不同播栽方式下杂交籼稻茎秆生长和穗粒形成特点及与气象因子的关系

为探明不同播栽方式下杂交籼稻幼穗分化期茎秆和幼穗生长的规律及差异以进一步明确不同播栽方式穗粒形成特点,于2014年采用两因素裂区试验设计,研究了机直播、机插和手插3种播栽方式下2个不同穗粒型杂交籼稻组合[宜香优2115(中穗型)和F优498(大穗型)]的穗分化期茎秆和幼穗生长规律和穗粒形成特点,并分析了幼穗分化期气象因素与幼穗和茎秆生长的关系。结果表明:1)基部向上第1至第3伸长节间长度分别在抽穗前20d、16d、12d后趋于稳定,故基部第1、2节间的降长增粗应在抽穗前16d之前;穗干质量和穗茎比在抽穗前12d后迅速增加。2)从抽穗前16d开始至抽穗期,穗茎干重比与多数枝梗和颖花性状呈显著或极显著正相关,穗与茎秆竞争同化物的能力直接影响到穗粒形成。3)机插穗分化中后期穗茎干质量比较高,且抽穗期穗干质量显著高于手插和机直播,有利于提高其每穗粒数,且机插拔节后群体生长率及单茎和群体干物质积累量较高,抽穗期叶面积指数较高,粒叶比高于机直播,较机直播更利于粒重的提高和穗长及着粒数的增加;大穗型品种F优498抽穗期穗干质量显著高于中穗型品种宜香优2115,且穗分化后期穗茎干质量比高于宜香优2115,是其每穗粒数高的重要原因;F优498穗部着粒较密,较大的叶面积指数及粒叶比利于大穗的形成。4)机插全生育期最长,机直播最短,且机插穗分化期历时较长,穗分化期积温和日照时数较高,为穗粒形成提供了较好的温光条件;茎秆长度和干质量及穗长受气象因子影响较大,孕穗前适宜的温度和一定的积温有利于茎秆和幼穗伸长及茎秆的物质充实。生产上应针对不同播栽方式及品种的生育进程差异,适时采取措施调节茎秆和幼穗生长及物质分配,在培育壮秆的基础上提高穗分化期穗茎比以达到增粒增产的目的。     

地膜冬小麦幼穗分化进程和主要农艺性状

通过对地膜覆盖和露地冬小麦幼穗分化进程及主要农艺性状的比较研究表明,①地膜覆盖和不同密度对适期播种的冬小麦幼穗分化的进程无明显影响。在同期播种下,地膜和露地小麦幼穗分化的各时期基本同步,幼穗分化时期和全生育期相差仅２～３ｄ;②地膜小麦比露地小麦分化的小穗数、小花数多１．２％和１．９％,处在同一分化时期的生长锥显得粗壮,富有活力;③在适期播种时,地膜小麦比露地小麦多分化１个叶片,所以幼穗分化始期的叶龄数较高;④地膜覆盖对小麦的营养器官和生殖器官的生长都十分有利,尤其是对粒叶组叶面积、干重、上部节间生长有利;⑤不同密度对地膜和露地小麦的影响趋势一致,分化的小穗数和小花数都随密度增加而减少。     

玉米穗粒数形成过程模型研究

采用均匀设计方法,通过播期、密度、水肥管理等措施创造不同的玉米生长状态,在动态调查玉米关键生育时期生长及穗粒形成的基础上,建立玉米穗粒数与干物质积累、出苗-吐丝持续时间、比茎重(单位茎长的干物质重)的关系模型,模型模拟的相对误差(RE)为0.08%,相关系数(R)为0.857,模拟值与观测值吻合度高,拟合效果显著。模型预测效果的t测验表明,预测值与观测值之间没有显著性差异,方程可以很好地预测玉米穗粒数。通过对玉米穗粒数形成过程的分析表明,模型变量基本反映了玉米穗粒数决定过程涉及的因素,从统计学及生物学方面均能较好地解释玉米穗粒数的形成。本研究也建立了玉米比茎重与种植密度的关系模型,两者在9叶期、12叶期和吐丝期均呈负相关关系,模型的拟合及预测效果较好。     

