(ET)的影响不显著, ETa使大豆整个生育期ET减少14.8%。3)两种升温模式对大豆耗水量中蒸发量的影响都不显著, 耗水量的差异主要来自蒸腾量的差异, 其中ETs和ETa分别使大豆全生育期蒸腾量降低10.7%和26.1%。综上所述, 只针对ETs进行研究, 而没有对ETa进行研究的实验会低估真正的气候变暖情景(ETa)对大豆生长和产量的不利影响, 高估其对大豆耗水量的影响。     

干旱高温及高浓度CO2复合胁迫对冬小麦生长的影响

研究了不同CO₂浓度、不同温度和水分条件及其组合对冬小麦产量、光合及水分的影响,以阐明气候变化对冬小麦的影响.结果表明: CO₂浓度升高对冬小麦光合速率没有影响,而升温和干旱均使光合速率显著下降.升高CO₂浓度与温度对冬小麦旗叶水分条件没有影响,干旱胁迫下旗叶相对含水量显著降低,而升温与干旱同时发生可降低旗叶水势.气温、CO₂浓度升高以及干旱胁迫共同作用下,冬小麦光合速率和旗叶水分条件显著降低,产量下降41.4%.CO₂浓度升高使冬小麦增产21.2%,温度升高使产量降低12.3%,CO₂浓度和温度同时升高对产量没有影响,干旱胁迫下产量下降程度更大.未来气候变化情景下,保持较高的土壤水分含量是减少气候变暖危害的重要手段.
     

小麦叶片水分利用效率及相关生理性状基因的染色体定位

利用中国春-埃及红代换系对控制小麦水分利用效率、光合速率、蒸腾速率、POD活性以及SOD活性等的基因进行了染色体定位。结果表明,控制高水分利用效率的基因可能位于5A和5D染色体上;控制高光效的基因可能位于3A和3D染色体上;控制高蒸腾速率的基因可能位于7B染色体上;诱导POD和SOD活性增强的有利培因可能分别位于7D和6D、2B染色体上。这些研究结果可以为小麦机抗旱节水的遗传育种研究提供一定参号信息。