穗分枝小麦选育过程中某些光合参数和籽粒品质的研究

李歪皋等将圆锥小麦的穗分枝特性导入普通小麦并选育出穗分枝小麦新品系分３３。通过对分３３和亲本及杂交后代的净光合速率,气孔导度、蒸腾速率和营养品质等测定,结果表明,分３３具有较高的净光合速率,有益于干物质的籽粒营养品质中等;过氧化物酶同工酶的分析表明,穗分枝小麦分３３既源于穗分枝型的基因,也保留普通小麦亲本的基因,具有抗倒状、抗病落黄好的特点。     

超大穗小麦籽粒灌浆特性研究

超大穗小麦是小麦超高产育种的宝贵资源,通过去穗处理,对不同类型的超大穗小麦灌浆特性进行了方程拟合及参数分析,结果表明：①百粒重的增重进程,在不同处理间无显著差异,不同品系间差异明显;②单株粒重的增重进程,在不同处理间、不同品系间都表现出显著差异,不同处理间更为突出;③对灌浆参数分析,超大穗小麦的最大灌浆速度与对照基本一致,但灌浆期显著的长,８６（３０６）达５０d,90(151)43d,而对照小偃６号、咸农１５１分别为４０d,35d。依次配合相应的栽培技术,可有效的发挥超大穗小麦产量潜力。     

小麦拔节期淹水对叶片光合特性的影响

为研究拔节期涝害对小麦叶片光合特性的影响, 以小麦品种烟农19 为试验材料, 采用盆栽试验, 于小麦拔节 期进行淹水(涝害)处理, 分析小麦叶片光合气体交换参数的变化。结果表明, 拔节期淹水6 d 后小麦叶片SPAD 值较对照显著下降。在淹水3–9 d 内, 随着小麦叶片净光合速率逐渐下降, 叶片气孔导度和胞间CO2 浓度亦显著下降, 说明烟农19 光合速率下降主要是叶片气孔限制引起的。而在淹水后期(9 d 之后), 净光合速率持续下降, 而叶片胞间CO2浓度却升高, 说明在涝害发生后期叶片光合速率下降主要由非气孔因素引起。在小麦拔节期涝害前期叶片光合速率下降主要是由叶片气孔限制引起的, 而在涝害发生后期叶片光合速率下降主要由非气孔因素引起。     

测墒补灌对小麦旗叶光合特性及酶活性的影响

以‘济麦20’为供试材料,通过田间试验,在拔节期和开花期设置土壤相对含水量为65%(W₆₅)、70%(W₇₀)和75%(W₇₅)的测墒补灌处理,以全生育期不灌溉为对照(CK),研究不同测墒补灌水平对旗叶光合特性及酶活性的影响.结果表明: W₇₀处理小麦旗叶净光合速率、蔗糖含量和磷酸蔗糖合成酶(SPS)活性在花后14～21 d均显著高于其他处理.成熟期W70处理干物质量与W₇₅处理无显著差异,但显著高于W₆₅处理和CK;W₇₀处理单茎质量显著高于其他处理.W₇₀处理超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性及可溶性蛋白含量在花后14～28 d显著高于其他处理,丙二醛含量在花后14～28 d显著低于CK和W₆₅处理,与W₇₅处理无显著差异.2012—2013年和2013—2014年W₇₀处理小麦籽粒产量分别为8941.4和9125.4 kg·hm^-2,与W₇₅处理无显著差异,显著高于W₆₅处理和CK;W₇₀处理水分利用效率显著高于其他处理.在本试验条件下,拔节期和开花期0
～140 cm土层平均土壤相对含水量均以70%为节水高产高效的最佳灌溉处理.     

