钾对小麦旗叶蔗糖和籽粒淀粉积累的影响

 利用冬小麦品种‘鲁麦22’(Triticum aestivum cv. `Lumai 22’)在大田条件下研究了钾素对小麦旗叶蔗糖和籽粒淀粉积累及其有关酶活性的影响。结果表明,钾素有利于提高旗叶光合速率,增强开花后旗叶磷酸蔗糖合成酶活性,提高旗叶中蔗糖的含量;从而提高了灌浆期间籽粒中蔗糖的供应,增强了籽粒中蔗糖合成酶和腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶的活性,加速了淀粉积累速率,提高了粒重和产量。     

株行距对小麦旗叶蔗糖代谢及产量的影响

为了选择小麦适宜的行株距配置方式,在大田高产栽培条件下,研究了行距与株距对花后旗叶蔗糖代谢及籽粒产量的影响.结果表明:小麦旗叶蔗糖合成酶、磷酸蔗糖合成酶、可溶性糖、蔗糖含量和灌浆速率随籽粒灌浆进程呈单峰变化;随着行距增加,叶片蔗糖合成酶、磷酸蔗糖合成酶活性及蔗糖含量呈上升趋势,而随株距缩小则下降,行距20 cm和株距3.33 cm的处理(RP3)其蔗糖代谢优势明显,表明行株距搭配合理,促进光合产物向蔗糖的分配转化,为籽粒灌浆提供充足的物质供应;与其他处理比较,RP3处理在灌浆前期可溶性糖含量高,在灌浆中后期含量稳定,且下降相对缓慢;RP3处理籽粒灌浆高峰晚,灌浆前期慢,后期快,植株衰老缓慢,底物供应充足,在花后28-35 d仍维持0.28 mg·d~(-1)灌浆强度;产量构成因素随行距增加而升高,随株距缩小而降低,RP3处理行株距搭配合理,空间比例适宜,产量构成因素协调,产量显著提高.     

施钾时期对冬小麦旗叶光合特性和籽粒淀粉积累的影响

在相同施钾量的基础上。采用一次性基施,1／2基施、1／2于拔节期追施。研究施钾时期对小麦旗叶光合特性和籽粒淀粉积累的影响．结果表明。分期施钾比一次性施钾提高了小麦开花后旗叶的光合速率、旗叶中磷酸蔗糖合成酶(SPS)和籽粒中腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(ADPGPPase)的活性,提高了籽粒中蔗糖的供应强度和淀粉积累速率。增加了籽粒产量．研究还表明。两个施钾处理均提高了小麦叶片中蔗糖的合成能力和其在籽粒中转化为淀粉的能力,施钾提高产量的主要原因是施钾较好地协调了光合物质合成、运输与转化,即较好地协调了淀粉合成的源库关系．     

氮、钾水平对小麦籽粒蛋白质合成关键酶活性的影响

在大田栽培条件下,以蛋白质含量差异的两个冬小麦(Triticum aestivum L.)品种宁麦9号(低蛋白)和扬麦10号(中蛋白)为材料,研究了不同氮、钾施肥水平对小麦旗叶与籽粒中游离氨基酸含量、蛋白质合成关键酶活性和籽粒蛋白质含量的影响及其与开花期旗叶氮、钾营养的关系.结果表明,氮、钾施肥显著提高了小麦花后旗叶与籽粒中游离氨基酸和籽粒蛋白质含量、旗叶谷氨酰胺合成酶(GS)及籽粒GS和谷丙转氨酶(GPT)活性,其中氮肥的作用大于钾肥、氮钾肥配合达到最大,对扬麦10号的效应大于宁麦9号.开花期旗叶氮/钾比随施氮水平的增加呈二次曲线变化,随施钾水平的增加呈下降趋势.旗叶GS活性和成熟期籽粒蛋白质含量与氮/钾比均呈显著或极显著的二次曲线关系.因此,旗叶和籽粒中蛋白质合成关键酶活性受开花期旗叶氮/钾比的显著影响,是氮、钾素影响小麦籽粒蛋白质形成的重要生理原因.     

