春小麦灌浆期籽粒沉淀值动态变化及氮磷肥与播期的影响

通过3个品质类型春小麦品种施肥和播期大田试验,建立了灌浆期籽粒沉淀值动态变化的曲线拟合方程,定量揭示籽粒沉淀值动态变化规律及氮磷肥与播期的影响效应.结果表明,自开花15 d始至成熟,籽粒沉淀值随时间变化呈先升高后降低的单峰曲线变化.在灌浆期籽粒沉淀值的动态变化过程中,不同基因型特点不同,且基因型间的关系也随之发生变化.各品种沉淀值积累速度的变化决定了成熟时高蛋白强筋品种沉淀值最高、高蛋白中筋品种次之、低蛋白弱筋品种最低.氮水平增加,高蛋白强筋和低蛋白弱筋品种沉淀值和曲线最高值降低,高蛋白中筋品种则明显升高;高蛋白强筋品种曲线最高值出现时间提前,而高蛋白中筋和低蛋白弱筋品种则推后.磷水平增加,高蛋白品种沉淀值和曲线最高值普遍提高,而低蛋白品种则降低;各基因型曲线最高值出现时间均推迟.氮磷（钾）素平衡配施是形成较高沉淀值的关键.在没有水分胁迫情况下,光温互作是影响籽粒沉淀值动态形成的首要条件,其次为降水;而≥10 ℃积温则为最敏感因子,即在较高光温条件互作前提下,增加灌浆期≥10 ℃积温则提高各基因型品种沉淀值.高蛋白比低蛋白品种更易受氮磷水平和气象条件影响.     

氮磷水平与气象条件对春小麦籽粒蛋白质含量形成动态的影响

以3个品质类型春小麦品种的施肥和播期试验为基础,通过建立籽粒蛋白质含量形成动态的拟合方程,定量揭示籽粒蛋白质含量形成动态及氮磷肥与气象条件的影响效应。结果表明,灌浆期籽粒蛋白质含量随时间动态变化的普遍规律符合一元三次多项式曲线,即呈自开花始先降低后升高的单谷曲线变化。氮磷肥与气象条件的影响及基因型差异通过方程特征量而体现。氮水平增加,高蛋白品种蛋白质含量增加,动态曲线谷值和峰值均明显提高且出现时间分别提前和推后。磷水平增加,高蛋白强筋品种蛋白质含量降低,高蛋白中筋品种则增加;高蛋白品种谷值和峰值均提高且出现时间推迟。低蛋白品种蛋白质含量随氮磷肥变化不明显且幅度很小。在没有水分胁迫的情况下,光温互作是影响籽粒蛋白质含量动态形成的首要因子,其次为降水;而气温日较差则为最敏感因子。较高光温条件互作前提下,增加灌浆期温度日较差使高蛋白品种蛋白质含量提高,低蛋白品种则降低。高蛋白相比于低蛋白品种更易受氮磷水平和气象条件影响。     

高温、干旱及其互作对两个筋力小麦品种淀粉糊化特性的影响

以强筋和弱筋的两个代表性小麦品种为材料,采用盆栽与人工气候箱模拟的方法,研究了花后不同时期高温、干旱及其互作对籽粒淀粉糊化特性的影响。结果表明,高温和干旱均显著影响淀粉糊化特性,但两品种表现有所不同:高温胁迫使强筋小麦品种豫麦34的峰值黏度、最终黏度(除花后5 d外)、稀懈值(除花后15 d外)和反弹值显著增大;而弱筋小麦品种豫麦50低谷黏度和最终黏度显著下降,其峰值黏度、反弹值变化不明显,从不同时期看,花后15 d影响较大。干旱胁迫使豫麦34多数黏度参数增大;而使豫麦50峰值黏度、反弹值和稀懈值下降,其低谷黏度和最终黏度在灌浆前期和中期干旱胁迫下增大,后期干旱胁迫则明显下降。研究结果还表明,花后高温与干旱胁迫对小麦黏度参数的影响存在显著的互作效应。从F值大小看,互作对弱筋小麦品种豫麦50多数黏度参数影响较大,而对强筋小麦品种豫麦34淀粉黏度参数影响较小,反映了高温、干旱及其互作对小麦淀粉特性的影响存在着显著的基因型差异。     

