氮素施用对超高产小麦生育后期光合特性及产量的影响

在施纯氮总量 2 70 .0 kg.hm- 2 条件下 ,研究了不同氮素运筹对超高产小麦生育后期光合特性及产量的影响。结果表明 ,适当推迟追氮时期与加大追氮比例 ,可提高旗叶 Ru BPcase活性与 Pn速率 ;以拔节期追氮基追比 5∶ 5处理产量构成三因素较协调 ,产量最高 ;孕穗期追氮基追比 5∶ 5与 7∶ 3二处理因千粒重与穗粒数明显增加 ,返青期追氮基追比 3∶ 7处理因穗数较多 ,增产效果均较为显著。

超高产小麦品种(系)生育后期光合特性的研究

以鲁原301、潍麦8号和山农62G三个具有超级小麦产量潜力的新品种(系)为材料,测定其在生育后期净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、细胞间隙CO2浓度(Ci)的日变化,以及荧光参数在不同生育期的变化。结果表明,与对照品种鲁麦14相比,3个具有超级小麦产量潜力的品种(系)在生育后期都具有较高的光合速率、较大的光合叶面积和较高的PSⅡ最大光化学效率(FvFm),并且其光合功能期长,叶绿素含量高,衰老延缓。品种鲁原301、潍麦8号和山农62G的每公顷穗数可达400～500万左右,成穗率低于鲁麦14;但穗粒数40以上,千粒重45g左右,均高于鲁麦14,产量分别比对照高出10.8%、24.3%和9.4%。

不同小麦进化材料生育后期光合特性和产量

以二倍体野生一粒小麦(Triticumboeoticum)、栽培一粒小麦(T.monococcum)、节节麦(Aegilopstauschii)和黑麦(Secalecereale)、四倍体野生二粒小麦(T.dicoccoides)、栽培二粒小麦(T.dicoccum)、硬粒小麦(T.durum)、六倍体普通小麦(T.aestivum)‘扬麦9号’和‘扬麦158’及八倍体小黑麦(Triticale)为材料,采用盆栽试验研究了不同小麦进化材料生育后期旗叶光合特性的演变及产量的差异。结果表明,与六倍体普通小麦和八倍体小黑麦相比,二倍体和四倍体材料在开花前具有较高的光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、最大光能转换效率(Fv/Fm)和实际光化学效率(ΦPSⅡ)。开花以后,二倍体和四倍体材料受非气孔因素的影响,光合能力下降较快;除黑麦外,旗叶光合速率在开花10d后都低于普通小麦和小黑麦,胞间CO2浓度(Ci)迅速增加,Fv/Fm、ΦPSⅡ和叶绿素含量快速下降。二倍体和四倍体材料开花前单株总叶面积和旗叶叶面积较大,花后下降迅速,功能期短;单株穗数也较多,但穗粒数、千粒重、产量和收获指数却显著低于普通小麦。因此,小麦长期进化过程中,普通小麦花后较高的光合能力及较长的光合持续期是提高千粒重,进而提高产量的重要生理基础。

不同高产水稻品种生育后期叶片光抑制、光氧化和早衰的关系

比较了我国不同地区的 6个高产水稻品种在生育后期 (抽穗—成熟 )自然条件下剑叶的叶绿素荧光参数和膜脂过氧化产物及叶绿素 (Chl)衰减的表现 ,结果表明 ,水稻剑叶在衰老过程中叶片的Fv/Fm逐渐下降 ,过剩的光能形成活性氧O2 ·-、H2 O2 和膜脂过氧化产物MDA的积累 ,导致叶绿素衰减 ,发生光氧化早衰。这种现象在品种间有明显差异 ,与耐光氧化的粳稻相比 ,对光氧化敏感的籼稻汕优 6 3剑叶的Fv/Fm明显下降 ,活性氧积累多 ,Chl急剧衰减而表现“黄化”早衰 ,影响水稻灌浆结实。籼稻易于早衰机理与灌浆期温光条件有关。在适温 (2 5℃以上 )晴天 ,PSⅡ反应中心表现可逆失活的动态变化 ,中午强光下籼稻PSⅡ功能有明显的下调和光抑制 ;在低温强光下PSⅡ遭受光破坏 ,表现早衰。这与PSⅡ

