三种栽培模式下不同基因型冬小麦旗叶衰老代谢比较

为了探索冬小麦在不同栽培模式下功能叶片衰老代谢的生理机制,以cp02(213)、cp99(1)和陕农512为材料,比较研究了常规栽培、覆草栽培、地膜覆盖3种栽培模式下小麦旗叶衰老代谢特性.结果表明,覆草栽培叶面积、旗叶功能期、叶绿素含量、叶片保护酶活性(SOD、POD、CAT)显著高于常规栽培,膜脂过氧化程度较低,叶片衰老速度缓慢,代谢强度旺盛,有利于籽粒灌浆和光合产物的积累.灌浆前期,地膜覆盖叶面积、旗叶功能期、叶绿素含量、叶片保护性酶活性(SOD、POD、CAT)显著高于常规栽培,膜脂过氧化程度低于常规栽培;灌浆后期,叶绿素含量急剧下降,叶片衰老速度加快,膜脂过氧化程度加剧.参试品种(系)中陕农512叶片衰老速度缓慢,保绿性好.     

小麦花后水分亏缺和复水对同化物转运和籽粒灌浆的影响

为了阐明水分亏缺对小麦花后同化物转运和籽粒灌浆的影响及其生理机制的相关变化,以盆栽小麦旱作品种‘长旱58’为材料,自花后9 d起,设置正常供水(WW)、中度干旱胁迫后复水(MD)和重度干旱胁迫后复水 (SD)3个水分处理,比较干旱胁迫后复水处理对小麦籽粒产量、产量构成因素及水分利用效率、强弱势粒灌浆动态、旗叶光合性能、茎鞘非结构性碳水化合物(NSC)转运、籽粒形成关键酶活性变化等的影响。结果表明：(1)与WW相比,MD处理显著增加了小麦穗粒数和千粒重,进而提高籽粒产量、水分利用效率和小麦弱势粒的最大灌浆速率和平均灌浆速率,对强势粒则无显著影响,而SD处理则显著降低了穗粒数、千粒重、强弱势粒的最大灌浆速率和平均灌浆速率,但水分利用效率显著高于WW处理。(2)MD处理植株旗叶在小麦灌浆过程中维持了与WW基本相同的净光合速率,同时在小麦花后9~20 d时MD处理下气孔导度和蒸腾速率变化不明显,而在SD处理下气孔导度和蒸腾速率则急剧下降;另外,与WW相比,在整个灌浆期MD处理下旗叶叶绿素含量变化不显著,而SD处理下叶绿素含量呈大幅下降趋势。(3)MD处理提高了小麦弱势粒蔗糖合成酶和腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶活性;同时使灌浆中后期有较高的果聚糖水解酶(FEH)活性和较低果聚糖含量,显著增强了茎鞘同化物质转运,提高茎鞘储藏物质对粒重的贡献率。研究发现,中度水分胁迫后复水处理小麦植株具有较好的叶片性能、花后较多的茎鞘同化物向籽粒转运以及较高的弱势粒库活性,从而提高旱作小麦弱势粒灌浆速率,增加穗粒数和粒重, 进而提高籽粒产量。     

保护性耕作对农田土壤水分和冬小麦产量的影响

保护性耕作是提高土壤蓄水保墒能力并增加作物产量的重要农艺措施之一.基于河南省长期定位试验2011-2016年数据,分析不同耕作措施(传统耕作、免耕和深松处理)对土壤水分、作物产量和水分利用效率的影响.结果表明: 2011-2016年免耕和深松耕作处理下冬小麦拔节期平均相对保墒率分别为7.3%和-0.68%,且免耕较传统耕作显著提高了冬小麦拔节期0～60 cm土壤贮水量.与传统耕作相比,免耕提高了冬小麦拔节期、扬花期、灌浆期和成熟期0～100 cm土壤平均含水量,而深松耕作并未明显提高冬小麦拔节期土壤平均含水量.此外,免耕较传统耕作能够显著提高冬小麦产量和水分利用效率,尤其在较干旱年份其增产效果更优.因此,免耕的蓄水保墒及增产效果在较干旱年份明显优于深松耕作.     

