麦类作物学报杂志

麦类作物学报杂志2022年第12期

• 北部麦区新育成小麦品种重要农艺性状基因的等位变异

  薛新慧，李洪杰，周阳，刘宏伟，杨丽，买春艳，于立强，任永康，张宏军

  了解2017-2021年中国北部麦区新育成小麦品种在适应性、品质、产量和抗性相关基因上的育种选择以及与黄淮麦区主推小麦品种中在这些基因上的遗传差异，利用61个功能标记对来自这两个麦区的160份小麦育成品种进行分析，发现北部麦区新育成品种的遗传多样性高于黄淮麦区品种。聚类分析发现，北部麦区新育成的部分品种与黄淮麦区品种聚为一类，表明两个麦区的部分品种具有相同的血缘。两个麦区品种中与产量相关基因的优异等位变异频率相近，但北部麦区品种中与品质和穗发芽抗性相关基因的优异等位变异频率高于黄淮麦区品种。在北部麦区5个省份中，宁夏品种中与品质和产量相关基因的优异等位变异频率最高。

• 宁夏引黄灌区春小麦抗倒性研究

  李前荣，张东海，崔凤娟，陶媛，徐建伟，陈小龙，曹彦龙，李召锋

  为明确宁夏灌区春小麦抗倒伏相关性状的遗传变异及影响抗倒性的关键因素，以20份宁夏引黄灌区主要春小麦品种（系）为试验材料，测定和分析了12个与抗倒性相关的性状。结果表明，不同品种（系）间抗倒性差异显著，其中宁春56号和08选-1茎秆强度高，抗倒能力突出。春小麦倒伏指数与茎秆强度呈极显著负相关，与茎基部第二节间长呈极显著正相关，与株高呈显著正相关，其中茎秆强度是影响小麦抗倒性的关键指标。因此，缩短茎基部节间长度，降低株高和重心高度，增强茎秆强度是宁夏灌区春小麦抗倒伏育种的主要途径。

• 花后高温胁迫下匀播春小麦旗叶的转录组分析

  张海宇，陈倬，张战胜，刘素，康建宏，吴宏亮

  为研究不同播种模式下花后高温胁迫对春小麦旗叶转录组的影响，以宁春50号为试验材料，采用人工模拟高温的方法，设条播和匀播两种播种方式，灌水施肥方式均为水肥一体化，对高温处理后的春小麦旗叶分别构建转录组测序文库，采用FPKM法计算基因的相对表达量，并对差异表达基因进行KEGG通路分析。结果表明，相较于常温处理，高温胁迫下条播和匀播滴灌处理分别有199和1 819个基因上调表达，55和 1 335个基因下调表达，说明高温胁迫下匀播滴灌处理对春小麦旗叶转录组的表达影响明显。KEGG通路富集分析结果显示，高温胁迫下与条播滴灌处理对比，匀播滴灌处理的春小麦光合作用-天线蛋白通路注释到的差异表达基因最多，有52个，其次为淀粉和蔗糖通路（注释到50个差异表达基因）；而常温条件下与条播滴灌处理对比，匀播滴灌处理的春小麦淀粉和蔗糖代谢通路注释到的差异表达基因最多，有49个，其次为光合作用-天线蛋白通路（注释到41个差异表达基因）。因此，高温胁迫下匀播滴灌技术可以更好地改善植物的光合系统，有效缓解高温引起的小麦植株早衰。