不同氮效率水稻生育后期氮素积累转运特征

以不同氮效率水稻基因型为供试材料,通过15N标记的氮肥盆栽试验精确定量不同氮效率的水稻齐穗后氮素积累和转运量。结果表明,无论在何种施氮水平下,氮高效水稻(南光和武运粳)的籽粒产量均显著高于氮低效水稻Elio;不同氮效率水稻在齐穗期和齐穗后15天时干物质积累量差异不显著,但在成熟期时氮高效水稻的干物质积累量显著高于氮低效水稻,增幅约为16·4%;与干物质积累相对应的是,不同氮效率水稻的氮素积累量在齐穗期和齐穗后15天也没有差异,但在成熟期时氮高效基因型水稻武运粳和南光的氮素积累量较氮低效基因型水稻Elio高约31%和21%,差异显著。15N标记试验结果可以看出,氮低效水稻Elio齐穗时吸收的一部分15N移出了植株体,其占15N转运量的11%。从齐穗至成熟,氮低效水稻Elio从茎叶转移出的15N量(2·75mg穴-1)远远低于氮高效水稻武运粳(3·54mg穴-1)和南光(3·22mg穴-1),差异显著。氮高效水稻武运粳和南光从茎叶转移出的15N量约占籽粒所需N量的91%和85%,而从土壤中吸收的15N量约占9%和15%。综上所述,氮高效、低效水稻氮素积累和转运特征的差异主要表现在齐穗期以后,氮高效水稻具有强的氮素吸收或者转运能力,以满足籽粒形成期植株对氮素的利用。

不同施肥处理对玉米生育后期叶片保护酶活性及膜脂过氧化作用的影响

从高产施肥的角度研究了不同氮、磷、钾肥用量对春玉米生育后期叶片保护酶活性与膜脂过氧化产物作用的影响。结果表明:各施肥条件下,各种酶在灌浆期、乳熟期和蜡熟期随玉米生育期的推进呈现出相同的变化趋势,SOD活性先急剧降低,后稍有回升;CAT活性呈下降趋势;POD活性先增后降;MDA含量一直呈上升趋势。不同氮、磷、钾用量对叶片保护酶活性和MDA含量的影响不同,适宜的氮、磷、钾肥用量(N 240kg/hm2、P2O5 150～225kg/hm2和K2O240kg/hm2)可明显提高SOD、CAT活性,降低POD、MDA活性和含量,有效地延缓玉米生育后期叶片的衰老。氮、磷、钾养分缺乏或过量均会使叶片膜脂过氧化程度加剧,较早进入衰老状态。

超级杂交稻两优培九及其亲本生育后期的光抑制和早衰特性

以超级杂交稻两优培九 (培矮 6 4S 931 1 )和母本培矮 6 4S(PA6 4S)以及父本中籼 931 1为材料 ,研究亲本和后代在自然条件下叶绿素荧光和活性氧代谢的差异。结果表明 :强光高温下 ,在叶片衰老过程中 ,两优培九的叶绿素、蛋白质含量、PSⅡ原初光化学效率 (Fv Fm)和光化学猝灭系数 (qP)减少较少 ,非光化学猝灭系数 (qN)增加不明显 ,说明在自然条件下 ,超级杂交稻两优培九吸收的光能较多地转化为化学能 ,热耗散较少 ,耐光抑制。同时两优培九的内源活性氧清除酶系如超氧化物歧化酶 (SOD)和过氧化物酶 (POD)诱导的活性较高 ,表现耐光氧化和抗早衰。

氮素形态对不同专用型小麦生育后期光合特性及穗部性状的影响

采用盆栽的方法研究了氮素形态对不同专用型小麦生育后期光合特性及穗部性状的影响 ,结果表明 :强筋型豫麦 34在硝态氮处理下 ,生育后期衰老延缓 ,旗叶保持较高的光合速率、PS 活性 ( Fv/Fo)、PS 最大光能转换效率 ( Fv/Fm)、实际光化学效率 (PS )和光化学猝灭系数 ( q P)较高 ,非光化学猝灭系数( q N)降低 ,发生光抑制的可能性较小 ,穗部性状较好 ,穗粒重最高。中筋型豫麦 49和弱筋型豫麦 5 0在酰胺态氮处理下 ,光合和荧光参数较优 ,穗粒重较高 ,有利于实现高产。

