施氮量和花后土壤含水量对小麦旗叶光合特性和产量的影响

在防雨池栽条件下,研究了施氮量和花后土壤含水量对小麦旗叶光合特性和产量的影响。结果表明,在相同土壤含水量下,小麦旗叶SPAD值、光合速率、Fv／Fo和Fv／Fm均表现为随着施氮量的增加而升高;增加施氮量有利于提高穗数,但过多（300kg／hm^2）或过少（150kg/hm^2）施氮均不利于穗粒数和干粒重的提高,而导致减产。在相同施氮量下,均表现为花后土壤含水量60％～70％处理的旗叶SPAD值、光合速率、Fv／Fo和Fv／Fm最高,40％～50％处理最低,80％～90％处理居中,花后土壤含水量过高（80％～90％）或过低（40％-50％）导致穗粒数减少,千粒重降低,最终使产量降低。表明花后土壤含水量过高或过低均影响小麦旗叶的光合特性降低,而适当增施氮肥可以改善旗叶的光合特性,增加粒重,提高产量。     

花后干旱或渍水下氮素供应对小麦光合和籽粒淀粉积累的影响

防雨池栽条件下,设置渍水、干旱和对照3个土壤水分处理,每水分处理下再设置两个施氮水平,研究了花后渍水和干旱逆境下氮素水平对两个蛋白质含量不同的小麦品种光合特性和籽粒淀粉积累的影响.结果表明,与对照相比,花后渍水和干旱处理显著降低小麦旗叶净光合速率和SPAD值,干物质积累量下降.干旱处理下,增施氮肥提高旗叶光合速率和SPAD值,渍水处理下则相反.水分逆境明显降低籽粒可溶性总糖含量,且渍水处理下增施氮肥降低小麦叶片和籽粒可溶性总糖含量,干旱状态下规律相反.渍水处理下增施氮肥降低淀粉积累速率.水分逆境明显降低小麦粒重、产量和淀粉产量,且干旱处理下增施氮肥有利于籽粒重、产量和淀粉产量的提高,而渍水下增施氮肥使粒重和产量进一步降低.试验结果表明,花后渍水和干旱逆境下施用氮肥对小麦旗叶光合速率和籽粒淀粉积累有明显的调节效应.     

施氮量和花后土壤含水量对优质强筋小麦产量和品质的影响

在防雨池栽条件下,研究了施氮量和花后土壤含水量对优质强筋小麦产量和品质的影响.结果表明,在同一施氮量条件下,表现为花后土壤含水量过高(80%～90%)或过低(40%～50%)导致穗粒数减少,千粒重降低,最终使产量降低.在同一土壤含水量下,表现为增加施氮量有利于提高穗数,但过多(300kg/hm2)或过少(150kg/hm2)施氮均不利于穗粒数和千粒重的提高,而导致减产.在同一土壤含水量下,总蛋白质、醇溶蛋白、麦谷蛋白含量及谷/醇比随着施氮量的增加而增加.在同一施氮量条件下,总蛋白质及各组分均随着土壤含水量的增加而降低,同时谷/醇比也降低.在同一施氮量下,花后土壤含水量过高(80%～90%)或过低(40%～50%)均不利于淀粉及其组分含量的提高.在同一土壤含水量下,过高(300kg/hm2)或过低(150kg/hm2)施用氮肥均不利于淀粉及其组分含量的提高.只有保持适宜的花后土壤含水量和施适宜的氮肥才有利于支/直比的提高.适量增施氮肥或花后土壤含水量适宜可提高小麦的加工品质.这说明在小麦生产中可以通过施用氮肥和控制花后土壤水分含量技术,调控小麦品质和产量的形成,从而实现优质高产.     