共生期土壤水分对麦棉套种冬小麦比叶重、WUE和产量的影响

在麦棉套种的条件下,研究了共生期土壤水分对冬小麦旗叶比叶重(LSW)、水分利用效率(WUE)和产量的影响,并对旗叶干物质衰减速率(DM DR)、叶绿素含量和旗叶的籽粒贡献率做了测定.试验结果表明,共生期土壤水分条件明显影响了比叶重的下降速度,土壤水分高时比叶重的下降速度较小.不同土壤水分条件的旗叶水分利用效率(LWUE)在共生期均经历了先上升后下降,接近成熟期又上升3个阶段.在共生后期,土壤含水量高的冬小麦具有较高的比叶重和叶绿素含量,但其产量和产量水平水分利用效率(YWUE)则显著下降(P<0.01).     

施氮量和栽培模式对旱地冬小麦旗叶衰老及其活性氧代谢的影响

以冬小麦小偃22为试验材料,研究3种栽培模式(常规栽培、覆草栽培、地膜覆盖)和3种施氮水平(施纯氮0、120和240 kg/hm2)下旗叶衰老与活性氧代谢特性.结果表明,与常规栽培(CK)相比较,覆草栽培条件下叶绿素含量始终较高(P<0.05),叶片衰老速度缓慢,代谢强度旺盛,有利于籽粒灌浆和光合产物的积累,产量显著增加(P<0.05).在灌浆前期,地膜覆盖条件下叶片叶绿素含量增加(P<0.05),叶片保护性酶活性(POD、CAT)提高,膜脂过氧化程度低;但在灌浆后期,叶绿素含量急剧下降,叶片衰老速度加快,膜脂过氧化程度加剧,产量仍显著增加(P<0.05).施用氮肥在一定范围内可提高旗叶叶绿素含量和保护性酶活性(POD、CAT),降低膜脂过氧化程度;施氮量为120 kg/hm2时,冬小麦旗叶叶绿素含量最高,叶片衰老迟缓,代谢强度降低缓慢,膜脂过氧化程度低,有利于小麦后期生长和籽粒灌浆,在3种栽培模式下产量均最高.     

麦秸还田对隔茬冬小麦根系及叶片衰老的影响

对麦秸翻压还田后隔茬冬小麦根系活力、旗叶叶绿素含量、丙二醛(MDA)含量及光合速率等衰老指标进行了测定分析.结果显示,(1)小麦秸秆还田后可显著促进各时期根系的生长并显著提高小麦根系活力,且根系在30cm处土壤中的分布增加;(2)冬小麦生育后期叶片叶绿素以处理Ⅲ(6 000 kg/hm2)的降解速度(18%)最慢,旗叶光合速率在灌浆期和蜡熟期以处理Ⅲ为最高,旗叶丙二醛含量以处理Ⅲ最低,比对照(Ⅰ)低6.78 mmol·g-1FW,丙二醛含量与光合速率呈显著负相关.研究结果表明,适量秸秆还田对接茬玉米的产量影响不显著,但可显著延缓隔茬冬小麦的衰老并显著提高产量,在黄土高原有灌溉条件的地区以6 000 kg/hm2的小麦秸秆量还田较适宜.     

氮肥后移对抽穗后水分胁迫下冬小麦光合特性及产量的影响

采用子母桶栽土培法模拟冬小麦抽穗后不同的水分胁迫状态,研究了氮肥后移对冬小麦光合特性及产量的影响.设置3个氮肥处理,分别为N₁(基肥∶拔节肥∶开花肥=10∶0∶0)、N₂(6∶4∶0)和N₃(4∶3∶3),模拟冬小麦抽穗后2种水分胁迫(渍水胁迫、干旱胁迫),设正常供水为对照.结果表明：相同供水条件下,N₂和N₃处理较N₁处理显著提高冬小麦灌浆期旗叶的SPAD和光合速率,确保了收获时较高的穗数、穗粒数和地上部分生物量;氮肥后移处理显著提高了冬小麦的耗水量,但其籽粒产量和水分利用效率也显著提高.相同氮肥条件下,干旱胁迫和渍水胁迫处理较正常供水显著降低了冬小麦开花期和灌浆期旗叶的光合速率、千粒重、穗粒数和产量.与正常供水相比,各氮肥条件下干旱胁迫和渍水胁迫处理花后旗叶光合速率及籽粒产量的减小幅度均表现为N₁＞N₂＞N₃.表明氮肥后移通过提高旗叶SPAD、减缓花后旗叶光合速率的下降幅度、增加地上部分干物质积累量,调控产量及其构成要素,以减轻逆境灾害(干旱和渍水胁迫)对产量的影响.     