• 基于主成分分析的强筋小麦加工品质综合评价

  李晓丽，姜兰芳，马小飞，王敏，曹勇，郝建宇，张定一，姬虎太

  为有效评价不同强筋小麦品种加工品质的差异，以65个强筋小麦品种（系）为研究对象，对其籽粒、面粉及面团品质特性进行分析，在主成分分析基础上，利用综合得分对供试材料进行品质评价，并利用聚类分析法对其分类。结果表明，在20个品质评价指标中，容重的变异系数最小（1.36%），面团形成时间的变异系数最大（62.90%）。千粒重与稳定时间、拉伸面积等参数呈极显著负相关；湿面筋含量与籽粒蛋白含量、沉降值呈极显著正相关，与面筋指数呈极显著负相关；面筋指数与面团参数（弱化度除外）呈极显著正相关。通过主成分分析将20个性状综合成5个主成分因子，累计贡献率达到82.437%；其中，第1、2主成分的贡献率较高 （33.083%、25.111%），分别代表了面团及蛋白质因子。综合评价得分高的品种（系）有6个，为师栾02-1、新麦26、藁优5766、科兴3302、鲁研1403、陕农33，可作为品质改良的亲本材料加以利用。65个材料可分为5个类群，第Ⅰ、Ⅱ类群的籽粒品质较好；第Ⅲ类群的面团品质最佳；第Ⅳ类群的籽粒、面粉及面团的综合性状较好；第Ⅴ类群的籽粒蛋白与面筋含量最高。

• 基于Meta分析的黄河三角洲小麦产量及肥效特征

  梁海波，李升东，高璐阳

  为探究黄河三角洲小麦产量及肥效特征，通过检索已发表的相关文献，采用整合分析法（Meta-analysis），对黄河三角洲不同区域小麦产量分布及肥料的产量差贡献率、产量反应、相对产量、农学效率和偏生产力等进行了统计分析。结果表明，黄河三角洲小麦田间平均产量为6.00 t·hm-2，变化范围较大 （2.69~8.65 t·hm-2），不同区域平均产量表现为第一扇面>第三扇面>第二扇面。肥料增产效果表现为磷肥>钾肥>氮肥。施肥导致的产量差为2.40~2.87 t·hm-2，其中氮肥对小麦产量差的贡献率最大。氮、磷、钾肥的相对产量分别为0.96、0.85、0.92。在基础地力条件下，土壤氮素对小麦产量贡献最大，其次为钾素，磷素贡献最小。氮、磷、钾肥的平均农学效率分别为4.94、12.13、15.33 kg·kg-1，氮、磷农学效率较高地区均为第一扇面，钾农学效率较高地区为第二扇面；氮、磷、钾肥平均偏生产力分别为36.12、60.95、82.92 kg·kg-1，均以第二扇面值最高。可见，黄河三角洲小麦肥料利用率有待提升，氮素为小麦产量的第一限制因子，应重视减施氮肥，不同区域土壤地力及肥效差异较大，施肥过程中需因地制宜配合土壤改良，才能起到更好的增产节肥功效。

• 有机氮替代部分无机氮对青海旱地小麦产量及养分积累量的影响

  马玲春，徐仲阳，高旭升，王亚艺，张鑫鹏，李松龄

  为探究有机氮替代化肥对小麦产量和养分积累的影响，以青海省农林科学院自育品种青春38号为材料，于2018－2020年进行定位试验，设置不施肥（CK）、单施磷钾肥(PK)、农户常规施肥(FP)、有机氮替代50%无机氮(50%OM)、有机氮替代30%无机氮(30%OM)、有机氮替代10%无机氮(10%OM)共6个处理，采用随机区组设计，研究不同比例有机氮替代无机氮处理对小麦产量的影响，并于2020年分析不同处理对小麦养分积累量的影响。结果表明，从产量上看，所有施肥处理的产量均显著高于CK，其中2018年50%OM处理下小麦产量较高，显著高于其他处理；2019年FP处理下产量最高，与50%OM和10%OM处理之间无显著差异；2020年10%OM处理下小麦产量最高，与50%OM处理之间无显著差异。从养分积累量来看，与CK相比，所有施肥处理下籽粒、秸秆和叶片中的养分积累量均不同程度提高；籽粒中，氮积累量在30%OM处理下最高，磷和钾的积累量在10%OM处理下最高，但这三种养分积累量在10%OM处理与30%OM处理之间均无显著差异；秸秆中，磷积累量在PK处理下最高，与30%OM处理之间无显著差异，氮和钾的积累量在所有处理之间均无显著差异；叶片中，氮积累量在30%OM处理下最高，显著高于CK，磷和钾的积累量在所有处理之间均无显著差异。整体来看，50%OM处理下小麦产量最高；10%OM和30%OM处理下小麦成熟期籽粒养分积累量较高。