不同水分条件下氮素供应对小麦植株氮代谢及籽粒蛋白质积累的影响

土壤水分逆境是限制小麦籽粒品质形成的重要生态因子,明确土壤水分逆境下小麦籽粒品质形成的生理机制及调优技术途径,对于深化小麦品质生理生态研究和指导小麦调优栽培具有重要的理论意义和应用前景。在防雨池栽条件下,设置渍水、干旱和对照3个水分处理,每个水分处理下再设置120和240 kg.hm-2两个施氮水平,研究了花后渍水和干旱逆境下氮素对两个籽粒蛋白质含量不同的小麦品种植株氮代谢和籽粒蛋白质积累的影响。结果表明,与正常水分处理相比,花后干旱和渍水均降低旗叶硝酸还原酶活性、叶片总氮含量和游离氨基酸含量。干旱处理提高了茎鞘总氮与游离氨基酸含量以及籽粒蛋白质含量,而渍水处理则使其降低。水分逆境下增施氮肥提高旗叶硝酸还原酶活性、叶片与茎鞘总氮和游离氨基酸含量以及籽粒游离氨基酸和蛋白质含量。花后干旱和渍水均显著降低了小麦籽粒产量和蛋白质产量。增施氮肥提高适宜水分和水分亏缺条件下小麦籽粒产量,但不利于渍水下小麦产量的提高。这说明,花后渍水和干旱逆境下施用氮肥对小麦植株氮代谢和籽粒蛋白质积累有明显的调节效应。     

干旱胁迫对小麦旗叶活性氧代谢及灌浆速率的影响

在防雨池栽条件下,研究了干旱胁迫对小麦旗叶活性氧代谢的影响.结果表明,小麦旗叶内H2O2和O-·2水平随干旱胁迫的加剧和衰老进程的加快而逐渐升高,活性氧清除系统中的SOD和CAT活性逐渐下降,膜脂过氧化产物MDA含量升高,导致叶片内可溶性蛋白质和叶绿素含量下降,是干旱胁迫造成对籽粒产量贡献较大的旗叶伤害的主要原因之一,从而导致穗粒重下降.     

施氮量和花后土壤含水量对强筋小麦籽粒淀粉合成及品质的影响

以强筋小麦品种'济麦20'为材料,在防雨池栽培条件下研究了施氮量和花后土壤含水量对强筋小麦籽粒淀粉合成及其品质的影响,以明确强筋小麦获得高产优质的花后适宜土壤含水量及施氮量.结果表明:在同一施氮量下,适宜的花后土壤含水量(60%～70%)籽粒游离态淀粉合成酶(SSS)和束缚态淀粉合成酶(GBSS)活性在籽粒发育过程中一直最高,有利于直链淀粉、支链淀粉的积累和支链淀粉/直链淀粉比的提高,提高峰值粘度、低谷粘度、最终粘度和衰减值;花后土壤含水量过高(80%～90%)或过低(40%～50%)均导致籽粒SSS和GBSS活性降低,从而使直链淀粉、支链淀粉的积累量降低,减小支链淀粉/直链淀粉比,使峰值粘度、低谷粘度、最终粘度降低.(2)在同一土壤含水量下,增施氮肥不利于灌浆前期SSS和GBSS活性和直链淀粉、支链淀粉积累量的提高,并且随着土壤含水量增加增施氮肥该趋势加重;适量增施氮肥能提高支链淀粉/直链淀粉比和峰值粘度、低谷粘度、最终粘度,过多或过少施氮则降低支/直比和峰值粘度、低谷粘度、最终粘度.研究认为,在本试验条件下,适量增施氮肥(纯氮225 kg/hm2)或适宜的花后土壤含水量(60%～70%)可促进强筋小麦籽粒淀粉的合成,有效改善其淀粉品质.     

施肥深度对旱地小麦花后旗叶衰老及产量的影响

土柱栽培研究了施肥深度对旱地小麦花后旗叶衰老及产量的影响。结果表明：较深层次（20-40cm)施肥,旗叶SOD、CAT活性可保持较高水平,可溶性蛋白质含量降低慢,抑制MDA含量的产生,有利于延迟旗叶衰老。施肥过浅和施肥过深,施叶衰老快,产量较低,从整体看,处理2与处理1及处理4差异显著,与处理3差异较少,由此认为延迟旱地小麦旗叶衰老的施肥深度应在20-40cm左右,并可据此制定管理方案,以获得高产高效。     

