旱地高产小麦品种籽粒氮含量与产量形成及氮磷钾吸收分配的关系

【目的】明确高产小麦品种间籽粒氮含量差异及其与产量形成和氮磷钾养分吸收、转移及分配的关系,为旱地高产高氮含量的优质小麦品种选育和小麦丰产优质绿色生产的养分管理提供依据。【方法】于2017—2022年,以14个产量相近、籽粒氮含量差异显著的高产小麦品种为供试材料,在陕西黄土高原旱地连续5年开展田间试验,研究小麦籽粒氮含量差异及其与产量、产量三要素和各器官氮磷钾养分含量的关系,并分析高产高籽粒氮含量小麦品种的生物量累积、产量构成和氮磷钾吸收、转移及分配对施肥的响应。【结果】小麦品种的籽粒氮含量与千粒重显著正相关,籽粒千粒重每增加1.0 g,籽粒氮含量增加0.3 g·kg^(-1)。高产小麦品种间籽粒氮含量差异显著,高氮品种籽粒含氮量平均为24.9 g·kg^(-1),比低氮品种(21.5 g·kg^(-1))高16%。高产高氮品种产量、生物量和穗数在施氮和施磷后增加幅度均高于低氮品种。高产高氮小麦品种籽粒含磷量和茎叶含钾量在不同施肥条件下均高于低氮品种,籽粒和地上部氮磷钾吸收量在施氮和施磷后增幅均高于低氮品种。高产高氮品种颖壳向籽粒转移氮的能力高于低氮品种,茎叶向籽粒和颖壳转移钾的能力却低于低氮品种,施氮后茎叶向籽粒和颖壳转移钾的能力大幅下降。施氮、磷和钾均有利于提高高产高氮小麦品种地上部向茎叶的钾素分配。【结论】高产小麦品种间籽粒氮含量存在显著差异,其中高籽粒氮含量品种的千粒重、籽粒含磷量和茎叶含钾量较高,茎叶向籽粒和颖壳转移钾的能力低,籽粒和地上部氮磷钾吸收量对施氮和施磷响应更敏感。因此,在高产的基础上,选育高籽粒氮含量的优质小麦品种,应关注高千粒重、磷向籽粒和钾素向茎叶转移分配能力强的材料,在生产中应注意磷钾与氮的协同供应,以提高小麦籽粒氮含量。

影响我国主要麦区小麦籽粒硫含量的品种(系)与土壤因素

【目的】明确我国主要麦区小麦主栽品种(系)籽粒硫含量差异,研究地点、年份、品种(系)对小麦籽粒硫含量的影响,为科学施肥和选育优质稳产小麦品种提供依据。【方法】于旱作区、麦玉区和稻麦区共47个地点种植当地主栽品种(系),测定了小麦生物量、收获指数、产量及其构成、籽粒硫累积量,并对籽粒硫含量与小麦生物量、收获指数、产量构成、硫累积量、籽粒养分含量、土壤肥力指标间的相互关系进行分析。【结果】旱作区、麦玉区和稻麦区主栽小麦品种(系)籽粒硫含量分别介于1.73~2.27、1.59~2.01和1.42~1.73 g/kg,平均值分别为1.98、1.78和1.53 g/kg。同一麦区内籽粒硫含量主要受品种(系)、地点和年份影响。旱作区,品种(系)对籽粒硫含量变异的贡献率最高,为13.1%;麦玉区和稻麦区地点对籽粒硫含量变异的贡献率最高,平均分别为34.2%和52.0%,品种(系)对籽粒硫含量变异的贡献率平均分别为25.4%和7.1%。收获指数和籽粒硫吸收量对小麦籽粒硫含量的影响大于产量构成要素、硫收获指数和地上部硫吸收量。旱作区籽粒硫含量与千粒重、地上部硫吸收量显著正相关,麦玉区与产量显著负相关,与硫收获指数显著正相关,稻麦区与千粒重及地上部硫吸收量关系不显著。3个麦区内,小麦籽粒硫含量与籽粒氮、磷、镁、铁、锌和锰含量均显著正相关,与籽粒钾、钙、铜含量仅在个别试验点相关。在旱作区,小麦籽粒硫含量与土壤有效磷和有效硫含量显著正相关;在麦玉区,与土壤有效铁、锰含量显著正相关;在稻麦区,与土壤有效铁显著正相关,而与p H、有效锌、有效硫含量显著负相关。【结论】影响小麦籽粒硫含量的主要因素是品种,其次是土壤养分含量。旱作区较高的土壤有效磷和有效硫含量,麦玉区较高的有效铁、锰含量,以及稻麦区较高的土壤有效铁含量均有利于提高小麦籽粒硫含量。