宽幅播种下基本苗密度对小麦旗叶光合特性及叶片和根系衰老的影响

为明确宽幅精播条件下小麦高产高效的适宜基本苗密度,于2018—2019年和2019—2020年在山东兖州大田试验条件下设置4种基本苗密度处理:90×10⁴株·hm^-2(D₁)、180×10⁴株·hm^-2(D₂)、270×10⁴株·hm^-2(山东高产田常用基本苗密度,D₃)、360×10⁴株·hm^-2(D₄),研究基本苗密度对小麦光合特性、衰老特性以及籽粒产量和水分利用效率的影响。结果表明: 与D₁、D₄处理相比,D₂处理显著改善了灌浆期间小麦旗叶光合特性,提高了旗叶和根系超氧化物歧化酶(SOD)活性、可溶性蛋白质含量,降低了旗叶和根系丙二醛(MDA)含量,延缓了旗叶和根系衰老;与D₁、D₃、D₄处理相比,D₂处理显著提高了0~40 cm土层小麦根长、根表面积和根体积。2018—2019年和2019—2020年,与D₁、D₃、D₄处理相比,D₂处理的籽粒产量分别提高11.8%、2.5%、6.4%和22.7%、5.7%、17.1%,水分利用效率分别提高9.2%、8.8%、14.2%和21.1%、6.2%、21.5%。综上,基本苗密度为180×10⁴ 株·hm^-2的D₂处理通过提高小麦灌浆期旗叶光合特性,改善小麦根系形态,延缓了植株衰老,籽粒产量和水分利用效率最高,是山东宽幅播种高产麦田的最优处理。     

光强度对小麦幼苗光合特性的影响

研究了在两种不同光强下水培5－7天的小麦（Triticum aestivum)“农大139”幼苗的光合特性,观察到生长期间的不同光强度对麦幼苗的光合膜一些成分和光合特性有明显影响,单位叶面积或单位鲜重中的Chl含量,Chl a/b比值,单位鲜重中的Car含量,以及光合膜中CPIa和CPI的含量,在低光强（2×10^3lx)下生长的幼苗都低,而光合膜中的LHCP的含量则高于在高光强（2×10^4lx)下生长的小麦幼苗,荧光诱导动力学测定结果表明,在高光强下生长的小麦其光合单位较小,而PSII活性和PSII原初光能转化效率都较高,同时,它们的叶绿体的PSII,PSI和全链电子传递速率也较高。     

土壤水分对不同专用小麦后期光合特性及产量的影响

采用盆栽方法,研究了土壤水分对专用小麦生育后期光合特性及产量的影响.结果表明,强筋小麦豫麦34旗叶叶绿素计读数(SPAD值)、PSⅡ活性(Fv/Fo)和PSⅡ最大光能转换效率(Fv/Fm)在土壤相对含水量60%(FC)的条件下最高,光化学猝灭系数(qP)、非光化学猝灭系数(qN)、有效电子传递速率(ETR)和传递的量子产率(Φ2)在80%FC下最高;高产小麦豫麦49旗叶SPAD值、qP、qN、ETR均以80%FC下最高,Fv/Fo、Fv/Fm和φ2受土壤水分影响不大;弱筋小麦豫麦0,除qN在80%FC下最低外,其余光合特性参数均以80%FC的条件下最高.豫麦34产量和蛋白质含量均以60%FC最高,且产量达极显著差异;豫麦49和豫麦0籽粒蛋白质含量以40%FC最高,籽粒产量以80%FC最高,且豫麦49产质差异均达显著水平,而豫麦0的产量差异达极显著水平.     

籽粒蛋白质含量不同的小麦品种间光合速率的比较

用15个蛋白质含量和产量均有较大差异的小麦品种为试材,分别测定了以CO2同化速率和光合放氧速率为指标的光合作用状况,相关分析表明,苗期以CO2同化速率表示的光合速率与籽粒蛋白质含量之间呈极显著负相关关系（r=-0.75),与籽粒产量则达彬显著正相关关系（r=0.849）,以光合放氧速率表示的光合速率与籽粒蛋白质含量之间呈显著正相关（r=0.515),而与产量无相关关系（r=0.415)（图1）,用CO2同化速率和光合放氧速率对品种所作的聚类分析表明,15个品种被明显分为两个大类,一是光合放氧速率较高而CO2同化速率较低,另一类则相反（图2）,蛋白质含量高的品种其CO2同化速率较蛋白质含量低的品种低,但光合放氧速率却不低,甚至高于蛋白质含量低的品种,籽粒形成期间,蛋白质含量高的品种光合CO2同化速率和光合放氧速率下降幅度相对较小,后期衰老较慢,可能与其体内较高的氮素含量和较强的硝酸还原酶活性有关。     