不同种植行距的大穗型小麦品种'兰考矮早八'中几种与旗叶衰老有关的生理指标变化

在大田高产栽培条件下,检测不同种植行距的大穗型小麦品种‘兰考矮早八’开花后与旗叶衰老相关生理指标以及产量性状的结果表明,相对于传统行距为20cm而言,‘兰考矮早八’种植行距缩至15cm的花后旗叶中叶绿素降解减慢,丙二醛（MDA）含量下降,抗氧化系统酶活性增强,功能叶衰老减缓,穗粒重提高;行距缩至10cm时,尽管灌浆中后期过氧化物歧化酶（SOD）活性增强,但过氧化氢酶（CAT）和过氧化物酶（POD）活性下降,花后旗叶中叶绿素降解加快,MDA含量升高,植株衰老加快,穗粒重下降。     

潘庆民1,于振文2,王月福2

采用盆栽和水泥池栽研究了追氮时期对小麦光合作用、14C同化物运转分配和硝酸还原酶(NR)活性的影响.结果表明,拔节(雌雄蕊原基形成)期较起身(二棱)期追施氮肥,显著提高了小麦开花后的旗叶叶绿素含量和单叶光合速率;灌浆期旗叶14C同化物向籽粒转移比例显著提高,而在营养器官的滞留比例显著降低;旗叶和根系中硝酸还原酶(NR)活性亦显著提高.小麦穗粒数、粒重和产量增加,蛋白质含量提高.     

追氮时期对小麦光合作用、^14C同化物运转分配和硝酸还原酶活性的影响

采用盆栽和水泥池栽研究了追氮时期对小麦光合作用、^14C同化物运转分配和硝酸还原酶（NR）活性的影响,结果表明,拔节（雌雄蕊原基形成）期较起身（二棱）期追施氮肥,显著提高了小麦开花后的旗叶叶绿素含量和单叶光合速率;灌浆期旗叶^14C同化物向籽粒转移比例显著提高,而在营养器官的滞留比例显著降低;旗叶和根系中硝酸还原酶（NR）活性亦显著提高,小麦穗粒数、粒重和产量增加,蛋白质含量提高。     

Effects of Ultrasonic Seed Treatment on Rice Performances under the Seawater Irrigation

Irrigation with desalinated seawater is an effective way to use ocean resources and save freshwater resources. However, seawater irrigation would cause yield loss of rice. In order to explore the effects of ultrasonic seed treatment on rice performances under seawater irrigation, the present study was conducted with three irrigation treatments (fresh water (SW0), ten times diluted seawater (SW1%, 0.34% salinity), and five times diluted seawater (SW2%, 0.68% salinity)) and two seed treatments (ultrasonic treated seeds (UT) and untreated seeds (CK)). Compared with SW0 + CK treatment, SW1 + CK and SW2 + CK treatments significantly decreased grain yield by 56.19% and 66.69%, spikelets per panicle by 30.11% and 55.80%, seed-setting rate by 23.05% and 18.87%, and 1000-grain weight by 4.55% and 14.50%, respectively. Seawater irrigation also significantly increased malonaldehyde (MDA) and proline contents and the activities of superoxide dismutase (SOD) and peroxidase (POD). Ultrasonic seed treatment significantly increased the grain number per panicle, seed-setting rate, and grain yield of rice under seawater irrigation. Compared with CK, UT treatment substantially reduced MDA content, SOD activity, and POD activity in SW1 and SW2 conditions. Furthermore, UT treatment significantly increased proline content and down-regulated proline dehydrogenase activity under seawater irrigation. We deduced that ultrasonic seed treatment enhanced the salinity tolerance of rice by inducing the proline accmulation. Our findings indicated that ultrasonic seed treatment could an effective strategy to promote rice productivity under seawater irrigation.     