不同水分条件下控释尿素对夏玉米产量和叶片衰老特性的影响

采用旱棚土柱试验,以郑单958为材料,研究不同水分处理(重度干旱胁迫W₁、轻度干旱胁迫W₂、正常水分条件W₃)和不同控释尿素施氮处理(N₀:不施氮肥;低氮N₁:施纯氮150 kg·hm^-2;中氮N₂:施纯氮225 kg·hm^-2;高氮N₃:施纯氮300 kg·hm^-2)对夏玉米产量及叶片衰老特性的影响.结果表明: 控释尿素与水分耦合对延缓叶片衰老、提高功能叶作用时间和效率以及提高产量方面存在显著互作效应.相同氮素条件下,随着土壤水分含量的增加,夏玉米叶面积指数(LAI)、穗位叶叶绿素含量及超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、过氧化物酶(POD)活性均显著提高,可溶性蛋白含量增加,而丙二醛(MDA)含量显著降低,产量增加;相同水分条件下,随着施氮量的增加,夏玉米LAI、穗位叶叶绿素含量及各种保护酶活性均显著提高,可溶性蛋白含量增加,而MDA含量显著降低,产量也呈增加趋势.但处理W₃N₃、W₃N₂和W₂N₃之间差异不显著,且相对于其他处理,各项指标(MDA除外)均保持较高水平,MDA含量较低,表明控释尿素与水分的耦合效应有利于维持穗位叶功能,延缓叶片衰老,促进光合产物的生产,进而提高夏玉米产量.综合产量、叶面积指数、叶绿素含量和各种保护酶活性及MDA、可溶性蛋白含量,在土壤含水量为(75±5)%的田间持水量条件下(正常水分),控释尿素施氮量超过225 kg N·hm^-2后,继续增施氮肥不能持续提高花后叶片的保护酶活性,且导致保护酶活性下降加快,MDA含量显著升高,加速植株衰老,不利于氮素的高效利用;在土壤含水量为(55±5)%的田间持水量条件下,控释尿素施氮量在300 kg N·hm^-2条件下水氮耦合效应最佳.     

施氮对冬小麦旗叶RuBP羧化酶活性及叶绿素荧光参数的影响

以大穗型小麦品种'兰考矮早8'和多穗型品种'豫麦49-198'为材料,采用盆栽试验研究了不同施氮量对两种穗型冬小麦品种旗叶RuBP(1,5二磷酸核酮糖)羧化酶和PEPC(磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶)活性及叶绿素a荧光动力学参数的影响.结果表明,在本试验条件下,随着花后天数的增加,两小麦品种旗叶RuBP羧化酶和PEPC活性总体呈下降趋势;随着施氮量的增加,RuBP羧化酶和PEPC活性呈增加趋势,其中RuBP羧化酶活性多数以N4(N 4.8 g/盆)处理最高,PEPC活性多数以N3(N 3.6 g/盆)处理最高.随着施氮量的增加,两小麦品种旗叶Fv/F0、Fv/Fm和qP均呈增加趋势,且以N4 (N 4.8 g/盆)处理的值最高,并且处理之间的差异达显著水平(P<0.05).研究发现,本试验条件下,适量施用氮肥有利于小麦旗叶RuBP羧化酶和PEPC活性的增加及叶绿素a荧光动力学参数Fv/F0和Fv/Fm的提高,从而有助于光合同化物的积累和小麦穗粒重的提高.     

氮素形态对小麦花后不同器官内源激素含量的影响

采用盆栽方法,研究了酰胺态氮、铵态氮和硝态氮对小麦(Triticum aestivum)花后根系、旗叶和籽粒内源激素IAA、GA₃、ABA和ZR含量的影响。结果表明,小麦不同器官的内源激素含量对3种氮素形态的响应不同。氮素形态调节籽粒灌浆是通过根系、旗叶和籽粒中内源激素的协同作用而实现的。酰胺态氮与硝态氮处理相比,小麦花后5~15 d,旗叶GA₃含量、籽粒IAA和ABA含量较高,籽粒灌浆速率(Grain-filling rate, GFR)较高;花后15~25 d,根系GA₃含量、旗叶IAA和GA₃含量、籽粒ABA含量较高,籽粒IAA含量较低,GFR较低。铵态氮与硝态氮处理相比,小麦花后5 d,籽粒ZR含量较高;花后15 d前后,籽粒IAA、ABA含量较低,GFR较低;花后20~25 d,根系ZR、GA₃含量较低,旗叶IAA、GA₃含量较低,ABA含量较高,籽粒ABA、GA₃含量较低,IAA含量较高,GFR较高。铵态氮比硝态氮处理的小麦籽粒粒重显著增加。铵态氮和酰胺态氮处理比硝态氮处理增产显著。建议在‘豫麦49’施肥时,使用铵态氮或酰胺态氮并配施硝化抑制剂。     

