钾肥对灌桨期冬小麦群体内叶片光合特性的影响

通过在连续6年施钾与不施钾处理的试验区内,对冬小麦(Triticum aestivum)灌浆期群体内旗叶叶片光合特性的研究表明,施用钾肥时,最大净光合速率(Pmax)增加,光饱和点(LSP)和光补偿点(LcP)提高,表观量子效率(α)降低,表观暗呼吸速率(Rd)略有上升;施钾与不施钾处理的净光合速率(Pn)日变化,晴天和阴天均呈单峰曲线,晴天午前与午后及阴天各时刻的瞬间净光合速率(Pn)下降的主要原因是“气孔因素”,而晴天中午前后则更主要是由于“非气孔因素”作用。     

水分胁迫对冬小麦光合特性及产量的影响

对不同水分条件下小麦叶片叶绿素含量、叶绿素荧光参数及光合速率的变化进行了研究．结果表明,随着胁迫的加剧．其叶绿素含量降低,且叶绿素a的含量下降比叶绿素b的含量要快。住不同水分条件下,叶片叶绿素含量及光合速率随生育进程的变化趋势基本一致．拔节期到抽穗期迅速上升,灌浆期后迅速下降,且叶绿素含量与光合速率呈显著的正相关。在水分胁迫下旗叶的T12值减少．旗叶光系统Ⅱ(PSⅡ)原初光能转化效率(Fv／Fm)和潜在活性(Fv／Fo)降低．胁迫程度越大其值降低幅度越大,轻度胁迫与对照相比其值降低幅度小。而重度胁迫其值急剧下降,这些值的降低,导致了光合作用的潜在活力降低,影响了光合电子的传递和CO2同化的正常进行,最终导致产量降低。     

臭氧胁迫对冬小麦灌浆期光合日变化的影响

利用开顶式气室(OTC)开展了大田实验条件下地表臭氧浓度增加对灌浆期冬小麦光合日变化影响的实验研究.结果表明:13:00-15:00大田环境变量(光合有效辐射、温度、水气压差)对冬小麦光合作用产生了胁迫;与对照组相比,100和150 nl·L-1臭氧熏气下净光合速率平均下降了6.3%和11.1%(P＜O.05);100 nl·L-1臭氧熏气下气孔限制值、蒸腾速率、气孔导度、水分利用率变化趋势与对照组基本一致,但在150 nl·L-1臭氧熏气下,11:00之前蒸腾速率和气孔导度均显著增加,水分利用率显著下降,13:00-15:00,水分利用率显著增高;在无环境胁迫条件下,100和150 nl·L-1臭氧熏气分别对冬小麦光合作用产生了气孔限制和非气孔限制,导致光合速率下降.环境变量胁迫下,100和150nl·L-1臭氧熏气均显著提高了冬小麦的水分利用率,且150 nl·L-1臭氧熏气显著提高了进入气孔用于光合作用的二氧化碳比例.     

水分和氮素运筹对冬小麦生育后期光合特性及产量的影响

在大田条件下,进行了不同水分和氮素运筹对冬小麦生育后期光合特性及产量影响的研究。结果表明：适当增施氮素有利于提高旗叶的叶绿素含量(Chl)、PSⅡ潜在活性(Fv／Fo)及PSⅡ光化学的最大效率(Fv／Fm),而减少荧光非光化学猝灭系数(qN),从而提高光合速率(Pn)和产量。但水分不足或过多,均会影响氮素对光合性能的改善,进而影响水分及氮素的效率和产量的形成。     