中水浇灌对3种绿地植物若干生理指标的影响

中水灌溉是缓解城市供水紧张和减少污水排放量的有效措施。通过短期盆栽试验和长期大田调查相结合的方法,以清水灌溉为对照;选用绿地植物台湾草、金叶假连翘和黄金榕为研究对象;以植物叶片中超氧化物歧化酶、过氧化物酶活性、丙二醛、脯氨酸含量、总叶绿素含量和叶片细胞膜透性6个生理指标作为评价。结果表明,在短期盆栽试验中,中水灌溉的三种植物叶片中总绿素含量显著高于对照,中水灌溉的台湾草叶片中的超氧化物歧化酶活性显著高于对照,其余指标差异不显著;长期大田调查的三种植物的6种指标在中水灌溉下与对照之间差异均不显著。     

不同耕作方式对旱作冬小麦旗叶衰老和籽粒产量的影响

在旱作条件下研究了一次深翻、免耕、深松和传统耕作4种耕作方式对冬小麦花后旗叶衰老、小麦籽粒产量及土壤水分和养分状况的影响.结果表明：免耕和深松提高了小麦旗叶SOD和POD活性及可溶性蛋白和叶绿素含量,降低了MDA和O₂^-·含量,延缓了小麦叶片的衰老进程;同时,免耕、深松在开花期和灌浆期0～40 cm土层土壤水分含量分别比传统耕作提高了4.13％、6.23％和5.50％、9.27％,土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量均显著高于传统耕作.一次深翻0～40 cm土层土壤水分含量低于传统耕作,土壤养分含量高于传统耕作,但两处理间差异不显著.与传统耕作相比,免耕和深松花后干物质生产量分别提高4.34％和4.76％,花后干物质转运率分别提高15.56％和13.51％,产量分别提高10.22％和9.26%.免耕和深松为冬小麦花后生长发育提供了良好的环境,延缓了小麦叶片衰老,促进了花后干物质积累及干物质向籽粒的转运,从而使籽粒产量显著提高,是旱作麦区适宜的耕作方式.     

麦秸翻压还田对隔茬冬小麦旗叶抗性的生理效应

为了揭示秸秆翻压还田对冬小麦旗叶叶片衰老及抗性指标的变化规律,试验设置4个小麦秸秆翻压还田量(0、4500、6000、7500kg/hm2),测定分析了冬小麦旗叶叶绿素含量、光合速率、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性及可溶性蛋白质含量等抗性指标。结果表明,秸秆还田可明显减缓冬小麦植株衰老过程中叶片叶绿素的降解和光合速率下降,并有效调节叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性下降、可溶性蛋白质含量下降和丙二醛(MDA)含量的增加,延缓了冬小麦生育后期叶片的衰老;通过对各抗性指标与光合速率的相关性分析表明,各抗性指标在抑制冬小麦衰老过程中的作用大小依次为:丙二醛>可溶性蛋白质>POD活性>SOD的活性(丙二醛-0.999**;可溶性蛋白质0.997**;POD活性0.976*;SOD活性0.954*)。综合各处理的抗性指标得出,处理Ⅲ(6000kg/hm2)在提高作物后期抗逆性能力方面表现较好,处理Ⅳ(7500kg/hm2)表现较差。     

水杨酸对不同灌水下限青花菜生理特性及产量品质的影响

以青花菜为试材,采用大田试验研究了0.15mmol/L水杨酸(SA)对不同灌水下限(75%、60%和45%土壤相对含水量)青花菜生理特性及产量品质的影响。结果显示:(1)随灌水下限的降低,青花菜叶片相对含水量、水势及叶绿素含量均呈下降趋势,而其叶片电解质渗透率以及游离脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)、可溶性蛋白(Pr)含量逐渐升高;青花菜的花球重及维生素C含量(Vc)随灌水下限的降低而降低,相反硝酸盐含量及可溶性固形物含量随之升高。(2)叶面喷施0.15mmol/L SA显著提高了青花菜叶片相对含水量、水势、渗透调节物质含量、产量及品质,且降低了膜脂过氧化产物MDA含量,其中以45%灌水下限处理效果最为显著,60%灌水下限处理次之,75%灌水下限处理最小。研究认为,适宜浓度外源SA通过改善青花菜叶片水分生理状况,提高叶片渗透调节物质含量,降低质膜透性来增强其对干旱胁迫的抗性,且以60%灌水下限配合叶面喷施0.15mmol/L SA处理较佳。     