低纬高原区不同生态条件下旱地小麦新品种(系)产量形成及其群体动态特征差异

为了解低纬高原区不同生态条件下旱地小麦产量及群体结构特点,2016-2018年以该区新育成的3个旱地小麦新品种(系)(易2011-1、弥136-7和云麦69)为材料,选取具有代表性的昆明、丽江、德宏3个生态区进行试验,比较分析了不同生态区之间旱地小麦产量及其构成、茎蘖数变化、叶面积动态、旗叶净光合速率、干物质积累等方面的差异。结果表明,三品种(系)产量均表现为丽江>德宏>昆明,丽江2年平均产量较昆明分别高30.85%、31.97%和31.33%,较德宏分别高12.31%、28.96%和9.39%。丽江的单位面积穗数与昆明差异不显著,但二者均显著高于德宏;千粒重和穗粒数均表现为德宏>丽江>昆明,德宏千粒重与昆明差异显著。拔节期至成熟期的群体总茎数在丽江和昆明间差异不显著,但二者均显著高于德宏。分蘖成穗率在三生态区之间差异不显著。孕穗期至灌浆期的叶面积指数表现为丽江>昆明>德宏。开花期至花后14 d丽江的旗叶净光合速率低于德宏和昆明,花后21~28 d光合速率则表现为丽江>德宏>昆明;拔节期群体干物重在生态区间差异较小,孕穗期至成熟期丽江干物质积累较快,干物重显著高于德宏,德宏高于昆明。本试验条件下,丽江的小麦产量最高,群体结构最优。

408份小麦品种(系)白粉病抗性的评价

为了解我国黄淮海以及长江流域麦区主推品种及二线材料的抗白粉病性,2008-2010年度在武汉病害鉴定圃对来自黄淮海以及长江流域的408份品种(系)进行了抗白粉病的鉴定。R型聚类分析结果表明,利用表观侵染速率、毒力频率、病程曲线下面积和最后一次病指对白粉病抗性进行评价只需前两个指标即可。根据建立的评价标准,绵麦37两年均对白粉病免疫,绵麦39等15份材料两年均表现高抗,扬麦13等46份材料两年均表现中抗。

甘肃省26个春小麦品种(系)苗期抗条锈基因分析及成株期抗病性评价

为明确甘肃省部分春小麦品种(系)苗期所含抗条锈基因,选用来自中国、印度等国家的24个具有不同毒性谱的条锈菌单孢菌系,分别接种于26个甘肃春小麦品种(系)及30个已知基因的载体品种上,进行苗期抗条锈病评价,并结合系谱分析推导苗期抗条锈基因。初步分析结果表明,银春8号等19个品种(系)含有Yr1及未知抗病基因,其余品种(系)含有未知抗病基因。成株期在甘肃陇南的田间抗条锈病评价结果显示,定西43可能具有成株抗病性,定E301、定9873、定鉴5、陇春26、陇春24、定西39、临麦30、宁9415具有慢条锈性。聚类分析与基因推导结果基本一致。

不同类型小麦品种(系)光合生理指标差异及其相互关系

对三种粒型小麦品种 (系 )的光合生理指标及其相互关系进行了研究。结果表明 ,在小麦生育后期 ,中粒型品种的叶绿素含量Chl(a +b)高于另外两种类型品种 ;而叶绿素a和叶绿素b的比值Chl(a/b)低于另外两种类型品种。不同类型品种Pn高峰出现的时间不同 ,峰值大小有明显差异。小粒型品种在Pn方面占有优势 ;大粒型品种虽然Pn不占优势 ,但其FLAR大 ,单株旗叶同化的养分多。旗叶面积与Pn呈极显著的负相关 ,与FLAR呈极显著的正相关。Chl(a +b)和Chl(a/b)