硫营养对小麦籽粒淀粉合成及相关酶活性的影响

在田间条件下,研究了施硫对小麦籽粒淀粉合成及相关酶活性的影响.结果表明:在0～20 cm土层土壤有效硫含量为5.84 mg/kg的地块上施硫不仅提高了小麦籽粒中蔗糖的含量,而且催化蔗糖降解代谢的蔗糖合成酶(SS)活性提高,利于籽粒蔗糖的降解.施硫显著提高了灌浆期间籽粒可溶性淀粉合成酶(SSS)活性,并使腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(ADPGPPase)和束缚态淀粉合成酶(GBSS)活性在灌浆中、后期维持在较高水平,对直链和支链淀粉的合成都起促进作用, 使总淀粉积累增加,千粒重提高,产量增加.     

结实期土壤水分亏缺影响水稻籽粒灌浆的生理原因

通过分析结实期土壤水分亏缺对水稻(Oryza sativa)籽粒中蔗糖向淀粉合成的生理代谢中关键酶活性及籽粒灌浆的调节作用, 探讨土壤水分亏缺影响水稻籽粒灌浆的生理机制。结果表明, 适度土壤水分亏缺诱导了灌浆高峰期(花后15-20天)水稻籽粒中蔗糖合成酶、腺苷二磷酶葡萄糖焦磷酸化酶、可溶性淀粉合成酶及淀粉分支酶活性的增加, 提高了籽粒灌浆中前期(花后10-20天)籽粒中淀粉积累速率和籽粒灌浆速率。但在灌浆后期(花后20-30天)籽粒中, 上述关键酶活性下降较快, 籽粒活跃灌浆期明显缩短, 灌浆前中期灌浆速率的增加不能完全补偿灌浆期缩短带来的同化物积累损失, 导致水分亏缺处理水稻籽粒充实不良, 结实率、籽粒重和产量显著降低。研究认为, 灌浆期土壤水分亏缺引起的灌浆后期籽粒中蔗糖向淀粉合成代谢中一些关键酶活性快速下降和籽粒内容物的供应不足是籽粒淀粉积累总量减少、粒重降低的主要生理原因。     

灌浆期间不同穗型冬小麦品种源库端的碳氮化合物含量及与其相关的酶活性变化

灌浆期间冬小麦多穗型品种豫麦49和大穗型品种豫麦66旗叶中蔗糖磷酸合成酶活性和可溶性糖含量变化均呈单峰曲线,后者的峰值出现较晚,灌浆中后期叶片中相关的酶活性下降缓慢。两品种旗叶中硝酸还原酶活性变化趋势基本相同,开花后5～20d问,豫麦49旗叶中NR活性高于豫麦66,20～35d间情况相反。在整个灌浆期间豫麦49籽粒淀粉积累速率呈双峰曲线,峰值分别出现在花后15～20d和25～30d问;豫麦66则为单峰曲线,峰值出现较晚但持续时间较长。     

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.     

氮素水平对冬小麦籽粒灌浆过程中淀粉合成关键酶活性的影响

小麦籽粒灌浆过程中,淀粉合成关键酶腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(ADPG-PPase)、可溶性淀粉合成酶(SSS)、淀粉分支酶(SBE)和束缚态淀粉合成酶(GBSS)均随着灌浆进程呈单峰曲线变化,峰值出现在花后25d;不同氮肥施用量对灌浆前期酶活性的影响较小,而在花后20d之后影响较大;随着氮肥施用量的增加,4种酶活性均呈增加趋势,但氮肥过量时酶活性下降,表明适当增加施氮量有利于淀粉合成关键酶活性的提高。     

施氮量对不同肥力水平下夏玉米碳氮代谢及氮素利用率的影响

以郑单958为材料,在高产田和中产田两种地力水平下,利用15N标记法研究了施氮量对夏玉米氮素分配率、利用率和碳氮代谢的影响.结果表明:高产田适量施氮可以提高玉米产量,过量施氮没有表现出进一步增产效果,其氮肥利用率较低(29 04%).中产田随施氮量的增加产量提高,但氮素利用率却降低.各个器官15N积累量依次为籽粒>叶片>茎>根>叶鞘>穗轴.在高产田,当施氮量超过300kg·hm-2时,玉米籽粒和叶片中积累15N有所下降,而茎和根中积累15N的量随施N量的增加而增加;在中产田,随着施N量的增加,籽粒和穗轴积累15N量均相应增加.高产田叶片的硝酸还原酶活性、谷氨酰胺合成酶活性和蔗糖磷酸合成酶活性以及籽粒中蔗糖合成酶活性和酸性转化酶活性均是施氮300kg·hm-2时最大,施氮450 kg·hm-2则抑制了其活性的增强,而中产田的各个酶活性则随着施氮量的增加而增加.     

