长期定位条件下栽培模式对麦田土壤理化性质和氮素平衡的影响

【目的】基于2009—2010小麦生长季开始设置的长期定位试验,研究栽培模式对土壤理化性质、冬小麦氮素营养指数、麦田氮素供需平衡状况、氮素吸收利用和籽粒产量的影响,以期为进一步优化土壤-作物系统综合管理模式提供理论指导。【方法】试验共设置当地农户模式(T1)、农户基础上的改良模式(T2)、不计生产成本的高产更高产模式(T3)和土壤-作物系统综合管理模式(T4)4个栽培模式。【结果】历经13个小麦-玉米生长季后,T1、T2、T3、T4模式小麦播前容重分别降低6.21%、9.80%、12.25%和13.56%,有机质含量分别提高21.88%、26.80%、32.05%和36.39%,全氮含量分别提高34.16%、12.38%、39.60%和20.79%,碱解氮含量分别提高47.85%、48.87%、74.49%和62.21%,速效磷含量分别提高62.73%、36.56%、297.93%和68.68%,速效钾含量分别提高14.36%、40.00%、221.20%和59.60%。0—100 cm土层无机氮积累量分别提高了33.96%、10.32%、52.77%和19.49%。pH分别从最初的7.50下降至6.28、6.68、5.35和6.64。2020—2022生长季4个栽培模式间籽粒产量和氮素的吸收利用差异显著。与T1模式相比,T2、T3、T4模式的籽粒产量分别提高14.14%、27.65%、22.52%,氮素利用率分别提高54.80%、19.97%、49.15%,氮肥利用率分别提高72.95%、37.54%、48.15%,氮素表观损失量分别降低49.76%、11.62%、44.14%,氮素表观损失率分别降低24.63%、11.62%、26.68%。T4模式开花期的整株和成熟期的穗子处于氮素供需平衡。【结论】历经13个小麦-玉米生长季后,4个栽培模式0—20 cm土层土壤酸化趋势明显,表层土壤容重降低,有机质、全氮、速效氮磷钾养分含量升高,0—100 cm土层无机氮积累量相应升高。与其他3种模式相比,T4模式更有利于实现土壤理化性状、小麦籽粒产量和氮素吸收利用的协同改善,但其氮肥利用率仍有待进一步提高,且在现有基础上仅通过降低施氮量无法实现其产量和氮素吸收利用的进一步协同优化。

灌水频次对强筋冬小麦籽粒谷蛋白特性和品质的影响

在防雨池栽培条件下,以优质强筋小麦品种济麦20为试验材料,研究了不同灌水频次对籽粒蛋白质组分及其品质(粉质仪参数和湿面筋含量)的影响。结果表明:面团形成时间、面团稳定时间和湿面筋含量均随灌水次数的增加呈先升高后降低的趋势,其中以灌两水(W2)处理最优。可溶性谷蛋白含量、不溶性谷蛋白含量、谷蛋白总含量、不溶性谷蛋白/谷蛋白比值、D(4,3)和D(3,2)也呈现类似的变化趋势。逐步回归分析表明,不同灌水处理条件下,不溶性谷蛋白含量是影响面团稳定时间的关键因素。

花后灌溉对小麦籽粒贮藏蛋白聚合程度和面团流变学特性的影响

为了明确灌溉麦黄水引起的小麦(Triticum aestivum)面团流变学特性劣变与籽粒贮藏蛋白聚合程度变化之间的关系,在防雨池栽条件下,以‘济麦20’为供试品种,设置花后不灌水(W0),花后灌1水(花后14d,W1)和花后灌2水(花后14d和花后28d,W2)3个处理,分析了花后灌水对籽粒产量、贮藏蛋白聚合程度相关参数及其面团流变学特性的影响。研究结果表明,籽粒产量、面团形成时间和稳定时间均以花后灌1水时达到最优,再增加一次灌水(麦黄水),导致面团形成时间和稳定时间显著缩短,筋力变弱。同时观察到谷蛋白聚合指数和谷蛋白大聚合体平均粒径也因灌麦黄水而显著降低。回归分析表明,灌麦黄水条件下谷蛋白大聚合体粒径变小是导致面团流变学特性变差和筋力变弱的主要原因。