夏玉米叶片出生与穗分化关系的研究初报

以9个玉米品种为材料，在夏播条件下进行叶片出生数与穗分化关系的试验观察，结果表明：各品种的雄穗与雌穗分化时期之间均有着明显的对应关系；总叶片数相同的品种，其各出叶数所对应的雄、雌穗分化时期是相同的；不同品种的叶龄指数所对应的雄、雌穗分化各时期是基本一致的。结果揭示了夏玉米出叶数、叶龄指数与穗分化进程的对应关系，为夏玉米高产栽培提供了理论依据。     

地膜冬小麦幼穗分化进程和主要农艺性状

通过对地膜覆盖和露地冬小麦幼穗分化进程及主要农艺性的比较研究表明,（１）地膜覆盖和不同密度对适期播种的冬小麦幼穗分化的进程无明显影响,在同期播种下,地膜和露地小麦幼穗分化的各时期基本同步,幼穗分化时期和全生育期相差仅２－３天;９２）地膜小麦比露睦小麦分化的小穗数、小花粉多１．２％和１．９％,处在同一分化时期的生长锥是粗壮,富有活力;（３）在适期播种时,地膜小麦比露地小麦多分化１个叶片,所以幼穗分化     

光温敏无雄穗系玉米I17雄穗分化发育研究

2014年春季(4月6日)和夏季(7月23日)分别种植光温敏无雄穗玉米系I17,田间观测两种不同播期玉米生长发育特征,并应用体视显微镜和扫描电子显微镜观察雄穗幼穗分化发育时期及特征。结果发现,春季I17玉米雄穗分化发育可明显分为生长锥突起期、伸长期、小穗分化期、小花分化期和性成熟期共5个特征不同的阶段;夏季I17玉米雄穗畸形发育,可能在生长锥突起期与伸长期之间停止发育直至畸形死亡,无法正常通过生长锥伸长期,最终导致无雄穗发生。     

播期对冬小麦茎蘖幼穗分化及产量的影响

为探讨播期对冬小麦茎蘖幼穗分化及产量的影响,以冬小麦品种“京冬8”为试材,观察了不同播期下冬小麦的茎蘖幼穗分化过程。结果表明,随着播期的推迟和蘖位的增高,进入穗分化各时期的日期推迟,穗分化总历时缩短。随着播期的推迟,雌雄蕊分化期之前主茎幼穗各分化时期的持续时间缩短,至雌雄蕊分化期后各分化日期及历时达到一致。随着播期的推迟以及蘖位的增高,各分蘖的穗分化日期推迟。随着播期的推迟,同位蘖穗分化前期持续时间缩短,穗分化中后期以中播处理分化持续时间最短。晚播处理的Ⅱ、Ⅲ位蘖和中播处理的Ⅲ位蘖分化至小花分化期基本死亡。不同蘖位间,早播处理随蘖位增高穗分化前期持续时间缩短,后期高位蘖持续时间延长;中晚播处理,随着蘖位的增高各穗分化期持续时间延长。随播期的推迟,单茎分化小穗数和结实小穗数显著减少,有效穗数显著减少,产量显著降低。因此,本区域小麦适宜播期为9月底至10月初。     

玉米穗部产量性状杂种优势分析

研究了玉米穗部性状的杂种优势,双亲生育期间隔长短与F1穗粒重的关系以及穗部性状亲子相关.结果表明:穗粒重、穗重的杂种优势最大,其次为穗粒数、千粒重、穗长、穗粗,穗行数为最小.F1穗粒重杂种优势与双亲生育期间隔长短无关.杂交种穗粗、穗行数与母本穗粗、穗行数以及中亲值呈正相关,杂交种千粒重与中亲值呈正相关。     

不同穗型小麦小花生长发育及同化物分配变化的差异

为了解小麦小花发育成粒特性与同化物分配间的关系,以大穗型品种周麦16和多穗型品种豫麦49-198为材料,分析了两种穗型小麦小花发育成粒特性及同化物分配的差异。结果表明,周麦16的小花退化、败育速率较豫麦49-198缓慢,且在小穗结实率、小花结实率和可孕小花结实率上均高于后者。在小花发育中后期,大穗型品种周麦16转移到穗部的同化物比多穗型品种豫麦49-198多。经相关分析,花期完善小花(有完整绿色花药的小花)数与穗干重、穗氮积累量、茎干重、茎氮积累量呈微弱的正相关,与穗茎干重比、穗茎氮积累量比呈显著正相关,与穗干重/穗氮积累量比呈极显著正相关。周麦16的穗茎干重比、穗茎氮积累量比显著高于豫麦49-198,二指标均与穗干重/穗氮积累量比呈极显著正相关。进一步分析发现,周麦16的开花期单位面积完善小花数与成熟期单位面积粒数分别较豫麦49-198增加3.85%和4.65%,且品种间差异均达到极显著水平。     