• 有机与无机肥配施对拔节期小麦根际反硝化微生物群落结构的影响

  车钊，罗华影，丁凤磊，张浩苏，姜方莹，张宗祥，董召荣，宋贺

  为探究有机、无机肥配施对拔节期小麦根际反硝化微生物群落结构和功能的影响，依托有机、无机肥配施长期定位试验，设单施化肥（T1）、15%羊粪配施化肥（T2）、30%羊粪配施化肥（T3）和45%羊粪配施化肥（T4）4个施肥处理，以及拔节前期和拔节后期2个追肥时间，利用real-time PCR和高通量测序技术，分析了有机、无机肥配施对拔节期小麦根际nirS和nirK型反硝化微生物丰度及群落结构、反硝化能力（DC）、土壤呼吸（SR）等指标的影响。结果表明，较拔节前期，拔节后期小麦根际土壤中DC和SR显著降低，DOC、NO-3-N含量显著下降，pH和nirS丰度显著提高；相关性分析表明，DC与DOC和NO-3-N分别呈极显著 （P<0.01）和显著（P<0.05）正相关，与pH和nirS丰度分别呈极显著和显著负相关，与nirK丰度无显著相关性。在拔节后期，较单施化肥处理有机、无机肥配施处理的DC和SR均显著降低；DC和SR及nirK丰度随着有机肥比例提高呈下降趋势，nirS丰度呈上升趋势；nirK型菌群α多样性指数提高，但不同处理间差异不显著；nirS型菌群丰度随着有机肥比例提高呈不断下降趋势。RDA分析表明，pH和NO-3-N是影响nirK型反硝化细菌群落结构的主要因素，NO-3-N和NH+4-N含量是影响nirS型反硝化细菌群落结构的主要因素。相关分析表明，施用有机肥处理的DC与nirK丰度和nirS型菌群落Chao1指数均呈极显著正相关，与nirS丰度均呈极显著负相关。在拔节后期，小麦可通过减少根际DOC含量、提高pH而削弱根际反硝化能力，降低氮素损失；提高有机肥施入比例可改变小麦根际NO-3-N含量，降低nirK型反硝化微生物丰度，改变反硝化微生物群落结构，进而降低根际反硝化能力，缓解拔节后期低氮胁迫对小麦生长造成的不良影响。

• 耕播方式与减氮对扬辐麦13氮素吸收利用的影响

  杨迪迪，徐东忆，陈立，赵凯敏，朱敏，丁锦峰，李春燕，朱新开，郭文善

  为明确不同机械耕播方式下减氮对小麦氮素吸收利用的影响，在水稻秸秆全量还田条件下，以扬辐麦13为材料，研究两种机械耕播方式［板茬+2BMF-稻茬免耕条播机（NT）、旋耕+2BFG-10（8）230型播种机（CT）］和三个施氮模式［常规模式（N1）:施氮量270 kg·hm-2，基肥∶分蘖肥∶拔节肥∶孕穗肥= 5∶1∶2∶2；减氮模式（N2）：施氮量225 kg·hm-2，基肥∶分蘖肥∶拔节肥∶孕穗肥=5∶1∶2∶2；减氮减次模式（N3）：施氮量180 kg·hm-2，基肥∶拔节肥=5∶5］对小麦氮代谢酶活性、氮素吸收利用特征以及籽粒产量的影响。结果表明，播种前土壤相对含水量为84%，与CT处理相比，NT处理提高了植株硝酸还原酶（NR）和谷氨酰胺合成酶（GS）活性，使花前氮素转运量增加和氮素在籽粒中的分配量分别增加10.78% (P<0.01)和7.56%（P<0.05），获得较高的氮肥偏生产力和氮肥表观利用率，其最终籽粒产量提高5.36%（P<0.05）。N2处理在小麦生育中后期可维持较高的氮代谢酶活性，获得较高的氮肥利用效率，花后氮素积累量和籽粒产量与N1处理无显著差异；N3处理的氮肥利用效率最高，但氮代谢酶活性较低，影响氮素在植株中的积累和转运，且籽粒产量最低。因此，播前土壤偏湿条件下推荐采用NT耕播方式，配N2减氮模式，有利于小麦生育中后期维持较高的氮代谢酶活性和氮素的积累，促进氮素向籽粒转运，提升氮肥利用效率和籽粒产量，实现高产高效；若CT耕播方式下宜采用N1施肥方式才能实现稳产，但氮肥利用效率不高。