不同品质类型小麦非叶光合器官光合荧光特性研究

以强筋(郑麦9023)、中筋(新麦13)和弱筋(豫麦50)型小麦品种为试材,测定了它们非叶光合器官的叶绿素含量、荧光动力学参数、净光合速率及对籽粒的贡献率.结果显示,不同品质类型小麦非叶光合器官叶绿素含量表现为旗叶鞘>穗下节间>芒>穗部颖片,各非叶光合器官开花18d后叶绿素含量均表现为弱筋小麦>中筋小麦>强筋小麦;弱筋小麦的非叶光合器官在灌浆前期具有较高的Fv/Fm、ΦPSⅡ值,在灌浆后期其Fv/Fm和ΦPSⅡ值下降幅度显著小于强筋小麦并有较高的净光合速率;非叶光合器官对籽粒的相对贡献率依次为穗部>旗叶>节鞘,且对弱筋小麦籽粒的贡献率高于中筋和强筋小麦,其中节鞘和穗对弱筋小麦粒重的相对贡献率分别为15.7%和35.4%.研究表明,弱筋小麦豫麦50的非叶光合器官能维持较较强的光合能力,生产更多的光合产物,花后形成的光合产物对其粒重的增加起重要作用.     

中午强光胁迫下高蛋白小麦旗叶的光合特性

测定了大田种植条件下４ 个不同籽粒蛋白质含量小麦品系旗叶的净光合作用、光呼吸作用和荧光参数的日变化以及旗叶功能期内ＰＳⅡ光化学效率的变化。结果表明：高、低蛋白小麦旗叶的净光合速率无显著差异,但中午强光胁迫下高蛋白小麦ＰＳⅡ光化学效率（Ｆｖ／Ｆｍ） 较高,ＰＳⅡＦｖ／Ｆｍ 下降得较少,而净光合速率午间下降的幅度较大,原因可能是高蛋白小麦品系旗叶内氮素代谢活动旺盛（ 其代谢限速酶硝酸还原酶活性显著高于低蛋白品种） ,光呼吸作用较强,从而消耗了较多的过剩激发能,在一定程度上减轻了Ｆｖ／Ｆｍ 的下降,而较强的光呼吸作用同时降低了光合速率     

播期和种植密度对强、中筋冬小麦蛋白质组分及品质性状的影响

采取裂裂区试验设计,研究了播期和种植密度对强筋小麦临优145和中筋小麦临优2018蛋白质组分和品质性状的影响.结果表明：适期播种的小麦籽粒蛋白质含量和蛋白质产量均最高;推迟播期,强筋品种的醇溶蛋白和谷蛋白含量明显增加,而中筋品种变化不明显;强筋品种的品质性状受播期影响程度高于中筋品种.适期播种,小麦籽粒蛋白质、麦谷蛋白与湿面筋、沉降值、稳定时间、软化度和评价值呈显著或极显著正相关;推迟播期,醇溶蛋白与湿面筋含量呈显著正相关.播期变化引起的蛋白质各组分所占比例的改变是改善小麦品质性状的重要原因.在试验种植密度范围内（225万株·hm-2、300万株·hm^-2和375万株·hm^-2）,小麦籽粒蛋白质含量变化不明显,密度对强筋品种的品质性状有一定调节作用;在低密度条件下（225万株·hm^-2）中筋品种的品质性状最佳.     

环境、基因型及其互作对小麦主要品质性状的影响

  为了解环境(E)、基因型(G)及其互作(G×E)对小麦(Triticum aestivum)主要品质性状的影响效应, 连续两年进行了2组不同试验: 试验1在河南省5个不同纬度点分别种植强筋、中筋和弱筋6个小麦品种, 其品质性状的基因型差异相对较大; 试验2采用9个品种(多为中筋类型), 分别种植于我国主产麦区的8个省份, 其环境差异相对较大。研究结果表明, 2组试验中所有品质性状的基因型差异均达5%或1%的显著水平。试验2中所有品质性状的地点变异均达1%的极显著水平, 而试验1中仅蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值、吸水率和延伸性的地点变异显著, 其多数加工品质性状的地点变异不显著。试验1中所以品质性状的地点×基因型互作均不显著; 而试验2中籽粒硬度、灰分、吸水率、形成时间、稳定时间和最大抗延伸阻力存在显著的地点×基因型互作。2组试验结果给我们的启示是: 1)基因型对多数品质性状的影响是第一位的, 因此生产中品种选择对获得理想的加工品质至关重要。2)地点对多数品质性状影响明显, 但其效应大小与试验的环境差异性有关。3)基因型与环境的互作效应明显小于基因型或环境主效应, 且受试验材料(基因型)与环境差异的影响。4)年际间多数品质性状有显著差异, 主要与灌浆期降雨、光照及温度条件有关; 过多降雨、较少日照时数及较低日均温对强筋小麦品质形成不利。     