移植和钾肥对降香黄檀光合特性与叶绿素含量的影响

以降香黄檀(Dalbergia odorifera T. Chen)为材料,分析不同移植方式和外施钾肥等培育措施对其光合参数和叶绿素(Chl)含量的影响。结果显示,断根处理后植物的最大净光合速率(Pnmax)比去冠、全冠移、对照(CK)和去冠移4种处理方式分别提高了19.25%、34.79%、40.88%和219.86%。光合参数分析结果显示,光饱和点(LSP)最高的为去冠处理,光补偿点(LCP)最高的为断根处理。断根处理后植物的净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)最大。断根、去冠、全冠移3种处理的Chla、Chlb、Chl(a+b)含量及胡萝卜素均高于CK,且断根处理后上述各指标达到最高值。外施钾肥处理中,降香黄檀最大净光合速率随钾肥用量的增加而增加,K2处理下的LSP值最大。随着钾肥施用量的增加,植物叶片的Pn、气孔导度呈上升的趋势,且植株的Chla、Chlb和Chl(a+b)含量均随钾肥用量的增加而增加,CK处理下Chla/Chlb比值显著高于K1、K2处理。研究结果表明断根、去冠、施用钾肥等处理均可显著提升降香黄檀叶片的叶绿素含量,有利于植株进行光合作用,促进生长发育。     

氮磷肥配施对冬小麦灌浆期光合参数及产量的影响

在西北绿洲生态条件下, 实验设4个处理, 即165(N₁)和225 kg·hm^-2(N₂)2个氮素(纯氮)水平及105(P₁)和165 kg·hm^-2(P₂)2个磷素(P₂O₅)水平, 研究了氮磷肥配施对冬小麦(Triticum aestivum)品种临抗2号光合特性及产量的影响。结果表明, 低氮(165 kg·hm^-2)处理组的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)及蒸腾速率(T_r)日变化均呈双峰曲线, 有光合“午休”现象; 高氮(225 kg·hm^-2)处理可减弱甚至使光合“午休”现象消失; 高磷(165 kg·hm^-2)和低磷(105 kg·hm^-2)处理对光合特性的影响差异不显著。N₂P₂具有最高的群体叶面积指数(LAI)、群体光合速率(CAP)、穗粒数、亩穗数、千粒重及产量, 且与N₁P₁和N₁P₂的差异均达显著水平, 与N₂P₁则无显著差异。但N₂P₂水分利用效率(WUE)低于N₂P₁, 显著高于N₁P₁和N₁P₂ (N₁P₁高于N₁P₂, 但无显著差异)。氮肥对光合“午休”的影响大于磷肥, 二者互作效应差异不显著。该实验条件下, 当N、P分别为225和105 kg·hm^-2时有利于提高冬小麦的光合速率及产量。     

氮肥对半湿润区不同基因型冬小麦籽粒灌浆特性的影响

以9430、小偃6号和商188为供试材料,在年均降水量632 mm的黄土高原南部半湿润红油土上进行田间试验,研究不施氮和施氮条件下3种基因型冬小麦的灌浆特性.结果表明,遗传差异是控制小麦籽粒灌浆特征参数的主要因素,最大灌浆速率持续期、活跃灌浆期和达到最大灌浆速率的天数在不同基因型间存在显著差异;从基因型差异看,商188、小偃6号和9430的最大灌浆速率持续期分别为17.20、14.15和14.13 d,达到最大灌浆速率的天数分别为28.14、23.90和23.89 d,活跃灌浆期分别为29.00、26.40和26.88 d,商188显著大于9430和小偃6号,而小偃6号与9430间差异不显著.氮肥与基因间存在互作,但总体上氮肥对这些参数的影响相对较小.最大灌浆速率持续期、达到最大灌浆速率的天数、活跃灌浆期与千粒重呈极显著正相关关系,其相关系数分别为0.825、0.679和0.627(P<0.01),是影响粒重的关键因子.     

