氮肥后移对花后受渍冬小麦灌浆特性及产量构成的影响

2010～2012年连续2个生长季,以小麦品种‘烟农19’为材料,大田试验按基肥∶拔节肥∶孕穗肥比例设为氮肥处理N1(10∶0∶0)、N2(7∶3∶0)、N3(5∶5∶0)、N4(3∶5∶2),采用多项式、Logistic方程拟合不同氮肥运筹对花后受渍冬小麦灌浆期籽粒体积与干重变化过程,研究不同氮肥运筹对花后受渍冬小麦灌浆特性及产量构成的影响.结果表明:(1)两年度间各指标变化趋势基本一致,故各指标结果按其两年度平均值计算.(2)花后渍水使冬小麦籽粒体积减小11.8％,灌浆速率降低15.4％,灌浆历期缩短9.2％,千粒重降低20.9％,穗粒数减少7.0％,籽粒产量降低26.6％,而对穗数无显著影响.相对于氮肥全部作为基肥处理N1,氮肥后移处理N2、N3、N1的小麦籽粒体积分别增加10.2％、15.0％、19.4％,灌浆速率分别提高8.5％、16.0％、18.2％,灌浆历期分别延长5.0％、9.4％、11.5％,千粒重分别增加11.9％、20.2％ 、25.6％,穗粒数分别增加7.9％、12.3％、14.6％,产量分别提高18.1％ 、29.6％、37.6％,而穗数分别降低2.2％、3.8％、4.3％.(3)各灌浆参数与冬小麦籽粒产量的关联度表明,花后渍水逆境对灌浆速率的影响大于对灌浆历期的影响,氮肥后移主要通过提高小麦中后期灌浆速率缓解渍水逆境胁迫伤害.研究认为,在花后土壤受渍冬小麦生产区,生产中可获得最高小麦产量的最佳氮肥运筹模式为N4(3∶5∶2)处理.     

植物多糖类复合制剂对冬小麦产量及物质转运的影响

在大田栽培条件下,采用生物质多糖(P₁)、生物质多糖和5 氨基乙酰丙酸复配(P₂),以及生物质多糖、5-氨基乙酰丙酸和缩节胺为有效成分复配(P₃)的3种不同制剂,研究在冬小麦始花期叶面喷施制剂对其产量构成、蔗糖、可溶性总糖、干物质贮运以及氮磷养分累积与转移的影响.结果表明: 喷施3种制剂使冬小麦穗粒数和千粒重增加,增产8.5%以上;喷施20 d内,小麦旗叶蔗糖含量较对照明显增加;喷施P₁和P₃使小麦籽粒可溶性糖含量分别比对照增加4.5%和11.0%.P₃增加了小麦花后干物质及氮磷养分累积量,分别较对照增加48.5%、116.9%和18.1%,P₃还显著提高了小麦花后干物质及养分累积对产量的贡献,但花前养分向籽粒转移对产量的贡献小于其他处理.小麦增产与植物多糖类复合制剂有效调控营养器官光合产物输出、籽粒可溶性糖积累,以及促进花后干物质和氮磷养分累积有关.     

氮肥后移对抽穗后水分胁迫下冬小麦光合特性及产量的影响

采用子母桶栽土培法模拟冬小麦抽穗后不同的水分胁迫状态,研究了氮肥后移对冬小麦光合特性及产量的影响.设置3个氮肥处理,分别为N₁(基肥∶拔节肥∶开花肥=10∶0∶0)、N₂(6∶4∶0)和N₃(4∶3∶3),模拟冬小麦抽穗后2种水分胁迫(渍水胁迫、干旱胁迫),设正常供水为对照.结果表明：相同供水条件下,N₂和N₃处理较N₁处理显著提高冬小麦灌浆期旗叶的SPAD和光合速率,确保了收获时较高的穗数、穗粒数和地上部分生物量;氮肥后移处理显著提高了冬小麦的耗水量,但其籽粒产量和水分利用效率也显著提高.相同氮肥条件下,干旱胁迫和渍水胁迫处理较正常供水显著降低了冬小麦开花期和灌浆期旗叶的光合速率、千粒重、穗粒数和产量.与正常供水相比,各氮肥条件下干旱胁迫和渍水胁迫处理花后旗叶光合速率及籽粒产量的减小幅度均表现为N₁＞N₂＞N₃.表明氮肥后移通过提高旗叶SPAD、减缓花后旗叶光合速率的下降幅度、增加地上部分干物质积累量,调控产量及其构成要素,以减轻逆境灾害(干旱和渍水胁迫)对产量的影响.     