不同生态环境与播种期下小麦籽粒品质变异规律的研究

选用 6个不同品质类型小麦品种在 4个生态点进行分期播种试验, 系统分析了不同生态环境下小麦籽粒产量与品质的变异特征及其与主要气候生态因子间的关系。结果表明 :生态点、品种以及地点×品种互作对籽粒产量、千粒重、蛋白质、湿面筋和淀粉含量、沉降值与降落值的影响均达到显著水平 ;不同播种期处理对产量与淀粉含量的影响达到极显著水平, 而播种期×品种互作对千粒重、降落值、淀粉含量及沉降值的效应达到显著水平 ;地点×播种期×品种互作仅对产量、湿面筋、淀粉含量与沉降值有显著的影响。在 4个不同生态点中, 南京点的籽粒蛋白质与湿面筋含量最低, 但淀粉含量最高 ;徐州点的产量和千粒重最大 ;泰安点的蛋白质含量与湿面筋含量最高, 沉降值最小 ;保定点的产量、千粒重最小, 但沉降值最大。不同播种期处理下, 适播与晚播的籽粒蛋白质含量、湿面筋含量、淀粉含量、沉降值与降落值都显著高于早播, 而早播期的产量和千粒重最大。各小麦品种在不同地点与播种期下产量与品质性状的变异中以降落值的变异系数为最大, 淀粉的变异为最小。开花至成熟期的日均温与淀粉含量呈线性负相关, 与产量、蛋白质和湿面筋含量及降落值呈二次曲线相关关系 ;日温差与产量和千粒重呈二次曲线相关关系, 籽粒蛋白质和湿面筋含量、沉降值及降落值则随昼温差的增加线性递增 ;开花至成熟期降雨量与产量、千粒重都呈现先升后降的二次曲线相关关系, 而与籽粒蛋白质含量和降落值呈现线性负相关关系 ;籽粒蛋白质和湿面筋含量与降落值随开花至成熟期的累计日照时数呈现线性正相关关系。     

花后干旱或渍水逆境下氮素对小麦籽粒产量和品质的影响

 池栽试验条件下,设置渍水、干旱和对照3个水分处理,每个水分处理下设置两个施氮水平 ,研究了花后渍水或干旱逆境下氮素营养对两个不同类型小麦（Triticum aestivum） 品种籽粒产量和品质性状的影响。结果表明,与对照相比,花后渍水或干旱处理显著降低了小麦的千粒重、穗粒数和籽粒产量。在适宜水分和干旱条件下,增施氮肥增加了小麦籽粒产量,而在渍水条件下,增施氮肥降低了产量。干旱处理提高了蛋白质含量,干、湿面 筋含量,沉降值和降落值;而渍水处理则降低了小麦籽粒蛋白质含量和干、湿面筋含量。同 一水分处理下,增施氮肥提高了蛋白质含量,谷蛋白/醇溶蛋白比,支链淀粉含量和支/直链淀粉比。在小麦籽粒主要品质性状上存在显著的水氮互作效应,且水分、氮肥及水氮互作效 应对小麦籽粒产量和品质的影响因品种的不同而异。     

中午强光胁迫下高蛋白小麦旗叶的光合特性

测定了大田种植条件下４个不同籽粒蛋白质含量小麦品系旗叶的净光合作用、光呼吸作用和荧光参数的日变化以及旗叶功能期内ＰＳⅡ光化学效率的变化。结果表明：高、低蛋白小麦旗叶的净光合速率无显著差异,但中午强光胁迫下高蛋白小麦ＰＳⅡ光化学效率较高,ＰＳⅡＦｖ／Ｆｍ下降得较少,而光合速率午间下降的幅度较大,原因可能是高蛋白小麦品系旗叶内氮素代谢活动旺盛（其代谢限速酶硝酸这原酶活性显著高于低蛋白品种）,光呼吸作用     

