渍水对冬小麦生长的危害及其生理效应

小麦受渍后叶片的光合和蒸腾速率迅速下降,而后则显微弱的回升趋势。渍害不仅削弱小麦光合产物的积累,并且改变光合产物在地上部分和根系中的分配比例;植株根／冠比下降,而黄叶的发展与根／冠比的变化呈显著负相关;渍害改变小麦的发育进程,尤其是后期渍害明显促使小麦早衰。认为清水使叶片光合速率降低、光合有效面积损失和衰老加速,从而危害小麦的生长。     

冬小麦根表面氧化还原活力的研究

证实了两个不同品种的冬小麦根系表面存在着氧化ＮＡＤＨ和还原Ｋ３Ｆｅ（ＣＮ）６的氧化的活力。还原铁氰化物活力在ＰＨ５．５到８．５范围内随着ＰＨ值升高而增大,温度在１５℃到４５℃范围内随温度升高还原活力增强,４５℃达最高值,５５℃时活力急剧下降。     

冬麦叶片的渗透调节能力与产量及抗旱性的关系

试验结果表明,在干旱胁迫下冬小麦从拔节到乳糖的五个生育期中,以孕穗期和灌浆期的渗透调节能力较强。五个生育期三个处理水平的总平均渗透调节能力为：秦麦３号〉昌乐５号〉山农５８７〉济南１３〉烟农１５〉鲁麦５号。六个冬小麦品种最终产量的高低与五个生育期及其平均渗透调节能力的强弱一致。最终产量相对值与渗透调节能力相关分析达极显著水平。叶片渗透调节能力的大小与其抗旱性强弱一致。     

冬小麦春化过程中低温诱导的与花芽分化相关的mRNA和蛋白质的合成

应用SDS电泳及高分辨双向电泳技术,分析了冬小麦经春化、脱春化及超期春化处理后茎类蛋白质组分的变化。发现52.5,38kD和16.2kD蛋白质与冬小麦开花诱导密切相关。mRNA体外翻译结果表明,春化作用中低温诱导与开花紧密相关的mRNA的出现有一定的顺序性。因此推测:春化诱导开花是低温导致某些特定基因表达的结果,而表达的调节主要发生在转录水平上。     

限水减氮对关中平原冬小麦氮素利用和氮素表观平衡的影响

研究限水减氮对冬小麦产量、氮素利用率和氮素表观平衡的影响,探讨限水减氮管理模式在关中平原冬小麦生产中的可行性,可为实现关中平原灌区冬小麦生产的稳产高效和环境友好发展提供科学依据。本研究于2017—2018和2018—2019年连续2年在陕西杨凌地区进行小麦田间裂区试验,灌水量为主处理,设置两个灌溉水平,1200 m³·hm^-2(常规灌溉,在越冬期和拔节期灌溉, W₂)和600 m³·hm^-2(限水灌溉,仅在越冬期灌溉, W₁);施氮量为副处理,设置4个施氮水平,300 kg·hm^-2(关中地区常规施氮量,N₃₀₀)、225 kg·hm^-2(减量施氮25%,N₂₂₅)、150 kg·hm^-2(减量施氮50%,N₁₅₀)和0 kg·hm^-2(不施氮,N₀),分析冬小麦产量、氮素利用效率、收获后土壤硝态氮积累量和氮素表观平衡。结果表明: 限水减氮能显著增加冬小麦植株和籽粒氮素含量,提升产量和氮素携出量,提高氮素利用效率、氮素收获指数、氮肥表观利用率和氮肥农学效率,减少硝态氮的淋失,降低氮素盈余量,维持氮素平衡。2017—2019年在W₁N₁₅₀处理基础上增加了灌溉量和施氮量,冬小麦产量和氮素携出量不会显著增加。2017—2018年和2018—2019年,与W₂N₃₀₀相比,W₁N₁₅₀同时期植株氮素含量分别提高0.1%～25.5%和14.0%～31.6%,籽粒氮素含量分别提高0.1%和4.6%。氮素利用效率、氮素收获指数、氮肥表观利用率和氮肥农学效率平均提高95.3%、4.2%、81.7%和33.0%,氮素盈余量分别减少97.2%和95.1%,有效减少了土壤硝态氮的淋失。综合各项指标,越冬期灌溉600 m³·hm^-2配合施氮量150 kg·hm^-2的限水减氮组合能够保证关中平原冬小麦高产、高效和环境友好发展。     