花后干旱对冬小麦光合、抗氧化特性和C4光合酶活性的影响

干旱是限制小麦增产最主要的非生物胁迫之一。为探究不同抗旱性冬小麦品种对花后干旱的响应,本试验以干旱敏感型品种“京冬18”和抗旱型品种“农大211”为材料,调查了花后干旱及复水后冬小麦的旗叶光合特性、丙二醛含量、抗氧化酶活性、渗透调节物质含量以及各器官C4光合酶活性的变化。结果表明：花后干旱显著降低了“京冬18”的千粒重,而对“农大211”的千粒重无显著影响;与“京冬18”相比,“农大211”在干旱胁迫下叶片的SPAD值和净光合速率相对较高,F_v/F_m值相对稳定,丙二醛含量的增幅相对较小,SOD和POD活性及可溶性蛋白和脯氨酸含量的增幅相对较大;穗部(颖壳和籽粒)C4光合酶(PEPC、NADP-ME和PPDK)活性高于旗叶,且在干旱胁迫下被诱导增强;复水后,各项指标得到不同程度的恢复;相关分析表明,花后干旱下穗部C4光合酶活性增幅与旗叶脯氨酸含量及抗氧化酶活性增幅呈显著正相关。综上,花后干旱胁迫降低了小麦旗叶光合能力,加速了膜脂过氧化和叶绿素降解,最终影响到籽粒产量;抗旱性较强的品种在干旱胁迫下通过增强穗部C4光合酶活性、旗叶渗透调节及抗氧化能...     

不同冬小麦品种不同叶位叶片在个体产量形成中的作用

以黄土高原南部半湿润区土垫旱耕人为土为供试土壤进行大田试验,在不同施氮水平基础上,以NR 9405、9430、偃师9号、小偃6号、陕229号、西农2208、矮丰3号和商188等8个冬小麦品种为供试材料,研究不同年度、不同农艺性状冬小麦不同叶位叶片在个体产量形成中的作用.结果表明,冬小麦旗叶和倒二叶长度、宽度及其叶面积同时受品种和施氮控制,施氮后显著增加.旗叶和旗叶以下余叶对冬小麦籽粒产量形成起着重要作用.与不去叶处理相比,开花期去旗叶、留旗叶去其余叶、去所有叶对单穗粒数影响不大,各处理粒数变化在32.91~34.95粒/穗之间.但去旗叶后穗粒重有一定程度下降,比对照植株下降8.7%;留旗叶去其余叶和去所有叶处理,分别比对照植株减少18.2%和29.3%;去叶处理对单粒体积的影响与对单穗粒重的影响相一致;去旗叶、留旗叶去其余叶和去所有叶处理单粒重极显著降低,分别比对照下降7.0%、13.3%和25.1%.花后单株叶对产量的贡献大体上在1/4~1/3之间.     

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。     

油菜终花后角果和叶片光合对籽粒产量和品质的影响

以‘秦优7号’油菜品种为材料,设置叶片和角果遮光及摘除叶片处理,通过田间试验测定分析终花后角果和叶片的光合特性及其对籽粒产量、含油量及脂肪酸组成的影响。结果显示:(1)终花后油菜角果遮光使籽粒的千粒重、产量、含油量分别显著降低54.7%、62.1%、44.2%,且籽粒中硫甙含量及脂肪酸中棕榈酸、硬脂酸含量显著升高,亚麻酸含量显著降低。(2)叶片遮光和摘除叶片分别显著降低角粒数11.7%、11.3%,降低籽粒千粒重22.5%、17.9%,单株产量分别降低35.3%、44.7%,使籽粒脂肪酸中亚油酸、亚麻酸等含量显著增加,但对籽粒含油量无显著影响。(3)终花后油菜绿色角果皮最大面积是绿叶面积的1.54倍,角果叶绿素a、b以及类胡萝卜素含量显著低于叶片,但角果的净光合速率、蒸腾速率显著高于叶片;且角果层的光辐射强度显著高于角果层下的叶片层;角果响应光辐射强度的光补偿点、光饱和点均显著高于叶片;即角果能够适应较高强度光辐射环境。研究发现,油菜结角期角果层接受大部分光辐射,角果的光合活性显著高于叶片,是主要的光合器官,角果光合状况对籽粒产量、含油量及脂肪酸组成有显著影响。     

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.     

