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施氮对小麦根-冠及土壤碳氮特征的影响

麦类作物学报 2022年第4期42卷 451-456页

作者：王丽芳刘世洁康娟马耕王晨阳河南农业大学农学院/省部共建小麦玉米作物学国家重点实验室河南郑州450046

为解决小麦主产区土壤肥力下降、氮肥投入过量问题,在长期定位施氮试验基础上,研究了4个施氮水平(0、180、240和300 kg·hm^(-2))下小麦根-冠生物量、碳氮含量以及麦田土壤碳氮含量、碳氮储量特征。结果表明,与不施氮处理相比,施氮可显... 详细信息

为解决小麦主产区土壤肥力下降、氮肥投入过量问题,在长期定位施氮试验基础上,研究了4个施氮水平(0、180、240和300 kg·hm^(-2))下小麦根-冠生物量、碳氮含量以及麦田土壤碳氮含量、碳氮储量特征。结果表明,与不施氮处理相比,施氮可显著增加小麦的根-冠生物量和全氮含量,对根-冠有机碳含量影响不显著,但降低根-冠碳氮比;在180、240和300 kg·hm^(-2)三个施氮处理间,根-冠生物量、碳氮比及地上部氮含量均差异不显著,而根系氮含量则随施氮水平提高呈上升趋势。施氮对土壤有机碳含量和储量影响微弱,对20~40和40~60 cm土层的土壤氮含量和储量影响显著,且分别表现为随施氮水平的提高呈先降后升和先升后降趋势;从0~60 cm土层土壤碳氮含量平均值和总储量看,施氮效应不明显。由此可见,在本试验条件下,长期施氮可促进小麦生长和氮素营养供应,但对土壤碳氮含量和储量影响较小。

关键词：氮肥有机碳全氮根-冠冬小麦土壤

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外源硝态氮对高铵胁迫下小麦幼苗生长的影响

麦类作物学报 2019年第12期39卷 1477-1485页

作者：刘扬孙淑珍雷康琦田中伟戴廷波南京农业大学农学院/农业部作物生理生态与生产管理重点实验室/江苏省现代作物生产协同创新中心江苏南京210095 石河子大学农学院新疆石河子832000

为明确外源硝态氮对高铵胁迫下小麦幼苗生长的影响及其生化机理,采用温室水培的方式,以豫麦49(耐高铵品种)和鲁麦15(高铵敏感型品种)为材料,研究了外源硝态氮对高铵胁迫下小麦幼苗形态、激素含量和抗氧化系统的影响。结果表明,高铵胁迫... 详细信息

为明确外源硝态氮对高铵胁迫下小麦幼苗生长的影响及其生化机理,采用温室水培的方式,以豫麦49(耐高铵品种)和鲁麦15(高铵敏感型品种)为材料,研究了外源硝态氮对高铵胁迫下小麦幼苗形态、激素含量和抗氧化系统的影响。结果表明,高铵胁迫条件下,外源硝态氮显著增加两个小麦品种株高、根长、干重,其中鲁麦15的地上部干重增加量高于豫麦49,而根系干重增加量则表现为豫麦49高于鲁麦15。高铵胁迫下,两个小麦品种植株的IAA、CTK含量、IAA/CTK显著低于对照;外源硝态氮处理5 d后,豫麦49地上部和根系IAA含量、根系CTK含量显著增加,恢复至对照水平;鲁麦15植株虽亦表现显著增加,但仍低于对照。另外,外源硝态氮对高铵胁迫下两个小麦品种地上部和根系的O2-·释放速率、SOD和POD活性及MDA含量没有显著影响。综上,外源硝态氮缓解小麦幼苗生长高铵胁迫的原因可能是通过增加IAA和CTK合成和转运,影响IAA和CTK之间的平衡,进而达到缓解效果。品种间比较,耐铵型品种豫麦49缓解作用可能源于对地上部和根系IAA含量以及根系CTK含量的协同调控;而高铵敏感型品种鲁麦15的缓解作用可能主要源于对地上部IAA含量的调控。

关键词：小麦外源硝态氮幼苗激素抗氧化系统

小麦氮素高效利用基因型的农艺性状及生理特性

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麦类作物学报 2016年第10期36卷 1315-1322页

作者：张旭田中伟胡金玲修明姜东戴廷波南京农业大学农学院/农业部作物生理生态与生产管理重点实验室/江苏省现代作物生产协同创新中心江苏南京210095

为给小麦氮高效型品种选育和栽培调控提供理论依据,采用大田试验,以14份小麦品种为材料,研究了不同氮效率品种的农艺性状及生理特性的差异。结果表明,不同小麦品种间产量和氮素利用效率具有显著差异。基于氮肥吸收效率和氮肥农学效率将... 详细信息