三江平原生长季沼泽湿地CH4、N2O排放及其影响因素

 2003年6～9月采用静态箱_气相色谱法,对三江平原生长季不同淹水条件下沼泽湿地CH₄、N₂O的排放进行了同步对比研究,并探讨了影响气体排放的主要影响因素。结果表明, 生长季沼泽湿地CH₄和N₂O排放具有明显的时空变化特征。长期淹水的毛果苔草（Carex lasiocarpa）和漂筏苔草(Carex pseudocuraica)植物带CH₄的平均排放强度分别为259.2和273.6 mg•m^-2•d^-1,高于季节性淹水的小叶章(Deyeuxia angustifolia)植物带的排放强度(38.16 mg•m^-2•d^-1)（p<0.00 0 1）;而生长季N₂O的平均排放强度分别为0.969、0.932 和0.983 mg•m^-2•d^-1, 植物带间无显著差异（p=0.967）。相关分析表明,气温和5 cm深地温对沼泽湿地CH₄生长季排放通量的影响较大,而水位则是影响长期淹水沼泽N₂O排放通量的主要因素;不同类型湿地间CH₄平均排放强度的差异主要受水位的控制,而强烈的还原环境可能是导致不同类型湿地具有近似的N₂O排放强度的原因。     

云杉天然群体遗传多样性的等位酶变异

采用等位酶淀粉凝胶电泳和聚丙烯酰胺凝胶电泳技术对中国西部亚高山特有树种云杉(Picea asperata)10个天然群体的300个个体的遗传多样性和遗传分化进行研究。对8个酶系统17个酶位点(27个等位基因)的检测分析结果表明,10个位点为单态位点,云杉具有中等偏低的遗传变异水平。群体水平上的遗传多样性指标分别为:多态位点的百分率P_P=29.41%~41.18%,等位基因平均数A_P=1.4~1.6,平均期望杂合度H_ep=0.06~0.131;种级水平的遗传多样性指标分别为:P_s=41.18%,A_s=1.2,H_es=0.138。10个群体的群体水平的观测杂合度为0.094 3,期望杂合度为0.096 4;10个群体中,7个多态位点的单位点的观测杂合度(H_o)的均值为0.229(变幅为0.142 9~0.342 9),期望杂合度(H_e)的均值为0.234 1(变幅为0.160 8~0.317 3), 云杉天然群体间遗传分化度(F_ST)为0.311,云杉群体间变异占总变异的31.1%,基因流低(N_m=0.553 9),说明群体间的基因交流有限。异交率高(t=0.957),近交率低(F_is=0.005),这些研究结果表明:云杉群体间等位基因的频率分化显著,其它云杉属树种基因的渐渗、群体微生境差异和不同强度的选择压力可能是造成群体间分化显著的主要原因;Fdh-2-B基因与综合生态梯度值呈显著的负相关(r=-0.661 1^*),H_e与经度呈显著负相关(r=-0.683^*),云杉群体间的地理和遗传距离相关不显著。10个群体均含有绝大部分等位基因,且群体间分化很大,应加以重点保护和管理,作为云杉种质资源原地保存的基地和该树种进一步遗传改良的重要育种群体。     

闽江河口湿地植物氮磷吸收效率的季节变化

以闽江河口湿地土著种芦苇与入侵种互花米草为研究对象,测定了二者地上生物量和氮、磷吸收效率.结果表明：芦苇和互花米草地上生物量的季节变化呈典型的单峰值曲线,芦苇夏季地上生物量最大,达到2195.33 g·m^-2,互花米草则秋季最大,达到3670.02 g·m^-2;不同季节芦苇和互花米草氮、磷吸收效率均呈单峰值曲线,芦苇氮、磷吸收效率分别在夏季和秋季达到最高(21.06 和1.12 g·m^-2),互花米草均在秋季达到峰值(26.76和3.23 g·m^-2);芦苇和互花米草的氮吸收效率极显著大于磷(P<0.01),且互花米草的氮、磷吸收效率显著大于芦苇(P<0.05);植物N/P、C/N和C/P对植物氮、磷吸收效率有一定指示意义.     