土壤水分对不同专用小麦后期光合特性及产量的影响

采用盆栽方法,研究了土壤水分对专用小麦生育后期光合特性及产量的影响.结果表明,强筋小麦豫麦34旗叶叶绿素计读数(SPAD值)、PSⅡ活性(Fv/Fo)和PSⅡ最大光能转换效率(Fv/Fm)在土壤相对含水量60%(FC)的条件下最高,光化学猝灭系数(qP)、非光化学猝灭系数(qN)、有效电子传递速率(ETR)和传递的量子产率(Φ2)在80%FC下最高;高产小麦豫麦49旗叶SPAD值、qP、qN、ETR均以80%FC下最高,Fv/Fo、Fv/Fm和φ2受土壤水分影响不大;弱筋小麦豫麦0,除qN在80%FC下最低外,其余光合特性参数均以80%FC的条件下最高.豫麦34产量和蛋白质含量均以60%FC最高,且产量达极显著差异;豫麦49和豫麦0籽粒蛋白质含量以40%FC最高,籽粒产量以80%FC最高,且豫麦49产质差异均达显著水平,而豫麦0的产量差异达极显著水平.     

除草剂对冬小麦光合特性、籽粒产量及品质的调控效应

通过田间试验研究了4种除草剂(2,4-D丁酯、‘巨星’、‘世玛’和‘骠马’)对2个小麦品种(‘临优145’和‘临汾138’)光合特性、籽粒产量和品质的影响。结果表明:2,4-D丁酯使小麦灌浆期间旗叶的叶绿素相对含量(SPAD值)和净光合速率(Pn)一直较低,千粒重和籽粒产量显著低于对照;‘巨星’使灌浆前期的SPAD值和Pn较高而中后期快速下降,灌浆持续时间缩短,产量与对照相近;‘世玛’使灌浆前中期SPAD值和Pn较低但后期下降缓慢,灌浆持续时间延长,千粒重和籽粒产量显著高于对照和其它处理;‘骠马’对光合特性和产量影响较小。2,4-D丁酯和‘骠马’使籽粒的蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值、吸水率、评价值显著或极显著提高,稳定时间延长,而形成时间与对照相近;‘巨星’和‘世玛’处理的品质指标大多低于或接近对照。研究发现,除草剂通过调控小麦旗叶光合特性和灌浆进程来影响其千粒重和籽粒产量,且除草剂和品种间存在差异;2,4-D丁酯虽能明显改善小麦品质但却显著降低籽粒产量,‘骠马’使小麦品质特性改善的同时也使籽粒产量有所提高,‘世玛’虽能显著提高籽粒产量却使品质特性变差。     

长期耕作方式对小麦光合特性和产量的影响

以济麦22为供试材料,在大田条件下,9年定位设置旋耕(R)、翻耕(P)、间隔2年深松+条旋耕(SRS)、间隔2年深松+旋耕(RS)4种耕作方式,在2014—2015年和2015—2016年小麦生长季研究不同耕作方式对小麦旗叶光合特性、干物质积累与分配和产量的影响.结果表明: SRS处理小麦旗叶净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)和气孔导度(g_s)在开花后21～35 d均显著高于其他处理.灌浆期SRS处理平均冠层光合有效辐射(PAR)截获率显著高于RS和P处理,R处理最低.成熟期SRS处理干物质积累量、开花后干物质向籽粒的分配量和对籽粒的贡献率最高,均显著高于其他处理.SRS处理小麦籽粒产量和水分利用效率均显著高于其他处理;总耗水量与RS处理无显著差异,显著高于P和R处理.在本试验条件下,间隔2年深松+条旋耕的耕作方式是节水高产高效的最佳耕作处理.     

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.     

烯效唑浸种对玉米苗期某些光合特性的影响

经烯效唑浸种后的玉米苗期叶片变厚,比叶重增加,叶片叶绿素含量和叶绿素a/b比值增加,PEP羧化酶活性增强,净光合速率提高;以40mg·kg-1烯效唑浸种的效果最好.     