不同小麦品种(系)叶枯病田间发病情况及抗性评价

在自然发病条件下,系统调查了河南省主栽小麦叶枯病在2005年-2007年的田间发病情况,并采用自然病圃法鉴定了49个小麦品种对叶枯病的抗性.结果表明:供试小麦品种(系)叶枯病都有不同程度的发生,多数供试品种田间发病相对较轻,但在不同年份间,发病程度存在差异,2006年度所有供试品种均发病轻,而2005年和2007年则发病较重.抗性评价结果表明,49个小麦品种(系)中,没有对叶枯病的免疫品种;表现抗病的品种有40个,占供试品种的81.63%,其中高度抗病品种11个,中度抗病品种29个;表现感病的品种有9个,占供试品种的18.37%,其中,中度感病品种6个,高度感病品种3个.综合3年试验数据表明,河南主栽或新选育小麦品种(系)中,多数品种对叶枯病表现抗病,但也有少数品种表现高度感病.

甘肃小麦品种(系)面制品色泽相关基因的分布规律

黄色素含量、多酚氧化酶、脂肪氧化酶和1B/1R易位系对小麦面粉和面团的外观品质影响很大。为明确甘肃省小麦品种（系）面粉色泽相关基因的分布状况,用Psy-A1、Ppo-A1、Ppo-D1、Ta Lox-B1和1B/1R易位系等特异性分子标记鉴定对应的基因。结果表明,甘肃省冬、春小麦品种（系）面制品色泽相关基因等位变异分布频率存在一定差异;Psy-A1 a（68.1%）在被检测小麦品种（系）中为优势的黄色素含量基因等位变异,且在春小麦中的分布频率低于冬小麦;2AL染色体上高PPO活性等位变异Ppo-A1 a,除天水麦区分布频率（58%）较低外,其余麦区的分布频率均较高（72.4%-82.3%）;2DL染色体高PPO活性等位变异Ppo-D1 b在春小麦中分布频率较冬小麦低;2AL、2DL染色体PPO活性等位基因组合Ppo-A1 a/Ppo-D1 b（高活性）、PpoA1 a/Ppo-D1 a（中高活性）明显比Ppo-A1 b/Ppo-D1 b（中高活性）和Ppo-A1 b/Ppo-D1 a（低活性）分布频率高;甘肃省小麦品种（系）PPO活性从西部到东南逐渐增强。高活性LOX基因Ta Lox-B1 a分布频率在各麦区均较低;从甘肃省西部到东南部1B/1R易位系分布频率逐渐升高。色泽相关基因分布频率说明,甘肃省小麦品种（系）的优异色泽等位变异分布频率低,色泽品质状况较差,春小麦优于冬小麦。大部分材料仅适宜于加工普通馒头和面条。

甘肃小麦品种(系)面筋强度和糯蛋白基因分布规律研究

高分子量麦谷蛋白、1B/1R易位系和糯蛋白基因是影响小麦面包、面条和馒头加工品质的重要因素。为明确甘肃省小麦品种(系)品质状况,用Dx5、By8、By9、Bx7OE、1B/1R、Wx等基因的特异性分子标记鉴定其对应基因在甘肃4个麦区298份小麦材料中的存在状况。结果表明,甘肃省小麦品种(系)中被检测基因分布频率在不同生态区域存在一定差异,从西部到东南部,Dx5、By8、Bx7OE、Wx-B1b基因的检出频率逐渐降低,而By9基因和1B/1R易位系检出频率逐渐升高;春小麦中Dx5(46.4%)、By8(26.1%)、Bx7OE(1.4%)、Wx-B1b(14.4%)基因的检出频率明显高于冬小麦中Dx5(26.3%)、By8(25.0%)、Bx7OE(0)、Wx-B1b(7.5%)基因的检出频率;但春小麦By9(34.8%)基因、1B/1R易位系(27.5%)检出频率低于冬小麦By9(41.3%)、1B/1R(38.8%)的被检出频率。面筋强度和糯蛋白基因的分布频率表明甘肃省小麦品种(系)用于加工面包、面条和馒头的品质状况较差,且从西部到东南部品质逐渐变劣,春小麦品质优于冬小麦。甘肃省大部分小麦品种(系)仅适宜于加工普通馒头和面条。

小麦新品系配合力和遗传力分析

采用8×6不完全双列杂交,对8个小麦新品系的9个性状进行配合力和遗传力分析。结果表明,株高、穗长和穗下节间长以加性效应为主,而结实小穗数、总小穗数、穗粒数、单株穗数、单株粒重和百粒重以非加性效应为主。遗传力分析表明,株高、穗长和穗下节间长广义遗传力和狭义遗传力均较大,可在早代进行选择,其它性状早代选择效果不佳。

