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。     

不同发育时期追施氮肥对冬小麦旗叶中光合酶活性的影响

小麦开花后,随着旗叶的衰老,旗叶中1,5-二磷酸核酮糖羧化酶（RuBPC）、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）和乙醇酸氧化酶（GO）活性呈下降趋势。随着追施氮肥时期的推迟,光合酶活性呈增加趋势,这意味着氮肥追施时间后移有利于提高小麦光合速率。在旗叶衰老后期,大穗型品种小麦旗叶中光合酶活性略高于多穗型品种小麦。     

水肥运筹对小麦旗叶光合特性及产量的影响

研究了不同灌水次数及等氮量不同施氮方式对优质强筋小麦品种郑麦9023旗叶净光合速率(Pn)、叶绿素荧光参数等光合性能及产量的影响。结果表明,旗叶Pn、PSⅡ的潜在活性(Fv／Fo)、PSⅡ的光化学最大效率(Fv／Fm)、光化学猝灭系数(qP)、非光化学猝灭系数(qN)及产量在不同灌水次数间的差异均达到显著或极显著水平,其中不灌水处理与灌水处理间的差异较大;在不同施氮处理问,氮肥全部基施与返青期追施(占40％)处理间植株旗叶的Pn、Fv／Fo、Fv／Fm、qP和qN差异不大,但两处理的上述光合参数及产量均明显低于拔节期或孕穗期追施(40％)处理,表明拔节期或孕穗期追施氮肥有助于减缓旗叶光合功能的衰退,延长叶片功能期,提高植株的光合产物积累。研究结果还表明,水、氮运筹对Pn、叶绿素荧光参数及产量性状的调控存在显著的互作效应,其中以灌拔节水 孕穗水并于孕穗期追施氮肥(W2N4)处理组合表现最好。     

氮素营养水平对膜下滴灌玉米穗位叶光合及氮代谢酶活性的影响

本文以先玉420为试验材料,研究在大垄双行膜下滴灌种植模式下,氮素水平对玉米穗位叶光合特征及氮代谢关键酶活性的影响。结果表明：1)玉米穗位叶氮素含量、光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和水分利用效率(WUE),均以N3(300 kg/hm2)水平最高,其平均Pn达35.1μmol m-2 s-1,Tr达7.57 m mol m-2 s-1,Gs 为0.58 mol m-2 s-1,WUE为 4.64μmol mmol-1。2) 最大光化学效率(Fv/Fm)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)和光化学猝灭(qP),以N3水平最高,Fv/Fm均在0.75以上,ΦPSⅡ和qP均在0.45以上。3) PEP羧化酶对氮肥的响应较RUBP羧化酶敏感。氮肥少于100 kg/hm2才显著降低RUBP羧化酶活性;而PEP羧化酶则仅在N3处理时活性最高。4) 施用氮肥均增加穗位叶硝酸还原酶(NR)和谷氨酰胺合成酶(GS)活性,以N3处理增幅最大,平均比不施氮肥分别增加22.4%(NR)和64.8%(GS),蛋白水解酶活性则相反,平均比不施氮肥分别降低51.6%(内肽酶)和76.9%(氨肽酶)。5）相关分析表明：穗位叶氮含量与与内肽酶和氨肽酶呈现负相关,与其他各项指标均呈现正相关,差异显著性因花后不同时期而不同。6）在供试试验区,在氮肥施用总量为300 kg/hm2时,玉米穗位叶保持较高的光合特性和相关酶活性,为玉米籽粒产量的形成奠定了基础。     

大气CO2浓度倍增和施氮对冬小麦光合及叶绿素荧光特性的影响

采用开顶式气室,通过土培盆栽实验研究了不同大气CO2浓度(背景空气浓度375μmol·mol-1和倍增浓度750μmol·mol-1)和氮素水平(不施氮和施氮0.25 g/kg)下两个冬小麦品种(小偃6号和小偃22)主要生育期(拔节、孕穗、扬花、灌浆期)叶片叶绿素含量和荧光动力学参数的变化.结果显示,与背景CO2浓度相比,在不施氮条件下大气CO2浓度倍增处理的小麦叶片出现明显的光合下调现象,而施氮时变化不明显;同时,CO2浓度倍增后小麦各主要生育期叶片叶绿素含量均有不同程度地下降,荧光参数初始荧光(F0)值明显提高,最大荧光(Fm)、可变荧光(Fv)、最大光能转换效率(Fv/Fm)和PSⅡ潜在活性(Fv/F0)值均显著降低.施氮可提高冬小麦各个时期叶片叶绿素含量、Fm、Fv、和Fv/F0值,降低F0值;不施氮条件下,大气CO2浓度倍增对冬小麦各主要生育时期叶绿素含量和荧光参数的影响明显,而施氮后影响微弱.研究表明,大气CO2浓度升高对冬小麦光合速率、叶绿素含量和光系统Ⅱ(PSⅡ)的光合电子传递和潜在活性具有一定抑制作用,通过施氮可以有效地缓解其负面效应.     