不同播期下小麦冬春性品种小花结实特性 及其与植株生长性状的关系

冬、春性小麦品种早播（9月30日）、适播（10月30日）的总小花数、可孕小花数及结实粒数均极显著高于晚播（3月2日）。晚播对春性品种小花分化发育与结实的不利影响小于冬性品种。穗粒数的多少与可孕小花数及其结实率密切相关,而与总小花数及其结实率无明显联系;同时大穗多粒基因型也以较高的可孕小花结实率为生理基础。孕穗期小花数均与叶面积、叶片重、叶鞘重和总干物重呈显著或极显著正相关,而与茎高的相关不显著。此外,冬、春性品种的结实粒数均与成熟期茎叶重、总单茎重、结实小穗数、穗长和穗粒重之间呈极显著正相关,表明良好、协调的营养生长与生殖生长的关系是改善小花发育质量、提高穗粒数的根本保证。     

播期对不同穗部特征小麦品种(系)生育期和农艺性状的影响

为了解播期对多小穗和寡小穗小麦生育期及农艺性状的影响,对13份不同来源的小麦品种(系)两年分期播种的生育期和6个农艺性状(株高、单株有效分蘖数、穗长、每穗小穗数、穗粒数和千粒重)进行了分析和评价。结果表明,播期的推迟导致材料间出苗期差异变大,抽穗期差异缩小,但开花期和成熟期差异变化不大,各农艺性状值减小。经方差分析,各农艺性状在不同播期和品种(系)间均存在极显著差异,其中单株有效分蘖数的变异系数最大,穗粒数次之,每穗小穗数最小。多小穗材料10-A和寡小穗材料BE89的穗长、每穗小穗数和穗粒数在播期间差异较小。经相关分析,播种至出苗和分蘖至抽穗天数与温度呈极显著负相关,出苗至分蘖和开花至成熟天数与平均日照时间呈显著负相关,抽穗至开花天数与温度和降水量呈显著负相关。经多元逐步回归分析,日最高温和日均温对多小穗和寡小穗材料的分蘖至抽穗天数有显著影响,平均日照时间在开花期、日最高温在成熟期分别对多小穗材料发育有显著影响。由此可见,小穗数特异性材料的每穗小穗数在不同播期下能保持稳定。     

小麦苗期和灌浆中期根系性状与地上形态及产量性状的相关性

为探究小麦根系性状与地上形态及产量性状的关系,促进小麦根系性状的改良,本研究选用48个遗传背景丰富的冬小麦品种,用室内卷纸法测定小麦苗期根系性状,用电容法测定小麦灌浆中期根系电容值,并利用大田挖掘法测定13个苗期根系差异较大的小麦品种灌浆中期的总根长、总根表面积和总根体积等根系性状,分析小麦根系性状与地上部形态及产量性状间的关系。结果表明,灌浆中期小麦根系电容值与苗期各根系性状均呈显著正相关,与灌浆中期总根长和总根表面积呈显著正相关;进一步分析表明,灌浆中期小麦根系电容值与株高、穗下茎长和旗叶长均呈极显著正相关,而与旗叶宽呈显著负相关,与小穗数、千粒重和单株产量均呈极显著正相关。基于根系电容值高低将小麦分为3类,其中,高电容值小麦和低电容值小麦在上述地上形态及产量性状上均存在显著差异。小麦苗期根系性状和小麦灌浆中期根系电容值均与千粒重和小穗数有较高的相关性。综上可见,小麦根系电容值可较好地反映小麦生长后期根系性状,与根系电容值显著相关的地上形态及产量性状如株高、小穗数、千粒重等可考虑作为小麦根系的替代性状。     