为给小麦氮高效型品种选育和栽培调控提供理论依据,采用大田试验,以14份小麦品种为材料,研究了不同氮效率品种的农艺性状及生理特性的差异。结果表明,不同小麦品种间产量和氮素利用效率具有显著差异。基于氮肥吸收效率和氮肥农学效率将参试材料分为氮高效型、中效型和低效型。与氮中效型和低效型品种相比,氮高效型品种具有较高的产量、干物质和氮素积累量;在农艺性状上,氮高效型品种具有较高的粒重、收获指数(HI)、叶面积指数(LAI)和开花期旗叶面积;在生理上,氮高效型品种开花期旗叶的叶绿素含量、氮含量、净光合速率、硝酸还原酶活性和谷氨酰胺合成酶活性较高,而成熟期旗叶氮含量较低。聚类分析表明,淮麦30、徐麦32、矮抗58和扬麦16为氮高效型品种。经相关分析,小麦粒重、HI、LAI和开花期旗叶的面积、叶绿素含量、氮含量与氮效率呈显著正相关,小麦成熟期旗叶氮含量与氮效率呈显著负相关,这些指标可作为氮高效型小麦品种筛选的依据。

关键词：小麦氮高效基因型产量农艺性状生理特性

稻秸还田下播种密度与氮肥运筹对小麦产量及氮素利用效率的影响

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麦类作物学报 2016年第10期36卷 1377-1385页

作者：修明谷世禄田中伟祝庆蔡剑姜东戴廷波南京农业大学农学院/农业部作物生理生态与生产管理重点实验室/江苏省现代作物生产协同创新中心江苏南京210095

为明确秸秆还田条件下稻茬小麦高产高效栽培的适宜播种密度和氮肥运筹方式,采用大田试验,以济麦22号为材料,研究了稻秸还田下不同播种密度(播量120kg·hm-2、180kg·hm-2)、施氮量(180、225和270kg N·hm-2)及氮肥基追比(基肥∶拔节肥... 详细信息

为明确秸秆还田条件下稻茬小麦高产高效栽培的适宜播种密度和氮肥运筹方式,采用大田试验,以济麦22号为材料,研究了稻秸还田下不同播种密度(播量120kg·hm-2、180kg·hm-2)、施氮量(180、225和270kg N·hm-2)及氮肥基追比(基肥∶拔节肥∶孕穗肥为6∶3∶1、5∶3∶2和4∶3∶3)对小麦产量和氮素利用效率的影响。结果表明,在施氮量180kg·hm-2(低氮)和225kg·hm-2(适氮)下,提高播种密度显著提高了小麦叶面积指数、开花期旗叶光合速率、花后干物质积累量和籽粒产量;而在施氮量270kg·hm-2(高氮)下,提高播种密度显著降低了小麦生育后期叶面积指数、开花期旗叶光合速率、花后干物质积累量和籽粒产量。提高播种密度、降低施氮量均降低了土壤中无机氮的盈余量,氮肥吸收效率和氮肥农学效率显著提高。产量、氮肥吸收效率及氮肥农学效率均在氮肥基追比为基肥∶拔节肥∶孕穗肥=6∶3∶1时最大。因此,稻秸还田条件下提高小麦播种密度、适当降低施氮量并提高基肥比例,可以实现小麦产量和氮素利用效率的同步提高。

关键词：小麦稻秸还田播种密度施氮量氮肥基追比产量氮素利用效率

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不同小麦品种对干旱锻炼响应的综合评价

麦类作物学报 2018年第1期38卷 65-73页

作者：李同花王笑蔡剑周琴戴廷波姜东南京农业大学农学院/农业部作物生理生态与生产管理重点实验室/江苏省现代作物生产协同创新中心江苏南京210095

为明确不同小麦品种对干旱锻炼响应的差异,采用PEG6000模拟干旱胁迫,选取江苏、山东、河南、河北等地大面积种植的110个小麦品种进行水培试验,分析了不同小麦品种叶片相对含水量、叶面积、地上部干鲜重、根干鲜重、植株干物质积累量、... 详细信息