氮密互作对小麦花后光合特性及籽粒产量的影响

以大穗型品种泰农18(T18)和中穗型品种山农15(S15)为试验材料,在大田条件下设置4个播种密度(60,75,90,105 kg/hm2)和3个施氮水平(0,180,240 kg/hm2),研究了氮密互作对小麦花后光合特性和籽粒产量的影响,旨在寻求通过改善光合特性,获得高产的适宜施氮量和播种密度,为制定合理的栽培措施,实现高产高效提供科学依据。结果表明,密度和施氮量均显著影响冬小麦产量,且二者之间存在互作效应;密度对群体光合速率的正向效应主要体现在灌浆前中期,而施氮量的影响主要体现在灌浆中后期,高产模式下二者的互作效应使得群体光合速率在整个灌浆期保持较高的水平,群体光合性能的改善引起籽粒产量的提高。该试验条件下,泰农18的适宜的播种密度为90 kg/hm2,适宜的施氮量为180 kg/hm2;而山农15的适宜的播种密度为75 kg/hm2,适宜的施氮量为180 kg/hm2。因此,在冬小麦高产栽培过程中,可以通过调节施氮量和播种密度,充分利用氮密互作效应,提高植株的群体光合从而获得较高的籽粒产量。

不同水分处理对鲁麦23灌浆期生理生化特征的影响

[目的]研究不同水分条件对鲁麦23灌浆期生理生化特征的影响。[方法]以鲁麦23为试验材料,在正常浇水(4水,底墒水、冬水、拔节水、灌浆水)和干旱处理(1水,底墒水)2种栽培条件下,测定鲁麦23灌浆期水势、AGPase、SSS和SOD活性等各项生理生化指标。[结果]正常处理下,鲁麦23旗叶的脯氨酸含量、光合速率、籽粒蔗糖含量、淀粉合成酶活性以及抗衰老酶活性均高于干旱处理;干旱处理下,旗叶游离脯氨酸含量高于正常处理,旗叶水势、渗透势均低于正常处理,说明干旱胁迫破坏小麦旗叶正常生理生化过程,导致有机物合成受阻,加快衰老进程,从而造成产量降低。[结论]该研究为深入了解干旱胁迫下小麦生长发育特征提供了理论依据。

地方院校生物信息学课程教学模式的探讨

生物信息学是一门新兴学科,该课程开设时间较短,尚未形成完善的教学模式.结合南阳师范学院教学工作实际,分析课程教学中存在的问题,针对性地提出了"案例式教学"模式.即在教学实施过程中,以案例中的生物信息学知识为主线,采用多媒体网络教学,强化课程的实践应用,突显学生的主体地位,并对成绩考核方式进行了改进.

不同灌水处理对强筋小麦谷蛋白大聚合体粒度分布和品质的影响

在田间条件下，以两个优质强筋小麦品种（藁城8901和济麦20）为供试材料，研究了不同灌水处理（全生育期不灌水、拔节期灌1次水、越冬期和拔节期灌2次水、越冬期、拔节期和灌浆期灌3次水，每次灌水量675m_3·hm-2）对强筋小麦谷蛋白大聚合体含量与粒度分布、品质和产量的影响．结果表明：两个小麦品种的面团形成时间、面团稳定时间、面包体积、籽粒产量、谷蛋白大聚合体含量以及体积加权平均粒径、表面积加权平均粒径、粒径〉100μm的体积百分比和表面积百分比均以灌2水处理最高．相关分析显示，两个小麦品种的面团形成时间、面团稳定时间和面包体积-9粒径〈10μm和10～100μm的谷蛋白大聚合体颗粒体积百分比呈显著负相关，而与粒径〉100μm的谷蛋白大聚合体颗粒体积百分比、体积加权平均粒径和表面积加权平均粒径呈显著正相关．水分供应过多或过少均不利于籽粒产量和品质的同步改善，灌溉水平可通过改变谷蛋白大聚合体粒度分布影响小麦籽粒品质．

[反]-β-法尼烯合成酶基因在植物抗蚜分子育种中的应用

蚜虫是重要的农业害虫,每年造成数以亿计的经济损失。[反]-β-法尼烯[(E)-β-farnesene,EβF]是绝大多数蚜虫报警信息素的主要成分,可使蚜虫产生骚动、从植株上脱落,并吸引蚜虫天敌,有效控制蚜虫危害。EβF合成酶是催化合成EβF的关键酶,目前该基因已从薄荷、香橙、花旗松、黄花蒿、洋甘菊等植物中得到分离鉴定。植物中表达EβF合成酶基因以催化法呢基焦磷酸(Farnesyl diphosphate,FPP)合成EβF是控制蚜虫危害的重要策略。文中概括了当前植物抗蚜转基因研究现状,综述了植物EβF合成酶基因及其在植物抗蚜分子育种中的应用。针对当前转基因植物的EβF生成量较低等问题,展望了EβF合成酶基因在植物抗蚜分子育种中的应用前景和研究策略。