不同施肥条件下小麦光合器官对单穗产量的影响

为了解小麦光合器官对产量的作用以及施肥的调节效应,通过剪叶、包穗、包穗下节等处理,研究了不同施肥条件下小麦光合器官对千粒重、穗粒重、穗粒数的影响以及对千粒重贡和穗粒重的贡献率。结果表明,施肥既影响叶器官也影响非叶器官对产量的效应,且氮磷钾配合方式对小麦不同光合器官之间增产效果的影响差异显著。非叶光合器官中穗对产量的影响最大,主要是对千粒重影响明显,叶光合器官中旗叶对产量影响较大,叶主要是对穗粒数的影响显著。

不同粒叶比小麦品种非叶片光合器官光合特性的研究

通过测定两个不同粒叶比小麦品种Lu 2 2和Lu 14叶片和非叶片光合器官叶绿素含量、光合速率及叶绿素荧光参数 ,探讨了非叶光合器官光合特性的差异。结果表明 ,高粒叶比品种Lu 2 2各部位的叶绿素含量均高于低粒叶比品种Lu 14 ,特别是在衰老后期 ,Lu 2 2能维持较高的叶绿素含量 ;在叶片叶绿素含量及光合速率明显下降时 ,非叶片光合器官仍能维持较高的叶绿素含量及光合能力 ,这有利于籽粒增重。花后初期 ,品种之间及其不同部位的Fv Fm 差异很小 ,但在衰老后期低粒叶比品种的Fv Fm 下降幅度明显大于高粒叶比品种 ,说明高粒叶比品种Lu 2 2能维持较高的光能吸收转化效率。高粒叶比品种的叶片及穗部PSⅡ天线所吸收的光能向光化学反应分配的能量比例较高 ,随着衰老进程 ,过剩光能增多 ,非叶部位尤其是穗部对过剩光能耗散能力较强。高粒叶比小麦品种的光合功能期较长 ,能以较小的叶面积维持较大的库容 。

不同氮水平下冬油菜光合氮利用效率与光合器官氮分配的关系

【目的】氮是限制作物光合作用的重要因子,除含量之外,氮在光合器官各组分间的分配可能也是影响光合作用的重要因素。本研究从叶片尺度探究冬油菜苗期氮素在光合器官中的分配,分析不同氮水平下光合氮素利用特征及其与光合氮利用效率的关系,以揭示氮素营养影响光合氮利用效率的机制。【方法】采用田间试验,设3个施氮水平(0、180、360 kg/hm2,分别以N0、N180、N360表示),在苗期测定最新完全展开的叶净光合速率(Pn)、氮含量、光合氮利用效率(PNUE)以及最大羧化速率(Vc max)、最大电子传递速率(Jmax)等相关生理、光合参数,并计算叶片氮素在光合器官(羧化系统、生物力能学组分和捕光系统)的分配比例。【结果】施氮明显改善冬油菜苗期的生长,显著增加了叶片数、叶面积和叶片干重,但单位叶面积干重低于不施氮处理。与N0相比,N180和N360处理的冬油菜最新完全展开叶的氮含量和Pn显著升高,其中叶片氮含量分别增加了155.0%、157.3%,Pn则增加57.6%、56.1%,N180与N360处理间无显著差异;而PNUE随施氮水平的提高而降低,与N0相比,N180和N360处理分别下降了35.6%和39.6%。施氮提高了冬油菜苗期叶片的光合能力,N180和N360处理的最大净光合速率(Pnmax)、羧化效率(CE)、最大羧化速率(Vc max)及最大电子传递速率(Jmax)显著高于N0处理。氮肥用量同样影响氮素在光合器官中的分配,与N0相比,N180和N360处理的氮素在叶片光合器官投入的比例显著降低,降低幅度分别为29.3%、34.5%;其分配比例在羧化系统(PC)、生物力能学组分(PB)及捕光系统(PL)分别降低了24.1%、23.3%、34.6%和31.0%、26.7%、38.5%。相关分析表明,叶片中羧化和生物力能学组分及光合组分氮的分配比例与PNUE均呈显著正相关关系,而与非光合组分氮分配比例呈显著负相关关系。【结论】随施氮量的升高,油菜苗期光合氮利用效率呈下降趋势。氮素在光合器官(羧化系统、生物力能学组分和捕光系统)分配的差异是影响冬油菜苗期叶片光合氮利用效率的重要原因。在保证苗期适宜氮素供应的情况下,通过协调氮素在光合器官的分配对进一步提高作物光合氮素利用效率具有重要意义。