不同水稻品种生育后期光合特性的比较

在大田条件下 ,研究了不同类型粳稻品种生育后期的光合特性 ,探讨了灌浆期和成熟期各品种叶绿素含量、气孔阻力、蒸腾速率以及光合速率对产量的影响。结果表明 ,新品种沈农8801生育后期光合特性较为理想 ,具有较大的叶面积指数。

超高产小麦生育后期旗叶生理特性的研究

为了明确超高产小麦品种的生理特性及其与普通小麦品种的差异,研究了三个具有超级小麦产量潜力的新品种(系)(以下称超高产小麦品种)鲁原301、潍麦8号和山农62G在生育后期旗叶生理特性的变化。结果表明,与对照品种鲁麦14相比,三个超高产小麦品种(系)的旗叶都具有较高的光合速率,叶绿素含量高,衰老延缓,各个时期的可溶性蛋白和可溶性糖含量也比鲁麦14高。这表明超高产小麦品种对光能的利用能力高,有效光合时间和光合持续期延长,积累的有机物质增多。

北方水稻生育后期剑叶可溶性物质含量及植株生产力对CO_2浓度增高的响应

以高产优质粳稻松粳9号和稻花香2号为试材,利用中国北方FACE(free air CO2enrichment)实验平台研究北方水稻生理代谢对CO2浓度增高的响应规律。在水稻抽穗期开始测定剑叶可溶性糖含量、蛋白质含量和总叶绿素含量,收获后实测小区产量及产量构成因素,比较处理间和品种间差异。结果表明,CO2浓度增高显著提高水稻抽穗期、乳熟期和完熟期剑叶可溶性糖含量,松粳9号和稻花香2号最高增幅分别达11.7%和47.5%。CO2浓度增高显著降低抽穗期和完熟期剑叶可溶性蛋白含量,松粳9号和稻花香2号最大降幅分别为16.2%和10.5%。CO2浓度增高使抽穗期和乳熟期剑叶总叶绿素含量显著增加,松粳9号和稻花香2号最大增幅达18.9%和22.5%,之后便逐渐降低。CO2浓度增高使松粳9号单株籽粒产量、生物学产量、经济系数分别提高6.82%、1.50%和12.64%,稻花香2号平均升高2.56%、2.13%和26.05%。研究表明,CO2浓度增高最终提高了水稻植株生产力,对可溶性物质含量的影响在不同生育期存在差异。这可能由于CO2浓度增高促进水稻生长发育,导致水稻提早成熟,叶片衰老促进了可溶性糖分解,也加快了功能叶可溶性蛋白向籽粒运输速率。

水稻生育后期根系氮代谢生理活性变化的研究

以"两优培九"及其父本"9311"和"汕优63"为材料,测定不同水稻品种花后根系氮代谢相关酶[谷氨酰胺合成酶(GS)、谷-丙转氨酶(GPT)、谷草转氨酶(GOT)和谷氨酸脱氢酶(GDH)]及蛋白水解酶活性、蛋白质和游离氨基酸含量、根系伤流液量以及伤流液游离氨基酸及糖含量。结果表明,"9311"的GPT和GDH活性高峰出现在开花前,GS和GOT峰值分别出现在花后第1、2周;"两优培九"除GS高峰在开花前,其余3种酶活性高峰均出现在花后1周;"汕优63"的4种酶活性高峰均出现在花后第2周。"9311"和"两优培九"根系可溶性蛋白、游离氨基酸含量高峰出现在花后1周左右,"汕优63"的两峰值滞后于前两品种,分别推至花后第2周和第3周,这与3品种根系酶活性的变化趋势基本一致。"两优培九"根系伤流液量的最大值出现在花后两周,早于"9311"和"汕优63"1周。伤流液的高峰和根系中游离氨基酸峰值相差1周,且滞后时间在品种间有所差别,"两优培九"相差1周,"9311"相差两周,而"汕优63"二者基本一致。3品种伤流液中"汕优63"糖含量显著高于其他两品种(P<0.01),而"9311"的氨基酸含量显著高于其他两品种(P<0.05)。本试验结果表明,"两优培九"根系的氮代谢高峰早于其他两个品种,而峰值低于其他两品种,说明生育后期"两优培九"根系生理活性衰退早于其他两个品种;品种间根系的代谢高峰具有明显的强度和时间性差异;根系组织代谢高峰和伤流液峰值具有时间差,其差值因品种而异。

