供氮水平对小麦生殖生长时期叶片光合速率、NR活性和核酸含量及产量的影响

在水培条件下,研究了氮素水平对小麦生殖生长时期一些生理特性及产量的影响。结果表明：生殖生长时期,外源供氮水平供应增加,叶面积、叶片光合速率及叶绿素含量均随之增加;叶片和根系硝酸还原酶活性(NRA)、叶片铵态氮含量和外源供氮水平间有显著正相关;根系DNA及RNA含量均随供氮水平升高而升高;孕穗期用不同氮素水平处理15d,对小麦成熟后生物量及经济产量有明显影响。     

CO2倍增对不同氮水平下小麦幼苗根系及叶片NR活性的影响

以小麦品种'小偃22'幼苗为材料,采用开顶式气室和水培实验研究了不同供氮水平(2.5、5.0、10.0和 15.0 mmol·L-1)下小麦幼苗植株生长量、根系形态、有机碳分泌速率和硝酸还原酶(NR)活性对大气CO2浓度升高的响应.结果显示,大气CO2浓度倍增均增加了小麦幼苗各生长阶段根冠生物量以及根系长度、面积、有机碳分泌速率和叶片NR活性.随供氮水平的提高,各生长阶段幼苗根冠生物量、根长和面积以及叶片NR活性呈上升趋势,而有机碳分泌速率呈下降趋势;根冠比变化不同阶段表现不一致,一叶一心期呈下降趋势,二叶一心期和三叶一心期分别以15.0和10.0 mmol·L-1氮水平较高.研究表明,大气CO2浓度升高可促进小麦幼苗根系生长和有机碳分泌速率,提高其氮素同化能力;增加介质供氮有利于高CO2浓度条件下小麦幼苗根冠生长和氮素同化,提高根冠比,减少根系有机碳过度分泌引起的碳损耗.     

低氮胁迫对不同苦荞品种苗期生长和根系生理特征的影响

以2个耐低氮苦荞品种(‘迪庆苦荞’、‘广苦1号’)和2个不耐低氮苦荞品种(‘西荞1号’、‘黑丰1号’)为材料,采用盆栽试验研究了低氮胁迫对苦荞苗期生长和根系生理特性以及氮素利用的影响,以揭示苦荞耐低氮胁迫的生理响应机制。结果显示:(1)与正常供氮处理(15mmol/L)相比,低氮(0.5mmol/L)和极低氮(0.05mmol/L)胁迫处理下,苦荞幼苗的株高、茎粗、叶面积、地上部干重、根系平均直径、根系体积及根系表面积均呈下降趋势,主根长和根冠比呈升高趋势,但在低氮(0.5mmol/L)条件下各品种根系干重均有所增加,且耐低氮品种增加幅度较大(13.69%、19.26%)。(2)低氮胁迫使苦荞叶片的叶绿素含量、最大荧光产量(Fm)和最大光化学效率(Fv/Fm)以及根系活力、硝酸还原酶(NR)活性和可溶性蛋白含量显著降低,而叶片初始荧光产量(Fo)及根系超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)、可溶性糖及游离脯氨酸含量呈升高趋势。(3)低氮胁迫使苦荞植株全氮含量及氮积累量显著降低,却使氮素吸收效率显著升高。研究表明,不同耐低氮苦荞品种对低氮胁迫的响应存在显著差异,在低氮胁迫下,耐低氮品种(‘迪庆苦荞’、‘广苦1号’)具有明显的生长优势,不仅农艺性状、叶片光合作用及根系活性受低氮胁迫影响小,而且具有较高的根系保护酶活性、渗透调节物质含量以及全氮量和氮积累量。     