外源褪黑素对小麦幼苗生理及光合荧光特性的影响

为探讨不同浓度外源褪黑素对小麦幼苗生理及光合荧光特性的影响，该研究以良星99为供试材料，测定不同浓度褪黑素处理下小麦幼苗生长形态、光合及荧光参数以及抗氧化酶活性等关键指标。结果表明：(1)0.1μmol·L^-1的褪黑素处理显著提高了小麦植株的光合能力，叶绿素Chl a、Chl b和Chl (a+b)以及叶绿素荧光参数调节性能量耗散的量子产额Y(NPQ)、表观光合传递速率(ETR)和非光化学淬灭(NPQ)均在褪黑素浓度为0.1μmol·L^-1时达到增加最大值；PSⅡ最大光合效率(Fv/Fm)、最大光能转化潜力(Fv/Fo)随褪黑素浓度升高逐渐降低；光化学淬灭(qL)随褪黑素浓度增加先下降后上升。(2)与CK(0μmol·L^-1)相比，低浓度褪黑素显著降低小麦根和叶中过氧化物酶(POD)及小麦叶中过氧化氢酶(CAT)的活性，高浓度褪黑素处理显著增加小麦POD的活性；小麦根中丙二醛(MDA)含量随褪黑素浓度的增加先下降后上升。综上表明，适量褪黑素处理可促进小麦的生长，使小麦光合能力维持在较高水平，并通过POD和CAT调节不同褪...     

阶段性干旱及复水对小麦光合特性和产量的影响

在田间人工遮雨条件下,研究了持续、缓慢的干旱胁迫及复水对小麦旗叶光合特性及产量的影响.结果表明:返青至成熟期充分供水(S0)的小麦旗叶叶绿素含量、叶绿素荧光参数、光合参数和产量较高;返青至成熟期(S3)或开花至成熟期(S2)遭受干旱胁迫的小麦上述光合特征参数与产量显著下降;开花至成熟期复水(S1)的小麦其上述光合参数与S0相比表现出超补偿效应,但产量略低于S0;S1、S2与S3水分利用效率分别为S0的143.2％、86.5％和97.3％;由此得出0～ 40 cm土层平均土壤相对含水量在返青至开花期保持在55％±5％,开花至灌浆期保持在70％±5％,可在获取一定产量的同时高效节水;由于水分和密度在产量表现上存在互作,得出0 ～ 40 cm土层平均土壤相对含水量在返青至开花期保持在55％ ±5％,开花至灌浆期保持在70％ ±5％,并采取675株·m-2的密度是该地区最佳的水分密度组合.     

对流层臭氧浓度升高对植物光合特性影响的研究进展

作为重要的空气污染物之一,对流层臭氧浓度平均以每年2%的速率递增.高浓度臭氧可抑制植物的生长发育,影响生物量和产量的形成,且响应程度随O3设置浓度、试验平台和品种的不同而异.光合作用作为植物最基本的生理过程,同时也是对O3最敏感的生理过程之一.从植物损伤症状、光合作用的光反应、暗反应等方面概括了高浓度臭氧对植物光合特性影响的研究进展,为阐述O3损伤机理、耐性品种的选育提供理论依据.     

不同小麦品种耗水特性和籽粒产量的差异

在田间试验条件下,采用10个小麦品种,设全生育期不灌水(W0)、灌底墒水+拔节水(W1)、灌底墒水+拔节水+开花水(W2)3个处理,每次灌水量60 mm,研究不同小麦品种不同生育阶段的耗水特点和籽粒产量的差异.结果表明:以W0、W1和W2处理的小麦籽粒产量和水分利用效率(WUE)2因子为指标进行聚类分析,可将10个品种分为3组:高产高水分利用效率组(组Ⅰ)、高产中水分利用效率组(组Ⅱ)和中产低水分利用效率组(组Ⅲ).在W0处理下,组Ⅰ小麦品种的总耗水量、开花至成熟期的耗水量和耗水模系数均低于组Ⅱ和组Ⅲ,籽粒产量最高;在W1处理下,组Ⅰ小麦品种拔节至开花期的耗水量和耗水模系数均低于组Ⅱ和组Ⅲ,开花至成熟期的耗水量和耗水模系数在组Ⅰ、组Ⅱ和组Ⅲ间无显著差异;在W2处理下,组Ⅰ小麦品种的土壤供水量、拔节至开花期的耗水量和耗水模系数均低于组Ⅱ和组Ⅲ,开花至成熟期的耗水量和耗水模系数为组Ⅰ和组Ⅲ低于组Ⅱ.表明组Ⅰ高产高水分利用效率品种为最适宜品种,而底墒水和拔节水各灌60 mm的W1处理是兼顾高产与节水的最佳处理.