• 不同水分管理模式和播后镇压对小麦干物质积累及产量的影响

  李金鹏，黄敬尧，王坤坤，李中蔚，李昕悦，李金才，宋有洪

  为明确不同水分管理模式和播种后镇压对小麦干物质积累及产量形成的影响，以烟农19为材料，在大田条件下设置雨养（RI）、雨养+播后镇压（RC）、传统漫灌（TI）、传统漫灌+播后镇压（TC）、微喷灌（MI）和微喷灌+播后镇压（MC）处理，研究不同处理对小麦干物质积累及产量的影响。结果表明，与RI和TI处理比较，MI处理产量分别提高了44.2%和11.0%；RI处理产量最低，是由于穗数、穗粒数和粒重的显著下降所致，而TI处理产量较MI处理下降是由穗粒数和粒重显著降低导致。雨养和传统漫灌下播后镇压较其未镇压处理显著提升了产量，分别提高14.1%和6.2%。与TI和RI处理比较，MI处理开花期和灌浆期具有较高的群体叶面积指数（LAI）、旗叶叶绿素含量（SPAD值），籽粒平均灌浆速率和成熟期干物质积累量；相比未镇压处理，镇压后，雨养和传统漫灌下LAI提升，雨养和微喷灌处理下灌浆期旗叶SPAD值显著增加，籽粒灌浆速率提高，从而促进了粒重增加和群体干物质积累。总之，微喷灌+播后镇压能促进小麦群体的形成，延缓叶片衰老，提高小麦的穗粒数及千粒重，从而增加小麦产量，为试验区推荐小麦栽培模式。

• 宽幅条播和种植密度对燕麦光合特性及干物质积累量的影响

  冯学颖，刘景辉，赵宝平，王英，陈晓晶，徐忠山

  为明确宽幅条播和种植密度对燕麦光合特性及干物质积累的调节作用，于2019-2020年在内蒙古乌兰察布市农牧业科学研究院试验基地，以蒙农大燕1号为试验材料，设宽幅条播(K)和常规条播(C)两种播种方式以及300万株·hm-2(D1)、450万株·hm-2(D2)、600万株·hm-2（D3）三个种植密度，比较分析了不同播种方式和密度下燕麦光合能力、干物质积累量和产量的差异。结果表明，随着密度的增加，燕麦叶片光合参数和SPAD值及单株干物质积累量均呈下降趋势。各密度下宽幅条播燕麦的叶片光合参数及干物质积累量均高于常规条播。其中，宽幅条播燕麦的净光合速率较常规条播增加了7.2%~24.8%，且在D3下增幅最大；蒸腾速率、胞间CO2浓度和SPAD值分别增加1.8%~24.1%、1.7%~25.5%和2.2%~11.5%；单株干物质积累量增加4.9%~56.2%。宽幅条播显著提高了燕麦穗数、穗粒数、千粒重和产量，其中在D1、D2和D3下分别增产8.6%、9.3%和14.5%，差异均达到0.05显著水平。由此可见，宽幅条播可有效促进燕麦光合作用、干物质积累及产量构成因素协调增长，最终实现增产，尤其是可有效缓解高密度下燕麦群体光合、干物质生产及产量形成的影响。

