春小麦品种的抗旱性比较研究

为了加速小麦抗旱品种的培育,我们比较研究了春小麦品种榆中红和甘肃96号的抗旱性表现。本试验结果表明,榆中红麦植株叶片的束缚水含量、保水力和吸水力都比96号高;在土壤干旱条件下,榆中红麦的蛋白质合成保持比较稳定的状态,这些生理反应表明榆中红麦的抗旱性比甘肃96号强。     

不同生育时期干旱对冬小麦氮素吸收与利用的影响

以抗旱性强的‘石家庄8号’和抗旱性弱的‘偃麦20’冬小麦(Triticum aestivum)为材料, 在田间遮雨棚条件下, 研究返青-拔节期、拔节-开花期和灌浆后期3个生育期不同干旱程度对冬小麦产量、氮素吸收、分配和利用的影响。结果表明, 在干旱条件下, 抗旱性强的‘石家庄8号’产量高于抗旱性弱的‘偃麦20’, 并且其3个生育时期轻度干旱均可提高产量。拔节-开花期干旱对两个冬小麦品种氮素的吸收和运转影响均最大, 其次为返青-拔节期, 而灌浆后期影响较小。不同生育期中度和重度干旱均降低了花前贮藏氮素向籽粒中的转移, 并且氮肥利用效率和生产率也较低, 而在返青-拔节和灌浆后期轻度干旱有利于营养器官的氮素向籽粒中转移, 提高了氮肥利用效率和生产率。在干旱条件下, 抗旱性强的‘石家庄8号’籽粒氮素积累对花前贮藏氮素再运转的依赖程度高, 而‘偃麦20’对花后氮素的积累和转移依赖较高。综合产量和氮素的转移特点, 在生产实践中, 返青-拔节期和灌浆后期要注意对小麦进行适度的干旱处理, 在拔节-开花期要保证冬小麦的充分灌溉, 从而有利于氮素的积累和分配。     

水旱条件下小麦叶面积指数和叶绿素含量QTL定位

利用春小麦Worrakatta×Berkut重组自交系(RIL,recombinant inbred line)的309份家系为材料,在正常灌溉和干旱胁迫两个处理下,分别对小麦开花期、灌浆期和成熟期的叶面积指数(LAI,leaf area index),抽穗期、开花期和灌浆期的旗叶叶绿素含量(CC,chlorophyl...     

不同抗旱性冬小麦根系时空分布与产量的关系

为明确不同抗旱性冬小麦品种(Triticum aestivum L.)根系时空分布及其与产量的关系,以抗旱性品种长武134、长旱58和干旱敏感性品种小偃22、西农979为材料,采用根箱试验研究干旱胁迫和充分供水条件下4个品种在拔节期、开花期和成熟期根系总生物量、总根长密度、根系在表层(0—20 cm)和深层(20 cm以下)土壤中的垂直分布、动态变化及其对产量的影响。结果表明,干旱胁迫下抗旱性品种产量显著高于干旱敏感性品种,其中长旱58产量最高,西农979最低;充分供水条件下,西农979产量最高,长武134最低,长旱58与小偃22之间没有差异。相关分析表明,产量与各生育时期根系性状均有显著关系。多元逐步回归分析的结果显示,干旱胁迫和充分供水条件下,拔节期深层根生物量对产量有正效应,而成熟期总根长密度对产量表现为负效应。通径分析表明,干旱胁迫下,根系性状对产量的直接贡献大小为开花期总根长密度(|0.54|)拔节期深层根生物量(|0.36|)成熟期总根长密度(|-0.31|);充分供水时,成熟期总根长密度(|-1.56|)拔节期深层根生物量(|0.83|)。研究表明,减少成熟期总根长密度,增加拔节期深层根生物量对抗旱性及干旱敏感性冬小麦品种产量均有显著的正效应,增加开花期根长密度有利于提高抗旱性冬小麦产量。     

小麦品种抗旱性评价指标研究

以抗旱性不同的冬小麦品种为材料,在正常降雨年型的干旱处理（DT）和正常灌溉（CK）条件下,对于不同类型抗旱品种的产量形成能力、抗旱性评价指标以及相关抗旱生理参数进行了较全面的研究。结果表明,可采用抗旱指数（DRI）和产量降低指数（YDI）作为评价小麦品种抗旱性强弱的指标。供试品种成熟期单株干物重具有较大的差异,表现为随着品种抗旱性的增强而不断增加,表明干旱条件下单株干物重的大小与小麦品种的抗旱性具有密切联系。研究发现,单位面积穗数与产量降低指数的相关达到极显著水平,表明在干旱条件下单位面积具有较多的穗数形成能力,对于干旱条件下小麦获得相对较高的产量具有重要作用。旗叶全展、中期和生长后期的净光合速率（Pn）和脯氨酸含量均与抗旱指数和产量降低指数、叶绿素含量与产量降低指数分别呈显著或极显著相关,表明可用植株旗叶的Pn、叶绿素含量和脯氨酸含量作为评价小麦品种抗旱性强弱的参考生理指标。     