黑暗诱导衰老对不同年代冬小麦品种旗叶光系统Ⅱ功能的影响

小麦品种的更新换代是小麦产量不断提高的重要因素,阐明小麦品种演替过程中不同生理特性的变化对新品种选育具有重要参考价值.旗叶衰老速率快慢是影响小麦产量水平的关键因素,目前对于不同小麦品种衰老过程中旗叶光系统Ⅱ功能的变化规律尚不清楚.本试验选用1941-2014年间河南地区不同时期种植的31个品种,通过黑暗诱导离体叶片衰老,测定旗叶叶绿素荧光诱导动力学参数、叶绿素相对含量的变化,分析了光系统Ⅱ功能的变化规律.结果表明:品种演替过程中旗叶的叶绿素含量逐渐提高,衰老过程中近代品种叶绿素的降解速率低于较早年代品种;旗叶衰老过程中,近代品种荧光诱导动力学曲线的J点上升幅度小于I点;品种更替过程中光系统Ⅱ最大光化学效率和单位面积有活性反应中心数目逐渐增加,但是近代品种降低速率低于较早年代品种.叶绿素含量的变化与未衰老叶片中F_v/F_m没有显著相关性,但是随着衰老程度增加,相关性逐渐增大,且趋势线斜率逐渐提高;光系统Ⅱ单位面积有活性反应中心数目与品种育成时间呈显著正相关,且随着衰老程度增加,相关程度和趋势线斜率均显著提高.综上,小麦品种演替过程中,旗叶叶绿素含量逐渐升高,降解速率逐渐减缓,光合电子传递过程中Q_A到Q_B电子传递的抗衰老能力得到改善,从而减缓了衰老过程中光系统Ⅱ最大光化学效率和有活性反应中心的衰减速率,同时,叶绿素含量的提高和旗叶光系统Ⅱ抗衰老能力的增强也是品种更替过程中产量逐渐提高的重要因素.     

推迟拔节水灌溉对宽幅精播麦田冠层温度与叶片水分利用效率的影响

为了探讨冬小麦高效节水灌溉模式,于2012—2013年在山东农业大学试验站采用两种种植模式(宽幅精播种植和常规种植),每种种植模式设3种灌溉处理(全生育期不灌溉、拔节期灌溉60 mm和拔节后10 d灌溉60 mm),研究了推迟拔节水灌溉对宽幅精播麦田冠层温度、光合速率、蒸腾速率、叶片水分利用效率(WUEL)和籽粒产量等的影响。结果表明,推迟拔节水灌溉显著提高了宽幅精播麦田生育后期的冠层温度、旗叶光合速率和蒸腾速率,且在冬小麦生长后期推迟拔节水灌溉显著提高了宽幅精播麦田的WUEL,有利于实现宽幅精播麦田的节水高产;产量构成因素中,推迟拔节水灌溉对两种种植模式的千粒重均没有显著影响,但推迟拔节水灌溉显著提高了宽幅精播麦田的穗粒数和籽粒产量。统筹考虑冬小麦的WUEL和籽粒产量,推迟拔节水灌溉对宽幅精播麦田实现节水高产具有一定的现实意义。     

灌水对小麦旗叶光合功能衰退的影响

利用田间小区试验研究了不同灌水对冬小麦旗叶光合功能衰退的影响。研究表明：小麦旗叶光合衰退初期引起光合下降的原因主要是气孔限制,后期则为非气孔限制。灌水可提高旗叶光合速率,并使由气孔限制非气孔转变的时间推后,同时,还可增加叶绿素含量,增强根活力,使小麦旗叶光合功能持续期延长,过量灌水改善旗叶光合速衰的效果主要表现在后期,对产量提高的意义并不大。