• 外源褪黑素对铬（Cr6+）胁迫下小麦幼苗光合特性和养分吸收的影响

  孙传蛟，谭清文，刘晓雪，张紫刚，孙建云

  为明确褪黑素对铬（Cr6+）胁迫下小麦幼苗光合和养分吸收的调节作用，在水培条件下以豫麦51（铬敏感型）和扬麦16（耐铬型）为材料，分析了Cr6+胁迫下外源褪黑素预处理（100 μmmol·L-1）后小麦幼苗光合和荧光参数及养分含量的变化。结果表明，Cr6+胁迫显著降低了小麦叶片叶绿素含量、气孔导度（Gs）和光系统 Ⅱ（PS Ⅱ）活性，导致光合速率（Pn）显著降低；Cr6+胁迫也显著减弱了根系对营养元素（N、P、K、Mg、Fe和Mn）的吸收和转运。外源褪黑素处理显著提高了Cr6+胁迫下小麦幼苗的Pn、Gs、叶绿素（a和b）含量、实际光化学效率（ΦPSⅡ）、最大光化学效率（Fv/Fm）、光化学淬灭（qL）和电子传递能力（ETR），增加了根系和叶片营养元素的含量。综合来看，外源褪黑素会促进Cr6+胁迫下小麦幼苗对养分的吸收与转运、气孔开放、CO2传导、光能吸收和电子传递，从而缓解Cr6+对于小麦幼苗光合的抑制作用。

• 外源硫化氢对盐碱胁迫下裸燕麦矿质元素吸收、运输和分配的影响

  刘建新,刘瑞瑞,刘秀丽,贾海燕,卜婷,李娜

  为了解硫化氢(H2S)对盐碱胁迫下裸燕麦矿质元素吸收、运输和分配的调控效应，以裸燕麦品种定莜9号为材料，采用盆栽砂培试验，研究抽穗期喷施50 μmol·L-1 H2S供体硫氢化钠(NaHS)溶液对50 mmol·L-1盐碱混合胁迫下裸燕麦根、茎和叶中29种矿质元素和4种阴离子含量及矿质元素选择性运输、质膜Na+/H+逆向转运蛋白基因 SOS1和液泡膜Na+/H+逆向转运蛋白基因 NHX1表达和植株生物量的影响。结果表明，在裸燕麦根、茎和叶中未检出硒元素和CO2-3。盐碱胁迫下，外源H2S对裸燕麦效应：(1)对根、茎和叶中HCO-3、Cl-和SO2-4含量无显著影响，可显著缓解盐碱胁迫下裸燕麦根系和地上部干重的下降。（2）显著降低茎、叶中Na含量，对根中Na含量和叶片 SOS1基因表达无显著影响，显著提高叶片 NHX1基因表达量。(3) 提高根、茎和叶中Ca、Mg、P的含量，抑制K的吸收和运输；促进S的吸收，但抑制S的转运；降低根、茎中Si含量，通过提高Si从茎向叶转运而提高叶中Si含量。(4) 显著提高根、茎和叶中Co含量；促进Ni的转运及Fe从根向茎、Zn从茎向叶的转运，提高根中Mn、Zn和茎中Fe及叶片Ni、Zn含量；抑制B、Mn、Cu、Zn从根向茎和Mo从茎向叶的转运，降低茎中B、Mn、Cu、Ni、Zn和叶片中B、Mn、Cu、Mo含量。(5) 显著提高根中Li、Sr、Ag和茎中Li、Sr及叶片Sr、Ag含量，降低根中Ba和叶片Rb含量。(6) 对根、茎和叶中重金属元素Cd、Hg、Pb、Cr和As含量的影响存在差异，对根、茎和叶中Al含量的升高有显著缓解作用。由此可见，外源H2S参与盐碱胁迫下裸燕麦矿质元素吸收、转运和分配的调控，能够增强裸燕麦的耐盐碱性。