小麦抗旱种质资源的遗传多样性

在雨养和灌水条件下,田间栽培小麦抗旱材料。根据结实器官建成与物候期、生育期的对应关系,通过供试材料产量构成因素的旱、水表现,分析在各因素形成时期的抗旱性。分别以抗旱系数和抗旱指数作为评价抗旱性的指标,通过聚类分析供试材料的遗传多样性。结果发现有些材料表现为全生育期抗旱,而有些材料只在苗期、拔节期、开花期和灌浆期等一个或几个生育时期表现抗旱;有的材料表现为抗旱高产,但有的材料产量水平较低;同时还发现部分抗旱种质资源在灌水条件下有较大的增产潜力。     

水稻抗旱性与叶片抗脱水能力、脯氨酸及糖的关系

在人控土壤干旱（含水量１７．５％左右）条件下,研究了水稻抽穗灌浆期抗旱性与抗脱水能力、抗衰老能力、叶片中游离脯氨酸及可溶性糖的关系,结果表明：抗旱性强的品种,抗脱水与抗衰老能力也强,且叶片中游离脯氨酸与干旱前期（１０天内）可溶性糖含量增加,反之亦然．     

铅和镉复合胁迫下玉米对镉吸收特性

在盆栽条件下,以富友1号玉米品种为供试试材,研究了铅、镉复合胁迫下玉米对镉的吸收特性。结果表明,复合污染条件下,镉在玉米体内分布的一般规律是根>下叶>茎>上叶>籽粒,且植株各部位含镉量普遍高于镉单子污染,但随土壤中投放铅浓度的增加(0~540 mg.kg-1),植株体内各部位含镉量呈先升高后下降趋势。从玉米的生育进程来看,玉米各部位镉含量分配规律是拔节期>开花期>成熟期(上叶除外)。     

小麦植株内糖类的昼夜变化

1.田间条件下灌浆期的小麦,叶子、叶鞘、及节间里的含糖量有着昼夜的变化,其中主要是蔗糖含量的变化。在日间下午3—6时含糖量最高,而晚上含糖量降低。2.小麦叶子、叶鞘及节间含糖量的变化受到环境因素的影响。这里主要是光线及植物社会的影响。3.在阴天只有单行植株第1叶和第2叶里的蔗糖有显著的昼夜变化;叶子、叶鞘变化很小,还维持了原来的水平。中行植株的叶子、叶鞘及节间的含糖量一般是降低的。4.在晴天,不问单行植株、中行植株,叶子、叶鞘和节间的含糖量都有昼夜的变化。但含糖量变化的进程在单行植株和中行植株之间有着很明显的差异。单行植株的含糖水/平高于中行植株。它们之间差异的幅度,越是在下部的器官越是显著。单行植株叶子、叶鞘的蔗糖最高含量在下午6时到达,而中行植株叶子、叶鞘里的蔗糖最高含量早在下午3时就达到了。这种差异的形成由于中行植株被左右边行的植株所荫蔽,在光线条件上处于不利的状态。在阴天中行植株的光线条件更差,以至阻碍了光合作用的进行。5.小麦在灌浆期,叶、叶鞘、节间糖的分布是这样的:叶子里的糖浓度小于叶鞘,叶鞘里的糖浓度小于节间的。但当阳光充足的时候,叶子里的浓度有时高于叶鞘中的浓度。此外第2节间的糖浓度高于第1节...     