灌溉方法与施氮对土壤水分、硝态氮和小麦生长发育的调控效应

为探明玉米秸秆还田下小麦的合理灌溉与施肥方法,于田间研究了漫灌(FI)、微喷灌(SI)、滴灌(DI)和灌水施氮模式(N₁, 基施纯N 157.5 kg·hm^-2+拔节期施纯N 67.5 kg·hm^-2; N₂, 基施纯N 157.5 kg·hm^-2+拔节期施纯N 45.0 kg·hm^-2+灌浆期施N 22.5 kg·hm^-2)对土壤水分、硝态氮(NO₃^--N)含量和小麦生长发育的影响.结果表明: 灌溉方法和灌水施氮模式共同影响土壤含水量和贮水量的变化.其中,灌溉方法对越冬期和返青期0～60 cm、孕穗期和灌浆期0～160 cm、成熟期100～160 cm土层含水量影响相对较小,对越冬期和返青期80～160 cm、成熟期0～80 cm土层含水量影响大;FI对含水量和贮水量影响最大,DI次之,SI最小;SI和DI的灌水施氮模式中灌水量多,则土层含水量高、贮水量多,变化大.NO₃^--N含量受灌溉方法和施氮的影响,施氮对0～20 cm土层影响大,SI生育期NO₃^--N含量变化大,DI越冬期至孕穗期NO₃^--N含量变化小,此后变化大,FI与DI相反;生育前中期灌水量对NO₃^--N含量影响大,后期施氮对NO₃^--N含量影响大;SI和DI的2种灌水施氮模式中冬前灌水量多的NO₃^--N含量变化大.灌溉方法中SI越冬期总茎数和单株分蘖高,成穗率高,成穗数多,产量、水分利用效率(WUE)和氮素利用效率最高,滴灌次之,漫灌最低;SI和DI中N₁生育期总茎数、成穗数多,但穗粒数和千粒重低,产量、WUE和氮素利用效率低于N₂.因此,玉米秸秆还田后播种小麦,微喷灌代替漫灌生育期灌4水,施足基肥,拔节期和灌浆期分次追氮,是山西南部小麦-玉米一年两熟区小麦节水高产高效栽培模式.     

冬小麦粒叶比杂种优势及遗传效应分析

用9个冬小麦品种按5×4不完全双列杂交设计组配20个杂交组合,对小麦粒叶比的杂种优势和遗传效应进行分析。结果表明,小麦粒叶比表现出一定的杂种优势;一般配合力和特殊配合力方差均达极显著水平,说明亲本的粒叶比差异及杂交互作均对F1代产生遗传差异,该试验中石6021、农大99260080等的一般配合力较大,石6021×农大99260080、鲁麦14×济南17等组合的特殊配合力较大,产生了较强的杂种优势;粒叶比遗传符合加性-显性遗传模型,但以加性效应为主,其遗传决定度达87.65%,狭义遗传力为64.71%;在高粒叶比品种选育上应重视高粒叶比亲本筛选利用和杂交后代的早代选择。     

CO2浓度升高、增温和冬小麦种植对土壤酶活性的影响

研究农田土壤酶活性对CO₂浓度升高和增温的响应,可为气候变化背景下农田生态系统养分管理提供科学依据。本研究在人工模拟气候室进行盆栽控制试验,设置了4种气候情景,分别为对照(CK,CO₂浓度400 μmol·mol^-1+正常环境温度)、CO₂浓度升高(ECO₂,CO₂浓度800 μmol·mol^-1+正常环境温度)、增温(ET,CO₂浓度400 μmol·mol^-1+增温4 ℃)及CO₂浓度和温度均升高(ECO₂+T,CO₂浓度800 μmol·mol^-1+增温4 ℃),研究有、无冬小麦生长下β--葡萄糖苷酶(βG)、β-N-乙酰葡糖苷酶(NAG)、碱性磷酸单脂酶(ALP)和多酚氧化酶(PPO)4种土壤酶活性在冬小麦拔节期(JS)、开花期(AS)、灌浆期(FS)和成熟期(MS)对CO₂浓度升高和增温的响应。结果表明:无冬小麦生长下,ECO₂与CK间4种土壤酶活性差异不显著,而ET和ECO₂+T处理对4种土壤酶活性有显著抑制作用。有冬小麦生长条件下,与CK相比,ECO₂和ECO₂+T处理对4种土壤酶活性均无显著影响;ET处理对土壤ALP和PPO活性有显著影响;ECO₂+T与ET间4种土壤酶活性有显著差异,与ET相比,ECO₂+T处理的土壤βG活性在JS期显著增加,NAG活性在JS期显著降低,ALP活性在AS和FS期显著增加,PPO活性在JS期显著降低,而在AS期显著增加。CO₂浓度升高与增温的交互作用在有、无冬小麦生长下均对土壤NAG和ALP活性有显著影响;无冬小麦生长下,增温和试验时段的交互作用对4种土壤酶活性有显著影响,而在有冬小麦生长下,增温和生育期的交互作用仅对ALP和PPO活性有显著影响;CO₂浓度升高、增温与试验时段的交互作用在无冬小麦生长下对土壤βG、ALP和PPO活性有显著影响,而在有冬小麦生长下CO₂浓度升高、增温与生育期对土壤NAG、ALP和PPO活性有显著影响。冬小麦生长对土壤βG、NAG和ALP活性在前两个生育期(JS+AS期)表现为显著抑制作用,在后两个生育期(FS+MS期)表现为显著促进作用,对土壤PPO活性在全生育期均表现为显著抑制作用。总体上,CO₂浓度升高对冬小麦土壤酶活性的影响不显著,而CO₂浓度与温度均升高对冬小麦土壤酶活性的影响在不同生育期因土壤酶种类不同而不同;此外,有、无冬小麦条件下4种土壤酶活性对CO₂浓度升高与增温的交互作用响应程度不一。     

冬小麦原生质体培养的胚状体直接发生

冬小麦品种“京花一号”胚性愈伤组织在改良的N₆培养基(NBD培养基)上继代得到易碎型胚性愈伤组织,转入改良MS液体培养基(MSDL培养基)后得到胚性悬浮系,分离的原生质体在改良的MS培养基(MSDP培养基)上培养,再生细胞直接产生体细胞胚胎,并再生出完整植株。体细胞胚胎形成过程与小麦合子胚的形成过程十分相似。