高蛋白和低蛋白型小麦花后氮素的同化特性

为了解小麦花后介质氮素输入籽粒的同化途径,在不同发育时期不同施氮水平下,采用GS抑制剂(草丁膦)和15N示踪结合,研究了高低籽粒蛋白两种类型品种花后介质氮素的同化特征.结果表明,叶片GS抑制剂处理使豫麦47穗中的NDFF(氮含量中来自介质N的百分比)显著升高,豫麦50则显著降低;穗部GS抑制剂处理使豫麦47叶中的NDFF上升,而豫麦50(开花期)低氮处理上升、高氮处理下降.花后豫麦47的介质N同化量远大于豫麦50,同化介质N的主要器官为根茎,根茎∶叶∶穗的花后介质氮同化量之比约为4∶1∶2;而豫麦50的主要同化器官则为叶片,根茎∶叶∶穗之比约为1∶5∶1.随施N量的增加,豫麦47叶片花后介质N同化量增加,豫麦50则减少;且豫麦47叶片花后同化介质N的输出量显著小于籽粒花后介质N的同化量,而豫麦50叶片花后介质氮的输出量显著大于籽粒介质N的同化量.说明不同类型小麦品种花后N素由根系到籽粒的代谢同化途径具有显著差异,高蛋白品种豫麦47花后由根系流向籽粒的氮素可以不经叶片直接到达籽粒,低蛋白品种豫麦50则必须经过叶片才能到达籽粒.     

渍水对四川小麦生理性状及产量的影响

采用二因素裂区设计,连续2年（2011-2012和2012-2013年）以川麦104和内麦836为对象,在小麦苗期、拔节期、孕穗期、开花期分别进行35 d的渍水处理,研究渍水对四川小麦生长和产量形成的影响.结果表明： 苗期渍水减产最大,减产10%～15%,随渍水时期的后移,对产量的影响减小.苗期渍水降低了第3～6叶SPAD值、单株分蘖力和单株成穗数,降低了有效穗数、花后干物质积累量和成熟期干物质量.拔节期渍水降低了第4～7叶SPAD值,孕穗期渍水降低了倒4、倒3、倒2叶SPAD值,拔节期和孕穗期渍水导致花后旗叶SPAD值下降,渐增期灌浆速率（R₁）和平均灌浆速率（R_mean）下降,千粒重下降.开花期渍水对产量影响较小.表明苗期渍水是四川稻茬小麦渍害临界期.     

水淹胁迫下10个树种某些生理指标的变化及其耐水淹能力的比较

以游离脯氨酸和丙二醛(MDA)含量及相对电导率为指标,比较了水淹条件下10个树种的耐水淹能力。结果表明,水淹胁迫下,不同树种的相对电导率及丙二醛含量均呈上升趋势,而游离脯氨酸含量的变化则有显著差异。根据生理指标的变化可以看出,黄连木(Pistacia chinensis Bunge)和石楠(Photinia serrulata Lindl.)的耐水淹能力较弱,耐水淹时间仅为5至10 d;蓝果树(Nyssa sinensis Oliv.)、薄壳山核桃〔Carya illinoensis(Wangenh.)Koch〕、榉树(Zelkova schneideriana Hand.-Mazz.)和一球悬铃木(Platanus occidentalis L.)具有一定的耐水淹能力,耐水淹时间约为25 d;乌桕〔Sapium sebiferum(L.) Roxb.〕和白蜡(Fraxinus chinensis Roxb.)的耐水淹能力较强,耐水淹时间超过45 d;墨西哥落羽杉(Taxodium macronatum Ten.)和花叶杞柳(Salixintegra‘Hakuro Nishiki’)的耐水淹能力最强,受水淹的60 d内无受害现象。     

水淹和恢复对凤丹光合特性和根系活力的影响

选用3年生油用牡丹凤丹(Paeonia ostii)实生苗为试验材料,以常规供水管理的凤丹苗为对照,测定凤丹光合特性以及根系活力和形态随着水淹和水淹恢复处理时间的变化,探究牡丹的耐湿机制。结果表明:(1)水淹后,凤丹叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度及根系活力均较对照组显著下降,且下降幅度随着水淹时间的延长而增大;在持续水淹过程中,叶片胞间CO_2浓度则呈先下降后上升的变化趋势;水淹168h时,根系活力在所测定指标中下降幅度最大,仅为对照组的2.34%,此时根系变黑且腐烂,大部分根系脱落。(2)凤丹叶片净光合效率的下降在水淹120h过程中与气孔限制性调节密切相关,而到水淹168h时非气孔限制性成为光合作用的限制因子。(3)水淹72h后进行恢复处理120h后,叶片净光合速率、蒸腾速率、胞间CO_2浓度和根系活力均显著上升;恢复处理168h后,净光合速率和胞间CO_2浓度恢复到正常的生长水平,同时绝大部分根尖呈现白色且发育良好,根系生长向正常的生命状态恢复。研究表明,油用牡丹凤丹对水淹胁迫的应答迅速且灵敏,虽不耐水淹,但恢复能力强,这为其栽培管理以及在相对湿润地区推广种植提供了理论依据。     