春小麦不同发育阶段抗氧化系统对田间缓慢干旱的响应

研究了两种抗旱性不同的春小麦(Triticum aestivum L.)品种定西24(抗旱性较强)和品种8139(抗旱性较弱)不同发育阶段体内抗氧化系统对田间缓慢干旱的响应情况。结果表明,在田间自然干旱条件下,随着土壤水分含量的逐渐降低,两品种小麦叶片水势和含水量均缓慢降低,叶片色素及可溶性蛋白含量也于幼苗期显著降低,植株生长受抑。叶片抗氧化酶系统如SOD、：POD、CAT以及GSH—ASC循环中的两种关键酶APX和GR活性,均在小麦发育前期如幼苗期和拔节期显著升高而于后期下降。主要抗氧化物质ASC含量也表现出相似的变化趋势。虽然抗氧化系统在两春小麦品种不同发育阶段对田间干旱的响应行为大体相同,而且干旱较敏感品种8139各物质对干旱的响应强于干旱较耐受品种定西24,但后者减轻干旱导致的氧化损伤的效率高于前者。试验还表明,在作物的不同发育阶段,抗氧化系统对田间缓慢干旱响应的策略不同,前期如幼苗期和拔节期主要表现为积极应对,后期如抽穗期和灌浆期主要表现为被动忍耐。     

土壤干旱下不同抗旱性小麦品种的渗透调节和渗透调节物质

在土壤干旱下抗旱性强的小麦品种的渗透调节能力大于抗旱性弱的品种。土壤缓慢干旱时,几种主要渗透调节物质增加的先后次序为:Pro,K~ ,然后是可溶性糖和其他游离氨基酸,后两者几乎平行增加、在土壤干旱下的渗透调节物质中,有机溶质为可溶性糖、其他游离氨基酸、Pro和Mal;无机离子为K~ ,Ca~(2 ),Mg~(2 )等。对渗透调节的相对贡献率为:K~ >可溶性糖>其他游离氨基酸>Ca~(2 )>Mg~(2 )>Pro。六种物质总和对渗透调节的相对贡献率为:轻度干旱56％～70％;中度干旱70％～79％;严重干旱79％～88％。     

河北省冬小麦丰产抗旱性表型鉴定指标分析

以河北省审定的85个冬小麦品种为材料,采用防雨棚春季干旱和露地灌溉2个处理,分别于开花期、成熟期调查株高等27个表型性状,分析了各表型性状与单株子粒产量的相关性。结果表明,单株成穗数等12个性状与单株子粒产量抗旱系数或抗旱指数呈显著或极显著相关;结合表型性状变异系数,明确了提高单株成穗数、穗粒数、灌溉条件下较长的旗叶长度和干旱条件下较短的旗叶长度是培育丰产抗旱小麦新品种的主攻方向;子粒比重、子粒长度及干旱条件下的结实率和每穗小穗数可作为河北省小麦种质资源丰产抗旱性的鉴定依据;河北省小麦品种丰产性高,而抗旱性尚需进一步改善。     

不同小麦品种植株地上部Cu的积累和分配规律研究

以'长5864'、'济麦20'和'中普绿麦1号'3个小麦品种为材料,研究了常规大田种植条件下植株地上部Cu的积累分配规律.结果表明:(1)随生育期推进,小麦叶片和叶鞘Cu含量在前期呈波动变化,于起身期(或拔节期)出现峰值之后逐渐降低,其茎秆、穗部和籽粒中Cu含量则持续下降.(2)小麦植株地上部Cu的积累量在三叶期-返青期增长缓慢,返青期-抽穗期急剧增长,抽穗期-灌浆末期缓慢增加,并以拔节期-抽穗期为Cu积累高峰期;叶片、叶鞘、茎秆及穗轴+颖壳中Cu的积累量在抽穗期(或灌浆初期)达到峰值,籽粒Cu积累量则持续增加.(3)灌浆末期,植株地上部各器官Cu含量以叶片最高,穗轴+颖壳最低;Cu积累量以籽粒最高,穗轴+颖壳最低;籽粒中Cu的分配比例为51.20%,其主要来自营养器官的转移,并以茎秆Cu对籽粒的贡献率最高.(4)小麦植株地上部Cu的含量和积累量存在品种间差异,其中'中普绿麦1号'植株Cu含量较高,而'长5864'植株Cu积累量较高.     

小麦灌水时期与灌水量对花后果聚糖积累与转运及水分利用效率的影响

于2004-2005年和2005-2006年冬小麦生长季,在山东泰安和兖州进行田间试验,研究不同灌水时期和灌水量处理对冬小麦开花后倒二节间果聚糖积累与转运和水分利用效率的影响.结果表明：全生育期不灌水促进了灌浆后期倒二节间贮藏果聚糖向籽粒的转运.在拔节期和开花期各灌水60 mm,可提高开花后旗叶的光合速率和同化物输入籽粒量及其对籽粒的贡献率,拔节期、开花期和灌浆期各灌水60 mm或拔节期和开花期各灌水90 mm,灌浆后期旗叶的光合速率显著降低,营养器官花前贮藏同化物转运量及其对籽粒的贡献率升高,花后同化物输入籽粒量及其对籽粒的贡献率降低,灌浆后期倒二节间的聚合度（DP）≥4、DP=3果聚糖滞留量增加,不利于果聚糖向籽粒的转运.两个生长季中,拔节期和开花期各灌水60mm处理的小麦籽粒产量较高,水分利用效率最高.拔节期、开花期和灌浆期各灌水60 mm或拔节期和开花期各灌水90 mm,小麦籽粒产量无显著变化,水分利用效率降低.     