锐齿栎林个体光合器官生长与营养季节动态

锐齿栎林单叶面积和干重的季节生长呈不同的 S型曲线 ,叶面积叶干重比的季节变化呈不完全 S型。叶从萌动到落叶持续约 1 60 d,展叶第 1周 ,叶重量绝对增长快于叶面积的增加 ,之后相反。叶季节变化表现为叶面积增长迅速且持续时间较短 ,叶重量增加相对缓慢且持续时间较长。刚展叶时 N、P、K含量很高 ,展叶期明显下降 ,落叶前最低 ,Ca含量季节变化则相反 ;Mg含量展叶期较高 ,之后逐渐下降且趋于稳定。叶 N、P、K、Mg间呈显著的正相关 ,前者与 Ca间呈显著的负相关。叶在生长期内具有较高的 N/P、N/K,且其季节变化比单个元素含量更稳定 ;展叶初期 K/Ca很高 ,之后变化逐渐稳定 ;叶 K/Mg的季节变化趋于降低。展叶第 1周叶 N、P、K和 Mg积累量迅速增加 ,继而缓慢增加 ,第 4 5～ 50天达峰值 ,之后逐渐降低 ;Ca积累随叶龄的增加一直处于上升的趋势。叶内 N、P、K、Mg和 Ca积累量与叶的生长发育期有密切的关系。

小麦光合器官对不同穗位和粒位粒重及蛋白质含量的影响

为探明小麦叶片与非叶光合器官对不同穗位和粒位籽粒发育的影响,以济麦22为试验材料,开花期设置剪叶、包穗、包茎等7种处理,分析了不同处理下不同穗位和粒位粒数、粒重和蛋白质含量的差异。结果表明,小麦穗对穗上部和下部弱势粒数影响显著,与叶片共同作用对穗上部强势粒数及穗中部和下部粒数,以及与茎和叶片共同作用对穗上部粒数、穗中部和下部弱势粒数均影响显著;穗对不同穗位强势粒重和穗上部弱势粒重影响显著,旗叶对穗中部和下部强势粒重、穗上部和中部强势粒重及穗下部粒重影响显著;包穗、剪旗叶和剪倒二叶处理显著提高穗上部强势粒及穗中部和下部籽粒蛋白质含量;剪倒三叶和剪倒四叶+剪倒五叶处理显著提高穗下部强势粒蛋白质含量;同一穗位的强势粒蛋白质含量大于弱势粒,不同穗位籽粒的平均蛋白质含量表现为穗下部>穗中部>穗上部;同一穗位的弱势粒蛋白质含量变异系数大于强势粒,穗上部的籽粒蛋白质含量变异系数大于穗中部和下部。因此,建议小麦育种中应注重穗光合选择,适当增加小穗排数,减少高穗位粒数,可能是提高小麦产量潜力和改善品质的重要途径。