干热风天气对冬小麦生理的影响

通过开展干热风气象条件人工模拟,分别在冬小麦灌浆前期和中期进行重度、轻度及无干热风的平行对比试验。结果表明:干热风对冬小麦生理机能的危害为灌浆中期灌浆前期,重度干热风轻度干热风;灌浆中期重度干热风灾害后第2天,小麦旗叶净光合速率(Pn)降低了19.4%~36.6%,蒸腾速率(Tr)降低44.1%~58.0%,气孔导度(Co)降低24.3%~41.7%;其次为灌浆中期轻度干热风,上述各项指标分别减少9.7%~20.2%、28.2%~34.0%和19.9%~31.8%;小麦叶绿素含量(SPAD)和根系伤流量(Gn)也在灌浆中期重度灾害胁迫下降低程度最大,灌浆前期轻度干热风对小麦的胁迫作用不明显;灌浆前期遇干热风天气小麦净光合速率(Pn)和SPAD可在一定程度内修复,其他大部分时段受损的生理机能不可修复。在气孔导度Co0.1 mmol·m-2·s-1条件下,干热风灾害对Tr的胁迫程度大于Pn。     

施氮对半湿润农田生态系统不同冬小麦品种灌浆期物质转移的影响

在年均降水量632 mm的黄土高原南部半湿润红油土上,以NR9405、9430、偃师9号、小偃6号、陕229、西农2208、矮丰3号和商188为供试材料,进行大田试验,研究在不施氮和施氮(90 kg.hm-2)条件下不同品种冬小麦灌浆特性及物质转移效率。结果表明,冬小麦干物质生产及物质转移效率共同受品种和氮肥的影响。开花期老叶、茎鞘和成熟期茎鞘、籽粒干重间存在显著差异。施氮对开花期、成熟期地上部各部位干重均有明显的促进作用。各部位干物质转移量、转移效率和转移量对籽粒的贡献率既与品种有关,也与施氮有关;氮肥的影响又因品种不同而异。干物质转移量、转移效率和转移干物质对籽粒的贡献率在8个供试品种中,最高的是NR9405,最低的是偃师9号,除NR9405和西农2208籽粒中50%以上干物质来自于开花前贮存光合产物的再转移外,其余6个品种籽粒中50%以上的干物质来自于开花后新合成的同化产物。干物质转移量对籽粒的贡献率以穗轴+颖壳部位最低,且多数处理为负值,以茎秆为最大,叶片居中。从总体看,干物质转移量、干物质转移率和干物质转移量对粒重的贡献率在不同品种之间的差异大于施氮处理间的差异,施氮后降低了干物质向籽粒中的转移。     

玉米籽粒灌浆特性对播期的响应

以‘京科528’(JK528)和‘郑单958’(ZD958)为试验材料,设置早春播(4月10日播种)和春播(5月14日播种)2个播期处理,研究不同播期条件下玉米的籽粒灌浆特性.结果表明: JK528、ZD958在早春播条件下的最终百粒重和产量显著高于春播,增幅分别为6.8%和10.1%、17.8%和9.2%;籽粒最大灌浆速率(G_max)、平均灌浆速率(G_ave)表现为早春播高于春播,而籽粒活跃灌浆期(P)呈相反趋势;JK528百粒重和产量显著高于ZD958,其中JK528百粒重和产量较ZD958高7.4 g和1189.6 kg·hm^-2,增幅分别为21.6%和10.8%;P表现为ZD958大于JK528,而W_max、G_max、G_ave和T_max表现为JK528大于ZD958;同一播期,JK528在灌浆中期的平均灌浆速率高于后期,且高于ZD958.相关分析表明,籽粒干物质积累量与平均气温和积温间呈极显著正相关.可见,充分利用光热资源,提高灌浆速率,有利于获得较高粒重,从而提高玉米产量.JK528在灌浆前中期灌浆速率快的优势弥补了其灌浆活跃期略短的情况,进而在不同播期条件下均可获得较高的粒重.     