天水旱作农业区膜侧小麦不同施肥水平增产效应分析

通过不同施肥条件对膜侧小麦水分利用、农艺性状、增产效应、经济效益等方面分析，研究干旱地区膜侧小麦的施肥问题。结果表明：施肥可以提高水分利用率1．1～3．1kg（mm·hm^2），促进小麦生长发育；不同施肥水平对小麦的增产效应不同：低肥、中肥、高肥3种施肥水平分别比不施肥的对照增产731．51kg／hm^2，1461．0kg／hm^2和1648．5kg／hm^2，增产率分别为25．5％、50．9％和57．4％；经济效益以中肥水平（折合施纯N118．1kg／hm^2，P2O5 94．5kg／hm^2和K2O 60．0kg／hm^2）最高，产值可达2045．4元／hm^2，产投比为2．7：1。因此，在低、中、高3个施肥水平中，中等施肥最为有效、合理，有利于增产增收。

北方麦区120个小麦品种抗秆锈病基因的推导

利用含已知Sr5～38、SrGT和SrWld基因的42个单基因系和19个不同毒性的秆锈菌系，对北方麦区的120个生产品种和后备品系进行了抗秆锈病的基因推导．研究结果表明：黄淮冬麦区和北方冬麦区抗病品种（系）含有的抗秆锈病基因相似，绝大多数品种（系）主要含有Sr5、Sr31，少量品种含有Sr11、21、29等抗病基因；东北春麦区的小麦抗病品种（系）主要含有Sr5、6、8a、9b、9e、11、21、27、30、31、34、36等多基因组合。

我国部分地区小麦生产品种和后备品系抗秆锈病状况分析

为了搞清我国当前小麦对秆锈病的抗病性状况,于2008-2009年对来自全国小麦主要生产种植区15个省份的182份小麦生产品种和后备品系进行了苗期与成株期抗秆锈病鉴定。结果表明,在供试的品种(系)中,114份对秆锈病表现抗性,占供试材料的62.64%,其中来自东北春麦区、北方冬麦区和黄淮海冬麦区的品种(系)对秆锈病抗性较强;部分地区材料对秆锈病的抗性较差,其中江苏省的13份品种(系)全部感病。这说明虽然我国当前小麦生产品种和后备品系对秆锈病的抗性普遍较强,但仍然存在相当数量的感病品种,秆锈病发生与流行的威胁依然存在。

云南省小麦品种(系)抗秆锈性分析

为了解当前云南省小麦品种对小麦秆锈病的抗性,于2012-2013年用小麦秆锈菌生理小种21C3CTHQM、34MKGQM和混合小种对收集到的云南省102份小麦生产品种和68份农家品种进行了抗秆锈病鉴定。结果表明,凤麦39、靖麦10号、玉麦3号等65份生产品种及云0072、云0300、云0205等3份农家品种对小麦秆锈病表现抗性,分别占供试品种(系)的63.7%和4.4%。表明云南省小麦农家品种的抗性水平总体较差;生产品种对小麦秆锈病的抗性总体处于中等水平,一些新育成的优良品种以及大面积推广品种对小麦秆锈菌表现高度感病,这种情况应引起高度重视。

7个旱地春小麦新品系品比试验

在会宁半干旱区进行了春小麦品比试验,结果表明,参试的7个春小麦新品系间产量差异达显著水平,04013-1-3-5、06081-15-1、05151-2-6-2折合产量分别为3 284.71、3 067.25、2 889.86 kg/hm2,分别较对照定西35号增产26.99%、18.58%、11.73%,且综合性状好,抗寒性、抗旱性强,千粒重高,在田间自然条件下表现对条锈病高抗或免疫。06081-15-1、05151-2-6-2两品系在两年品比试验中均表现优良,建议推荐参加甘肃省旱地春小麦区域试验。品系04013-1-3-5等下年继续进行品比试验。

山旱地马铃薯新品种(系)引种比较试验

以陇薯6号为对照,在天水农业科学研究所中梁试验站对引进的10个品种(系)进行了比较试验。结果表明,青薯10号、定薯3号和大同里外黄折合产量较高,分别为35585、28080、27846 kg/hm2,较对照品种陇薯6号分别增产66.56%、31.43%、30.33%,商品薯率分别为76.73%、70.78%、78.89%。这3个品种(系)生育期田间长势强,单株结薯数、单株薯重、抗病性等综合性状优良,适应性好,可在天水地区推广种植。