外源亚精胺对高温胁迫下黄瓜幼苗氮素代谢的影响

以较为耐热的黄瓜品种‘津春4号’为试材,在人工气候箱中,采用石英砂培加营养液浇灌的栽培方式,研究了外源亚精胺( Spd)对高温胁迫(42℃)下黄瓜幼苗氮素代谢的影响.结果表明:短期高温胁迫处理,尤其是4h内,植株硝态氮含量降低而铵态氮含量升高;外源Spd预处理使幼苗体内硝态氮和铵态氮含量升高且硝酸还原酶(NR)活性增强.较长期高温胁迫处理下,幼苗根系中硝态氮含量升高但向地上部运输受阻,根系NR钝化,根系和叶片中铵态氮含量均显著升高;高温胁迫下喷施Spd,除进一步促进根系吸收硝态氮且向地上部运输外,根系和叶片NR活性亦有所升高,从较长期的效果看,外源Spd还具有防止铵态氮过度积累、促进幼苗体内氮素代谢趋于正常的作用.     

光照强度和氮水平对白三叶幼苗生长与光合生理特性的影响

采用植物生长箱溶液培养方式,对白三叶幼苗进行了不同光强(2个水平)和氮浓度(5个水平)处理,探讨其生长、生物量和光合生理特征对生境变化的响应.结果表明:两种光强下白三叶幼苗茎和叶生物量随氮素浓度呈先升高后降低,而根系生物量和根冠比则随氮素浓度增高而降低.光照强度降低使白三叶幼苗根、茎、叶和整株生物量分别降低67.8%、29.9%、42.5%和45.2%;低光处理使幼苗的根冠比显著下降,而比叶面积(SLA)明显提高.幼苗根系体积随氮素浓度增高而降低,高生长光强根系体积显著高于低生长光强下的白三叶.幼苗根系表面积、根系长度和根系直径随氮素浓度增加呈先增加后降低趋势,两种不同生长光强下幼苗根系长度和根系直径差异显著,而根系表面积差异不明显.白三叶叶片光合速率(Pn)随氮素浓度增加呈先增加后降低趋势,高生长光强白三叶Pn显著高于低生长光强下的白三叶.两种生长光强间叶片气孔导度(Gs),胞间CO2浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)无显著差异,但氮素浓度对叶片Gs、Ci和Tr均有显著影响.光、氮及其交互作用对白三叶幼苗生长发育产生了显著影响,光照不足和氮缺乏都将导致白三叶幼苗生长减弱,但幼苗对这些不利环境具有较强的调节和适应能力.     

施氮及不同根系分隔模式对尾叶桉和降香黄檀幼苗生长及叶片生理特性的影响

豆科与非豆科树种混交作为一种人工林培育可持续发展模式,在保证木材产量和维持氮素平衡中发挥了重要作用。该研究通过大棚盆栽试验,设计3个施氮水平(0、3、6g·株-1)及3种根系分隔方式(不隔、网隔、膜隔),分析了不同氮素水平及根系分隔模式对尾叶桉(Eucalyptus urophylla)与降香黄檀(Dalbergia odorifera)植株幼苗生长、叶片生理特性、根系形态及生物量的影响。结果表明:(1)随施氮量的增加,尾叶桉与降香黄檀的苗高、地径均呈递增趋势;不同根系分隔模式下,尾叶桉苗高、地径均在不隔模式下生长最好,降香黄檀则在膜隔模式下生长最好。(2)与不施氮处理相比,施氮3、6g·株-1水平下尾叶桉与降香黄檀叶片的超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性及可溶性蛋白含量均显著升高,而丙二醛(MDA)含量则呈降低趋势。(3)尾叶桉与降香黄檀根系的总长度、总表面积、总体积、平均直径、根尖数和比根长均随氮素水平的增加而增加,且各氮素水平间的差异显著;同一氮素水平下,尾叶桉的根系生长总体表现为不隔网隔膜隔,而降香黄檀根系生长则表现为膜隔不隔网隔,且两树种不同分隔模式间差异显著。(4)尾叶桉与降香黄檀各器官生物量及总生物量均随施氮量的增加而增加,并在6g·株-1施氮水平下生物量最大;各器官生物量分配中,尾叶桉各器官生物量所占比例大小依次为:茎(40.59%)叶(32.37%)根(27.04%),降香黄檀各器官生物量所占比例大小依次为:根(47.67%)茎(40.08%)叶(12.25%)。研究表明,尾叶桉与降香黄檀混交一定程度上扩展了根系横向和纵向水平的养分生态位,扩大了根系吸收土壤养分的空间,同时根系互作提高了降香黄檀的固氮能力,对土壤有效氮的产生有较大影响。     