不同养分管理对杂交稻生育后期功能叶生理活性和籽粒灌浆的影响

研究了在施肥总量和NPK比例相同的条件下,不同时期施肥对水稻后期功能叶光合速率以及产量、粒重、结实率、籽粒灌浆速率的影响.结果表明,氮钾分次施肥对水稻产量有明显的影响,施用粒肥能显著地提高杂交水稻的产量,其中以粒肥中配以锌硼肥和BR的处理对产量的提高作用最为显著,比仅施基肥和分蘖肥的处理产量提高达30%.粒肥能延缓功能叶的衰老,使其在水稻生长后期仍维持较高的光合速率、灌浆速率和较长的灌浆时间,提高千粒重和结实率.加强后期的养分管理对杂交稻的影响比常规稻更显著.表明杂交水稻的粒重和结实率不仅受遗传控制,也受养分管理的影响.可以通过加强生育后期的养分管理提高杂交水稻的产量.加强水稻生长发育后期的养分管理还能显著改善稻米品质,如包括Asp、Lys、Ala、Gln等的氨基酸含量,在子实肥中加入锌能够显著地提高稻米中锌含量.

超级杂交稻两优培九生育后期的光合特性和同化产物的分配

以杂交稻组合品种 (以下简称品种 )汕优 6 3和两优培九为材料 ,测定了光合速率 ,PS 光化学活性 ,活性氧代谢 ,1 4 CO2 同化产物分配的指标。结果显示 :在生育后期 ,与汕优 6 3相比 ,两优培九在不同光强下具有较高的光合能力 ;在逆境条件下 ,原初光化学效率 (Fv/Fm)的下降及 O·2 产生速率和 MDA含量增长相对较少 ,表明其具有较强的耐光抑制光氧化能力 ;通过用同位素 1 4 C对光合同化产物运转分配进行研究 ,发现两优培九光合同化产物向穗部的运转速率和分配比率均较高 ,表明其具有较好的源库协调性。

不同产量水平玉米杂交种生育后期光合效率比较分析

大田条件下 ,玉米的光合速率 (Pn)受光子流密度 (PFD)的影响要大于受二氧化碳浓度 (Ca)的影响 ,并且对PFD和 Ca的响应也存在着差异。最大光化学效率 (Fv/ Fm )、实际光化学效率 (Φ PS )、光合速率 (Pn)、非光化学猝灭(NPQ)和光化学猝灭系数 (q P)存在着明显的日变化。其中 Fv/ Fm、Φ PS 、 q P呈倒抛物线型日变化 ,在中午强光下降低到一天中的最低值 ,且乳熟期大于蜡熟期 ;Pn、 NPQ则呈抛物线型日变化 ,在中午时分达到一天中的峰值 ,NPQ蜡熟期大于乳熟期。不同产量水平玉米杂交种的 Fv/ Fm、Φ PS 、 q P、 Pn、 NPQ变化也存在着明显差异 ,产量水平高的杂交种 YY2 3具有较高的 Fv/ Fm、Φ PS 、 q P、 Pn 和较低的 NPQ,产量水平低的杂交种 YY5具有较低的 Fv/ Fm、Φ PS 、 q P、 Pn 和较高的 NPQ,这些差异在日变化中以中午时分尤为明显 。