小麦品种(系)叶绿素含量变化及其与光合叶面积关系研究

对 3种类型 11个小麦品种 (系 )的叶绿素含量变化及其与光合叶面积关系进行了研究。结果表明 ,中粒型品种 (系 )的叶绿素 (a +b)高峰出现早 ,且生育后期下降快 ;小粒型和大粒型品种 (系 )叶绿素 (a +b)高峰出现较迟。不同类型品种 (系 )叶绿素 (a/b)值在整个生育期呈下降趋势 ,中粒型品种 (系 )的chl(a/b)均低于另外两种类型品种 (系 )。高产品种生育后期叶绿素含量高值期持续时间长 ,叶绿素 (a/b)低。多元相关分析表明 ,在籽粒灌浆期 ,叶绿素 (a +b)与叶绿素 (a/b)值呈显著负相关 ;叶绿素 (a +b)和叶绿素 (a/b)值与旗叶面积呈显著负相关。小麦育种上应选择生育后期叶绿素 (a +b)较高 ,叶绿素 (a/b)值低 ,且旗叶面积相对较大的品种。

78份四川小麦育成品种(系)条锈病抗性鉴定与抗条锈病基因分子检测

四川省是小麦条锈菌新小种产生的重要地区之一,了解2016年以来四川小麦育成品种(系)对当前流行的条锈菌生理小种和致病类型的抗性水平以及明确其抗条锈病基因的分布状况,可为四川育种防控小麦抗条锈病和品种布局提供理论依据。本研究选择2个小种CYR32和CYR34对78份四川小麦育成品种(系)进行苗期鉴定,利用当前小麦条锈菌优势小种CYR32、CYR33、CYR34,以及贵22-14、贵农致病类群等混合菌进行成株期人工接种鉴定,并利用19个抗条锈病QTL和基因QYr.nwafu-4BL、Yr5、Yr10、Yr15、Yr17、Yr18、Yr26、Yr28、Yr29、Yr30、Yr36、Yr39、Yr41、Yr48、Yr65、Yr67、Yr78、Yr80和Yr81的分子标记对供试材料进行抗条锈病基因检测。结果表明,在78份供试材料的苗期鉴定中,对CYR32表现出抗性的有60份,占76.92%;对CYR34表现出抗性的有40份,占51.28%;同时对CYR32和CYR34表现抗性的有36份,占46.15%。78份小麦品种(系)在成株期均表现抗条锈病,其中绵麦835、蜀麦1743、蜀麦1829和蜀麦1868表现为免疫。苗期和成株期抗病性鉴定结果表明,成株期抗性材料有42份,占53.85%;全生育期抗性材料有36份,占46.15%。分子检测结果表明,可能携带QYr.nwafu-4BL、Yr15、Yr17、Yr18、Yr26、Yr28、Yr29、Yr30、Yr39、Yr41、Yr65、Yr67、Yr78、Yr80和Yr81的材料分别有5、5、45、2、30、5、30、39、3、2、22、8、23、6和24份。同时携带2~6个抗条锈病基因的聚合材料分别有24、22、11、14和3份,占94.87%。所有供试品种(系)均未检测到Yr5、Yr10、Yr36和Yr48,仅西科麦18未检测到上述19个抗条锈病基因,可能携带其他已知或新的条锈病抗性基因。本研究鉴定了78份四川小麦育成品种(系)对条锈病抗性水平整体较好,明确了其携带的抗条锈病基因,为利用其培育持久抗性小麦品种提供了科学依据。

8个旱地春小麦品种(系)的干物质积累和产量性状比较

研究了8个旱地春小麦新品种(系)干物质积累、产量及其构成因素。结果表明,各品种(系)在拔节前干物质积累量差异不显著,从拔节到成熟干物质积累量发生明显差异,到成熟时差异显著或极显著。成熟期不同品种(系)的单株干物质积累量存在显著差异性,银春11号最大,较对照品种银春9号高6.62%。单株籽粒干物质积累量以银春11号最大,较对照银春9号高7.74%。折合产量以银春11号最高,较对照增产6.81%,差异显著。千粒重以0711-2最高,达53.27 g;其次是银春11号,二者分别较对照增加9.27%和6.93%。