施氮量对小麦氮磷钾养分吸收利用和产量的影响

高产条件下研究了不同施氮量对小麦植株氮、磷、钾养分吸收利用及籽粒产量的影响.结果表明,适量施氮可促进小麦植株对氮素的吸收与积累,较高的施氮量不利于起身期之后的氮素积累,致使成熟期小麦氮素积累量未能显著提高;与不施氮肥相比,施氮显著提高植株磷素积累量;随施氮量增加,植株磷素积累量增加不显著;施氮量增加促进小麦生育前期对钾素的吸收积累,在生育后期降低植株钾素的流失.随施氮量增加,籽粒氮素含量呈先增后降的趋势,氮素向籽粒的分配比例趋于降低,植株氮素利用效率无显著变化,氮素收获指数下降;不同施氮处理之间籽粒磷素含量和钾素含量无显著差异,施氮量增加,营养器官钾素含量、钾素积累量和钾素向叶片的分配比例均呈增加趋势;同时,磷素和钾素利用效率降低;不同施氮处理间,植株磷素、钾素收获指数无显著差异.籽粒产量随施氮量增加呈先增加后降低的趋势,以施氮195 kg/hm2的处理籽粒产量最高.     

水稻物质生产与氮、磷、钾、硅素积累特点及其相互关系

大田条件下研究了30个水稻基因型的干物质与N、P、K、Si积累特性及其相互关系.结果表明,水稻干物质积累总量随N、P、K和Si积累总量的增加呈直线增加,其相关系数早季和晚季均达极显著水平.同时,N、P、K、Si积累的平衡有利于干物质积累,干物质积累量随NBI(养分平衡指数)直线增加,随NDI(养分偏离指数)直线下降.30个水稻品种平均N、P、K、Si积累总量比值早季为3.76:1:4.55:7.10,晚季为2.88:1:4.54:8.09.干物质积累能力以中期最强,前期最弱,而N积累能力却以前期最强,后期最弱.水稻抽穗前积累的干物质主要分配在茎鞘中,当抽穗期茎鞘比率达到最大时,茎鞘重约为叶片重的2倍,而抽穗前积累的N主要分配在叶片中,叶片中N的分配比率全生育期均比干物质分配比率高.成熟期积累的干物质、N和P主要分配在穗部,早、晚季稻的平均分配比率分别为58.01%、66.42%和70.06%,而K主要分配在茎鞘中,早、晚季稻的平均分配比率为62.08%.早季Si在茎中的分配比率(43.11%)最大,而晚季却以穗中的分配比率(46.99%)最大.     

水稻物质生产与氮、磷、钾、硅素积累特点及其相互关系

大田条件下研究了30个水稻基因型的干物质与N、P、K、Si积累特性及其相互关系．结果表明,水稻干物质积累总量随N、P、K和Si积累总量的增加呈直线增加,其相关系数早季和晚季均达极显著水平．同时,N、P、K、Si积累的平衡有利于干物质积累,干物质积累量随NBI(养分平衡指数)直线增加,随NDI(养分偏离指数)直线下降．30个水稻品种平均N、P、K、Si积累总量比值早季为3．76：1：4．55：7．10,晚季为2．88：1：4．54：8．09．干物质积累能力以中期最强,前期最弱,而N积累能力却以前期最强,后期最弱．水稻抽穗前积累的干物质主要分配在茎鞘中,当抽穗期茎鞘比率达到最大时,茎鞘重约为叶片重的2倍,而抽穗前积累的N主要分配在叶片中,叶片中N的分配比率全生育期均比干物质分配比率高．成熟期积累的干物质、N和P主要分配在穗部,早、晚季稻的平均分配比率分别为58．01％、66．42％和70．06％,而K主要分配在茎鞘中,早、晚季稻的平均分配比率为62．08％．早季Si在茎中的分配比率(43．11％)最大,而晚季却以穗中的分配比率(46．99％)最大．     