不同小麦品种植株光合器官受损对单穗籽粒产量的影响及其补偿效应

为了比较不同小麦品种植株绿色器官的光合功能受损对穗粒重的影响及其补偿效应,用剪叶、包穗、包穗下节的方法对8个冬小麦品种在8种处理下的单穗籽粒产量进行了研究。结果表明,小麦扬花后,各部分绿色器官的光合功能受损对单穗籽粒产量的影响在品种间存在一定差异。包穗使各品种穗粒重损失22.33%～53.11%,多数品种间差异显著;包穗下节及同时剪上三叶片,各品种穗粒重损失4.44%～25.87%和10.08%～30.59%,品种间也有一定的差异;剪旗叶各品种穗粒重损失5.23%～14.42%,品种间差异多不显著;各处理对粒重和穗粒数均有影响。在此条件下,不同品种其植株各部分光合器官对穗粒重的影响各有特点,并且植株个体对穗粒重、粒重的损失能产生一定的补偿效应。不同品种产生补偿效应的能力有一定差异,同一品种在不同处理条件下的补偿效应也不相同。参试各品种中,小偃6号在所有处理条件下的穗粒重损失率都较小,补偿效应明显。

不同落黄型小麦品种光合器官衰老及产量对花后高温的响应

为给耐热性小麦品种的选育和推广提供依据,以黄淮北片小麦全身落黄型品种邯6172和邯麦13及灰白落黄型品种石4185和早衰落黄型品种鲁麦14为供试材料,研究了灌浆期热胁迫对小麦植株含水量、干物质转运量和籽粒灌浆特性的影响,并通过千粒重热感指数评价了不同类型品种的耐热性。结果表明,高温加快了小麦叶片黄化衰老,不同品种衰老快慢不同,邯6172和邯麦13的旗叶、倒2叶、倒3叶分别于热胁迫后19、16、10d开始黄化,叶片黄化速度慢,分别比鲁麦14、石4185晚3~6d。热胁迫使穗、茎、叶含水量下降,不同品种下降速率不同,灌浆后期差异更为显著,其中花后31d鲁麦14、石4185、邯6172和邯麦13穗部含水量分别比对照下降28.7%、30.3%、12.1%和17.4%,叶片含水量分别下降53.8%、44.4%、18.7%和21.5%;鲁麦14、石4185茎秆含水量始终低于邯6172和邯麦13,失水失绿早。热胁迫下全身落黄小麦叶片衰老速度慢,绿叶数目、绿叶面积均较高,穗茎叶含水量相对较高,充分延缓了叶片等光合器官的衰老,保证了正常的生理代谢功能,营养器官干物质转运量和籽粒灌浆速率下降幅度较小,千粒重降低不明显,产量和千粒重热感指数小于1,耐热性好。

塔克拉玛干沙漠主要灌木光合器官滞尘能力与表面特性的关系

通过全株光合器官取样,利用质量差减法,对位于新疆且末县沙漠地区的塔中植物园内10种灌木的滞尘能力进行了比较,结果表明:1)以单位鲜质量光合器官滞尘量为评价指标,10种灌木光合器官滞尘能力的排序为:紫杆柽柳>多花柽柳>刚毛柽柳、多枝柽柳、长穗柽柳>甘蒙柽柳、华北柽柳>沙生柽柳>梭梭>头状沙拐枣。2)10种灌木光合器官的滞尘能力与其表面特性密切相关。与沙拐枣相比,梭梭同化枝节间距较短,叶片数量相对较多,因而梭梭的滞尘能力大于沙拐枣;柽柳属植物虽然叶片也极度退化,但具有数量众多、分布密集、被覆绒毛、分泌盐分等特性,具有很强的滞尘能力,光合器官滞尘能力大于梭梭和沙拐枣;光合器官表面特性也使8种柽柳属植物光合器官滞尘能力存在差异。研究结果在荒漠地区植物-土壤相互关系研究方面具有重要科学意义,也可为园林绿化和防护林树种选择、配置提供科学依据。