施氮量对小麦穗花发育及穗粒数的影响

为了解小麦穗发育与氮素营养的关系,通过田间试验,设置90、180、270kg·hm-2三个施氮量水平(分别用N1、N2和N3表示),选用半冬性小麦品种豫麦49和弱春性品种太空6号为材料,研究了施氮量对小麦主茎幼穗长度、第九小穗小花发育进程、每穗总小穗数、不孕小穗数、小穗结实率、产量及其构成的影响。结果表明,随着时间的推移,小麦主茎幼穗长度对施氮量响应逐渐明显,豫麦49和太空6号分别表现为N3N2N1和N2N3N1。豫麦49第九小穗第4~6朵小花发育进程对施氮量响应差异显著,且分化程度随施氮水平的提高而增加;太空6号第3~6朵小花进程对施氮量响应差异显著,其中第3朵小花在发育进程前期N2处理快于N1、N3处理,中期和后期N2、N3处理快于N1处理,第4~6朵小花分化程度则一直表现为N2N3N1。不同施氮处理间总小穗数、不孕小穗数、小穗结实率、产量、穗粒数等指标差异亦显著,且品种之间对施氮反应存在差异,其中豫麦49的总小穗数、小穗结实率、产量、穗粒数呈N3N2N1,而太空6号呈N2N3N1;豫麦49小穗结实率呈N3N2N1,而太空6号呈N2N3N1。由此可见,施氮量对小麦产量的影响与其对小穗中部小花发育、每穗总小穗数、不孕小穗数和单穗结实率的影响相一致。     

超高产冬小麦四种微量元素的积累及其与产量性状的关系

为了明确超高产冬小麦锰、锌、铜、硼的吸收积累特点及与产量相关性状的关系,于2005-2006年冬小麦成熟期测定了不同小麦品种产量相关性状及植株和籽粒中锰、锌、铜、硼的含量与积累量。结果表明,成熟期不同冬小麦品种植株和籽粒中4种元素的含量和积累量存在不同程度的差异,但都表现为锰>锌>铜>硼。植株锰积累量与穗粒数呈显著正相关,植株锰含量和积累量与单株成穗数呈显著负相关。植株和籽粒锌含量和积累量与每穗小穗数、结实小穗数和穗粒数呈正相关,与不孕小穗数呈负相关,但相关均未达到显著水平。植株铜含量与每穗小穂数、结实小穗数、穗粒数和产量均为正相关,且相关达到显著或极显著水平。植株铜积累量与总小穗数、结实小穗数呈显著正相关,与不孕小穗数呈显著负相关。植株硼积累量与产量达到显著正相关水平。综合分析可知,4种微量元素在增加产量和优化产量构成因素中起着不同的作用,在小麦生产中应针对具体的限制因素确定不同微量元素肥料的施用技术。     

不同燕麦基因型源库关系对穗粒数形成过程的影响

为了解燕麦穗粒数形成过程与源、库特征之间的关系，连续两年以10个不同来源、熟期、穗型、株型、小穗数的燕麦品种为试验材料，测定三叶期至拔节期的幼穗分化阶段及抽穗期源库特征，采用方差分析、聚类分析、逐步回归分析等方法，分析不同燕麦基因型源库特征及对穗粒数形成过程的影响。结果表明，燕麦穗粒数形成过程存在基因型差异，幼穗分化较好品种的穗粒数较全部品种平均值高11.22%~65.43%；幼穗分化较好品种的光合势、干物质量、粒数叶比、收获指数显著高于幼穗分化较差品种，其中粒数叶比和收获指数是影响穗粒数形成的主要因素，粒数叶比和收获指数较全部品种平均值分别高0.99%~68.74%和0.85%~13.80%。综上所述，源库协调是燕麦幼穗分化良好的生理基础，可通过提高光合势和干物质量达到增源的目的，进而提高穗粒数。     

内源激素与多小穗小麦幼穗分化持续时间的关系

以多小穗小麦品系１０－Ａ及其改良系为供试材料,在小麦幼穗分化发育过程中,研究了吲哚乙酸（ＩＡＡ）、玉米素（ＺＴ）、赤霉酸（ＧＡ３）和脱落酸（ＡＢＡ）等４种内源激素与小麦幼穗分化持续期和小穗数间的关系。结果表明,小穗数与单棱分化和二棱分化持续期具有显著的正相关关系（ｒ值分别为０．７６和０．８８）。相对较高水平的ＺＴ含量、ＺＴ／ＩＡＡ值、ＺＴ／ＡＢＡ值和ＧＡ３／ＩＡＡ值具有延长小麦幼穗分化持续期的作用     

Effect of the Interaction between Cultural Condition and Genotype on Spike Morphogenesis in Spring Wheat