淹涝胁迫对鹅掌楸属植物叶片部分生理指标的影响

研究了淹涝胁迫对不同种源鹅掌楸[Liriodendron chinense（Hemsl．）Sarg．]和杂种鹅掌楸（L．chinense xL．tulipifera）幼苗部分生理指标的影响。结果表明：在淹水处理24h后,杂种鹅掌楸幼苗叶片的净光合速率变化不明显,鹅掌楸幼苗叶片的净光合速率则有一定程度的下降;在淹水处理48h后,净光合速率均大幅度下降。在淹涝胁迫下及胁迫解除后,幼苗叶片叶绿素含量持续缓慢下降;而脯氨酸含量总体上呈现上升的趋势;与鹅掌楸相比,杂种鹅掌楸幼苗的超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性变化不明显,但SOD活性最高,POD活性最低。结果表明,杂种鹅掌楸具有较强的耐淹涝胁迫的能力。     

ATPase activity of sunflower root membranes as affected by flooding

Flooding of excised roots or roots of intact aeroponically grown sunflower ( Helianthus annuus L. cv. Russian) caused a reduction in the activity of ATPases of microsomal membrane vesicles within 1 day. With increasing flooding of up to 3 days, the enzyme activity in the roots declined. During the same period, enzyme activity gradually increased in the non-flooded aeroponically grown roots. Continuous aeration during flooding either maintained the activity of the enzyme to the level of the controls or enhanced it. The ATPase did not require MgSO₄ and had a much higher activity at pH 6.7 than at pH 8.5. The activity of the ATPases was markedly inhibited by sodium orthovanadate. There was 8 to 44% stimulation of the activity of the ATPases due to KCl in the absence as well as presence of MgSO₄. These data indicate that a substantial proportion of the ATPases, and thus the interface vesicles, could be of plasma membrane origin.     

Waterlogging duration: Interspecific comparison of Leptospermum scoparium (Forst et Forst.f.), Acacia melanoxylon (R. Br.), Nothofagus cunninghamii (Hook.) and Eucalyptus obliqua (L’Herit)

Abstract The effect of the duration of waterlogging on the pre‐dawn water potential, gas exchange, biomass accumulation and survival was investigated on four species, Leptospermum scoparium (Forst et Forst.f.), Acacia melanoxylon (R. Br.), Eucalyptus obliqua (L’Herit) and Nothofagus cunninghamii (Hook.). These species co‐occur, but are restricted to particular microsites. The three waterlogging treatments applied to potted seedlings were: four cycles of 15 days, two cycles of 30 days or one 60‐day cycle, followed by an equal period in freely drained conditions. Water potential, gas exchange, biomass accumulation and survival were not significantly affected by the duration of waterlogging in L. scoparium or A. melanoxylon. With increased waterlogging duration, N. cunninghamii had progressively decreased survival, had less biomass accumulation in all waterlogging treatments and more negative water potential after the 60‐day waterlogging cycle. In contrast, E. obliqua had low survival under the 15‐day waterlogging cycle treatment, although survival, biomass accumulation and maximum net photosynthesis were decreased by all waterlogging cycle treatments. Water potential was significantly lower (more negative) in E. obliqua than other species after the 30‐ and 60‐day waterlogging cycle treatments only. When exposed to oxygen deficit in hypoxic nutrient culture for 5 days, L. scoparium had 100% survival and maximum net photosynthesis was not affected. Acacia melanoxylon had 80% survival and decreased photosynthesis from 2 days of exposure onwards. Nothofagus cunninghamii and E. obliqua had 70% and 30% survival, respectively, and their photosynthesis was significantly depressed after 1 day of exposure to hypoxic conditions. Relative tolerance of the species examined to waterlogging and hypoxia was consistent with adaptation to conditions of seasonal variation in water table height and soil oxygenation concentration observed at the microsites occupied by the respective species. The results indicate that duration of waterlogging may be a major determinant in the microsite distribution of the co‐occurring species investigated.     

水淹对互花米草生长及生理的影响

研究了互花米草在不同没顶水淹时间处理下,株高、叶面积等生长指标以及叶片光合速率与色素、脯氨酸、可溶性糖和蛋白质含量等生理指标变化情况。结果表明,随着水淹时间延长,米草株高和叶面积呈下降趋势,叶片光合速率下降;叶片中自由水/束缚水、叶绿素和类胡萝卜素含量、可溶性糖在不同水淹时长处理之间也存在显著差异;但可溶性蛋白质和游离脯氨酸含量在各处理间差异无显著性。