不同耕作方式对旱作冬小麦旗叶衰老和籽粒产量的影响

在旱作条件下研究了一次深翻、免耕、深松和传统耕作4种耕作方式对冬小麦花后旗叶衰老、小麦籽粒产量及土壤水分和养分状况的影响.结果表明：免耕和深松提高了小麦旗叶SOD和POD活性及可溶性蛋白和叶绿素含量,降低了MDA和O₂^-·含量,延缓了小麦叶片的衰老进程;同时,免耕、深松在开花期和灌浆期0～40 cm土层土壤水分含量分别比传统耕作提高了4.13％、6.23％和5.50％、9.27％,土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量均显著高于传统耕作.一次深翻0～40 cm土层土壤水分含量低于传统耕作,土壤养分含量高于传统耕作,但两处理间差异不显著.与传统耕作相比,免耕和深松花后干物质生产量分别提高4.34％和4.76％,花后干物质转运率分别提高15.56％和13.51％,产量分别提高10.22％和9.26%.免耕和深松为冬小麦花后生长发育提供了良好的环境,延缓了小麦叶片衰老,促进了花后干物质积累及干物质向籽粒的转运,从而使籽粒产量显著提高,是旱作麦区适宜的耕作方式.     

腐殖酸对小麦抗旱性的生理效应

在干旱气候条件下,喷施腐殖酸钠（ＨＡ）、黄腐酸钠（ＦＡ）可降低土壤水分损耗,提高小麦叶片持水能力,叶片细胞超氧物歧化酶（ＳＯＤ）、过氧化氢酶（ＣＡＴ）活性明显提高,丙二醛（ＭＤＡ）含量和电解质渗出率明显降低,可减缓叶绿素降解,增强光合速率和光合产物积累,延缓植株衰老,小麦抗旱性增强,千粒重增加．     

高温下干旱和渍水对冬小麦花后旗叶光合特性和物质转运的影响

以蛋白质含量不同的两个冬小麦品种扬麦9号和豫麦34为材料,研究了不同温度和水分条件下小麦花后旗叶光合特性的变化、营养器官花前贮藏干物质和氮素转运特征及其与籽粒产量和品质形成的关系.结果表明,高温及干旱和渍水均明显降低了旗叶光合速率和叶绿素含量（SPAD值）,但高温下干旱和渍水对光合作用的影响加重.小麦营养器官花前贮藏干物质、氮素转运量和转运率在适温下表现为干旱>对照>渍水,高温下则表现为对照>干旱>渍水.适温下花后同化物积累量表现为对照>渍水>干旱,高温下则表现为对照>干旱>渍水.花后氮素积累量在适温和高温下均表现为对照>渍水>干旱.籽粒淀粉含量以适温适宜水分处理最高,高温渍水下最低;蛋白质含量以高温干旱下最高,适温渍水下最低.温度和水分逆境下小麦粒质量和淀粉含量的降低与花后较低的光合能力及干物质积累有关,而蛋白质含量则与花前贮藏氮素的转运量和转运率有关.     

小麦根系活力变化与叶片衰老的研究

对小麦根系活力、叶片叶绿素含量和光合速率变化的田问实验结果表明,根系活力的衰退早且快于叶片叶绿素含量和光合速率的衰退;根系活力和叶片光合速率呈正相关关系(r=0．8006)．拔节期追施氮肥,改善根际营养条件后,叶片的光合速率、根系活力明显提高,叶片中ABA含量降低,ZRs升高,SOD活性增加,MDA的高峰期比对照推迟8～10d,说明根系活力变化与地上部叶片的衰老密切相关,改善根际营养,提高生育前期的根系活力有助于延缓地上部分的衰老．     

麦秸翻压还田对隔茬冬小麦旗叶抗性的生理效应

为了揭示秸秆翻压还田对冬小麦旗叶叶片衰老及抗性指标的变化规律,试验设置4个小麦秸秆翻压还田量(0、4500、6000、7500kg/hm2),测定分析了冬小麦旗叶叶绿素含量、光合速率、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性及可溶性蛋白质含量等抗性指标。结果表明,秸秆还田可明显减缓冬小麦植株衰老过程中叶片叶绿素的降解和光合速率下降,并有效调节叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性下降、可溶性蛋白质含量下降和丙二醛(MDA)含量的增加,延缓了冬小麦生育后期叶片的衰老;通过对各抗性指标与光合速率的相关性分析表明,各抗性指标在抑制冬小麦衰老过程中的作用大小依次为:丙二醛>可溶性蛋白质>POD活性>SOD的活性(丙二醛-0.999**;可溶性蛋白质0.997**;POD活性0.976*;SOD活性0.954*)。综合各处理的抗性指标得出,处理Ⅲ(6000kg/hm2)在提高作物后期抗逆性能力方面表现较好,处理Ⅳ(7500kg/hm2)表现较差。     