Abstract

The number of grains per spikelet and the number of spikelets per spike are important factors that influence grain yield in wheat. Three wheat genotypes in four foreign groups (OA, OC, OH and OJ) differing in spike type and Japanese cultivars (cvs) were grown under various combinations of seeding densities and fertilization levels. In all groups, the spikelet number per spike and the spike length at maturity were highest at low seeding densities and high levels of fertilization. The OA group (Nepal) and Haruyutaka (Japanese cv) gave a weak response in spikelet number per spike, while the OJ group (Xinjiang Uygur, China) gave a weak response in spike length. The OC group (except for T6), the OH group (Tibet) and Japanese cvs (except for Haruyutaka) responded to treatments in both spikelet number per spike and spike length. The T6 genotype in the OC group (Nepal) gave a weak response in both spikelet number per spike and spike length. Although the OA group had the longest spikes and the OJ group had the shortest spikes, there was no difference in the duration of spike elongation between the OA group and the OJ group. Spike length appeared to be determined mainly by the rate of spike elongation and was not restricted by the dry weight of the spike during the growth phase of the spike.     

不同小麦品种植株光合器官受损对单穗籽粒产量的影响及其补偿效应

为了比较不同小麦品种植株绿色器官的光合功能受损对穗粒重的影响及其补偿效应,用剪叶、包穗、包穗下节的方法对8个冬小麦品种在8种处理下的单穗籽粒产量进行了研究。结果表明,小麦扬花后,各部分绿色器官的光合功能受损对单穗籽粒产量的影响在品种间存在一定差异。包穗使各品种穗粒重损失22.33%～53.11%,多数品种间差异显著;包穗下节及同时剪上三叶片,各品种穗粒重损失4.44%～25.87%和10.08%～30.59%,品种间也有一定的差异;剪旗叶各品种穗粒重损失5.23%～14.42%,品种间差异多不显著;各处理对粒重和穗粒数均有影响。在此条件下,不同品种其植株各部分光合器官对穗粒重的影响各有特点,并且植株个体对穗粒重、粒重的损失能产生一定的补偿效应。不同品种产生补偿效应的能力有一定差异,同一品种在不同处理条件下的补偿效应也不相同。参试各品种中,小偃6号在所有处理条件下的穗粒重损失率都较小,补偿效应明显。     

紫外线强度增加对小麦节间大维管束条数及穗部性状的影响

为了研究紫外线辐射对作物生长发育的影响，采用人工增加紫外线辐射的方法，研究了紫外线强度(UV-B)增加对小麦节间大维管束条数及穗部性状的影响，并分析了UV-B增加条件下，小麦节间大维管束条数与穗部性状的相关关系。结果表明：UV—B增加则每穗粒数显著减少，主要是由于每穗小穗数和每小穗小花数减少，而结实率无显著变化，同时UV-B增加小麦穗颈节间大雄管束条数也显著减少．穗下第二节间与穗颈节间大维管束条数百分率显著下降．在UV-B增加条件下，每穗小穗数和每穗粒教与穗颈节的节间大维管束条数呈极显著正相关．因此我们认为UV-B增加导致小麦节间大维管束条数的减少是每穗粒数下降的重要原因之一。     

Initiation and Development of Spikelets and Florets in Wheat as Influenced by Shading and Nitrogen Supply at the Spikelet Phase

Abstract

The spike of the main culm in winter wheat was examined by scanning electron microscopy from the double ridge to 6 days after the terminal spikelet stage to quantitatively evaluate the effects of shading and nitrogen supply at the spikelet phase on the numbers of spikelets and floret primordia, and the development of florets. Positional differences on a spike in grain setting at maturity were also investigated. Nitrogen supply affected neither the rate nor duration of spikelet initiation, the number of spikelets remaining unchanged. Although nitrogen supply positively affected the initiation and development of florets, it slightly reduced the grain weight per spike at maturity due to a decrease in the number of grains per spike and the reduced grain weight. These results suggested that under the field condition, nitrogen supply at the double ridge stage is too late to have a significant effect on the spikelet number, and might induce competition for nitrogen between the main culm and tillers, or induce mutual shading between plants, resulting in lighter grain weight per spike. Shading decreased the rate of spikelet initiation, resulting in a significant decrease in spikelet number. The initiation and the development of florets were also decreased by shading. Lower non -structural carbohydrate content at the terminal spikelet stage suggested that the limited assimilate supply by shading was likely responsible for the decreases in the initiation and development of spikelets and florets.