为明确不同小麦品种对干旱锻炼响应的差异,采用PEG6000模拟干旱胁迫,选取江苏、山东、河南、河北等地大面积种植的110个小麦品种进行水培试验,分析了不同小麦品种叶片相对含水量、叶面积、地上部干鲜重、根干鲜重、植株干物质积累量、根系形态、脯氨酸含量、可溶性总糖含量和蔗糖含量等14个指标的锻炼系数,通过主成分分析、聚类分析方法对这些品种的锻炼响应进行综合评价。结果表明,干旱胁迫下经锻炼处理的植株各指标总体均值大于未经锻炼处理的植株。小麦不同指标的锻炼系数存在差异,其中,可溶性糖、脯氨酸等渗透物质含量的锻炼系数较大。采用主成分分析将14个形态及生理指标综合成4个相互独立的综合指标,其累计贡献率为77.178%;根据主成分综合得分评价值进行系统聚类,可将110个小麦品种分为锻炼敏感型和锻炼不敏感型两大类,前者包括扬麦158、晋麦33、济麦22、豫麦47、洛旱11等81个品种;后者包括淮麦20、淮麦28、泗水38、苏麦188等29个品种。

关键词：小麦干旱锻炼锻炼系数主成分分析

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大麦PHT1基因家族的鉴定及表达特性分析

麦类作物学报 2023年第2期43卷 141-149页

作者：张康康陆雯佳宋美妮马增科陆浩张艺凡李存炯姚立蓉孟亚雄王化俊汪军成省部共建干旱生境作物学国家重点实验室/甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室/甘肃农业大学农学院甘肃兰州730070

植物磷转运蛋白1(phosphase transporter protein 1,PHT1)家族在植物磷吸收和转运中发挥着重要作用。为研究大麦PHT1基因家族成员的特性,利用生物信息学方法在全基因组范围内对大麦PHT1家族成员进行鉴定,结果共鉴定到14个大麦PHT1(HvPT1... 详细信息

植物磷转运蛋白1(phosphase transporter protein 1,PHT1)家族在植物磷吸收和转运中发挥着重要作用。为研究大麦PHT1基因家族成员的特性,利用生物信息学方法在全基因组范围内对大麦PHT1家族成员进行鉴定,结果共鉴定到14个大麦PHT1(HvPT1~HvPT14)基因,分布在2H、4H、5H和7H染色体上。根据系统发育关系、基因结构和保守蛋白基序,可将14个大麦PHT1基因分为3个亚群。基于RNA-seq数据对大麦品种GN121(磷高效基因型)根和叶片中12个PHT1基因的表达模式进行分析,发现在低磷胁迫处理下,根中HvPT1、HvPT7、HvPT10和HvPT12基因以及叶片中HvPT13基因均上调表达。进一步利用荧光定量PCR技术对大麦品种GN121和GN42(磷低效基因型)根中10个PHT1基因的表达模式进行分析,发现两个品种根中HvPT7、HvPT8、HvPT10、HvPT12和HvPT14基因在磷恢复后第3 d的表达量均显著低于低磷处理第22 d的表达量,推测这5个基因在低磷胁迫下参与磷的吸收和转运;此外HvPT5基因在磷恢复后第3 d的GN42根中表达量显著下降,而在GN121根中的表达量显著上升,说明HvPT5基因的表达与品种类型有关。

关键词：大麦 PHT1基因家族磷胁迫表达分析

渍前和渍后喷施外源调节物质对花期渍水小麦生长和产量减损效应的差异

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麦类作物学报 2023年第5期43卷 623-631页

作者：谢凯赵辰颖宋韵琳周琴蔡剑王笑姜东南京农业大学农学院/农业农村部作物生理生态与生产管理重点实验室江苏南京210095

为明确渍前和渍后施用外源物对长江中下游地区渍水小麦生长和产量减损效应的差异,以当地主栽品种扬辐麦4号为供试材料,对渍前和渍后喷施外源调节物质(DDTC、GA、肥料元素和复配外源物)后花期渍水胁迫下小麦光合与叶绿素荧光特性、干物... 详细信息