氮素营养水平对冬小麦碳氮运转的影响

在大田试验条件下,研究了不同施氮水平对2种穗型冬小麦品种花后干物质和氮素积累与运转的影响及其与产量和品质的关系,以探讨氮素营养水平对冬小麦碳氮运转的影响.结果显示,适宜的施氮量（180 kg·hm^-2）能够极显著增加2种穗型冬小麦品种叶片、茎鞘等营养器官花前贮藏物质及花前贮藏氮素的再运转量和运转率以及总再运转量和运转率,也能够极显著增加成熟期籽粒氮素含量和花前贮藏氮素总运转量对籽粒氮素含量的贡献率.各施氮处理对2种穗型小麦品种花后氮素积累量对籽粒氮素含量贡献率的影响效应不明显.结果表明,适宜的施氮量有利于小麦籽粒和蛋白质产量的提高.     

稻麦叶片氮含量与冠层反射光谱的定量关系

作物氮素含量是评价作物长势、估测产量与品质的重要参考指标,叶片氮素含量的无损快速监测对于指导作物氮素营养的精确管理及生产力的预测预报具有重要意义.以5个小麦品种和3个水稻品种在不同施氮水平下的3a田间试验为基础,综合研究了稻麦叶片氮含量与冠层反射光谱的定量关系.结果显示：（1）不同试验中拔节后稻麦叶片氮含量均随施氮水平呈上升趋势;（2）稻麦冠层光谱反射率在不同施氮水平下存在明显差异,在可见光区（460～710 nm）的反射率一般随施氮水平的增加逐渐降低,而在近红外波段（760～1100 nm）却随施氮水平的增加逐渐升高;（3）就单波段光谱而言,610、660 nm和680 nm处的冠层反射率均与稻麦叶片氮含量具有较好的相关性;（4）在光谱指数中,归一化差值植被指数NDVI（1220,610）与水稻和小麦叶片氮含量均具有较好的相关性,且相关性好于单波段反射率;（5）对于小麦和水稻,可以利用共同的波段和光谱指数来监测其叶片氮含量,采用统一的回归方程来描述其叶片氮含量随单波段反射率和冠层反射光谱参数的变化模式,但若采用单独的回归系数则可以提高稻麦叶片氮含量估测的准确性.     

不同供氮水平对水曲柳苗木生物量、氮分配及其季节变化的影响

在温室内以水曲柳苗木为材料进行砂培试验,探讨了4种不同氮素浓度处理(1、4、8和16mmol·L^-1)下的水曲柳苗木根系和叶片内氮分配以及对苗木生物量的影响．结果表明,氮素供给浓度显著影响苗木根系氮浓度和叶片氮浓度．随着供氮水平提高,苗木体内根系和叶片氮浓度明显提高．在生长初期(6月)和中期(7、8月),叶片中氮浓度分别高于根系9．40、9．55和4．21mg·g^-1,而在生长末期(9月)叶片中氮浓度低于根系;随着水曲柳幼苗生长发展,体内氮贮量呈明显上升趋势．9月份全株氮贮量比6月份平均增加了4倍．不同氮处理下水曲柳体内氮贮量明显不同．高氮处理下氮贮量平均为N1处理下4倍．氮贮量分配在不同部位有很大不同．分配到叶片中的比例在6月份最高,平均为43％．分配到根系中氮贮量比例随生长而增加,9月份根系氮贮量相对值最高,为81％．如果不考虑氮浓度和季节的作用,根系中分配的氮最多,其次为叶片,茎中最少．     