大气NH3升高对不同供氮水平下小麦叶片光合生理特征的影响

以小麦品种'小偃6号'(氮高效品种)和'长旱58'(氮低效品种)为材料,采用开顶式气室和土培实验研究了大气NH3浓度升高对生长于高、低两种供氮介质下小麦植株不同生育期叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、叶绿素含量、叶绿素荧光参数(Fv/Fm、Fv/F0)和可溶性糖含量的影响.结果显示:两小麦品种高氨低氮处理植株的Pn、Fv/F0和可溶性糖含量均高于高氨高氮和低氨低氮处理,并在生育后期差异达显著水平(P＜0.05),氮低效品种的Gs也符合上述规律且不同处理间差异显著(P＜0.05);小麦各生育期高氨高氮处理下植株的Pn均显著低于低氨高氮处理,且两处理间灌浆期的叶绿素含量和灌浆期以前的可溶性糖含量的差异显著(P＜0.05),而两处理灌浆期以前的叶绿素荧光参数Fv/Fm在各处理条件下均无显著差异;不同处理间及品种间各项光合特征指标差异缺乏规律性.可见,大气中NH3浓度升高有利于改善低供氮介质条件下小麦植株的氮营养状况,但不同氮效率品种间的响应存在差异.     

不同品质类型小麦非叶光合器官光合荧光特性研究

以强筋(郑麦9023)、中筋(新麦13)和弱筋(豫麦50)型小麦品种为试材,测定了它们非叶光合器官的叶绿素含量、荧光动力学参数、净光合速率及对籽粒的贡献率.结果显示,不同品质类型小麦非叶光合器官叶绿素含量表现为旗叶鞘>穗下节间>芒>穗部颖片,各非叶光合器官开花18d后叶绿素含量均表现为弱筋小麦>中筋小麦>强筋小麦;弱筋小麦的非叶光合器官在灌浆前期具有较高的Fv/Fm、ΦPSⅡ值,在灌浆后期其Fv/Fm和ΦPSⅡ值下降幅度显著小于强筋小麦并有较高的净光合速率;非叶光合器官对籽粒的相对贡献率依次为穗部>旗叶>节鞘,且对弱筋小麦籽粒的贡献率高于中筋和强筋小麦,其中节鞘和穗对弱筋小麦粒重的相对贡献率分别为15.7%和35.4%.研究表明,弱筋小麦豫麦50的非叶光合器官能维持较较强的光合能力,生产更多的光合产物,花后形成的光合产物对其粒重的增加起重要作用.     

拔节期低温对小麦籽粒产量与灌浆期旗叶荧光参数的影响

为探明拔节期低温对小麦生育后期旗叶荧光特性的影响, 以华成3366、扬麦13等7个小麦品种为材料, 在拔节期对小麦进行低温处理, 研究低温对小麦籽粒灌浆期旗叶荧光参数的影响。结果表明, 拔节期低温显著降低小麦籽粒产量, 低温处理下小麦籽粒产量较对照降低44.53%—65.74%, 其中小麦品种生选6号降幅较小、宁麦13降幅较大。拔节期低温对小麦灌浆期旗叶荧光参数具有显著影响。与对照相比, 低温处理下小麦旗叶实际光化学效率(ΦPSⅡ)、最大光化学量子产量(Fv/Fm)、光化学淬灭系数(qP)和表观电子传递速率(ETR)显著下降, PSⅡ非调节性能量耗散的量子产额Y(NO)和初始荧光(F0)显著升高, 最大荧光(Fm)、非光化学淬灭系数(qN)和PSⅡ调节性能量耗散的量子产额Y(NPQ)无显著变化。品种间, 生选6号的Fv/Fm、ETR和ΦPSⅡ等荧光参数低温处理下降幅较小, 宁麦13的Fv/Fm、ETR和ΦPSⅡ等荧光参数低温处理下降幅较大。从相关性分析结果得出, F0与Fv/Fm呈负相关, qP与ETR呈正相关, Y(NO)与ΦPSⅡ呈负相关。表明拔节期低温主要通过增加光损伤、增加热和荧光的光能消耗, 从而降低电子传递速率, 进而降低叶片光系统Ⅱ的最大光化学量子产量、实际光化学效率。并得出旗叶荧光参数受低温影响较小的小麦品种减产较少。     