油菜光合器官面积与导数光谱特征的相关关系

运用导数光谱分析技术,研究了不同氮肥水平下不同品种油菜(Brassica napus)的叶面积指数(Leaf area index,LAI)及角果皮面积指数(Pod area index,PAI)与冠层导数光谱及其衍生参数的定量关系。结果表明,油菜导数光谱与花前LAI和花后PAI均有良好的相关关系,在750nm附近相关关系最好,相关系数达到0.9左右。三边参数与油菜LAI和PAI的相关性顺序为:红边>黄边>蓝边,面积参数>振幅参数>位置参数。油菜红边导数光谱的双峰现象降低了红边位置对油菜LAI和PAI的敏感程度,利用线性外推法拟合红边位置能提高其对油菜LAI和PAI的敏感程度。在三边参数及其衍生参数中,红边面积及其与蓝边面积的差与LAI及PAI的相关性最好,且适用于该研究中使用的不同品种。因此,750nm处的一阶导数光谱、红边面积及其与蓝边面积的差可用于有效地监测油菜的光合器官面积。

光合作用的光抑制与光合器官的活性氧代谢

对光抑制的作用机制与光合器官中活性氧代谢的概况及相关的研究进展作了综述。

小麦不同光合器官对穗粒重的作用及基因型差异研究

通过剪叶、包穗、包秆等处理研究了小麦不同器官对粒重的作用 ,并对其基因型差异进行了分析。结果表明 ,不同器官对千粒重的贡献在器官之间有极显著的差异 ,而在基因型间差异不显著 ,对穗粒重的贡献在器官之间及基因型与器官的互作间呈极显著差异 (穗和叶之间差异不显著 ) ,而基因型之间的差异不显著。各器官对粒重的贡献与株高有一定关系。在一定株高范围内 ,叶片对粒重的贡献随穗面积的增大而增加 ,穗对粒重的贡献随穗面积的增大而有减小的趋势 ,茎鞘光合的贡献与穗面积和株高呈正相关 ,贮藏物质的贡献与叶片的贡献呈显著负相关。株高与千粒重间呈极显著正相关 ,与穗粒数呈极显著负相关 ;单茎叶面积与穗粒重呈显著正相关 ,穗面积。

追氮时期及花后不同光合器官对春小麦籽粒容重的影响

为探讨不同光合器官及氮肥追施时期对小麦籽粒容重的影响,以农麦2号为材料,在开花期对不同追氮时期的小麦进行剪叶遮光处理。结果表明,剪叶遮光后小麦籽粒容重均低于正常生长植株,降低幅度为0.03%~9.15%;其中穗对籽粒容重的影响最大,穗遮光使籽粒容重下降8.13%;氮肥追施时期对籽粒容重的形成有一定影响,拔节期追施氮肥较其他时期追施氮肥能显著提高籽粒容重;不同时期追施氮肥对光合器官缺损时籽粒容重的形成有明显的调控作用,表明通过氮肥合理追施,可减少小麦花后光合器官功能受限对籽粒容重的影响。

小麦不同光合器官的光合性能研究

试验研究了小麦灌浆期各光合器官光合性能结果表明 ,小麦不同光合器官在 1天中最大光合速率存在明显差异 ,表现为旗叶 >穗梗 (穗下节间 ) >芒 >叶鞘 >去芒穗。小麦非叶光合器官 (穗、鞘和穗梗 )在灌浆期有较强的光合能力。 1天中特别是下午非叶光合器官维持较高的光合能力 ,而旗叶光合速率在下午下降很快。叶片、穗梗和叶鞘光补偿点相近 ,但穗光补偿点较高。

高温胁迫下光合器官受损及其适应机理

热胁迫下 ,在没有超过可以忍耐的及可适应的限度时 ,有机体首先经历一段不稳定的过程 ,接下来是生理功能的恢复和稳定。介绍了热胁迫对PSⅡ和PSⅠ活性、脂类成分、蛋白质含量、CO2 同化及抗氧化剂酶的影响的研究进展 ,并讨论了植物适应高温的过程。参 4 7。