供氮水平对菠菜营养品质和体内抗氧化酶活性的影响

通过水培实验,研究了供氮水平对菠菜营养品质和抗氧化酶活性的影响.结果表明,供氮水平由4mmol·L^-1增加到8mmol·L^-1,菠菜产量显著增加,叶片中的维生素C(Vc)含量随着供氮浓度由4mmol·L^-1提高到8mmol·L^-1,再提高供氮水平,Vc含量则明显下降.叶片硝酸盐含量随着氮浓度的提高而增加.供氮浓度从4mmol·L^-1增加到8mmol·L^-1,叶片可溶态草酸含量略有下降,再提高供氮水平则明显上升,而草酸总量随供氮水平提高,先显著升高然后略有降低.SOD和POD酶的活性随供氮水平由4mmol·L^-1提高到8mmol·L^-1而增加,再提高供氮水平,酶活性显著下降;CAT活性随供氮水平的增加而降低,叶片MDA含量先降低后显著升高,而游离脯氨酸含量随氮水平的升高而增加.可见供氮水平为8mmol·L^-1时,菠菜叶片具有较高的生物量、Vc含量和抗氧化酶活性,较低的硝酸盐和草酸含量以及较低的MDA和游离脯氨酸含量,表明供氮浓度8mmol·L^-1有利于提高菠菜的产量、营养品质和抗逆能力,是菠菜生长较适宜的供氮水平.     

播种量和施氮量对垄沟覆膜栽培冬小麦花后生理性状的影响

为协调冬小麦个体与群体间的关系,充分发挥旱作条件下垄沟栽培优势,以冬小麦品种小偃22为材料,采用二元二次正交旋转组合设计,通过田间试验研究了垄下集中施肥、垄上覆膜、膜际种植模式下播种量和施氮量对冬小麦花后生理性状的影响.结果表明:花后叶面积指数、旗叶叶绿素含量和净光合速率均随施氮量的增加而增加.灌浆前中期叶面积指数随播种量的增加呈先增后稳的趋势;灌浆后期叶面积指数随播种量的增加而降低.随播种量的增加,旗叶的叶绿素含量和净光合速率降低,单株产量呈先减少后增加的趋势.适宜的播种量可以协调个体与群体间的矛盾,而适量增施氮肥有利于花后小麦生理性状的改善和产量的提高.在供试条件下,小偃22在播种量112.5 kg hm-2与施氮量180 ～222 kg N·hm-2配置时,个体与群体的关系比较协调,花后叶面积指数较高,群体结构适宜,而且旗叶叶绿素含量、净光合速率和单茎产量较高,能获得高产.     

潘庆民1,于振文2,王月福2

采用盆栽和水泥池栽研究了追氮时期对小麦光合作用、14C同化物运转分配和硝酸还原酶(NR)活性的影响.结果表明,拔节(雌雄蕊原基形成)期较起身(二棱)期追施氮肥,显著提高了小麦开花后的旗叶叶绿素含量和单叶光合速率;灌浆期旗叶14C同化物向籽粒转移比例显著提高,而在营养器官的滞留比例显著降低;旗叶和根系中硝酸还原酶(NR)活性亦显著提高.小麦穗粒数、粒重和产量增加,蛋白质含量提高.     

Differences in water relations and physiological characteristics in leaves of wheat associated with leaf position on the plant

The seasonal change in leaf water potential and its components, stomatal resistance, specific leaf weight, photosynthesis rate, the activities of ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase and nitrate reductase, and soluble proteins were measured in flag leaves (ninth from base in position), seventh and fifth leaves of wheat Triticum aestivum L. cv Kalyansona. Flag leaves had a lower water and solute potential and lower or equal turgor pressure than seventh and fifth leaves. These differences were found to be independent of environment. The rate of photosynthesis and nitrate reductase activity were always lower in fifth and seventh leaves than in flag leaf. The photosynthetic efficiency in flag leaves appeared to be associated with lower stomatal resistance and higher specific leaf weight. The relations between leaf water potential and relative water content showed a change with leaf position. This change possibly allows flag leaf to maintain its functional efficiency despite its lower water potential.     