施钾时期对冬小麦旗叶光合特性和籽粒淀粉积累的影响

在相同施钾量的基础上。采用一次性基施,1／2基施、1／2于拔节期追施。研究施钾时期对小麦旗叶光合特性和籽粒淀粉积累的影响．结果表明。分期施钾比一次性施钾提高了小麦开花后旗叶的光合速率、旗叶中磷酸蔗糖合成酶(SPS)和籽粒中腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(ADPGPPase)的活性,提高了籽粒中蔗糖的供应强度和淀粉积累速率。增加了籽粒产量．研究还表明。两个施钾处理均提高了小麦叶片中蔗糖的合成能力和其在籽粒中转化为淀粉的能力,施钾提高产量的主要原因是施钾较好地协调了光合物质合成、运输与转化,即较好地协调了淀粉合成的源库关系．     

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.     

旱地冬小麦灌浆期冠层温度与产量和水分利用效率的关系

利用红外测温仪,于2005～2006年在甘肃陇东旱原研究了我国北方冬麦区域的23个小麦品种(系)灌浆不同时期冠层温度的差异及其与产量和水分利用效率的关系。结果表明,不同基因型小麦在籽粒灌浆结实期存在着冠层温度高度分异的现象,其分异程度随灌浆过程的进行明显加大,到灌浆中后期达到最大。无论灌浆初期还是中期或中后期,旱地冬小麦产量、水分利用效率与冠层温度均呈极显著的负相关(R2=0.445-0.812),并且随着灌浆期推移,相关性增大,灌浆中后期冠层温度每升高1℃,旱地冬小麦产量减少近280 kg hm-2,水分利用效率下降约0.6 kg hm-2mm-1。灌浆中期以后不同基因型小麦冠层温度保持较高的一致性,冠层温度偏低的品种具有较高的产量和水分利用效率。灌浆中后期的冠层温度在评价小麦产量和水分利用效率上具有较高的可靠性,可作为一个田间选择指标应用。     

施肥对小麦冠层温度的影响及其与生物学性状的关联

利用红外测温仪等研究了不同施肥处理对小麦冠层温度的影响。结果表明 :不同施肥处理可改变小麦基因型的冠层温度 ,对于同一基因型品种 ,养分胁迫越严重 ,冠层温度越高 ;籽粒灌浆期旗叶叶绿素含量、可溶性蛋白质含量、蒸腾速率、净光合速率及一些农艺性状与冠层温度呈显著负相关。这表明 ,优良的生物学性状和较低的冠层温度相联系 ,冠层温度的高低可能成为反映水、肥等栽培措施是否科学合理的便捷而较准确的指标     

Effects of different water availability at post-anthesis stage on grain nutrition and quality in strong-gluten winter wheat

Wheat (Triticum aestivum L.) is one of the most important agricultural crops worldwide. However, water is the most important limiting factor for wheat production. This study was initiated to test water stress environmental effects on grain quality and nutritional value of wheat by using single different water conditions at post-anthesis stage. Further analyses were conducted to examine variations in concentrations and compositions of the bioactive compounds and nutritions in strong-gluten winter wheat subjected to different levels of water deficit during grain filling. For the experiment on the response to different soil water conditions during post-anthesis stage, effects of soil water environment on protein content and composition in the grains were significant. Soil water conditions in this study greatly affected mineral contents in the grains of winter wheat, particularly with regard to the major minerals (P, K, Ca and Mg). Water deficit during grain filling can result in a decrease in lipid contents in wheat grains, which agrees well with experimental findings elsewhere. Concomitantly, a mild water deficit during grain filling would be beneficial to the grain filling and starch compositions, significantly improved bread-making quality. Therefore, it was concluded that good management of wheat field water at post-anthesis stage was helpful to improving grain quality and nutritions relevant to processing and human nutrition. To cite this article: C.-X. Zhao et al., C. R. Biologies 332 (2009).     

冬小麦三种粒重性状的遗传研究

采用Griffing方法Ⅰ,利用6×6完全双列杂交,对冬小麦单株粒重、单穗粒重和千粒重三个性状的配合力、基因效应及遗传组成进行了研究,结果表明这三种粒重性状的遗传同时受基因加性效应、非加性效应和母体效应的共同作用;千粒重、株粒重、穗粒重的狭义遗传力分别为72%、63%和45%,前两个性状以基因加性效应为主,后一性状基因加性、显性效应相当;细胞质作用对千粒重影响较小,株粒重和穗粒重则存在明显的核质互作.     