不同栽培模式下春玉米生育后期冠层生理特性研究

以金山27为供试品种,通过连续2年的田间试验,研究农户(NH)、高产高效(GCGX)、再高产(ZGC)和再高产高效(ZGCGX)4种栽培模式下春玉米冠层生理指标的变化规律,为进一步提高玉米产量提供理论依据。结果表明:不同生育时期和层位春玉米叶片叶绿素含量均为ZGCGX>ZGC>GCGX>NH,棒三叶差异最大。不同叶位叶片叶绿素含量均为吐丝期高于乳熟期。吐丝期和乳熟期春玉米净光合速率均表现为:ZGCGX>NH>GCGX>ZGC。吐丝期各栽培模式间差异不显著;乳熟期ZGCGX模式与NH差异不显著,但均显著高于GCGX、ZGC模式。吐丝期和乳熟期春玉米冠层光合能力表现为:ZGCGX>ZGC>GCGX>NH,ZGCGX模式与GCGX、ZGC和NH模式均达极显著水平。吐丝后40 d内,各层位叶片SOD酶活性均为:ZGCGX>ZGC>GCGX>NH。POD酶活性为ZGCGX栽培模式略高于GCGX栽培,而显著高于ZGC和NH模式,且随叶位降低差异增大。各层位叶片的MDA含量为NH模式最高,ZGCGX模式最低。

大豆生育后期根系伤流液中养分元素含量的研究

【目的】研究不同产量水平的大豆Glycine max(L.)Merr.品种生育后期根系伤流液中氮素等养分元素含量的变化规律,以期为大豆育种和高产栽培提供生理依据。【方法】以3种不同产量水平(低、中、高产)的大豆品种为试验材料,栽培管理条件相同,测定开花期(R2期)、结荚期(R4期)和鼓粒期(R6期)大豆根系伤流强度及伤流液中氮素(总氮、硝态氮、铵态氮和氨基酸)以及磷、钾、钙和钠等养分含量。【结果】整个生育后期高产大豆品种根系伤流强度、总氮、氨基酸含量明显高于中、低产品种,平均值分别高13.4%和24.0%、31.9%和74.2%、46.3%和81.0%。根系伤流液中硝态氮含量高于低产品种,平均值高19.9%;铵态氮含量低于低产品种,平均值低16.5%;根系养分元素磷、钾、钙含量均高于中、低产品种。不同产量水平的大豆品种伤流强度的最高值均出现在R4期,R4期籽粒产量与伤流强度呈极显著正相关(r=0.765**);根系伤流液中总氮和氨基酸含量在R2期达最高值,磷、钾在R4期含量最高。【结论】在开花期以后,高产大豆品种根系代谢旺盛,具有较强的吸收能力和活力,这可能是大豆高产的关键因素。

生育后期冠层结构对超高产小麦品种(系)光能利用及产量的影响

为了研究超高产小麦品种冠层结构对产量的影响,以鲁原301、潍麦8号和山农62G三个超高产小麦新品种(系)和对照品种鲁麦14为材料,采用"大田切片法"研究其在生育后期的冠层结构和产量变化。结果表明,与鲁麦14相比,三个超高产小麦品种(系)在生育后期旗叶、倒二叶和倒三叶都具有较高的光合速率,而且各品种下层的叶面积指数、群体的透光率和光能利用率明显高于鲁麦14;鲁原301、潍麦8号和山农62G品种的产量分别比鲁麦14提高8.6%、17.0%、16.7%,差异均达到显著水平。说明超高产小麦具有较合理的群体结构,有利于叶片对光能的吸收、保持群体中下部叶片较高的光合能力、积累更多的有机物质,最终提高籽粒产量。

不同氮肥处理对小麦生育后期旗叶生理活性的影响

对不同生育时期追施氮肥与超高产小麦生育后期旗叶生理活性的变化进行了研究。结果表明：在后期生长过程中，小麦旗叶超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）活性、叶绿素含量总体呈现下降趋势，膜脂过氧化产物丙二醛（ＭＤＡ）含量、外渗电导率总体呈现上升趋势。中后期适量追肥可抑制叶绿素的降解，使植株体内保持高水平的保护酶活性，降低后期细胞膜脂过氧化水平，延长叶片的功能期。

两个不同穗型小麦品种生育后期碳水化合物代谢的比较研究

比较研究表明 ,两个不同穗型小麦品种在产量形成期的碳水化合物代谢存在明显差异。大穗型品种 (豫麦 6 6 )在灌浆中后期旗叶可维持较高的净光合速率 (Pn)、蔗糖磷酸合成酶 (SPS)活性与可溶性碳水化合物 (WSC)含量 ;籽粒则具有较高的蔗糖合成酶 (SS)活性和淀粉积累速率。因此 ,其产量水平和反映源库关系协调程度的粒叶比均高于多穗型品种 (豫麦 4 9)。