低施肥条件下秸秆还田对冬小麦旗叶衰老的影响

通过田间小区试验,在低施肥常规田间管理条件下,研究了不同秸秆还田量下接茬冬小麦旗叶叶绿素(Chl)含量、净光合速率(Pn)、超氧化物岐化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)含量和可溶性蛋白(SP)含量的变化特征及其之间的关系.结果表明,低施肥常规田间管理条件下,接茬冬小麦旗叶叶绿素含量、净光合速率、超氧化物岐化酶活性和可溶性蛋白的变化随秸秆还田量的增加呈单峰趋势,过氧化物酶和丙二醛的变化随秸秆还田量的增加呈单谷趋势.秸秆还田对冬小麦旗叶衰老的影响主要是通过影响保护酶的水平,尤其是POD作用更大.在本试验条件下,玉米秸秆还田量为9000kg/hm2的处理各抗衰老性指标最好,抗衰老隶属函数综合评价值最大,产量最高;玉米秸秆还田量为15000kg/hm2的处理各抗衰老性指标最差,抗衰老隶属函数综合评价值最小,产量最低.在本地区低施肥常规田间管理下,9000kg/hm2的玉米秸秆还田量对接茬冬小麦旗叶抗衰老性及增产较为适宜.     

播种量和施氮量对垄沟覆膜栽培冬小麦花后生理性状的影响

为协调冬小麦个体与群体间的关系,充分发挥旱作条件下垄沟栽培优势,以冬小麦品种小偃22为材料,采用二元二次正交旋转组合设计,通过田间试验研究了垄下集中施肥、垄上覆膜、膜际种植模式下播种量和施氮量对冬小麦花后生理性状的影响.结果表明： 花后叶面积指数、旗叶叶绿素含量和净光合速率均随施氮量的增加而增加.灌浆前中期叶面积指数随播种量的增加呈先增后稳的趋势;灌浆后期叶面积指数随播种量的增加而降低.随播种量的增加,旗叶的叶绿素含量和净光合速率降低,单株产量呈先减少后增加的趋势.适宜的播种量可以协调个体与群体间的矛盾,而适量增施氮肥有利于花后小麦生理性状的改善和产量的提高.在供试条件下,小偃22在播种量112.5 kg·hm-2与施氮量180～222 kg N·hm-2配置时,个体与群体的关系比较协调,花后叶面积指数较高,群体结构适宜,而且旗叶叶绿素含量、净光合速率和单茎产量较高,能获得高产.     

Characterisation of grain yield and nitrogen level in relation to flag leaf senescence of wheat varieties

Three wheat cultivars ( Triticum aestivum L.), Splendeur, Hobbit and Maris Huntsman grown in pots were compared. Especially when compared to Splendeur, the flag leaf senesced most rapidly in Maris Huntsman, which presented the most rapid loss of moisture, chlorophyll and nitrogen. The uptake of exogenous nitrogen during the post-anthesis period was lower in the rapidly than in the slowly senescing variety. A higher concentration of free amino nitrogen in the flag leaf at a given sampling date was associated with a lower percentage decrease of soluble proteins at the following date. Acid proteinase activity in the flag leaf was inversely related to moisture percentage and free amino nitrogen level, but unrelated to the nitrogen loss of the flag leaf. Acid proteinase activity in the flag leaf was directly related to grain nitrogen percentage, but inversely related to grain yield. Grain yield was also directly related to the mean soluble protein content of the flag leaf through senescence.     