• 花后短暂高低温胁迫对小麦产量形成的影响及减灾调控

  陶源，赵凯敏，代存虎，刘明敏，朱敏，丁锦峰，李春燕，朱新开，郭文善

  为明确花后阶段高、低温胁迫对冬小麦光合特性、籽粒发育及产量形成的影响，利用人工智能控温室开展盆栽小麦高、低温度胁迫试验，以宁麦13和镇麦12为试验材料，在花后7~9、15~17、23~25和 31~33 d分别进行低温和高温胁迫处理，并在温度胁迫后喷施1 μmol·L-1 2,4-表油菜素内酯（BR）、0.5 mol·L-1 亚精胺+腐胺（Spd+Put）进行减灾调控，分析小麦旗叶净光合速率、SPAD值、籽粒形态、产量变化及减灾调控效果。结果表明，与自然温度处理相比，花后不同阶段低温胁迫结束当天小麦旗叶SPAD值先升高，3 d后显著下降；高温胁迫后SPAD值降低4.67%~29.00%。两品种旗叶净光合速率在高、低温胁迫处理下均降低。高、低温胁迫显著降低粒宽，增加籽粒长宽比，导致籽粒表面皱缩。籽粒灌浆时间在花后低温胁迫下延长1~3 d，在高温胁迫下缩短1~5 d。温度胁迫后优势和弱势小穗籽粒灌浆速率分别下降2.75%~37.64%和3.31%~ 40.34%，产量降低5.46%~35.24%。温度胁迫后喷施BR与Spd+Put均能缓解温度胁迫的伤害，使产量分别提高1.09%~6.05%和1.00%~5.97%。综上，花后不同阶段高、低温胁迫均显著降低小麦粒重与产量，影响程度表现为花后15~17 d>花后7~9 d>花后23~25 d>花后31~33 d，胁迫结束后喷施外源BR和Spd+Put有一定的减灾效果，特别是花后15~17 d和23~25 d灾后喷施BR效果较佳。

• 灌浆期高温对冬小麦叶源与粒库生理特征的影响

  李敏，赖晨骏，李金鹏，李金才，朱玉磊，宋有洪

  为研究灌浆期高温对冬小麦灌浆和产量的影响，以耐热型品种淮麦33和高温敏感型品种华成3366为材料，于灌浆期（花后14~20 d）进行高温处理，以田间自然温度生长的小麦为对照，研究高温对旗叶叶绿素含量、抗氧化酶活性、丙二醛（MDA）含量和糖含量以及籽粒淀粉含量和淀粉合成关键酶活性的影响，并对小麦粒重、产量等指标进行测定。结果表明，高温处理显著降低了淮麦33和华成3366旗叶的叶绿素含量，降幅分别为5.88%和9.86%；降低了两品种旗叶的抗氧化酶活性，提高了旗叶MDA、可溶性糖和蔗糖含量；高温处理也显著降低了两品种籽粒的腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（AGPase）、结合态淀粉合成酶（GBSS）、可溶性淀粉合成酶（SSS）和淀粉分支酶（SBE）活性，并减少了支链淀粉和总淀粉含量，其中淮麦33和华成3366的籽粒总淀粉含量分别下降了5.63%和8.77%；高温处理主要降低了淮麦33小穗第3粒位的粒重及华成3366小穗第1、2和3粒位的粒重，2018-2019、2019-2020年度淮麦33和华成3366的产量分别下降了5.07%和16.33%、6.23%和8.90%。与高温敏感型品种华成3366相比，耐热型品种淮麦33受高温影响较小。综上所述，灌浆期高温处理显著降低旗叶叶绿素含量和抗氧化酶活性，影响叶片中碳水化合物的转运，导致淀粉合成关键酶活性、淀粉含量和产量降低。

• 假禾谷镰孢菌的分离及其对小麦茎基部和穗部的致病力分析

  宋嘉庆，潘鑫，闫书味，代君丽，高飞，李洪连，张晓婷

  假禾谷镰孢菌(Fusarium pseudograminearum)是黄淮麦区小麦茎基腐病的优势病原菌。为比较假禾谷镰孢菌对小麦茎基部和穗部的致病力，选取实验室前期分离并保存的272个假禾谷镰孢菌菌株，通过室内小麦苗期茎基部接种法和田间扬花期穗部单花滴注接种法对其进行致病力检测。室内苗期茎基部接种结果显示，强、中等和弱致病力的菌株分别有109、137和26个。选择在小麦苗期茎基部表现为强、中等和弱致病力的菌株各17个，通过田间穗部单花滴注接种法检测其对小麦穗部的致病力，结果表明，51个菌株在小麦穗部均可致病，并引起不同程度的枯白穗症状，其中强、中等和弱致病力菌株分别有18、21和12个。进一步对小麦茎基部和穗部的致病力进行比较，发现同一菌株对小麦茎基部和穗部的致病力没有明显相关性。