施肥与品种及其种子大小对冬小麦光合及叶绿素荧光特性的影响

以土垫旱耕人为土为供试土样,采用4个冬小麦品种、3种播种方式和4种施肥方式进行盆栽试验,研究施肥、品种和种子大小对小麦叶片光合和叶绿素荧光特性的影响.结果表明:(1)在开花期和灌浆期,旗叶叶绿素相对含量(SPAD值)均为NP配施最高,其平均值分别比对照显著增加17.83%和13.01%;NP配施条件下,在开花期和灌浆期SPAD均为大粒单播较高并显著高于小粒单播;开花期和灌浆期SPAD分别以远丰998和咸农39最高并显著高于其它品种,平均比最低的白芒麦分别高17.68%和18.75%.(2)对旗叶净光合速率来说,开花期的NP配施处理比对照略有下降,而单施N和P分别比对照显著降低13.03%和23.17%,灌浆期的平均值以NP配施最高且比对照显著提高6.95%;小偃6号在开花期显著高于其余品种4.01%~6.19%(P<0.05),而白芒麦和咸农39则在灌浆期具有较明显优势,均分别显著高于其余品种约16.60%~26.91%;在开花期和灌浆期,2种单播方式平均值相近且显著高于混播方式.(3)就叶片Fv/Fm和Fv/Fo值而言,NP配施明显高于其它施肥处理,且NP均衡供应时远丰998和混播方式具有明显优势.可见,氮磷配施有利于提高各品种SPAD值、Pn以及叶片Fv/Fm和Fv/Fo比值,能有效改善植株的光合特性;施肥与品种、施肥与播种方式以及播种方式与品种存在显著交互作用,宜因种施肥.     

供镁水平对油桐幼苗生长及光合特性的影响

采用营养液砂培试验,研究不同供镁水平对油桐幼苗生长、光合特性及叶绿素荧光参数等的影响。结果表明,低镁浓度(Mg2+2 mmol·L-1)显著抑制了油桐的生长,叶绿素含量、Ru BP羧化酶及PEPC活性、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、气孔限制值(Ls)、水分利用效率(WUE)、最大光化学效率(Fv/Fm)、实际光化学量子效率(ΦPSII)、PSII的潜在活性(Fv/Fo)及光化学淬灭系数(q P)显著下降(P0.05),胞间CO2浓度(Ci)、初始荧光(Fo)、非光化学淬灭系数(NPQ)有所升高;高镁浓度(Mg2+4 mmol·L-1)也抑制了油桐幼苗的生长,导致叶片叶绿素含量、Ru BP羧化酶活性、Pn、Gs、Fv/Fm、Fv/Fo及q P均下降(P0.05);随着供镁水平的增加,油桐的生长量、叶绿素含量、Ru BP羧化酶及PEPC活性、Pn呈先增加后降低的趋势;当镁离子浓度为2~4 mmol·L-1时,有利于油桐幼苗正常生长,缺镁胁迫下油桐光合速率的下降主要是由光合机构活性降低的非气孔因素引起的。     

Investigation of the mechanism of temperature sensitivity of the electroreceptors of ampullae of lorenzini

In experiments on Black Sea skates (Raja clavata), the potential of the receptor epithelium of the ampullae of Lorenzini and spike activity of single nerve fibers connected to them were investigated during electrical and temperature stimulation. Usually the potential within the canal was between 0 and –2 mV, and the input resistance of the ampulla 250–400 k. Heating of the region of the receptor epithelium was accompanied by a negative wave of potential, an increase in input resistance, and inhibition of spike activity. With worsening of the animal's condition the transepithelial potential became positive (up to +10 mV) but the input resistance of the ampulla during stimulation with a positive current was nonlinear in some cases: a regenerative spike of positive polarity appeared in the channel. During heating, the spike response was sometimes reversed in sign. It is suggested that fluctuations of the transepithelial potential and spike responses to temperature stimulation reflect changes in the potential difference on the basal membrane of the receptor cells, which is described by a relationship of the Nernst's or Goldman's equation type.I. P. Pavlov Institute of Physiology, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. I. M. Sechenov, Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. Pacific Institute of Oceanology, Far Eastern Scientific Center, Academy of Sciences of the USSR, Vladivostok. Translated from Neirofiziologiya, Vol. 12, No. 1, pp. 67–74, January–February, 1980.     

Principles of organization and evolution of systems of regulation of functions

Evolution of living organisms is closely connected with evolution of structure of the system of regulations and its mechanisms. The functional ground of regulations is chemical signalization. As early as in unicellular organisms there is a set of signal mechanisms providing their life activity and orientation in space and time. Subsequent evolution of ways of chemical signalization followed the way of development of delivery pathways of chemical signal and development of mechanisms of its regulation. The mechanism of chemical regulation of the signal interaction is discussed by the example of the specialized system of transduction of signal from neuron to neuron, of effect of hormone on the epithelial cell and modulation of this effect. These mechanisms are considered as the most important ways of the fine and precise adaptation of chemical signalization underlying functioning of physiological systems and organs of the living organism