小麦产量和品质对灌浆期不同阶段低光照强度的响应

在田间池栽条件下,分别于小麦(品种:'济南17' 和 '鲁麦21')(Triticum aestivum cv. 'Jinan17' and 'Lumai21') 灌浆的前期(开花后1~10 d), 中期(11~20 d)和后期(21~30 d)进行了遮去50%光合有效辐射的试验,研究了产量和品质的变化及其生理原因。主要结论如下:1)弱光条件下,光合物质生产均受到严重抑制,产量下降,容重降低;植株的氮素积累量减少、向子粒分配的比例低,但子粒蛋白质含量、湿面筋含量升高,其中,子粒灌浆前期遮光升高的幅度最大。2)遮光后小麦子粒麦谷蛋白和醇溶蛋白含量均升高,但麦谷蛋白升高的幅度大于醇溶蛋白,使麦谷蛋白与醇溶蛋白的比例升高,麦谷蛋白大聚合体(GMP)含量也升高,粉质仪参数也显著提高;子粒灌浆前期或中期遮光对上述指标的影响则较小,子粒品质的形成与灌浆后期的光照条件关系更为密切。3)灌浆期相对较弱的光照强度对改善品质有利,但以降低产量为代价,两个品种的小麦所表现出的趋势基本一致。     

中亚热带森林群落不同演替阶段优势种凋落物分解试验

选择我国亚热带森林群落3个主要演替阶段的7个优势种（其中马尾松代表演替初期优势种,木荷和香樟代表演替中期优势种,甜槠、小叶青冈栎、青冈和乐昌含笑代表演替后期优势种）的凋落物,采用网袋法进行分解试验. 结果表明:马尾松凋落物分解得最慢,年分解速率为0.51;木荷和香樟居中,分别为0.55和0.61;小叶青冈栎和乐昌含笑分解得最快,分别为0.89和1.12.沿着植被顺向演替的梯度,凋落物分解速度呈现加快的趋势. 分解速率同凋落物的初始P、N和木质素含量及木质素/N比值呈极显著相关(P<0.01),同C/N比值有显著相关关系(P<0.05).凋落物的P、N和木质素含量及木质素/N比值是预测凋落物分解快慢的良好指标.     

迁地保护的4种龙脑香冠层叶光合速率和叶绿素荧光参数的日变化

龙脑香科植物是东南亚热带雨林冠层的优势树种,在生态和经济上具有重要地位,而我国西南地区被认为是龙脑香科植物分布的最北端。该文于2004年雨季测定了西双版纳热带植物园迁地保护区内引种的4种国产龙脑香科植物:望天树(Parashorea chinensis)、云南龙脑香(Dipterocarpus retusus)、版纳青梅(Vatica xishuangbannaensis)和海南坡垒(Hopea hainanensis)冠层叶片的光响应曲线、光合速率的日进程、叶绿素荧光参数、叶绿素含量及叶片平均面积、气孔保卫细胞长度和分布状况等。结果表明,4种植物的最大光合速率(P_max)(7.5~18.1 μmol·m ^-2·s^-1,用单位叶面积表示;89.1~150.8 nmol·g^-1 DW·s^-1,用单位干重表示)、暗呼吸速率(R_d)、光补偿点(LSP)、光饱和点(LCP)、表观量子效率和叶片特征差异显著。在正午时4个树种均出现光合作用显著降低的现象,其中海南坡垒光合速率下降最少。虽然高的叶片温度对光合作用有一定的影响,但正午光合作用的下降主要是由于正午高的叶片-空气的水蒸气压力差(LAVPD)引起的气孔关闭造成的。4个树种正午的光系统Ⅱ线性电子传递的量子效率Φ_PSⅡ显著降低,表明遭受了强烈的光抑制。云南龙脑香、版纳青梅和海南坡垒的非光化学猝灭系数(NPQ)在正午时升高的幅度最大,而望天树的NPQ上升较少,表明热耗散是前3个树种的主要光保护机制。中午前后望天树的表观电子传递速率(ETR)一直保持在很高的水平,但其光合速率显著降低,表明大量的电子被分配到光呼吸上,也说明望天树主要通过光呼吸来保护光合机构。     