Short-term effects of experimental warming and enhanced ultraviolet-B radiation on photosynthesis and antioxidant defense of <Emphasis Type="Italic">Picea asperata</Emphasis> seedlings

It is generally accepted that sucrose synthase (SuSy), ADP-glucose pyrophosphorylase (AGPase), soluble starch synthase (SSS), granule-bound starch synthases (GBSS) and starch branching enzyme (SBE) play a key role in starch synthesis in wheat grains. Starch synthesis in wheat grains is influenced by genotype and environment. However, what is not known is the degree of variation in enzyme activity during starch accumulation of wheat cultivars differing in kernel types. The present study was carried out to characterize the changing activities of key enzymes during grain filling in two kernel type winter wheat cultivars. Results showed that starch accumulation rate (SAR) and activities of SuSy, AGPase, SSS, GBSS and SBE in large kernel types were significantly higher than those in small kernel types. The soil water deficit experienced during the course of the experiment led to an increase at early grain-filling period and decrease during late grain-filling, respectively, in SAR and activities of key enzymes involved in starch synthesis, especially SuSy, AGPase, SSS, and SBE. Water deficit enhanced grain starch accumulation in small kernel types. It suggests that rainfed treatment increase physiological activities during early grain-filling and promote starch accumulation in small kernel types. The simulation with Richards’ equation showed that it was accumulation duration and SAR that determined the starch accumulation in large kernel types. Compared with small kernel types, plants of large kernel types maintained longer filling duration, higher SAR and greater activities of related enzymes during mid and late grain-filling. These observations suggest stronger sink activities in large kernel types at a later stage of development. Consequently, large kernel types have advantages over the small kernel types in terms of the amount of starch accumulation at mid and late stage, but are sensitive to water deficit.     

追施氮肥时期对冬小麦旗叶叶绿素荧光特性的影响

在大田条件下,研究了不同追氮时期对小麦旗叶叶绿素荧光特性、光合速率及籽粒产量的影响.结果表明,拔节期追肥较起身期或挑旗期追肥,改善了小麦旗叶PSⅡ的活性(F_v/F_o)、光化学最大效率(F_v/F_m)、光化学猝灭系数(qP)、实际量子产量(ΦPSⅡ)及光合速率,降低了籽粒灌浆中前期非辐射能量耗散,有利于叶片所吸收的光能较充分地用于光合作用,提高了籽粒灌浆后期非辐射能量的耗散,减缓了叶片光抑制程度和衰老进程.拔节期追肥可显著增加穗粒数和千粒重,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.     

小麦产量与品质对灌浆不同阶段高温胁迫的响应

 利用人工环境控制室对盆栽冬小麦（品种：‘济南17’ 和 ‘鲁麦21’）(Triticum aestivum cv. ‘Ji′nan17’ and ‘Lumai21’) 分别在子粒灌浆前期、中期和后期进行了25 ℃/35 ℃（夜/昼）的高温胁迫处理,以生长在20 ℃/30 ℃（夜/昼）环境中的小麦为对照,研究了灌浆期不同阶段高温胁迫对小麦产量和品质的影响。结果发现：1）子粒蛋白质积累速率在高温处理期间显著提高(p<0.05),但高值持续期缩短,并最终造成植株氮素积累量减少,氮素收获指数降低(p<0.05)。2）小麦蛋白质的组成和品质对不同灌浆阶段的响应存在显著差异,前期高温胁迫导致麦谷蛋白/醇溶蛋白的比值以及麦谷蛋白大聚合体（GMP）含量增加,标志蛋白质和淀粉品质的湿面筋含量升高、沉降值增加、膨胀势和高峰粘度等指标也显著提高;灌浆中期高温却导致上述指标降低;灌浆后期高温在造成粒重减小、产量降低和淀粉品质下降的同时,却有利于蛋白质含量的提高。3）小麦淀粉积累的形成与蛋白质品质的形成是两个既相互联系又相互独立的过程,高温条件下子粒蛋白质含量的升高是淀粉积累量减少造成的。