不同水分处理对耐旱性不同小麦品种旗叶衰老的影响

在防雨池栽条件下,研究了不同土壤水分处理对不同耐旱性小麦品种旗叶衰老的影响。结果表明,开花后小麦旗叶叶绿素含量、iPAs含量和光合速率均随土壤水分含量降低而降低,而MDA和ABA含量升高,旗叶衰老进程加快,产量降低。旱地品种菜农8834比水浇地品种鲁麦7号上述指标随土壤水分含量降低而下降或升高的幅度小,这是旱地小麦品种莱农8834在水分亏缺条件下产量较高的内在生理基础。     

Leaf senescence and grain filling affected by post-anthesis high temperatures in two different wheat cultivars

High temperature is a major factor affecting grain yield and plant senescence in wheat growing regions of central and east China. In this study, two different wheat cultivars, Yangmai 9 with low-grain protein concentration and Xuzhou 26 with high-grain protein concentration, were exposed to different temperature regimes in growth chambers during grain filling. Four day/night temperature regimes of 34°C/22°C, 32°C/24°C, 26°C/14°C, and 24°C/16°C were established to obtain two daily temperatures of 28 and 20°C, and two diurnal day/night temperature differences of 12 and 8°C. Concentration of a lipid peroxidation product malondialdehyde (MDA), activities of the antioxidants superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT), chlorophyll concentration (SPAD) in flag leaves and kernel weight were determined. Results show that activities of SOD and CAT in leaves increased markedly on 14 days after anthesis (DAA) for the high-temperature treatment (34°C/22°C) and then declined. As a result, MDA concentration in leaves increased significantly under high temperature (34°C/22°C and 32°C/24°C). Compared with optimum temperature treatment, high temperature reduced the concentration of soluble protein and SPAD values in flag leaves. Grain-filling rate increased slightly initially, but decreased significantly during late grain filling under high temperature. As a result, final grain weight was reduced markedly under high temperature. Decreases in the activities of SOD and CAT and increases in MDA concentration in leaves were more pronounced with a 12°C of day/night temperature difference when under high temperatures. Kernel weight was higher under 12°C of day/night temperature difference under optimum temperatures (24°C/16°C and 26°C/14°C). The responses to high-temperature regimes appeared to differ between the two wheat cultivars with different grain protein concentrations. It is concluded that a larger diurnal temperature difference hastened the senescence of flag leaves under high-temperature conditions, but retarded senescence under optimum temperature treatments of 26°C/14°C and 24°C/16°C.     

温度和光照强度对不同品质类型小麦旗叶光合特性和衰老的影响

以两个蛋白质含量不同的小麦品种豫麦34（高蛋白）和扬麦9号（低蛋白）为材料,研究不同温光条件对小麦灌浆期旗叶光合特性和衰老的影响.结果表明：高温、弱光处理显著降低了小麦旗叶净光合速率（P_n）及叶绿素荧光参数F_v/F_m和Φ_PSⅡ,但高温和弱光对小麦旗叶造成伤害的生理机制不同,高温主要降低了叶绿素含量(SPAD值)和P_n,灌浆后期P_n下降幅度达50％;而弱光主要降低了叶绿素荧光参数,抑制了光合系统PSⅡ的活性.高温使小麦旗叶丙二醛（MDA）含量升高,超氧化物歧化酶（SOD）活性和可溶性蛋白质含量下降,加速了植株衰老;而弱光下SOD活性较高,小麦衰老进程较高温缓慢,植株对弱光的耐受性较强.豫麦34对高温、弱光逆境的反应比扬麦9号敏感.     

小麦旗叶自然衰老过程中清除活性氧能力的变化

野生一粒小麦(Triticum boeoticum Boiss)、栽培小麦“扬麦五号”(T.aestivum L.)的旗叶自然衰老过程中,活性氧清除系统中各部分的清除能力下降是不均衡的。在光合速率高值持续期(叶绿素含量缓降期),SOD的活力略有下降,过氧化氢酶(CAT)活力却迅速下降,同时抗坏血酸过氧化物酶(ASP)活力呈现先上升后下降的趋势,上述SOD、CAT、ASP活力变化的不均衡,最终导致H_2O_2的迅速累积,从而使叶片迅速进入衰老(叶绿素含量速降期),于是SOD活力迅速下降。野生一粒小麦活性氧清除系统中各部分清除能力失衡过快,可能是其早衰的原因之一。H_2O_2的迅速累积与叶片衰老的启动密切相关。