功能相对稳定期内油菜3类主要光合器官间光合性状差异的比较

为探究油菜不同光合器官间光合特性大小、杂种优势及对产量贡献的差异,以4套甘蓝型油菜CMS杂种及其亲本为材料,对长柄叶、短柄叶、角果3类主要光合器官在光合面积、主要气体交换参数、群体生长量、群体生长速率等光合性状在功能相对稳定期(RSP)的持续时间、最大值、均值、杂种优势及其与产量相关性间的差异进行了比较。结果显示,1叶绿素含量的RSP持续时间、最大值、平均值为短柄叶>长柄叶>角果;2 6个主要气体交换参数中,P_n、G_s为短柄叶>长柄叶>角果,Ci为长柄叶>角果>短柄叶,Tr为角果>短柄叶>长柄叶,Ls为短柄叶>角果>长柄叶,WUE为长柄叶>短柄叶>角果;3光合面积的RSP持续时间为长柄叶>短柄叶>角果,而光合面积最大面积、均值为角果>短柄叶>长柄叶。4群体光合物质净合成量RSP的持续时间、最高值、均值均为角果>短柄叶>长柄叶。5群体净光合速率RSP的持续时间为短柄叶>长柄叶>角果,而最大值、均值为短柄叶>角果>长柄叶;6角果光合面积、群体光合物质合成量的杂种优势最大,而群体净光合速率、叶绿素含量的杂种优势则最小,短柄叶叶绿素含量、群体光合物质净合成量的杂种优势高于长柄叶;角果在P_n、G_s、C_i、T_r等4个气体交换参数中的杂种优势为最低,而在L_s则最高,短柄叶在P_n、G_s、T_r、L_s4个参数的杂种优势中大于长柄叶。7与产量的相关性大小为角果>短柄叶>长柄叶,在RSP内光合性状数值与产量的相关性大小为持续时间>均值>最大值;油菜3类主要光合器官间的光合特性、对产量的贡献存在显著差异,在进行高光效种质筛选和高光效育种时,应对多个光合器官、不同时期的光合性状进行综合比较。

麦业丰化控对大豆鼓粒期非叶光合器官与粒重关系的影响

化控是大豆一项重要的增产技术。为探明化控条件下大豆非叶光合器官对粒重相对光合贡献的变化规律,以黑农41和新早-1为材料,采用铝铂遮光法研究了花期麦业丰化控处理(CK、化控1次、化控2次)条件下,大豆鼓粒期间荚、叶柄、叶片对粒重相对光合贡献的变化。结果表明,荚对粒重相对光合贡献依次为4.84%、8.44%、17.58%;叶柄对粒重相对光合贡献依次为5.91%、3.34%、12.92%;叶片对粒重相对光合贡献分别为34.03%、26.29%、17.00%。麦业丰化控提高了荚、叶柄对粒重相对光合贡献,降低了叶片对粒重相对光合贡献。化控技术增产与叶片和豆荚光合性能的改变有关。

UV-B辐射对植物光合器官和光合作用过程的影响

植物光合作用是植物受UV-B辐射影响的主要一个方面。UV-B辐射诱导的活性氧的产生进一步破坏类囊体膜;叶绿素在UV-B辐射下降解或其合成过程受阻,但不同植物间叶绿素对UV-B辐射的抗性存在一定差异;UV-B辐射下,PSⅡ的两个主要组分D1蛋白和LHCⅡ合成减少,但D1蛋白可通过D1蛋白的周转维持PSⅡ的活性;UV-B辐射诱导主要光合酶RuBP羧化酶活性的降低,且不同植物对UV-B辐射强高度的响应程度不同,而C4植物中烟酰胺腺嘌呤二核苷酸-苹果酸酶(NADP-ME)却起到保护植物免受UV-B损伤的作用。在光合作用的主要过程中,UV-B辐射通过影响PSⅡ上各反应活性而降低电子传递速率,对碳同化过程的影响除降低酶活性外,另一个重要方面就是调节气孔的运动。在UV-B辐射对植物光合作用影响的研究中应进一步揭示其作用机理,并注重当前UV-B辐射水平及其与其它环境因子综合作用对植物光合作用的影响研究。