川西亚高山3个优势树种不同径级根系分解特征

采用埋袋法对川西亚高山3个优势树种(岷江冷杉、粗枝云杉和红桦)细根(≤2 mm)、中根(2～5 mm)和粗根(≥5 mm)质量损失率及碳(C)、氮(N)、磷(P)在经历生长季和非生长季之后释放特征进行研究.结果表明： 红桦质量残留率低于岷江冷杉和粗枝云杉.同一树种,质量残留率总体上随根系径级增加而增加.非生长季的质量损失率占全年质量损失率的52.1%～64.4%.红桦C释放率最高,岷江冷杉最低,且随根系直径的增粗,C释放率降低.岷江冷杉和粗枝云杉N释放模式为非生长季富集、生长季释放,而红桦反之.富集期间,径级越大,富集量越多.3个树种各径级根系P动态在非生长季和生长季皆表现为富集-释放模式,且岷江冷杉P富集程度显著高于粗枝云杉和红桦,但各径级之间差异总体不显著.根系径级对川西亚高山森林根系分解具有显著影响,而径级影响与树种和分解时期有一定关系.     

西双版纳热带季节雨林与橡胶林土壤呼吸

季节雨林和橡胶(Hevea brasiliensis)林是西双版纳热带森林生态系统中原始林和大面积种植人工林的两种代表类型。热带季节雨林层次结构复杂,多样性丰富,而橡胶林结构简单,乔木层只有橡胶树1种。应用碱吸收法,研究了这两种植被类型土壤呼吸速率、地下5 cm土壤温度、气温和土壤含水率的季节变化规律,以及土壤呼吸速率与地下5 cm土壤温度、气温和土壤含水率的关系。结果表明:1)季节雨林和橡胶林土壤呼吸速率、土壤温度、气温和土壤含水率都有明显的季节变化,而且两种林型的变化趋势基本一致;2)季节雨林和橡胶林土壤呼吸速率与地下5 cm土壤温度和气温之间具有显著的指数相关关系,显著水平达1%,与地下5 cm温度的相关性(r²分别为0.87和0.82)明显高于与气温的相关性(r²分别是0.80和0.72);3)季节雨林和橡胶林土壤呼吸速率与土壤含水率具有显著的线性相关(r²分别是0.73和0.63),显著水平达1%;4)橡胶林的土壤呼吸速率明显高于季节雨林,这与两种林型的结构有关;5)季节雨林和橡胶林土壤呼吸的Q₁₀分别为2.16和2.18,比文献报道的热带土壤的Q₁₀(1.96)稍高。     

不同土壤水分下山杏光合作用CO2响应过程及其模拟

在半干旱黄土丘陵区,以2年生盆栽山杏为材料,应用CIRAS-2型光合作用系统,测定了8个土壤水分梯度下山杏光合作用的CO₂响应过程,并采用直角双曲线模型、指数方程和直角双曲线修正模型对其CO₂响应数据进行拟合,分析了山杏光合作用与土壤水分的定量关系.结果表明: 山杏CO₂响应过程对土壤水分有明显的阈值响应特征.维持山杏叶片较高的光合速率(P_n)和羧化效率(CE)的土壤相对含水量(RWC)在46.3%～81.9%,在此水分范围内,光合作用没有发生明显的CO₂饱和抑制现象;当RWC超出此范围,土壤水分升高或降低均明显降低山杏叶片的光合能力(P_{n max})、CE和CO₂饱和点(CSP).在不同土壤水分条件下,3个模型对山杏CO₂响应数据的模拟效果有明显差别.在46.3%～81.9%土壤水分范围内,3个模型均能较好地拟合山杏CO₂响应过程及其特征参数CE、CO₂补偿点(Γ)和光呼吸速率(R_p),其拟合精度均表现为直角双曲线修正模型＞指数方程＞直角双曲线模型;当土壤水分含量过高(RWC＞81.9%)或过低(RWC＜46.3%)时,只有直角双曲线修正模型能较好地拟合山杏CO₂响应过程及其特征参数.RWC在46.3%～81.9%范围内,山杏具有较高的光合作用效率;与传统直角双曲线模型和指数方程相比,直角双曲线修正模型具有更好的适用性.