水肥空间组合对冬小麦光合特性及产量的影响

以肥熟土垫旱耕人为土为供试土壤,用分层土柱试验法研究了不同土层水分、氮、磷空间组合对冬小麦不同生育时期光合特性及籽粒产量的影响.结果表明:与0～90cm土层整体湿润相比,上干下湿(0～30cm土层干旱胁迫,30～90cm土层湿润)水分处理显著降低了小麦叶片叶绿素相对含量(SPAD)、净光合速率(Pn)和籽粒产量.2种水分条件下,氮磷配施处理对叶片SPAD、Pn和小麦籽粒产量的影响最为显著,其次是施磷处理,而施氮处理影响不显著.不同土层施氮在2种水分条件下各指标的变化趋势相同,均表现为0～90cm土层施氮小麦叶片SPAD、Pn及籽粒产量显著高于0～30、30～60和60～90cm土层施氮.不同土层施磷在2种水分条件下各指标的变化趋势也相同,表现为0～90cm土层施磷小麦叶片SPAD、Pn和籽粒产量与0～30cm土层施磷间差异不显著.不同土层氮磷配施在2种水分处理下表现不同:整体湿润条件下0～90cm土层施肥处理的小麦叶片SPAD、Pn及籽粒产量最高,与0～30cm土层差异不显著,但二者均显著高于30～60和60～90cm土层处理;上干下湿条件下各土层施肥处理间小麦叶片SPAD差异不显著,0～90cm土层施肥处理小麦叶片Pn和籽粒产量显著高于30～60cm土层施肥处理,30～60cm土层施肥处理显著高于60～90cm土层施肥处理和不施肥处理.表明在2种土壤水分条件下,氮磷配施时仍应施入0～30cm土层.     

追施氮肥时期对冬小麦旗叶叶绿素荧光特性的影响

在大田条件下,研究了不同追氮时期对小麦旗叶叶绿素荧光特性、光合速率及籽粒产量的影响.结果表明,拔节期追肥较起身期或挑旗期追肥,改善了小麦旗叶PSⅡ的活性(F_v/F_o)、光化学最大效率(F_v/F_m)、光化学猝灭系数(qP)、实际量子产量(ΦPSⅡ)及光合速率,降低了籽粒灌浆中前期非辐射能量耗散,有利于叶片所吸收的光能较充分地用于光合作用,提高了籽粒灌浆后期非辐射能量的耗散,减缓了叶片光抑制程度和衰老进程.拔节期追肥可显著增加穗粒数和千粒重,提高产量.     

施氮量对超高产冬小麦灌浆期旗叶光响应曲线的影响

为冬小麦超高产栽培的氮肥管理提供技术支撑,在大田条件下研究了施氮量对超高产冬小麦灌浆期旗叶光响应曲线的影响.采用开放式气路测定了小麦旗叶的净光合速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度、蒸腾速率等相关指标,并运用"米式方程"对旗叶净光合速率进行了模拟,计算了光响应曲线的特征参数.结果表明,在0～300kg/hm2施氮范围内,随着光照强度的增加,各处理的旗叶净光合速率、气孔导度、蒸腾速率均随之增加,而胞间二氧化碳浓度却随之降低,但是在375kg/hm2施氮水平下旗叶的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率的增加和胞间二氧化碳浓度的降低反而低于300kg/hm2施氮水平,表明合理的氮素水平对超高产小麦灌浆期旗叶的光响应曲线有明显的调节作用.在合理的施氮范围内,增施氮肥小麦旗叶在整个灌浆期内的最大净光合速率随之增加.在本试验条件下,超高产麦田的适宜施氮量为300kg/hm2.