为明确渍前和渍后施用外源物对长江中下游地区渍水小麦生长和产量减损效应的差异,以当地主栽品种扬辐麦4号为供试材料,对渍前和渍后喷施外源调节物质(DDTC、GA、肥料元素和复配外源物)后花期渍水胁迫下小麦光合与叶绿素荧光特性、干物质积累与转运及籽粒产量进行了比较分析。结果表明,花期渍水胁迫后小麦光合性能减弱,光能利用和电子传递受阻,花后光合同化物积累减少,籽粒灌浆速率降低,粒重和产量下降。渍前和渍后喷施外源调节物质均可提高花期渍水小麦的叶片光合性能,增强叶片光能利用和电子传递能力,促进籽粒中花后光合同化物积累,提升籽粒灌浆速率以及粒重,从而增加籽粒产量。与渍后喷施相比,渍前喷施外源物能够有效提高花期渍水小麦的叶片光合速率、光化学效率和叶绿素含量以及降低热耗散;渍前喷施外源物能够有效促进花期渍水小麦的花后光合同化物积累,降低花前营养器官贮藏物转运;渍前喷施外源物能够有效提升花期渍水小麦的籽粒灌浆速率,促进粒重和籽粒产量增加。综上所述,与渍后喷施相比,渍前喷施外源调节物质能够有效提升花期渍水小麦光合性能,促进干物质积累与转运以及降低籽粒产量损失,从而减少渍水胁迫对小麦生长和产量的不利影响,其中以渍前喷施复配外源物效果最佳。

关键词：小麦生长产量渍前和渍后喷施外源调节物质

苗期外源脱落酸和茉莉酸缓减小麦花后干旱胁迫的效应及其生理机制

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麦类作物学报 2018年第2期38卷 221-229页

作者：谢静静王笑蔡剑周琴戴廷波姜东南京农业大学农学院/农业部作物生理生态与生产管理重点实验室/江苏省现代作物生产协同创新中心江苏南京210095

为探究生育前期喷施脱落酸(ABA)和茉莉酸(JA)对小麦花后干旱胁迫的缓减效应,在盆栽试验条件下,测定和分析了苗期喷施ABA和JA后花后干旱胁迫下小麦籽粒产量及部分生理指标的变化。结果表明,花后干旱胁迫显著降低小麦穗粒数、千粒重和产... 详细信息

为探究生育前期喷施脱落酸(ABA)和茉莉酸(JA)对小麦花后干旱胁迫的缓减效应,在盆栽试验条件下,测定和分析了苗期喷施ABA和JA后花后干旱胁迫下小麦籽粒产量及部分生理指标的变化。结果表明,花后干旱胁迫显著降低小麦穗粒数、千粒重和产量。干旱胁迫下,喷施ABA和JA可显著提高植株内源ABA和JA含量、旗叶光合速率和PSⅡ的最大光化学效率、渗透调节物质(可溶性糖、游离氨基酸和脯氨酸)含量以及抗氧化酶(SOD、CAT、APX和GR)活性,降低丙二醛含量,增加穗粒数、千粒重和产量。说明生育前期喷施外源ABA和JA可缓解花后干旱胁迫对小麦光合的抑制作用,增强干旱胁迫下植株的渗透调节和抗氧能力,促进产量形成。

关键词：小麦脱落酸茉莉酸抗氧化能力渗透调节干旱胁迫产量

返青至孕穗期控水对冬小麦氮素吸收与转运的影响

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麦类作物学报 2014年第5期34卷 662-667页

作者：范仲卿赵广才田奇卓常旭虹王德梅杨玉双亓振中国农业科学院作物科学研究所/农业部作物生理生态重点实验室北京100081 山东农业大学农学院山东泰安271018

为了解冬小麦合理控水与氮素高效利用的关系,以中麦8号为材料,通过盆栽试验,应用15 N同位素示踪技术,研究了返青至孕穗期的土壤水分对冬小麦氮素吸收转运特性的影响。结果表明,在本试验条件下,小麦吸收的氮素中,土壤氮占61.45%-65.33%,... 详细信息

为了解冬小麦合理控水与氮素高效利用的关系,以中麦8号为材料,通过盆栽试验,应用15 N同位素示踪技术,研究了返青至孕穗期的土壤水分对冬小麦氮素吸收转运特性的影响。结果表明,在本试验条件下,小麦吸收的氮素中,土壤氮占61.45%-65.33%,肥料氮占34.67%-38.55%。中度土壤水分处理（相对含水量70%）的籽粒氮素积累量最高,氮肥生产效率最高;低土壤水分处理（相对含水量55%）的开花期营养器官氮素积累量最低,肥料氮的土壤残留量最高,营养器官转运氮对籽粒氮的贡献率最高,籽粒氮素积累量最低;高土壤水分处理（相对含水量85%）的开花前营养器官积累的氮素向籽粒的转运效率最低,氮素收获指数最小。由此得出,返青至孕穗期土壤水分亏缺和过多均不利于小麦高产和氮素的有效利用。

关键词：冬小麦返青至孕穗期控水氮素吸收与转运