不同类型小麦品种不同光合器官与籽粒产量的关系

本试验以6个不同类型小麦品种(系)为材料,通过对其剪叶、剪芒、包茎、包穗等不同处理,研究了不同光合器官对不同类型小麦品种籽粒产量的影响。根据各处理对穗粒重的影响可知,叶片光合与叶面积呈显著正相关,穗粒重随着叶面积的增加呈递增的趋势。穗光合在不同品种间存在很大差异,对两个中间型品种PH6200(8)、PH4133-2贡献较大,分别达到27.18%和22.77%,对多穗型品种泰山23的贡献较小,只有17.98%,而对大穗型品种的贡献则居中。茎鞘光合对大穗型品种泰山9818和多穗型品种济麦21、泰山23籽粒的影响较大,对中间型品种PH6200(8)、PH4133-2和大穗型品种山农8355影响较小。贮藏物质对籽粒的贡献以多穗型的两个品种最高,济麦21达到24.74%,泰山23更是高达38.46%,而对大穗型和中间型品种的贡献则相对较低,在15.9%～23.44%之间。芒对大穗型品种泰山9818、山农8355和中间型的PH6200(8)、PH4133-2有一定的贡献,其贡献率在4.21%～12.33%之间,而对多穗型品种济麦21和泰山23则贡献较低,尤其是泰山23,其贡献率仅为0.49%,几乎可以忽略不计。因此可以说不同类型品种的不同光合器官对籽粒产量的影响不同;不同类型品种的相同光合器官对籽粒产量的影响也存在显著差异,大穗型品种对穗粒重的贡献以叶片为最高,中间型品种以穗器官的贡献为高,多穗型品种则以茎鞘和贮藏物质的贡献最大。

塔克拉玛干沙漠头状沙拐枣光合器官生长对风蚀的响应与适应策略分析

风蚀是沙区生态建设工程的重要危害形式。分析不同植物种生长对风蚀的响应和适应策略,确定其耐风蚀阈值,是优良耐风蚀生态建设植物种筛选的重要理论基础。本文以塔克拉玛干沙漠腹地纵向复合沙垄上栽植的头状沙拐枣人工林为研究对象,对不同风蚀深度植株的部分枝条节上和全株光合器官生长状况进行了观测和分析。结果表明,随风蚀强度增加,头状沙拐枣植株光合器官的单节同化枝数量、单节同化枝总长度和单根同化枝平均长度、单根同化枝平均重量、单株光合器官鲜重、单株同化枝表面积呈降低趋势,光合器官生长均与风蚀深度呈线性负相关。当风蚀深度小于40 cm时,头状沙拐枣的单节同化枝数量、单根同化枝长度、单节同化枝总长度降低幅度较小,但当风蚀深度大于40 cm后,单节同化枝数量、单根同化枝长度、单节同化枝总长度都大幅降低,全株光合器官的重量和表面积也大幅下降,而过强的风蚀可使植株死亡。头状沙拐枣光合器官对风蚀的适应方式是数量和形态变化,同化枝数量、长度、直径、表面积降低。对风蚀的适应策略是有限资源重点配置,即植株把能量主要分配在有限的节上,节上保持一定数量的光合器官生长,以维持植株存活。研究结果可为沙区生态建设适宜植物种筛选提供参考。

小麦开花后不同光合器官对籽粒品质的影响

为探讨不同光合器官对小麦籽粒品质的作用,以永良4号为供试品种,在开花后通过剪叶遮光(包括剪旗叶、剪旗叶+倒二叶、包旗叶鞘、包穗、包穗+穗下节间)等处理,研究了叶器官和非叶器官对小麦籽粒营养物质含量及单穗生产量的影响。结果表明,剪叶遮光后小麦籽粒中淀粉、脂肪、铁含量比正常生长降低,灰分、磷、钾、锌、钙含量提高,而对蛋白质含量影响很小;剪叶遮光后小麦籽粒淀粉、脂肪、蛋白质、灰分、磷、钾、锌、铁、钙单穗产量均比正常生长降低。非叶器官对籽粒营养物质含量以及生产量的影响均大于叶器官。