小麦耐Cu性综合评价及其谷胱甘肽相关酶活性差异研究

近年来,小麦(Triticum aestivum L.)受重金属污染导致的减产和污染问题十分严峻。为明确中国不同主栽区小麦品种耐铜(Cu)性,探讨谷胱甘肽相关酶在耐性不同品种间的活性差异,进而揭示小麦在Cu胁迫下的抗氧化反应机制,采用室内水培法,选择来自不同主栽区的37个小麦品种,进行重金属Cu胁迫处理,96 h后测定幼根的6个生长生理指标,运用隶属函数法计算其平均隶属度值,再结合中位数聚类分析法,将参试品种分为3类:(Ⅰ)强耐Cu型,包括良星99、济麦22等7个品种;(Ⅱ)中等耐Cu型,包括众麦1号、石农952等22个品种;(Ⅲ)弱耐Cu型,包括西农979、洛麦23等8个品种。进一步选取强耐Cu型(济麦22、科农9204)和弱耐Cu型(西农979、洛麦23)各两个品种,测定幼根谷胱甘肽硫转移酶(GSTs)、谷胱甘肽还原酶(GR)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)活力。结果表明,Cu胁迫下,3种谷胱甘肽相关酶的变化规律存在较大差异。与CK相比,Cu胁迫下,GSTs在洛麦23和西农979的活力显著高于其他2个品种;GR和GSH-PX在强耐Cu型品种间的活力均升高,与其他2个品种差异显著,而在弱耐Cu型小麦品种间变化不尽相同,这暗示了同一种酶在不同小麦品种间耐受Cu的质量浓度可能不同,其响应Cu胁迫机制存在一定的基因型差异。     

小麦-玉米周年耕作方式与增施有机肥对夏玉米土壤有机碳库及温室气体排放的影响

合理的耕作与施肥方式对农业可持续性与减缓全球气候变化有重要意义。借助从2010年开始的大田耕作与增施有机肥长期定位试验平台,采用二因素区组设计,设置小麦深耕+玉米免耕(DT)、小麦浅耕+玉米免耕(ST)、小麦免耕+玉米免耕(NT)、小麦深耕有机肥+玉米免耕(DTF)、小麦浅耕有机肥+玉米免耕(STF)和小麦免耕有机肥+玉米免耕(NTF)6个处理,研究华北平原冬小麦(Triticum aestivum L.)-夏玉米(Zea mays L.)周年不同耕作与增施有机肥对夏玉米有机碳库、产量与温室气体排放特征的影响。结果表明:增施有机肥,0—20cm土层,成熟期土壤总有机碳、易氧化有机碳与颗粒有机碳含量表现为NTFSTFDTF;20—40 cm土层,土壤总有机碳、易氧化有机碳在STF处理表现较高,分别为14.23 g·kg~(-1)和4.04 g·kg~(-1),颗粒有机碳在DTF下表现较高,为3.50 g·kg~(-1);40—60 cm土层,STF处理的土壤总有机碳与颗粒有机碳在成熟期表现较高,分别为8.99 g·kg~(-1)和0.89 g·kg~(-1);产量在DTF处理达到最高,为12 170 kg·hm~(-2);DTF处理增加了玉米土壤N_2O、CH_4和CO_2的排放,分别比DT处理增加了69.58%、83%和26.1%,NT与NTF处理能够有效地降低温室气体排放量、综合增温潜势与温室气体排放强度,NTF处理综合增温潜势与温室气体排放强度分别比DTF处理降低63.29%和57.22%。综合考虑耕作与施肥方式对玉米有机碳库、产量和温室气体的影响,短期监测来看,采用小麦免耕增施有机肥+玉米免耕的一年两熟制能够在保持玉米较高产量的同时固定土壤碳与降低温室气体排放。     