杂种小麦及亲本旗叶老化过程中RubisCO特性的研究

小麦（ＴｒｉｔｉｃｕｍａｅｓｔｉｖｕｍＬ．）旗叶的ＲｕＢＰｃａｓｅ活性、含量及ＲｕＢＰｏａｓｅ活性在旗叶全展或全展后１０ｄ达最大值,以后逐渐下降。与亲本相比,供试杂种小麦“麦优４号”在旗叶一生中尤其老化后期上述参数皆表现明显的杂种优势。旗叶ＲｕＢＰｃａｓｅ比活性在叶绿素缓降期保持平稳,在叶绿素速降期逐渐下降。供试杂种小麦较亲本具有较高的ＲｕＢＰ羧化酶和加氧酶活性,表明杂种小麦不仅具有较强的光合羧化作用,而且叶片光合作用过程中的光呼吸也较强。结果与旗叶ＲｕｂｉｓＣＯ亲合ＣＯ２和Ｏ２的动力学常数的测定结果相符。     

Studies on RubisCO Characteristics During Flag Leaf Aging in Hybrid Wheat and Its Parent

The RuBPcase content and activity, and the RuBPoase activity of the flag leaf of wheat (Triticum aestivum L.) reached the highest values at leaf full expansion or at the 10th day after leaf full expansion, then gradually reduced. There was evident of heterosis on the above mentioned parameters during life span of the flag leaf especially the late phase of leaf aging in the tested hybrid wheat as compared with those in its parents. The RuBPcase specific activity of the flag leaf changed slightly during the relatively steady phase of the chlorophyll content, then gradually decreased during the sharp fall phase of the chlorophyll content. Both RuBPcase and RuBPoase activity in the tested hybrid wheat were higher than in its parents, showing that hybrid wheat had higher photosynthetic carboxylation function, accompanied with photorespiration. All these results were in accordance with the measurements of kinetic constants Km (CO2) and Km (O2) of the RubisCO of flag leaf.     

施氮量和栽培模式对旱地冬小麦旗叶衰老及其活性氧代谢的影响

以冬小麦小偃22为试验材料,研究3种栽培模式(常规栽培、覆草栽培、地膜覆盖)和3种施氮水平(施纯氮0、120和240 kg/hm2)下旗叶衰老与活性氧代谢特性.结果表明,与常规栽培(CK)相比较,覆草栽培条件下叶绿素含量始终较高(P<0.05),叶片衰老速度缓慢,代谢强度旺盛,有利于籽粒灌浆和光合产物的积累,产量显著增加(P<0.05).在灌浆前期,地膜覆盖条件下叶片叶绿素含量增加(P<0.05),叶片保护性酶活性(POD、CAT)提高,膜脂过氧化程度低;但在灌浆后期,叶绿素含量急剧下降,叶片衰老速度加快,膜脂过氧化程度加剧,产量仍显著增加(P<0.05).施用氮肥在一定范围内可提高旗叶叶绿素含量和保护性酶活性(POD、CAT),降低膜脂过氧化程度;施氮量为120 kg/hm2时,冬小麦旗叶叶绿素含量最高,叶片衰老迟缓,代谢强度降低缓慢,膜脂过氧化程度低,有利于小麦后期生长和籽粒灌浆,在3种栽培模式下产量均最高.     

Distribution of nitrate assimilation between the root and shoot of legumes and a comparison with wheat

Legumes of the Phaseoleae ( Glycine max L. Merr., Phaseolus coccineus L., P. vulgaris L., Vigna radiata L. Wilczek and V. unguiculata L. Walp.), when grown on 10 m M nitrate, had a low in vitro nitrate reductase (NR) activity in the root compared to the shoot (<15%). In legumes of the Vicieae ( Cicer aerietinum L., Pisum sativum L. and Vicia faba L.), Genisteae ( Lupinus albus L.) and Trifolieae ( Medicago sativa L. and M. truncatula Gaertn.), 30–60% of their total NR activity was in the root. The Phaseoleae had a higher nitrate content in the shoot. Decreasing the nitrate supply increased the relative proportion of NR activity in the root of garden pea ( Pisum sativum ) and wheat but did not alter the predominantly leaf-based assimilation of nitrate in Phaseolus vulgaris. When in vitro NR activity of the pea shoot was compared with the in vivo NR activity and the rate of accumulation of reduced N by this tissue, similar values were obtained. In vitro NR activity of the wheat shoot was 5 times its in vivo NR activity and 12 times its rate of accumulation of reduced N.