株行距对小麦旗叶蔗糖代谢及产量的影响

为了选择小麦适宜的行株距配置方式,在大田高产栽培条件下,研究了行距与株距对花后旗叶蔗糖代谢及籽粒产量的影响.结果表明:小麦旗叶蔗糖合成酶、磷酸蔗糖合成酶、可溶性糖、蔗糖含量和灌浆速率随籽粒灌浆进程呈单峰变化;随着行距增加,叶片蔗糖合成酶、磷酸蔗糖合成酶活性及蔗糖含量呈上升趋势,而随株距缩小则下降,行距20 cm和株距3.33 cm的处理(RP3)其蔗糖代谢优势明显,表明行株距搭配合理,促进光合产物向蔗糖的分配转化,为籽粒灌浆提供充足的物质供应;与其他处理比较,RP3处理在灌浆前期可溶性糖含量高,在灌浆中后期含量稳定,且下降相对缓慢;RP3处理籽粒灌浆高峰晚,灌浆前期慢,后期快,植株衰老缓慢,底物供应充足,在花后28-35 d仍维持0.28 mg·d~(-1)灌浆强度;产量构成因素随行距增加而升高,随株距缩小而降低,RP3处理行株距搭配合理,空间比例适宜,产量构成因素协调,产量显著提高.     

调亏灌溉对冬小麦耗水特性和水分利用效率的影响

以高产中筋冬小麦品种济麦22为材料,在山东兖州小孟镇史王村进行田间试验,研究了调亏灌溉对冬小麦耗水特性和水分利用效率的影响.结果表明：在全生育期降水228 mm条件下,W₁（土壤相对含水量：播种期80%+拔节期70%+开花期70%）和W₄（土壤相对含水量：播种期90%+拔节期85%+开花期85%）处理总耗水量高于W₀（土壤相对含水量：播种期80%+拔节期65%+开花期65%）、W₂（土壤相对含水量：播种期80%+拔节期80%+开花期80%）和W₃（土壤相对含水量：播种期90%+拔节期80%+开花期80%）处理,W₁和W₄处理间无显著差异;W₁处理增加了0～200 cm土层土壤贮水消耗量,降低了小麦拔节至开花期的耗水模系数,提高了开花至成熟期的耗水模系数;W₄处理在开花至成熟期、拔节至开花期的耗水量和耗水模系数均较大.调亏灌溉条件下,W₀处理水分利用效率较高,但产量最低;随灌溉量增加,其他处理水分利用效率呈先增加后降低的趋势.耗水量最高的W₁和W₄处理产量也最高,W₁处理灌溉水利用效率和灌溉效益均高于W₄处理,为本试验条件下高产节水的最佳处理.     

干旱胁迫下耐旱性小麦在不同生育期脱水素的表达分析

以2种耐旱性不同的盆栽小麦陕合6号(干旱耐受型)和郑引1号(干旱敏感型)为材料,分别在其苗期、分蘖期、拔节期、开花期对土壤实施不同程度的自然干旱胁迫和复水处理,采用SDS-PAGE和Western blotting技术研究其叶片脱水素的表达规律,探究小麦整个生长期脱水素的表达与干旱胁迫的关系.结果表明:2种小麦的脱水素均仅在干旱胁迫时表达,其中45 kD和37 kD的脱水素在2种小麦的4个发育期的叶片中均有表达,28 kD的脱水素仅在特定发育时期表达.在干旱耐受型小麦(陕合6号)中,脱水素在胁迫初期少量表达,随着胁迫程度加剧表达量急剧增加,在重度干旱胁迫下达到峰值,复水后小麦叶片中脱水素含量迅速下降;在干旱敏感型小麦(郑引1号)中,脱水素在胁迫初期大量表达,中度胁迫表达量小幅度回落,到复水1 d达到峰值,此后随着复水时间增加小麦叶片中脱水素的量逐渐下降.研究表明,小麦叶片脱水素表达与干旱胁迫程度和生育期迫密切相关,不同耐旱型小麦材料中叶片脱水素表达的差异与品种之间的干旱耐受能力密切相关.     