外源NO对不同冬春性小麦花后光合生理的影响

为利用一氧化氮（NO）调节作用实现小麦（Tritivum aestivum L.）高产优质之目的,本试验在网室盆栽条件下,以冬春性不同的2个小麦品种（弱春性偃展4110和半冬性周麦18）为试验材料,研究了不同浓度外源NO供体——SNP处理对花后小麦光合生理特性及成熟期产量构成因素的影响。结果表明,不同浓度SNP处理对2种小麦旗叶叶面积、RWC、可溶性糖、总叶绿素含量、WUE、千粒质量、穗粒质量等均有不同程度的促进作用;与对照相比,低浓度SNP（0.075～0.15 mmol.L-1）明显降低2种小麦旗叶枯叶/绿叶值（Y/G）,而高浓度（0.30 mmol.L-1）处理则使Y/G值上升。综合分析：本试验条件下,外源NO对半冬性品种周麦18的调控效果优于弱春性品种偃展4110;周麦18以0.30 mmol.L-1SNP处理、偃展4110以0.15mmol.L-1SNP调控对小麦增产较为明显。     

铬胁迫下不同品种小麦萌发和内源激素的变化

采用K2(CrO4)3溶液,设5个浓度,对3种不同抗性的小麦品种(新麦19、矮抗58和豫麦18)进行萌发期胁迫处理,研究了幼苗的发芽势、发芽率、根长、芽长及内源激素含量的变化.结果表明:(1)随着铬浓度的增加,发芽势、发芽率和芽长均基本呈"先升后降"趋势;(2)同一浓度铬处理下,发芽率、发芽势和芽长从大到小的顺序依次为:新麦19、矮抗58、豫麦18,根长从大到小的顺序为:豫麦18、新麦19、矮抗58;(3)150 mg L-1的铬胁迫下,IAA与ABA在小麦幼苗、幼根中含量降低,在籽粒中含量升高,其中新麦19籽粒和根芽中ABA含量均高于其他品种的;(4)不同浓度铬胁迫下,IAA/ABA值在新麦19中最低,变化幅度最小,新麦19表现出较强的抵抗铬胁迫能力.图3表1参20     

不同耕作和培肥模式对豫中冬小麦田土壤腐殖质及微生物区系的影响

了解不同耕作与培肥模式对麦田土壤的影响,对提升麦田土壤地力及促进小麦的持续高产具有重要的意义。试验于2011-2012年在许昌县陈曹乡史庄村小麦试验田进行,以周麦22为试验材料,分别于孕穗期、开花期和成熟期取土测定土壤微生物与腐殖质含量。借助方差分析和相关分析等经典统计方法研究了不同耕作模式（浅耕15~20 cm;深耕35~40 cm）和培肥模式（单施化肥;化肥增施有机肥）对麦田土壤腐殖质与微生物的影响。试验结果表明：深耕增施有机肥能够显著提高小麦生育后期0~5和5~20 cm耕层土壤富里酸含量（p〈0.01）。增施有机肥有利于小麦生育后期各耕层土壤胡敏酸含量的积累（p〈0.05）,其中20~40 cm耕层土壤增幅最为明显,成熟期深耕增施有机肥与浅耕增施有机肥和开花期相比增幅分别达253.85%与300.00%;深耕增施有机肥能够显著提高小麦孕穗期与成熟期5~20 cm耕层土壤细菌数量（p〈0.01）,成熟期浅耕增施有机肥与深耕增施有机肥处理细菌数量和开花期相比增幅分别达690.38%和508.75%,其中深耕增施有机肥处理与其它三个处理相比细菌数量最多且差异极显著（p〈0.01）。增施有机肥能够显著提高小麦成熟期0~5与20~40 cm耕层土壤真菌数量（p〈0.01）,深耕增施有机肥能够显著提高小麦孕穗期5~20 cm耕层土壤真菌数量（p〈0.01）。深耕增施有机肥能够显著提高小麦生育后期20~40 cm耕层土壤放线菌数量（p〈0.05）。相关分析表明,在本研究培肥和耕作模式下麦田土壤腐殖质组分的含量与微生物区系的数量呈正相关关系。