水分亏缺和施氮对冬小麦生长及氮素吸收的影响

利用管栽试验研究了不同生育期,水分亏缺和施氮对冬小麦生长及氮素吸收的影响.结果表明：任何生育期水分亏缺都会影响冬小麦的株高、叶面积、干物质累积及对氮素的吸收.冬小麦对水分亏缺的敏感期为拔节期,其次为开花期、灌浆期和苗期.苗期干旱后复水对后期生长有显著的补偿效应,开花期适度干旱后复水对生物量形成和氮素吸收有一定的补偿作用,拔节期干旱对小麦的生长影响明显.相同氮肥处理下, 与不亏水处理比较, 苗期水分亏缺、拔节期水分亏缺、开花期水分亏缺、灌浆期水分亏缺的根系氮素积累量分别平均降低25.82%、55.68%、46.14%和16.34%,地上部氮素积累量分别平均降低33.37%、51.71%、27.01%和2.60%.在相同水分处理下冬小麦含氮量、累积吸收氮量都表现为高氮处理（0.3 g N·kg^-1FM）>中氮处理（0.2 g N·kg^-1FM）>低氮处理（0.1 g N·kg^-1FM）.水分逆境条件下施用氮肥对冬小麦植株生长和干物质累积及氮吸收具有明显的调节效应.     

小麦重组近交系群体株高和千粒重的抗旱遗传特性

以小麦重组近交系(RIL)群体(陇鉴19×Q9086)120个株系及其亲本为材料,研究雨养(DS)和灌溉(WW)条件下不同发育时期株高动态发育和千粒重的遗传特点及其相互关系,并且评价群体性状的遗传变异.结果表明:在2种水分条件下,小麦RIL群体表型变异广泛且存在超亲分离,对水分环境敏感,拔节期株高具有较高的旱胁迫系数(DSC=0.851).不同发育时期株高与千粒重呈显著正相关,与其他时期相比,拔节期株高与千粒重有较高的相关系数(R2DS=0.32,R2ww=0.28).拔节期株高和开花期株高对千粒重有显著的正向直接作用,但间接总效应为负向作用;抽穗期株高和成熟期株高的作用与此相反.各性状遗传力普遍较低,为0.27 ～0.60;在雨养和灌溉条件下,控制千粒重的基因对数分别为10和13,控制株高的基因对数分别为3～7和4～ 14.表型DSC聚类将小麦RIL群体分为5类,群体内表型和对水分敏感程度变异丰富,该群体适合进行抗旱性状数量遗传研究.     

硫氮配施对持绿型小麦氮素运转及叶片衰老的影响

以持绿型小麦品种‘豫麦66号’、‘潍麦8号’及非持绿型品种‘小偃6号’为材料,采用以氮肥为主区硫肥为副区的田间裂区试验,研究了2个施氮水平[纯氮120kg/hm2(N120)、220kg/hm2(N220)]和3个施硫水平[纯硫0kg/hm2(S0)、20kg/hm2(S20)、60kg/hm2(S60)]下植株各部位的含氮量、叶片干鲜重及叶片叶绿素含量的变化,探讨硫氮配施对不同类型小麦氮吸收及衰老的影响。结果表明:在相同处理下,持绿型小麦植株的总含氮量、氮素转运量、叶绿素含量、叶片含水量及穗粒数和千粒重均高于非持绿型小麦。N120处理条件下,不同硫肥处理时持绿型小麦与非持绿型小麦变化趋势相同,开花期茎和叶含氮量及叶绿素含量在S60处理下均低于其他2个硫肥处理,生育后期叶片含水量下降幅度也明显高于其他处理;在N220处理条件下,3个品种开花期叶含氮量、收获期总氮累积量、氮收获指数、叶绿素含量及叶片含水量在S60处理下均高于其他2个处理,其中非持绿型小麦在高硫处理条件下灌浆期的叶绿素含量的增长率明显高于持绿型小麦,而灌浆中后期叶片含水量的下降幅度则明显低于持绿型小麦。研究发现,施用硫肥在氮肥不足时会对小麦植株氮素的吸收利用及叶片衰老等方面产生负面影响,但在氮肥充足时却在氮素的吸收利用、延缓叶片衰老及最终籽粒产量和总生物量等方面表现出正面效应;本实验条件下,220kg/hm2左右施氮量和60kg/hm2左右施硫量有利于各品种小麦生长发育和产量提高;高N和高S水平对于延缓小麦的衰老而言,非持绿性小麦比持绿型小麦更明显。